繼電保護定值計算課程設計成果(華電)

實用文案實用文案文案大全文案大全課程設計報告TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"（2014—2015年度第一學期 ）名 稱： 繼電保護整定計算院 口： 電氣與電子工程學院班 級：學 號：學生姓名：指導教師：設計周數： 兩周成績：日期：2014年12月29日

ODDODD(DODD)的目的與要求.課程設計的目的1)鞏固《電力系統繼電保護原理》 課程的理論知識， 掌握運用所學知識分析和解決生產實際問題的能力。2)通過對國家行業(yè)頒布的有關技術規(guī)程、 規(guī)范和標準學習， 建立正確的設計思想， 理解我國現行的技術政策。3)初步掌握繼電保護設計的內容、步驟和方法。4)提高計算、制圖和編寫技術文件的技能。.對課程設計的要求1)理論聯系實際。 對書本理論知識的運用和對規(guī)程、 規(guī)范的執(zhí)行必須考慮到任務書所規(guī)定的實際情況，切忌機械地搬套。2)獨立思考。在課程設計過程中， 既要盡可能參考有關資料和主動爭取教師的指導， 也可以在同學之間展開討論，但必須堅持獨立思考，獨自完成設計成果。3)認真細致。在課程設計中應養(yǎng)成認真細致的工作作風， 克服馬虎潦草不負責的弊病， 為今后的工作崗位上擔當建設任務打好基礎。4)按照任務書規(guī)定的內容和進度完成。二、設計(實驗)正文1.某一水電站網絡如圖1所示。已知：(二、設計(實驗)正文1.某一水電站網絡如圖1所示。已知：(1)發(fā)電機為水輪立式機組，功率因數為 0.8、額定電壓序阻抗為 0.24；口2)水電站的最大發(fā)電容量為2口5000kW,最小發(fā)電容量為6.3kVD次暫態(tài)電抗為 0.2,負5000kW,正常運行方式發(fā)電容量為 2口5000kW；口3口3).平行線路L1DL2同時運行為正常運行方式；(4)變壓器的短路電壓均為(4)變壓器的短路電壓均為(5)負荷自起動系數為(6)保護動作是限級差口101，接線方式為1.3；tD0.5s；Yd-11,變比為38.5/6.3kV。(7)線路正序電抗每公里均為0.41，零序電抗為 3(7)線路正序電抗每公里均為0.41，零序電抗為 3倍正序電抗；SOOOkW6300kVA城關變2QF4QF7QF試求：1)確定水電站發(fā)電機、變壓器相間短路口保護、后備保護的配置方式；口：對于水電站發(fā)電機， 相間短路保護的主保護采用縱口差動保護， 后備保護應配置低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護。對于變壓器，相間短路的主保護采用縱口差動保護， 并配置復合電壓啟動的過電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護作為后備保護。(2)確定6QF斷路器的保護配置方式，計算它們的動作定值、動作時限，并進行靈敏度校驗；口：系統等值電路的參數標么值，選取 S=6.3MVA,U=38.5kV，各部分等值參數TOC\o"1-5"\h\zB B如下：\o"CurrentDocument"S 6.3發(fā)電機：X"=X”._B=0.2義 =0.202\o"CurrentDocument"G* *N_ 5/0.8N變壓器：X=X?—TN-?—B-=0.1T* *N_U2TNB__一_ 6.3 ODDO：X=X=r-l?—b=0.4義40義 =0.068TOC\o"1-5"\h\zL1* L2* U2 38.52B_ 63X=r-l-S~=0.4義56義 =0.095\o"CurrentDocument"L3* U2 38.52B_ 6.3X =r-l-SB=0.4x18義 =0.031\o"CurrentDocument"L4* U2 38.52B_ 63X =r-l-SB=0.4x18x =0.031\o"CurrentDocument"L5* U2 38.52B系統等值阻抗圖如下：VW

0.202VWVW

0.202VW0.1vW

0.063A1A1VW-0.095 0.0310.2020.0630.2020.063VW

0.0316QF斷路器位于線路末端，與無窮大電網連接，運行方式變化大，三段式電流保護僅能配置皿保護。DODO： 口躲過本線路末端發(fā)生短路時的最大短路電流整定。D節(jié)點最大短路電流：Ik.max10.5X+0.5X+0.5X+XG* T* BC*CDSX-=B-<36QF斷路器位于線路末端，與無窮大電網連接，運行方式變化大，三段式電流保護僅能配置皿保護。DODO： 口躲過本線路末端發(fā)生短路時的最大短路電流整定。D節(jié)點最大短路電流：Ik.max10.5X+0.5X+0.5X+XG* T* BC*CDSX-=B-<3U6.3、右x35xG.101+0.05+0.034+0.095)=0.3712kA動作定值：set6=KiI=1.2x0.3712=0.4859(kA)relk.max電流速斷保護保護范圍校驗：Lmin6ZCD|rZx*攙］set.6 B38.50.412x0.4859352\—0.2860x——6.3JDODO：保護范圍延伸至下級線路，與下級線路電流1段配。末端節(jié)點最大短路口O：I= k.max 0.5X+0.5X+0.5X +X+XG* T* BC* CDDN6.3 _；3x35x(0.101+0.05+0.034+0.095+0.031)一0.3342kADO動作定值：Iii=KiiKiI=1.1x1.2x0.3342=0.4411kAset6 relrelkmaxtii=ti+At=0.5s靈敏性校驗：k.min 2X +0.5X+0.5X<3S X+X+XBC*CDDN6.32-A.3x35x(0.202+0.05+0.034+0.095+0.031)=0.2184kAKlI=Ikmin<1.3senIIIset6相應分析：保護范圍校驗不滿足要求。由于系統運行方式變化大，口一般的電流保護不滿足相應分析：保護范圍校驗不滿足要求。由于系統運行方式變化大，口一般的電流保護不滿足靈敏性與可靠性的要求，且末端仍有一段線路，口一般配置距離保護。距離保護DO:整定阻抗 ZI=KILz=0.8x56x0.4=17.92Qset6 relCD1距離保護DO:整定阻抗Zii=Kii(Lz+KILz)=0.8x(56x0.4+0.8x18x0.4)=22.528Qse16relCD1relDN1

口 Zii 22.528靈敏度校驗：Kii=_set6= =1.007<1.25靈敏度校驗：sen Z 0.4x56CD靈敏度不滿足要求距離保護口段:按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定0.95U N距離保護口段整定值LCD.minIL.maxCD0.95x3Uu2靈敏度不滿足要求距離保護口段:按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定0.95U N距離保護口段整定值LCD.minIL.maxCD0.95x3Uu2 NSmax0.95x、3x352x0.8)Mg。距離保護口段靈敏度校驗：Ziiiset6minKKKrelssre161.254=86.14。1.2x1.3x1.2KsenZI——set6ZCD募二3.85之L5靈敏度滿足要求，且tm靈敏度滿足要求，且tm=0.5s13）確定平行線路L113）確定平行線路L1、L2的的1QF、3QF相間短路口保護和后備保護，計算它們的動作定值、動作時限，并進行靈敏度校驗；口：由上，易知系統運行情況變化大，一般的電流保護均無法滿足要求，口采用距離保護，而距離保護口段在雙回線并列運行時線路末端短路時易誤動，口配置距離保護口段和口段。以值、動作時限，并進行靈敏度校驗；口：由上，易知系統運行情況變化大，一般的電流保護均無法滿足要求，口采用距離保護，而距離保護口段在雙回線并列運行時線路末端短路時易誤動，口配置距離保護口段和口段。以1QF為例，整定計算如下：距離保護口段:整定阻抗ZI=KILset1relBC=0.8x40x0.4=距離保護口段:整定阻抗ZI=KILset1relBC=0.8x40x0.4=12.8。距離保護口段：口躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定0.95U N距離保護口段整定值LBC.minIL.maxBC0.95x.33U2 NSmax0.95x、，3x352x0.8:161.254。ZIIIset1minKKKrelssj162.254"i"c'一二 二86.149)1.2x1.3x1.2re距離保護口段靈敏度校驗Ksen距離保護口段靈敏度校驗KsenZI86.14―set6-= =5.38421.5Z40x0.4BC靈敏度滿足要求，且口□動作時間：tm靈敏度滿足要求，且口□動作時間：tm=tm+At=0.5s3QF的整定計算過程和結果與1QF相同?？?QF的整定計算過程和結果與1QF相同。口4）假設平行線路L1、L2兩側配置有三口重合閘，計算三口重合閘裝置的整定值?？冢喊醋畈焕闆r考慮，本側先跳閘，對口保護延時跳閘t =(t +1 +1+1 )-(t+1 )=0.8~1.5s1s。ARC p.2 QF.2 u裕度 p.1 QF1s。取典型值

(5)繼電保護6QF的接線圖及展開圖。口：6QF的接線圖如圖 3所示。第I段距離保護由電流口電器 KA1、KA2、中間繼電器 KM和信號繼電器KS1組成。第 II段距離保護由電流口電器 KA3、KA4、時間繼電器 KT1及信號繼電器KS2組成。第III段距離保護由電流口電器 KA5、KA6、KA7、時間繼電器KT2及信號繼電器KS3組成。其中，電流口電器 KA7接于A、C兩相電流之和的中性線上，相當于 B相繼電器，則第III段距離保護組成了三相式保護。交瓶電流回路

交瓶電流回路.已知一配電網絡如圖 5所示。已知：(1)系統中各變壓器參數如圖所示，忽略變壓器電阻；(2)變壓器T1與T2之間的電纜L1參數：ri=0.153(0/kM),x1=0.119(0/kM),r0=3-ri,x0=3-x1母線LA與LE之間的電纜L2參數：ri=0.163(0/kM),x1=0.087(0/kM),r0=3?ri,x0=3?x1](3)變壓器T1、T2參數如圖中所示，其中變壓器 T1中性線阻抗 Z0=20O。(4)高壓母線HA以上部分的在 10kV電壓等級下系統阻抗為：X =2.00, X=1.00s.HA.max s.HA.min(5)低壓0.4kV開關CB510下級直接與負荷相連， 400A為其額定電流。低壓開關 CB504、CB505也是如此。gxi:arm2(19km)CB10ST12mA256%與淺電源乩工8EJ；gxi:arm2(19km)CB10ST12mA256%與淺電源乩工8EJ；據也配第i?舶35W?h小□CB1070.4RV噩CB5060.4RV噩CB506、

400AI..爐io.銖vIcB5O4TcB50514O0A)500AJ08503lOOMCABLfL23X120mia(02kM)圖5試求：口1)電力系統中各斷路器所配置的電流三段式保護進行定值整定，進行靈敏性校驗；答：選取基準容量 S=4MVA，基準電壓為各段平均電壓。B高壓母線HAOOOOXs.HAmax*XS s.HAmax-BU2B12.0義410.52=0.0726Xs.HAmin*XS s.HAmin——BU21.0X410.52:0.036344X=0.119x18x——=0.00626L1* 372…… 4X=0.087x0.2x——=0.435L2* 0.42變壓器T1和T2TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"U2S,4 ,X=X ?—TN?-B=0.06X=0.06T1* *1NS U2 4TNB4X=0.06x—=0.12T2* 2電纜線路L1和L2\o"CurrentDocument"S 4R=r-l-f=0.153x18x——=0.00805l1* U 372B4R=0.163x0.2x——=0.815L2* 0.42系統等值阻抗圖 6如下：RL2fr=0.B15XLr=0.435XsHAmax=0.0726XsHAmin=0.0363XTT=0.D6RL1*=0.00005XLr=0.00626XT2*=0.12VW■rVW圖6DODO：CB107：系統最大運行方式下電纜線路 L1末端三相短路時1 S 4I二 x二 二——二606.7Ak.L1.max X+X+z 3UU 0.103X.<3X37s.HAmin* T1* L1*動作電流Ilset.107KiI =1.2x606.7動作電流Ilset.107relk.L1.max保護范圍校驗CB108：Lmin107I2Ii、set.107370.19412x0.728372)—0.1326x一系統最大運行方式下變壓器T2末端三相短路時Ik.T2.maxXs.HAmin*=280.3AT1*L1*T2*v3U 0.223x、：3x37動作電流Ii=KiIset.108relk.T2.max=1.2x280.3=336.36ACB503：系統最大運行方式下電纜線路L2末端三相短路時動作電流Ik.L2.maxXs.HAmin*保護范圍校驗電流Iiset.503Lmin503II段：CB107：動作電流動作時間+X+Z+X+ZT1*L1*T2*L2*=KiI=1.2x5.48=6.576kArelk.L2.maxtIIset.107系統最小運行方式下電纜線路靈敏度校驗CB108：動作時間I2Ii、set.503-ZE*UUT,B/Iiiset.1070.40.18512x6.5761.05x,3x0.4—0.2628x042=5.48kA=107.7mKiiIii =1.1x336.36=370Arelset.108=ti +At=0.5sset.108L1末端兩相短路時Ik.L1.min-v3=——x2Xs.HAmax*動作電流Illset.108tIIset.108=tiset.503系統最小運行方式下變壓器Ik.T2.min靈敏度校驗Kiisen.108k.T2.minIIIset.108DODO：+X+Z

T1*Kiisen.107=Kii11relset.503+At=0.5sL1*I―k.L1.minIIIset.1073U2x0.139x37嘿二1.050.4=1.1x6576x一=78.2A37T2末端兩相短路時=388.9AXs.HAmax*T1*L1*T2*2x0.259x37=208.7(A)208.7c 二2.6778.2CB506：動作電流, KiiiKT 1.2x1.3iiii- rel ss-i x400-693.3Aset.506 Kre506.max 0.9動作時間tiiiset506-0.5sK KiiiKT 1.2x1.3LCCC2r,CB504：動作電流iiii- rel ss-set.504 Krei - x500—866./A504.max 0.9動作時間tillset504-0.5sK KiiiKT 1.2x1.3CB505：動作電流iiii- rel ss-set.505 Krei x400-693.3A505.max 0.9動作時間tillset504-0.5sK KiiiKT 1.2x1.3,CB503：動作電流iiii—-rel~sset.503 Kresi - x 900—1.56kAL2.max 0.9動作時間tiiiset503-0.5s+At-1.0sK KiiiKT 1.2x1.3 0.4……CB108：動作電流iiii- rel ssset.108 Krei - x1300x——24.36AT2.max 0.9 37動作時間tiiiset108-tiii+At-1.5sset503了 KiiiKT 1.2x1.3 0.4……CB107：動作電流iiii- rel ss-set.107 Krei- x1300x-―24.36AL1.max 0.9 37動作時間tiiiset107-tiii+At-2.0sset108（2）對系統中所配置的零口電流保護進行定值整定，進行靈敏性校驗；口：根據系統的中性點接地方式， 在CB107上，可配置零序電流保護叫和口口， 而降壓變壓器后無零序通路，無需配置 II段。L1線路末端口線發(fā)生接地短路故障時，各口阻抗分別為：S Zy-Zy—0.103Z=Zb+Z（、=0.0686L1.乙G）min* L1.乙（2）.min* L1.乙（01 0U2 LM。％在系統最大運行方式下， L1線路末端發(fā)生兩相接地短路故障時，零序電流I(1,1)k0.L1.maxZl1Z(2%在系統最大運行方式下，L1ZG1 L1Z(010.103(0.103+0.0686)x|0.103+IG)k0.L1.max零序電流口段零序電流口段按躲過Z、Z、+ L1乙UL1乙(0%Zg%z、+z、L1乙G% L1乙(0%4Xr——=259.8AJ3x370.103x0.0686^0.103+0.0686)L1線路末端發(fā)生單相接地短路故障時，零序電流 X^ 0.103x2+0.0686<3x37=227.3A11set107=KI義31(1,1)relk0.Ll.max=1.25*3*259.8=974.25(A)L1線路末端三相短路的最大不平衡電流整定In=KnKKKI=1.25x1.5x0.5x0.1x606.7=56.88Aset107 relnpsterk.L1.max零序電流口段按本線路末端單相接地短路校驗靈敏度Kin二sen\o"CurrentDocument"I(1) 227.3 ,八—k0.L1.max= =4.0Iiii 56.88set.107靈敏度滿足要求(3)對配置繼電保護方案進行評價，如有缺陷提出改進措施。答：CB107電流口段在系統最小運行方式下對于相間短路故障不具有足夠的保護范圍，口電流口段的靈敏系數不滿足要求，應加入低電壓啟動元件，降低動作定值，提高靈敏度，或者采用距離保護來替代電流保護。零序電流保護作為系統接地短路故障的主保護，由于受到系統中性點接地方式的影響，在上述配電網中，零序電流保護的作用范圍較小，且無法和相鄰的線路或變壓器配合。3.110kV單電源環(huán)形網絡如圖7所示。已知：口1)線路 AB、BCDAC的最大負荷電流分別為230口、150口、2301，負荷的自起動系數為1.5；(2)網絡中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護、零序電流保護或距離保護，壓器采用縱聯差動保護作為主保護，變壓器為口d11接線；3)發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為50MW,最小發(fā)電容量為1口50MW(2臺發(fā)變組停運)4)各變電所引出線上的后備保護動作時間如圖示，后備保護的時限級差口0.變；5s；5)線路的電口每公里均為0.4皿忽律電阻；6)電壓口感器的變比110/0.1,AB、AC線路電流互感器變比300/5,其它參數如圖所示。試求：G1?G2@G3冬3x50^11）確定繼電保護2x603^S-10.5%A60麗Uk=10TO1、2、3、4、5、口：環(huán)網由于運行模式復雜，采用電流保護易造成靈敏度低，距離保護。距離保護涉及阻抗線路：Z=40x0.4=16。ABZBC母線B側一臺變壓器：Z=0.105TB母線C側一臺變壓器：距離保護口段：1QFZIset.1=KiZ

relAB2QFZIset.2=KiZrelAB3QFZiset.34QFZiset.440kM50UI6QF2x20腐泌30叱4=10.5%a=10,5%l>6的保護配置方式，以及它們的動作定值和動作時限；保護范圍小等問題，二30義0.4=12Q1152 ?x——=69.43。20一1152一_Z=0.105x=69.43。TC 20:0.85x16:13.6。=0.85x16:13.6。KiZ=0.85x12=10.2。relBCKiZ=0.85x12=10.2。relBC5QFZi =KiZ=0.85x20=17。set.5 relAC30kM因此擬用Z=50x0.4=20。AC6QF6QFZiset.6KiiZ =0.85x20=17QrelAC動作時限均為

ti=0set距離保護口段1QF:與3QF距離保護口段配合Zii=KiiZset.1relAB+Ziset.30.8x(16+10.2)=20.96Q口躲過母線B處變壓器電壓側出口短路口定，分支系數Kb1.minZ+Z+ZAB BC ACZ+ZBCAC32二1.5取較小者，靈敏度校驗：Zii=Kii(Zset.1rel1QF:與3QF距離保護口段配合Zii=KiiZset.1relAB+Ziset.30.8x(16+10.2)=20.96Q口躲過母線B處變壓器電壓側出口短路口定，分支系數Kb1.minZ+Z+ZAB BC ACZ+ZBCAC32二1.5取較小者，靈敏度校驗：Zii=Kii(Zset.1rel+KAB1.minx0.5Z)=0.7x(16+1.5x0.5x69.43)=47.65QTB3QF：與口躲過母線取較小者，靈敏度校驗：6QF：與口躲過母線Ziset.120.96Q tii=ti+At=0.5sKiisen.1Zi—set.1ZAB5QF距離保護口段配合Ziiset.3set.1set.320.9616Kiirel=1.31>1.25滿足要求+ZiiBC set.50.7x(16+17)=23.1QC處變壓器電壓側出口短路口定，此處分支系數Kc3.minZ+Z+ZAB BC ACZAC48「,

——=2.420Ziset.3=Kii(ZrelBCZiset.3=26.4QKiisen.3Zn—set.3ZAB4QF距離保護口段配合Ziset.6Z)=0.7x(12+2.4x69.43)=125.04(Q)c3.minTCtiiset.323.112=KiiZrelACC處變壓器電壓側出口短路口定，分支系數Kc6.minZii=Kii(Z +Kset.6relAC(=ti +At=0.5sset.5=1.925>1.25滿足要求+Z1set.4)=0.7x(20+10.2)=21.14QZ+Z+ZAB BC ACZ+ZBCAB48=1.7128Z)=0.7x(20+1.71x69.43)=97.11Qc6.minTC取較小者，ZI =21.14Qtil=ti+^t=0.5sset.6 set.6 set.4靈敏度校驗：〃取較小者，ZI =21.14Qtil=ti+^t=0.5sset.6 set.6 set.4靈敏度校驗：〃 Zii 21.14Kii=—set.3= =1.057<1.25sen.6 Z20AC不滿足要求4QF：與2QF距離保護口段配合Zii=KiiZ+Zi)=0.7x(12+13.6)=17.92Qset.4 relBC set.2口躲過母線 B處變壓器電壓側出口短路口定，分支系數/Z+Z+Z48.K=—AB BC AC=——=3b2.min Z 16ABZii=Kii(Z +Kx0.5Z)=0.7x(12+3x0.5x69.43)set.4 relBC1.min TB0000,Zii=17.92Qtii=ti +At=0.5sset.4 set.4 set.2“ Zi 17.92……靈敏度校驗： Ki=^et:4= =1.49>1.25滿足要求sen.4 Z12BC81.165QODDO：5QF：按照躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定ZLAC.min0.9-U0.9x110—= N—— <3i a/3x0.23max=248.5Q考慮自啟動系數與返回系數后7Z 248.5ZIII= LAC.min—= =120.05Qset.5 KKK1.2x1.5x1.15relssre口躲過最大振蕩周期整定tiii=1.5s

set.5近后備靈敏度校驗KiiisenG)5Zii——set.5ZAC120.0520=6.0>1.5滿足要求3QF：按照躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定ZLBC.min0.9x110,/3x0.15=381.05Q考慮自啟動系數與返回系數后7Z 381.05 -(c)ZI= LBC.min—= =184.1(Q)set.3KKK1.2x1.5x1.15relssre

動作時間