繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：工學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)人：李貞艷201101030467白艷紅201101030467朱正紅201101030109設(shè)計(jì)課題：三段式距離保護(hù)課程設(shè)

計(jì)1.1題目如圖所示系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運(yùn)行。參數(shù)為：，，，，，，線路阻抗：，，，線路阻抗角均為75°，，負(fù)荷功率因數(shù)角為30°；，，，，變壓器均裝有快速差動(dòng)保護(hù)。試對1、4進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接線圖1.2要完成的內(nèi)容根據(jù)所給的資料,完成1和4處進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)。具體要完成的內(nèi)容如下:（1）三序網(wǎng)絡(luò)圖；(2)保護(hù)的配置及選擇;(3)分支系數(shù)的計(jì)算;(4)整定阻抗的計(jì)算(系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮、短路點(diǎn)的考慮短路類型的考慮);(5)時(shí)間的整定;(6)靈敏度校驗(yàn);(7)保護(hù)設(shè)備的選擇。2設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容

2.1設(shè)計(jì)規(guī)程

距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)發(fā)生變化的特征,測量電壓與電流的比值,該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離,若短路點(diǎn)距離小于整定值則動(dòng)作的保護(hù)。(1)距離Ⅰ段保護(hù)為無延時(shí)的速動(dòng)段,只反應(yīng)本線路的故障,下級線路出口發(fā)生短路故障時(shí),應(yīng)可靠不動(dòng)作。(2)距離Ⅱ段的整定原則有二:①與相鄰線路距離保護(hù)Ⅰ段相配合;②與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合。本題中沒有涉及變壓器保護(hù),故與相鄰線路的Ⅰ段保護(hù)相配合。(3)距離Ⅲ段保護(hù)的整定原則有三:①按與相鄰下級線路距離保護(hù)Ⅱ段或Ⅲ段配合整定;②按與相鄰下級變壓器的電流、電壓保護(hù)相配合;③按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定。本次整定計(jì)算中采用第①③種方法進(jìn)行計(jì)算。2.2三序圖正序圖負(fù)序圖零序圖2.3保護(hù)配置(1)主保護(hù)配置:選用三段式距離保護(hù),距離Ⅰ段保護(hù)和距離Ⅱ段作為主保護(hù)。(2)后備保護(hù)配置:距離Ⅲ段保護(hù)作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。3等效電路的建立

題目中已知條件為單位長度線路阻抗以及各段線路長度,由此,進(jìn)行基本數(shù)據(jù)計(jì)算如下:由以上的基本計(jì)算得其等效電路圖如下所示。4保護(hù)的配合及整定計(jì)算4.1分支系數(shù)的計(jì)算

由三序圖可知接地距離保護(hù)1和4的正序電流分支系數(shù)，當(dāng)A側(cè)開一臺機(jī)，變壓器T5和T6均投入運(yùn)行，保護(hù)1的零序電流分支系數(shù)最大，如圖（a）所示。圖(a)當(dāng)A側(cè)開兩臺機(jī)，變壓器T5和T6只有一臺投入運(yùn)行，保護(hù)1的零序電流分支系數(shù)最小，如圖（b）所示。圖（b）當(dāng)C側(cè)開一臺機(jī)，變壓器T5和T6均投入運(yùn)行，保護(hù)4的零序電流分支系數(shù)最大，如圖（c）所示。序電流分支系數(shù)最大，如圖（c）所示。圖（c）當(dāng)C側(cè)開兩臺機(jī)，變壓器T5和T6只有一臺投入運(yùn)行，保護(hù)4的零序電流分支系數(shù)最小，如圖（d）所示。圖（d）4.2保護(hù)處距離保1護(hù)的整定計(jì)算

1)保護(hù)1處距離Ⅰ段保護(hù)(主保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:距離保護(hù)Ⅰ段的整定值計(jì)算公式為:(4.1)則保護(hù)1的整定阻抗為:其中:

—距離Ⅰ段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.85;

—被保護(hù)線路的整體阻抗值,其值為32。②動(dòng)作時(shí)間整定:距離Ⅰ段保護(hù)為速動(dòng)段保護(hù),無延時(shí),所以:2)保護(hù)1處距離Ⅱ段保護(hù)(主保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:距離保護(hù)Ⅱ段的整定值計(jì)算公式為(按與相鄰下一級相鄰線路距離保護(hù)Ⅰ段配合計(jì)算):(4.2)由(4.1)式可得:由于分支系數(shù),所以:其中:—距離II段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.85;—保護(hù)4處距離Ⅰ段的阻抗整定值。②動(dòng)作時(shí)間整定:,其中:—保護(hù)4處距離Ⅰ段的整定時(shí)間,為速動(dòng)段,其值為0,并取=0.5s。靈敏度的計(jì)算公式為:(4.3)由(4.3)式可得:,滿足對靈敏度的要求。(3)保護(hù)1處距離Ⅲ段保護(hù)(后備保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:按躲過正常運(yùn)行時(shí)最小負(fù)荷阻抗整定。距離Ⅲ段保護(hù)的計(jì)算公式為:(4.4)其中:則:

其中:

—距離Ⅲ段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.75;

—最小負(fù)荷阻抗;

—電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù),取值1.2;

—阻抗測量元件的返回系數(shù),取值1.2，

為整定阻抗的阻抗角,

為負(fù)荷阻抗的阻抗角。

阻抗整定：與相鄰線路距離保護(hù)II段相配合。由于距離保護(hù)屬于欠量保護(hù)，所以:②動(dòng)作時(shí)間整定:

③靈敏度校驗(yàn):當(dāng)保護(hù)1作為近后備時(shí),按本線路膜端短路來校驗(yàn)，其靈敏度校驗(yàn)公式為:(4.5)滿足要求。當(dāng)保護(hù)1作為遠(yuǎn)后備時(shí),按相鄰設(shè)備末端短路校驗(yàn)，其靈敏度校驗(yàn)公式為:（4.6）由于分支系數(shù)

,所以:,不滿足要求，所以保護(hù)1不能作為保護(hù)4的遠(yuǎn)后備。4.3保護(hù)處距離保4護(hù)的整定計(jì)算(1)保護(hù)4處距離Ⅰ段保護(hù)(主保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:距離保護(hù)Ⅰ段的整定值計(jì)算公式為:則保護(hù)4的整定阻抗為:其中:

—距離Ⅰ段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.85;

—被保護(hù)線路的整體阻抗值,其值為24。②動(dòng)作時(shí)間整定:距離Ⅰ段保護(hù)為速動(dòng)段保護(hù),無延時(shí),所以:

(2)保護(hù)4處距離Ⅱ段保護(hù)(主保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:距離保護(hù)Ⅱ段的整定值計(jì)算公式為(按與相鄰下一級相鄰線路距離保護(hù)Ⅰ段配合計(jì)算)分支系數(shù)

,所以:其中:

—距離II段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.85;

—保護(hù)1處距離Ⅰ段的阻抗整定值。②動(dòng)作時(shí)間整定:③靈敏度校驗(yàn):靈敏度的計(jì)算公式為:

可得:

,滿足對靈敏度的要求。(3)保護(hù)4處距離Ⅲ段保護(hù)(后備保護(hù))的整定計(jì)算:①阻抗整定:按躲過正常運(yùn)行時(shí)最小負(fù)荷阻抗整定。距離Ⅲ段保護(hù)的計(jì)算公式為:其中:，則:其中:—距離Ⅲ段保護(hù)的可靠系數(shù),其值為0.75;—最小負(fù)荷阻抗;—電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù),取值1.2;—阻抗測量元件的返回系數(shù),取值1.2，為整定阻抗的阻抗角,為負(fù)荷阻抗的阻抗角。阻抗整定：與相鄰線路距離保護(hù)II段相配合。

由于距離保護(hù)屬于欠量保護(hù)，所以②動(dòng)作時(shí)間整定:③靈敏度校驗(yàn):當(dāng)保護(hù)4作為近后備時(shí),按本線路膜端短路來校驗(yàn)，其靈敏度校驗(yàn)公式為:（4.5），滿足要求。