電流保護整定計算

第一章課程設計的目的為了進一步加深對理論知識的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設計。電能是現(xiàn)代社會中最重要、最方便的能源。在輸送電能的過程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時,保護線路的各種繼電裝置應該有比較可靠的、及時的保護動作,從而切斷故障點，極大限度的降低電力系統(tǒng)的停電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設置的。電力系統(tǒng)繼電保護的設計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設計與配置不合理，保護將可能誤動或拒動，從而擴大事故停電范圍，有時還可能造成人身和設備安全事故。因此，合理地選擇保護方式和正確地整定計算，對保證電力系統(tǒng)的安全運行具有非常重要的意義。通過此次線路保護的設計可以鞏固我們本學期所學的《電力系統(tǒng)繼電保護》這一課程的理論知識，能提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力。第二章保護方案的可行性分析選擇保護方式時，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統(tǒng)的要求。只有簡單的保護裝置不能達到目的時，才考慮采用較復雜的保護裝置。對于35KV的單側電源供電網(wǎng)常采取三段式電流保護的保護方式。由于WL1段位于單側電源的最靠近電源側，所以必須進行=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII段保護;對WL2段只進行=1\*ROMANI、=3\*ROMANIII段保護。WL2段由于=2\*ROMANII段不能保護下一段，只能保護本條線路全長。因此對WL2段進行=3\*ROMANIII段保護作為WL2段主保護拒動的近后備和WL3段的線路保障和斷路器拒動的遠后備。對WL3段只進行過電流保護作為主保護，而WL2段=3\*ROMANIII段為其遠后備保護。第三章電網(wǎng)的電流保護原理電網(wǎng)發(fā)生短路時電流增加、電壓降低，繼電保護裝置就是主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量的變化，構成繼電保護動作的原理的，也有其他的物理量，繼電保護裝置一般都包括測量部分(和定值調整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分利用故障點的電流增加、電壓降低可構成電流電壓保護，電流保護主要包括：無時限電流速斷保護，限時電流速斷保護和定時限過流保護（三段式電流保護）。1.電流速斷保護（電流保護I段）：根據(jù)繼電器保護速動性的要求，保護裝置動作切除故障的時間，必須滿足穩(wěn)定和保證重要用戶供電的可靠性，原則上總是越快越好，因此力求裝設快速動作的繼電保護，電流速斷保護就是這樣的保護不可能保護線路的全長。2.限時電流速斷（電流保護Ⅱ段）：由于無時限電流速斷不能保護線路的全長，因此考慮增加一段新的保護用來切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時也能作為速斷的后備，這就是限時速斷，稱為II段電流保護，由于要求限時電流速斷保護必須保護線路的全長，因此它的保護范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會誤動作，為了保證動作的選擇性，就必須使保護的動作有一定的時限，此時限的大小與其延伸的范圍有關，為盡量縮小時限，首先規(guī)定其整定計算原則為限時電流的速斷的保護范圍不超過下條線路電流速斷的保護范圍；同時動作時限比下一條電流速斷保護高出一個△t的時間段。3定時限過電流保護（電流保護Ⅲ段）。雖然無時限電流速斷保護可以無時限的切除故障電路，但它不能保護線路的全長，限時電流保護雖然可以較小的切除線路全長上任意一點的故障，但它不能做相鄰線路故障的后備，因此引入定時限過電流保護，又稱三段電流保護，它是指啟動電流按照躲過最大負荷電流來整定的一種保護裝置。第四章三段式電流保護整定計算選三段式電流保護作AB線路的保護方案，具體方案實現(xiàn)，設計的有關計算如下：4.1對P1進行整定（WL1段）I段整定計算無時限電流速斷保護為了保證其保護的選擇性一般情況下只保護被保護線路的一部分，對于單側電源供電線路，在每回線路的電源側均裝設電流速斷保護，在輸電線路上發(fā)生短路時，流過保護安裝地點的短路電流計算式為如下所示，對于AB段線路===A其中Ex=，—輸電線路的額定線電壓。為保證選擇性，保護裝置的啟動電流應按躲開下一條線路出口處（B點短路時，通過保護的最大短路電流（最打運行方式下的三相短路電流）來整定。即從而P2后發(fā)生各種短路時，保護P1不動作，即（1）起動電流（?。?）保護范圍（靈敏度）校驗按規(guī)定，在最小運行方式下，速斷按保護的范圍的相對值時，為合乎要求，即當系統(tǒng)為最大運行方式三相短路時保護范圍最大，當系統(tǒng)為最小運行方式兩相短路保護范圍最小，因此求保護范圍是考慮最小運行方式：==其中代人上式得保護范圍：==18.1km則=>15%滿足要求。（3）動作時限t=0.5=2\*ROMANII段整定計算：由于無時限電流速斷不能保護線路的全長，因此考慮增加一段新的保護，用來切除本線路的上速斷范圍以外的故障，同時也能作為無時限速斷保護的后備保護，這就是限時電流速斷保護。稱為II段電流保護，由于要求限時電流速斷保護必須保護線路的全長，因此它的保護范圍必然要延伸到下一條線路中去，這樣當下一條線路出口處發(fā)生短路使，它就會誤動作，為了保證動作的選擇性，就必須使保護的動作有一定的時限，此時限的大小與其延伸的范圍有關，為盡量縮小時限，首先規(guī)定其整定計算原則為限時電流的速斷的保護范圍不超過下條線路電流速斷的保護范圍；同時動作時限比下一條電流速斷保護高出一個△t的時間段。流過下一條線路保護安裝地點的短路電流為===(1)起動電流動作電流按躲過下一條線路的無時限電流速斷保護的動作電流進行整定，則而；則=1.21.1590.855=779.9286A(2)靈敏度效驗保護安裝的靈敏性，是指在它的保護范圍內發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)時，保護裝置的反應能力。其高低用靈敏系數(shù)來衡量。即不滿足要求，重新選擇與仍不滿足要求，因此需要重新整定?？紤]與相鄰線路的=2\*ROMANII段配合（BC段）=264A，滿足要求。(3)動作時限為了保證選擇性，限時電流速斷保護應比下一條線路無時限電流速斷保護的動作時限高出一個時間階段，即=3\*ROMANIII段整定計算：定時限過電流保護反應電流增大而動作，它要求能保護本條線路的全長和下一條線路的全長。作為本條線路的主保護據(jù)動的近后備，也作為下一條線路保護和斷路器的遠后備。其保護范圍應包括下一條線路或設備的末端。另外，過電流在最大負荷時，保護不應該動作。(1)動作電流按躲開被保護線路的最大負荷電流，且在自啟動電流下繼電器能可靠返回來進行整定A(2)靈敏度校驗要求對本條及下一條線路或設備相間故障都能有反應，其反應能力用靈敏系數(shù)衡量。本條線路的近后備的靈敏系數(shù)規(guī)定為近后備滿足要求。下一條線路遠后備靈敏系數(shù)規(guī)定為遠后備滿足要求。(3)整定時間由于電流=3\*ROMANIII段保護的范圍很大，為保證動作的選擇性，其保護動作延時應比下一條線路的電流=3\*ROMANIII段的動作時間長一個時限階段，即；—下一條線路電流段的動作延時4.2對P進行整定（WL2段）：I段整定計算(1)啟動電流通過保護的最大短路電流（最打運行方式下的三相短路電流）來整定A(2)靈敏度（保護范圍）為保證在最小運行方式下，速斷按保護的范圍的相對值合乎要求，即保護范圍=19.2043km％其中(3)動作時限t=0=3\*ROMANIII段整定計算因為AB段的=3\*ROMANIII段保護不僅保護其本條線路的全長，而且保護BC段的全長，這與BC段的=2\*ROMANII段的保護功能相同，從經(jīng)濟性方面考慮，不再對其進行II段保護。直接進行=3\*ROMANIII段保護(1)啟動電流(2)靈敏度作為本條線路的近后備：，滿足要求作為下條線路的遠后備滿足要求。4.3對P3進行整定(WL3段)由于P3保護的僅僅是線路的末端，故只需對其進行=3\*ROMANIII段定時限過電流保護。(1)啟動電流按躲開被保護線路的最大負荷電流，且在自啟動電流下繼電器能可靠返回來進行整定(2)靈敏度作為末端只需考慮作為本條線路的近后備即可，而不考慮遠后備的靈敏度校驗。不滿足，所以只要對WL3進行過負荷保護。對WL3過負荷保護動作電流式中——可靠系數(shù)，取1.05；——返回系數(shù)，取0.85；——電流互感器的變比；——電纜線路的額定電流。過負荷保護一般以長延時動作于信號，左右各點短路時電流大小即整定電流的列表：單位（A）WL1WL2WL31029.41590.852201347.2483.42—264709.026_779.93__1616.64310.59—第五章電流互感器變比計算機型號的選擇（1）電流互感器變比因為AB線路的啟動電流為1616.64A，所以電流互感器的便比為=1616.64/5=323.328（2）電流互感器型號的選擇：在電力系統(tǒng)中供檢測儀表和控制回路使用的電流互感器，其二次側都是5安培。而常用的電力系統(tǒng)中的電流互感器變比有：

10000/5、5000/5、3000/5、2000/5、1500/5、1000/5、800/5、750/5、600/5、500/5、400/5、350/5、300/5、250/5、200/5、150/5、100/5、75/5、50/5、30/5、20/5等規(guī)格的。

由于線路AB段的最大負荷電流為1616.64A，選擇2000/5的電流互感器

二次側電流：

Iset.1.Ⅰ/2000/5=1347.2/400=3.368A

Iset.1.Ⅱ/250/5=779.9286/400=1.95A

Iset.1.Ⅲ/250/5=323.529/400=0.81A

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇電流互感器型號為：LDC-10.1第六章原理圖的設計針對本次電流繼電保護，采用不完全星形接線，為保證在不同線路上發(fā)生兩點或多點接地時能切除故障，電流互感器必須均裝在同名的兩項上，一般接在A，C相上。三相星形接線需要三個電流互感器，三個電流繼電器和四個二次電纜，相對于兩項星形接線，其經(jīng)濟性較差，接線較為復雜;在中性點直接接地網(wǎng)中，能反映單項接地故障。兩項不完全星形接線不能反映B相接地故障。實際上，本次的設計為中性點不接地，單相接地只是采用正序電流保護來切除的，因此，完全星形接線方式的這種優(yōu)越性無多大意義。綜上所述，由于不完全星形接線較為簡單經(jīng)濟；采用不完全星形接線方式可以保證有三分之二的機會之切除一條線路，這一點較完全星形接線優(yōu)越。因此，不完全星形接線方式廣泛應用反映相間短路故障的電流保護。當采用兩相不完全星形接線時，因B相上沒有電流繼電器，所以不能反映B相的最大電流，故靈敏度只有三相完全星形接線時的一半，為克服這一點，可在不完全星形接線的中性線上接入一個電流繼電器，流過這個繼電器的電流大小與B相電流相等。使之與三相短路故障的靈敏度相同。這種接線亦稱為二項三繼電器接線。這正是該設計的最優(yōu)選擇。設計原理圖如圖一所示展開圖如圖二所示。各段時限配合分析由于電流速斷不能保護線路全長，限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護，因此，為保證迅速而又選擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時電流速斷和過電流保護組合在一起，構成階段式電流保護。為具有階段式配合方式的裝置配置情況，當全網(wǎng)任何地方發(fā)生短路時，如果發(fā)生斷路器和保護裝置拒絕動作的情況，則故障都可以在0.5秒內時間給予切除。具體的時限配合圖如附圖三。第七章結論電流速斷、限時電流速斷和過電流保護都是反應于電流升高而動作的保護裝置。它們之間的區(qū)別主要在于不同的原則來選擇起動電流由于電流速斷不能保護線路全長，限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護，因此，為保證迅速而又選擇性地切除故障，常常將電流速斷、限時電流速斷和過電流保護組合在一起，構成階段式電流保護。輸電線路并不一定都要裝三段式電流保護，有時只裝其中的兩段就可以了。具體應用時，可以只采用速斷加過電流保護，或限時速斷加過電流保護，也可以三者同時采用。無時限電流速斷保護按保護全線路考慮后，此時，可不裝設帶時限電流速斷保護，只裝設無時限電流速斷和過電流保護裝置。又如在很短的線路上，裝設無時限電流速斷往往其保護區(qū)很短，甚至沒有保護區(qū)，這時就只需裝設帶時限電流速斷和過電流保護裝置，叫做二段式電流保護。綜上所述，無時限電流速斷保護是以避開被保護線路外部最大短路電流為整定的原則，它是靠動作電流的整定獲得選擇性。帶時限電流速斷保護則同時依靠動作電流和動作時間獲得選擇性，并要與下一線路的無時限電流速斷保護相配合。過電流保護以躲開線路最大負荷電流和外部短路切除后電流繼電器能可靠返回為整定原則。它依靠動作電流及時間元件的配合獲得選擇性。第八章設計心得體會這次繼電保護課程設計，使我進一步的鞏固了所學的專業(yè)理論知識，通過學習我明白了繼電保護裝置是電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力