繼電保護(hù)零序保護(hù)課程設(shè)計(jì).doc

自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)題目：班級(jí)： 電氣081姓名： 葉 博 學(xué)號(hào)：200809050 指導(dǎo)教師：蘇宏升 設(shè)計(jì)時(shí)間：2012-03-04評(píng)語：成績1設(shè)計(jì)原始資料：系統(tǒng)接線圖如下圖，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(tái)機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺(tái)機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為：=115/3kV,5、X1.T1X1.T4=5X0.T1X0.T4=15,X1.T5=X1.T6=15、X0.T5=X0.T6=20,LA-B=60km, LB-C=40km,線路阻抗Z1=Z2=0.4/km,、, 試對(duì)1、2、3進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。1.1具體題目根據(jù)所給的資料，對(duì)上述系統(tǒng)中的1,2,3處進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。1.2題目分析所謂零序保護(hù)，是指在大短路電流接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障后,就有零序電流，零序電壓和零序功率出現(xiàn),利用這些電氣量構(gòu)成保護(hù)接地短路的繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱。三相電流平衡時(shí)，沒有零序電流，不平衡時(shí)產(chǎn)生零序電流，零序保護(hù)就是用零序互感器采集零序電流，當(dāng)零序電流超過一定值（綜合保護(hù)中設(shè)定）,綜和保護(hù)接觸器吸合，斷開電路。零序電流互感器內(nèi)穿過三根相線矢量和零線。正常情況下，四根線的向量和為零，零序電流互感器無零序電流。當(dāng)人體觸電或者其他漏電情況下：四根線的向量和不為零，零序電流互感器有零序電流，一旦達(dá)到設(shè)定值，則保護(hù)動(dòng)作跳閘。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是三相對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對(duì)稱的，其零、負(fù)序電流電壓會(huì)很大，利用故障的不對(duì)稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。所以零序電流保護(hù)被廣泛的應(yīng)用在110KV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。2保護(hù)方式的確定2.1 保護(hù)1的運(yùn)行方式分析保護(hù)1的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)1的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作，變壓器T5、T6兩個(gè)中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則 =（+）； (2.1)將數(shù)據(jù)代入式2.1中可得=10最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)1的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，而變壓器T5、T6兩個(gè)都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則：=（+） (2.2)將數(shù)據(jù)代入式2.2中，可得=52.2 保護(hù)2的運(yùn)行方式分析對(duì)于保護(hù)2，它的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)2的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作時(shí)運(yùn)行，則：=（+） (2.3)將數(shù)據(jù)代入式2.3中，可得=13最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)2的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，則：=（+） (2.4)將數(shù)據(jù)代入式2.4中，可得=6.52.3 保護(hù)3的運(yùn)行方式分析保護(hù)3的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)3的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則：=（+） (2.5)將數(shù)據(jù)代入式2.5中，可得=10最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)3的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，則：=（+） (2.6)將數(shù)據(jù)代入式2.6，可得=52.4 保護(hù)4的運(yùn)行方式分析保護(hù)4的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)4的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作，變壓器T5、T6兩個(gè)中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則：=（+） (2.7)將數(shù)據(jù)代入式2.7，可得=13最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)4的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，而變壓器T5、T6兩個(gè)都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則：=（+） (2.8) 將數(shù)據(jù)代入式2.8，可得 = 6.5 3 零序電流保護(hù)的配置和整定將本題中的系統(tǒng)簡化成三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)，即正序網(wǎng)絡(luò)，如圖1；負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。如圖2；零序網(wǎng)絡(luò)，圖3。 圖1 正序網(wǎng)絡(luò) 圖2 零序網(wǎng)絡(luò)圖3 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)3.1 零序I段的配置和整定 零序電流I段按照躲開下級(jí)線路出口處單相或兩相接地末端短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流3I0.max和躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流3I0.unb以及非全相運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生系統(tǒng)震蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流來整定。經(jīng)分析，B母線單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗: (3.1)將數(shù)據(jù)代入式3.1，可得=12.67.同理，可計(jì)算得: 所以故障端口的零序電流為：=2.01(KA)；所以B相單相接地短路時(shí)流過保護(hù)1、4的零序電流分別為： =1.82=0.199(KA)； I0.4=1.82=0.282(KA);同理得出：B母線兩相接地短路時(shí)流過保護(hù)1、4的零序電流分別為：I0.1= 0.147(KA)；I0.4= 0.209(KA)；所以I0.1.max1=0.199(KA)，I0.4.max1=0.282(KA)；故零序I段整定為： =3I0.max.1krelI (3.2)將數(shù)據(jù)代入式3.2中，其中krelI=1.2為電流系數(shù)，得到:=0.717(KA) =3I0.max.4krelI (3.3)將數(shù)據(jù)代入式3.3中, 其中krelI=1.2為電流系數(shù)，可得=1.014(KA)同理可得：IIset.2=1.173(KA)；IIset.3=1.452(KA)；3.2 零序II段的配置和整定先求保護(hù)1的分支系數(shù)：=1+=1+ :對(duì),當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大，有=+=88.07（）；當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有=+=80.04（）;對(duì)于則按照同上述敘述，有：當(dāng)、只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，=24（）；當(dāng)、兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，=12（）?？傻茫罕Ｗo(hù)1的最大分支系數(shù)=1+=1+=8.5,保護(hù)1的最小分支系數(shù)=1+=1+=4.975。同理可得：=7.45；=3.775.3.2.1 保護(hù)1的零序II段保護(hù)的整定保護(hù)1的零序II段定值為： (3.4)將數(shù)據(jù)代入式3.4，可得Iset.1II=0.336KA校驗(yàn)靈敏度：經(jīng)過計(jì)算可得，母線B接地故障流過保護(hù)1的最小零序電流：靈敏系數(shù)： 1.3.3.2.2 保護(hù)4的零序II段保護(hù)的整定保護(hù)4的零序II段定值為： (3.5)將數(shù)據(jù)代入式3.5，可得，Iset.4III=0.368KA校驗(yàn)靈敏度：經(jīng)過計(jì)算可得，母線B接地故障流過保護(hù)4的最小零序電流：I0.min=0.263 靈敏系數(shù)： 1.3;3.3 零序III段的配置和整定假設(shè)保護(hù)1、2、3和4處都裝設(shè)零序III段電流保護(hù)。則：tIII1=0.5s，tIII2=0s，tIII3=0s，tIII4=0.5s；保護(hù)2和3處都配置一個(gè)時(shí)間為0s的定時(shí)限過電流保護(hù)裝置，保護(hù)1和4處各裝置一個(gè)延時(shí)為0.5s的定時(shí)限過電流保護(hù)裝置。下面分別對(duì)個(gè)保護(hù)進(jìn)行電流整定。3.3.1 保護(hù)1的零序III段整定計(jì)算：B母線的三相短路電流：=11536.5+7+24=1.77(KA)因?yàn)槭?10kv線路，可不考慮非全相運(yùn)行情況，按躲開末端最大不平衡電流整定。則 (3.6) 將數(shù)據(jù)代入式3.6可得，=0.0885（KA） (3.7)將數(shù)據(jù)代入式3.7可得，=0.111(KA)作為近后備保護(hù) 滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù) 滿足要求3.3.2 保護(hù)2的零序III段整定計(jì)算：A母線的三相短路電流：=11536.632+4.1+40=1.188(KA)因?yàn)槭?10kv線路，可不考慮非全相運(yùn)行情況，按躲開末端最大不平衡電流整定。 (3.8)將數(shù)據(jù)代入式3.8中，可得=0.0559（KA） (3.9)將數(shù)據(jù)代入式3.9可得，=0.0669（KA）作為近后備保護(hù) 滿足要求同理：對(duì)保護(hù)3進(jìn)行整定，且靈敏系數(shù)均滿足要求。綜上可知：在零序電流保護(hù)的配置和保護(hù)中，保護(hù)1和保護(hù)4均有I段、II段和III段，而保護(hù)2和保護(hù)3只配置III段保護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié) 論本次課程設(shè)計(jì)，是整定題目所給系統(tǒng)的零序保護(hù)，零序保護(hù)有零序電壓保護(hù)，零序電流保護(hù)和零序功率保護(hù)，本次設(shè)計(jì)著重考慮零序電流保護(hù)。在設(shè)計(jì)的第一部分主要是對(duì)題目進(jìn)行了分析，介紹了零序保護(hù)的概念及其作用和工作機(jī)理。在第二部分主要四段的保護(hù)方式的確定。第三部分主要是零序電流保護(hù)的整定，計(jì)算了零序保護(hù)的靈敏度，零序電流，對(duì)于保護(hù)1,2,3進(jìn)行了三段整定。并且對(duì)其是否滿足要求進(jìn)行了分析。在第三部分的最后對(duì)每部分保護(hù)設(shè)置幾段保護(hù)進(jìn)行了說明。零序保護(hù)是電力系統(tǒng)中常用的一種保護(hù)手段，在實(shí)際的操作中有著廣泛的應(yīng)用零序過流保護(hù)不反應(yīng)三相和兩相短路，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護(hù)受電力系統(tǒng)