繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 目錄: 一 設(shè)計(jì)課題.3 二 原始資料.3 2.1主接線3 2.2相關(guān)數(shù)據(jù)3 三.相間距離保護(hù)裝置定值配合的原則和助增系數(shù)計(jì)算原則.4 3.1距離保護(hù)定值配合的基本原則.4 3.2距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)的選擇及計(jì)算.5 四.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容.6 4.1選擇線路保護(hù)的配置及保護(hù)裝置的類型.6 4.2選擇110kV線路保護(hù)用電流互感器和電壓互感器型號(hào).7 4.3線路相間保護(hù)的整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn).9 五設(shè)計(jì)總結(jié)10 參考資料.12一 設(shè)計(jì)課題：110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì)二 原始資料：2.1：主接線下圖為某電力系統(tǒng)主接

2、線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)三臺(tái)升壓變壓器由A母線與單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連，其電能通過(guò)電網(wǎng)送至B、C、D三個(gè)降壓變電所給用戶供電。 2:2：相關(guān)數(shù)據(jù)1 電網(wǎng)中的四條110kV線路的單位正序電抗均為 0.4 /kM；2 所有變壓器均為YN,d11 接線，發(fā)電廠的升壓變壓器變比為10.5/121，變電所的降壓變壓器變比為110/6.6；3 發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為 3 × 50 MW，最小發(fā)電容量為 2 × 50 MW，發(fā)電機(jī)、變壓器的其余參數(shù)如圖示；4 系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運(yùn)行；5 系統(tǒng)允許的最大故障切除時(shí)間為 0.85s；6 線路 AB 、

3、 BC 、 AD 、 CD 的最大負(fù)荷電流分別為 230、 150、 230和 140 ，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù) ；7 各變電所引出線上的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖示， t0.5s。8 系統(tǒng)中各110kV母線和變壓器均設(shè)有縱差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。三相間距離保護(hù)裝置定值配合的原則和助增系數(shù)計(jì)算原則3.1： 距離保護(hù)定值配合的基本原則距離保護(hù)定值配合的基本原則如下：（1） 距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí)，其相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合。距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。例如：當(dāng)相鄰為發(fā)電機(jī)變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過(guò)電流保護(hù)相配合；當(dāng)

4、相鄰為變壓器或線路時(shí)，若裝設(shè)電流、電流保護(hù)，則應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。（2） 在某些特殊情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間，采用所謂“非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的80%85%計(jì)算，但應(yīng)躲開分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第I段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（因變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路），而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路恢復(fù)正常供電。（3） 采用重合閘后加速方式

5、，達(dá)到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。這可在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開，線路重合閘動(dòng)作，進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰各距離保護(hù)的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合（因有時(shí)距離保護(hù)III段與相鄰保護(hù)的第II段配合），故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng)作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護(hù)III段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù)III段在1.52s，即可躲開系統(tǒng)振蕩周期，故只要線路距離保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間大于

6、22.5s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。3.2： 距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)（或分支系數(shù)）的選擇及計(jì)算助增系數(shù)（或分支系數(shù)）的正確計(jì)算，直接影響到距離保護(hù)定植及保護(hù)范圍的大小，也就影響了保護(hù)各段的相互配合及靈敏度。正確選擇與計(jì)算助增系數(shù)，是距離保護(hù)計(jì)算配合的重要工作內(nèi)容之一。（1） 對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的線路保護(hù)配合時(shí)這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在線路的末端，主電源側(cè)采取大運(yùn)行方式，分支電源采用小運(yùn)行方式。（2） 環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)算這種電力網(wǎng)中的助增系數(shù)隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用開環(huán)運(yùn)行的方式，以求出最小助增系數(shù)。（3）

7、 單回輻射線路與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路保護(hù)相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行方式下，在線路末端故障時(shí)計(jì)算。（4） 環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)外輻射線路保護(hù)間相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)開環(huán)計(jì)算。應(yīng)該指出，上述原則無(wú)論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi)，還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。注：以上原則參見華中理工大學(xué) 呂繼紹 編 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理四設(shè)計(jì)內(nèi)容：4.1:選擇線路保護(hù)的配置及保護(hù)裝置的類型；距離保護(hù)：距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的阻抗，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置主要原件為阻抗繼電器，它可以根據(jù)其端子上所加的電壓和電力測(cè)知保護(hù)安裝處到短路店的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測(cè)量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)

8、處近時(shí)，動(dòng)作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)處原時(shí)，其測(cè)量阻抗大，動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，這就保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。距離保護(hù)為低電量保護(hù)，反應(yīng)阻抗降低而動(dòng)作。距離保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)范圍以及靈敏系數(shù)等方面基本不受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，因?yàn)闇y(cè)量阻抗Zj=Uj/Ij,當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，線路電壓U降低，電流增大，靈敏度K增大；當(dāng)線路運(yùn)行方式變化時(shí)，采用距離保護(hù)。Zj基本不變，受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響小，所以，在35KV及以上電壓的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，采用距離保護(hù)。4.2:選擇110kV線路保護(hù)用電流互感器和電壓互感器型號(hào)1）電流互感器的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)電壓。2) 電流互感器的額定電流不小于流過(guò)電流

9、互感器的長(zhǎng)期最大負(fù)荷電流。3）電流互感器分為戶內(nèi)式和戶外式。4）做出電流互感器所接負(fù)載的三相電路圖，確定所需的電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)。5）根據(jù)電路圖確定每相線圈所串聯(lián)的總阻抗歐姆數(shù)（包括負(fù)載電流線圈的阻抗、連接導(dǎo)線的電阻和接觸電阻），要求其中總歐姆數(shù)最大的一相，不大于選定準(zhǔn)確級(jí)下的允許歐姆數(shù)。6）校驗(yàn)電動(dòng)穩(wěn)定性：流過(guò)電流互感器最大三相短路沖擊電流與電流互感器原邊額定電流振幅比值，應(yīng)該不大于動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。7）校驗(yàn)熱穩(wěn)定：產(chǎn)品目錄給出一秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)，要求最大三相或者兩相短路電流發(fā)熱，不允許的發(fā)熱。LB6-110型電流互感器： LB6-110型電流互感器為電容油紙絕緣、戶外用、全封閉型產(chǎn)品，供系統(tǒng)最高

10、電壓為126kV，額定頻率為50Hz或60Hz的交流電力系統(tǒng)中作電流、電能測(cè)量及繼電保護(hù)裝置供電用。 該產(chǎn)品可帶有4個(gè)或6個(gè)二次繞組，采用高導(dǎo)磁性能的微晶合金制造的二次測(cè)量繞俎，可保證測(cè)量精度達(dá)到0.2級(jí)或0.2S級(jí)。 本產(chǎn)品帶有不銹鋼全封閉金屬膨脹器裝置；密封采用進(jìn)口膠墊。產(chǎn)品外殼全部采用熱浸鋅和不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件等新工藝新材料，使整機(jī)無(wú)銹蝕。由于結(jié)構(gòu)合理、工藝先進(jìn)、材料新穎、確保了產(chǎn)品運(yùn)行可靠、安全、耐久。使用環(huán)境環(huán)境溫度最高氣溫：+40 最低氣溫:-30 日平均氣溫不超過(guò)+30LB6-110型電流互感器：海拔不超過(guò)1000mLB6-110GYW2型電流互感器：海拔不超過(guò)3500m?；蚝０尾怀^(guò)

11、1000m的級(jí)污穢地區(qū)1）電壓互感器的電壓不小于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓。2）電壓互感器分為戶外和戶內(nèi)兩種形式。3）結(jié)構(gòu)形式：一般110KV及以上電壓，采用三個(gè)單相電壓互感器結(jié)成：00 -12，每個(gè)單相電壓互感器變比是；對(duì)于發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓電壓調(diào)整器的是三個(gè)單相電壓互感器，接成/Y0-12，每個(gè)單相變比是；供發(fā)電機(jī)測(cè)量、同期及繼電保護(hù)是用三相五柱式電壓互感器；發(fā)電機(jī)電壓母線的電壓互感器，用三相五柱式電壓式互感器。4）作出電壓互感器副邊所接負(fù)荷的三相電路圖，根據(jù)所接負(fù)荷要求，確定電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)，一般有功功率測(cè)量要用0.5級(jí)。TYD110型電容式電壓互感器電容式電壓互感器系列產(chǎn)品適用于戶外額定電壓1

12、10kV，額定頻率50Hz的中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)，并可兼作載波通訊； 該產(chǎn)品由電容分壓器的中壓端子直接引入裝有電磁單元由中間變壓器、補(bǔ)償電抗器和阻尼器組成； 電容分壓器由瓷套、電容芯子、電容器油和金屬膨脹器組成。電容器芯子由若干個(gè)膜紙復(fù)合介質(zhì)與鋁箔卷繞的元件串連而成，經(jīng)真空浸漬處理。瓷套內(nèi)灌注電容器油，并裝有金屬膨脹器補(bǔ)償油體積隨溫度的變化； 該系列互感器采用速飽和阻尼裝置，瞬變響應(yīng)速度快并能可靠地阻尼鐵磁諧振； 二次出線盒內(nèi)帶有載波通訊端子，并帶有過(guò)電壓保護(hù)間隙； 油箱外有油位表、出線盒、銘牌、放油塞、接地座； 產(chǎn)品優(yōu)化了密封結(jié)構(gòu)，具有良好的密封性能。4.3：線路相

13、間保護(hù)的整定計(jì)算、靈敏度校驗(yàn)；斷路器4距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)（1） 動(dòng)作阻抗對(duì)輸電線路，按躲過(guò)本線路末端短路來(lái)整定。 KK=0.85 Zdz=ZL10.85*24=20.4; (2)動(dòng)作時(shí)限 距離保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)限是由保護(hù)裝置的繼電器的固有動(dòng)作時(shí)限所決定，人為的延時(shí)為零，既t=0s。 由于斷路器4沒(méi)有下下一線路，所以斷路器4無(wú)需第段和第段的整定計(jì)算。 五.設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這幾天的課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)繼電保護(hù)對(duì)繼電保護(hù)這門課程有了更深刻的認(rèn)識(shí)。根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。它不僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大，而且又反應(yīng)電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護(hù)高。保護(hù)裝置距離I

14、段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響也較小，同時(shí)保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，且動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。雖然距離保護(hù)第I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是，它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)80%85%，它不能無(wú)時(shí)限切除線路上任一點(diǎn)的短路，一般線長(zhǎng)15%20%范圍內(nèi)的短路要考帶0.5s時(shí)限的距離II段來(lái)切除，特別是雙側(cè)電源的線路就有30%40%線長(zhǎng)的短路，不能從兩端瞬時(shí)切除。因此，對(duì)于220KV及以上電壓網(wǎng)絡(luò)根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需要，要求全長(zhǎng)無(wú)時(shí)限切除線路任一點(diǎn)的短路，這時(shí)距離保護(hù)就不能作主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。距離保護(hù)的工作受到各種因素的影響，如系統(tǒng)振蕩、短路點(diǎn)的過(guò)度電阻和

15、電壓回路的斷線失壓等。因此，在保護(hù)裝置中需采取各種防止或減少這些因素影響的措施，如振蕩閉鎖、瞬時(shí)測(cè)定和電壓回路的斷線失壓閉鎖等，需應(yīng)用復(fù)雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器，使整套保護(hù)裝置比較復(fù)雜，可靠性相對(duì)比電流保護(hù)低。雖然距離保護(hù)仍存在一些缺點(diǎn)，但是，由于它在任何形式的網(wǎng)絡(luò)均能保證有選擇性的動(dòng)作。因此，廣泛地以內(nèi)功用在35KV及以上電壓的電網(wǎng)中。通常在35KV電壓網(wǎng)絡(luò)中，距離保護(hù)可作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相間短路的主保護(hù)；110220KV的高壓電網(wǎng)和330500KV的超高壓電網(wǎng)中，相間短路距離保護(hù)和接地短路距離保護(hù)主要作為全線速動(dòng)主保護(hù)的相間短路和接地短路的后備保護(hù)，對(duì)于不要求全線速動(dòng)保護(hù)的高壓線路，距離保護(hù)則可作為線路的主保護(hù)。電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活乃至社會(huì)穩(wěn)定都有著極為重大的影響。電力系統(tǒng)由各種電氣元件組成。這里電氣元件是一個(gè)常