繼電保護課程設計

1、電力系統(tǒng)繼電保護課程設計任務書 一、設計目的二、課題選擇三、設計任務四、整定計算五、參考文獻輸電線路三段式電流保護設計 一、摘要二、繼電保護基本任務三、繼電保護裝置構成四、繼電保護裝置的基本要求 五、三段式電流保護原理及接線圖 六、繼電保護設計 1. 確定保護3在最大、最小運行方式下的等值電抗 2. 相間短路的最大、最小短路電流的計算 3. 整定保護1、2、3的最小保護范圍計算 4. 整定保護2、3的限時電流諫斷保護定值，并校驗靈敏度5保護1、2、3的動作時限計算參考文獻： 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計任務書一、設計目的1、鞏固和加深對電力系統(tǒng)繼電保護課程基礎理論的理解。2、對課程中某些章節(jié)的內容

2、進行深入研究。3、學習工程設計的基本方法。4、學習設計型論文的寫作方法。二、課題選擇輸電線路三段式電流保護設計三、設計任務1、設計要求 熟悉電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)分析等相關課程知識。2 、原理接線圖四、整定計算L1=L2=60km,L3=40km,LB-C=30km,LC-D=30km,LD-E=20km線路阻抗 km,K；el 1.2, Krei J 1.15,最大負荷電流 =300A,=200A, =150A,電動機自啟動系數(shù)Kss=，電流繼電器返回系數(shù) Kre=。最大運行方式：三臺發(fā)電機及線路 L1、L2、L3 同時投入運行；最小 運行方式： G2、L2 退出運行。五、參考文獻1 谷

3、水清電力系統(tǒng)繼電保護（第二版） M 北京：中國電力出版社， 20132 賀家禮電力系統(tǒng)繼電保護 M 北京：中國電力出版社， 20043 能源部西北電力設計院電力工程電氣設計手冊（電氣二次部分） 北京： 中國電力出版社， 19824 方大千實用繼電保護技術 M 北京：人民郵電出版社， 20035 崔家佩等電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置整定計算 M 北京：水利電力出版社， 1993 卓有樂電力工程電氣設計200例M.北京：中國電力出版社，20027陳德樹計算機繼電保護原理與技術M.北京：水利電力出版社，1992輸電線路三段式電流保護設計一、摘要當今世界最重要的專門技術之一就是繼電保護技術， 使用最

4、為廣泛、 地位最 為重要的能源， 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對國民經(jīng)濟、 人民生活乃至社會穩(wěn)定都 有著極為重大的影響。 它要有一個專門保障體系， 其中。電力系統(tǒng)斷電保護能在 全系統(tǒng)范圍內， 按指定分區(qū)實時地檢測各種故障和不正常運行狀態(tài)， 快速及時地 采取故障隔離或告警等措施， 以求最限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、 保持供電的連續(xù)性、 保障人身的安全、防止或減輕設備的損壞。電力系統(tǒng)繼電保護設計包括發(fā)電機、 變壓器、線路、電動機、電容器等元件的保護方案選擇，自動裝置的選擇及整定 關鍵詞：繼電保護技術、自動裝置二、繼電保護基本任務繼電保護裝置的基本任務是：1. 自動、迅速、有選樣性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，

5、 使故障元件免于 繼續(xù)遭到破壞，并保證其他無故障元件迅速恢復正常運行。2. 反應電氣元件不正常運行情況， 并根據(jù)不正常運行情況的種類和電氣元件 維護條 件，發(fā)出信號，由運行人員進行處理或自動地進行調整或將那些繼續(xù)運行會引起 事故的電氣元件予以切除。 反應不正常運行情況的繼電保護裝置允許帶有一定的 延時動作。3. 繼電保護裝置還可以和電力系統(tǒng)中其他自動化裝置配合，在條件允許時， 采取預定措施， 縮短事故停電時間， 盡快恢復供電， 從而提高電力系統(tǒng)運行的可 靠性。三、繼電保護裝置構成繼電保護裝置構成的方框圖。它內測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件所組成， 測量元件將從被保護對象 （輸電線路或其亡電氣設備

6、 ）輸入的信息 （ 如電流、電壓 等)與預先給定的信息 (稱為整定值 ) 進行比較，鑒別被保護設備有無故障或正常 下作情況。 并輸出相應的信息。 邏輯元件根據(jù)測量元件輸出的信息 判斷保護裝 置是否該動作于跳閘或動作干信號、 是否需要帶延時跳間或延時給出信號輸出相 應的信息。 執(zhí)行元件根據(jù)邏輯入件輸出的信息， 送出跳問信息或報警信息予斷路 器的控制回路或報警信號回路。圖 1. 繼電保護裝置構成的方框圖四、繼電保護裝置的基本要求根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護的任務，對于作用于斷路器跳問的繼電保護裝置 有四點基本要求。1 選擇性電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護的動作應當具有選擇件，它僅將故障部分切除 能繼續(xù)運行盡

7、量縮小中斷供電的范圍。2動作迅速 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，要求繼電保護裝置盡快的動作切除故障部分，這樣做 的好處(1) 系統(tǒng)電壓恢復得快，減少對廣大用戶的影響。(2) 電氣設備損壞程度減輕。(3) 防止故障擴大，對高壓電網(wǎng)來說，快速切除故障更為必要，否則會引 起電力系統(tǒng)振蕩甚至失去穩(wěn)定。(4) 有利于電弧閃絡處的絕緣強度恢復 當電源切除后又自動重新合上 ( 即 采用白動重合閘裝置 ) 再送電時容易獲得成功 ( 即提高了自動重合閘的成功率 )。 3靈敏性靈敏性是指繼電保護裝置反應故障的能力，一般以靈敏系數(shù)的大小來衡量。 4安全性和可靠性(1) 選用確當?shù)谋Ｗo原理，在可能條件下盡量簡化接線，減少元器件

8、的數(shù) 量和觸點的數(shù)量。(2) 提高保護裝置所選用的器件質量和工藝水平， 并有必要的抗干擾措施。(3) 提高保護裝置安裝和調試的質量，并加強維護和管理。除了上述四個方面基本要求之外，在選用繼電保護裝置時，還必須注意經(jīng)濟 性，在保證電力系統(tǒng)安全運行的前提下， 應采用投資少、 維護費用較低的保護裝 置。五、三段式電流保護原理及接線圖圖 2 三段式電流保護原理接線圖圖2給出三段式電流保護的原理接線圖，其中1KA 2KA IKS、KCO保護出 口中間繼電器）構成第1段無時限電流速斷保護；3KA 4KA 1KT 2KS KCO構 成第2段帶時限電流速斷保護；5KA 6KA 7KA,（采用兩相三繼電器式接線

9、）、 2KT 3KS KCO勾成第3段定時限過流保護，出口中間繼電器KCC觸點帶o. 1s 左右的延時，為的是躲過線路上避雷器的放電時間。電流繼電器7KA接于A C兩相電流之和上，是為了在 Y， d 接線的變壓器后發(fā)生兩相短路時提高過流保護 的靈敏性。每個繼電器都由感受元件 比較元件和執(zhí)行元件三個主要部分組成。 感受元件用來測量控制量 （如電壓 電流等）的變化，并以某種形式傳送到比較元 件；比較元件將接收到的控制量與整定值進行比較， 并將比較結果的信號送到執(zhí) 行元件；執(zhí)行元件執(zhí)行繼電器功作輸出信號的任務。 繼電器撥動作原理可分為電 磁型 感應型和整流型等；按反應的物理量可分為電流 電壓 功率方

10、向 阻抗 繼電器等；按繼電器在保護裝置中的作用可分為主繼電器 （如電流 電壓 阻抗 繼電器等 ）和輔助繼電器 （如中間繼電器 時間繼電器和信號繼電器等 ）。由于這 些繼電器都具有機械可動部分和觸點， 故稱它們?yōu)闄C電型繼電器， 由這類繼電器 組成的保護裝量稱為機電型繼電保護。六 繼電保護設計1. 確定保護 3 在最大 最小運行方式下的等值電抗 將系統(tǒng)電路等效 ,分為最小運行方式和最大運行方式 ,最大運行方式的電路如下 圖 3 所示圖 3 最大運行方式下等值電路圖由于G1,G2離短路故障點遠，可以合并為一個發(fā)電機，又可以將圖3進一步化間為 圖 4, 如下圖 4 最大運行方式下合并后的電路按照設計要

11、求 , 對圖 4 的參數(shù)計算得到X1= , X2=12, X3=10, X4=16, X5=12, X6=12, X7=8按照上圖求得保護3在最運行方式下的等值電抗為最大方式下把G2和L2退出運行,得到最小運行方式,如下圖5所示圖5最小運行方式下的等值電路圖中 X仁20, X2=24, X3=10, X4=16, X5=12, X6=12X7=8所以系統(tǒng)在最小運行方式下保護 3的等值電抗為2. 相間短路的最大、最小短路電流的計算當系統(tǒng)在最小運行方式下運行時 C母線短路，此處有最大的短路電流為； 當系統(tǒng)在最大運行方式下運行時 C母線短路，此處有最小的短路電流為； 對于D ,E母線發(fā)生相間短路的最

12、大，最小短路電流計算，同樣的道理3. 整定保護1、2、3的最小保護范圍計算由于電流速斷保護的動作電流應躲過本線末端的最大短路電流.I kmax'故應考慮最小運行方式下的三相短路電流.故有,保護1的第I段的動作電流為I op1?ClEnax動作時間為 并且保護1的電流保護的第I段的最小保護范圍應在最小運行方式的條件求取因為當保護處于最大運行方式下線路的外部發(fā)生短路時，電流測量元件的保護范圍可能會超出本線路的長度.保護會發(fā)生誤動.從而失去選擇性,又 XLin3Es2 I opSAnax18.7故滿足要求同理,對于保護2, 3速斷保護的整定計算，也可以如此進行計算I op 2K rel &#

13、39; I Dnax保護2的最小靈敏度的計算為保護3的最小靈敏度的計算為 當最小靈敏度大于1500時,滿足保護設計要求，經(jīng)計算都滿足4. 整定保護2、3的限時電流速斷保護定值，并校驗靈敏度由于無時限電流速斷保護只能保護線路的一部分，而該線路的剩下部分的短路 故障必須依靠另外一種電流保護，即帶時限的電流速斷保護，對于此種保護的動 作電流和動作時間的整定分別為：其中t為時限階段，它與短路器的動作時間，被保護線路的保護的動作時間誤差 等因素有關這里我們取t =,所以對于保護3的電流保護的第U段的動作電流 應與相鄰線路電流保護的第I段相配合，即分支系數(shù)為：kb min所以該處電流保護的第U段的靈敏度為

14、 故不滿足靈敏度的要求斷路器3QF處電流保護的第U段與相鄰線路電流保護的電流保護的第U段相配合 即有所以I op3op2/kbmin此時的靈敏度Ksen 山2 I®1.4滿足要求I op此時斷路器3QF處電流保護的第U段動作時間和斷路器 2QF處電流保護的第U段 動作時間相配合對于保護2QF的電流保護的第U段與相鄰線路1QF電流保護的電流保護的第I段 相配合 此時的靈敏度|K sen| kemin1.441.4 滿足要求I op25. 保護1、2、3的動作時限計算整定保護1、2、3的過電流保護定值，假定母線 E過電流保護動作時限為， 確定保護1、2、3過電流保護的動作時限，校驗保護1作近后備，保護2、3作 遠后備的靈敏度。定時限過電流保護的作用是作本線主保護的后備保護，即近后備保護,并做相鄰下一線路的后備保護 , 即遠后備保護。因此，它的保護范圍要求 超過相鄰線路的末端。代入計算得靈敏度為： 代入計算得到：故保護1可以作E點的近后備保護。K sen3 1.31.2故保護2 , 3可以作E點的遠后備保護。參考文獻：1 谷水清電力系統(tǒng)繼電保護（第二版） M 北京：中國電力