電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)單輻射式輸電線路階段式電流保護(hù)設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--單輻射式輸電線路階段式電流保護(hù)設(shè)計(jì)《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》題目:單輻射式輸電線路階段式電流保護(hù)設(shè)計(jì)前言電力生產(chǎn)發(fā)，送，變，用的同時(shí)性，決定了它每一個(gè)過程重要性。電力系統(tǒng)要通過設(shè)計(jì)、組織，以使電力能夠可靠、經(jīng)濟(jì)地送到用戶。對(duì)供電系統(tǒng)最大的威脅就是短路故障，它會(huì)給系統(tǒng)帶來巨大的破壞作用，因此我們必須采取措施來防范它。對(duì)于一個(gè)大電網(wǎng)，故障發(fā)生的幾率和故障帶來的擾動(dòng)是相當(dāng)大的，如果沒有切除故障的保護(hù)裝置，電網(wǎng)是不允許運(yùn)行的。這就是繼電保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中的重要程度。正確安裝保護(hù)裝置的必要性是顯而易見的。但在系統(tǒng)復(fù)雜的內(nèi)部連接和與電廠的關(guān)系致使很難檢查正確與否。因此有必要采取校驗(yàn)手段。保護(hù)是分區(qū)域布置的，這樣整個(gè)電力系統(tǒng)都得到了保護(hù)，而不存在保護(hù)死區(qū)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)應(yīng)有選擇地動(dòng)作，跳開距離故障點(diǎn)最近的開關(guān)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。而這種保護(hù)裝置直到目前為止，大都是由單個(gè)繼電器或者繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，因而稱之繼電保護(hù)裝置。其基本任務(wù)是：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘?？梢姡^電保護(hù)對(duì)保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，阻止故障的擴(kuò)大和事故的發(fā)生，發(fā)揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護(hù)裝置，提高整定和校核工作的快速性和準(zhǔn)確性，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，理應(yīng)得到我們的重視。

目錄目錄 1一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù) 2二、設(shè)計(jì)主要儀器設(shè)備和材料 3三、階段式電流保護(hù)原理 3四、線路相同短路的階段式電流保護(hù)裝置 4五、階段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)整定計(jì)算 5六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與調(diào)整 14七、小結(jié)與展望 16八、致謝 16九、主要參考文獻(xiàn) 16一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)設(shè)計(jì)目的：通過設(shè)計(jì),使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì),整定計(jì)算,資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法.在此過程中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各門專業(yè)課程整體觀念綜合能力,通過較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練,為全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ).本課程主要設(shè)計(jì)35KV線路,變壓器,發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的原理,配置及整定計(jì)算,給今后繼電保護(hù)的工作打下良的基礎(chǔ)。但由于實(shí)驗(yàn)條件所限，我們只能用200V的單輻射式輸電線路階段式電流保護(hù)設(shè)計(jì)來模擬上述設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)：某線路網(wǎng)絡(luò)接線如下圖1線路網(wǎng)絡(luò)接線圖已知：，，，，，，線路正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷電流為0.25A。要求：1計(jì)算f1、f2、f3、f4各點(diǎn)的最大和最小運(yùn)行方式下的短路電流；2選出線路L1的電流互感器變比；3選出線路L1的保護(hù)方案并作出整定計(jì)算；4畫出原理圖5選出所需繼電器的規(guī)格、型號(hào)；6根據(jù)選出的繼電器進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。二、設(shè)計(jì)主要儀器設(shè)備和材料表1設(shè)計(jì)主要設(shè)備序號(hào) 設(shè)備名稱 使用儀器名稱 數(shù)量 1 控制屏 1 2 EPL-02A A站保護(hù)，B站保護(hù) 1 3 EPL-04 繼電器（一）―DL-21C電流繼電器 2 4 EPL-05 繼電器（二）―DS-21時(shí)間繼電器 2 5 EPL-06 繼電器（四）―DZ-31B中間繼電器 1 6 EPL-07B 繼電器（五）―DX-8信號(hào)繼電器 1 7 EPL-11 交流電壓表 1 8 EPL-11 交流電流表 1 9 EPL-12 光示牌 1 10 EPL-17A 三相交流電源 11 EPL-11 直流電源及母線 1 三、階段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)原理無時(shí)限電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。他們之間的區(qū)別主要在于按照不同的原則來選擇起動(dòng)電流。即速斷是按照躲開某一點(diǎn)的最大短路電流來整定，限時(shí)速斷是按照躲過前方各相鄰元件電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定，而過電流保護(hù)則是按照躲過最大負(fù)荷電流來整定。由于電流速斷不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，因此，為保證迅速而有選擇性的切除故障，常常將電流速斷、限時(shí)電流速斷和過電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式過流保護(hù)。具體應(yīng)用時(shí)，可以只采用速斷加過流保護(hù)，或限時(shí)速斷加過流保護(hù)，及構(gòu)成兩段式過流保護(hù)，也可以三者同時(shí)使用，及構(gòu)成三段濕過流保護(hù)。四、線路相同短路的階段式電流保護(hù)裝置由無時(shí)限電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)相配合而構(gòu)成階段式電流保護(hù)裝置。這三部分保護(hù)分別叫作I、II、III段，其中I段無時(shí)限電流速斷保護(hù)、II段帶時(shí)限電流速斷保護(hù)是主保護(hù)，III段定時(shí)限過電流保護(hù)是后備保護(hù)。（1）階段式電流保護(hù)的保護(hù)范圍及時(shí)限配合如圖11-6所示，當(dāng)在L1線路首端f1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1的I、II、III段均啟動(dòng)，由I段將故障瞬時(shí)切除，II段和III段返回；在線路末端f2點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)II段和III段啟動(dòng)，II段以0.5s時(shí)限切除故障，III段返回。若I、II段拒動(dòng)，則過電流保護(hù)以較長(zhǎng)時(shí)限將QF1跳開，此為過電流保護(hù)的近后備作用。當(dāng)在線路L2上f3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)由保護(hù)2動(dòng)作跳開QF2，但若QF2拒動(dòng)，則由保護(hù)1的過電流保護(hù)動(dòng)作將QF1跳開，這是過電流保護(hù)的遠(yuǎn)后備作用。（2）階段式電流保護(hù)的原理圖階段式電流保護(hù)的原理圖如圖下所示，圖中各元件均以完整的圖形符號(hào)表示，有交流回路和直流回路，圖中所示的接線方式是廣泛應(yīng)用于小接地電流系統(tǒng)電力線路。由繼電器KA1、KS1組成I段；KA2、KT1、KS2組成II段；KA3、KT2、KS3組成III段。五、階段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)整定計(jì)算5.1計(jì)算各點(diǎn)最大和最小運(yùn)行方式下的短路電流當(dāng)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)有：f1的三相短路電流為：f1的兩相短路電流為：f2的三相短路電流為：f2的兩相短路電流為：由于f3點(diǎn)和f2點(diǎn)距離很近，兩者之間的阻抗值可以忽略,其短路電流幾乎是相等的。故f3的三相短路電流為：f3的兩相短路電流為：f4的三相短路電流為：f4的兩相短路電流為：同理，系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)有：f1的三相短路電流為：f1的兩相短路電流為：f2的三相短路電流為：f2的兩相短路電流為：f3的三相短路電流為：f3的兩相短路電流為：f4的三相短路電流為：f4的兩相短路電流為：故對(duì)單側(cè)電源輻射式線路，L1的繼電保護(hù)方案可擬定為階段式電流保護(hù)，保護(hù)采用二相二繼電器接線，其接線系數(shù)，電流互感器采用1:1，在最大運(yùn)行方式下及最小運(yùn)行方式下f1、f2、f3、f4各點(diǎn)短路電流值見下表：表2最大運(yùn)行方式下及最小運(yùn)行方式下f1、f2、f3、f4各點(diǎn)短路電流值短路點(diǎn) f1 f2 f3 f4 正常最大工作電流 最大運(yùn)行方式下三相短路電流（A） 11.547 2.624 2.624 1.519 0.25 最大運(yùn)行方式下兩相短路電流（A） 10.000 2.272 2.272 1.315 最小運(yùn)行方式下三相短路電流（A） 8.248 2.406 2.406 1.443 最小運(yùn)行方式下兩相短路電流（A） 7.143 2.084 2.084 1.250 5.2對(duì)AB線路繼電保護(hù)進(jìn)行三段整定電流速斷保護(hù)在被保護(hù)線路上發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)安裝點(diǎn)的短路電流值，隨短路點(diǎn)的位置不同而變化。在線路的始端短路時(shí)，短路電流值最大；短路點(diǎn)向后移動(dòng)時(shí)，短路電流將隨線路阻抗的增大而減小，直至線路末端短路時(shí)短路回路的阻抗最大，短路電流最小。短路電流值還與系統(tǒng)運(yùn)行方式及短路的類型有關(guān)。如圖2所示。圖2瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定及動(dòng)作范圍曲線1表示在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路時(shí)，線路各點(diǎn)短路電流變化的曲線；曲線2則為最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)，短路電流變化的曲線。如果要求在被保護(hù)線路的末端短路時(shí)，保護(hù)裝置能夠動(dòng)作，那么，在下一線路始端短路時(shí)，保護(hù)裝置不可避免地也將動(dòng)作。這樣，就不能保證應(yīng)有的選擇性。為了保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性，將保護(hù)范圍嚴(yán)格地限制在本線路以內(nèi)，就應(yīng)使保護(hù)的動(dòng)作電流大于最大運(yùn)行方式下線路末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流，即為了保證裝置不誤動(dòng)，考慮到非周期分量、實(shí)際的短路電流大于計(jì)算值、保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作電流小于整定值、一定的裕度等因素，可引入可靠系數(shù)，則動(dòng)作電流為：，其中取1.3靈敏性校驗(yàn)：最大運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍：最小運(yùn)行方式下的最小保護(hù)范圍：滿足靈敏性要求。本段保護(hù)整定電流值為3.4A，可選用DL-21C型電流繼電器，其額定電流為6A，動(dòng)作電流的整定范圍為1.5～6A，線圈采用并聯(lián)接法。電流速斷保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)雖然能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作，但卻不能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。因此，必須裝設(shè)第II段保護(hù)，即帶時(shí)限電流