繼電保護課程設計

繼電保護課程設計報告題目：牽引變電所牽引饋線保護設計班級姓名學號指導教師設計時間2011年3月19日繼電保護課程設計——牽引變電所牽引饋線保護設計牽引變電所牽引饋線保護設計線一、 設計題目及要求設計的題目某牽引變電所甲采用直接供電方式向復線區(qū)段供電，牽引變壓器類型為110/27.5kV,三相平衡接線，兩供電臂電流歸算到27.5kV側電流如下表所示。線路阻抗0.6Q/km牽引變電所供電臂長度Km端子平均電流A有效電流A短路電流A甲24.6B282363102320.4a240319874試對該牽引變電所牽引饋線進行相關保護設計。1.2、設計要求（1）能根據提網絡以及已知條件，按照部頒繼電保護和自動裝置整定計算的規(guī)范進行設計；（2） 通過學習應熟悉電力系統繼電保護設計與配置的一般規(guī)定；（3） 正確理解繼電保護整定計算的基本任務；（4） 掌握整定計算的步驟，熟悉主保護、后備保護和輔助保護在電力系統中的應用；（5） 對繼電保護基本要求之間，能分別地進行綜合考慮；（6） 掌握整定計算對系統運行方式的選擇以及短路類型、短路點的確定；（7） 掌握整定系數的分析與應用，掌握整定計算配合的原則。二、 饋線保護原理、配置及整定計算饋線保護原理2.1.1自適應阻抗保護阻抗保護是反應故障點至保護安裝地點之間的阻抗（或距離）。在牽引供電系統中，阻抗保護通常采用多邊形特性，如圖1所示。根據牽引負荷的特點，為了提高阻抗保護的躲負荷能力，在阻抗保護中增加自適應判據，即根據電流中的諧波含量自動調節(jié)阻抗保護的動作范圍。自適應阻抗保護的動作判據如下：自適應阻抗保護的動作判據如下：一Rtg申<X<0 0<R<Rh2h或hZD1)<聶0<X<X和XctgQ<R<XctgQ+R

或 h ZD和h 1 h h LZD1)在式(1)中，RZD為電阻整定值；XZD為電抗整定值；e1為躲涌流偏移角;申2為容性阻抗偏移角；申L為線路阻抗角。叭、Xh分別為考慮諧波抑制后的測量電阻和測量電抗，其計算公式如下：IR=(1+KKv)Rh h乙h-X=(1+KKy)Xh h乙h (2)在式(2)中，K》h為綜合諧波含量，等于(12+13+15)/11；11、12、13、15分別為基波、二次、三次、五次諧波分量；Kh為諧波抑制加權系數；2.1.2電流速斷保護電流速斷保護的原理框圖如圖2所示。圖2電流速斷保護原理框圖信號圖2電流速斷保護原理框圖I1^IN1

2.1.3電流增量保護當牽引網發(fā)生高阻接地故障時，故障電流可能小于最大負荷電流，阻抗保護和電流速斷、過電流保護不能動作。此時應該設置電流增量保護，電流增量保護的原理框圖如圖3所示。【2/1【2/11三KhAI?d圖3電流增量保護原理框圖動作方程為：AI=I-I'-K（I+I+I-1'-1'-I'）>AI11h235235ZD（3）在式（3）中，11、'I分別為當前和一周波前饋線基波電流；/2、13、15分別為當前二、三、五次諧波電流；/2、13、15分別為一周波前二、三、五次諧波電流；Kh為諧波加權抑制系數；AIzd為電流增量保護整定值；KYL為二次諧波閉鎖整定值。饋線保護配置及整定復線單邊供電示意圖如圖4所示。在復線單邊供電方式下，上下行供電臂在分區(qū)所SP實現并聯，牽引變電所SS中的D1和D2處的保護配置相同，以D1處的保護配置為例。SS SP圖4復線單邊供電示意圖牽引變電所SS的D1處配置阻抗I段，阻抗II段、電流速斷，可選配電流增量。2.2.1阻抗I段的整定阻抗I段按線路L全長的85％整定，電抗邊XZD整定為：0.85X=0.85L(X+—X )ZD01.15 12X=0.85x24.6x(0.4+0x0.12)—10.22Q(4)ZD1.15在式(4)中，X0為牽引網單位自阻抗的電抗分量；X12為上下行供電臂的單位互阻抗的電抗分量；L牽引變電所SS到分區(qū)所SP之間的供電臂長度。電阻邊RZD按負荷阻抗整定。典型時限取0.1s。2.2.2阻抗II段的整定阻抗II段按線路上下行供電臂的總長度2L整定，電抗邊XZD整定為：X=1.5?2L?XZD 0X=1.5x2x24.6=29.52Q (5)ZD電阻邊RZD按負荷阻抗整定。時限與分區(qū)所SP處D3的保護時限配合，可取0.5s。電流速斷的整定典型時限取0.1s。電流速斷按分區(qū)所SP處最大短路電流整定，并考慮一定的裕度，電流速斷整定值為：I=1.2?IZd d?sp?maxI=1.2x610x—1—=4.88A (6)Zd 150在式(6)中，Id.SP.max為分區(qū)所SP處的最大短路電流。典型時限取0.1S。電流增量的整定時限與分區(qū)所SP的D3處的保護時限配合，可取0.5s。電流增量一般作為牽引網發(fā)生高阻接地故障時的保護，電流增量保護整定值Izd可按一列機車起動電流整定，并考慮一定的裕度。1AI=K?△I ZdKF?maxnCTAl=1.2x250x―]—=2A (7)Zd 150在式(7)中，KK為可靠系數，可取1.2；AIfmax為一列機車最大起動電流,大小與機車類型有關。典型時限可取0.1s。2.3分區(qū)所SP的D3處配置正向阻抗丨段、反向阻抗丨段、電流速斷，可選配電流增量。2.3.1)正向、反向阻抗I段的整定阻抗I段按供電臂全長L整定，電抗邊XZD整定為：X=1.5?L?XZD 0X=1.5x24.6x0.4=14.760 (8)ZD電阻邊RZD按負荷阻抗整定。典型時限取0.1s。2.3.2)電流速斷電流速斷按一列車的最大負荷電流整定，并考慮一定的裕度，計算公式如下I=1.2?ITOC\o"1-5"\h\zZD JCI=1.2x610x—1——=4.88A (9)ZD 150在式(9)中為1jc一列車的最大負荷電流。典型時限可取0.1s。2.3.3)電流增量的整定電流增量一般作為牽引網發(fā)生高阻接地故障時的保護，電流增量保護整定值AIzd可按一列機車起動電流整定，并考慮一定的裕度。1AI=K?AI Zd K F?maxnCTAI=1.2x250x—1—=2A (10)Zd 150在式(10)中，KK為可靠系數，可取1.2；AIfmax為一列機車最大起動電流，大小與機車類型有關。典型時限可取0.1s。三、結論與心得在做繼電保護配置時我們應該使配置的結果滿足繼電保護的基本要求，就是要保證可靠性、選擇性、速動性和靈敏性?？墒沁@四個指標在很多情況下是互相矛盾的，因此我們要根據實際情況讓它們達到一定的平衡即可。在本設計中最終選用了三段式距離保護，從對距離保護II段靈敏度檢驗的結果可以看出，本設計的速動性較好，而可靠性和選擇性相對較差。也就是說，較容易出現誤動的情況。本次課程設計使我學會了面對一個實際問題，如何收集資料，如何運用已學過的課本知識，如何制定解決問題的方案并通過實踐不斷地分析和解決前進道路上的所遇到的一切問題，最終到達勝利的彼岸。雖然已經按題目要求對相應的繼電器配置了保護，但是忽略了許多實際中可能出現的問題，所以該設計還有許多不足之處，理論上計算出來的數據在實際中會出現很大的不同，所以該設計還需補充與改進，但是憑借自己僅學得的這點知識，只能做到此地步，由此我也明白自己的知識還很淺薄，所