双侧电源的35KV线路继电保护的配置及整定计算

课题：双侧电源的35KV线路继电                  

                         保护的配置及整定计算设计 

系    别：  电气与电子工程系

专    业：  电气工程及其自动化

姓    名：  雷   猛   战

学    号：  0 9 1 4 0 9 2 2 5

指导教师：  

河南城建学院

2013年1月15日

成绩评定·

一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、成绩

指导教师签字                        年    月   日

摘要

    本次继电保护设计是35KV线路继电保护的配置及整定计算设计。本文首先介绍了此次设计要点，根据给定35KV线路网络的接线图及参数，进行短路电流进行整定计算，制定出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。通过对所配置的继电保护进行整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性，并对部分输电线路继电保护回路进行了设计。

【关键词】 短路电流  整定计算   输电线路继电保护   

目录

摘要                                                                          1

第一章 概述

1.1  课程设计的目的                                                            1

1.2  课程设计的要求                                                            1

1.3  课程设计的内容                                                            1

1.4  设计步骤                                                                  2

第二章 短路电流和电流保护的整定的计算 

2.1   设计的基本资料                                                           3  

2.2   短路电流的计算                                                           4

2.2.1  电线路的阻抗计算                                                        4

2.2.2 AB三段式电流保护的整定值计算及灵敏度的校验                              5

2.2.3 AD段三段式保护整定计算及灵敏度的校验                                    6

2.3   三段式电流保护的交直流的展开图                                           8

2.4  单向接地故障零序电压保护                                                  9

第三章 继电器和互感器的选择

3.1   继电器设备选择                                                          10

3.2   互感器的变比                                                            10

总结                                                                          11

参考文献                                                                    12

                   第一章  概述

1.1 课程设计的目的

  继保护课程设计是配合“电力系统继电保护原理”理论教学而设置的一门实践性课程。主要目的是通过该课程使学生初步掌握继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关“规定”和“设备手册”的使用方法，以及继电保护标准图的绘制等。

1.2通过该课程设计使学生达到以下几点要求

（1）、巩固和加深对继电保护基本知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力。

（2）、培养学生根据课题需要选学参考资料的自学能力。通过思考、钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

 (3）、通过对实际系统的设计方案的分析比较、计算、设备选择、或数字仿真等环节，初步掌握继电保护系统的分析方法和工程设计方法。

（4）、了解相关的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果、正确绘制电路图等。

（5）、通过课程设计实践，培养学生建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。  

1.3设计任务

（1）、选出线路XL—1A侧,XL—4线路电流互感器变比。

（2）、选出线路XL—1A侧,XL—4线路保护方案并作出整定计算。

（3）、选出所需继电器的规格 、型号。

（4）、绘制出XL—1,XL—4继电保护展开图。

（5）、变电所A母线的两条引出线XL—1,XL—4共用一快保护屏,并按中心线对称布置,绘制出屏面布置图及设备表。

（6）、写出说明书。

1.4设计步骤

1.设计资料的分析与参数计算；选取基准值，计算各元件参数的电抗标么值：选取XL-1,和XL-4线路电流互感器变比。

2.系统运行方式；确定系统运行方式，计算系统最大阻抗和系统最小阻抗。

3.短路电路计算；选择短路点，求各短路点最大运行方式下的三相短路电流，最小运行方式时的两相短路电流，求短路电流时要绘制等值电路图。

4.电流保护整定计算；确定电流保护的动作电流，动作时限并进行灵敏度的校验。

5.继电保护回路展开图；绘制电流保护的直流回路和交流回路展开图。

6.对电流保护的评价。

          第二章  短路电流和电流保护的整定的计算

2.1 设计的基本资料

某双侧电源的35KV线路网络接线如下：

已知：（1）、电厂为3台36000KW、电压等级为6、3KV的有自动电压调节器的汽轮发电机，功率因数cos=0.8，X d”=0.125, X2 =0.15, 升压站为2台容量各为10MVA的变压器Ud =7.5%，各线路的长度XL—1为20KM；XL—2为50KM；XL—3为25KM；XL—4为14KM ；XL—5为40KM

     （2）、电厂最大运行方式为3台发电机2台变压器运行方式，最小运行方式为2台发电机2台变压器运行方式；XL—1线路最大负荷功率为10MW，XL—4线路最大负荷功率为6MW。

（3）、各可靠系数设为：KIK =1.2，KIIK =1.1，KIIIK =1.2，XL—1线路自起动系数KZq =1.1，XL—4线路自起动系数KZq =1.2，XL—5线路过流保护的动作时限为1.6秒, XL—3线路C侧过流保护的动作时限为1.秒，保护操作电源为直流220V。

（4）、系统最大短路容量为135MVA ,最小短路容量为125MVA。 

2.2短路电流计算

2.2.1线路的阻抗计算

选取基准值      SB=100MVA   Uav=UB=37KV  

              XL=0.4      

电机容量        

发电机的阻抗   

变压器的阻抗  

线路的阻抗

由          

得系统最小阻抗：  

系统最大阻抗:   

系统最小阻抗标么值： 

系统最大阻抗标么值： 

35KV下的电流基准值:

系统中各点短路电流计算如下：

AB三段式保护等效电路图如下：

G＇     T＇  A        B      C      F

电流保护的整定值计算：

 L1段的Ⅰ段整定值： 

最小运行下的所保护的长度为L1的K倍：

灵敏度满足要求＞。

L1段的Ⅱ段整定值： 

L3段的Ⅰ段整定值: 

最小运行下的所保护的长度为L3的K倍:

 灵敏度满足要求＞

    由于灵敏系数＜1.3，所以L1段的Ⅱ段整定动作时间加0.5S的延时，动作值与L2段的Ⅱ段整定动作值配合。则有：

L1段的Ⅱ段整定值： 

    因为灵敏度满足要求＞1.3,所以仍不能满足要求，因此降低整定值为580安培,此时灵敏度为1.3，满足灵敏度要求，同时保护区延伸到BC段Ⅰ段之前满足Ⅱ段的保护范围要求，因此设定其动作时限为0.5s.

L1段的Ⅲ段整定值： =

                     动作时限为2s,满足要求：

                      动作时限为1.5S,满足要求;

2.2.3 AD段三段式保护整定计算及灵敏度的校验

AD段等效电路图如下：

     Xsys     L3    L2    L1

                             L4            L5  

       XG      XT

当3台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时；

当2台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时：

L4段的Ⅰ段整定值: 

最小运行下的所保护的长度为L4的K倍：

灵敏度满足要求＞

L4段的Ⅱ段整定值： 

     由于灵敏系数＜1.3，为了保证选择性，所以L4段的Ⅱ段整定动作值降低，降低为810安培，此时灵敏度为1.3，满足灵敏度要求，同时其保护范围达到deⅠ段 保护范围之前满足Ⅱ段保护范围的要求，所以整定其动作时限为0.5s.

L4段的Ⅲ段整定值： =

   动作时限为2.1s,满足要求：

   动作时限为1.6s,满足要求：

2.3三段式电流保护的交直流的展开图

电流三段式保护的原理极限图

交流电流回路

直流回路的展开图

2.4零序电压保护（绝缘监视原理装置接线图）

3.1继电气设备选择

根据以上计算参数就可以选择合适的继电设备如下表：

AB段：Ⅰ段电流互感器变比：1500/5

Ⅱ段电流互感器变比：600/5

Ⅲ段电流互感器变比：300/5

AD段：Ⅰ段电流互感器变比：2000/5

Ⅱ段电流互感器变比：1000/5

Ⅲ段电流互感器变比：1000/5

                        总   结

    通过这一周的课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。这次课程设计首先使我巩固和加深专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力。其次通过大量参数计算，锻炼技术设计的综合运算能力，参数计算尽可能采用先进的计算方法。

    通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，这将对我们今后的学习、工作大有裨益。

    在此衷心再次感谢老师的悉心教导和各位同学的帮助！！

参考文献

[1] 电力工程电气设计手册.电气二部分.北京.中国电力出版社，1998

[2] 继电保护整定计算.电力出版社，1996

[3] 电力系故障分析.北京.高等教育出版社，2006

[4]电力系统继电保护.北京. 北京大学出版社,2006