35kV電網(wǎng)繼電保護設計畢業(yè)設計論文.doc

1- 摘要 本次繼電保護設計是 35KV 電網(wǎng)繼電保護設計（多電源環(huán)網(wǎng)，單 側電源線路保護整定） 。 本次設計中采用 WXB11C 型微機保護對電網(wǎng)進行保護,首先介 紹了電力系統(tǒng)繼電保護的基礎知識，然后根據(jù)給定 35KV 電網(wǎng)的接線 圖及參數(shù)，進行短路電流計算，制定出反應其輸電線路上相間短路、 接地短路故障的繼電保護配置方案。通過對所配置的繼電保護進行 整定計算和校驗，論證繼電保護配置的正確性。并加裝自動重合閘 裝置，提高供電可靠性。 關鍵詞: 短路電流計算；電網(wǎng)繼電保護；輸電線路繼電保護；重合 閘 2- 1- 目 錄 1 1 概概 述述1 1 1.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用 1 1.2 電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置 1 1.3 繼電保護的基本要求 1 1.4 電網(wǎng)繼電保護的設計原則 2 2 2 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算3 3 2.1 標幺制及標幺值計算方法 3 2.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算 3 2.3 繞組變壓器的參數(shù)計算 4 2.4 輸電線路參數(shù)的計算 4 3 3 中性點接地的選擇中性點接地的選擇5 5 3.1 35KV 中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護5 3.2 高頻保護整定時考慮的幾個問題 5 3.3 高頻閉鎖距離保護的整定計算 5 4 4 短路電流的計算短路電流的計算8 8 4.1 三相短路電流計算 8 5 5 繼電保護整定繼電保護整定 1010 5.1 對保護進行整定計算 .10 5.2 護進行整定計算 .11 2- 5.3 對保護進行整定計算 .12 5.5 對保護進行整定計算 .13 6 6 短路電流計算說明書短路電流計算說明書 1616 6.1 三相短路電流計算 .16 6.2 兩相短路電流計算 .18 6.3 繼電保護整定 .21 7 7 零序電流保護的整定計算零序電流保護的整定計算2424 7.1 零序電流保護瞬時段（段）的整定計算 .24 7.2 零序電流保護（段）的整定計算 .24 7.3 零序電流保護（段）的整定計算 .24 7.4 零序方向元件靈敏度的校驗 .25 結結 束束 語語2626 致謝致謝2727 參考文參考文 獻獻2828 1- 1 1 概概 述述 1.11.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用電力系統(tǒng)繼電保護的作用 電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質量高、經(jīng)濟性好。 1.21.2 電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置 1.2.1 統(tǒng)繼電保護技術要求 （1）起動失靈的保護為線路、過電壓和遠方跳閘、母線、短引線、 變壓器（高抗）的電氣量保護。 （2）斷路器失靈保護的動作原則為：瞬時分相重跳本斷路器的兩個 跳閘線圈；經(jīng)延時三相跳相鄰斷路器的兩個跳閘線圈和相關斷路器 （起動兩套遠方跳閘或母差、變壓器保護） ，并閉鎖重合閘。 （3）失靈保護應采用分相和三相起動回路，起動回路為瞬時復歸的 保護出口接點（包括與本斷路器有關的所有電氣量保護接點） 。 （4）斷路器失靈保護應經(jīng)電流元件控制實現(xiàn)單相和三相跳閘，判別 元件的動作時間和返回時間均不應大于 20ms。 （5）重合閘僅裝于與線路相聯(lián)的兩臺斷路器保護屏（柜）內(nèi)，且能 方便地整定為一臺斷路器先重合，另一臺斷路器待第一臺斷路器重 合成功后再重合。 （6）斷路器重合閘裝置起動后應能延時自動復歸，在此時間內(nèi)斷路 器保護應溝通本斷路器的三跳回路，不應增加任何外回路。 （7）閉鎖重合閘的保護為變壓器、失靈、母線、遠方跳閘、高抗、 短引線保護。 （8）短引線保護可采用和電流過流保護方式，也可采用差動電流保 護方式。 （9）短引線保護在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)引起諧波分量和直流分量影響下 不應誤動作。 （10）短引線保護的線路或變壓器隔離刀閘輔助接點開入量不應因 高壓開關場強電磁干擾而丟失信號。對隔離刀閘輔助接點的通斷應 有監(jiān)視指示。 1.2.2 繼電保護裝置 繼電保護裝置，就是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或 不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置 1.31.3 繼電保護的基本要求繼電保護的基本要求 對繼電保護裝置有哪些基本要求 要求是：選擇性、快速性、靈 敏性、可靠性。 選擇性：系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置應有選擇 2- 地切除故障部分，非故障部分繼續(xù)運行； 快速性“短路時，快速 切除故障這樣可以縮小故障范圍，減少短路電流引起的破壞； 減少對用記的影響；提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 靈敏性：指繼電保護 裝置對保護設備可能發(fā)生的故障和正常運行的情況，能夠靈敏的感 受和靈敏地作，保護裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)衡量。 可靠性：對 各種故障和不正常的運方式，應保證可靠動作，不誤動也不拒動， 即有足夠的可靠。 1.41.4 電網(wǎng)繼電保護的設計原則電網(wǎng)繼電保護的設計原則 1.4.1 35kV 線路保護配置原則 （1）每回 35kV 線路應按近后備原則配置雙套完整的、獨立的能 反映各種類型故障、具有選相功能全線速動保護 （2）每回 35kV 線路應配置雙套遠方跳閘保護。斷路器失靈保護、 過電壓保護和不設獨立電抗器斷路器的 500kV 高壓并聯(lián)電抗器保護 動作均應起動遠跳。 （3）根據(jù)系統(tǒng)工頻過電壓的要求，對可能產(chǎn)生過電壓的 500kV 線 路應配置雙套過電壓保護。 （4）裝有串聯(lián)補償電容的線路，應采用雙套光纖分相電流差動保 護作主保護。 （5）對電纜、架空混合出線，每回線路宜配置兩套光纖分相電流 差動保護作為主保護，同時應配有包含過負荷報警功能的完整的后 備保護。 （6）雙重化配置的線路主保護、后備保護、過電壓保護、遠方跳 閘保護的交流電壓回路、電流回路、直流電源、開關量輸入、跳閘 回路、起動遠跳和遠方信號傳輸通道均應彼此完全獨立沒有電氣聯(lián) 系。 （7）雙重化配置的線路保護每套保護只作用于斷路器的一組跳閘 線圈。 （8）線路主保護、后備保護應起動斷路器失靈保護。 1.4.2 35kV 母線保護配置原則 （1）每條 500kV 母線按遠景配置雙套母線保護，對 500kV 一個半 斷路器接線方式，母線保護不設電壓閉鎖元件。 （2）雙重化配置的母線保護的交流電流回路、直流電源、開關量 輸入、跳閘回路均應彼此完全獨立沒有電氣聯(lián)系。 （3）每套母線保護只作用于斷路器的一組跳閘線圈。 3- （4）母線側的斷路器失靈保護需跳母線側斷路器時，通過起動母 差實現(xiàn)。 1.4.3 35kV 斷路器保護配置原則 （1）一個半斷路器接線的 500kV 斷路器保護按斷路器單元配置， 每臺斷路器配置一面斷路器保護屏（柜） 。 （2）當出線設有隔離開關時，應配置雙套短引線保護。 （3）重合閘溝三跳回路在斷路器保護中實現(xiàn)。 （4）斷路器三相不一致保護應由斷路器本體機構完成。 （5）斷路器的跳、合閘壓力閉鎖和壓力異常閉鎖操作均由斷路器 本體機構實現(xiàn)，分相操作箱僅保留重合閘壓力閉鎖回路。 （6）斷路器防跳功能應由斷路器本體機構完成。 2 2 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算 2.12.1 標幺制及標幺值計算方法標幺制及標幺值計算方法 所謂標幺制，就是把各個物理量均用標幺制來表示的一種相對 單位制 2.1.1 標幺制的概念 標幺制（per unit）電路計算中各物理量和參數(shù)均以其有名值 與基準值的比值表示無量綱體制。例如物理量 A，有其相應基準值 AB，則 A 的標幺值 A*A/AB。 2.1.2 標么值的折算. 進行電力系統(tǒng)計算時,除采用有單位的阻抗、導納、電壓、電流、 4- 功率等進行運算外,還可采用沒有單位的阻抗、導納、電壓、電流、 功率等的相對值進行運算.前者稱有名制,后者稱標么制.標么制之所 以能在相當寬廣的范圍內(nèi)取代有名制,是由于標么制具有計算結果清 晰、便于迅速判斷計算結果的正確性、可大量簡化計算等優(yōu)點。 標么值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位） 對于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡,在制訂標么值的等值電路時,各元件的參 數(shù)必須按統(tǒng)一的基準值進行歸算.由于各元件的額定值可能不同,因 此,必須把不同基準值的標么阻抗換算成統(tǒng)一基準值的標么值.現(xiàn)統(tǒng) 一選定的基準電壓和基準功率分別為 V 和 S,則電抗的實際有名值換 算成標么值,即在工程計算中規(guī)定,各個電壓等級都以其平均額定電 壓 V 作為基準電壓.根據(jù)我國現(xiàn)行的電壓等級,各級平均額定電壓規(guī) 定為 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525KV 2.22.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算雙繞組變壓器的參數(shù)計算 變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻 RT，電抗 XT，電導 GT 和電納 BT ，變壓器的變比 K。根據(jù)銘牌上所給的短路損耗 PS，短路電壓 VS%，空載損耗PO，空載電流 IO%。前兩個數(shù)據(jù)由短 路試驗得到，用以確定 RT 和 XT；后兩個數(shù)據(jù)由空載試驗得到，用 以確定 GT 和 BT。 電阻 RT：變壓器作短路試驗時,將一側繞組短接,在另一側繞組 施加電壓,使短路繞組的電流達到額定值.由于此時外加電壓較小,相 應的鐵耗也小,可以認為短路損耗即等于變壓器通過額定電流時原、 副方繞組電阻的總損耗.在電力系統(tǒng)計算中,常用變壓器三相額定容 量和額定線電壓進行參數(shù)計算,則公式為:RT=PSKWVN2 KV103/SN2KVA 電抗 XT: 當變壓器通過額定電流時,在電抗上產(chǎn)生的電壓降的 大小,可以用額定電壓的百分數(shù)表示,對于大容量變壓器,其繞組電阻 比電抗小得多,則公式:XT=VS%VN2KV103/100/SNKVA 電導 GT:變壓器的電導是用來表示鐵芯損耗的.由于空載電流相 5- 對額定電流來說是很小的,繞組中的銅耗也很小,所以近似認為變壓 器的鐵耗就等于空載損耗,則公式為:GTS=P0KW10-3/VN2 KV 電納 BT: 變壓器的電納代表變壓器的勵磁功率.變壓器空載電 流包含有功分量和無功分量,與勵磁功率對應的是無功分量.由于有 功分量很小,無功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等.BT S=I0%SNKVA10-3/100/VN2KV 變壓比 KT: 在三相電力系統(tǒng)計算中,變壓器的變壓比通常是指 兩側繞組空載線電壓的比值.對于星形和三角形接法的變壓器,變壓 比與原副方繞組匝數(shù)比相等;對于星三角形接法的變壓器,變壓比為 原副方繞組匝數(shù)比的倍.根據(jù)電力系統(tǒng)運行調節(jié)的要求,變壓器不 3 一定工作在主抽頭上,因此,變壓器運行中的實際變比,應是工作時兩 側繞組實際抽頭的空載線電壓之比. 2.32.3 繞組變壓器的參數(shù)計算繞組變壓器的參數(shù)計算 三繞組變壓器等值電路中的參數(shù)計算原則與雙繞組變壓器的相 同,下面分別確定各參數(shù)的計算公式. 2.3.1 電阻參數(shù)計算 電阻 R1,R2,R3:為了確定三個繞組的等值阻抗,要有三個方程,為 此,需要有三種短路試驗的數(shù)據(jù).三繞組變壓器的短路試驗是依次讓 一個繞組開路,按雙繞組變壓器來作.通過查手冊可得短路損耗分別 為,則有 PS1=1/2(PS(1-2)+PS(3-1)-PS(2-3) PS2=1/2(PS(1-2)+PS(2-3)-PS(3-1) PS3=1/2(PS(2-3)+PS(3-1)-PS(1-2) 求出各繞組的短路損耗后,便可導出雙繞組變壓器計算電阻相同形 式的算式,即:Ri=PsiKWVN2KV103/SN2KVA 2.3.2 電抗參數(shù)計算 6- 電抗 X1,X2,X3:和雙繞組變壓器一樣,近似地認為電抗上的電壓 降就等于短路電壓.在給出短路電壓力 后,與電阻的計算公式相似, 各繞組的短路電壓為 VS1%=1/2(VS(1-2)%+VS(3-1)%-VS(2-3)%) VS2%=1/2(VS(1-2)%+VS(2-3)%-VS(3-1)%) VS3%=1/2(VS(2-3)%+VS(3-1)%-VS(1-2)%) 各繞組的等值電抗為:Xi=Vsi%VN2KV103/100/SNKVA 2.42.4 輸電線路參數(shù)的計算輸電線路參數(shù)的計算 輸電線路的參數(shù)有四個:反映線路通過電流時產(chǎn)生有功功率損失 效應的電阻;反映載流導線周圍產(chǎn)生磁場效應的電感;反映線路帶電 時絕緣介質中產(chǎn)生泄漏電流及導線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損 失的電導;反映帶電導線周圍電場效應的電容.輸電線路的這些參數(shù) 通常可以認為是沿全長均勻分布的,每單位長度的參數(shù)為 r、x、g 及 b.當線路長為 l(km)時,R=rl;X=xl;G=gl;B=bl 由于沿絕緣子的泄 漏很小,可設 G=0. 3 3 中性點接地的選擇中性點接地的選擇 3.13.1 35KV35KV 中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護 目前，我省 220KV 線路均采用微機保護，配置兩套不同原理的全 線速動主保護及后備保護。其中一套主保護為高頻閉鎖相差保護， 或高頻閉鎖方向保護，另一套為高頻閉鎖距離保護。 A：兩套保護都應具有全線速動并帶有完整的后備保護。每套保護均 應具有獨立的選相功能。 B：兩套主保護的交流回路，直流電源跳閘回路及信號傳輸通道彼此 獨立。 7- C：配置兩套后備保護，后備保護按近后備原則配置。選用相間及接 地距離保護，零序電流方向保護?？膳c主保護結合在一套裝置內(nèi)。 3.23.2 高頻保護整定時考慮的幾個問題高頻保護整定時考慮的幾個問題 系統(tǒng)中發(fā)生故障時高頻保護將某種電量（簡稱判別量）轉換為高 頻電波，借助于通道傳給對側，然后，線路每一側按照對側與本側 判別量之間之間的關系來判斷區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。由于選取的判別量 不同，判別量的傳送方式和采用通道的情況不同，就出現(xiàn)了各種形 式的高頻保護裝置。高頻保護是利用線路兩側的高頻訊號情況來決 定是否應動作的，故線路兩側高頻保護必須同時運行，不能單側運 行。由于線路兩側高頻保護相當一個整體，故要求：（1）：線路兩 側采用型號采用相同的保護裝置。（2）：線路兩側高頻保護的整定 值相同。 由于高頻保護的構成方向不同，故必須根據(jù)所采用的保護方式 決定整定方法。目前高頻保護主要有以下幾種：相差高頻保護、高 頻閉鎖方向、零序電流保護、高頻閉鎖距離 3.2.1、高頻信號注意事項 高頻信號頻率和通道的選擇將對保護的動作性能帶來很大的影 響，因此在選擇頻率和通道時必須注意： （1）高頻信號在線路上傳輸過程中，有能量衰耗，線路愈長，衰耗 愈大，選用的頻率愈高，衰耗也愈大。如果高頻信號的衰耗過大， 將使高頻收訊機不能正常準確工作。為此，在線上要使用較低頻率， 在短線上要使用較頻率，通常使用頻率為 150200KHz。 （2）為了消除相鄰線路之間的高頻干擾，相鄰線路高頻保護的信號 頻率不應相同，要有 510KHz 左右的差別。 （3）在電力系統(tǒng)中，載波通訊和高頻保護都要使用高頻信號，這兩 者的頻率不能相同，高頻設備要單獨設置，高頻加工設備最好分別 8- 裝在不同的相別上。為了提高高頻信號的傳輸效率，在長線路的高 頻保護中還可考慮采用相相式的高頻通道。 3.33.3 高頻閉鎖距離保護的整定計算高頻閉鎖距離保護的整定計算 高頻閉鎖距離保護主要由起訊元件、停訊元件和高頻收發(fā)訊機 構成。采用距離保護的起動元件兼做高頻保護的起訊元件，而利用 方向阻抗元件兼做高頻保護的停訊元件。利用半導體距離保護構成 高頻閉鎖距離保護，其中的復合電流元件兼做高頻保護的起訊元件， 同時兼做斷線閉鎖和振蕩閉鎖元件。高頻主保護和后備保護復合為 一體。既有整套高頻主保護的功能，又有整套后備保護的作用。 3.3.1 距離保護各段的整定計算 （1）第段整定計算 動作阻抗按下述情況計算。 對輸電線路，按保護范圍不伸出線路末端整定，即 lk I dz ZKZ 式中 可靠系數(shù)，一般取 0.80.85； k K 被保護線路 l 的阻抗。 l Z 第一段的動作時限為繼電器本身的固有時限，通常取。 stas06 . 0 （2）第段的整定計算 動作阻抗按如下條件計算，一般選其中最小者為整定值。 按躲過相鄰變壓器其他側母線故障整定 bzkblkdz ZKKZKZ 式中：本線路正序阻抗 l Z 相鄰變壓器阻抗 b Z 可靠系數(shù)。取 0.80.85 k K 可靠系數(shù)。取 0.70.75 kb K 9- 助增系數(shù)，一般大于 1 z K 按保證保護范圍末端短路時有足夠的靈敏度整定，即 lllmdz ZZKZ5 . 1 第段保護的靈敏系數(shù)為：1.3 l dz lm Z Z K （3）第段的整定計算 動作阻抗通常按躲過最小負荷阻抗整定。 minfh Z 對全阻抗繼電器 zqhk fh dz KKK Z Z min 對方向阻抗繼電器 )cos( min fhlmzqhk fh dz KKK Z Z 上兩式中 最小負荷阻抗，； minfh Z max min 3/)95. 09 . 0( fh e fh I U Z 可靠系數(shù)，取 1.3； k K 繼電器的返回參數(shù)，取 1.151.25； h K 負荷自起動參數(shù)；取 1.52.5 zq K 電網(wǎng)額定相電壓； e U 、 分別為阻抗元件的最靈敏角和負荷阻抗角。 lm fh 第段保護的靈敏系數(shù)： 作近后備時 5 . 1 l dz lm Z Z K 作遠后備時 2 . 1 2max lfzl dz lm ZKZ Z K 10- 式中 相鄰線路末端短路時，實際可能的最大分支系數(shù)。 maxfz K 保護的動作時限 ttt xldzdz max （4） 、繼電器阻抗值： jx YH LHI dzjdz K n n ZZ （5） 、起動元件的整定：負序電流與零序電流元件作為裝置的起動 元件，與相電流元件輔助起動元件配合，起動發(fā)信并構成振蕩閉鎖 回路。 負序與零序電流元件按以下原則整定： 1） 、本線路末端兩相短路負序電流元件靈敏度大于 4 2） 、本線路末端單相或兩相接地短路，負序零序電流元件靈敏度均 大于 4 3） 、距離保護第段保護范圍末端兩相短路，負序電流元件靈敏度 大于 2 4） 、距離保護第段保護范圍末端單相或兩相接地短路，負序或零 序電流元件靈敏度均大于 2，相電流元件的整定為： 最大負荷電流 f fhk dz K IK I max maxfh I 可靠系數(shù)，取 1.21.3 k K 返回系數(shù)，取 0.85 f K 4 4 短路電流的計算短路電流的計算 短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。所謂短路,是指一切不正常的相與 相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因有以下幾個 方面：1、元件損壞 2、氣象條件惡化 3、人為事故 4、其它 11- 在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有：1、三相短路 f(3) 2、兩相 短路 f(2) 3、兩相接地短路 f(1,1)。 三相短路也稱為對稱短路,系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀 態(tài)。其它類型的短路都是不對稱的路。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明,在各種類型的短路中,單相短路占大多數(shù), 兩相短路較少,三相短路機會最少。從短路計算方法來看,一切不對 稱短路的計算在采用對稱分量法后,都歸結為對稱短路的計算。 短路計算的目的 1 選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設備 為了合理的配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù),必須對 電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析.在這些計算中不但要知道 故障支路中的電流值,還必須知道在網(wǎng)絡中的分布情況.有時還要知 道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值 1 在設計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時,為了比較各種不同 方案的接線圖,確定是否需要采取限制短路電流的措施,都要進行必 要的短路電流計算。 1 進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算,研究短路對用戶工作的影響等,也包 含有一部分短路計算. 1 在實際工作中,根據(jù)一定的任務進行短路計算時必須首先確定計算 條件.所謂計算條件是指短路發(fā)生時系統(tǒng)的運行方式,短路的類型和 發(fā)生地點,以及短路發(fā)生后所采取的措施. 4.14.1 三相短路電流計算三相短路電流計算 最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所 在地母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為。城關變 電所總負荷為（側），由金河電站供給 、青嶺電站供給。剩余的經(jīng)中心變 電所送入系統(tǒng)。 最后化簡所得的電抗為： X32=0.712；X33=10.791；X34=5.047 解：根據(jù)題意解得三相短路電流 12- 系統(tǒng)： I*j= 1/X*j = 1/0.712 =1.406 I(3)s.max=IjI*j =7.731 青嶺： X*js= X*jSe/Sj = 1.079 查表得：I*e=0.98 I(3)q.max=I ” = I*eSe/1.73Up =0.541 金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.757 查表得：I*e=1.353 I(3)j.max=I ” = I*eSe/1.73Up =1.115 IS7.731 Iq=0.541 Ij=1.115 4.24.2 兩相短路電流計算兩相短路電流計算 最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所 母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為城關變電所總負 荷為（側），由金河電站供給、青嶺電站 供給。剩余的經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。 化簡電抗圖，得出兩相正負序電抗圖后，合并得出： X31=0.826；X32=10.804；X33=11.562 解：根據(jù)題意解得三相短路電流 系統(tǒng)： I*j= 1/X*j = 1/1.661 =0.602 Is=IjI*j =3.310 I(3)s.min= 1.73Is5.733 青嶺： X*js= X*jSe/Sj = 1.163 查表得：I*e=0.911 I ” = I*eSe/1.73Up =0.25 I(3)q.min=1.73I ” = 0.433 金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.815 查表得：I*e=1.265 I ” = I*eSe/1.73Up =0.261 I(3)j.min=1.73I ” = 0.452 IS5.733 Iq=0.433 13- Ij=0.452 5 5 繼電保護整定繼電保護整定 (以下電流值的單位為：；電壓值的單位為：。) 根據(jù)下圖對各保護進行整定： 分別對單側電源進行保護的整定： 、對下面單側電源進行保護整定： 5.15.1 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： 5.1.1 保護的段 Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 23.81 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 16.5 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 20.155 Iop5=Krel I(3)d4.max=0.9204 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop5Xs.max) =9.280.15L 故滿足要求； 5.1.2 保護的段 Ksen= I(2)d4.min/ Iop51.3 (滿足要求) 故：Iop5= I(2)d4.min/ Ksen0.395 Iop5=0.395 top5top5+t0.5s top50.5s 5.1.3 保護的段 Iop5KrelKss IL.max /Kre=0.367 15- Iop50.367 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d4.min/ Iop51.4 1.3 遠后備：Ksen = I(2)d8.min/ Iop56.3 1.2 滿足要求 top5top5+t2s top52s 5.25.2 護進行整定計算護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： 5.2.1 保護的段 Iop3=Krel I(3)d3.max=1.554 Xs.max=0.866( Es/I(2)d2.min ) = 19.723 Xs.min= Es/I(3)d2.max = 12.777 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 16.75 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop3Xs.max) =19.5461.5 故滿足要求； top3top5+t1s top31s 5.2.3 保護的段 IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop0.298 靈敏度校驗： 17- 近后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop32.607 1.5 遠后備：Ksen = I(2)d4.min/ Iop31.725 1.5 滿足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.35.3 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 5.3.1 保護的段 Iop1=Krel I(3)d2.max=1.128 Xs.max=0.866( Es/I(2)d1.min ) = 8.605 Xs.min= Es/I(3)d1.max = 6.845 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 7.725 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop1Xs.max) =19.40.15L 故滿足要求； 5.3.2 保護的段 Kfz.min=( Id3.min xt+ Id3.min jh )/ Id3.min xt = 1.28 Iop1Kph Iop3/ Kfz.min =0.373 Iop10.373 檢驗：Ksen= I(2)d2.min/ Iop1=3.841.5 故滿足要求； top1top3+t0.5s 18- top10.5s 5.3.3 保護的段 IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop10.298 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d2.min/ Iop14.812 1.5 遠后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop12.033 1.5 滿足要求 top1top3+t3s top13s B、對下面單側電源進行保護整定： 5.45.4 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 43.28 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 19.44 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 31.36 5.4.1 保護的段 19- Iop2=Krel I(3)d1.max=0.7728 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop2Xs.max) =48.27 1.3 滿足要求 top5top5+t2s top52s 5.55.5 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 79.741 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 53.54 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 66.641 5.5.1 保護的段 Iop4=Krel I(3)d2.max=0.4512 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop4Xs.max) =24.89350%L 故滿足要求； 最小運行方式時的保護區(qū)： Lmin = (0.866EsXs.mas Iop4)/ X1 Iop2=48.618km 故不滿足要求,所以不設段； 5.5.2 保護的段 Kfz.min=( Id2.min xt+ Id2.min jh )/ Id2.min xt = 1.913 Iop4Kph Iop.xl/ Kfz.min =0.494 檢驗：Ksen= I(2)d2.min/ Iop4=0.7921.3 故滿足要求； top4top2+t0.5s top40.5s 22- 5.5.3 保護的段 Iop4KrelKss IL.max /Kre=0.298 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d2.min/ Iop40.7561.3 遠后備：Ksen = I(2)d1.min/ Iop41.141.2 故滿足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.65.6 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 5.6.1 保護的段 23- Iop6=Krel I(3)d3.max=0.4788 Xs.max=0.866( Es/I(2)d4.min ) = 69.03 Xs.min= Es/I(3)d4.max =43.69 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 56.36 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop6Xs.max) =3.7625 故不滿足要求； 采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算： Lmain = 0.75L = 22.5 km 電流元件的動作電流： Iop6= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.3125 低電壓元件的動作電壓： Uop6=1.73Iop6X1 Lmain=4.871 最大運行方式時的保護區(qū)： Lmax =( Xs.max Uop6)/ X1 (UpUop6)=16.559 km 最小運行方式時的保護區(qū)： Lmin = (0.866EsXs.mas Iop6)/ X1 Iop6=24.576 故不滿足要求,所以不設段； 5.6.2 保護的段 與保護 4 的段配合： Iop6Kph Iop4/ Kfz.min =0.158 Iop60.158 檢驗：Ksen= I(2)d3.min/ Iop6=1.4681.3 故滿足要求； 24- top6top4+t1s top61s 5.6.3 保護的段 Iop6KrelKss IL.max /Kre=0.352 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop60.6551.3 遠后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop61.3=1.3 低電壓元件的動作電壓: Uop6Kk Ug.min /Kh=26.061 Uop626.061 故均滿足要求 top6top4+t3s top63s 25- 6 6 短路電流計算說明書短路電流計算說明書 6.16.1 三相短路電流計算三相短路電流計算 最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所 在地母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為。城 關變電所總負荷為（側），由金河電站供給 、青嶺電站供給。剩余的經(jīng)中 心變電所送入系統(tǒng)。 根據(jù)題意轉換出電抗標么值： 排除城關變電所，合并整理其它電抗值得： X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876 X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4 X22=2 X23=2.665 8 26- 整理合并得： X25=3.918 X26=1.833 X27=0.275 X28=0.175 整理合并得： 合并、星三角等值轉換： X29=0.5 等值電抗轉換： X30=7.583 X31=3.547 X32=0.712 X33=10.791 27- X34=5.047 計算得出的最大短路電流分別為：IS7.731 所得數(shù)據(jù)請 Iq=0.541 查看計算書 Ij=1.115 第頁 6.26.2 兩相短路電流計算兩相短路電流計算 最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所 母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為城關變電所總負 荷為（側），由金河電站供給、青嶺電站 供給。剩余的經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。 兩相短路電流正序電抗化簡： 最小運行方式下轉換的電抗標么值： X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X12=5.33 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4 合并青中線、金中線、中變電抗： X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24=6.33 整理、合并得： X25=0.625 28- X26=8.178 X27=8.751 整理、合并得： X28=0.825 X29=10.805 X30=11.562 6.2.1 兩相短路電流負序電抗化簡 最小運行方式下轉換的負序電抗標么值： X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X12=5.33 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4 整理、合并得： X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24=6.33 29- 整理、合并得： X25=0.625 X26=3.568 整理、合并得： X27=4.736 X28=0.552 整理、合并得 X29=Xf=0.727 ： 6.2.2 合并附加電抗圖得出電抗圖： 整理、合并得出： X31=0.826 X32=10.804 30- X33=11.562 計算得出的最大短路電流分別為：IS5.733 所得數(shù)據(jù)請 Iq=0.433 Ij=0.452 6.36.3 繼電保護整定繼電保護整定 總電路轉換圖及變換成單側電源簡化圖： 總電路轉換圖：（圖一） 單側電源簡化圖： （圖二）： （圖三）： 各個短路點的最大短路電流和最小短路電流數(shù)據(jù)表： 短路點Up(kv)回路名稱 I(3)d.max( KA) I(3)d.mim(K A) 系統(tǒng)3.1212.15 金河0.4330.155 D137 青嶺0.2110.169 系統(tǒng)0.9400.735 金河0.7320.203D237 青嶺0.3760.225 31- 系統(tǒng)0.7010.608 金河0.5940.171D310.5 青嶺0.3990.232 系統(tǒng)0.4000.398 金河0.3670.116D410.5 青嶺0.4890.268 系統(tǒng)7.7315.733 金河1.1150.452D510.5 青嶺0.5410.433 系統(tǒng)2.5852.477 金河3.7991.365D66.3 青嶺1.1360.788 系統(tǒng)1.7321.665 金河1.5490.483D710.5 青嶺1.0430.656 系統(tǒng)1.7191.777 金河1.6230.534 D8 6.3 青嶺3.5431.799 利用三段式電流（電壓）保護，其整定數(shù)據(jù)見計算書。 6.3.1 方向元件的設置 32- 6.3.2 整定原則 根據(jù)方向元件安裝原則二（對在同一母線上的定時限過電流保護， 按動作時限考慮，時限短的安裝方向元件，而長的不用裝，若相等 則均裝）判斷，保護和的時限為秒，保護和的時限為 2.5 秒，所以，保護和均應安裝方向元件。 根據(jù)方向元件安裝原則一（對瞬時過電流速斷保護，當反方向電流 大于保護的動作值時，該保護需加裝方向元件） （）對于保護，當點短路時： Idj1+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA) Iop4=0.144(KA) 所以需要安裝方向元件。 (4)對于保護 6，當4 點短路時： Idx4+Idj4=0.4+0.367=0.767(KA) Iop6 =0.158 (KA) 所以需要安裝方向元件。 6.3.3 繼電保護配置成果表（計算過程見計算書） 型 式 主 保 護后 備 保 護 段段段保護 瞬時電流聯(lián)鎖限時電流速斷保護 定時限過電流保 護 1 Iop1=1.128 top10s Iop10.373 top10.5s Iop10.298 top13s 33- 2 Iop2=0.249 top20.5s Iop20.149 top52s 3 Iop30.4345 top31s Iop0.298 top32.5s 4 Iop40.144 top40.5s Iop40.1488 top32.5s 5 Iop5=0.733 top50s Iop5=0.395 top50.5s Iop50.367 top52s 6 Iop60.158 top61s Iop6=0.176 top63s 7 7 零序電流保護的整定計算零序電流保護的整定計算 在中性點直接接地的線路中，接地故障占總故障次數(shù)的 90%以 上。因此，接地短路的保護是高壓電網(wǎng)中的重要保護之一。 接地短路的保護可以采用帶零序電流補償?shù)慕拥鼐嚯x保護或高 頻保護，也可以采用零序電流保護。 7.17.1 零序電流保護瞬時段（零序電流保護瞬時段（段）的整定計算段）的整定計算 躲開線路末端接地短路時最大零序電流 max00 3 IKI kdz 式中 可靠系數(shù)，取 1.3 k K 接地短路的最大零序電流。 max0 I 單相接地短路時的零序電流為 01 )1 , 1( 0 2 3 3 ZZ E I 而兩相接地短路的零序電流為 01 )1 , 1( 0 2 3 3 ZZ E I 34- 取兩者最大值 靈敏度校驗： %20%100 min L L Klm 7.27.2 零序電流保護（零序電流保護（段）的整定計算段）的整定計算 按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側母線接地短路時流過 的最大零序電流整定： max00 3IKI kdz 線路末端變壓器另一側母線發(fā)生接地短路時 max0 I 流過保護的最大零序電流 靈敏度校驗： 5 . 1 3 0 min0 dz lm I I K 7.37.3 零序電流保護（零序電流保護（段）的整定計算段）的整定計算 （1）躲開下一線路始端三相短路時的 maxbp I max0 bpkdz IKI 式中 25 . 1 k K l dCtxfzq bp n IKKK I 3 max max 非周期分量系數(shù)，采用重合閘加速后取 1 52，否則 fzq K . 取 1 電流互感器的同型系數(shù)，同型時取 0.5，不同時取 1 tx K 電流互感器的 10%誤差，取 0.1 C K 相鄰線路始端三相的最大短路電流 3 maxd I 靈敏度校驗：作近后備時： 3 . 1 3 0 min0 dz lm I I K 本線路末端接地短路時最小零序電流 min0 3 I 作遠后備時： 2 . 1 3 max0 min0 fzdz lm KI I K 35- 相鄰線路末端接地短路時最小零序電流 min0 3 I 最大分支系數(shù) maxfz K 7.47.4 零序方向元件靈敏度的校驗零序方向元件靈敏度的校驗 零序方向元件（繼電器）在零序電流保護中是個判斷功能元件， 要求它比零序電流各段保護有較高的靈敏度。階段式零序電流保護 一般共用一個方向元件。根據(jù)零序電流、電壓的分布規(guī)律，當接地 短路點遠離保護安裝處時，其靈敏度將逐漸降低。因此，零序方向 元件的靈敏度應按零序電流保護中最后一段保護的保護范圍末端進 行校驗，要求靈敏系數(shù)不小于 1.2。對本線路的靈敏系數(shù)要求不小 于 2。方向元件的靈敏系數(shù)計算為 jdz jd lm P P K 0 0 00 0 33 YHLH jd nn IU P 式中 零序方向元件端子上的短路零序功率； jd P 0 、分別為在靈敏度校驗點放生的接地短路， 0 U 0 I 保護安裝處的零序電壓和流過保護的零序電流； 分別為電流互感器的變流比和電壓互感器 LH n 0 YH n 的零序電壓變比。通常電壓互感器的變比有兩種，即 ； 3 100 / 3 ,100/ 3 00 e YH e YH U n U n 及 零序方向元件的動作功率，一般可以從繼 jdz P 電器技術說明書中可查得，感應型零序方向繼電器動作功率約為 20VA，晶管型和整流型的零序方向繼電器動作功率約為（23）VA。 結結 束束 語語 通過這一段時間的課程設計，我經(jīng)過長期的核實并進行了深入的調 36- 查研究，經(jīng)過一段時間的工廠實習和社會調查，使我得到了很多的 經(jīng)驗，并且鞏固和加深以及擴大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運 用所學知識的能力，正確使用技術資料的能力。達到了由學生向工 程技術人員的過渡，為進一步成為優(yōu)秀的技術人員奠定基礎。通過 課程設計，學生應具有： 1 鞏固和加深專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力。 2 學習怎樣查找文獻資料，正確使用技術資料。 3 熟悉與“電氣工程”相關的工程技術設計規(guī)范、國家有關標準 手冊和工具書、設計程序及方法。 4 通過大量參數(shù)計算，鍛煉從事工程技術設計的綜合運算能力， 參數(shù)計算盡可能采用先進的計算方法。 5 通過調整資料，達到編寫工程技術設計的說明書和國家標準要求 的繪制技術圖紙的能力。 6 培養(yǎng)參加手工實踐，進行安裝，調試和運行的能力。 7 培養(yǎng)嚴肅認真，一絲不茍和實事求是的工作作風，塑造一個工程 技術人員的形象，從而盡快實現(xiàn)從學生到一個合格的工程技術人員 的過渡。 課程設計的結束，意味著從此我將進入社會，把我所學的知識運用 到社會實踐當中去，通過這次課程設計，我更加地認識到自己的不 足之處，指導老師耐心和細致的指導，使我的知識水平有更進一步 的提高，為我走向社會，走向崗位打下了堅實的基礎。 37- 致謝致謝 在老師的指導下,經(jīng)過近期的努力下 35KV 電網(wǎng)繼電保護設計終 于完成了，首先，我對指導我設計的靜靜老師給予幫助表示衷心的 感謝,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W等。 在此要感謝我的指導老師對我細心的指導，感謝老師給我的幫 助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和 自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不 少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培 養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對 今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能 力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這 次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 其次，老師的指導也是我們順利完成設計的一個重要原因，指 導老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和細心地科研習慣給我留下了深刻的印象， 并將授用一生。在此，再次感謝靜靜老師的精心指導；并對所有在 設計期間幫助過我的老師和同學致謝，謝謝您們！ 最后，我要向能在百忙之中抽時間對我的設計報告進行審閱、 評議和對我答辯進行評判的老師表示衷心的感謝 38- 參考文參考文 獻獻 工廠供電第 2 版 劉介才編 機械工業(yè)出版社 2007-2 工廠供用電設計手冊 劉介才編 機械工業(yè)出版社 2005-3 實用繼電保護技術 方大千編 人民郵電出版社 2004-10 低壓電工實用技術 郭仲札編 機械工藝出版社 2006-1 低壓電器及其應用 鄭鳳翼編 人民郵電出版社 2006-11 高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術第二版 朱聲石編 電力出版社 1995 年 電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算 熊炳耀編， 中國 電力出版社，1993 年 電力系統(tǒng)繼電保護原理與應用下冊 尹項根、曾克娥編 華中科 技大學出版社，2001 年 繼電保護自動裝置及二次回路 熊為群編 北京，電力工業(yè)出 版社，1981 年