電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 　 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： 　　 </p><p>　　指導教師：

2、 　 </p><p>　　2012 年 7月 4 日</p><p>　　1．設(shè)計原始資料 </p><p><b>　　1.1題目</b></p><p>　　如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：</p><p>　　試對保護1,9進行三段電流保護的設(shè)計。</

3、p><p>　　圖1.1 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p><p>　　(1)選擇線路保護的配置及保護裝置的類型；</p><p>　　(2)選擇線路保護用電流互感器和電壓互感器的型號；</p><p>　　(3)線路相間保護的整定計算、靈敏度校驗；（計算公式、過程、計算原則詳盡，靈敏度是否滿

4、足規(guī)程要求，若不滿足應(yīng)采取的措施。）；</p><p>　　(4)短路電流計算（繪制電力系統(tǒng)的阻抗圖，計算結(jié)果列表）；</p><p>　　(5)繪制一套保護回路的交流裝置展開圖和直流裝置展開圖；</p><p><b>　　(6)設(shè)計總結(jié)。</b></p><p><b>　　2.分析課題的內(nèi)容</b

5、></p><p><b>　　2.1設(shè)計規(guī)程</b></p><p>　　1動作與跳閘的繼電保護，在技術(shù)上滿足可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。1.系統(tǒng)運行方式對發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運行方式的考慮以及發(fā)生短路或故障時，流過保護裝置的短路電流的最大和最小運行方式的考慮。 </p><p>　　2短路點的選擇在每一條線路上

6、的短路點，至少選擇3個，即線路的始端，中點和末端。</p><p>　　3短路類型動作電流整定時，相間短路保護的整定計算應(yīng)取系統(tǒng)最大運行方式下三項短路電流。靈敏度的計算時，應(yīng)在系統(tǒng)最小運行方式下兩項短路電流。 </p><p>　　2.2 本設(shè)計簡單的配置</p><p>　　電網(wǎng)繼電保護裝置包括測量部分和定制調(diào)整部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。測量部分從被保護對象輸入

7、有關(guān)信號，與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據(jù)測量部分個輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，是保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，最后確定保護應(yīng)有的動作行為，由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出信號或警報。</p><p>　　2.2.1 主保護 </p><p>　　本設(shè)計運用三

8、段式電流保護，經(jīng)靈敏度校驗可得某些情況下I段和II段不能作為主保護，因而在某些保護中運用距離保護作為主保護。</p><p><b>　　2.2.2后備保護</b></p><p>　　本設(shè)計運用III段作為近后備保護和遠后備保護。</p><p><b>　　3.短路電流的計算</b></p><p&

9、gt;　　3.1等效電路的建立</p><p><b>　　圖3.1等效電路圖</b></p><p><b>　　3.2短路點的選取</b></p><p>　　選取B.C.D.E點為短路點進行計算。 </p><p>　　3.3

10、短路點的計算 </p><p><b>　　3.3.1最大方式</b></p><p>　　由題目知，線路的總阻抗的計算公式為 </p><p>　　Z1:線路單位長度的阻抗值；</p><p><b>　　L:線路長度；&l

11、t;/b></p><p>　　將數(shù)據(jù)帶入上式公式可得：</p><p>　　經(jīng)分析得最大運行方式即阻抗最小時，即電流最大，即兩臺發(fā)電機運行。</p><p>　　最大運行方式下流過保護元件的最大的短路電流為</p><p>　　對于保護1來說,若母線E之后的某處在最大運行方式方式下發(fā)生三相短路，流過保護1的最大三項短路電流為：<

12、/p><p>　　(4)對于保護9來說，保護8處發(fā)生三相短路時，該處保護9的短路電流為：</p><p><b>　　3.3.2最小方式</b></p><p>　?。?）同理，經(jīng)分析得最小運行方式即阻抗最大時，即電流最小時，只有G3和L3運行時，</p><p>　　在最小運行方式下流過保護元件的最小短路電流的公式為<

13、;/p><p>　　（2）對于保護1來說,，若母線E之后的某處在最大運行方式方式下發(fā)生三相短路，流過保護1的最大相項短路電流為：</p><p>　　3>.對于保護9來說，若母線B或母線A處在最大運行方式下發(fā)生三相短路，流過保護的最大三相短路電流為:</p><p>　　4.保護的配合整定計算</p><p>　　4.1主保護整定的設(shè)計&l

14、t;/p><p><b>　　4.1.1動作電流</b></p><p>　　電流速斷的動作電流是按躲過最大運行方式下本線路末端三項短路時流過保護的最大短路電流。</p><p>　　限時電流速斷的動作電流是按與相鄰線路I段動作電流相配合的原則來整定的。1>.對于保護1的I段來說,等效電路圖如圖所示，若母線E之后的某處在最大運行方式方式下發(fā)生

15、三相短路，流過保護1的最大三項段路電流為：</p><p>　　2>.對于保護1的II段整定，需要按與相鄰線路I段動作電流相配合的原則來整定，而保護1沒有相鄰線路，所以保護1沒有II斷整定，即無限時電流速斷整定.</p><p>　　3>.對于保護9的I段來說,保護8處發(fā)生三相短路時，該處保護9的短路電流為：</p><p>　　即9處的電流速斷保護在最

16、小運行方式下也沒有保護區(qū)。</p><p>　　4>.對于保護9的II段整定來說，即保護9的限時電流速斷整定值與保護3和保護4處的電流速斷保護整定值相配合。</p><p>　　(1).與保護3相配合</p><p>　　所以保護9與保護3配合的限時電流整定值為：</p><p>　　(2).與保護4配合</p><

17、p>　　所以保護9與保護4配合的限時電流整定值為：</p><p>　　所以根據(jù)以上計算，取兩種情況下配合的最大值.</p><p><b>　　為其整定值。 </b></p><p><b>　　4.1.2動作時間</b></p><p>　　電流速斷的動作時間為保護裝置的固有動作時間。

18、</p><p>　　限時電流速斷的動作時間應(yīng)比相鄰線路保護I段的時限高一個時限級差Δt</p><p>　　假設(shè)母線E上過電流保護的時間為0.5S.</p><p>　　(1)對于保護1來說</p><p>　　1)該處電流速斷保護沒有保護區(qū)，所以它沒有電流速斷動作時間.</p><p><b>　　.&l

19、t;/b></p><p>　　2)該處沒有限時電流速斷，所以它沒有限時電流速斷的動作時間.</p><p>　　所以對于保護1來說，其主保護的動作時間為0.5S</p><p>　　(2)對于保護9來說</p><p>　　1)該處電流速斷保護沒有保護區(qū)，所以它沒有電流速斷動作時間,</p><p>　　(2)

20、.該處的限時電流速斷為</p><p><b>　　4.1.3靈敏度</b></p><p>　　電流速段的靈敏度校驗即求保護范圍。</p><p>　　限時電流速段的靈敏度校驗是利用最小運行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時流過的最小電流來校驗靈敏度系數(shù)的,最小保護范圍的計算公式為：</p><p>　　(1)對于保護1的

21、最小保護范圍根據(jù)上式中的公式可得</p><p>　　即1處的電流速斷保護在最小運行方式下沒有保護區(qū)。</p><p>　　(2)對于保護9的最小保護范圍根據(jù)上式中的公式可得即9處的電流速斷保護在最小運行方式下沒有保護區(qū)。</p><p>　　對于保護9的最小運行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時流過的電流來校驗靈敏系數(shù)。</p><p>　　所

22、以不滿足靈敏度要求，則在保護4處安裝方向元件，則與保護3相配合。</p><p>　　4.2設(shè)備保護整定計算</p><p><b>　　4.2.1動作值</b></p><p>　　(1)對于保護1來說，過電流整定值的計算公式為：</p><p>　　(2)對于保護9的近后備來說：</p><p&g

23、t;　　對于保護9的遠后備來說：</p><p><b>　　4.2.2時間值</b></p><p>　　(1)對于保護1來說，假設(shè)母線E流過電流保護的時間為0.5S。</p><p>　　(2)對于保護9的近后備來說，過電流保護的時間為</p><p>　　對于保護9的遠后備來說，過電流的保護時間為</p>

24、;<p><b>　　4.2.3靈敏度</b></p><p>　　(1)對于保護1來說，其靈敏度系數(shù)為</p><p>　　所以其靈敏度系數(shù)滿足要求。</p><p>　　(2)對于保護9來說，由假設(shè)求出的電流值可知其靈敏度系數(shù)滿足要求。</p><p><b>　　5．原理圖連接</b&

25、gt;</p><p>　　三段式電流保護的原理接線圖如圖5.1所示。</p><p>　　三段式電流保護的直流回路展開圖如圖5.2所示</p><p>　　三段式電流保護的交流回路展開圖如圖5.3所示</p><p><b>　　6．保護評價</b></p><p>　　本設(shè)計中采用了三段電流保

26、護作為主保護</p><p>　　保護1：由于保護1的I段不滿足要求，而沒有II段，所以主保護不能設(shè)距離保護，設(shè)為距離保護。</p><p>　　保護9：由于保護9的II段要考慮兩種情況，所以保護8、4應(yīng)該加裝功率方向保護，因此主保護是電流速斷保護和功率方向保護，后備保護是過電流保護。</p><p>　　圖 5.1三段式電流保護的原理接線圖</p>

27、<p>　　圖 5.2 直流展開回路</p><p>　　圖5.3 交流展開回路</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].武漢:中國電力出版社,2009:165-183.</p><p>　　[2] 王廣延,呂繼韶.電力系統(tǒng)繼電保護原

28、理與運行分析[M].中國電力出版社,1998:132-156.</p><p>　　[3] 劉學軍.電力系統(tǒng)繼電保護[M].機械工業(yè)出版社,2011:219-238.</p><p>　　[4] 于永源,楊綺雯.電力系統(tǒng)分析(第三版)[M].北京:中國水利水電出版社,2007:35-56.</p><p>　　[5] 許建安主編.繼電保護整定計算[M].北京:中國水