35KV电网继电保护设计

继电保护运行与调试课程设计题目：35KV电网保护设计专业：班别：姓名：学号：指导老师：目录第一章35KV电网继电保护设计原始资料第二章短路电流计算2.1简化电路图2.2短路电流计算及成果表2.2短路电流通过保护装置的曲线图（见附图）第三章继电保护整定计算3.1保护5的整定计算3．1．1保护5的I段3．1．2保护5的Ⅱ段3．1．3保护5的Ⅲ段3.2保护3的整定计算3．2．1保护3的I段3．2．2保护3的Ⅱ段3．2．3保护3的Ⅲ段3.3保护1的整定计算3．3．1保护1的I段3．3．2保护1的Ⅱ段3．3．3保护1的Ⅲ段3.4保护2的整定计算3．4．1保护2的I段3．4．2保护2的Ⅱ段3．4．3保护2的Ⅲ段3.5保护4的整定计算3．5．1保护4的I段3．5．2保护4的Ⅱ段3．5．3保护4的Ⅲ段3.6保护6的整定计算3．6．1保护6的I段3．6．2保护6的Ⅱ段3．6．3保护6的Ⅲ段第四章保护配置及说明1.保护配置图2.对各保护是否安装方向元件的判断第五章35KV线路继电保护原理图（见附图）第六章心得体会一、35kv电网继电保护设计原始资料某地有金河和青岭两座电站，装机容量分别为12MW和8MW，各以单回35kV输电线路向城关变电所供电。金河电站还以一回35kV联络线经110kV中心变电所与省电网连接。35kV电网的接线示意如下：主要参数见下表：1.发电机：额定容量Se(kW)额定电压Ue(kV)功率因数暂态电抗X”d标么电抗X*F30006.30.80.25.33340006.30.80.242.主变压器3.输电线路：名称导线型号长度(km)电抗标么值有名值(Ω)金中线LGJ-120401.16816金城线LGJ-120100.2924青城线LGJ-120300.87612最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kV母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35kV侧），由金河电站供给110A、青岭电站供给130A。剩余的110A经中心变电所送入系统。最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110kV母线上的系统等值标么电抗为0.35，城关变电所总负荷为150A（35kV侧），由金河电站供给40A、青岭电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。额定容量Se(kVA)接线组别短路电压Ud%标么电抗X*B7500Y，dll7.5110000Y，dll7.50.7510000Y，dll7.50.7520000Yn,yno,dllVdⅠ-Ⅱ=10.5VdⅡ-Ⅲ=6.5VdⅠ-Ⅲ=18X*1=0.55X*2=0X*3=0.35二、短路电流计算1简化电路图金河电站中心变电所青岭电站城关变电所QF1QF2QF3QF4QF5QF6系统k1k5k2k6k7k3k4k82短路电流计算及成果表①当K1点发生短路时，短路电流的计算如下：最大运行方式下K1点短路的等值电路图0.2250.550.551.1680.2920.8760.75445.3335.33311系统青岭电站金河电站K1等值电路简化图0.51.1683.9181.833系统A青岭电站C金河电站BK1最大运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:XAk1=0.225+0.55/2=0.5短路电流标幺值为IKA*=1/0.5=2有名值为IKA=2×100/（37×√3）=3.12KA金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为XBK=1.168+1.833+1.168×1.833/3.918=3.55XCK=1.168+3.918+1.168×3.918/1.833=7.58计算电抗为XJSB=3.55×(4×3/0.8)/100=0.53XJSC=7.58×(2×4/0.8)/100=0.76查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为IB0.2*=1.855IC0.2*=1.329有名值为IBK0.2=1.855×15/(37×√3)=0.43KAICK0.2=1.329×10/(37×√3)=0.21KA最小运行方式下，K1点短路的等值电路图0.350.550.551.1680.2920.8760.7545.3331系统青岭电站金河电站K1等值电路简化图0.6251.1685.9186.333系统A青岭电站C金河电站BK1最小运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:XAk1=0.35+0.55/2=0.625短路电流标幺值为IKA*=1/0.625=1.6有名值为IKA=1.6×100/（37×√3）=2.497KA金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为XBK=1.168+6.333+1.168×6.333/5.918=8.75XCK=1.168+5.918+1.168×5.918/6.333=8.18计算电抗为XJSB=8.75×3.75/100=0.33XJSC=8.18×5/100=0.41查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为IB0.2*=2.755IC0.2*=2.309有名值为IBK0.2=2.775×3.75/(37×√3)=0.162KAICK0.2=2.309×5/(37×√3)=0.18KA②当K2点发生短路时，短路电流的计算如下：最大运行方式下K2点短路的等值电路图0.2250.550.551.1680.2920.8760.75445.3335.33311系统青岭电站金河电站K2等值简化电路图1.6681.883系统A青岭电站C金河电站BK23.918最大运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:XAk1=0.225+0.55/2+1.168=1.668短路电流标幺值为IKA*=1/1.668=0.6有名值为IKA=0.6×100/（37×√3）=0.936KA金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为XBK=(5.333/2+1)/2=1.833XCK=0.292+0.876+0.75+4/2=3.918计算电抗为XJSB=1.833×(4×3/0.8)/100=0.27XJSC=3.918×(2×4/0.8)/100=0.391查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为IB0.2*=3.175IC0.2*=2.412有名值为IBK0.2=3.175×15/(37×√3)=0.74KAICK0.2=2.412×=0.38KA最小运行方式下，K1点短路的等值电路图0.350.550.551.1680.2920.8760.7545.333系统青岭电站K21金河电站等值简化电路图1.7935.9176.333系统A青岭电站CK2金河电站B最小运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:XAk1=0.35+0.55/2+1.168=1.793短路电流标幺值为IKA*=1/1.793=0.558有名值为IKA=0.558×100/（37×√3）=0.87KA金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为XBK=1+5.333=6.333XCK=0.292+0.876+0.75+4=5.917计算电抗为XJSB=6.333×3.75/100=0.24XJSC=5.917×5/100=0.30查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为IB0.2*=3.433IC0.2*=2.950有名值为IBK0.2=3.433×3.75/(37×√3）=0.201KAICK0.2=2.950×5/(37×√3）=0.23KA按照上述方法，可求得K3、K4、K5、K6、K7、K8点短路时相应的短路电流，计算结果如下表所示短路点基准电压电源最大运行方式最小运行方式Idmax(KA)(3)Idmin(KA)(3)Idmin(KA)(2)K137KV系统金河青岭总计3.12KA2.497KA2.162KA0.43KAO.165KA0.143KA0.21KA0.184KA0.159KA3.76KA2.846KA2.465KAK237KV0.94KA0.87KA0.753KA0.72KAO.201KA0.174KA0.37KA0.23KA0.199KA2.03KA1.301KA1.127KAK337KV0.7KA0.72KA0.624KA0.602KAO.181KA0.157KA0.402KA0.242KA0.21KA1.704KA1.143KA0.99KAK437KV0.4KA0.474KA0.41KA0.363KAO.128KA0.111KA0.483KA0.268KA0.232KA1.246KA0.87KA0.753KAK510.5KV7.734KA6.657KA5.765KA1.124KAO.449KA0.389KA0.527KA0.502KA0.435KA9.385KA7.608KA6.589KAK66.3KV2.528KA2.96KA2.563KA4.055KA1.325KA1.147KA1.115KA0.865KA0.749KA7.752KA5.15KA4.46KAK710.5KV1.733KA1.971KA1.707KA1.556KAO.508KA0.44KA1.038KA0.708KA0.613KA4.327KA3.187KA2.76KAK86.3KV1.719KA2.154KA1.865KA1.588KAO.608KA0.527KA3.534KA1.767KA1.53KA6.84KA4.529KA3.922KA系统金河青岭总计系统金河青岭总计系统金河青岭总计系统金河青岭总计系统金河青岭总计系统金河青岭总计系统金河青岭总计三、继电保护整定计算将简化电路图分解成下述中的网络金河电站QF1QF3QF5系统金河电站青岭电站QF2QF4QF61.保护5的整定计算①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为IⅠOP.5=KCOIK8.max=1.3×（1.719＋1.588）×6.3/37=0.73KA灵敏度校验：Klm=I(2)K8.min/IⅠOP=(0.41+0.111)/0.73=0.722＜1.2不满足要求采用瞬时电流电压速断保护的定值为a.变压器折算到线路的等效长度是：LT=(Ud%×U2N×103/100SN)/0.4=(7.5×372/100)/0.4=25.67KMb.主要运行方式时的最大保护区是：LImain=L/KK≈0.75L=0.75×（25.67＋30）=41.75KMc.最大运行方式时的等效阻抗：Xxt.max=ES/I(3)k3.max=(37/√3)/(0.7+0.602)=16.41Ω最小运行方式时的等效阻抗：Xxt.min=ES/I(3)k3.min=(37/√3)/(0.72+0.181)=23.71Ω主要运行方式下的等效阻抗Xxt.main=(Xxt.min+Xxt.max)/2=(23.71+16.41)/2=20.06Ωd.电流元件动作电流值为IIop.5=ES/(Xxt.main+X1LImain)=(37/√3)/(20.06+0.4×41.75)=0.581KAe.电压元件动作电压值为UIop.5=√3IIopX1LImain=√3×0.581×0.4×41.75=16.805KVf.校验：LImax=Xxt.maxUIop.5/X1(UP-UIop.5)=(16.41×16.805)/0.4(37-16.805)=23.14KM=61.3%L50%LLImin=(0.886ES-Xxt.minIIop.5)/X1IIop.5=（0.866×37/√3-23.71×0.581）/0.4×0.581=20.329KM=36.5%L15%L满足要求②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为IⅡop.5=I(2)K4.min/Ksen=(0.41+0.111)/1.3=0.401KA满足要求动作时限t5Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为IⅢop.5=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.13/0.85=0.352KA灵敏度校验：作为近后备保护Ksen=I(2)K4.min/IⅢop.5=0.521/0.352=1.48