输电线路零序电流保护设计(2)

电力系统继电保护课程设计（论文）题目：输电线路零序电流保护设计（2）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目输电线路零序电流保护设计（2）课程设计（论文）任务系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数工作量,3/115kVE2.1IrelK,relK1.1relK,系统中各元件及线路的负序阻抗与正序阻抗相同,其他参数见图。计算最大和最小零序电流，应根据当Z1∑＜Z0∑时，则有)1.1(.0)1(.0kkII；反之，当Z1∑＞Z0∑时，则有)1.1(.0)1(.0kkII。1．计算B母线、C母线、D母线处正序（负序）及零序综合阻抗Z1∑、Z0∑。2．计算B母线、C母线、D母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流。3．整定保护1、2、3零序电流I段的定值，并计算各自的最小保护范围。4．当B母线上负荷变压器始终保持两台中性点都接地运行时，整定保护1、2零序Ⅱ定值，并校验灵敏度。5．整定保护1零序Ⅲ段定值，假定母线D零序过电流保护动作时限为0.5s，确定保护1、2、3零序过电流保护的动作时限，校验保护1零序Ⅲ段的灵敏度。5．绘制零序三段式电流保护的原理接线图。并分析动作过程。6.采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。ZT4=60ΩZT3=60ΩZT2=10ΩZG2=16ΩZT1=10Ω321ZG1=16ΩZ1.CD=40ΩZ0.CD=80ΩZ1.BC=20ΩZ0.BC=40ΩZ0.AB=40ΩAZ1.AB=20ΩDCB本科生课程设计（论文）1续表进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。第二天：综合阻抗Z1∑、Z0∑计算。第三天：计算最大、最小零序电流。第四天：整定保护1、2、3零序电流I段。第五天：整定保护1、2零序Ⅱ段。第六天：整定保护1零序Ⅲ段定值第七天：绘制保护原理图。第八天：MATLAB建模仿真分析。第九天：撰写说明书。第十天：课设总结，迎接答辩。指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算本科生课程设计（论文）2摘要本文是针对电力系统采用零序电流保护的方法进行的继电保护设计。零序电流保护是利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置。零序电流一般分四段式，零序电流第Ⅰ、Ⅱ段为线路接地故障的主保护，而第Ⅲ、Ⅳ段为线路接地故障的后备保护。在本设计中，首先确定出最大、最小运行方式下的等值电抗及相间或接地短路的最大、最小短路电流，计算出保护1、2、3的无时限零序电流保护的动作电流和动作时限整定值，及各自的最小保护范围。然后对保护2、3进行了带时限零序电流速断保护的整定值计算，并校验了灵敏度。又通过对保护1的零序Ⅲ段整定计算，校验其作为近后备及远后备时的灵敏度，确定其动作时限，绘制出零序三段式电流保护的原理接线图，并分析了动作过程。最后采用MATLAB建立系统模型进行零序电流保护的仿真分析。关键词：零序电流；多段式保护；；整定计算本科生课程设计（论文）3目录第1章绪论.........................................................4第2章输电线路零序电流保护整定计算.................................52.1零序电流Ι段整定计算............................................52.1.1零序电流Ι段动作电流的整定.................................92.1.2灵敏度校验................................................102.1.3动作时间的整定............................................122.2零序电流Ⅱ段整定计算...........................................122.3零序电流Ⅲ段整定计算............................................13第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析..........................14第4章MATLAB建模仿真分析..........................................16第5章课程设计总结................................................17参考文献...........................................................18本科生课程设计（论文）4第1章绪论在现代电网中，随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多，对电力系统的继电保护装置提出了更高、更严格和要求。目前我国110KV及以上电网都采用中性点直接接地的系统。现有的接地保护如果不计高频保护在内，主要有零序电流保护和接地距离保护。零序电流保护有结构简单灵敏度高的优点。利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。利用大接地电流系统中发生接地短路时出现零序电流等的特点，可以构成反映零序电流大小的多段式零序电流保护。零序电流一般分四段式，零序电流第Ⅰ、Ⅱ段为线路接地故障的主保护，而第Ⅲ、Ⅳ段为线路接地故障的后备保护。零序电流保护的特点是中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序电流保护有较好的灵敏度。但是其保护区域受运行方式的影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。与相间短路相比，同一线路上的零序过电流保护动作时间比相间短路过电流保护动作时间小。零序电流各段保护的动作电流也比相间短路电流保护对应段的动作电流要小，因而用零序电流保护反映接地短路故障时的灵敏度要比用完全星形接线的相间短路电流保护反映接地短路时的灵敏度高。电力系统继电保护的基本作用是，在全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。本科生课程设计（论文）5第2章输电线路零序电流保护整定计算2.1零序电流Ι段整定计算系统接线图如图所示：图2.1系统接线图一、计算各母线处正序（负序）和零序综合阻抗1Z、0Z（1）当1G、1T、2G、2T、3T、4T均投入运行时：G11AB1BC1CDT1G2T2ZABCDZZZZZZ图2.21G、1T、2G、2T、3T、4T均投入运行时等值正序（负序）网络图T40AB0BC0CDT1T3T2ZABCDZZZZZZ图2.31G、1T、2G、2T、3T、4T均投入运行时等值零序网络图本科生课程设计（论文）6B母线：ABTGTGBZZZZZZ122111//3320)1016//()1016(4030.0210//////TTABTTBZZZZZZ18)60//60//()4010//10(C母线：532033111BCBCZZZ584018000BCBCZZZD母线：934053111CDCDZZZ1388058000CDCDZZZ（2）当1G、1T、2G、2T、3T投入运行时:B母线：3320)1016//()1016(//122111ABTGTGBZZZZZZ71.2560//)4010//10(////30210TABTTBZZZZZC母线：532033111BCBCZZZ71.654071.25000BCBCZZZD母线：934053111CDCDZZZ71.1458071.65000CDCDZZZG11AB1BC1CDT1G2T2ZABCDZZZZZZ图2.41G、1T、2G、2T、3T投入运行时等值正序（负序）网络图0AB0BC0CDT1T3T2ZABCDZZZZZ图2.51G、1T、2G、2T、3T投入运行时等值零序网络图（3）当1G、1T、3T、4T投入运行时G11AB1BC1CDT1ZABCDZZZZ本科生课程设计（论文）7图2.61G、1T、3T、4T投入运行时等值正序（负序）网络图T40AB0BC0CDT1T3ZABCDZZZZZ图2.71G、1T、3T、4T投入运行时等值零序网络图B母线：462010161111ABTGBZZZZ75.18)60//60//()4010(////4030010TTABTBZZZZZC母线：662046111BCBCZZZ75.584075.18000BCBCZZZD母线：1064066111CDCDZZZ75.1388075.58000CDCDZZZ（4）当1G、1T、3T投入运行时G11AB1BC1CDT1ZABCDZZZZ图2.81G、1T、3T投入运行时等值正序（负序）网络图0AB0BC0CDT1T3ZABCDZZZZ图2.91G、1T、3T投入运行时等值零序网络图B母线：462010161111ABTGBZZZZ27.2760//)4010(//3010TABTBZZZZ本科生课程设计（论文）8C母线：662046111BCBCZZZ27.674027.27000BCBCZZZD母线：1064066111CDCDZZZ27.1478027.67000CDCDZZZ二、计算B、C、D母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流（1）当1G、1T、2G、2T、3T、4T均投入运行时B母线：KAZZEIBBsKB962.0201)1.1(0KAZZEIBBsKB790.0201)1(0C母线：KAZZEICCsKC393.0201)1.1(0KAZZEICCsKC405.0201)1(0D母线：KAZZEIDDsKD180.0201)1.1(0KAZZEIDDsKD205.0201)1(0（2）当1G、1T、2G、2T、3T投入运行时B母线：KAZZEIBBsKB786.0201)1.1(0KAZZEIBBsKB724.0201)1(0C母线：KAZZEICCsKC360.0201)1.1(0KAZZEICCsKC387.0201)1(0D母线：KAZZEIDDsKD173.0201)1.1(0KAZZEIDDsKD200.0201)1(0（3）当1G、1T、3T、4T投入运行时B母线：KAZZEIBBsKB795.0201)1.1(0KAZZEIBBsKB599.0201)1(0C母线：KAZZEICCsKC362.0201)1.1(0KAZZEICCsKC348.0201)1(0D母线：KAZZEIDDsKD173.0201)1.1(0KAZZEIDDsKD189.0201)1(0（4）当1G、1T、3T投入运行时B母线：KAZZEIBBsKB660.0201)1.1(0KAZZEIBBsKB557.0201)