双侧电源的35KV线路继电保护的配置及整定计算

电力系统分析课程设计课题：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：091409225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1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2目录摘要1第一章概述1.1课程设计的目的11.2课程设计的要求11.3课程设计的内容11.4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32.2短路电流的计算42.2.1电线路的阻抗计算42.2.2AB三段式电流保护的整定值计算及灵敏度的校验52.2.3AD段三段式保护整定计算及灵敏度的校验62.3三段式电流保护的交直流的展开图82.4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103.2互感器的变比10总结11参考文献123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。通过独立思考、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。46.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36000KW、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，Xd”=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发电机系统（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=100MVAUav=UB=37KVXL=0.4电机容量SNAKV7500cos60005发电机的阻抗67.1750010100125.03dAKVAKVSSXXNBG变压器的阻抗75.010100075.0100%AWVAMVSSUXNBdB线路的阻抗17.1371004.04041.0371004.01473.0371004.02546.1371004.05058.0371004.02022av522av422av322av222av1USZLXUSZLXUSZLXUSZLXUSZLXBLBLBLBLBL由maxmaxd3135davIUMVASminmind3125davIUMVAS得系统最小阻抗：12.103dminnIUXdmiav系统最大阻抗:96.103minmaxddavIUX系统最小阻抗标么值：74.02minminsysavBdUSZX系统最大阻抗标么值：80.02maxaxsysavBdmUSZX35KV下的电流基准值:KAUSIBBB560.13731010033系统中各点短路电流计算如下：6BCDEFmaxdI(A)10285241370673468mindI(A)75441610275443742.2.2AB三段式电流保护的整定值计算及灵敏度的校验AB三段式保护等效电路图如下：G＇T＇ABCF电流保护的整定值计算：L1段的Ⅰ段整定值：AIkIdrelactA12341560662.02.1max3ⅠⅠ最小运行下的所保护的长度为L1的K倍：00Ⅰ28237.13K)58.0375.0835.0(337000senactAKI灵敏度满足要求＞0015。L1段的Ⅱ段整定值：AIkIBactrelA6926291.1ⅡactⅡ09.1692754actⅡ2ABsenIIKL3段的Ⅰ段整定值:AIkIrelactC5624682.13Ⅰ最小运行下的所保护的长度为L3的K倍:%18562237.13)73.046.1584.0375.0556.0(337000ⅠsenactCKKI灵敏度满足要求＞0015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：AIkIactCrel6185621.1ⅠactBⅡ7L1段的Ⅱ段整定值：AIkIrelactA6806181.1actBⅡⅡ11.16807542actBsenIIK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：actAIⅢ=)(210KIKrerastⅢAKrei6.3210754AensK动作时限为2s,满足要求：98.1210416BsenK动作时限为1.5S,满足要求;2.2.3AD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：XsysL3L2L1L4L5XGXT当3台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时；7409.0)80.077.2(935.0)80.077.2(935.07382.0)74.077.2(935.0)74.077.2(935.0*2*1XX当2台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时：9.057.321.157.321.19.051.321.151.321.1*4*3XXL4段的Ⅰ段整定值:)(164413702.13actⅠAIkIrelD最小运行下的所保护的长度为L4的K倍：%201644237.13)41.07382.0(337000actⅠsenDKKI8灵敏度满足要求＞0015L4段的Ⅱ段整定值：AIkIEactrelactD8886732.11.1ⅠⅡ16.18881031Ⅱ2actDDsenIIK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：actDIⅢ=)(125KIKrerastⅢAKrei2.81251028DensK动作时限为2.1s,满足要求：3.4125544EensK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9交流电流回路直流回路的展开图102.4零序电压保护（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：设备型号技术参数高压断路器LW38-126额定电压：126kv额定频率：50hz额定短路开路电流：40KA额定峰值耐受电流100KA电流互感器LGB-11kv额定电压：35kv，66kv，110kv，220kv额定电流可达3150A或更大绝缘水平：147kv11过电流继电器ERI-AH-H测量范围：10至9999A（交流）过电流响应时间：小于或等于30ms标准辅助工作电源：75至265AC或70至360VDC时间继电器JS-48S/1Z工作电源：AC220V（标准）、38050-60HZDC24v、12v延时范围：.0.01至99.99s、1s至99m99s/延时精度：0.05%以下电压误差：正负1%以下触头容量：5A/250VAC3.2互感器的变比AB段：Ⅰ段电流互感器变比：1500/5Ⅱ段电流互感器变比：600/5Ⅲ段电流互感器变比：300/5AD段：Ⅰ段电流互感器变比：2000/5Ⅱ段电流互感器变比：1000/5Ⅲ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，还加强了个人的独立提出问题、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！！12参考文献[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