110kv继电保护课程设计(以修改)

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110kv继电保护课程设计(以修改)

1 原始资料（给定工况）1.1 电网接线图(1) 发电厂最大发电容量50+2×25=100MW，最小发电容量为50MW，正常发电容量为50+25=75MW。 (2) 线路正、负序电抗X1= X2=0.4/km, 零序电抗X0=0.4/km。 (3) 变压器均为YN，D11，110±2.5%/10.5KV, UK=10.5% (4) t=0.5S,负荷侧后备保护tdz=1.5S,变压器和母线均配置有差动保护，Kzq=1.3 (5) 发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地。本次设计具体运行方式说明如下，系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系统的最小运行方式为发电机G1和G2投入，发电机G3停运。对保护1而言，其最大运行方式应该是在系统最大运行方式下线路L1回路断开，其他设备全投；保护1的最小运行方式应该是：在系统的最小运行方式下线路L1+L2与L3并联运行。1.2 任务 (1) 确定线路保护配置方案，计算负荷电流及元件参数。 (2) 计算各保护的动作值，校验各保护的灵敏度。 (3) 设计一套自动装置配合保护使用。1.3 要求写出设计报告一份（含短路电流计算，保护整定，校验，绘制保护配置原理图等）。2电网各个元件参数计算及负荷电流计算2.1基准值选择基准功率：SB=100MV·A，基准电压：VB=115V。基准电流：IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502KA；基准电抗：ZB=VB/1.732 IB=115×103/1.732×502=132.25；电压标幺值：E=E(2)=1.052.2电网各元件等值电抗计算2.2.1输电线路等值电抗计算(1) 线路L1等值电抗计算正序以及负序电抗：XL1= X1L1=0.4×50=20XL1*= XL1/ ZB=20/132.25=0.1512零序电抗：XL10= X0L1= 3X1L1=3×0.4×50=60XL10*= XL10/ ZB=60/132.25=0.4537(2) 线路L2等值电抗计算正序以及负序电抗：XL2= X1L2=0.4×40=16XL2*= XL2/ ZB=16/132.25=0.121零序电抗：XL20= X0L2= 3X1L2=3×0.4×40=48XL20*= XL20/ ZB=48/132.25=0.363(3) 线路L3等值电抗计算正序以及负序电抗：XL3= X1L3=0.4×90=36XL3*= XL3/ ZB=36/132.25=0.2722零序电抗：XL30= X0L3= 3X1L3=3×0.4×90=108XL30*= XL30/ ZB=108/132.25=0.8166(4) 线路L4等值电抗计算正序以及负序电抗：XL4= X1L4=0.4×25=10XL4*= XL4/ ZB=10/132.25=0.0756零序电抗：XL40= X0L4= 3X1L4=3×0.4×25=30XL40*= XL40/ ZB=30/132.25=0.22682.2.2变压器等值电抗计算(1) 变压器T1、T2等值电抗计算XT1= XT2=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)40.333XT1*= XT2*=XT1/ ZB=40.333/132.25=0.3050(2) 变压器T3等值电抗计算XT3=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)21.175XT3*=XT3/ ZB=21.175/132.25=0.1601(3) 变压器T4、T5、T6、T7等值电抗计算XT4= XT5=XT6= XT7=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)63.5XT6*= XT7* = XT4*= XT5*=0.4802(4) 变压器T8等值电抗计算XT1=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)84.7XT8*= XT8/ ZB=84.7/132.25=0.64052.2.3发电机等值电抗计算(1)发电机G1、G2电抗标幺值计算XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COS/ PG1=0.132×100×0.8/25=0.4224(2)发电机G3电抗标幺值计算XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COS/ PG3=0.129×100×0.8/50=0.20642.2.4最大负荷电流计算(1) B、C母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到110KV)IfhB ·max = IfhC·max = PfhBmax Vav2 / 1.732 U COS=20×103/1.732×115×0.80.1255KA；(2) D母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到110KV)IfhD ·max = PfhDmax Vav2 / 1.732 U COS=12×103/1.732×115×0.80.0753KA2.2.5 各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流(1) 保护1的最大运行方式：发电机FI、P2、F3全投入，继开线路L1；通过保护1的最大负荷电流为；保护1的最小运行方式：发电机F3停，线路全部运行。(2) 保护2的最大运行方式：发电机Fl、P2、F3全投入，断开L3回路；通过保护2最大负荷电流为。保护2的最小运行方式；F3停，线路全部运行。(3) 保护4的最大运行方式：Fl、F 2、F3全投，继开线路L3；通过保护4的最大负荷电流为。保护4的最小运行方式：F3停，线路全部运行。(4) 保护5的最大运行方式：F1、F2、F3全投入，断开线路L1；通过保护5的最大负荷电流为。保护5的最小运行方式：F3停，线路全部运行。(5) 保护7的最大运行方式：F1、F2、F3全投，线路全部运行；通过保护7的最大负荷电流为。(6) 保护3和保护6因正常运行时不可能有正向电流通过，要是有正向电流通过，一定是线路发生故障。为此，在保护3和保护7上只需判别电流(功率)的方向即可，故不用分析保护3和保护6的运行方式。3短路电流计算3.1电网等效电路图由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最小的一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。电网等效电路图如图3.1所示图3.1电网等效电路图3.2.1 d1点发生短路时流过断路1(1) d1点短路最大运行方式下等值图如图3.2.1(a)3.2.1(a)d1点短路时最大运行方式下的等值电路图进一步简化后得图3.2.1(b)3.2.1(b)简化图XGT=(XG1+XT1)×(XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.3637XGT3=XG3+XT3=0.2064+0.1601=0.3665XL=XL1+XL2+XL3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444 图3.2.1(b) 正序短路电路图其中：XdT=XGT×XGT3/(XGT+XGT3)=0.3637×0.3665/(0.3637+0.3665)=0.18255 Xff1=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695Id1·max*=E/Xff1=1.05/0.726951.4444Id1·max=Id1·max*IB=1.4444×0.5020.725KA(2)最小运行方式两相短路正序短路电流Xff1=Xd1+XT1XL=0.4224+0.3050+0.5444=1.2718Xff1(2)(2)=Xff1Ifa(1)(2)=Vf(0)/(Xff1Xff1(2)(2)=Vf(0)/2Xff1=1.05/2×1.2718=0.4128If(2)*=1.732Ifa(1)(2)=1.732×0.4128=0.7150If(2)=If(2)*IB=0.7150×0.502=0.3589KA(3)最大运行方式两相短路零序短路电流.图3.2.1(c)零序短路电路图XTT(0)=XT1(0) /2=0.1525XT(0) =0.1525×0.1601/(0.1525+0.0.1601)=0.0781XTBL(0) =(0.4536+0.0781)×0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.167XTL(0) =(0.2268+0.6405)×0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401)=0.188XTLB(0) =(0.363+0.167)×0.188/(0.363+0.167+0.188) =0.1388Xff1(0)=XL3(0)+XTLB(0)=0.81660.1388=0.9554Iff1(0)*=E(0)/Xff1(0)=1.05/0.9554=1.099Iff1(0)=Iff1(0)*IB=1.099×0.502=0.552KA3.2.7 d6点发生短路时流过断路器1 (1)最大运行方式正序短路电流其中：Xff7=XdT+XL1+XL2+XL4=0.18255+0.1512+0.121+0.0756=0.53035Id6·max*=E/Xff7=1.05/0.530351.9798Id7·max=Id7·max*IB=1.9798×0.5020.994KA(2)最小运行方式两相短路正序短路电流X2 =(XL1+XL2)×XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425If(2)*=1.732E/4Xff1=1.732×1.05/4×0.39425=1.1532流过断路器1、2、3、4、5、6和7的短路电流为：If(2)=If(2)*IB=1.1532×0.502=0.5789KAIf(2)=If(2)*IB=1.1532×0.502=0.5789KA(3)最大运行方式两相短路零序短路电流图3.2.7短路等值电路X1(0) =(XL1(0)+XT)×XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =(0.4536+0.0781)×0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654X3(0) =(XL2(0)+X2(0)×XTC/(XL2(0)+X2(0)+XTC) =(0.363+0.1654)×0.2401/(0.363+1654+0.2401) =0.1651Xff7(0) =(XL4(0)+X3(0)×XT8/(XL4(0)+X3(0)+XT8) =(0.8166+0.1651)×0.6405/(0.8166+0.1651+0.6405) =0.3876Iff7(0)*=E(0)/Xff7(0)=1.05/0.3876=2.709Iff7(0)=Iff7(0)*IB=2.709×0.502=1.36KA3.2.8 d6点发生短路时流过断路器2(1)最大运行方式正序短路电流其中：Xff8=XdT+XL3+XL4=0.18255+0.2722+0.0756=0.53035Id8·max*=E/Xff8=1.05/0.530351.9798

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