课程设计（论文）-35KV电网继电保护的设计.doc

目录1 概述 1继电保护的基本要求 11.2 35KV电网继电保护的设计原则 11.2.1 35kV线路保护配置原则 11.2.2 35kV母线保护配置原则 11.2.3 35kV断路器保护配置原则 22计算书 3短路电流 32.2 35KV电网三相短路电流计算 3．1在最大运行方式下三相短路电流的计算 3．2在最小运行方式下两相短路电流的计算 82.3 继电保护整定计算 13对保护２进行整定计算 13对保护４进行整定计算 15对保护６进行整定计算 16对保护５进行整定计算 18对保护３进行整定计算 19对保护１进行整定计算 203说明书 22短路电流数据表 22方向元件的设置 23整定原则 23继电保护配置 234 总结和体会 255 致谢 266 参考文献 27附录： 281 概述继电保护的基本要求对继电保护装置有哪些基本要求 要求是：选择性、快速性、灵敏性、可靠性 ⑴选择性：系统中发生故障时，保护装置应有选择地切除故障部分，非故障部分继续运行； ⑵快速性“短路时，快速切除故障这样可以①缩小故障范围，减少短路电流引起的破坏；②减少对用记的影响；③提高系统的稳定性； ⑶灵敏性：指继电保护装置对保护设备可能发生的故障和正常运行的情况，能够灵敏的感受和灵敏地作，保护装置的灵敏性以灵敏系数衡量。

⑷可靠性：对各种故障和不正常的运方式，应保证可靠动作，不误动也不拒动，即有足够的可靠 35KV电网继电保护的设计原则 35kV线路保护配置原则 （1）每回35kV线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护（2）每回35kV线路应配置双套远方跳闸保护断路器失灵保护、过电压保护和不设独立电抗器断路器的500kV高压并联电抗器保护动作均应起动远跳 （3）根据系统工频过电压的要求，对可能产生过电压的500kV线路应配置双套过电压保护 （4）装有串联补偿电容的线路，应采用双套光纤分相电流差动保护作主保护 （5）对电缆、架空混合出线，每回线路宜配置两套光纤分相电流差动保护作为主保护，同时应配有包含过负荷报警功能的完整的后备保护 （6）双重化配置的线路主保护、后备保护、过电压保护、远方跳闸保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系 （7）双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸线圈 （8）线路主保护、后备保护应起动断路器失灵保护1.2.2 35kV母线保护配置原则 （1）每条500kV母线按远景配置双套母线保护，对500kV一个半断路器接线方式，母线保护不设电压闭锁元件。

（2）双重化配置的母线保护的交流电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路均应彼此完全独立没有电气联系 （3）每套母线保护只作用于断路器的一组跳闸线圈 （4）母线侧的断路器失灵保护需跳母线侧断路器时，通过起动母差实现3 35kV断路器保护配置原则（1）一个半断路器接线的500kV断路器保护按断路器单元配置，每台断路器配置一面断路器保护屏（柜） （2）当出线设有隔离开关时，应配置双套短引线保护 （3）重合闸沟三跳回路在断路器保护中实现 （4）断路器三相不一致保护应由断路器本体机构完成 （5）断路器的跳、合闸压力闭锁和压力异常闭锁操作均由断路器本体机构实现，分相操作箱仅保留重合闸压力闭锁回路 （6）断路器防跳功能应由断路器本体机构完成2计算书 短路电流在三相系统中可能发生的短路有：1、三相短路f(3) 2、两相短路f(2) 3、两相接地短路f(1,1)三相短路也称为对称短路,系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态其它类型的短路都是不对称的路电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路占大多数,两相短路较少,三相短路机会最少从短路计算方法来看,一切不对称短路的计算在采用对称分量法后,都归结为对称短路的计算。

短路计算的目的：1选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备为了合理的配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数,必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析.在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值,还必须知道在网络中的分布情况.有时还要知道系统中某些节点的电压值2在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时,为了比较各种不同方案的接线图,确定是否需要采取限制短路电流的措施,都要进行必要的短路电流计算3进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响等,也包含有一部分短路计算.4在实际工作中,根据一定的任务进行短路计算时必须首先确定计算条件.所谓计算条件是指短路发生时系统的运行方式,短路的类型和发生地点,以及短路发生后所采取的措施. 35KV电网三相短路电流计算2.2．1在最大运行方式下三相短路电流的计算最大运行方式：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１１０ＫＡ、青岭电站供给１３０ＫＡ剩余的１１０Ａ经中心变电所送入系统一）系统化简 35KV电网结构示意图如下图1所示：图1 35KV电网结构示意图将图1电网进行电抗转换，转换的各电抗标幺值如下图2所示。

图2根据题意已知系统各部分电抗标幺值分别为： X3=0 X6=0 X10=1 X11=1 X20=X21=4将城关变电所排除，由其它电抗标幺值合并整理得到图3图3将青岭发电站发电机电抗标幺值合并：X22=X20//X21==2金河发电站发电机的电抗标幺值合并：X23=X24=将青岭电站和金河电站线路上各电抗标幺值合并整理，如下图4所示图4青岭电站线路电抗标幺值合并得：金河电站线路电抗标幺值合并得：X26=(X10+X23)//(X11+X24)=(1.1665)//(1.1665)=因为X3=X6=0，所以20MVA变压器处电抗标幺值等值电路如图5所示图5将20MVA变压器电抗标幺值X2和X5合并得：X27=X2//X5=将20MVA变压器电抗标幺值X4和X7合并得：X28=X4//X7= =0.175系统电抗合并整理后如图6所示图6以中心变电短路点K1为基准合并系统电抗值：X30=X8+X25+=1.168+3.918+X31=X8+X26+=1.168+0.583+将系统进行星型---三角形等值转换如图7所示图7最后化简的电抗: （二）三相短路电流的计算取基准功率=1000MVA，基准电压=。

由此可算出基准电流：对于系统：基准条件下的电流标幺值 系统三相短路电流 青岭电站：发电机的额定容量，选取发电机基准容量计算电抗标幺值由水轮机运算曲线数字表查得额定电流标幺值电站三相短路电流(式中Up为电网线电压平均值)金河电站：发电机的额定容量计算电抗标幺值由水轮机运算曲线数字表查得额定电流标幺值电站三相短路电流2.2．2在最小运行方式下两相短路电流的计算最小运行方式：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１０５Ａ（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一）系统化简1、两相短路电流正序电抗化简：将图1电网进行电抗转换，转换的各电抗标幺值如下图8所示图8根据题意已知系统各部分电抗标幺值分别为：X1=0.35 X3=0 X6=0 X10=1 5 X20=4将金中线、青中线、中心变电站的标幺电抗合并，如图9所示图9合并各部分电抗：图10合并各部分电抗： 2、两相短路电流负序电抗化简：最小运行方式下转换的负序电抗标么值如图11所示。

图11 X3=0 X6=0 X10=1 X16=0.876 X20=4由两相短路电流正序电抗化简同理可得负序电抗图，详细计算过程这里就不在赘述，化简图如图12所示计算得各电抗如下所示： 图123、合并附加电抗，得出电抗图，如图13所示图13 （二）两相短路电流的计算取基准功率=1000MVA，基准电压=由此可算出基准电流：对于系统：基准条件下的电流标幺值 系统短路电流 青岭电站：发电机的额定容量，选取发电机基准容量计算电抗标幺值由水轮机运算曲线数字表查得额定电流标幺值电站三相短路电流金河电站：发电机的额定容量计算电抗标幺值由水轮机运算曲线数字表查得额定电流标幺值电站三相短路电流 2.3 继电保护整定计算总电路转换图（图14）及变换成单侧电源简化图（图15、16）图14图15图16对保护２进行整定计算图17由题中已知条件得：X×( Es/I(2)d3.min X= Es/I(3)d3.max X= 0.5(X + X（1）保护２的Ⅰ段IⅠop2=KⅠrel I(3)=0.7728 检验：LⅠmin=1/X1×Ⅰop2－X) 所以不满足要求；采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算：LⅠmain = = 30 km电流元件的动作电流：IⅠop2= Es/( X+ X1 LⅠmain)=0.493 低电压元件的动作电压：UⅠop2×IⅠop2 X1 LⅠmain=10.1 最小运行方式时的保护区：LⅠmin = (0.866Es－X IⅠop2)/ X1 IⅠop5=－LⅠmin< 不满足要求,所以不设Ⅰ段保护。

2) 保护２的Ⅱ段：Ksen= I(2)/ IⅡop2＝1.3 (满足要求。