最新继电保护保护设计

1、电力系统继电保护课程设计指导教师评语平时(30)修改(40)报告(30)总成绩专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：20指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7 月 7日1 设计原始资料如下图所示网络，系统参数为：E = 115/kV , X = 150、X = 100 , L = L = 60 km、L = 40 km ,申G1G3123L = 50 km , L = 30 km , L = 20 km ,线路阻抗 0.4 Q /km , K1 = 1.2、 B-CC-DD-ErelKn = Kiii = 1.15 , I = 300A、I = 200A、I = 150A , K = 1.5 , rel relB-C.maxC-D.maxD-CE maxSSK = 0.85电路图如图1所示:re图 1 原始材料电路图对线路 2，9 处进行三段电流保护的设计。2 题目分析与方案设计2.1 题目分析(1) 保护的配置及选择。(2) 短路电流计算(系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑)(3) 保护配合及整定计算。(4) 保护原理展开图的设计。(5) 对保护

2、的评价。2.2 方案设计(1) 短路电流计算 在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短 路电流。然后根据计算结果，在满足“继电保护和自动装置技术规程”和题目给 定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。(2) 保护方式的考虑及整定计算 采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用 的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保 护方式。3 电流保护的分析设计与计算3.1 本设计的保护配置(1)主保护配置选用三段式电流保护，1段，11段电流保护作为线路主保护。(2)后备保护配置选用III段电流保护作为线路后备保护。3.2 短路电流计算(1)等效电路的建立由已知可得X=ZL (1) 其中，z线路单位长度阻抗；L线路长度。将数据代入公式(1)得X 二 0.4 x 60 二 24(0)L1X 二 0.4 x 40 二 16(0)L3X 二 0.4 X 50 二 20(0)B-CX二 04 X 30 二 12(0)C-DX 二 0.4x20 二 8(Q)D-E 经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，如图 2 所示，则有两台发

3、电机运 行，线路 L ,L 全部运行，则13X=(X +X )/(X +X )+X二 35.6(0)S.min G1 L1 G3 L3 B-C其中“H”表示取并联的意思，以后不再解释。同理，最小运行方式即阻抗值最大，如图3所示，分析可知在只有G和L运11 行，相应地有X 二 X + X + X二 59(0)S.max G L1 B-C 由此可得等效电路：G1图 3 最小运行方式等效电路(2)保护短路点的选取 选取短路点分别在C-D, L上。1(3) 短路电流的计算 在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为2)EEI = 令=K芈一k Z e Z + ZXS K其中, 错误！未找到引用源。系统等效电源的相电动势；Z 短路点至保护安装处之间的阻抗；KK 短路类型系数、三相短路取1,两相短路取迈。错误！未找到引 e2用源。对于保护2等值电路图如图2所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护 2的最大短路电流为E=eK.D.max X + XS.min C-D在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为3)忑 E=eK.min 2 Z +ZS.min L其中，错误！未找到引

4、用源。保护安装处到系统等效电源之间的阻抗错误！未找到引用源。短路点到保护安装处之间的阻抗。所以有_如15/3D.mi齐 T 59 +12二0.81(kA)错误！未找到引用源。4 保护的配合及整定计算4.1 主保护的整定计算最小保护范围计算式为丁 、运E11= x 错误！未找到弓I用源。32 ZS.min + Z L Lmin错误！（4）未找到弓用源。其中， Z短路点至保护安装处之间的阻抗；S.minZ 线路单位长度的阻抗。L对于保护 2等值电路图如图 2所示，母线 D 最大运行方式下发生三相短路流过保护 2的最大短路电流为E=K.C.max X + XS.min C-D=瞬=142（kA）错误！未找到引用源。相应的速断定值为11二 Ki I 二 1.2x 1.42 二 1.704(kA)错误！未找到引用源。set.2 rel K.C.max最小保护范围为可E1可 115/T31L 二 -Z x 二（鼻-34.9）x=2.89min II S.max 0.41.7040.4set.2即 2 处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。4.2 后备保护的整定计算限时电流速断的整定I ii=

5、K ii Iiset .2rel set.1其中， K i 可靠系数，取值为 1.15。 rel115朽15.6 + 20 +12 + 8二 3.62(kA)(1) 对于保护 2 来说_EK.E.max-_+ XS.min BC CD DEIi =Ki I=1.2x 3.62=4.344(kA)set.1 rel K.E.max限时电流速断定值为Iii =Kii Ii 二 1.15 x 4.344 二 4.99(kA)set.2 rel set.1线路末端(即 D 处)最小运行方式下发生两相短路时的电流为错误！未找到引用源。所以保护 2 处的灵敏度系数为I0.99K = K.C.min =1.00sen I i4.99set.2也不满足错误！未找到引用源。$1.2的要求。可见，由于运行方式变化太大，2 处的限时电流速断的灵敏度远不能满足要求过电流整定值计算公式为6)_ K hi K II HI =relss_L.maxsetKre其中,错误！未找到引用源。可靠系数，取值为 1.15； 错误！未找到引用源。可靠系数，取值为 1.5； 错误！未找到引用源。可靠系数，取值为 0.85 所以K

6、i K II III =rel ss L.max =2.03 X 200=406(A) set.2Kre假设母线E过电流保护动作时限为0.5s，保护的动作时间为t hi =t hi +0.5 二 1(s)21在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为羽 E=eK.min 2 Z + ZS.max L7)所以有灵敏度公式K= 知，保护2作为远后备保护的灵敏度为sen /ill setK III = K.E.min = 区=2.11 1.2 sen.2 I I 406set.2 满足作为远后备保护灵敏度的要求。(2)对于保护 9，分两种情况： 假设短路点在 C-D 上，等效电路如图 2 所示： 保护9与保护3配合，完成对线路的保护。母线B最大运行方式下发生三相短路流过保护9的最大短路电流为E=eK.B.max XS.min115 315.6二 4.46(kA)相应的电流速断整定值为Ii =Ki x I =1.2x 4.46=5.35(kA)set.9 rel K.B.max保护 9 所对应的分支系数为X+ X+ X+ XK =G4G3L2L3b X + XG3 L3二 2.35保护

7、 9 对应的限时电流速断整定值为I ii =行Ii =1.5(kA)错误！未找到引用源。 set.9 K set.3b为保证保护9不误动，则Ii set.8Iiset.9,11set.9二 5.35(kA)max线路末端(即B处)最小运行方式下发生两相短路时的电流为保护 9处的灵敏度系数为= XK .B.min2爲 X115T 164(kA)39Kii.B.minset.9IIIset.91.65=1.1 1.2 错误！未找到弓 I用set.9Ii1.1258set.9源。即满足作为远后备保护的要求。对于保护9,综合两种情况，应按照Ill =1.794(kA)整定。set.95 电流保护的原理接线图绘制三段式电流保护原理接线图如图 5 所示： 三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更 长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。每个继电器的线圈和触电都画在一个圆形内，所有元件都用设备文字符号标 注图中，原理接线图中的每个功能块，在由电磁形继电器实现时候可能是一个独 立的元件。KA表示电流继电器，KT表示时间继电器，KS表示信号继电器，KCO 表示出口继电器。其中，KAai，KAci，KS i负责完成I段电流保护， KAaii ,KAcii ,KSii ,KTii负责完成 II段电流保护， KAani, KAbni, KAciii, KSiii, KTiii 负责完成III段电流保护。图 5 三段式电流保护原理接线图6 继电保护展开图的绘制电流保护交流回路展开图如图 6所示图 6 保护交流回路展开图电流保护直流回路展开图如图 7 所示：+wc_wc图 7 保护直流回路展开图结论在本次继电保护课程设计中，我完成了对所给材料中保护 3，5处的整定计算， 灵敏度校验，最小保护范围的确定以及对继电保护原理接线图以及展开图的绘制 继电保护配置时我们应

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