電力系統(tǒng)繼電保護課程設計3

1、電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 指導教師評語報告（30）總成績修改（40）平時（30）專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣093 姓 名： 張萬清 學 號： 200909222 指導教師： 李亞寧 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2012 年 7月 7日1設計原始資料1.1設計題目系統(tǒng)接線圖如下圖(圖1.1)，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機方式為兩側(cè)各開1臺機，變壓器t6 1臺運行。參數(shù)為：,線路阻抗,;試對1、2、3、4進行零序保護的設計。圖1.1系統(tǒng)接線圖1.2設計要求本設計主要對系統(tǒng)進行零序保護的設計。要求完成對1、2點的零序保護的設計。通過對1、2點的保護方式的分析，進行

2、零序三段電流保護，并對設計的保護進行靈敏度校驗和整定時間的確定,并進行有關(guān)設備的選擇和評價。2分析要設計的課題內(nèi)容2.1設計規(guī)程繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，110220kv有效接地電力網(wǎng)線路，應按下列規(guī)定裝設反應接地短路和相間短路的保護裝置。(1)對于接地短路：裝設帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護；零序電流保護不能滿足要求時，可裝設接地距離保護，并應裝設一段或兩段零序電流保護作為后備保護。(2)對于相間短路：單側(cè)電源單回線路，應裝設三相多段式電流或電壓保護，如不能滿足要求，則應裝設距離保護；雙側(cè)電源線路宜裝設階段式距離保護。2.2本設計的保護配置2.2.1主保護

3、（零序電流保護）的配置電力系統(tǒng)正常運行時是三相對稱的，其零序、負序電流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對稱的，其零、負序電流電壓會很大，利用故障的不對稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。2.2.2后備保護（距離保護）配置距離保護是利用短路發(fā)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應故障點到保護安裝處的距離，如果短路點距離小于整定值，則保護裝置動作。2.3繪制等效電路圖繪制三序電壓等值網(wǎng)絡圖如圖1;圖2;圖3。 圖1正序網(wǎng)絡圖2負序網(wǎng)絡圖3零序網(wǎng)絡3短路電流及殘壓計算3.1保護短路點的選取 母線a處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求

4、出流過保護2的最大零序電流。 母線b處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護1和4的最大零序電流。 母線c處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護3的最大零序電流。3.2短路電流的計算整理線路參數(shù): (1)b母線單相接地短路時，有上述三序網(wǎng)絡圖得故障端口正序阻抗： 故障端口負序阻抗: 故障端口零序阻抗: 故障端口零序電流為: 單相接地短路時: =1.582ka; 兩相接地短路時: =1.68ka;(2)a母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡。 故障端口正序阻抗為: 故障端口負序阻抗為:; 故障端口零序阻抗為:則最大短路零序電流: 單相接地短路時 =2.25ka;

5、兩相接地短路時 =1.953ka;(3) c母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡。單相接地短路時，故障端口正序阻抗為:故障端口負序阻抗為：故障端口零序阻抗為：則最大短路零序電流: 單相接地短路時: 兩相接地短路時: 4 保護的配合及整定計算4.1主保護的整定計算(1)躲過被保護線路末端接地短路使得最大零序電流，即 (4.1)為可靠系數(shù)，一般取1.11.25；為保護處零序電流。(2) 1零序段與下一條線路段配合，即與3的段配合的零序電流為： (4.2)為可靠系數(shù)，取1.15；為分之系數(shù)。4.1.1動作值（如動作電流）（1）1零序段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流由

6、式4.1得: （2）1零序段與下一條線路段配合，即與3的段配合由式4.1得: (4.3)分之系數(shù) =; (4.4) 由式4.3與4.4結(jié)果帶入4.2中可得1零序段電流為： (4.5) （3）2零序段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流由式4.1可得： (4.6)4.1.2動作時間保護1的段和2的段均為零序速斷電流保護，故動作時間均為0s,保護1的段為限時零序電流速斷，比段延遲一個t,故保護1的段的動作時間為0.5s4.1.3靈敏度校驗靈敏度校驗公式： (4.7)式中為端點最小電流；為保護電流將數(shù)據(jù)帶入4.7式中得靈敏度系數(shù)4.2后備保護的整定計算整定計算公式： (4.8) (

7、4.9) 式中為短路電流中非周期分量影響系數(shù)，取1.5；為電流互感系數(shù)，取0.5；為電流互感誤差，取0.1；為端點最大電流。為靠可系數(shù)，取1.2。4.2.1動作值（如動作電流） (1)保護1的段保護按躲開末端最大不平衡電流由4.8得： (4.10)將4.10結(jié)果帶入4.9中得動作電流 (2)保護2的段保護按躲開末端最大不平衡電流由4.8得： (4.11)將式4.11結(jié)果帶入4.9式中得動作電流4.2.2動作時間 保護1的段保護與下段線路配合，動作時間比段的動作時間延遲t，故動作時間為1s.4.2.3靈敏度校驗保護1的段保護作為近后備保護 滿足要求作為遠后備保護 滿足要求保護2的段保護 作為近后

8、備保護 滿足要求綜上可知：在零序電流保護的配置和保護中，保護1有i段、ii段和iii段，而保護2只配置i段、iii段保護，整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行5二次展開原理圖的繪制繪制保護1,2的跳閘圖如圖5.1,圖5.2。 圖5.1 保護1跳閘回路圖5.2 保護2跳閘回路6.零序保護的評價零序保護的特點：選擇性:單電源輻射網(wǎng)絡上可保證獲得選擇性； 多電源網(wǎng)絡上在某些特殊情況下才獲得選擇性。速動性:無時限速斷和帶時限速斷保護動作是迅速的； 定時限過電流保護則常常不能滿足速動性的要求 靈敏性:被保護線路很短時，無限時電流速斷保護為零。 長距離重負荷線路過電流保護的靈敏度 常常也很小。 靈敏度差是電流電壓保護的主要缺點?？煽啃?原理簡單，邏輯少，整定計算和校驗容易。 簡單，可靠性好是它的主要優(yōu)點。零序電流保護通常由多段組成，一般是三段式，并可根椐運行需要增減段數(shù)。為了某些運行情況的需要，也可設置兩個一段或二段，以改善保護的效果。接地距離保護的一般是二段式，一般都是以測量下序阻抗為基本原理。接地距離保護的保護性能受接地電阻大小的影響很大。當線路配置了接地距離保護時，根椐運行需要一般還應配置階段式零序電流保護。特別是零序電流保護中最小定值的保護段，它對檢測經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu)越。因此，零序電流保護