35kv線路保護(hù)設(shè)計(jì)

1、繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、資料某35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)如下圖1所示，已知：變電所B、C中變壓器連接組別均為，d11，且在變壓器上裝設(shè)了差動(dòng)保護(hù)，線路A、B的最大傳輸功率為max= 9MW, 功率因數(shù)，系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都裝設(shè)了自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。自起動(dòng)系數(shù)取1.3，其他參數(shù)如圖所示。圖1 某35kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)示意圖三、設(shè)計(jì)內(nèi)容（ 1 ）確定AB線路相間短路的保護(hù)方式以及它們的整定值，并校驗(yàn)靈敏度；同時(shí)計(jì)算互感器的變比。 （ 2 ）繪制AB線路相間短路保護(hù)的原理接線圖（展開式）； （ 3 ）對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 四、提交成果1 、設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（打印左側(cè)裝訂成

2、冊(cè)）并提交電子版； 2 、線路保護(hù)原理展開圖一份（符合工程制圖的基本標(biāo)準(zhǔn)，比如圖幅、邊框、標(biāo)題欄等）； 2012年12月繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、任務(wù)完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)二、目的1、 通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握電力網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)裝置的工作原理、配置原則，整定計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生具有熟練閱讀繼電保護(hù)裝置原理圖、展開圖、安裝圖的重要技能和進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的技能，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，使學(xué)生在繼電保護(hù)方面的知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固和提高。2、通過(guò)設(shè)計(jì)，樹立正確的技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀，掌握對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的方法。3、學(xué)習(xí)編制計(jì)算說(shuō)明書。三、設(shè)計(jì)步驟及時(shí)間安排3.1 相間短路時(shí)線路保護(hù)的

3、整定計(jì)算步驟.短路電流及殘余電壓計(jì)算 考慮到 35 kV單電源網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)可能電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)有關(guān)保護(hù)的短路電流 和保護(hù)安裝處的殘余電壓 等參數(shù)。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足“繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”和題目給定的要求條件下，盡可能采用簡(jiǎn)單的保護(hù)方式。計(jì)算 和 的步驟及注意事項(xiàng)如下。 （ 1 ）系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮 除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式外，還必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式， 以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí)，還必須考慮系統(tǒng)的

4、正常運(yùn)行方式。 （ 2 ）短路點(diǎn)的考慮 求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)注意短路點(diǎn)的選擇。若要繪制短路電流、電壓與距離的關(guān)系曲線，每一條線路上的短路點(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三個(gè)點(diǎn)。 （ 3 ）短路類型的考慮 相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之用。 的計(jì)算選用三相短路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)所取的殘余而言， 三相短路和兩相短路的殘余數(shù)值相同。若采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行方式應(yīng)采用正常運(yùn)行方式下的短路電流和電壓的數(shù)值作為整定之用。 （ 4 ） 和 列表 為了便于整

5、定計(jì)算時(shí)查考每一點(diǎn)的短路時(shí)保護(hù)安裝處的 和 ，將計(jì)算結(jié)果列成表格。 流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流應(yīng)考慮后備保護(hù)的計(jì)算需要，即列出本線路各短路點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流，還要列出相鄰線路各點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流。保護(hù)安裝處的殘余電壓 列表與短路電流 相似。 計(jì)算 和 時(shí)，用標(biāo)么值或用有名值均可，可根據(jù)題目的數(shù)據(jù)，用較簡(jiǎn)單的方法計(jì)算。電壓一律用平均電壓。（35kV電網(wǎng)的平均電壓是37VkV）2. 保護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算 采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿足規(guī)程的要求。能滿足要求時(shí)，所采用的保護(hù)就可采用；不能滿足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保護(hù)方式。 選用保護(hù)方式時(shí)，首先

6、考慮采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以便提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可采用較復(fù)雜的保護(hù)方式。 選用保護(hù)方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過(guò)整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足靈敏性和速動(dòng)性的要求。 在用動(dòng)作電流、電壓或動(dòng)作時(shí)間能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化保護(hù)。 后備保護(hù)的動(dòng)作電流 必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護(hù)的動(dòng)作電流 大于下一元件保護(hù)的動(dòng)作電流 ，且有一定的裕度，以保證選擇性。 3. 繪制保護(hù)原理接線圖 要求繪制單線原理接線圖及某一線路保護(hù)原理展開圖。 4. 說(shuō)明書編寫說(shuō)明書一般應(yīng)包含如下內(nèi)容：（排版要求一級(jí)標(biāo)題四號(hào)黑體，正文宋體小四，行距

7、固定值24磅,參考文獻(xiàn)宋體5號(hào)）封面摘要和關(guān)鍵詞引言設(shè)計(jì)原理 計(jì)算說(shuō)明 總結(jié) 附錄1 圖紙 參考文獻(xiàn)目 錄摘 要 4引 言 4正 文 4 1繼電保護(hù)概論 4 1.1繼電保護(hù)的作用 4 1.2對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 42. 35KV線路繼電保護(hù)的配置 53.電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù)5 3.1互感器變比6 3.2瞬時(shí)電流速斷保護(hù)6 3.3限時(shí)電流速斷電流保護(hù)9 3.4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)9 3.5電流三段保護(hù)小結(jié) 9總 結(jié) 10參考資料 10附 圖 10摘 要電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)而動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)生信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本作用是：全

8、系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)地檢測(cè)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警信號(hào)等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定、保持供電的連續(xù)性、保障人身的安全、防止或減輕設(shè)備的損壞。隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。本次設(shè)計(jì)的題目是輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。主要任務(wù)是完成35kV單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：35kV線路繼電保護(hù)、整定計(jì)算、故障分析、設(shè)計(jì)原理 前言電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電、用電等設(shè)備和技術(shù)組成的一個(gè)將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的統(tǒng)一系統(tǒng)。電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也

9、最為方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能，電能經(jīng)過(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過(guò)各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換為適合用戶需要的其他形式的能量。再輸送電能的過(guò)程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性，因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)，保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作，從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括:繼電保護(hù)運(yùn)行凡是的選擇、電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)及符合電流計(jì)算、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計(jì)算和校正、繼電保護(hù)零序電流整定計(jì)算和校正、對(duì)所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。正文1、繼

10、電保護(hù)概論1.1繼電保護(hù)的作用繼電保護(hù)的概念及任務(wù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是反映電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)而動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)生信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、快速、有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證非故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，盡量縮小停電范圍;電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的要求能自動(dòng)、及時(shí)、有選擇地發(fā)出告警信號(hào)或者減負(fù)荷、跳閘。1.2對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求1.2.1選擇性 繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。1.2.2速動(dòng)性繼電保護(hù)的速

11、動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)以盡可能快的速度切除故障設(shè)備。故障后,為防止并列運(yùn)行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時(shí)間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。1.2.3靈敏性繼電保護(hù)的靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護(hù)不該動(dòng)作情況與應(yīng)該動(dòng)作情況所測(cè)電氣量相差越大靈敏度）。1.2.4可靠性繼電保護(hù)的可靠性是指保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng);再規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)可靠動(dòng)作;而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其他任何情況下，應(yīng)可靠的不動(dòng)作。（主保護(hù)對(duì)動(dòng)作快速性要求相對(duì)較高；后備保護(hù)對(duì)靈敏性要求相對(duì)較高。）2、35KV線路繼電保護(hù)的配置1、短路保護(hù)采用兩相兩繼電流保

12、護(hù)，它是一種階段式電流保護(hù)。以第1段、第2段電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，以第3段過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。2、 接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)方式之一：零序電流保護(hù)3、重合閘：三相一次重合閘，后加速（>35KV），和前加速(<35KV)。無(wú)論本線路發(fā)生何種類型的故障，繼電保護(hù)裝置均將三相斷路跳開，重合閘啟動(dòng)，經(jīng)預(yù)定延時(shí)（可整定，一般在0.5S-1.5S間）發(fā)出重合脈沖，將三相斷路器合上。若瞬間故障，重合后成功，繼續(xù)正常運(yùn)行，若永久故障，不再重合閘。3.電網(wǎng)相間短路的電流保護(hù)在電網(wǎng)中35kv及以下的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中主要采用三段式電流保護(hù)，最主要的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、可靠，并且在一般情況下也能夠滿足

13、快速切除故障的要求。三段式過(guò)流保護(hù)包括：1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)（簡(jiǎn)稱電流速斷保護(hù)或電流段）2、限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流段）3、過(guò)電流保護(hù)（電流段）。電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流保護(hù)都是反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)，它們相互配合構(gòu)成 一整套保護(hù)，稱做三段式電流保護(hù)，它們的不同是保護(hù)范圍不同。三段的區(qū)別主要在于起動(dòng)電流的選擇原則不同。其中速 斷和限時(shí)速斷保護(hù)是按照躲開某一點(diǎn)的最大短路電流來(lái)整定的，而過(guò)電流保護(hù)是按照躲開最 大負(fù)荷電流來(lái)整定的。1、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍小于被保護(hù)線路的全長(zhǎng)一般設(shè)定為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)的85%2、限時(shí)電流速斷保護(hù)：保護(hù)范圍是被保護(hù)線路的全長(zhǎng)或下一回線路的15%3、過(guò)電流保

14、護(hù)：保護(hù)范圍為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)至下一回線路的全長(zhǎng)3.1互感器變比:短路電流:=165A考慮到三分之一的裕度：I=（1+1/3）*165=220A但在實(shí)際中電流不可能為220，所以取300A所以互感器變化為n=300/5=603.2瞬時(shí)電流速斷保護(hù)輸電線路發(fā)生短路時(shí)，電流突然增大，電壓降低。利用電流突然增大使保護(hù)動(dòng)作而構(gòu)成的保護(hù)裝置，稱為電流保護(hù)。 通常輸電線路電流保護(hù)采用階段式電流保護(hù)，采用三套電流保護(hù)共同構(gòu)成三段式電流保護(hù)?？梢愿鶕?jù)具體的情況，只采用速斷加過(guò)流保護(hù)或限時(shí)速斷加過(guò)流保護(hù)，也可以三段同時(shí)采用。 3.2.1 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)又稱段電流保護(hù)，它是反應(yīng)電流增

15、大而能瞬時(shí)動(dòng)作切除故障的電流保護(hù)。 當(dāng)系統(tǒng)電源電勢(shì)一定，線路上任一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流的大小與短路點(diǎn)至電源之間的電抗（忽略電阻）及短路類型有關(guān)，三相短路和兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流可用下式表示式中 系統(tǒng)等電源相電勢(shì)；系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的電抗；線路千米長(zhǎng)度的正序電抗； 短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離。對(duì)K1點(diǎn)：對(duì)AB段最大運(yùn)行方式： 對(duì)AB段最小運(yùn)行方式：對(duì)K2點(diǎn)：對(duì)K3點(diǎn)：短路點(diǎn)K1K2K3最大運(yùn)行方式下電流1310366A461A最小運(yùn)行方式下電流953301A374A瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算瞬時(shí)電流速斷保護(hù)1的動(dòng)作電流應(yīng)按大于本線路末端短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的最大短路電

16、流來(lái)整定，即 式中 保護(hù)1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，又稱一次動(dòng)作電流； 可靠系數(shù)，考慮到繼電器的整定誤差、短路電流計(jì)算誤差和非周期分量的影響等而引入的大于1的系數(shù)，一般取1.21.3。 被保護(hù)線路末端末端B母線上三相短路時(shí)保護(hù)安裝測(cè)量到的最大短路電流，一般取次暫態(tài)短路電流周期分量的有效值。-為電流互感器的變比-為電流互感器的接線系數(shù)對(duì)于35KV電路，電流互感器采用兩相星形接線，所以=1。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)，是用其最小保護(hù)范圍來(lái)衡量的，規(guī)程規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長(zhǎng)的。在最小保護(hù)區(qū)末端發(fā)生短路故障時(shí)，動(dòng)作電流，即 式中 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，最大等值電抗； 輸電線路千米正序電抗

17、。通常規(guī)定，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于被保護(hù)線路全長(zhǎng)。一、段校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算AB線15%處短路時(shí)最小短路電流：，靈敏度合格。二、段首先計(jì)算BC線的段，。校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算BC線15%處短路時(shí)最小短路電流：，靈敏度合格。（一）與變壓器T1的差動(dòng)保護(hù)配合：（二）與BC線段配合：選取其中較大者為整定值校驗(yàn)靈敏度：計(jì)算AB線末端短路時(shí)最小短路電流：。靈敏系數(shù)，合格。（一）與變壓器T1的差動(dòng)保護(hù)配合：（二）與BC線段配合：選取其中較大者為整定值三、段計(jì)算AB線最大負(fù)荷電流，校驗(yàn)靈敏度：近后備，合格。計(jì)算BC線末端短路時(shí)最小短路電流：，遠(yuǎn)后備，合格。（一）從變壓器T1的負(fù)荷保護(hù)開始計(jì)算：（二）從變壓器T2的負(fù)荷保

18、護(hù)開始計(jì)算：選取其中較大者為整定值3.3限時(shí)電流速斷電流保護(hù) 由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，當(dāng)被保護(hù)線路末端附近短路時(shí)，必須由其他的保護(hù)來(lái)切除。為了滿足速動(dòng)的要求，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)盡可能的短。為此，可增加一套帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，用以切除瞬時(shí)電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，這種帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)范圍以外的短路故障，這種帶限時(shí)的電流速斷保護(hù)，稱為限時(shí)電流速斷保護(hù)。要求限時(shí)電流速斷保護(hù)被保護(hù)線路的全長(zhǎng)。由以上分析可知，若要是限時(shí)電路速斷保護(hù)能夠保護(hù)線路全長(zhǎng)，其保護(hù)范圍必然要延伸到相鄰線路以部分。為滿足選擇性必須給限時(shí)電流速斷保護(hù)增加一定的時(shí)限，此時(shí)限既能保證選擇性又能滿足速動(dòng)性的要求，即盡可能短。鑒于此，可首先考慮使它的保護(hù)范圍不超出相鄰線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍，而動(dòng)作時(shí)限則比相鄰線路的無(wú)時(shí)限電速斷保護(hù)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)限級(jí)差，用表示?？梢娤迺r(shí)電流速斷保護(hù)是通過(guò)動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限來(lái)保證選擇性的。3.4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)是指按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定，并以動(dòng)作時(shí)限保證其選擇性的一種保護(hù)。輸電線路正常運(yùn)行時(shí)它不應(yīng)啟動(dòng)，發(fā)生短路且短路電流大于其動(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)延時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘。過(guò)電流保護(hù)不僅能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，也能保護(hù)相鄰線