供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 電氣及其自動(dòng)化專業(yè)工廠供電課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（3）完成期限： 2016 年 1 月 4 日開始至 2016 年 1 月 8 日題目：10KV電力線路繼電保護(hù)初步設(shè)計(jì)一. 原始資料：某10kv電力線路，如圖所示。已知TA1的變流比Ki(1)為160/5A，TA2的變流比Ki(2)為100/5A。WL1和WL2的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為GL-21/5型。今KA1已經(jīng)整定，其動(dòng)作電流IOP(1)為8A，10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間t(1)為1.4S。WL2的計(jì)算電流IL,max(2)為75A，WL2首端的I(3)K2為910A,其末端的I(3)K3為400A。試整定KA2的動(dòng)作電流和

2、動(dòng)作時(shí)間，并校驗(yàn)其靈敏度。(計(jì)算時(shí)?。豪^電器返回系數(shù)Kre為0.8，可靠系數(shù)Krel為1.3，結(jié)線系數(shù)Kw為1，時(shí)限級(jí)差為t=0.7S。)二. 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）系統(tǒng)概況說明；（2）確定繼電保護(hù)方案；（3）計(jì)算步驟與結(jié)果；（4）接線原理圖；（5）選擇主要電氣設(shè)備并上網(wǎng)找出相應(yīng)型號(hào)；（6）設(shè)計(jì)總結(jié)。三. 必須完成的圖：系統(tǒng)原理圖。過電流繼電器實(shí)現(xiàn)兩級(jí)保護(hù)原理電路如圖(a)所示。圖中TA1和TA2分別為上下兩級(jí)線路的電流互感器。(a)(b)(c)兩級(jí)保護(hù)一次系統(tǒng)和整定說明兩級(jí)保護(hù)有：上一級(jí)為定時(shí)限電流保護(hù)，下一級(jí)為反時(shí)限電流保護(hù)。上、下兩級(jí)均為反時(shí)限電流保護(hù)。兩級(jí)保護(hù)無論采取何種方式，兩級(jí)保護(hù)的

3、時(shí)限均要有時(shí)限級(jí)差，對(duì)于定時(shí)限過電流保護(hù)，可取時(shí)間級(jí)差為t=0.5S；對(duì)于反時(shí)限過電流保護(hù)，可取時(shí)間級(jí)差為t=0.7S。如圖 (b)、(c)所示。定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，利用時(shí)間繼電器來整定。反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，由于GL感應(yīng)式電流繼電器的時(shí)限調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是按10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間來標(biāo)度的，因此要根據(jù)前后兩級(jí)保護(hù)的GL感應(yīng)式電流繼電器的動(dòng)作特性曲線來整定。動(dòng)作特性曲線是按所選型號(hào)給出來確定的。摘要繼電保護(hù)技術(shù)是研究電力系統(tǒng)故障和危險(xiǎn)及安全運(yùn)行的異常情況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。本文研究的是關(guān)于10KV電力線路繼電保護(hù)。通過本次設(shè)計(jì)掌握和鞏固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)，熟

4、悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技能，根據(jù)技術(shù)規(guī)范，選擇和論證繼電保護(hù)的配置選型的正確性并培養(yǎng)自己在實(shí)踐工程中的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立工作能力。由于各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，因而，對(duì)于繼電保護(hù)整定方案的配合不同會(huì)有不同的保護(hù)效果，如何確定一個(gè)最佳的整定方案，將是從事繼電保護(hù)工作的工程技術(shù)人員的研究課題?？傊^電保護(hù)既有自身的整定技巧問題，又有繼電保護(hù)配置與選型的問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問題。尤其，對(duì)于本文中10KV高壓線路分相電流差動(dòng)保護(hù)投運(yùn)前的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，一直是困擾技術(shù)人員的一個(gè)問題，由于線路兩端距離的限制，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不能像試驗(yàn)室那樣方便。另外，光纖保護(hù)在長(zhǎng)距

5、離和超高壓輸電線路上的應(yīng)用還有一定的局限性，在施工和管理應(yīng)用上仍存在不足，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、施工工藝和保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護(hù)將占據(jù)線路保護(hù)的主導(dǎo)地位。關(guān)鍵字：10kv 電力線路 繼電保護(hù) 負(fù)荷計(jì)算 短路電流計(jì)算 一、目的和要求 1.目的：由于電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，各設(shè)備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路發(fā)生短路故障時(shí)，在瞬間就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其它部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時(shí)間必須很短，通常切除故障的時(shí)間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設(shè)在每個(gè)電氣設(shè)備或線路上的自動(dòng)裝置，即繼電保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)

6、。因此，繼電保護(hù)的基本任務(wù)有： （1） 當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)能自動(dòng)地、迅速地和有選擇性地動(dòng)作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并使系統(tǒng)無故障的部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。 （2） 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，可動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘，此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是帶有一定的時(shí)限，以保證選擇性。 2.要求：繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。 (1) 選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作應(yīng)知切出故障設(shè)備，即首先由距故障點(diǎn)最近的斷路器動(dòng)作切除故障線路，使停電范圍盡量

7、縮小，從而保證系統(tǒng)中無故障部分仍能正常運(yùn)行。相反，如果系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，距故障點(diǎn)近的保護(hù)裝置不動(dòng)作（拒動(dòng)），而立故障點(diǎn)遠(yuǎn)的保護(hù)裝置動(dòng)作（越級(jí)動(dòng)作），就失去選擇性了。 (2) 速動(dòng)性所謂速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重大的意義。 (3) 靈敏性所謂繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反映能力。 (4) 可靠性所謂保護(hù)裝置的可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作；而在不屬于它動(dòng)作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動(dòng)作。二、10kv電力系統(tǒng)繼電保護(hù)簡(jiǎn)述 電力系統(tǒng)是

8、由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個(gè)環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞；當(dāng)10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時(shí)，就會(huì)造成接地相的電壓

9、降低，其他兩相的電壓升高，常此運(yùn)行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步發(fā)展為事故的可能。 10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 由于10KV 系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動(dòng)裝置。為

10、了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。 三、 10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) 按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置： （1） 10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù) 10KV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5s0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；自重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。 （2）10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù) 1）當(dāng)配電變壓器容量小于400KVA時(shí)： 一般采用高壓熔

11、斷器保護(hù)； 2）當(dāng)配電變壓器容量為400630KVA，高壓側(cè)采用斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)； 3）當(dāng)配電變壓器容量為800KVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；另外尚應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。 （3） 10KV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù) 對(duì)于不并列運(yùn)行的分段母線,應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動(dòng)解除；另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。如采用的是反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，其瞬動(dòng)部分應(yīng)解除；對(duì)于負(fù)荷等級(jí)較低的配電所可不

12、裝設(shè)保護(hù)。 3. 10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀 目前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10KV系統(tǒng)。除早期建設(shè)的10KV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、 高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動(dòng)投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動(dòng)作的選擇性、切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性、運(yùn)行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。 四、10kv電力線路繼電保護(hù)初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案 10kV中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)的線路，

13、對(duì)相間短路和單相接地，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)后備方式。 對(duì)單側(cè)電源線路，可裝設(shè)三段式過電流保護(hù)。第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，第二段為帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，第三段為延時(shí)過電流保護(hù)。 對(duì)單相接地故障，應(yīng)在發(fā)電廠和變電站母線上，裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置，監(jiān)視裝置反映零序電壓，動(dòng)作于信號(hào)。 可能時(shí)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，或電纜與架空混合線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)宜帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。 對(duì)于本系統(tǒng)中10kV線路單側(cè)電源線路，可考慮配置一段電流速斷保護(hù)、一段延時(shí)電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)及三相一次重合閘。 綜合考慮，可選擇過電流保護(hù)原始資料 某10kv電

14、力線路，如圖所示。已知TA1的變流比Ki(1)為160/5A，TA2的變流比Ki(2)為100/5A。WL1和WL2的過電流保護(hù)均采用兩相兩繼電器式接線，繼電器均為GL-21/5型。今KA1已經(jīng)整定，其動(dòng)作電流IOP(1)為8A，10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間t(1)為1.4S。WL2的計(jì)算電流IL,max(2)為75A，WL2首端的I(3)K2為910A,其末端的I(3)K3為400A。試整定KA2的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間，并校驗(yàn)其靈敏度。(計(jì)算時(shí)?。豪^電器返回系數(shù)Kre為0.8，可靠系數(shù)Krel為1.3，結(jié)線系數(shù)Kw為1，時(shí)限級(jí)差為t=0.7S。)計(jì)算步驟WL2的整定電流A，已知KA2的變流比為10

15、0/5，所以WL2的動(dòng)作電流AWL2的10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間s校驗(yàn)靈敏度=3.28s，滿足要求。接線原理圖 WL1和WL2采用的都是兩相兩繼電器式接線，繼電器接線圖為 兩相星形接線方式 10kv系統(tǒng)接線原理圖主要電氣設(shè)備過電流繼電器KA,時(shí)間繼電器TA，斷路器五、體會(huì)和建議通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作做出了最好的榜樣。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱課本和設(shè)計(jì)書是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們?cè)谡n堂上掌

16、握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去面對(duì)現(xiàn)實(shí)中的各種課程設(shè)計(jì)?如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢?我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。其次，這次課程設(shè)計(jì)讓我充分認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，只有分工協(xié)作才能保證整個(gè)項(xiàng)目的有條不絮。另外在課程設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)我們碰到不明白的問題時(shí)，指導(dǎo)老師總是耐心的講解，給我們的設(shè)計(jì)以極大的幫助，使我們獲益匪淺。因此非常感謝老師的教導(dǎo)。更重要的是如何把自己平時(shí)所學(xué)的東西應(yīng)用到實(shí)際中。雖然自己對(duì)于這門課懂的并不多，很多基礎(chǔ)的東西都還沒有很好的掌握，覺得很難，也沒有很有效的辦法通過自身去理解，但是靠著這一個(gè)多禮拜的“學(xué)習(xí)” ，在小組同學(xué)的幫助和講

17、解下，漸漸對(duì)這門課逐漸產(chǎn)生了些許的興趣，自己開始主動(dòng)學(xué)習(xí)并逐步從基礎(chǔ)慢慢開始弄懂它。我認(rèn)為這個(gè)收獲應(yīng)該說是相當(dāng)大的。設(shè)計(jì)這種東西需要我們大家一起齊心協(xié)力，從平時(shí)做的實(shí)驗(yàn)、老師上課的舉例、書本上的知識(shí)以及老師的輔導(dǎo)和其他同學(xué)的幫助下終于完成了。應(yīng)該說這是通過我們小組成員的共同努力和動(dòng)腦完成的，雖然內(nèi)容并不是很復(fù)雜，但是我們覺得設(shè)計(jì)的過程相當(dāng)重要，學(xué)到了很多，收獲了很多。我覺得課程設(shè)計(jì)反映的是一個(gè)從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程，但是更遠(yuǎn)一點(diǎn)可以聯(lián)系到以后畢業(yè)之后從學(xué)校轉(zhuǎn)到踏上社會(huì)的一個(gè)過程。小組人員的配合、相處，以及自身的動(dòng)腦和努力，都是以后工作中需要的。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這