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1、精选优质文档-倾情为你奉上课 程 设 计课程名称: 电力系统继电保护 设计题目： 10kV配电线路电流保护设计 学 院： 电力学院 专 业： 00000 班 级： 00 姓 名： 0000 学 号： 成 绩： 指导教师： 日 期：2020年6月1日2020 年6月 7日专心-专注-专业课程设计成绩考核表学期2019-2020第二学期姓名00课程名称电力系统继电保护设计题目10kV配电线路电流保护设计评 分标准评定指标分值得分选题难易度及工作量10设计步骤的完整性30知识掌握的程度10设计结果的正确性20综合应用能力10书写规范性10课程设计答辩10合 计100设计说明本次设计的任务主要包括六大
2、部分，分别为运行方式的选择，电网各个元件参数及负荷电流计算，短路电流计算，继电器保护距离保护的整定计算和校验，继电保护零序电流保护的整定计算和校验，对选择的保护装置进行综合评价。关键词：继电保护；短路电流；整定计算目 录6 1 设计资料1.1课程设计题目如下图所示网络，系统参数为:E=10/KV，ZG1=10，ZG2=12，ZG3=12，L1=L2=135Km，L3=20Km，LB-C=40Km，LC-D=25Km，LD-E=30Km， 线路阻抗0.4/Km，,，,，。图一 系统网络图试对线路BC,CD,DE进行电流保护的设计。1.2 设计内容(1) 保护的配置及选择；(2) 短路电流的计算(
3、系统运行方式的考虑，短路点的考虑，短路类型的考虑)；(3) 保护配置及整定计算；(4) 保护原理展开图的设计；(5) 对保护的评价。1.3设计规程短路电流计算规程在决定保护方式前，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。其计算步骤及注意事项如下:（1） 系统运行方式的考虑除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护零敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必
4、须考虑系统的正常运行方式。（2） 短路点的考虑求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流，电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端，中点和末端三点。（3） 短路类型的考虑相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用;而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。（4）短路电流列表为了便于整定计算时
5、查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。计算短路电流时，用标公值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。保护方式的选取及整定计算 采用什么保护方式，主要视其能否满员规程的要求。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。选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的
6、保护方式。选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验能否满足灵每性和速动性的要求。当采用的保护不能很好地满员选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校正选择性或加速保护动作。当灵敏度不能满足要求时，在满员速动性的前下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。在用动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不要采用方向元件以简化保护。后备保护的动作电流必须配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。主保护配置选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。
7、2 短路电流计算2.1等效电路的建立由已知可得，,线路的总阻抗的计算公式为： 其中:Z-线路单位长度阻抗；L一线路长度；所以，将数据代入公式(3.1.1)可得各段线路的线路阻抗分别为：经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路，运行，由题意知、连接在同一母线上，则式中-最大运行方式下的阻抗值；“|”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最大，分析可知在只有和运行，相应地有由此可得最大运行方式等效电路如图二所示，最小运行方式等效电路如图三所示。图二 最大方式运行等效电路图图三 最大方式运行等效电路图2.2短路保护点的选择选取B,C,D,E点为短路点进行计算。
8、2.3短路电流的计算最大方式短路电流计算在最大运行方式下流过保护原件的最大短路电流的公式为式中-系统等效电路的相电动势；-短路点至保护安装处之间的阻抗；-保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；短路类型系数，三相短路取1，两相短路取。（1） 对于保护1，其等值电路如图2所示，母线E的最大运行方式下发生三相短路流过保护1的最大短路电流为:公式 代入数据得 (2)对于保护2等值电路如图2所示，母线E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(3)对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为：2.4最小方式短路电流计算在最小运行方式下流过保护元件的
9、最小短路电流的公式为：公式 式中 - 系统等效电源的相电动势；-保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； -短路点到保护安装处之间的阻抗；所以代入各点的数据可以计算得到各点的最小短路电流。3 保护的配合及整定计算3.1主保护的整定计算动作电流的计算最小保护范围计算式为： 其中 -系统等效电源的相电动势； -短路点至保护安装处之间的阻抗；-线路单位长度的正序阻抗；（1）对于保护1，其等值电路图如图2所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护1的最大短路电流为计算公式;相应的速断定值的计算公式：代入数据可得由最小保护范围计算公式得代入数据的可得即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。（2）
10、 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的最大短路电流为相应的速断定值为最小保护范围根据式可得即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。（3） 对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路电流流过保护3的最大短路电流为：相应的速断定值为：最小保护范围根据式可得即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。所以，以上计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行方式下可能没有保护区。灵敏度校验限时电流速断定值根据式可以计算公式 其中， -可靠系数，取值为1.15。（1） 整定保护2的限时电流速断定值为 线路末端（即
11、D处）最小运行方式下发生两相短路时的电流为所以保护2处的灵敏度系数为即不满足的要求。（2） 同理保护3的限时电流的速断定值为公式 线路末端（即C处）最小运行方式下发生两相短路时的电流为公式： 所以保护3处的灵敏度系数为 也不满足 的要求。可见，由于运行方式变化太大，2，3处的限时电流速断的灵敏度远不能满足要求。3.2后备保护的整定计算动作电流的计算过电流整定值计算公式为其中 -可靠系数，取值为 1.15； -可靠系数，取值为1.5； -可靠系数为 ，取值为0.85 。所以有动作时间的计算假设母线E过电流保护动作时限为0.5s，保护的动作时间为灵敏度的校验在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电
12、流的公式为所以由灵敏度公式： 可知，保护1作为近后备保护的灵敏度应为 满足近后备保护的要求保护2作为远后备保护的灵敏度为满足作为远后备保护的灵敏度为满足作为远后备保护灵敏度的要求。 4 继电器保护设备的选择4.1电流互感器的选择互感器是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比变换成标准电压或标准小电流，以便实现测量仪表，保护设备及自动控制设备的标准化，小型，其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护装置等。同时互感器还可用来隔开高电压系统，一保证人身和设备的安全。（1） 小电流选线装置用零序电流互感器；（2） 与DD11/60型继电器配套使用的零序电流互感器；（3）
13、与DL11/0.2型继电器配套使用的零序电流互感器；（4） 精度与容量的关系；4.2继电器的选择正确选用继电器的原则应该是：1继电器的主要技术性能，如触电负荷，动作时间参数，机械和电气寿命等，应满足整机系统的要求；2 继电器的结构型式与外形尺寸应能适合使用条件的需要；3经济合理。（1） 按使用环境条件选择继电器型号；（2） 根据输入量选定继电器的输入参数；（3） 根据负载情况选择继电器触点的种类与参数；（4） 按工作状态选择继电器；（5） 按安装位置，安装方式及尺寸，重量的选择；5 二次展开原理图的绘制5.1三段式电流保护原理接线图继电保护接线图一般可以用原理接线图和展开图两种形式来表示。原理
14、接线图中的每个功能块，再有电磁型继电器实现时可能是一个独立的原件，但在数字式保护和集成电路式保护中，往往将几个功能块用一个原件实现。如图所示，每个继电器的线圈和触点都画在一个图形中，所有元件都用设备文字符号表示，如图中KA表示电流继电器，KT表示时间继电器，KS表示时间继电器。原理接线图对整个保护的工作原理能给出一个完整的概念。图四 三段式电流保护原理接线图5.2保护测量电路展开图中交流回路和直流回路分开表示，如图5所示，其特点是每个继电器的输出量和输出量根据实际动作的回路情况分别画在途中不同的位置上，但任然用同一个符号标注，一边查对。在展开图中，继电器线圈和出点的链接尽量暗中故障后的动作连接
15、，自左而右，自上而下的排列。图五 保护交流电流回路图6 结 论在做继电保护配置时我们应该使配置的结果满足继电保护的基本要求，就是要保证可靠性、选择性、速动性和灵敏性。可是这四个指标在很多情况下是互相矛盾的，因此我们要根据实际情况让它们达到一定的平衡即可。通过设计过程可以看出，在运行方式变化很大的10kV多点原系统中，最大运行方式下三相短路的短路电流与最小运行方式下得两相的短路电流相差很大。按躲过最大运行方式下末端最大短路电流整定的电流速断保护的动作值很大，最小运行方式下灵敏度不能满足要求。限时电流速断保护的定值必须与下一级线路电流速断保护的定值相配合，所以其定值也很大，灵敏度也均不能满足要求。过电流整定按照躲过最大负荷电流整定，其动作之受运行方式的限制不大，作为近后备和远后备灵敏度都能满足要求，一般采用受运行方式变化影响很小的距离保护。参考文献1张保会,尹项根电力系统继电保护M北京：中国电力出版社，2005：27-302铁道部电气化工程局电气化勘测设计院电气化铁道设计手册：牵引供电系统M北京：中国.2015：156-1573铁道部电气化工程局第一工程处电气化铁道施工手册北京：中国铁道出版社.1995：89-954许建安继电保护整定计算M北京：中国水利水电出版社,2001：178-1795王永康.继电保护与自动装置M北京：中国铁道出版社,1986：257-261