继电保护说明书.docx

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1、摘要0一、选题背景1二、原始资料2三、方案论证23.1三段式电流保护原理23. 1. 1.无时限电流速断保护23. 1.2.限时电流速断保护53. 1.3.定时限过电流保护54.整定计算6四、线路MN （M侧）三段式电流保护动作电流及灵敏度61 . 一段电流速断保护62 .二段保护电流整定73 .三段保护电流整定74 .灵敏度计算7五、分析阶段式电流保护，易受到什么因素的影响？ 7六、分析在本电力系统中，采纳距离保护，会有什么改善和提高？ 7七、总结7参考文献资料错误!未定义书签。了三段式电流保护的原理及整定计算，在将来的学习生活中应当更深入刻的 理解继电保护的原理。使我对继电保护思想基本要求

2、，即牢靠性、精确 性、选择性、快速性、灵敏性有了更深的理解。通过应用理论解决实际问题, 巩固了书本学问。而且通过这次设计的完成，了解到自己对书本理论学问的 理解缺乏。以后应更注意这方面的学习。.参考文献资料1电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册印.北京：中国电力出版 社，1998. 06.2陈跃.电气工程专业毕业设计指南M.北京：中国水利水电出版社,2003. 08.3张宝会、尹项根.电力系统继电保护W.北京：中国电力出版社，2005.05.4傅知兰.电力系统电气设施选择与有用计算M.中国电力出版社2004.5何仰赞.电力系统分析.其次版.华中理工高校出版社，1996.6吴希再.电力工

3、程M.华中科技高校出版社，2004.摘要继电保护装置必需具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故 障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要依据 电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。最早的继电保护装 置是熔断器。以后消失了以断路器为核心的电磁式继电保护装置、电子式静态继 电保护装置，进展快速的以远动技术信息技术和计算机技术为基础的微机型继电 保护装置；(1)继电保护装置必需满意的四个基本要求：1选择性：当系统发生故障时，继电保护装置只将故障设施切除，使停电范围尽 量缩小，保证无故障局部连续运行。2速动性：电力系统发生故障时，要求能快速切除故

4、障以提高电力系统并列运行 的稳定性；削减用户在电压降低的特别状况下的运行时间，使电动机不致因电压 降低时间过长而处于停止转动状态，并利于电压恢复时电动机的自起动，以加速 恢复正常运行的进程；此外，还可避开扩大事故，减轻故障元件的损坏程度。3灵敏性：是指保护对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反响力量，对于 保护范围内故障，不管短路点的位置在哪里，短路类型如何，运行方式怎样变化, 保护均应灵敏正确地反响。4牢靠性：就是在保护范围以内发生属于它应当动作的故障时，不应当由于它本 身的缺陷而拒绝动作；而在其它任何不属于它动作的状况下，不应当误动作。(2)继电保护的基本概念在电力系统运行中，外界因素(

5、如雷击、鸟害等)、内部因素(绝缘老化，损坏 等)及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态消失，常见的故障有： 单相接地；三相短路；两相短路；两相接地短路；断线等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振, 同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和平安自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行状况时， 用于快速切除故障，消退不正常状况的重要自动化技术和设施。电力系统发生故 障或危及其平安运行的大事时，他们能准时发出告警信号，或直接发出跳闸命令 以终止大事。(3) .继电保护的基本任务1自动快速，有选择的跳开特定的断路器2反映电气元件的不正常运行状态(4)

6、电力系统对继电保护的基本要求速动性，选择性，灵敏性，牢靠性。一、选题背景继电保护装置为了完成它的任务，必需在技术上满意选择性、速动性、灵敏 性和牢靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满意四个 基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行状况的继电保护装置，这 四个基本要求中有些要求可以降低。1)选择性选择性就是指当电力系统中的设施或线路发生短路时，其继电保护仅将故障 的设施或线路从电力系统中切除，当故障设施或线路的保护或断路器拒动时，应 由相邻设施或线路的保护将故障切除。2)速动性速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以削减设施及用户在大电 流、低电压运行的时间，降

7、低设施的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。一般必需快速切除的故障有：(1)使发电厂或重要用户的母线电压低于有效值(一般为0. 7倍额定电压)。(2)大容量的发电机、变压器和电动机内部故障。(3)中、低压线路导线截面过小，为避开过热不允许延时切除的故障。(4)可能危及人身平安、对通信系统造成剧烈干扰的故障。故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间，一般快速保护的动作时间为 0. 04s0. 08s,最快的可达0. 01s0. 04s, 一般断路器的跳闸时间为0. 06s 0. 15s,最快的可达0. 02s0. 06s。对于反响不正常运行状况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应依据 选择性

8、的条件，带延时地发出信号。3)灵敏性灵敏性是指电气设施或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行状 况时，保护装置的反响力量。能满意灵敏性要求的继电保护，在规定的范围内故 障时，不管短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能 正确反响动作，即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能牢靠动作，而且 在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能牢靠动 作。系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护 装置的短路电流为最大运行方式；系统最小运行方式：在同样短路故障状况下，系统等效阻抗为最大，通过爱 护装置的短路电流为最小的运行方式。保护装置

9、的灵敏性是用灵敏系数来衡量。4）牢靠性牢靠性包括平安性和信任性，是对继电保护最根本的要求。平安性：要求继电保护在不需要它动作时牢靠不动作，即不发生误动。信任性：要求继电保护在规定的保护范围内发生了应当动作的故障时牢靠动 作，即不拒动。继电保护的误动作和拒动作都会给电力系统带来严峻危害。即使对于相同的 电力元件，随着电网的进展，保护不误动和不拒动对系统的影响也会发生变化。以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电 保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的，但往往又存在着冲突。因此， 在实际工作中，要依据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。二、原始资料:线路MN侧（M

10、侧）和NP均装有三段式电流保护，它们的最大负荷电流分别为120A和100A,负荷的自启动系数均为L 8；线路MN第II段保护的延时允许大于1s；I段牢靠系数为1.25, H段牢靠系数为1. 15, HI段牢靠系数1. 2,躲开最大振 荡电流时牢靠系数为1.15,返回系数为0. 85；M 侧电源的 XsM. min=15 欧，XsM. max=20 欧；N侧电源的XsN.min=20欧，XsN. max=25欧三、方案论证三段式电流保护原理电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反响电流增大而动作的保护，它 们相互协作构成一整套保护，称做三段式电流保护。三段的区分主要在于起动 电流的选择原那么不同

11、。其中速 断和限时速断保护是依据躲开某一点的最大短路 电流来整定的，而过电流保护是依据躲开最 大负荷电流来整定的。3.1.1 ,无时限电流速断保护无时限电流速断保护（又称I段电流保护）它是反响电流上升而不带时限动 作的一种电流保护。其工作原理可用图3-1所示单侧电源线路的无时限电流保护 为例来说明。图4-1单侧电源线路无时限电流保护作用原理当线路上发生三相短路时，流过保护1的短路电流为(41)(41)式中一一系统等效电源的相电动势;一一系统等效电源到保护安装处之间的正序阻抗;一一保护安装处至短路点之间的正序阻抗。由式（3-1）可见，当系统运行方式肯定时，石和Zm是常数，那么流过保护 的三相短路

12、电流，是短路点至保护安装处间距离L的函数。短路点距电源越远流 过保护的三相短路电流越小。图3-1中曲线1表示，系统在最大运行方式下三相 短路时，流过保护的最大三相短路电流火随L的变化曲线。曲线2,是系统在最小运行方式下两相短路时，流过保护的最小两相短路电流出随L的变化曲线。对于反响电流上升而动作的电流保护装置而言，能使保护装置起动的最小电 流称为保护装置的动作电流，以/表示。当流过保护装置的电流到达这个值时,oper保护装置就能起动。明显，仅当通过被保护线路的电流42/时，保护装置才 K oper会起动。在图3T中，以M处保护为例，当本线路（Lmn）末端发生短路故障时，盼望 M处无时限电流速断

13、保护能瞬时动作切除故障，而当相邻线路首端（或称出口处） 发生短路故障时，依据选择性要求，M处保护不应动作，应由N处保护动作切除 故障。但实际上，本线路末端和相邻线路首端发生短路故障时，流经M处保护的 短路电流是一样的，M侧保护无法区分这两处的短路故障。为了保证选择性，电 流速断保护的动作电流应躲过下一线路首端（或本线路末端）短路故障口寸流过本 保护的短路电流，即取/型, /KWmax写成等式，那么有(42)(42)-K /oper rel K N max式中 I、最大运行方式下，被保护线路末端N发生金属性三相短路时，流过保护装置的最大短路电流。Krel牢靠系数，它是考虑短路电流计算误差、继电器

14、动作电流误差、短路 电流中非周期重量的影响和必要的裕度而引入的大于1的系数，一般取K*,=1.2在图3-1中，通过动作电流画一平行于横坐标的直线3,此直线3与曲线1 和2各有一个交点，在交点至保护安装处的线路上发生短路故障时，由于流经爱 护的短路电流均大于动作电流，所以保护装置处于动作状态，而在两交点以后短 路时，流经保护的短路电流小于动作值，保护不动作。对应这两点，保护有最大 和最小保护范围，即Lmax和Lin。这说明无时限电流速断保护，不能保护线路全 长，且保护范围受运行方式的影响。无时限电流速断保护的选择性是靠动作电流 来保证的，灵敏性是用其最小保护范围来衡量的，最小保护范围不应小于线路

15、全 长的15%20%o无时限电流速断保护的保护范围可以用解析法求得。忽视系统各元件阻抗的 电阻重量，按式（3-2）计算出保护的动作电流为：T 解得最小保护范围为式中X1被保护线路单位长度的正序电抗;XM.maxM侧系统等值的最大系统电抗。图4-2无时限电流速断保护单相原理接线无时限电流速断保护单相原理接线，如图32所示，它是由电流继电器KA、 中间继电器KC和信号继电器KS组成。正常运行时，负荷电流流过线路，反响到电流继电器中的电流小于KA的动 作电流，KA不动作，其常开触点是断开的，KC常开触点也是断开的，信号继电 器线圈和跳闸线圈TQ中无电流，断路器主触头闭合处于正常送电状态。当线路 短路

16、时，短路电流超过保护动作电流，KA常开触点闭合起动中间继电器，中间 继电器常开触点闭合将正电源接入KS线圈，并通过断路器的常开帮助触点QF1, 接到跳闸线圈TQ构成通路，断路器跳闸后切除故障线路。中间继电器的作用，一方面是采用中间继电器的常开触点代替电流继电器小 容量触点，接通TQ线圈；另一方面是采用带有0.060. 08s延时的中间继电器, 以增大保护的固有动作时间，躲过管型避雷器放电引起保护误动作。信号继电器 KS的作用是用以指示该保护动作，以便运行人员处理和分析故障。QF1用以代替 中间继电器常开触点，断开跳闸线圈TQ中的电流，以防KC触点断弧而烧坏。3.1.2 限时电流速断保护保护原理

17、：靠整定电流和动作口寸间来实现选择性为保证能保护整个线路，必需延长到下一线路。为了使t最小，以保护范围不超过下一线路I段保护的范围，即与下一线路的速断保护相配合。(动作整定值和动作时间)(1)动作电流值整定计算按与下一级全部线路或元件的速断保护协作例如下列图：AB然后取最大值作为整定值。(季周期重量已衰减)(2)时限通常取0. 5so(1)(1)断路器1跳闸时间(2)时间继电器1实际动作时间比整定值大时才动作的状况(3)时间继电器2实际动作时间比整定值小时才动作的状况(4) 回路时间保护2测量元件(电流缆电器)的惯性时间，晶体管零护中滤波(5)仁考虑肯定的裕度4d33. 1.3.定时限过电流保

18、护3 o.5sd16d27 0.5s .iZM原理：一t2其起动电流按躲过最大负荷|.电流来整定的一种保护。靠时间来保证保护的选择性假设dl点发生短路定时限过电流保护的保护3、2、1都可能动作，为 保护选择性以时间来实现；即：tlt2t3同理：d2、d3发生故障可得。说明：a.越靠近电源t越长缺点;b.属于后备保护；c. t与整定电流无关。4 .整定计算(1)动作值整定计算：tttt tI I原那么一：按最大负荷电流整定应加max原那么二：最大负荷电流时能够返回牢靠系数1. 15-1.25自起动系数1由详细接线和负荷性质打算电流继电器返回系数0. 85说明：为何不能太低？由于整定电流与电流继电

19、器返回系数成反比所以当返回系数越大整定电流越大，那么灵敏度降低，所以返回系数 不能太小。而为了保证继电器的牢靠性、返回系数又不能太高。(2)时限整定5 .灵敏度校验近后备：按本线路末端最小两相短路电流校验应满意：保护1的近后备状况迹后备：按相邻线路末端最小两相短路电流校验应满意：保护1的远后备状况6 .特点：(1)按时间来保证选择性t太长，越靠近电源越长(3)灵敏度好(4)牢靠性高7 .原理接线四、线路MN (IVM那么)三段式电流保护动作电流及灵敏度1. 一段电流速断保护短路电流最大值：I. k. max=E/(Xsmin + X mn)=209A一段电流保护整定值：I. Iset. m =

20、 Klrel * I. k. max=261A动作时限：t=0;2.二段保护电流整定I.Iset. n= E/(Xslmin + X mn+Xnp)+ E/(Xs2min +Xnp)=408AI. k. max.t=tl+&t=0. 53.三段保护电流整定I.3.set. m=K3rel*Kss*Ilmax/Kre;4.灵敏度计算Ik. n. min= E/ (Xsman + X mn)=192A五、分析阶段式电流保护，易受到什么因素的影响？易系统运行方式的影响,不能保护线路全长。当系统运行方式变化很大， 或者被保护的线路长度很短时，速断保护就可能没有保护保护范围，因而不 能采纳。六、分析在本电力系统中，采纳距离保护，会有什么改善和提高?(1)由于同时采用了短路时电压、电流的变化特征，通过测量故障阻 抗来确定故障所处的范围，保护区稳定，灵敏度高，动作状况受电网运行方 式变化的影响小。(2)由于只采用了线路一侧短路时电压、电流变化特征，距离保护1 段的整定范围为全长的80Q85%,这样在双侧电源网络中，有30%40%的区 域故障时，只有一侧的保护能无延时动作，另一侧保护需经0.5s延时跳闸。(3)距离保护的阻抗测量原理，出可以用于输电线路的保护外，还可 以应用于发电机、变压器保护中，作为后备保护。七、总结通过这次课程设计，我了解到继电保护课程的重要性，更深刻的学习到