《35KV输电线路电流保护设计-课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《35KV输电线路电流保护设计-课程设计.doc（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、35KV中性点不接地输电网络电流保护设计第一章 课程设计目的继电保护装置是电力系统中的组成部分，是保证电力系统安全和可靠运行的重要措施之一。电力系统继电保护的设计和配置是否合理会直接影响到电力系统的安全运行。若设计与配置不合理，保护将不能正确工作（如误动或拒动），从而会扩大事故及停电范围，给国民经济造成重大损失，还可能造成人身伤亡或重大设备损坏，产品报废。因此，合理的选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行有极其重要的意义。进行电力系统继电保护课程设计的目的是把所学到的继电保护的理论知识进行综合运用，从而达到巩固、加深及扩大专业知识，做到灵活应用，解决实际问题。学习领会国家能源开
2、发政策和有关技术规程、规定、导则等，培养正确设计思路，并掌握设计的基本方法。第二章 保护方案的可行性分析由于WL1段位于单侧电源的最靠近电源侧，所以必须进行I、 II、 III段保护;对WL2段只进行I、III段保护。WL2段由于II段不能保护下一段，只能保护本条线路全长。因此对WL2段进行III段保护作为WL2段主保护拒动的近后备和WL3段的线路保障和断路器拒动的远后备。对WL3段只进行过电流保护作为主保护，而WL2段III段为其远后备保护。第三章 电网的电流保护原理电网在运行过程中，可能发生各种故障和不正常的运行状态，最常见的同时也是最危险的故障就是发生各种形式的短路。当被保护的线路上发生
3、短路故障时，其主要特点就是电流增加和电压的降低，利用这两个特征可以构成电流电压保护，电流保护主要包括：无时限电流速断保护，限时电流速断保护和定时限过流保护。 1.电流速断保护（电流保护I段）：根据继电器保护速动性的要求，保护装置动作切除故障的时间，必须满足稳定和保证重要用户供电的可靠性，原则上总是越快越好，因此力求装设快速动作的继电保护，电流速断保护就是这样的保护不可能保护线路的全长。2.限时电流速断：由于无时限电流速断不能保护线路的全长，因此考虑增加一段新的保护用来切除本线路的上速断范围以外的故障，同时也能作为速断的后备，这就是限时速断，称为II段电流保护，由于要求限时电流速断保护必须保护线
4、路的全长，因此它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去，这样当下一条线路出口处发生短路使，它就会误动作，为了保证动作的 选择性，就必须使保护的动作有一定的时限，此时限的大小与其延伸的范围有关，为尽量缩小时限，首先规定其整定计算原则为限时电流的速断的保护范围不超过下条线路电流速断的保护范围；同时动作时限比下一条电流速断保护高出一个t的时间段。3定时限过电流保护。虽然无时限电流速断保护可以无时限的切除故障电路，但它不能保护线路的全长，限时电流保护虽然可以较小的切除线路全长上任意一点的故障，但它不能做相邻线路故障的后备，因此引入定时限过电流保护，又称三段电流保护，它是指启动电流按照躲过最大负荷电流来整
5、定的一种保护装置。第四章 三段式电流保护整定计算选三段式电流保护作AB线路的保护方案，具体方案实现，设计的有关计算如下：4.1 对P1进行整定（WL1段）I段整定计算无时限电流速断保护为了保证其保护的选择性一般情况下只保护被保护线路的一部分，对于单侧电源供电线路，在每回线路的电源侧均装设电流速断保护，在输电线路上发生短路时，流过保护安装地点的短路电流计算式为如下所示，对于AB段线路=A其中Ex=，输电线路的额定线电压。为保证选择性，保护装置的启动电流应按躲开下一条线路出口处（B点短路时，通过保护的最大短路电流（最打运行方式下的三相短路电流）来整定。即从而P2后发生各种短路时，保护P1不动作，即
6、 （1）起动电流 （取）（2）保护范围（灵敏度）校验按规定，在最小运行方式下，速断按保护的范围的相对值时，为合乎要求，即当系统为最大运行方式三相短路时保护范围最大，当系统为最小运行方式两相短路保护范围最小，因此求保护范围是考虑最小运行方式：=其中代人上式得保护范围：=18.1km 则=15%满足要求。 （3）动作时限t=0.5II段整定计算：由于无时限电流速断不能保护线路的全长，因此考虑增加一段新的保护，用来切除本线路的上速断范围以外的故障，同时也能作为无时限速断保护的后备保护，这就是限时电流速断保护。称为II段电流保护，由于要求限时电流速断保护必须保护线路的全长，因此它的保护范围必然要延伸到
7、下一条线路中去，这样当下一条线路出口处发生短路使，它就会误动作，为了保证动作的 选择性，就必须使保护的动作有一定的时限，此时限的大小与其延伸的范围有关，为尽量缩小时限，首先规定其整定计算原则为限时电流的速断的保护范围不超过下条线路电流速断的保护范围；同时动作时限比下一条电流速断保护高出一个t的时间段。 流过下一条线路保护安装地点的短路电流为 =(1)起动电流动作电流按躲过下一条线路的无时限电流速断保护的动作电流进行整定，则 而 ；则 =1.21.1590.855=779.9286A(2)灵敏度效验保护安装的灵敏性，是指在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时，保护装置的反应能力。其高低用灵敏
8、系数来衡量。即 不满足要求，重新选择与仍不满足要求，因此需要重新整定。考虑与相邻线路的II段配合（BC段）=264A，满足要求。(3)动作时限为了保证选择性，限时电流速断保护应比下一条线路无时限电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段，即 III段整定计算：定时限过电流保护反应电流增大而动作，它要求能保护本条线路的全长和下一条线路的全长。作为本条线路的主保护据动的近后备，也作为下一条线路保护和断路器的远后备。其保护范围应包括下一条线路或设备的末端。另外，过电流在最大负荷时，保护不应该动作。(1)动作电流按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自启动电流下继电器能可靠返回来进行整定A(2)灵敏度校验要
9、求对本条及下一条线路或设备相间故障都能有反应，其反应能力用灵敏系数衡量。本条线路的近后备的灵敏系数规定为近后备 满足要求。下一条线路远后备灵敏系数规定为远后备 满足要求。 (3)整定时间由于电流III段保护的范围很大，为保证动作的选择性，其保护动作延时应比下一条线路的电流III段的动作时间长一个时限阶段，即；下一条线路电流段的动作延时4.2 对P进行整定（WL2段）：I段整定计算(1)启动电流通过保护的最大短路电流（最打运行方式下的三相短路电流）来整定 A(2)灵敏度（保护范围）为保证在最小运行方式下，速断按保护的范围的相对值合乎要求，即保护范围=19.2043km 其中(3)动作时限 t=0
10、III段整定计算因为AB段的III段保护不仅保护其本条线路的全长，而且保护BC段的全长，这与BC段的II段的保护功能相同，从经济性方面考虑，不再对其进行II段保护。直接进行III段保护(1)启动电流 (2)灵敏度作为本条线路的近后备： ，满足要求作为下条线路的远后备 满足要求。4.3 对P3进行整定(WL3段)由于P3保护的仅仅是线路的末端，故只需对其进行III段定时限过电流保护。(1)启动电流按躲开被保护线路的最大负荷电流 ，且在自启动电流下继电器能可靠返回来进行整定(2)灵敏度作为末端只需考虑作为本条线路的近后备即可，而不考虑远后备的灵敏度校验。 不满足，所以 只要对WL3进行过负荷保护。
11、对WL3过负荷保护动作电流式中 可靠系数，取1.05；返回系数，取0.85；电流互感器的变比；电缆线路的额定电流。过负荷保护一般以长延时动作于信号，左右各点短路时电流大小即整定电流的列表：单位（A）WL1WL2WL31029.41590.852201347.2483.42264709.026_779.93_1616.64310.59第五章 电流互感器变比计算机型号的选择（1）电流互感器变比因为AB线路的启动电流为1616.64A，所以电流互感器的便比为=1616.64/5=323.328（2）电流互感器型号的选择：在电力系统中供检测仪表和控制回路使用的电流互感器，其二次侧都是5安培。而常用的电
12、力系统中的电流互感器变比有： 10000/5、5000/5、3000/5、2000/5、1500/5、1000/5、800/5、750/5、600/5、500/5、400/5、350/5、300/5、250/5、200/5、150/5、100/5、75/5、50/5、30/5、20/5等规格的。由于线路AB段的最大负荷电流为1616.64A ，选择2000/5的电流互感器二次侧电流： Iset.1./2000/5=1347.2/400=3.368A Iset.1./250/5=779.9286/400=1.95A Iset.1./250/5=323.529/400=0.81A根据以上数据，选择
13、电流互感器型号为：LDC-10.1第六章 原理图的设计针对本次电流继电保护，采用不完全星形接线，为保证在不同线路上发生两点或多点接地时能切除故障，电流互感器必须均装在同名的两项上，一般接在A，C相上。三相星形接线需要三个电流互感器，三个电流继电器和四个二次电缆，相对于两项星形接线，其经济性较差，接线较为复杂;在中性点直接接地网中，能反映单项接地故障。两项不完全星形接线不能反映B相接地故障。实际上，本次的设计为中性点不接地，单相接地只是采用正序电流保护来切除的，因此，完全星形接线方式的这种优越性无多大意义。 综上所述，由于不完全星形接线较为简单经济；采用不完全星形接线方式可以保证有三分之二的机会
14、之切除一条线路，这一点较完全星形接线优越。因此，不完全星形接线方式广泛应用反映相间短路故障的电流保护。 当采用两相不完全星形接线时，因B相上没有电流继电器，所以不能反映B相的最大电流，故灵敏度只有三相完全星形接线时的一半，为克服这一点，可在不完全星形接线的中性线上接入一个电流继电器，流过这个继电器的电流大小与B相电流相等。使之与三相短路故障的灵敏度相同。这种接线亦称为二项三继电器接线。这正是该设计的最优选择。设计原理图如图一所示展开图如图二所示。各段时限配合分析由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而又选择性地切除故障，常常将电流速断、限时电流
15、速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。为具有阶段式配合方式的装置配置情况，当全网任何地方发生短路时，如果发生断路器和保护装置拒绝动作的情况，则故障都可以在0.5秒内时间给予切除。具体的时限配合图如附图三。第七章 结论电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于不同的原则来选择起动电流。即速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而又选择性地切除故障
16、，常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时速断加过电流保护，也可以三者同时采用。无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。综上所述，电流保护是根据网络发生短路时，电源与故障点之间电流增大的特点构成的。无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电
17、流为整定的原则，它是靠动作电流的整定获得选择性。带时限电流速断保护则同时依靠动作电流和动作时间获得选择性，并要与下一线路的无时限电流速断保护相配合。过电流保护以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可靠返回为整定原则。它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。第八章设计心得体会 通过对继电保护课程设计两周的学习，让我进一步的巩固了所学的专业理论知识，在继电器过流保护方面有了重新的认识。使我发现了在平时的学习过程当中没有暴露出来的问题，同时我还学会了相关电力系统继电保护工具书的使用，如何快速的找到自己想要的有用信息。通过学习我知道继电器是一种根据电量(如电压,电流,)或非电量(如时间,
18、转速,温度,压力等)的变化发出触点信号(断开或接通),用以控制和保护电器装置。先前对继电器的认识只是基于课本上的介绍,并没有真正弄懂它,当我重新认识继电器的时候,发现我对它的了解真是太少了。通过自己看以前的工厂供电,以前模糊的地方都有了新的认识。在做设计过程中，了解了生活中经常由继电保护保护方面出现的问题。例如由继电器的选择不当，引起电线路起火；用户触电致死的等等。通过这次设计，也将会对我找工作大有帮助，乃至在以后生活中解决这方面打下基础。总之，这次课设对我受益非浅。第九章 参考文献1: 贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理第二版M，北京，水利电力出版社，19852：马长贵.高电网继电保护原理
19、M，北京：水利电力出版社，19873：毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答 第二版M，北京：中国电力出版社19994：范锡普发电厂电气部分M，北京，中国电力出版社，19875：许建安.电力系统微机继电保护M，北京，中国水利水电出版社，20016: 何仰赞，温增银.电力系统分析第三版M，武汉,华中科技大学出版社，20027:陈悦.电气工程毕业设计指南电力系统分册M，北京，中国水利水电出版社，20088:芮静康.现代工业与民用供配电设计手册M，北京，中国水利水电出版社，20049:胡虔生，胡敏强.电机学M，北京，中国电力出版社，200510:刘介才，工厂供电第四版M，北京，机械工业出版社，200411：西北、东北电力设计院电力工程设计手册第二册，上海科学技术出版社出版，1981附图一附图二附图三