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1、电力系统分析课程设计课题：双侧电源的35KV线路继电 保护的配置及整定计算设计系别：电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化姓 名：雷 猛 战学 号： 0 9 1 4 0 9 2 2 5指导教师：河南城建学院2013年1月15日成绩评定、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）、成绩指导教师签字摘要本次继电保护设计是35KV线路继电保护的配置及整定计算设计。本文首先介绍了此 次设计要点，根据给定35KV线路网络的接线图及参数，进行短路电流进行整定计算，制定 出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。通过对所配置的继电保 护进行整定计算和校验，论证继电
2、保护配置的正确性，并对部分输电线路继电保护回路进行 了设计。【关键词】 短路电流 整定计算 输电线路继电保护15目录摘要 第一章概述1.1 课程设计的目的11.2 课程设计的要求11.3 课程设计的内容11.4 设计步骤2第二章 短路电流和电流保护的整定的计算一2.1 设计的基本资料32.2 短路电流的计算_42.2.1 电线路的阻抗计算42.2.2 AB三段式电流保护的整定值计算及灵敏度的校验52.2.3 AD段三段式保护整定计算及灵敏度的校验62.3 三段式电流保护的交直流的展开图82.4 单向接地故障零序电压保护 9第三章继电器和互感器的选择3.1 继电器设备选择 .103.2 互感器的
3、变比10总结 11参考文献 12第一章概述1.1 课程设计的目的继保护课程设计是配合“电力系统继电保护原理”理论教学而设置的一门实践性课程。主要目的是通过该课程使学生初步掌握继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关“规定”和“设备手册”的使用方法，以及继电保护标准图的绘制等。1.2 通过该课程设计使学生达到以下几点要求(1)、巩固和加深对继电保护基本知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力。(2)、培养学生根据课题需要选学参考资料的自学能力。通过独立思考、钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。(3 )、通过对实际系统的设计方案的分析比较、计算、设备选择、或数字仿真等环节，初步 掌握继电保护系统
4、的分析方法和工程设计方法。(4)、了解相关的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果、正确绘制电路图等。(5)、通过课程设计实践，培养学生建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。1.3设计任务(1)、选出线路XL1A侧,XL4线路电流互感器变比。(2)、选出线路XL-1A侧,XL4线路保护方案并作出整定计算。(3)、选出所需继电器的规格 、型号。(4)、绘制出XL1,XL4继电保护展开图。(5)、变电所A母线的两条引出线XL1,XL4共用一快保护屏，并按中心线对称布置，绘制 出屏面布置图及设备表。(6)、写出说明书。1.4设计步骤1 .设计资料的分析与参数
5、计算；选取基准值，计算各元件参数的电抗标么值：选取 XL-1,和 XL-4线路电流互感器变比。2 .系统运行方式；确定系统运行方式，计算系统最大阻抗和系统最小阻抗。3 .短路电路计算；选择短路点，求各短路点最大运行方式下的三相短路电流，最小运行方式 时的两相短路电流，求短路电流时要绘制等值电路图。4 .电流保护整定计算；确定电流保护的动作电流，动作时限并进行灵敏度的校验。5 .继电保护回路展开图；绘制电流保护的直流回路和交流回路展开图。6 .对电流保护的评价第二章 短路电流和电流保护的整定的计算2.1 设计的基本资料某双侧电源的35KV线路网络接线如下：已知：(1)、电厂为3台3M6000KW
6、、电压等级为6、3KV的有自动电压调节器的汽轮发电机，功率因数cos中=0.8,X d =0.125, X2 =0.15,升压站为2台容量各为10MVA的变压器Ud =7.5%, 各线路的长度 XL1 为 20KM ; XL2 为 50KM ; XL3为 25KM ; XL4 为 14KM ;XL 5 为 40KM(2)、电厂最大运行方式为3台发电机2台变压器运行方式，最小运行方式为 2台发电机2台变 压器运行方式；XL1线路最大负荷功率为10MW, XL4线路最大负荷功率为6MW。(3)、各可靠系数设为：KIK =1.2, KIIK =1.1 , KIIIK =1.2 , XL1 线路自起动
7、系数 KZq =1.1,XL4线路自起动系数KZq =1.2, XL5线路过流保护的动作时限为1.6秒，XL3线虫& C侧过 流保护的动作时限为1.秒，保护操作电源为直流220V。(4)、系统最大短路容量为135MVA，最小短路容量为125MVA。2.2 短路电流计算2.2.1 线路的阻抗计算选取基准值SB=100MVA Uav=UB=37KVXL=0.4电机容量6000SN = cos= 7500KV A发电机的阻抗变压器的阻抗线路的阻抗SdXg = XdXbUd%S100 103KV A=0.125 =1.67Sn100SN7500KV A100MV A = 0.0750.7510WV A
8、Xli二ZLBUav2=20 0.4372= 0.58Xl2二 ZLSB2=50 0.4100_ 2=1.46Uav237SB100XL3=ZL9=25 0.4= 0.73U av372SB100Xl4=ZL2=14 0.4_ 2= 0.41Uav237SB100XL5二ZL2=40 0.4cr2=1.17avmax=1 3MVA =，3UavIdmaxSmin =125MVA= 3UavIdminXdmin得系统最小阻抗:Uav =10.12- 3I dminXd系统最大阻抗：maxUav =10.963I d min系统最小阻抗标么值:Xsysmin =Zdmin =0.74UavXsys
9、max =Zdmax系统最大阻抗标么值:-SB2 = 0.80Uav35KV下的电流基准值:I - SbIB 3Ub100 1033 37= 1.560 KA系统中各点短路电流计算如下:BCDEFI d max10285241370673468I d min7544161027544374A)A)2.2.2 AB三段式电流保护的整定值计算及灵敏度的校验AB三段式保护等效电路图如下:电流保护的整定值计算:L1段的I段整定值:/actA =kreJ X I(3 dmax =1.2 父 0.662 父 1560 = 1234 ( A )最小运行下的所保护的长度为 L1的K倍:I actA 37000
10、.3(0.835 0.375 0.58K) 13.72Ksen =28%灵敏度满足要求1500。L1段的R段整定值：Inact An=k . I . _ rel act B= 1.1 629 = 692 AKsenIBI 口 actA7541.09692L3段的I段整定值:IIactCkrei I 3 = 1.2 468 = 562 A最小运行下的所保护的长度为 L3的K倍:I IctC =370003(0.556 0.375 0.584 1.46 0,73K) 13.7Ksen =18%灵敏度满足要求1500由于灵敏系数 1.3,所以L1段的II段整定动作时间加 0.5S的延时，动作值与L2
11、段的R段整定动作值配合。则有:I 口 actB =krelIctC = 1.1 父 562 = 618 A )L1 段的 R 段整定值：I ctA = k J -超=1.1 * 618 = 680( A )KsenIB2754 1 11=1.11I act 680因为灵敏度满足要求 1.3，所以仍不能满足要求，因此降低整定值为580安培，此时灵敏度为1.3,满足灵敏度要求，同时保护区延伸到BC段I段之前满足R段的保护范围要求，因此设定其动作时限为0.5s. ,皿L1段的田段整定值：I actA 二皿、Kei Kast Ir = 210(A)Kresen A7543.6210 动作时限为2s,满
12、足要求:K sen B4161.98210动作时限为1.5S,满足要求;2.2.3 AD段三段式保护整定计算及灵敏度的校验AD段等效电路图如下:XsysNf_AAAL3 L2 L1AAA_AAA/ / .XGXT当3台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时;*X1X20.935 (2.77 0.74)0.73820.935 (2.77 0.74)”阻卫工口:0.7 4 09 0.935 (2.77 0.80)当2台发电机投入运行，系统阻抗分别为0.74和0.80时:*X3131=091.21 3.51*X41.21 3.571.21 3.57=0.9L4 段的 I 段整定值：I =
13、 Ke (3 )=337。= 1644 (A)最小运行下的所保护的长度为 L4的K倍：I actD二 16443700033(0.7382 0.41K) 13.72Ksen =20%灵敏度满足要求15 00L4 段的 R段整定值：5 =kre/actE =1.1.2m673 = 888(A)KsenId21031I 口 actD888= 1.16由于灵敏系数1.3,为了保证选择性，所以L4段的R段整定动作值降低，降低为 810安培，此时灵敏度为1.3,满足灵敏度要求，同时其保护范围达到del段保护范围之前满足R段保护范围的要求,所以整定其动作时限为0.5s.L4段的田段整定值:m 乂KreiK
14、astxIrreast- = 125(A)出IXI actD =、reK _sen D1028 cc=8.2125动作时限为2.1s满足要求:KsenE544，c4.3125 动作时限为1.6s,满足要求:2.3三段式电流保护的交直流的展开图电流三段式保护的原理极限图交流电流回路直流回路的展开图-wc电流速断保护限时用流速断保护过电流保护2.4零序电压保护（绝缘监视原理装置接线图）3.1继电气设备选择根据以上计算参数就可以选择合适的继电设备如下表:设备型号技术参数高压断路器LW38-126额定电压：126kv额定枷率：50hz额定短路开路电流：40KA额定峰值耐受电流100KA电流互感器LGB
15、-11kv额定电压:35kv, 66kv, 110kv, 220kv额定电流可达3150A或更大绝缘水平：147kv过电流继电器ERI-AH-H测量范围：10至9999A （交流）过电流响应时间：小于或等于30ms标准辅助工作电源：75至265AC或70至360VDC时间继电器JS-48S/1Z工作电源：AC220V （标准）、380 50-60HZDC24v、12v延时范围:.0.01 至 99.99s 1s 至 99m99s/延时精度：0.05%以下电压误差：正负1%以下触头容量：5A/250VAC3.2互感器的变比AB段：I段电流互感器变比：1500/5II段电流互感器变比：600/5田
16、段电流互感器变比：300/5AD段：I段电流互感器变比：2000/5n段电流互感器变比：1000/5m段电流互感器变比：1000/5总 结通过这一周的课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识 面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。这次课程设计首先使 我巩固和加深专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力。其次通过大量参数计算， 锻炼技术设计的综合运算能力，参数计算尽可能采用先进的计算方法。通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题 能力，从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本 次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。在这次设计中，我深深 体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。这次设 计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，这将对我们今后的学 习、工作大有裨益。在此衷心再次感谢老师的悉心教导和各位同学的帮助！参考文献1电力工程电气设计手册.电气二部分.北京.中国电力出版社，19982继电保护整定计算.电力出版社，19963电力系故障分析.北京.高等教育出版社，20064电力系统继电保护.北京.北京大学出版社，2006