继电保护定值计算课程设计

1、课程设计报告( 2010 - 2011 年度第 1 学期) 名称：继电保护定值计算题目：保护定值计算院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：肖仕武设计周数：2 周成绩：日期：年月日课程设计（综合实验）报告1 一、课程设计(综合实验 ) 的目的与要求1.课程设计的目的1.1 巩固电力系统继电保护原理课程的理论知识，掌握运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。1.2 通过对国家行业颁布的有关技术规程、规范和标准学习，建立正确的设计思想，理解我国现行的技术政策。1.3 初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。1.4 提高计算、制图和编写技术文件的技能。2.对课程设计的要求1.1 理

2、论联系实际。对书本理论知识的运用和对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况，切忌机械地搬套。1.2 独立思考。在课程设计过程中，既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导，也可以在同学之间展开讨论，但必须坚持独立思考，独自完成设计成果。1.3 认真细致。在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。二、设计（实验）正文1.某一水电站网络如图4 所示。已知：a.发电机为水轮立式机组，功率因数为0.8、额定电压6.3kv 、次暂态电抗为0.2，负序阻抗为0.24；b.水电站的最大发电容量为25000kw，最小发电容量为5000kw

3、 ，正常运行方式发电容量为25000kw；c.平行线路l1、 l2 同时运行为正常运行方式；d.变压器的短路电压均为10，接线方式为yd-11，变比为38.5/6.3kv 。e.负荷自起动系数为1.3 ；f.保护动作是限级差t 0.5s ；g.线路正序电抗每公里均为0.4 ，零序电抗为3 倍正序电抗；试求： （注：由于电压互感器和电流互感器的变比未知，计算结果均为一次值）a. 确定水电站发电机、变压器相间短路主保护、后备保护的配置方式；(一) 对于水电站发电机，相间短路保护的主保护采用纵联差动保护，后备保护应配置低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序电流保护和阻抗保护。发电机主

4、保护采用比率制动式纵联差动保护，整定计算如下：图 4 课程设计（综合实验）报告2 1)计算发电机额定电流一次侧额定电流kaupigngngn573.08 .03 . 635cos32)确定最小动作电流a9 .1713.57a573.03.01.03.01 .0min.kiignset取 0.2 倍额定电流，动作值为114.6a 3)制动特性拐点电流aiignres4.4585738.08.0min.4)确定制动特性曲线斜率k 机端保护区外三相短路时流过发电机的最大短路电流kaupxigngndk864.28.03 .6352. 01cos313max.差动回路最大不平衡电流aikkkiktst

5、unpunb4 .28628641.05.00. 23max.max.最大动作电流aikiunbrelset3 .3724.2863.1max.max.则107.04.45828646 .1143 .372min.3max.min.max.resksetsetiiiik5)灵敏度校验按发电机与系统断开且机端保护区内两相短路时的短路电流校核流入差动回路的电流kaupxxigngnk255.28.03.63524.02 .03cos3132 制动电流aiikres11275 .0相应的动作电流aiikiiresressetop1 .1864.4581127107.06 .114min.min.灵敏

6、系数61.1861127opkseniik，满足要求。6)差动速断动作电流aiigni229257344(二) 对于变压器，相间短路的主保护采用纵联差动保护，并配置复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护作为后备保护。b. 确定 6qf 断路器的保护配置方式，计算它们的动作定值、动作时限，并进行灵敏度校验；电流速断保护定值计算如下：系统等值电路的参数标么值，选取mvasb3.6，各部分等值参数如下：发电机202.058. 03 .62 .0 *gx变压器105.0*tx课程设计（综合实验）报告3 输电线路074.0373.6404.02*bcx103.0373 .6564.02*cdx

7、系统等值阻抗图如下：无时限电流速断保护按躲过本线路末端发生短路时的最大短路电流整定。最大短路电流ausxxxxibcdbctgk5.335103. 0037. 0052. 0101. 03733. 635 .05 .05 .01*max.动作定值aikikrelset6.4025 .3352.1max.6电流速断保护保护范围校验：03 .6371326.04026.02374. 012122*6.6minbsetcdsuziuzl保护范围校验不满足要求因为该保护位于保护的最后一级，且因为系统运行方式变化大，一般的电流保护均无法满足要求，故采用距离保护。配置距离保护段和段，整定计算如下：距离保护

8、段为无时限的速动段，整定阻抗92.174.0568 .016zlkzcdrelset距离保护段按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定2.180528.037395.0395.095.02max2max.min.suiuznlnlcdcd距离保护段整定值26.962. 13 .12. 12.180min.6ressrellsetkkkzzcd距离保护段灵敏度校验5 .13 .44 .05626.96z6cdsetsenzk灵敏度满足要求距离保护段动作时间：06tc. 确定平行线路l1 、l2 的的 1qf、3qf 相间短路主保护和后备保护，计算它们的动作定值、动作时限，并进行灵敏度校验；因为系统运行

9、方式变化大，一般的电流保护均无法满足要求，故采用距离保护。由于距离保护段在霜回线并列运行时线路末端短路时易误动，故配置距离保护段和段。以 1qf 为例， 整定计算如下：课程设计（综合实验）报告4 距离保护段为无时限的速动段，整定阻抗8.124.0408.01zlkzbcrelset距离保护段按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定2.180528.037395.0395.095.02max2max.min.suiuznlnlbcbc距离保护段整定值26.962. 13 .12 .12.180min.1ressrellsetkkkzzbc距离保护段灵敏度校验5 .164.04026.96z6bcset

10、senzk灵敏度满足要求距离保护段动作时间：sttt5.0613qf 的整定计算过程和结果与1qf 相同d. 假设平行线路l1、l2 两侧配置有三相重合闸，计算三相重合闸装置的整定值。三相重合闸时间st1e. 继电保护6qf 的接线图及展开图。课程设计（综合实验）报告5 2.已知一配电网络如图1 所示。已知：a. 系统中各变压器参数如图所示，忽略变压器电阻；b. 变压器 t1 与 t2 之间的电缆l1 参数：)/(153.01kmr，)/(119.01kmx，130rr,130 xx母线 la 与 le 之间的电缆l2 参数：)/(163.01kmr，)/(087.01kmx，130rr,13

11、0 xx。c. 变压器 t1、t2 参数如图中所示，其中变压器t1 中性线阻抗z0=20。d. 高压母线ha 以上部分的在10kv 电压等级下系统阻抗为：0 .2max.hasx，0.1min.hasxe. 低压 0.4kv 开关 cb510 下级直接与负荷相连，400a 为其额定电流。低压开关cb504、cb505 也是如此。试求：a.电力系统中各断路器所配置的电流三段式保护进行定值整定，进行灵敏性校验；(一) 短路计算系统各部分的等值阻抗标么值，选取基准容量mvasb4，基准电压为平均电压高压母线ha 以上部分0726.05 .1040.222max.max*.usxxbhashas036

12、3.05.1040.122min.min*.usxxbhashas变压器 t1 和 t2 课程设计（综合实验）报告6 06.04406.0* 1tx12.02406.0*2tx电缆线路l1 和 l2 00805.037418153.02*1lr00626.037418119.02*1lx815.04.042.0163.02*2lr435.04.042.0087.02*2lx系统等值阻抗图如下：系统最大运行方式下电缆线路l1 末端三相短路时auszxxiblthaslk7 .606373103.0431*1* 1min*.max. 1.系统最小运行方式下电缆线路l1 末端两相短路时auszxxi

13、blthaslk9.38837139.0243123* 1* 1max*.min. 1.系统最大运行方式下变压器t2 末端三相短路时ausxzxxibtlthastk3 .280373223.0431*2* 1* 1min*.max.2.系统最小运行方式下变压器t2 末端两相短路时ausxzxxibtlthastk7 .20837259. 0243123*2*1* 1max*.min. 2.系统最大运行方式下电缆线路l2 末端三相短路时kauszxzxxibltlthaslk48.54.0305.1431*2*2*1* 1min*.max. 2.系统最小运行方式下电缆线路l2 末端两相短路时k

14、auszxzxxibltlthaslk645.44. 008.1243123*2*2*1* 1max*.min. 2.(二) 整定计算电流保护段整定课程设计（综合实验）报告7 对 cb107 动作电流aikilkrelset04.7287.6062.1max.1.107.对 cb108 动作电流aikitkrelset36.3363.2802.1max.2.108.对 cb503 动作电流kaikilkrelset576.648.52.1max.2.503.对 cb506 动作电流kaiiset2.340088max506.对 cb504 动作电流kaiiset2.340088max504.对

15、 cb505 动作电流kaiiset450088max505电流保护段保护范围校验对 cb107 04371326.0728. 0237194.012122*107.1107minbsetlsuziuzl对 cb503 msuziuzlbsetl7.10744 .02628.0576.624. 0185.012122*503.2503min电流保护段整定对 cb107 动作电流aikiset37036.3361.1108setrel107对 cb108 动作电流aikisetset2.78374 .065761.1503rel108.对 cb107 动作时间stttsetset5 .01081

16、07对 cb108 动作时间stttsetset5 .0503108电流保护段灵敏度校验对 cb107 05.13709 .388107.min. 1.107setlkseniik对 cb108 67.22.787 .208108.min.2.108settkseniik电流保护段整定对 cb107 动作电流aikkkilressrelset36.24374 .013009. 03 .12.1max.1107.对 cb108 动作电流aikkkitressrelset36.24374 .013009. 03 .12.1max.2108.对 cb503 动作电流kaikkkilressrelse

17、t56.19009. 03 .12.1max.2503.课程设计（综合实验）报告8 对 cb506 动作电流aikkkiressrelset3.6934009.03 .12. 1max.506506.对 cb504 动作电流aikkkiressrelset7.8665009.03 .12. 1max.504504.对 cb505 动作电流aikkkiressrelset3.6934009.03.12. 1max.505505.电流保护段动作时间整定对 cb107 动作时间stttsetset0 .2108107对 cb108 动作时间stttsetset5 .1503108对 cb503 动作

18、时间ststset0.15.0503对 cb506 动作时间stset5 .0506对 cb504 动作时间stset5 .0504对 cb505 动作时间stset5 .0505b.对系统中所配置的零序电流保护进行定值整定，进行灵敏性校验；根据系统的中性点接地方式，可知在cb107 上，可配置零序电流保护段和段，整定计算如下：l1 线路末端母线发生接地短路故障时，各序阻抗分别为：103. 0min*.2. 1min*.1.1llzz0686.0*0120*0.1lblzuszz在系统最大运行方式下，l1 线路末端发生两相接地短路故障时，零序电流auszzzzzzzziblllllllllk8

19、 .25937340686.0103.00686.0103.0103.00686.0103.0103.03*01*21*01*21*11*01*21*211, 1max.1.0在系统最大运行方式下，l1 线路末端发生单相接地短路故障时，零序电流auszzzibllllk3.22737340686.02103.0131*01*21*111max.1.0零序电流段aikilkrelset25.9748 .259325.131 ,1max.1.0107零序电流段按躲过l1 线路末端三相短路的最大不平衡电流整定aikkkkilkerstnprelset88.567.6061. 05 .05 .125.

20、1max. 1.107课程设计（综合实验）报告9 零序电流段按本线路末端单相接地短路校验灵敏度0 .488.563.227senk灵敏度满足要求c.对配置继电保护方案进行评价，如有缺陷提出改进措施。对 cb107，通过整定计算可以看出，其电流保护段在系统最小运行方式下对于相间短路故障不具有保护范围且电流保护段的灵敏系数不满足要求，应加入低电压启动元件，降低动作定值，以适应系统运行方式的变化，提高灵敏度或者采用距离保护来替代电流保护。零序电流保护作为系统接地短路故障的主保护，由于受到系统中性点接地方式的影响，在本配电网中，智能应用在l1 线路中。这样，零序电流保护的作用范围，且无法和相邻的线路或

21、变压器配合。课程设计（综合实验）报告10 2.110kv 单电源环形网络如图2 所示。已知：a.线路 ab、 bc、ac 的最大负荷电流分别为230、 150、 230，负荷的自起动系数为1.5；b.网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护、零序电流保护或距离保护，变压器采用纵联差动保护作为主保护，变压器为，d11 接线；c.发电厂的最大发电容量为350，最小发电容量为150（ 2 台发变组停运） ；d.各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时限级差t 0.5s ；e.线路的电抗每公里均为0.4 ，忽律电阻；f.电压互感器的变比110/0.1，ab 、ac 线路电流互感器变

22、比300/5，其它参数如图所示。试求：a.确定继电保护1、 3、 5（或 2、4、 6）的保护配置方式，以及它们的动作定值和动作时限；继电保护1、 3应配置三段式距离保护；继电保护5 应配置距离保护段和段，整定计算如下：系统各部分归算到110kv 侧的阻抗有名值线路164.040abz124 .030bcz204.050abz母线 b 侧一台变压器43.6920115105.02tbz母线 c 侧一台变压器43.6920115105.02tcz距离保护段动作值整定对 1qf 6.131685.01.abrelsetzkz对 3qf 2.101285.03.bcrelsetzkz图 2 课程设计

23、（综合实验）报告11 对 5qf 172085.05.acrelsetzkz距离保护段均为无时限动作，即动作时限0sett距离保护段动作值整定对 1qf 与 3qf 距离保护段配合96.202.10168.03 .1.setabrelsetzzkz按躲过母线b 处变压器电压侧出口短路整定，此处分支系数5.13248min. 1acbcacbcabbzzzzzk65.4743.695.05.1167.05.0min. 11.tbabrelsetzkzkz综上，取较小者，即96.201.setz对 3qf 与 5qf 距离保护段配合4.2617168.05 .3.setbcrelsetzzkz按躲

24、过母线c 处变压器电压侧出口短路整定，此处分支系数4.22048min. 3acacbcabbzzzzk04.12543.694 .2127.0min.33.tcbcrelsetzkzkz综上，取较小者，即4.263.setz距离保护段动作实现整定对 1qf stttsetset5.03.1.对 3qf stttsetset5 .05.3.距离保护段灵敏度校验对 1qf 25. 131.11696.201.1.absetsenzzk满足要求对 3qf 25. 12. 2124.263 .3 .absetsenzzk满足要求距离保护段动作值整定对 1qf 5 .24823.031109.0min

25、.labz，则05.12015.15.12.15 .248min.1.ressrellabsetkkkzz对 3qf 05.38115.031109.0min.lbcz，则1 .18415.15.12 .105.381min.3 .ressrellbcsetkkkzz对 5qf 5 .24823.031109.0min.lacz，则05.12015.15 .12.15.248min.5 .ressrellacsetkkkzz距离保护段动作时限整定对 1qf stttttsetbset5 .2,max1.1.课程设计（综合实验）报告12 对 3qf stttttsetcset0.2,max5 .3.对 5qf，按躲过最大振荡周期整定stset5.15.距离保护段灵敏度校验对 1qf，线路 ab 末端短路时，灵敏系数为5 .15 .71605.1201 .1 .1absetsenzzk满足要求相邻线路bc 末端短路时，灵敏系数为2.13.4121605.1201.1.2bcabsetsenzzzk满足要求对 3qf，线路 ab 末端短路时，灵敏系数为5. 13.15121 .18431.3 .1bcsetsenzzk满足要求相邻线路bc 末端短路时，灵敏系数为2.18