双侧电源的35KV线路继电保护课程设计报告书

1、.专业整理 .目录1 引言 11.1 课程设计的目的 11.2 设计任务 11.3 对电力系统继电保护的基本要求 12 短路电流和电流保护的整定计算 22.1 设计容和要求 22.2 线路的阻抗计算 22.3 选出线路电流互感器变比 32.4 系统中各点短路电流计算 43 整定计算 53.1 线路 XL-1A 段整定计算 53.2 线路 XL-4 段整定计算 64 继电器的规格型号 84.1 断路器参数选择 84.2 电压互感器的参数选择 84.3 电流互感器的参数选择 94.4 继电器的选择 104.5 保护屏的设备表 105 继电保护展开图 115.1 XL-1 继电保护展开图 115.2

2、 XL-4 继电保护展开图 126 总结 12附录 屏面布置图 12参考文献 13.专业整理 .1 引言1.1 课程设计的目的继电保护课程设计是配合 电力系统继电保护 理论教学而设置的一门实践 性课程。通过本课程设计， 使学生掌握和应用电力系统继电保护的设计、 整定计 算、资料整理查询和电气绘图等使用方法。 在此过程中培养学生对各门专业课程 整体观的综合能力， 通过较为完整的工程实践基本训练， 为全面提高学生的综合 素质及增强工作适应能力打下一定的基础。本课程主要设计35K V线路继电保护的原理、配置及整定计算，给今后继电保护的工作打下良好的基础。1.2 设计任务（1）选出线路XL 1A侧，X

3、L 4线路电流互感器变比。（2）选出线路XL 1A侧，XL 4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XL 1, XL 4继电保护展开图。（5）变电所A母线的两条引出线XL 1，XL 4共用一块保护屏，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。1.3 对电力系统继电保护的基本要求1）选择性。继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从 电力系统中切除， 使停电围尽量缩小， 以保证系统中的无故障部分仍能继续安全 运行。2）速动性。继电保护的速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除 故障设备。故障后, 为防止并列运行

4、的系统失步 ,减少用户在电压降低情况下工作 的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。3）灵敏性。继电保护的灵敏性是指保护装置对于其应保护的围发生故障的 反应能力。4） 可靠性。继电保护的可靠性是指保护装置在电力系统正常运行时不误动 ; 再规定的保护围发生故障时，应可靠动作 ; 而在不属于该保护动作的其他任何情 况下，应可靠的不动作。 （主保护对动作快速性要求相对较高；后备保护对灵敏 性要求相对较高。）2短路电流和电流保护的整定计算2.1设计容和要求原始资料：某双侧电源的35KV线路网络接线（如下图）:图2.1网络接线图已知：（1）、电厂为3台3' 6000KW电压等级为6、3K

5、V的有自动电压调节器的 汽轮发电机，功率因数cosj=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 XL 1为20KM XL 2为50KM XL 3 为 25KM XL 4 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；XL 1线路最大负荷功率为10MW，XL 4线路最 大负荷功率为6MW/（3）、各可靠系数设为：Klrel =1.2，Kllrel =1.1，KIIIrel =1.2，XL 1 线路 自起动系数KMs=1.1，

6、XL 4线路自起动系数KMs=1.2，XL 5线路过流保护的动 作时限为1.6秒,XL 3线路C则过流保护的动作时限为1.0秒，保护操作电源为直 流 220V。（4）、系统最大短路容量为169MVA，最小短路容量为159MVA2.2线路的阻抗计算1、35KV俞电线路长度 L仁20Km L2=50Km L3=25Km L4=14Km L5=40Km线路电抗X=0.4 /Km选取基准值SB=100MVAUav=UB=37KV发电机的阻抗值:XgXd35 26.320.12535 26.323.86X2X23526.320.153526.324.638.18.6系统最大阻抗：6.3kv 侧 In60

7、003 6.3549.904A变压器的阻抗值Xt2Ud 35100 1027.5359.2100 10各线路的阻抗值:XL1=L1X X=20X 0.4=8 QXL2=L2X X=50X 0.4=20 QXL3=L3X X=25X 0.4=10 QXL4=L4X X=14X 0.4=5.6 QXL5=L4X X=40X 0.4=16 Q由W max169MVA .3UavIdmaxSdmi n159MVA -,3UavIdmin得系统最小阻抗:Xdmin系统最小阻抗标么值：XsysminZd min 0.59U av系统最大阻抗标么值：SXZB 0 63sysmaxdmax2U av35KV下

8、的电流基准值：sb100 43一IBB1.56KA,3UB3 37dmax2.3选出线路电流互感器变比1、变压器一次额定电流35KV侧In 10000 A 164.96AV3 352、线路XL-1A侧,XL-4线路电流互感器变比 35kv侧计算变比N= 3 164.962=57.146变比选取300/556.3kv 侧计算变比 N= 3 549.904 =190.492 变比选 1000/552.4系统中各点短路电流计算1、当A点短路时，系统等效阻抗计算图如下:图2.2 A点短路时的等效阻抗计算图当系统在最大运行方式下时:短路点左边的等效阻抗:X1Xg3Xt23.869.195.88短路点右边

9、的等效阻抗:X2Xl1Xl2Xl3系统短路阻抗:X Ad maxX1X2短路电流:X1Xg3X2Xl1Xl2Xl3当系统在最小运行方式下时:短路点左边的等效阻抗:短路点右边的等效阻抗:X2系统短路阻抗:X d min8 20108.146.15.8846.1X1 X25.88 46.15.2XT 167 0F 0.9317X d minX1X2X1X20.58 1.46 0.73 0.590.9317 3.360 7290.9317 3.363.36'* X1 Ad minX1XgXl1Xl2X Ad min1.370.729Ib1.3715602140AX22Xl3Xt2Vd max

10、3.86 4.63 9.198.848 20 108.646.67.43X1 X2短路电流:X1Xg X 2 Xt1.67 0.150.751.2852 222X2Xl1 X L2XL3X d max0.581.46 0.73 0.633.4X1X20.93XiX2I*10.931.071 Ad minI Ib 1.07 15601677.4A2、其他各点的短路阻抗及短路电流计算类似A点，将计算结果列入下表2-1表2-1短路计算结果相关量ABCD系统X八 d max5.211.3112.6010.818.10Xd m in7.4311.8613.2812.988.6I d max ( A)21

11、4015661591.813572106.5I dmin (A)1677.41356.51485.71155.61950.53整定计算3.1线路XL-1A段整定计算段保护1）动作电流。线路AB末端的最大三相短路电流为Bd maxEsX d minXL11.59kA保护的第 段动作电流为ISetK rel I Bd max 1.91kA2）保护围校验。根据I setL1d m ax得 Xmin3 Es2 I ' setd max因此互61% 20%I ABII段保护Kr'L，一般取为 1.11.2 ,II''''set2Krel ' set

12、l =1.1 1.59kA=1.749kAt2t； tKsen 岭Ln；3565 0.8 1.31.5,不满足要求。降低整定值为1043.46A, set .21749此时灵敏度为1.3，满足灵敏度要求'''段保护'L.max = 10000 A 164.96A3 35'ss.max Kss' L.max 1.1 164.96A181.45 A1'reK'''' K''' K 'rel ss.maxrel ssi L.max''''set1,&

13、#39;K'Kss,1.2 1.1'rerel ss ' L.max164.96256.17AKreKre0.85Ksen'豐罟=5.3>1.31.5,满足要求。'set3.2线路XL-4段整定计算段保护1）线路AD末端的最大三相短路电流为Dd maxEsX d minXl42.23kA保护的第 段动作电流为'set K rel I Dd max2672）保护围校验。根据'setd m ax得 XignS2 I setXd max0.39因此血L 7% 15%1 AD由此可知此段保护不满足要求,采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算和

14、校验:动作电流。扁EsX d minXl42.23kA.1保护围校验。根据Iset、3Es2 X d m ax X L 4得 Xhin3 Esxd max2.64因此匾 47%20%l ab由此可知满足要求。II段保护Kre,，一般取为 1.11.2，I set2Krel I set.1 =1.1 2.23kA=2.453kAt2 t1 tI1155 6Ksen 兰严=址仝0.5 1.31.5,不满足要求。降低整定值为 888.9安I set.22453培,此时灵敏度为1.3，满足灵敏度要求III段保护98.97 A6000 AL.max =A、3 35I ss.max KssI L.max

15、1.2 98.97A 118.76AIIIK relss. maxKrel KssI L.maxIllset1Kre1 reK111 K rel ss *1 L.maxKre1.2 1.298.97167.67A0.85Ksen丄弈 =6.9>1.31.5,满足要求I set4继电器的规格型号4.1断路器参数选择(1) 断路器的额定电压不小于装设电路所在电网的额定电压。(2) 断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续工作电流。(3) 断路器的额定关合电流不小于短路冲击电流。断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流Iekd大于或等于断 路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效

16、值Izk来选择，即Iekd = Izk。(5) 动稳定应满足条件为：ich < idw。ich 三相短路冲击电流的幅值；idw 设备允许通过的动稳定电流(极限电流)峰值。(6) 热稳定应满足条件为：QcK ft。(7) 关于分合闸时间，对于110KV以上的电网，当电力系统稳定要求快速切 除故障时，分闸时间不宜大于0.04s，用于电气制动回路的断路器，其合闸时间 不宜大于0.040.06s。由于线路上最大的短路电流为lxL4max，故选型号为ZW7-40.5的断路器。 4.2电压互感器的参数选择(1) 一次电压 U1: 1.1Un>U1>0.9 Un.Ur为电压互感器额定一次线

17、电压，1.1和0.9是允许的一次电压的波动围, 即为土 10% Un(2) 二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，选用所需二次额定 电压U2n如表3-1所示。表4-1电压互感器二次额定电压选择表绕组主二次1绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中用于中性点不 接地或经消弧 线圈接地系统 中二次额定电压(V)100100/3100100/3准确等级：电压互感器应在哪一级下工作需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。二次负荷 S2: S2W Sn。型式的选择：330kV及以上配电装置，高容量和准确度等级满足要求时，一 般采用电

18、容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器组。而对XL-1A侧电压、电流互感器的选择因为电压互感器的变比为：35 / 0.1，电压互感器的型号：JDJJ-353 一 34.3电流互感器的参数选择一次回路电压：Ug< Un=Ug-为电流互感器安装处一次回路工作电压，Un为电流互感器额定电压。(2) 次回路电流：Ig.max < I1n。Ig.max 为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流，I1n为电流互感器 原边额定电流。(3) 准确等级：电流互感器准确等级的确定与电压互感器的相同，需先知电流互感器二次回路所按测量仪

19、表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求最高的表计来选择。二次负荷S2： S2W Sn。(5)热稳定校验：(Krle1)2t > QdQc为短路热效应；Kr为热稳定倍数，它等于互感器1s热稳定电流与一次额定电流Ie1之比。(6)动稳定校验：(Kdx、2 Ie1 )> ich(2)XL-1A侧 段保护的动作电流与电流互感器的二次侧比值为：1.195984908*2/0.005=478.3939632由此可知电流互感器的变比为：300/5电流互感器的型号：LDJ8- 35XL-4电流互感器的选择，XL-4段保护的动作电流与电流互感器的二次侧比值为：0.16767416*2/0.00

20、5=67.069664由此可知电流互感器的变比为：1000/5电流互感器的型号：LQZ-354.4继电器的选择继电器额定工作电压的选择继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技 术参数。在使用继电器时，应该首先考虑所在电路(即继电器线圈所在的电路)的工作电压，继电器的额定工作电压应等于所在电路的工作电压。一般所在电路的工作电压是继电器额定工作电压的0.86。注意所在电路的工件电压千万不能超过继电器额定工作电压，否则继电器线圈烧毁。线路XL-1A侧的继电保护所需继电器：XL-1B侧短路时，段保护的二次侧动作电流为：I opAXL 1 * (5/300) =1.044230626* (5/300) =0.002088461 (kA)段保护的二次侧动作电流为：I dzAXL 1 * (5/300) =0.256168858* (5/300) =0.000512337 ( kA)所以继电器选用DL-33,2A, 0.5-2A。XL-4所需继电器的规格、型号：XL-4末端短路时，段保护的二次侧动作电流为：I dzXL 4* (5/1000) =0.16767416* (5/1000) =0.000335348 (kA)所以继电器 KS2选用 MY2K-US KM3选用 JL14-12Z、K