继电保护课程设计20051629

PAGE11-一、继电保护课程设计任务书1.1原始资料1.1.1YN,d11牵引变压器保护变量名称变量值变量名称变量值最小运行方式变压器一次侧三相短路电流(A)1775.89过电流保护可靠系数1.2最小运行方式变压器二次侧三相短路电流(A)1429.25低电压保护可靠系数1.2最小运行方式牵引网末端短路电流(A)919.08过电流保护返回系数0.95最小运行方式27.5KV母线电压(kV)24低电压保护返回系数1.05牵引变压器容量(MVA)20牵引变压器过负荷系数1.5牵引变压器一次侧额定电流(A)104.98牵引变压器一次侧母线电压(kV)110牵引变压器二次侧额定电流(A)422.11变压器中性点CT变比32牵引变压器一次侧CT接线系数1.732过负荷保护可靠系数1.45牵引变压器二次侧CT接线系数1二次谐波闭锁条件0.18牵引变压器一次侧CT变比40重瓦斯保护(M/S)0.6~1牵引变压器二次侧CT变比160主变过热(℃)75牵引变压器一次侧PT变比1100主变通风启动信号(℃)55牵引变压器二次侧PT变比275主变通风停止信号(℃)45差流速断保护可靠系数1.2牵引变压器变比420MVA牵引变压器涌流倍数5并联电容补偿装置保护最小运行方式变压器二次侧两相短路电流(A)1429.25电容器组涌流倍数5A相并联电容器组容量()(4并4串连接)1600过电压保护返回系数0.95B相并联电容器组容量()(4并4串连接)1600电流速断保护可靠系数1.3变压器二次侧母线额定电压(kV)27.5过电流保护可靠系数1.05变压器二次侧母线最高电压(kV)31.5谐波过电流保护可靠系数1.2变压器二次侧母线PT变比275差流保护可靠系数1.3电容器组PT变比275电压保护可靠系数1.2A相电容器组CT变比10电流保护返回系数0.95B相电容器组CT变比10差电压保护返回系数0.95A相电容器组额定电流(A)38.1电容器组同型系数1B相电容器组额定电流(A)38.1低电压保护返回系数1.05电容器组额定电压(kV)42差压保护灵敏系数1.5A相馈线保护(下行)牵引网末端最大短路电流(A)1656.321馈线CT变比126最小运行方式牵引网近端15%处短路电流(A)2295.743牵引变压器二次侧母线PT变比275最小运行方式牵引网末端短路电流(A)919.08阻抗保护电抗可靠系数1.2供电臂最大负荷电流(A)1364阻抗保护电阻可靠系数1.1牵引变压器二次侧母线最低工作电压(kV)24电流速断保护可靠系数1.3供电臂长度(km)20.163阻抗保护电阻偏移值(欧)1牵引网单位阻抗电抗值(欧/千米)0.509阻抗保护电抗偏移值(欧)1阻抗保护灵敏角(°)65阻抗保护PT断线电流检测可靠系数1.2牵引负荷阻抗角(°)36.87牵引网单位阻抗电阻值(欧/千米)0.23(不计复线牵引网互感)B相馈线保护(上行)牵引网末端最大短路电流(A)1978.171馈线CT变比80最小运行方式牵引网近端15%处短路电流(A)2405.344牵引变压器二次侧母线PT变比275最小运行方式牵引网末端短路电流(A)1046.38阻抗保护电抗可靠系数1.2供电臂最大负荷电流(A)970阻抗保护电阻可靠系数1.1牵引变压器二次侧母线最低工作电压(kV)24电流速断保护可靠系数1.3供电臂长度(KM)12.14阻抗保护电阻偏移值(欧)1牵引网单位阻抗电抗值(欧/千米)0.509阻抗保护电抗偏移值(欧)1阻抗保护灵敏角(°)65阻抗保护PT断线电流检测可靠系数1.2牵引负荷阻抗角(°)36.87牵引网单位阻抗电阻值(欧/千米)0.23(不计复线牵引网互感)1.1.1QS1QS1TA11TA21TA31TA4计量测量遥控过流差动12QF27.5kVN11QS5TA9TA13QF零序电流3TA9QS5QF9TA211TA1过流11TA2差动18TA115TA115TA218TA211QF10QF9QF8QF7QF13QS14QS15QS16QS17QS18QS19QS20QSMMMM分区亭分区亭MMMM110kVBA图1牵引变电所示意图注：图中仅画出了一台牵引主变压器，接在27.5kV母线的并联电容补偿装置图2给出。25TA25TA2TR22TR122TA113QF21TA127．5kV（A）21TA222TA226TA4TR24TR124TA114QF23TA127．5kV（B）23TA224TA2图2并联电容补偿装置接线示意图1.2设计要求1.2.1设计内容根据原始资料中的牵引变电所相关资料，完成以下继电保护设计：1.完成牵引变电所上下行馈线、主变压器及并联电容补偿装置保护的配置方案设计；2.完成牵引变电所上下行馈线、主变压器及并联电容补偿装置保护的整定计算；3.作出B相并联电容补偿装置保护的原理接线图和交直流展开图。注1：展开图需包括电流电压回路接线图、控制回路接线图和信号回路接线图；注2：不要求对电流、电压互感器的负载能力进行校验，不要求画出屏面布置图、屏后接线图和端子排列；注3：仅要求针对一个断路器画出控制回路。1.2.2设计文件应包括五部分内容1）设计任务书；2）保护配置；3）保护整定计算；4）保护原理图；5）保护展开图；三、变压器保护配置与整定计算3.1主变压器保护配置方案为保证主变压器在系统故障、不正常运行状态下的安全性，主变压器保护配置如下：—差动速断保护；—二次谐波制动的比率差动保护；—三相低电压过电流保护（110KV侧）；—单相低电压过电流保护（27.5KV侧）；—零序过电流保护；—过负荷保护；—重瓦斯保护；—主变过热保护；3.2主变压器保护的整定计算3.2.1差动速断保护整定原则：按躲过变压器空载投入时的最大励磁涌流整定，考虑接线系数。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：二次侧动作电流：其中，为牵引变压器一次侧CT变比，数值为40；为牵引变压器一次侧CT接线系数，数值为1.732。灵敏度校验：按最小运行方式下，电源侧发生两相短路的短路电流进行校验。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：最小运行方式变压器一次侧三相短路电流,则有从而，，满足灵敏度要求。3.2.2二次谐波制动的比率差动保护整定原则：一般按变压器额定电流的0.2-1倍整定，需考虑接线系数。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：二次侧动作电流：灵敏度校验：按最小运行方式下变压器低压侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度校验。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：最小运行方式变压器二次侧三相短路电流,牵引变压器变比为4，则有最小运行方式变压器二次侧三相短路一次侧短路电流：从而,满足灵敏度要求。比率制动特性：制动特性数学表达试为：二次谐波闭锁：，则有;3.2.3三相低电压过电流保护(110KV侧)*动作电流的整定：整定原则：一般按躲过变压器额定电流整定。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：过电流保护可靠系数,过电流保护返回系数，则有二次侧动作电流：灵敏度校验：按最小运行方式下变压器低压侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度校验。，满足灵敏度要求。*动作电压的整定：整定原则：一般按躲过母线最低电压整定。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：低电压保护可靠系数,低电压保护返回系数，则有二次侧动作电压：灵敏度校验：按最大运行方式下，相邻元件末端发生三相金属性短路时，保护安装处的最大残压值来校验。，满足灵敏度要求。动作时限：与变压器低压侧单相低电压过电流保护配合，取0.6s。3.2.4单相低电压过电流保护()*动作电流的整定：整定原则：一般按躲过变压器额定电流整定。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：过电流保护可靠系数,过电流保护返回系数，则有二次侧动作电流：灵敏度校验：按最小运行方式下变压器低压侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度校验。，满足灵敏度要求。*动作电压的整定：整定原则：一般按躲过母线最低电压整定。由Yn,D11牵引变压器基础数据得：低电压保护可靠系数,低电压保护返回系数，则有二次侧动作电压：灵敏度校验：按最大运行方式下，相邻元件末端发生三相金属性短路时，保护安装处的最大残压值来校验。，满足灵敏度要求。动作时限：与馈线的电流保护配合，取0.5s。3.2.5零序过电流保护由于负荷为单相负荷，线路不设零序保护，变压器110KV侧中性点接地时设置。动作电流：按70%的额定电流整定。二次侧动作电流：3.2.6过负荷保护动作电流：按额定电流整定。二次侧动作电流：动作时限：较长，一般取9s。四、并联电容补偿装置保护配置方案及设计4.1并联电容补偿装置保护配置方案为保证并联电容补偿装置在系统故障、不正常运行状态下的安全性，并联电容补偿装置保护配置如下：—电流速断保护；—过电流保护；—谐波过电流保护；—差电流保护；—差电压保护；—过电压保护；—低电压保护；4.2并联电容补偿装置保护的整定计算4.2.1电流速断保护该保护用于断路器到电容器连接端的短路故障。动作电流：按躲开电容器投入时产生的最大励磁涌流进行整定。由并联电容补偿装置基础数据得：二次侧动作电流：灵敏度校验：按最小运行方式下变压器二次侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度校验。，满足灵敏度要求。4.2.2过电流保护用于电容器组内部故障，接地故障保护，也作电流后备保护。整定原则：电容器组电容有10%的偏差，使负荷增大；电容器允许1.3倍额定电流长期运行；合闸涌流不误动。由并联电容补偿装置基础数据得：二次侧动作电流：灵敏度校验：按最小运行方式下变压器二次侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度校验。，满足灵敏度要求。动作时限：躲过并补装置的最大合闸涌流，取0.5s。4.2.3谐波过电流保护动作电流：按等效三次谐波电流为额定电流的1.5倍连续运行2分钟整定。二次侧动作电流：动作方程：动作时限：120s4.2.4差电流保护用于电容器装置接地故障的主保护。动作电流：按投入电容器组产生的涌流可能造成的不平衡电流整定。由并联电容补偿装置基础数据得：二次侧动作电流;灵敏度校验：对于并联电容补偿支路来说，最小短路电流同额定电流，可以用流过并联电容补偿支路的额定电流来进行灵敏度校验。