继保课程设计

继电保护课程设计 题 目: 三段式电流保护设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气F1202 学生姓名： 雷建磊 学 号： 201216040103 指导教师： 邵锐 教师职称： 讲师

评语及成绩：

指导教师： 日 期： 河南工业大学 继电保护课程设计 目 录 1 设计内容 ........................................ 错误！未定义书签。 1.1 课题简介 ................................... 错误！未定义书签。 1.2 具体题目 ................................... 错误！未定义书签。 1.3 要完成的任务 ................................................ 2 2 设计要考虑的问题 ................................................. 2 2.1 设计规程 .................................................... 2 2.1.1 短路电流计算规程 ....................................... 2 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 ............................... 2 2.2 本设计的保护配置 ............................................ 3 3 短路电流计算 .................................... 错误！未定义书签。 3.1 等效电路的建立 .............................................. 3 3.2 保护短路点的选取 ............................................ 4 3.3 短路电流的计算 .............................................. 4 3.3.1 最大方式短路电流计算 ................................... 4 3.3.2 最小方式短路电流计算 ................................... 4 4 保护的配合及整定计算 ............................................. 5 4.1 主保护的整定计算 ............................................ 5 4.1.1 保护I段电流的整定计算 ................................. 5 4.1.2 保护II段电流的整定计算 ................................ 5 4.2 后备保护的整定计算 .......................................... 6 4.2.1 动作电流的计算 ......................................... 6 4.2.2 动作时间的计算 ......................................... 7 4.2.3 灵敏度校验 ............................................. 7 5 二次展开原理图的绘制 ............................................. 7 5.1 原理接线图 .................................................. 7 5.2 交流回路展开图 .............................................. 8 5.3 直流回路展开图 .............................................. 9 6 继电保护设备的选择 ............................................... 9 6.1 电流互感器的选择 ............................................ 9 6.2 继电器的选择 ................................................ 9 7 保护的评价 ...................................................... 10 参考文献 .......................................................... 10 河南工业大学 继电保护课程设计 - 1 - 1 设计内容 1.1 课题简介

《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主

要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。 1.2 具体题目

如图1.1所示网络，系统参数为Un=115kV，1GX=15Ω、Xg3=10Ω， 1L=60km、3L=40km、CBL=50km、DCL=30km、EDL=20km，线路阻抗Xo=0.4Ω/km，IrelK=1.2、

IIrelK=IIIrelK=1.15，maxCBI=300A，maxDCI=200A，maxEDI=150A，ssK=1.5，

Kre=0.85.河南工业大学 继电保护课程设计

- 2 - 图1.1 系统原理网络图 试对线路AB段保护2进行三段电流保护的设计。 1.3 要完成的任务 （1）保护的配置及选择； （2）短路电流整定计算（系统运行方式、短路点、短路类型）； （3）保护配合及灵敏系数校验； （4）保护原理展开图的设计； （5）对保护的评价。 2 设计要考虑的问题

2.1 设计规程 2.1.1 短路电流计算规程 在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时流过有关保护的短路电流，然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下： （1）系统运行方式的考虑 需考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式。 （2）短路点的考虑 求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。 （3）短路类型的考虑 相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。

2.1.2 保护方式的选取及整定计算 采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用河南工业大学 继电保护课程设计 - 3 - 的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。 选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验能否满足灵敏性和速动性的要求。 当采用的保护不能很好地满足选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校正选择性或加速保护动作。 当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性的前提下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。 后备保护的动作电流必须相互配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。

2.2 本设计的保护配置

2.2.1 主保护配置 选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得应使电流1段、2段作为主保护。 2.2.2 后备保护配置 经分析应使过电流保护作为近后备保护和远后备保护。 3 短路电流计算

3.1 等效电路的建立

图3.1 系统等效电路图 由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为： LXZ 河南工业大学 继电保护课程设计 - 4 - 其中，Z—线路单位长度阻抗；L—线路长度。 所以，将数据代入公式可得各段线路的线路阻抗分别为：

L1140(147%)0.423.5()XZL )(16404.03L3LZX )(20504.0CBBCLZX )(12304.0DCCDLZX )(8204.0EDDELZX 经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有两台发电机运行，线路1L、

3L运行，由题意知1G、3G连接在同一母线上，则 smin11G3G3()||()(1523.5)||(1016)15.52GLXXXXX

其中，符号“||”表示并联的意思。 同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有1G和1L运行，相应地有：

SmaxG1L11523.538.5()XXX

3.2 保护短路点的选取

选取B、C、D、E点为短路点进行计算。 3.3 短路电流的计算

3.3.1 最大方式短路电流计算 在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为：

ksΣkZZEZEI



其中，E—系统等效电源的相电动势； kZ—短路点至保护安装处之间的阻抗； sZ—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；K—短路类型系数、三相短路取1，