35KV电网继电保护设计实训报告.docx
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35KV电网继电保护设计实训报告
课程设计实训报告
题目：
专业：
班别：
姓名：
学号：
指导老师：
广东水利电力职业技术学院
目录
第一章35kv电网继电保护设计原始资料
第二章短路电流计算
2.1简化电路图
2.2短路电流计算及成果表
2.2短路电流通过保护装置的曲线图（见附图）
第三章继电保护整定计算
3.1保护5的整定计算
3．1．1保护5的I段
3．1．2保护5的Ⅱ段
3．1．3保护5的Ⅲ段
3.2保护3的整定计算
3．2．1保护3的I段
3．2．2保护3的Ⅱ段
3．2．3保护3的Ⅲ段
3.3保护1的整定计算
3．3．1保护1的I段
3．3．2保护1的Ⅱ段
3．3．3保护1的Ⅲ段
3.4保护2的整定计算
3．4．1保护2的I段
3．4．2保护2的Ⅱ段
3．4．3保护2的Ⅲ段
3.5保护4的整定计算
3．5．1保护4的I段
3．5．2保护4的Ⅱ段
3．5．3保护4的Ⅲ段
3.6保护6的整定计算
3．6．1保护6的I段
3．6．2保护6的Ⅱ段
3．6．3保护6的Ⅲ段
第四章保护配置及说明
1.保护配置图
2.对各保护是否安装方向元件的判断
第五章35KV千伏线路继电保护原理图（见附图）
第六章心得体会
一、35kv电网继电保护设计原始资料
某地有金河和青岭两座电站，装机容量分别为12MW和8MW，各以单回35kV输电线路向城关变电所供电。
金河电站还以一回35kV联络线经110kV中心变电所与省电网连接。
35kV电网的接线示意如下：
主要参数见下表：
1.发电机：
额定容量
Se（kW）
额定电压
Ue（kV）
功率因数
暂态电抗X”d
标么电抗X*F
3000
6.3
0.8
0.2
5.333
4000
6.3
0.8
0.2
4
2.主变压器
额定容量
Se（kVA）
接线组别
短路电压Ud%
标么电抗X*B
7500
Y，dll
7.5
1
10000
Y，dll
7.5
0.75
10000
Y，dll
7.5
0.75
20000
Yn,yno,dll
VdⅠ-Ⅱ=10.5
VdⅡ-Ⅲ%=6.5
VdⅠ-Ⅲ%=18
X*1=0.55
X*2=0
X*3=0.35
3.输电线路：
名称
导线型号
长度（km）
电抗
标么值
有名值（Ω）
金中线
LGJ-120
40
1.168
16
金城线
LGJ-120
10
0.292
4
青城线
LGJ-120
30
0.876
12
最大运行方式：
两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kV母线上的系统等值标么电抗为0.225。
城关变电所总负荷为240A（35kV侧），由金河电站供给110A、青岭电站供给130A。
剩余的110A经中心变电所送入系统。
最小运行方式：
两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110kV母线上的系统等值标么电抗为0.35，城关变电所总负荷为150A（35kV侧），由金河电站供给40A、青岭电站供给65A。
剩余的15A经中心变电所送入系统。
二、短路电流计算
1简化电路图
2短路电流计算及成果表
1当K1点发生短路时，短路电流的计算如下：
最大运行方式下K1点短路的等值电路图
等值电路简化图
最大运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:
XAk1=0.225+0.55/2=0.5
短路电流标幺值为
IKA*=1/0.5=2
有名值为
IKA=2×100/（37×
）=3.12KA
金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为
XBK=1.168+1.833+1.168×1.833/3.918=3.55
XCK=1.168+3.918+1.168×3.918/1.833=7.58
计算电抗为
XJSB=3.55×（4×3/0.8）/100=0.53
XJSC=7.58×（2×4/0.8）/100=0.76
查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为
IB0.2*=1.855IC0.2*=1.329
有名值为
IBK0.2=1.855×15/（37×
）=0.43KA
ICK0.2=1.329×10/（37×
）=0.21KA
最小运行方式下，K1点短路的等值电路图
等值电路简化图
最小运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:
XAk1=0.35+0.55/2=0.625
短路电流标幺值为
IKA*=1/0.625=1.6
有名值为
IKA=1.6×100/（37×
）=2.497KA
金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为
XBK=1.168+6.333+1.168×6.333/5.918=8.75
XCK=1.168+5.918+1.168×5.918/6.333=8.18
计算电抗为
XJSB=8.75×3.75/100=0.33XJSC=8.18×5/100=0.41
查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为
IB0.2*=2.755IC0.2*=2.309
有名值为
IBK0.2=2.775×3.75/（37×
）=0.162KA
ICK0.2=2.309×5/（37×
）=0.18KA
2当K2点发生短路时，短路电流的计算如下：
最大运行方式下K2点短路的等值电路图
等值简化电路图
最大运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:
XAk1=0.225+0.55/2+1.168=1.668
短路电流标幺值为
IKA*=1/1.668=0.6
有名值为
IKA=0.6×100/（37×
）=0.936KA
金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为
XBK=（5.333/2+1）/2=1.833
XCK=0.292+0.876+0.75+4/2=3.918
计算电抗为
XJSB=1.833×（4×3/0.8）/100=0.27
XJSC=3.918×（2×4/0.8）/100=0.391
查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为
IB0.2*=3.175IC0.2*=2.412
有名值为
IBK0.2=3.175×15/（37×
）=0.74KA
ICK0.2=2.412×=0.38KA
最小运行方式下，K1点短路的等值电路图
等值简化电路图
最小运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:
XAk1=0.35+0.55/2+1.168=1.793
短路电流标幺值为
IKA*=1/1.793=0.558
有名值为
IKA=0.558×100/（37×
）=0.87KA
金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为
XBK=1+5.333=6.333
XCK=0.292+0.876+0.75+4=5.917
计算电抗为
XJSB=6.333×3.75/100=0.24XJSC=5.917×5/100=0.30
查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为
IB0.2*=3.433IC0.2*=2.950
有名值为
IBK0.2=3.433×3.75/（37×
）=0.201KA
ICK0.2=2.950×5/（37×
）=0.23KA
按照上述方法，可求得K3、K4、K5、K6、K7、K8点短路时相应的短路电流，计算结果如下表所示
三、继电保护整定计算
将简化电路图分解成下述中的网络
1.保护5的整定计算
1瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.5=KCOIK8.max=1.3×（1.719＋1.588）×6.3/37=0.73KA
灵敏度校验：
Klm=I
（2）K8.min/IⅠOP=（0.41+0.111）/0.73=0.722＜1.2不满足要求
采用瞬时电流电压速断保护的定值为
a.变压器折算到线路的等效长度是：
LT=（Ud%×U2N×103/100SN）/0.4=（7.5×372/100）/0.4=25.67KM
b.主要运行方式时的最大保护区是：
LImain=L/KK≈0.75L=0.75×（25.67＋30）=41.75KM
c.最大运行方式时的等效阻抗：
Xxt.max=ES/I（3）k3.max=（37/
）/（0.7+0.602）=16.41Ω
最小运行方式时的等效阻抗：
Xxt.min=ES/I（3）k3.min=（37/
）/（0.72+0.181）=23.71Ω
主要运行方式下的等效阻抗
Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（23.71+16.41）/2=20.06Ω
d.电流元件动作电流值为
IIop.5=ES/（Xxt.main+X1LImain）
=（37/
）/（20.06+0.4×41.75）=0.581KA
e.电压元件动作电压值为
UIop.5=
IIopX1LImain=
×0.581×0.4×41.75=16.805KV
f.校验：
LImax=Xxt.maxUIop.5/X1（UP-UIop.5）
=（16.41×16.805）/0.4（37-16.805）=23.14KM=61.3%L>50%L
LImin=（0.886ES-Xxt.minIIop.5）/X1IIop.5
=（0.866×37/
-23.71×0.581）/0.4×0.581
=20.329KM=36.5%L>15%L满足要求
2限时电流速断保护Ⅱ段的定值为
IⅡop.5=I
（2）K4.min/Ksen=（0.41+0.111）/1.3=0.401KA满足要求
动作时限t5Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s
3定时限过电流保护Ⅲ段的定值为
IⅢop.5=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.13/0.85=0.352KA
灵敏度校验：
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K4.min/IⅢop.5=0.521/0.352=1.48>1.3满足要求
作为远后备保护
Ksen=I
（2）K8.min/IⅢop.5
=2.392×6.3/（0.352×37）=1.2≥1.2满足要求
保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=1.5s+0.5s=2s
2.保护3的整定计算
①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.3=KⅠrelIK3.max=1.25×（0.7+0.602）=1.628KA
最小保护长度计算
Xxt.min=ES/I（3）k2.min=（37/
）/（0.87+0.201）=19.95ΩXxt.max=ES/I（3）k2.max=（37/
）/（0.94+0.72）=12.87Ω
lmin=1/Kk[0.866L-（KkXxt.min-0.866Xxt.max）/X1]
=[0.866×10-（1.25×19.95-0.866×12.87）/0.4]/1.25
=-20.65KM不满足要求
采用瞬时电流电压速断保护的定值为
a.主要运行方式时的最大保护区是：
LImax=L/KK≈0.75L=0.75×10=7.5KM
b.主要运行方式使得等效电阻：
Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（19.95+12.87）/2=16.41Ω
c.电流元件动作电流值为
IIop.3=ES/（Xxt.main+X1LImain）
=（37/
）/（16.41+0.4×7.5）=1.101KA
d.电压元件动作电压值为
UIop.3=
IIop.3X1LImain=
×1.101×0.4×7.5=5.721KV
f.校验：
LImax=Xxt.maxUIop.3/X1（UP-UIop.3）
=12.87×5.721/0.4（37-5.721）=5.885KM=58.8%L>50%L
LImin=（0.886ES-Xxt.minIIop.3）/X1IIop.3
=（0.886×37/
-19.95×1.101）/（0.4×1.101）
=-6.898KM<0不满足要求
因此，保护3不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护
②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为
与相邻单回路的瞬时电流电压联锁速断保护配合
IⅡop.3=KphIIop.5/Kfz.min=1.1×0.581/1=0.639KA
灵敏度校验：
Ksen=I
（2）K3.min/IⅡop.3=（0.624+0.157）/0.639=1.22<1.3不满足要求
与相邻单回路的限时电流电压速断保护配合
IⅡop.3=KphIⅡop.5/Kfz.min=1.1×0.401/1=0.441KA
灵敏度校验：
Ksen=I
（2）K3.min/IⅡop.3=（0.624+0.157）/0.441=1.77>1.3满足要求
动作时限t3Ⅱ=tⅠlx+△t=1s
③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为
IⅢop.3=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.11/0.85=0.298KA
灵敏度校验：
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K3.min/IⅢop.3=0.781/0.298=2.62>1.3满足要求
作为远后备保护
Ksen=I
（2）K8.min/IⅢop.3
=2.392×6.3/（0.298×37）=1.38>1.2满足要求
保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=2s+0.5s=2.5s
3.保护1的整定计算
①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.1=KⅠrelIK2.max=1.25×0.94=1.175KA
最小保护长度计算
Xxt.min=ES/I（3）k1.min=（37/
）/（2.497+0.165）=8.022Ω
Xxt.max=ES/I（3）k1.max=（37/
）/（3.12+0.43）=6.052Ω
lmin=1/Kk[0.866L-（KkXxt.min-0.866Xxt.max）/X1]
=[0.866×40-（1.25×8.022-0.866×6.052）/0.4]/1.25
=18.139KM>15%L满足要求
②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为
与相邻单回路的限时电流电压速断保护配合
最小分支系数的值为Kfz.min=（0.624+0.157）/0.624=1.252
IⅡop.1=KphIⅡop.3/Kfz.min=1.1×0.441/1.252=0.387KA
灵敏度校验：
Ksen=I
（2）K2.min/IⅡop.1=0.753/0.387=1.95>1.3满足要求
动作时限t1Ⅱ=tⅠlx+△t=1s
③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为
IⅢop.1=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.11/0.85=0.298KA
灵敏度校验：
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K2.min/IⅢop.1=0.753/0.298=2.53>1.3满足要求
作为远后备保护
Ksen=I
（2）K3.min/IⅢop.1
=（0.624+0.157）/0.298=2.621>1.2满足要求
保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=2.5s+0.5s=3s
4.保护2的整定计算
①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.2=KⅠrelIK1.max=1.25×（0.43+0.21）=0.8KA
最小保护长度计算
Xxt.min=ES/I（3）k2.min=（37/
）/（0.201+0.23）=49.565Ω
Xxt.max=ES/I（3）k2.max=（37/
）/（0.72+0.37）=19.60Ω
lmin=1/Krel[0.866L-（KrelXxt.min-0.866Xxt.max）/X1]
=[0.866×40-（1.25×49.565-0.866×19.6）/0.4]/1.25
=-62.253KM不满足要求
采用瞬时电流电压联锁速断保护的定值为
a.主要运行方式时的最大保护区是：
LImain=L/KK≈0.75L=0.75×40=30KM
b.主要运行方式使得等效电阻：
Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（49.565+19.60）/2=34.582Ω
c.电流元件动作电流值为
IIop.2=ES/（Xxt.main+X1LImain）
=（37/
）/（34.582+0.4×30）=0.459KA
d.电压元件动作电压值为
UIop.2=
IIop.2X1LImain=
×0.459×0.4×30=9.54KV
f.校验：
LImax=Xxt.maxUIop.2/X1（UP-UIop.2）
=19.60×9.54/0.4（37-9.54）
=17.02KM<50%L不满足要求
LImin=（0.886ES-Xxt.minIIop.2）/X1IIop.2
=（0.886×37/
-49.565×0.459）/（0.4×0.459）
=-20.822KM不满足要求
因此，保护2不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护
②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为
IⅡop.2=I
（2）K1.min/Ksen
=（0.143+0.159）/1.3=0.232KA
动作时限t5Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s
③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为
IⅢop.2=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.11/0.85=0.298KA
灵敏度校验：
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K1.min/IⅢop.2=0.302/0.298=1.01<1.3不满足要求
采用低电压闭锁定时限过电流保护的定值为
电流元件动作电流值为
IⅢop.2=KkIL.max/Kh=1.2×0.11/0.85=0.155KA
电压元件动作电压值为
UIop.2=KkUg.min/Kh=0.9×0.9×35/0.85=33.353KV
灵敏度校验
Ksen=I
（2）K1.min/IⅢop.2=0.302/0.155=1.948>1.3满足要求
保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=1.5s+0.5s=2s
5.保护4的整定计算
①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.4=KⅠrelIK2.max=1.25×0.37=0.463KA
最小保护长度计算
Xxt.min=ES/I（3）k3.min=（37/
）/0.242=88.275Ω
Xxt.max=ES/I（3）k3.max=（37/
）/0.402=53.141Ω
lmin=1/Kk[0.866L-（KkXxt.min-0.866Xxt.max）/X1]
=[0.866×10-（1.25×88.275-0.866×53.141）/0.4]/1.25
=-121.72KM不满足要求
采用瞬时电流电压速断保护的定值为
a.主要运行方式时的最大保护区是：
LImain=L/KK≈0.75L=0.75×10=7.5KM
b.主要运行方式使得等效电阻：
Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（88.275+53.141）/2=70.708Ω
c.电流元件动作电流值为
IIop.4=ES/（Xxt.main+X1LImain）
=（37/
）/（70.708+0.4×7.5）=0.29KA
d.电压元件动作电压值为
UIop.4=
IIop.4X1LImain=
×0.29×0.4×7.5=1.507KV
f.校验：
LImax=Xxt.maxUIop.4/X1（UP-UIop.4）
=53.141×1.507/0.4（37-1.507）
=5.64KM=56.4%L>50%L满足要求
LImin=（0.886ES-Xxt.minIIop.4）/X1IIop.4
=（0.886×37/
-88.275×0.29）/（0.4×0.29）
=-57.521KM不满足要求
因此，保护4不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护
②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为
与相邻线路的Ⅱ配合
最小分支系数的值为Kfz.min=（0.165+0.184）/0.184=1.90
IⅡop.4=KphIⅡdz.2/Kfz.min=1.1×0.232/1.90=0.134KA
灵敏度校验：
Ksen=I
（2）K2.min/IⅢop.4
=0.199/0.134=1.49>1.2满足要求
动作时限t4Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s
③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为
IⅢop.4=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×2×0.11/0.85=0.298KA
灵敏度校验：
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K2.min/IⅢop.4=0.199/0.298=0.668<1.3不满足要求
作为远后备保护
Ksen=I
（2）K1.min/IⅢop.4
=0.159/0.298=0.533<1.2不满足要求
采用低电压闭锁定时限过电流保护的定值为
电流元件动作电流值为
IⅢop.4=KkIL.max/Kh=1.15×0.11/0.85=0.149KA
电压元件动作电压值为
UIop.4=KkUg.min/Kh=0.9×0.9×35/0.85=33.353KV
灵敏度校验
作为近后备保护
Ksen=I
（2）K2.min/IⅢop.4=0.199/0.149=1.34>1.3满足要求
作为远后备保护时
Ksen=I
（2）K1.min/IⅢop.4=0.159/0.149≈1.2满足要求
保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=2s+0.5s=2.5s
6.保护6的整定计算
①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为
IⅠOP.6=KⅠrelIK3.max=1.25×0.402=0.503KA
最小保护长度计算
Xxt.min=ES/I（3）k4.min=（37/
）/（0.128+0.268）=53.946Ω
Xxt.max=ES/I（3）k4.max=（37/
）/（0.363+0.483）=25.251Ω
lmin=1/Kk[0.866L-（KkXxt.min-0.866Xxt.max）/X1]
=[0.866×30-（1.25×53.946-0.886×25.251）/0.4]/1.25
=-69.866KM不满足要求
采用瞬时电流电压速断保护的定值为
a.主要运行方式时的最大保护区是：
LImain=L/KK≈0.75L=0.75×30=22.5KM
b.主要运行方式使得等效电阻：
Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.
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