KV线路继电保护课程设计.doc

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吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

序号（学号）：

20100090213

吉林建筑大学城建学院

课程设计报告

110KV线路继电保护课程设计

姓名

孙世康

系

电气信息工程系

专业

电气工程及其自动化

班级

10-2班

指导教师

曲娜

2014

年

1

月

5

日

目录

摘要 I

ABSTRACT Ⅱ

第1章绪论 1

1.1继电保护概要 1

1.2系统运行方式的确定 2

1.2.1线路运行方式选择原则 2

1.2.2变压器中性点接地选择原则 2

1.2.3发电机、变压器运行方式选择的原则 2

1.2.4选取流过保护的最大负荷电流的原则 3

1.2.5流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择 3

1.2本次课程设计的内容及其要求 3

1.2.1设计内容 3

1.2.2设计要求 4

1.3本次课程设计的具体运行方式选择 4

第2章电网各个元件参数的计算及负荷电流的计算 6

2.1基准值选择 6

2.2电网各元件等值电抗计算 6

2.2.2输电线路等值电抗计算 7

2.2.3变压器等值电抗计算 9

2.2.4最大负荷电流计算 10

第3章短路计算 11

3.1短路电流 11

3.1.1短路电流介绍和分类 11

3.1.2计算目的 11

3.1.3计算条件 12

3.2短路电流计算 12

3.2.1d1点发生短路时流过断路器1电流 13

3.2.2d2点发生短路时流过断路器2电流 15

3.2.3d3发生短路时流过断路2 16

3.2.4d4点发生短路时流过断路器2 18

第4章继电保护距离保护的整定计算和校验 20

4.1距离保护介绍 20

4.2断路器1距离保护的整定计算和校验 21

4.2.1距离保护І段的整定计算 21

4.2.2距离保护Ⅱ段的整定计算和校验 22

4.2.3距离保护Ⅲ段的整定计算和校验 23

4.3断路器2距离保护的整定计算和校验 24

4.3.1距离保护І段的整定计算 24

4.3.2距离保护Ⅱ段的整定计算和校验 25

4.3.3距离保护Ⅲ段的整定计算和校验 26

4.4断路器3距离保护的整定计算和校验 27

4.5断路器4距离保护的整定计算和校验 27

4.5.1距离保护І段的整定计算 27

4.5.2距离保护Ⅱ段的整定计算和校验 28

4.5.3距离保护Ⅲ段的整定计算和校验 29

第5章继电保护零序电流保护的整定计算和校验 31

5.1断路器1零序电流保护的整定计算和校验 31

5.1.1零序电流保护І段的整定计算 31

5.1.2零序电流保护Ⅱ段的整定计算 31

5.1.3零序电流保护Ш段的整定计算 32

5.2断路器2零序电流保护的整定计算和校验 33

5.2.1零序电流保护І段的整定计算 33

5.2.2零序电流保护Ⅱ段的整定计算 34

5.2.3零序电流保护Ⅲ段的整定计算 34

5.3断路器3零序电流保护І段的整定计算和校验 35

5.4断路器4零序电流保护的整定计算和校验 36

5.4.1零序电流保护І段的整定计算 36

5.4.2零序电流保护Ⅱ段的整定计算 36

5.4.3零序电流保护Ш段的整定计算 37

5.5对所选择的保护装置进行综合评价 37

5.5.1距离保护的综合评价 38

5.5.2对零序电流保护的评价 38

总结 39

致谢 40

参考文献 41

摘要

本次继电保护设计的是110kv电网线路上继电保护的方式进行的选择及整定计算。

主要对线路进行相间继电保护方式、零序保护的选择和整定计算。

通过对d1、d2、d3、d4的短路电流的计算，然后对这四点进行距离保护和零序电流保护能对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。

电力系统继电保护的基础知识，然后根据给定的110KV线路的接线图及参数。

尤其是对继电保护、电力系统的电气部分有一定的研究。

重点进行了电路的优化，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。

通过对所配置的继电保护进行继电保护整定计算和校验，论证继电保护配置的正确和精确度。

关键字：

电力系统继电保护；短路计算；距离整定保护；零序网络

ABSTRACT

Thedesignofrelayprotectionisthecalculationof110kVpowerlineprotectionmodeselectionandtuning.Thecalculationofthemainphaseprotectiononline,theselectionandsettingofzerosequenceprotection.ThroughthecalculationofshortcircuitcurrentofD1,D2,D3,D4,andthentothefourofthedistanceprotectionandzerosequencecurrentprotectionforthepowersystemanditsautomationprofessionalcourseshaveacomprehensiveunderstandingof.Powersystemrelayprotectionofbasicknowledge,andthenaccordingtothewiringdiagramandtheparametersofthegiven110KVline.Especiallytheelectricalpartoftheelectricpowersystemrelayprotection,hascertainresearch.Emphasisistheoptimizationofthecircuit,methodforshort-circuitcurrentcalculation,specificprotection,distanceprotectionincurrent.Throughsettingcalculationandverificationofrelayprotectionrelayprotectionconfiguration,therelayprotectioniscorrectlyconfiguredandaccuracy.

Keywords:

powersystemrelayprotection;shortcircuitcalculation;distanceprotection

第1章绪论

1.1继电保护概要

电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的各种短路。

发生短路时可能会产生以下后果：

1、电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。

2、故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。

3、电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。

4、破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。

因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性，一旦发生故障，必须迅速而有选择性的切除故障，且切除故障的时间常常要求在很短的时间内（十分之几或百分之几秒）。

实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要求，而这种装置在目前使用的大多数是由单个继电器或继电器及其附属设备的组合构成的，因此称为继电保护装置，它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发生告警信号。

继电保护的任务就是在系统运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），能够自动、迅速、有选择性且可靠的发出跳闸命令将故障切除或发出各种相应信号，从而减少故障和不正常现象所造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统安全稳定的运行。

最早的继电保护装置是熔断器。

以后出现了以断路器为核心的电磁式继电保护装置、电子式静态继电保护装置，最近发展迅速的以远动技术信息技术和计算机技术为基础的微机型继电保护装置；

继电保护装置必须满足的四个基本要求：

1、选择性：

当系统发生故障时，继电保护装置只将故障设备切除，使停电范围尽量缩小，保证无故障部分继续运行。

2、速动性：

电力系统发生故障时，要求能快速切除故障以提高电力系统并列运行的稳定性；减少用户在电压降低的异常情况下的运行时间，使电动机不致因电压降低时间过长而处于停止转动状态，并利于电压恢复时电动机的自起动，以加速恢复正常运行的进程；此外，还可避免扩大事故，减轻故障元件的损坏程度。

3、灵敏性：

是指保护对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力，对于保护范围内故障，不论短路点的位置在哪里，短路类型如何，运行方式怎样变化，保护均应灵敏正确地反应。

4、可靠性：

就是在保护范围以内发生属于它应该动作的故障时，不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作；而在其它任何不属于它动作的情况下，不应该误动作。

[1]

继电保护的基本概念

在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：

单相接地；三相短路；两相短路；两相接地短路；断线等。

电力系统非正常运行状态有：

过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。

电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。

电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。

1.2系统运行方式的确定

1.2.1线路运行方式选择原则

（1）一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。

（2）双回路一般不考虑同时停用。

1.2.2变压器中性点接地选择原则

（1）发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。

（2）自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。

（3）T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。

（4）为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后

再断开，这种情况不按接地运行考虑。

1.2.3发电机、变压器运行方式选择的原则

（1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故

障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。

对水电厂，还应根据水库运行方式选择。

（2）一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量

最大的一台停用。

1.2.4选取流过保护的最大负荷电流的原则

选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：

（1）备用电源自动投入引起的增加负荷。

（2）并联运行线路的减少，负荷的转移。

（3）环状网络的开环运行，负荷的转移。