模板110kv单电源电网相间短路保护Word文件下载.docx
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3.1电流保护5
3.1.1电流保护1的Ⅰ段整定5
3.1.2电流保护1的Ⅱ段整定6
3.1.3电流保护1的Ⅲ段整定7
3.2距离保护7
3.2.1距离保护1的Ⅰ段整定7
3.2.2距离保护1的Ⅱ段整定8
3.2.3距离保护1的Ⅲ段整定8
第四章
仪器设备的选择10
4.1电流互感器的选择10
4.2电压互感器的选择10
4.3电流继电器的选择10
4.4时间继电器的选择11
4.5信号继电器的选择11
4.6中间继电器的选择12
4.7断路器的选择12
第五章
原理图及展开图的绘制13
5.1原理图13
5.2展开图13
第六章
设计总结及心得体会14
6.1
设计总结14
6.2
心得体会14
致
谢14
参考文献15
摘要
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少故障的可能性外，还应作到设备或输电一旦发生故障时，能尽快将故障设备或线路切除，保证非故障部分继续安全运行，缩小事故影响范围，但此要求切出故障的时间必须很短，要工作人员在短时发现并手动切除故障是不可能的。
因此，只有借助于继电保护装置才能实现。
继电保护装置就是能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，而对于单侧电源网络的相间短路保护主要采用由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的三段式电流保护，对于110KV及以上的电压等级的复杂网络，线路保护采用距离保护，距离保护是反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离保护的远近而确定动作时限的一种保护装置。
关键词:
电流保护
距离保护
测量阻抗
整定阻抗
Abstract
Inthepowersystem,theonlyrequiredtotakeallpositivemeasurestoeliminateorreducefailurepossibilitiesandbesides,Wemaymadetheequipmentortransmissionfailure,weshouldcutoutthefailureofequipmentfastMustmadetheexceptpartsafeoperationcontinuetoreducetheeffectsoftheaccidentarea,butthisrequestmustbecutoutoftroubleforashorttime,tothestafffoundinashorttimeandmanualremovaloffailureisimpossible.Therefore,theonlymeansofprotectiondevicescanbeachieved.Protectiondevicesistoreflecttheoccurrenceofelectricalcomponentsinpowersystemfaultorabnormaloperatingstate,andactionwiththecircuitbreakertriporasignalofanautomaticdevice,whereasfortheunilateralphaseshort-circuitprotectionofpowernetworksofthemajorbreakwiththecurrentspeedprotection,limitedCurrentProtectionandmatchingover-currentprotectiontimelimitsetconsistingofthree-stagecurrentprotection,thevoltagelevelof110KVandabovethecomplexityofnetworklineprotectionwithdistanceprotection,distanceprotectionisaresponsetoprotecttheinstallationdepartmenttothepointoffailuredistance,andaccordingtothedistancefromwhichtodetermineactiontoprotectatime-boundprotection.
Keywords:
currentprotection
Distanceprotection
ImpedanceMeasurement
Impedancetuning
言
1.1引言
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。
20世纪初随着电力系统的发展，继电器开始广泛应用于电力系统的保护，这时期是继电保护技术发展的开端。
最早的继电保护装置是熔断器。
从2O世纪5O年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。
随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。
为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。
电力系统发展日趋复杂化和多样化，远距离、重负荷、超高压线路大量出现，供电的可靠性越来越高。
作为线路的保护—电流保护和距离保护将成为我们学习的重点,对系统安全可靠将起到重要作用。
1.2继电保护的一般概念
继电保护装置就是指能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出信号的一种自动装置。
继电保护装置是保障电网可靠运行的重要组成部分，一般由感受元件、比较元件和执行元件组成。
1.3本课程设计主要任务
利用电流和距离保护的原理，对110Kv单电源电网相间短路保护的设计。
基础资料:
短路电流的计算
2.1短路电流的计算
根据系统运行方式的不同，我们可以分别计算出最大运行方式和最小运行方式下的不同电流，计算公式如下所示：
其中：
—系统等效相电势，常采用平均电压；
—从等效电源到短路点的阻抗
为等效电源阻抗，为短路阻抗。
下面对不同点发生短路时分别计算。
A点短路：
，,，
可得：
最大三相短路电流
最小两相短路电流
B点短路：
,
,,
最大三相短路电流：
最小两相短路电流:
C点短路：
当，时，ZS最小
当，时，最大
最小两相短路电流：
根据短路电流的计算列别如下：
单位（kA）
A
B
C
电流保护的方式及整定
3.1电流保护的计算及整定
3.1.1电流保护1的Ⅰ段整定
为了保证电流速断保护动作的选择性，对保护1来讲，其整定的动作电流必须大于B点短路时可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下的母线是三相短路时电流
①动作电流的整定：
式中
—瞬时电流速断保护的动作电流；
—可靠系数，取1.2～1.3；
—被保护线路末端短路时，流过保护的最大短路电流
动作电流=1.3×
6.64=8.63kA
②动作时间：
③灵敏度校验
计算得：
，,满足要求。
3.1.2电流保护1的Ⅱ段整定
其保护范围不能超过下级线路速断保护范围，而动作时限要比下级线路的速断保护高出一个时间阶梯，与下级线路速断保护配合。
当灵敏度不够时，与下段线路限时性速断保护配合。
①动作电流的整定：
式中
—保护1限时电流速断的动作电流；
—下一级线路瞬时电流速断的动作电流；
—可靠系数，取1.1～1.2
—为最小分支系数
由上述数据带入求得：
②动作时间：
③灵敏度校验
满足题意
3.1.3电流保护1的Ⅲ段整定
作为下段线路主保护拒动和断路器误动时的近后备保护同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，其整定原则按躲过最大负荷电流来整定，同时还需要考虑在外部故障切除后电压恢复，负荷自启动电流作用下保护装置必须足够返回，其返回电流应大于负荷自启动电流。
②动作时间：
②灵敏度校验
满足题意
3.2距离保护计算及整定
3.2.1距离保护1的Ⅰ段整定
距离保护Ⅰ段为无延时速动段，应该只反应本线路的故障，下级线路出口发生短路故障时应可靠不动作，所以其测量元件的整定阻抗按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定。
测量原件的整定阻抗为：
3.2.2距离保护1的Ⅱ段整定
相间距离Ⅱ段应与相邻线路相间距离第Ⅰ段或与相邻元件速动保护配合，在此网络中与相邻线路第Ⅰ段配合。
与相邻变压器的快速保护配合，其动作范围不应超出变压器快速保护范围，整定时按保护线路末端B点发生金属性短路来校验其灵敏度。
取其中最小值。
①整定值：
其中，.
带入相关数据得：
②动作时间
整定距离保护段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间差级。
③灵敏度校验
3.2.3距离保护1的Ⅲ段整定
按与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合，按与相邻下级线路变压器的电流、电压保护配合整定；
按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。
整定过程中分支系数与自启动系数，阻抗测量元件的返回系数，整定值取最小量。
按躲过正常运行最小负荷阻抗整定：
考虑到发电机自启动的情况下，保护III段必须立即返回的要求，若用全阻抗特性，则整定值为：
III段的整定阻抗为
计算得：
若采用方向圆特性，考虑动作阻抗随阻抗角的变化，
整定阻抗可由下式计算：
与相邻Ⅱ段配合动作时间：
③灵敏度校验：
作为近后备保护时：
作为远后备保护时：
其中，
带入相关数据得：
仪器设备的选择
4.1电流互感器的选择
LCWD-110kV户外式瓷绝缘差动保护电流互感器额定一次电流200-2000A；
额定二次电流：
5A；
额定电流比：
200/5
4.2电压互感器的选择
电压互感器变比为110000/100，所以选择JDC6-110（GYW1）型号的电压互感器·
额定一次电流：
小于等于3150A，额定二次电流：
5A，及1A额定容量：
10～60VA
4.3电流继电器的选择
过电流保护：
Ⅰ段保护起动电流为8.63KA经过电流互感器变比折算到二次侧电流为215.75A
Ⅱ段保护起动电流为1.67KA经过电流互感器变比折算到二次侧电流为41.75A
Ⅲ段保护起动电流为0.36KA经过电流互感器变比折算到二次侧电流为9A
由以上数据可知：
Ⅰ段保护的电流继电器整定值量程为250A
Ⅱ段保护的电流继电器整定值量程为50A
Ⅲ段保护的电流继电器整定值量程为10A
型
号
最大整定电流（A）
额定电流（A）
长期允许
电流（A）
电流
整定
范围
（A）
动作电流（A）
最小整定值时的功率消耗（VA）
返回系数
线圈串联
线圈
并联
串联
线圈并联
线圈
串联
并联
LCWD
10
20
2.5~10
2.5~5
5~10
0.85
0.8
50
15
30
40
12.5~50
12.5~25
25~50
6.5
250
62.5~200
100~200
200~400
因此电流继电器型号选择为LCWD-110
4.4时间继电器的选择
Ⅱ段保护的动作时限t=0.5s
Ⅲ段保护的动作时限t=2s
由下表3可知
型号
整定时间（s）
整定值误差（s）
DS-21
0.5
±
0.06
DS-23
2.5
0.13
因此Ⅱ段保护的时间继电器的型号为DS-21；
Ⅲ段保护的时间继电器的型号为DS-23
4.5信号继电器的选择
JX-20系列静态信号继电器（以下简称继电器）适用于直流操作的继电保护和自动控制线路中,作为信号指示器动作范围宽,电流型仅一个规格,就能满足0.01～4A全系列18种规格,电压降小于2.5V,方便设计及现场使用；
动作速度快,从而克服了当前国内电力系统跳合闸回路由于采用快速动作的真空型开关后,使原电磁型信号继电器反应不了动作信号的缺陷；
电流型:
DC0.01～4A通用;
电压型;
DC220V、110V、48V、24V;
动作值不大于90%额定电流;
电压型:
动作值不大于70%额定电压。
4.6中间继电器的选择
JZ7-44/110V型号的中间继电器主要用于交流50Hz/60Hz、额定工作电压至190V或直流额定电压至110V的控制电路中，用来控制各种电磁线圈
4.7断路器的选择
LW30-252/T3150-50户外高压六氟化硫断路器，是115kV六氟化硫断路器。
配用专用全弹簧机构，也是配用全弹簧机构通过50kA额定短路开断电流试验的自能式断路器
原理图及展开图的绘制
5.1原理图
5.2展开图
设计总结及心得体会
设计总结
这次我们做的是继电保护的课程设计，我们组拿到的题目是关于110Kv单电源电网相间短路保护，时间是6月21日至7月4日，总共14天时间。
在做这次课程设计中我总结出以下几点：
1理论的学习非常重要
2.抓住整体思路
3.注意细节，把握设计的准确性
4.熟练应用计算机软件
5.互相合作，取长补短
心得体会
在这次课程设计中我不仅将课本上的理论知识得以巩固，还学到了相应的更多的专业方面的知识，为我们以后的毕业设计打下了一定的基础。
在设计过程中我们充分体现了团结协作的精神，取长补短，将所给任务一一完成。
我认为我个人在这次课设中得到了很多的提高，让自己又上了一个新的台阶。
致
谢
首先衷心感谢我的指导教师XX老师对本课程设计给予的悉心指导！
X老师严谨的治学态度、一丝不苟的敬业精神以及宽广的学识给我留下了深刻的印象。
在跟随X老师做课程设计论文期间，我不仅学会了如何运用所学过的知识，而且学会了如何解决在做学问时所遇到的问题，同时学会了一些做人的理，其谆谆教诲将使我受益终身！
参考文献
[1]孙国凯，田有文.《电力系统继电保护原理》[M].北京:
中国电力出版社，2008
[2]毛锦庆.《电力系统继电保护实用技术问答》第二版[M].北京：
中国电力出版社1999
[4]许建安.《电力系统微机继电保护》[M].北京:
中国水利水电出版社，2001
[5]何仰赞，温增银.《电力系统分析》第三版[M].武汉:
华中科技大学出版社，2002
[6]胡虔生，胡敏强.《电机学》[M].北京:
中国电力出版社，2005
[7]刘介才.《工厂供电》第四版[M].北京:
机械工业出版社，2004
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