继电保护课程设计(完整版)

继电保护原理课程设计报告评语：

考勤（10）

守纪

（10）

设计过程

（40）

设计报告

（30）

小组答辩

（10）

总成绩

（100）

专业：电气工程及其自动化

班级：电气1004

姓名：王英帅

学号：201009341

指导教师：赵峰

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013年7月18日

1 设计原始资料

1.1 具体题目

如下图所示网络，系统参数为：

3115/E =ϕ kV ，G115X =Ω、G310X =Ω,160L =km ，340L =km ，B-C 50L =km ，

C-D 30L =km ，D-E 20L =km ，线路阻抗0.4Ω/km ，

I rel 1.2K =、III rel rel 1.15K K II ==,A 300I m ax C.-B =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =，SS 1.5K =，re 0.85K =

G1

G3

98

4

51

2

3

A

B

C

D

E

L1L3

1.2 要完成的任务

我要完成的是对保护5和保护3进行三段电流保护的整定设计，本次课程设计通过对线路的主保护和后备保护的整定计算来满足对各段电流及时间的要求。

2 设计的课题内容

2.1 设计规程

根据规程要求110kV 线路保护包括完整的三段相间距离保护、三段接地距离保护、三段零序方向过流保护和低频率保护，并配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能，跳合闸操作回路。在本次课程设计中涉及的是三段过流保护。其中，I 段、II 段可方向闭锁，从而保证了保护的选择性。

2.2 本设计保护配置

2.2.1 主保护配置

主保护：反映整个保护元件上的故障并能最短的延时有选择的切出故障的保护。在本设计中，I 段电流速断保护、II 段限时电流速断保护作为主保护。 2.2.2 后备保护配置

后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，在本次设计中，III 段定时限过电流保护作为后备保护。

3 短路电流的计算

3.1 等效电路的建立

本次课程设计线路等效阻抗如图1所示。

图1 线路的等效阻抗

3.2 短路点的选取

当供电网络中任意点发生三相或两相短路时，流过短路点与电源线路中的短路电流可近似计算式为

k

s k Z Z E K I +=ϕϕ

其中，ϕE —系统等效电源的相电动势 k Z —短路点至保护安装处之间的阻抗 s Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗 ϕK —短路类型系数，三相短路取1，两相短路取

2

3

3.3 短路电流的计算

G 1

G 2

1

G X

3

G X

1

L Z

3

L Z

BC

Z

CD

Z

DE

Z

3.3.1 最大方式运行下的短路电流

在保护5和保护3配合时，由于两处保护流过的电流不同，所以想要计算整定一定要考虑最小分支系数，最小分支系数为：

57.124

1512

1024151

3

1L G1L G3L G1b.min =++++=

++++=

Z X Z X Z X K

对于继电保护而言，最大运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，其对应的系统的等值阻抗最小，等效电源最小阻抗值为

()()Ω==++==14.0739//2

2//31L G3L G1s.m in s Z X Z X Z Z 在最大方式下,各母线的最大电流为 1.95k A

2007.143

115C

B s.min k.C.max =+=

+=-Z Z E I ϕ

1.33kA 24

16103

1151

3L L G3k.A.max =++=

++=Z Z X E I ϕ

2.56kA 16

103

1153

L G3k.B.max =+=

+=

Z X E I ϕ

1.42kA 12

2007.143

115D

C C B s.min k.D.max =++=

++=

--Z Z Z E I ϕ

3.3.2 最小方式短路电流

最小运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，其对应系统的等值阻抗最大，等效电源最大阻抗值为

Ω=+==391L G1s.m ax s Z X Z Z

在最小方式下，各母线的最小电流为

22kA .22

3

k.B.m ax k.B.m in ==

I I 1.15kA 2

3

k.A.m ax k.A.m in ==

I I 0.97k A 20

393

1152323C B s.max k.C.min

=+⨯=+=-Z Z E I ϕ 0.81kA

12

20393

1152323D C C B s.max k.D.min =++⨯=++=

--Z Z Z E I ϕ