kV双回线路继电保护设计

kV双回线路继电保护设计
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
机电工程学院08级电气综合设计论文
课题：35kV双回线路继电保护设计
院系：机电工程学院
专业：电气工程及自动化
姓名：黄勤
学号： F0601120114
指导老师：高鹏
目录
第一章:任务的提出与方案的提出
1.1前言 (3)
1.2绪论 (3)
第二章：35kv双回路继电保护设计：
2.1原始资料 (5)
2.2设计内容 (6)
2.2.1电流互感器变比的选择 (6)
2.2.2整定计算 (6)
2.3原理图及展开图.................................. . . .9
第三章：型号选择
3.1相关继电器的选择 (11)
第四章：结束
4.1设计感言 (11)
4.2参考文献 (12)
第一章
1.1 前言：
《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。

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五大部分，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。

1.2 绪论
（一）电力系统继电保护的作用
电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。

在发生短路时可能产生以下的后果.
1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；
2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；
3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；
4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；
电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。

例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。

由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。

此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。

故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。

事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。

因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故
发生的机率，把事故消灭在发生之前。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

第二章
设计任务：35kV双回线路继电保护设计
2.1原始资料
某变电站在35kv母线上有双回平行线路，线路长20KM．线路阻抗0.4Ω/KM。

每回线通过最大负荷电流为300A、系统归算到电压35KV ／3的阻抗最大值为Xmax=0.9Ω最小值为Xmin=0.75Ω。

网络接线见下图:
A B
20KM
35K
35KV网络图
B站后备保护时间为1.5s。

A 站直流操作电源为220v 。

2.2 设计内容
2.2.1 电流互感器变比的选择
因每回线通过最大负荷电流为300A ，可得
605
300==TA K
2.2.2 双回线路继电保护的配置及继电保护整定计算
平行保护线路的保护整定计算，在B 站侧进行保护计算
（1）电流平衡保护计算。

电流启动元件动作电流，按躲开外部短路的最大不平衡电流整定：
TA
MAX K ST NP ERR REL UNB REL OPR K I K K K K I K I .5.0⨯== A 28.360
43755.05.05.11.02.1=⨯⨯⨯⨯⨯= 式中： REL K ——电流互感器的10%误差，取0.1；
NP K ——非周期分量因素，去1.5；
ST K ——电流互感器的同型系数，取0.5；
电流元件的相继动作区，由图解法求得%9.16%=xj l
电流元件的灵敏度校验
296.328
.360900866.023.min .)3(>=⨯⨯==T OP TA K sen I K I K 满足要求
（2）电流电压连锁速断保护的整定计算。

电流电压连锁速断保护作为单回路运行的主保护，整定计算如下：
A K Z Z E I REL SN PH OP 2123102.188.243115
316=⨯+=+=
式中 SN Z ——正常运行方式下的系统电源阻抗
16Z ——线路的阻抗。

A K K I I TA
CON OP r OP 38.35602123.=== V K Z I U REL
OP OP 245102.1821233316=⨯⨯== V K U U TV
OP O 7035024510Pr === 最小保护范围为21％。

（3）过电流保护计算。

过电流保护作为双回线和单回线运行的后备保护，即：
A I K K K I TMAX re
ss rel OP 63530085.05.12.1=⨯⨯== A K I K I TA
OP CON OPR 6.1060635===
灵敏度校验：5.183.1635
1347866.023max .)2(.>=⨯==OP K m
s I I K 符合要求 变电所A 侧采用横差动保护，电流元件的动作值为：
A I K K I MAX L re
rel OP 42330085.02.1.=⨯== A K I K I TA
OP CON OPR 05.760423=== 灵敏系数按线路中点短路校验
268.3423900866.02866.02)3(..>=⨯⨯=⨯⨯=OP
MIN K M S I I K 满足要求 电流元件的相继动作区为：
%1002
326005.7%100%100)3(.⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯=MIN K TA K opr
xj I K I I l l m 21.011222
326005.7=⨯⨯⨯=
2.3 原理图和展开图
第三章：型号选择
3.1
（1）电流平衡保护：电流继电器选择——DL-33型
（2）电流电压连锁速断保护：电压继电器选择——DY-21C
电流继电器选择——DL-25C
（3）过电流保护:电流继电器选择——DL-13型
（4）横差动保护：选择DL-11/B型
第四章
4.1设计感言：通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。

在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。

在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。

这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，这将对我们今后的学习、工作大有裨益。

此次课程设计能顺利的完成与同学和高鹏老师的帮助是分不开的，在对某些知识模棱两可的情况下，多亏有同学的热心帮助才可以度过难关；更与高老师的悉心教导分不开，在有解不开的难题时，多亏高老师的耐心指导才使设计能顺利进行。

在此衷心再次感谢高老师的悉心教导和各位同学的帮助！！
4.2参考文献：作者：钟松茂李火元合编索书号：TM77/8544 出版日期：1996年07月第1版。