继电保护原理课程设计

继电保护原理课程设计评语：

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： xxxxxxxxxxxxx

姓名： x xxxxxxxxxxxx

学号： xxxxxxxxxxxxxx

指导教师： xxxx

兰州交通大学自动化与电气工程学院

年月日

1 设计原始资料：

1.1 具体题目

系统接线图如图1，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T6 1台运行。参数为：

kV 3115/E =ϕ,Ω==4X X 2.G11.G1,Ω==4X X 2.G31.G3,Ω==5X X 1.T31.T1,

Ω==16X X 0.T30.T1,Ω=15X 1.T6,Ω=20X 0.T6,60km L B A =-,B-C 40km,L =线路阻抗

120.4/km,Z Z ==Ω 错误！未找到引用源。I rel 1.2,K =II

rel 1.15K =。

G1

G3

1234

T1

T6

T3

T4

图1 系统接线图

试对1、2、3、4进行零序保护的设计。（说明：可让不同的学生做1、2、3、4、处一至二处保护设计。

1.2 要完成的内容

本课程设计主要对题目中所述系统进行零序保护的设计。主要完成对1、2点的零序保护的设计。

2 分析要设计的课题内容

首先应该分析运行方式。由于本题开机运行方式为两侧各开1台发电机，变压器T6 1台运行，所以不存在受最大运行方式和最小运行方式对零序保护的影响。

2.1主保护的配置

电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。所

以零序电流保护被广泛的应用在110KV 及以上电压等级的电网中。

2.2 后备保护配置

距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值，则保护装置动作。

在保护1、2、3和4处配备三段式距离保护，选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式。

3 短路电流计算

3.1等效电路的建立

所有元件全运行时三序电压等值网络图如下图2、3、4所示

X 1G1

X 1T1

X 1AB

X 1CB

X 1T6

X 1T3

X 1G3

A

B

C

E ϕ

E ϕ

图2 正序网络

21G X 21T X 2AB

X 2BC

X 26

T X 23T X 23

G X B

C

图3 负序网络

0AB

X 0BC

X 06

T X 03

T X A

B

C

01

T X

图4 负序网络

3.2 保护短路点的选取

母线A 处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护2的最大零序电流。

母线B 处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护1和4的最大零序电流。

母线C 处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护3的最大零序电流。

3.3 短路电流的计算

计算线路参数：

L A-B =60km

X AB.1=X AB.2=Z AB ×L A-B =60×0.4=24(Ω) X BC.1=X BC.2=Z BC ×L B-C =40×0.4=16(Ω) X AB.0=60×1.2=72(Ω) X BC.0=40×1.2=48(Ω)

(1) B 母线分别发生单相接地和两相接地短路时的等值网络。 单相接地短路时，故障端口正序阻抗为：

)(54.14)X X )//(X X X (X Z G3T31BC G1T11AB 1

Ω=++++=∑

故障端口负序阻抗为：)(14.54Z Z 21Ω=∑=∑

故障端口零序阻抗为：)(12.47)Z //(X )//X X (X Z 0.BC 0.T30.T60.AB 0.T10Ω=++=∑ 单相接地短路时：12.47

14.5423

115Z 2Z E I 0

1

01m ax +⨯=

∑+∑=ϕ

=1.598(kA)

两相接地短路时：12.47

214.543

1152Z

Z E I 0

1

02m ax ⨯+=

∑+∑=

ϕ

=1.680（kA ）

(2) A 母线分别发生单相接地和两相接地短路时的等值网络。 故障端口正序阻抗为：

)(7.71)X X X )//(X X (X Z 1.G31.T41.BC 1AB 1.G11.T11

Ω=++++=∑

故障端口负序阻抗为：)(71.721Ω=∑=∑Z Z

故障端口零序阻抗为：[])13.52(//X X )//X X (X Z 0.T10.AB 0.T60.BC 0.T40Ω=++=∑

单相接地短路时：13.52

7.7123

115Z 2Z E I 0

1

0'

+⨯=

∑+∑=

ϕ

=2.294(kA)

两相接地短路时：13.52

27.713

1152Z

Z E I 0

1

''0

⨯+=

∑+∑=

ϕ

=1.911(kA)

(3) C 母线分别发生单相接地和两相接地短路时的等值网络。单相接地短路时， 故障端口正序阻抗为： 7.60)X )//(X X X X (X Z

1.G31.T41.G11.T11.BC 1AB 1

=++++=∑(ῼ)

故障端口负序阻抗为：)7.60(Z Z 21Ω=∑=∑ 故障端口零序阻抗为：

[])

(12.77//X X )//X X (X Z 0.T30.BC 0.T60.BC 0.T10

Ω=++=∑

单相接地短路时：12.77

7.6023

115Z 2Z E I 0

1

0'

+⨯=

∑+∑=

ϕ

=2.374(kA)

两相接地短路时：12.77

27.603

1152Z

Z E I 0

1

'

'0⨯+=

∑+∑=

ϕ

=2.003(kA)

4 保护的整定计算

4.1 主保护的整定计算

4.1.1 动作值（动作电流）

(1) 保护1零序Ⅰ段躲开下一条线路出口处单相或两相接地时出现的最大零序电流：

2.0161.6801.2

I K I '

'0B rel 10.set.1=⨯==(kA) (2) 保护1零序Ⅱ段与下一条线路Ⅰ段配合，即与3的Ⅰ段配合：

2.8492.3741.2I K I '

0C rel 10.set.3=⨯==(kA)