最新继电保护保护设计

电力系统继电保护课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号： 20

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年 7月 7日

1 设计原始资料

如下图所示网络，系统参数为：

3115/E =ϕ kV ，Ω=15X G1、Ω=10X G3,60L L 21== km 、40L 3=km ，

50L C -B =km ，30L D -C =km ，20L E -D =km ，线路阻抗0.4Ω/km ，2.1K =I

rel

、1.15K K III

rel ==∏rel ,A 300I m ax C.-B =、A 200I m ax D.-C =、A 150I m ax CE -D =， 1.5K SS =，

85.0K =re 电路图如图1所示:

图1 原始材料电路图

对线路2，9处进行三段电流保护的设计。

2 题目分析与方案设计

2.1 题目分析

(1)保护的配置及选择。

(2)短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）。 (3)保护配合及整定计算。

(4)保护原理展开图的设计。

(5)对保护的评价。

2.2 方案设计

(1)短路电流计算

在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流。然后根据计算结果，在满足“继电保护和自动装置技术规程”和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。

(2)保护方式的考虑及整定计算

采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。

3 电流保护的分析设计与计算

3.1 本设计的保护配置

(1)主保护配置

选用三段式电流保护，Ⅰ段，Ⅱ段电流保护作为线路主保护。

(2)后备保护配置

选用Ⅲ段电流保护作为线路后备保护。

3.2短路电流计算

(1)等效电路的建立

由已知可得

X=ZL (1)其中，Z—线路单位长度阻抗；

L—线路长度。

将数据代入公式(1)得

L10.46024()

X=⨯=Ω

L30.44016()

X=⨯=Ω

B-C 0.45020()X =⨯=Ω C-D 0.43012()X =⨯=Ω D-E 0.4208(Ω)X =⨯=

经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，如图2所示，则有两台发电机运行，线路1L ,3L 全部运行，则

S.min G1L1G3L3B-C =(+)//(+)+35.6()X X X X X X =Ω

其中“‖”表示取并联的意思，以后不再解释。

同理，最小运行方式即阻抗值最大，如图3所示，分析可知在只有G 1和1L 运行，相应地有

S.max G L1B-C 59()X X X X =++=Ω

由此可得等效电路：

图2

最大运行方式等效电路

图3 最小运行方式等效电路

(2)保护短路点的选取

选取短路点分别在C-D ,1L 上。 (3)短路电流的计算

在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为 φφK φ

S K

E E I K Z Z Z ∑

=

=+ （2）

其中,错误！未找到引用源。—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； φK —短路类型系数、三相短路取1

。错误！未找到引用源。

对于保护2等值电路图如图2所示，母线D 最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为

φ

K.D.max S.min C-D

1.39(kA)E I X X =

=

=+

在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为

φK.min

S.min L

2E I Z Z =+ （3） 其中，错误！未找到引用源。—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； 错误！未找到引用源。—短路点到保护安装处之间的阻抗。 所以有

D.min 0.81(kA)I =

=错误！未找到引用源。

4 保护的配合及整定计算

4.1 主保护的整定计算

最小保护范围计算式为

错误！未找到引用源。

φI

set.1S.min L min 2E I Z Z L =

⨯

+ 错误！

未找到引用源。

（4）

其中，S.min Z —短路点至保护安装处之间的阻抗；

L Z —线路单位长度的阻抗。

对于保护2等值电路图如图2所示，母线D 最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为

φ

K.C.max S.min C-D

115/ 1.42(kA)35.612

E I X X =

=

=++错误！未找到引用源。

相应的速断定值为

I I set.2rel K.C.max 1.2 1.42 1.704(kA)I K I ==⨯=错误！未找到引用源。

最小保护范围为

φmin

S.max I set.2/11

22[](34.9) 2.890.4 1.7040.4

E L Z I =-⨯=-⨯=-

即2处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。

4.2 后备保护的整定计算

限时电流速断的整定

.2rel set.1=set I K I ⅡⅡⅠ

（5） 其中，rel K Ⅱ—可靠系数，取值为1.15。