三段式电流保护与自动重合闸后加速11111111

SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF

NANCHANG UNIVERSITY

《专业综合实验与设计》任务书

TASK PLAN FOR INTEGRA TED EXPERIMENT AND DESIGN

题目三段式电流保护与自动重合闸后加速

学科部、系：信息学科部

专业班级：电气工程081班

学号：7022808043

学生姓名：聂丹

指导教师：黄灿英、许仙明、吴敏

起讫日期：2011.11.7----2011.11.18

一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）

原始数据：

交流电压220V，实验装置一套

技术及工作要求：

1、掌握短路电流的计算；

一.概述

供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.

二.计算条件

1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.

具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.

2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.

3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

三.简化计算法

即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.

在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.

1.主要参数

Sd三相短路容量(MV A)简称短路容量校核开关分断容量

Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流

和热稳定

IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定

ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定

x电抗(Ω)

其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.

2.标么值

计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).

(1)基准

基准容量Sjz =100 MV A

基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV

有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4

因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144

(2)标么值计算

容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MV A时,其标么值容量

S* = 200/100=2.

电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ

3无限大容量系统三相短路电流计算公式

短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).

短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)

冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8

所以IC =1.52Id

冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)

当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3

这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)

冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)

2、掌握三段式电流保护的整定计算；

（一）、一次网络模拟接线中各点短路电流及负荷电流

表22-1

短路点D1 D2D3 XL-1的正常最大

工作电流

并R f后的负荷

电流

最大运行方式下三相短

路电流（安）

4.5 1.75 0.695 0.25 0.5

最小运行方式下三相短

路电流(安)

3 1.465 0.645 / /

（二）、三段保护动作值的整定计算

1、线路XL-1的无时限电流速断保护

电流速断保护的动作值按大于本线路末端D2点短路时流过保护的最大短路电流I dL2。Zd

来整定，即保护的一次动作电流为：

I d I.b.1=K K I dL2.Zd=1.3×1.75=2.275安（22-1）

式中K K——可靠系数，对电流速断取1.2~1.3：

继电器的动作电流为：

K j 1

I d I.j.1= ------- I d I.b.1= ------×2.275=2.275安（22-2）

n L 1/1

式中：K J=1，电流互感器变比n L采用1∶1。

选用DL-24C/6型电流继电器，其动作电流的整定范围为1.5~6安，本段保护整定2.28安。

2、线路XL-1的带时限电流速断保护

要计算线路XL-1的带时限电流速断保护的动作电流，必须首先计算出线路XL-2无时限电流速断保护的动作电流I d I.b.2

I d I.b.2=K K I dL3.Zd=1.3×0.695＝0.9035安（22-3）

线路XL-1的带时限电流速断保护的一次动作电流为：

I d II b.1=K K I d I.b.2=1.1×0.9035=0.99385安(22-4)

继电器的动作电流为:

K j 1

I d II j.1= ------ I d II b.1= ---- 0.99385 = 0.99385安(22-5)

n L 1/1

选用DL-24C/2型电流继电器，其动作电流的整定范围为0.5~2安，本保护整定0.9936安。

动作时限应与线路XL-2无时限电流速断保护配合, 即：

t1II=t2I+△t=0+0.5=0.5秒(22-6)

选用DS-22型时间继电器。其时限调整范围为1.2-5秒，为了便于学生在操作中观察,本保护整定为3秒。

带时限电流速断保护应保证在线路XL-1末端短路时可靠动作，为此以D2点最小短路电流来校验灵敏度。最小运行方式下的两相短路电流为：

√3

I（2）dL2.zx= ---- I（3）dL2.zx= 0.866×1.465 = 1.269安(22-7)

2

则在线路XL-1末端短路时,带时限电流速断保护的灵敏系数为

I（2）dL2.zx 1.269

K L= -------------- = ----------- =1.277 > 1.25 (22-8)

I d II.b.10.994

3、线路XL-1的过电流保护装置

（1）、过电流保护的动作电流整定原则：

a、只有在被保护线路过流时它才起动，在最大负荷电流I fh.zd时保护装置的电流继电器不应动作。即:

I d.b > I fh.zd (22-9)

b、当外部短路时，如本线路过电流继电器已起动，但由于下一线路上2号保护的时限短而首先动作，使2QF跳闸，短路电流消失，当电流降低到最大负荷电流后，本线路的过电流继电器应能可靠地返回。同时应考虑由于故障切除后电压恢复，负荷中的电动机自起动，可能出现最大负荷电流，为使1号保护的过电流继电器能可靠返回，它的返回电流应大于故障切除后线路XL-1的最大负荷电流，即:

I f.b > I fh.zd (22-10)

（2）、过电流保护的动作电流整定计算

过电流保护的一次动作电流为：

K K K zq 1.2×1.3

I d III.b.1= -------------I g.zd = --------------×0.25 = 0.4588 安(22-11)

Kf 0.85

式中K K——可靠系数,取1.2；

K z q——自起动系数，取1.3；