35kV输电线路电流电压保护设计(2)概述

辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目： 35kV输电线路电流电压保护设计（2）院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算。

摘要电力系统在运行中，可能发生各种故障和异常运行状态。

故障和异常运行状态都可能在电力系统中引起事故。

较其他电气元件，输电线路是电力系统中最容易发生故障的一环。

故障一旦发生，必须迅速而有选择性的切除故障区段，使非故障区段正常供电，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

实现这些功能的就要靠继电保护装置。

随着微机技术的发展及现代社会对供电可靠性的提高，微机保护装置正日益普遍的用于电力系统中。

1.无论传统继电保护还是现代微机保护，其基本任务都是：（1）当电力系统被保护元件发生故障时，保护装置应能自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

（2）当电力系统被保护元件出现异常运行状态，能根据运行维护的条件，而动作于发出信号，减负荷或跳闸。

可见，继电保护对保证系统安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。

因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，以满足现代电力系统安全稳定运行的要求，理应得到我们的重视。

2.对电力系统继电保护的基本要求：动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

（1）选择性继电保护动作的选择性是指保护动作装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

（2）速动性快速的切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。

因此，在故障发生时，应力求保护装置能迅速动作切除故障。

（3）灵敏性继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或者不正常运行状态的反应能力。

满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻都能敏锐感觉，正确反应。

（4）可靠性保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。

本文主要对35KV输电线路方向电流保护进行分析与设计，对电气元件在最大运行方式和最小运行方式下的电流进行整定计算后，进行分析，判断是否需要安装方向元件，并在绘制方向电流保护原理图后进行仿真，最后达到安全稳定的保护电力系统运行的要求。

关键词：继电保护；电流电压保护；电力系统；保护元件目录第1章绪论 (1)1.1输电线路电流保护概述 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章输电线路电流保护整定计算 (2)2.1 电流Ι段整定计算 (2)2.1.1 动作电流的整定 (2)2.1.2 灵敏度校验 (3)2.1.3 动作时间的整定 (3)2.2 电流Ⅱ段整定计算 (4)2.3电流Ⅲ段整定计算 (4)第3章电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (6)3.1电流三段式保护原理接线图 (6)3.2 电流三段式原理展开图 (7)第4章 MATLAB建模仿真分析 (8)第5章课程设计总结 (10)参考文献 (11)第1章绪论1.1输电线路电流保护概述电力系统的输、配电线路因各种设备原因、自然原因、人工操作不当等原因可能会发生相间或相地短路故障，因此，必须有相应的保护装置来反映这些故障，并控制故障线路的断路器，使其跳闸以切除故障。

而且，对各种不同电压等级的线路应该装设不同的相间短路和接地短路的保护。

对于35KV及以上的电力设备和线路故障，应有主保护和后备保护；对于电压等级在220KV及以上的线路，应该考虑或者必须装设双重化的主保护，对于整个线路的故障，应该无延时控制其断路器跳闸。

线路的相间短路、接地短路保护主要有电流电压保护，方向电流电压保护，接地零序电流电压保护，距离保护和纵联保护等。

而其中电流电压保护主要包括带方向判别和不带方向判别的相间短路电流电压保护、带方向判别和不带方向判别的接地短路电流电压保护。

他们分别用于双电源网络、单电源环形网络及单电源辐射网络的线路上切除相间或接地短路故障。

1.2 本文设计内容方向电流保护用于双电源网络和单电源环形网络时，在构成、整定、相互配合等问题上还有以下特点：在保护构成中增加功率方向测量原件，并与电流测量元件共同判别是否在保护线路的正方向上发生故障。

本次设计主要对保护段的Ι段动作电流的整定、灵敏度的校验、动作时间的整定、方向电流Ⅱ段的整定计算和方向电流Ⅲ段动作时间整定计算，绘制方向电流保护原理图，并对动作过程进行分析。

以及运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算等。

第2章 输电线路电流保护整定计算2.1 电流Ι段整定计算2.1.1 动作电流的整定Ω=⨯==244.06021L L X X ，Ω=⨯=164.0403L XΩ=⨯=124.030BC X ，Ω=⨯=124.030CD X , Ω=⨯=84.020DE X所以，最大运行方式的等值阻抗为：()()()()Ω=++=++=14152524241525212121min 3G G L L G G X X X X X X X最小运行方式的等值阻抗为：()()()()Ω=++=++=17161024253311max 3L G L G X X X X XC 母线最大短路电流为：KA =+=+=82.01214337min 3max BC s kC X X E IC 母线最小短路电流为：KA =+⨯=+⨯=64.012173372323max 3min BC s kC X X E I 同理，D 母线最大短路电流为：KA =++=++=56.0121214337min 3max CD BC s kD X X X E ID 母线最小短路电流为：KA =++⨯=++⨯=45.01212173372323max 3min CD BC s kD X X X E I E 母线最大短路电流为：KA =+++=+++=46.08121214337min 3max DE CD BC s kE X X X X E IE 母线最小短路电流为：KA =+++⨯=+++⨯=38.081212173372323max 3minDE CD BC s kE X X X X E I 保护1，2，3的第I 段动作电流分别为：KA =⨯=⋅=552.046.02.1max 1kE Irel I op I K I KA =⨯=⋅=672.056.02.1max 2kD I rel I op I K I KA =⨯=⋅=984.082.02.1max 3kC I rel I op I K I2.1.2 灵敏度校验Ω-=---⨯=---=49.6121216552.023723max 31min 1CD BC Iop s X X X I E xl Ω-=--⨯=--=470.01216672.023723max 32min 2BC Iop s X X I E xl Ω=-⨯=-=800.216984.023723max 33min 3X I E xl Iop s 所以，0%100min 11<⨯=DEIsenX xl K，不满足灵敏度要求。

,0%100min22<⨯=CDI sen X xl K ，不满足灵敏度要求。

%15%3.23%10012800.2%100min 33>=⨯=⨯=BC I senX xl K，满足灵敏度要求。

2.1.3 动作时间的整定由上述过程可知，保护1，2，3的I 段动作时间分别为：s 01=I op I ，s 02=I op I ，s 03=Iop I2.2 电流Ⅱ段整定计算对于保护2的电流保护II 段动作电流应与相邻线路DE 电流保护的I 段配合，即2min 12b I op II rel II op K I K I ⋅=，12min =b K所以，KA =⨯=63.01552.015.12IIop I3.171.063.045.02min <===IIop kD II sen I I K ，不满足灵敏度要求。

所以断路器2处电流保护II 段与断路器1处的II 段配合，但因1处没有保护II 段，所以不满足要求。

对于保护3的电流保护的II 段的动作电流应与相邻线路CD 电流保护的I 段配合，即KA =⨯=⋅=77.01672.015.13min 23b Iop II rel II op K I K I 3.183.077.064.03min <===IIop kC II sen I I K ，不满足灵敏度要求。

所以，断路器3处电流保护II 段与断路器2处电流保护II 断配合，即KA =⨯=⋅=72.0163.015.13min 23b IIop II rel II op K I K I 3.189.072.064.03min <===IIop kC II sen I I K ，不满足灵敏度要求。

s 13=IIop I2.3电流Ⅲ段整定计算整定保护1，2，3的过电流保护定值，假定母线E 过电流保护动作电流时限为0.5s,确定保护1，2，3过电流保护的动作时限，校验保护1作近后备，保护2，3作远后备的灵敏度。

因为max rel L ress IIIIIIopI K K K I ⋅⋅=所以KA =⨯⨯=⋅⋅=029.713585.05.115.1maxrel 1DE re ssIII III op I K K K I KA =⨯⨯=⋅⋅=059.1427085.05.115.1max rel 2CD re ss III IIIop I K K K IKA =⨯⨯=⋅⋅=235.22311085.05.115.1max rel 3BC re ss III IIIop I K K K I因为假定母线E 过电流保护动作的时限为0.5s,即s 5.0e =IIIop I ，所以保护1，2，3整定时间分别为：s 1e 1=∆+=t I I III op III op s 5.112=∆+=t I I III op III op s 223=∆+=t I I III op III op3.100535.0029.7138.01min 1<===III op kE III sen I I K，不满足灵敏度要求。

2.100267.0059.14238.02min 2<===IIIop kE IIIsen I I K ，不满足灵敏度要求。