输电线路电流电压保护设计

电力系统保护与控制课程设计

设计题目二：输电线路电流电压保护设计（2）

课程设计任务书

一、系统接线图如图：

二、课程设计的内容及技术参数参见下表

三、工作计划：

第一天：收集资料，确定设计方案。第二天：等值电抗计算、短路电流计算。第三天：电流I段整定计算及灵敏度校验。第四天：电流II段整定计算及灵敏度校验。

第五天：电流III段整定计算及灵敏度校验。第六天：绘制保护原理图。

第七、八天：MATLAB建模仿真分析。第九天：撰写说明书。

第十天：课设总结，迎接答辩。

摘要

电力系统的输、配电线路因各种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。

本任务书研究的是不带方向判别的相间短路电流电压保护。该线路相间短路电流电压保护又称为三段式电流电压保护，确定出最大、最小运行方式下的等值电抗，进行相间短路的最大、最小短路电流的计算。绘制三段式电流保护原理接线图，并分析动作过程。

电流电压保护在单电源辐射网中一般有很好的选择性和灵敏度。而且电流电压保护的电路构成、整定计算及调试维护都较简单，因此，它是最可靠的一种保护。

但是，三段式电流电压保护在多电源或单电源环网灯复杂网络中无法保证其选择性，另外在系统运行方式变化很大、线路很短和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度可能不满足要求，甚至出现保护范围为零的情况。因此主要用于35kV及以下单电源辐射网络作为线路保护，也可以作为电动机和小型变压器等元件的保护。

关键词：电流电压保护、三段式、选择性、灵敏度

目录

一、绪论 ........................................... 错误!未定义书签。

电流电压保护概述................................... 错误!未定义书签。

电流电压保护概况................................ 错误!未定义书签。

电流电压保护的性能分析.......................... 错误!未定义书签。

课程设计主要内容及目的............................. 错误!未定义书签。

二、输电线路电流保护整定计算 ........................ 错误!未定义书签。

电流Ι段整定计算................................... 错误!未定义书签。

保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗 .......... 错误!未定义书签。 C母线、D母线、E母线相间短路的最大、最小短路电流错误!未定义书签。

整定计算1、2、3的电流速断保护定值 .............. 错误!未定义书签。

电流Ⅱ段整定计算................................... 错误!未定义书签。

电流Ⅲ段整定计算................................... 错误!未定义书签。

三、电流保护原理图的绘制与动作过程分析 .............. 错误!未定义书签。

电流三段式保护原理图 ............................... 错误!未定义书签。

电流三段式保护展开图............................... 错误!未定义书签。

四、MATLAB建模仿真结果推测 .......................... 错误!未定义书签。

五、课程设计总结 (10)

六、参考文献 (11)

一、绪论

1.1 电流电压保护概述

1.1.1 电流电压保护概况

电力系统中线路的电流电压保护包括：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。他们分别是用于双电源网络、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。

线路相间短路电流电压是根据输、配电线上发生相间短路时线路电流增加而母线电压下降的特征而设计的一种保护，主要用于35kA及以下的小接地电流系统中。电流电压保护中有一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件为基础构成的电流保护，另一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件和反应电压下降而动作的电压测量元件为基础构成的电流电压保护。为了实现保护之间的配合和保护的选择性，在这些保护中一般需要增加延时元件等逻辑元件才能形成一个完整的保护方案。电流保护及电流电压保护的原理很简单，它们的关键在于如何选择保护的整定值，以及如何设计保护中各个元件间的逻辑关系。

1.1.2 电流电压保护的性能分析

1)电流电压保护的选择性

电流电压保护在单电源辐射网中一般有很好的选择性。电流（电压）保护第Ⅰ段主要靠动作电流值来区分被保护范围内部和外部短路而具有选择性。而电流保护第Ⅱ段和第Ⅲ段则应由动作电流和动作时间二者相结合才能保证其选择性，缺一不可。但在多电源或单电源环网等复杂网络中这种保护可能无法保证其选择性。

2)电流电压保护的动作速度

电流电压保护第Ⅰ段和第Ⅱ段共同作为线路的主保护，能满足《技术规程》关于35kV及以下网络主保护的速动性要求。电流电压保护第Ⅲ段因为越接近电源，动作时间越长，有时候动作时间长达好几秒，因而一般情况下只能作为线路的后备保护。

3)电流电压保护的灵敏度

电流电压保护的灵敏度因系统运行方式的变化而变化。一般情况下能满足灵敏度要求。但在系统运行方式变化很大、线路很短和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度可能不容易满足要求，甚至出现保护范围为零的情况。这也是电流保护的主要缺点。