35Kv电网继电保护设计毕业设计

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1、三峡电力职业学院毕业设计（论文）论文题目：35Kv电网继电保护设计所属系部：电力工程系扌旨导老师：职称：学生姓名：班级、学号:专业：电力系统继电保护与自动化三峡电力职业学院2013年10月17日第一章摘要第二章绪论第三章短路计算3.1参数计算:3.1.1发电机参数计算:3.1.2变压器参数计算:3.1.3线路参数计算:.6.3.2最大运行方式下三相短路电流计算3.3最小运行方式下三相短路电流计算:第四章继电保护整定计算.144.1对保护1进行整定:154.1.1对保护1进行速断保护整定:15.4.1.2对保护1进行过流保护整定:16.4.2对保护5进行整定:174.2.1对保护5进行速断保护整

2、定:1.74.2.2对保护5进行过流保护整定:184.3对保护7进行整定:1.84.3.1对保护7进行速断保护整定:19.4.3.2对保护7进行过流保护整定:19.第五章结论20致谢2021第一章摘要摘要电力生产发，送，变，用的同时性，决定了它每一个过程重要性。电力系统要通过设计、组织，以使电力能够可靠、经济地送到用户。对供电系统最大的威胁就是短路故障，它会给系统带来巨大的破坏作用，因此我们必须采取措施来防范它。本毕业设计内容为35KV短路计算，主要包括内容有：短路电流计算；继电保护的整定计算。对于一个大电网，故障发生的几率和故障带来的扰动是相当大的，如果没有切除故障的保护装置，电网是不允许运

3、行的。这就是继电保护在实际应用中的重要程度。正确安装保护装置的必要性是显而易见的。但在系统复杂的内部连接和与电厂的关系致使很难检查正确与否。因此有必要采取校验手段。保护是分区域布置的，这样整个电力系统都得到了保护，而不存在保护死区。当故障发生时，保护应有选择地动作，跳开距离故障点最近的开关。本论文较好的应用了电力系统设计基本理论知识，针对35KV电力网络基本特征，分析原始资料，充分保证电力系统安全稳定运行，实现了对线路继电保护。关键词：短路故障，继电保护，电力系统。AbstractBecausetheelectricalproductionqgeneration,transmissionand

4、accommodationissynchronous,itdecidesthateachcourseisimportant.Thepurposeofanelectricalpowersystemistogenerateandsupplyelectricalenergytoconsumers.Thegreatestthreattothesecurityofasupplysystemistheshortcircuit,whichimposesasuddenandsometimesviolentchangeonsystemoperation,Wemusttakeprecautionstokeepit

5、away.Thecontentsofthisprojectisabouttheshortcircuitcalculationof35kvsystem:theshortcircuitcurrentcalculationandrelayingprotectionssettingcalculation.Whenthesystemislarge,thechanceofafaultoccurringandthedisturbaneethatafaultwouldbringarebothsogreatthatwithoutequipmenttoremovefaultsthesystemwillbecome

6、,inpracticalterms,inoperable.Thisisthemeasureoftheimportaneeofprotectivesystemsinpowersystem.Theneedforcorrectinstallationofprotectiveequipmentisobvious,butthecomplexityoftheinterconnectionsofmanysystemsandtheirrelationshiptotheremainderofthestationmaymakedifficultthecheckingofsuchcorrect-ness,verif

7、ycalculationandsettingcalculationisthereforenecessary.Protectionisarrangedinzones,whichshouldcoverthepowersystemcompletely,leavingnopartunprotected.Whenafaultoccurstheprotectionisrequiredtoselectandtriponlytheneareatcircuitbreakers.Thisarticletakesthe35kVpowersystemsbasicfeatureaspedestalandapplythe

8、theorylearningofthepowersysytemdesigntoassayprimitivedatumandundertakethepowersystemssecureandrelayingprotection.KEYWORD:theshortcircuit,relayingprotection,thepowersystem.第二章绪论继电保护的重要性电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态。故障和不正常运行状态都可能在电力系统中引起事故。故障一旦发生，必须迅速而有选择性的切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分

9、之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求而这种保护装置直到目前为止，大都是由单个继电器或者继电器与其附属设备的组合构成的，因而称之继电保护装置。其基本任务是：（1）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）反应电气元件的不正常运行状态，并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,(1

10、) 理应得到我们的重视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；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

11、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。第三章短路计算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因此，短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础。3.1参数计算：为了简便计算，计算方法采用标

12、幺值法。并且采用以下假设条件：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335KV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选取系统基准容量S=100MVAU37Kvlj=1.56kAXj=13.69Q3.1.1发电机参数计算:课题中4台发电机均为125MW即：R=125MWCOS=0.8Xd%=17.2根据公式

13、计算出1#4#g电机的短路阻抗标幺值:X1*=X2*=X3*=X4*=型型亠100Se100Pf/co其17.21000.11100125/0.83.1.2变压器参数计算：课题中4台110K变压器参数：SB=4000kVA=4MVA短路电压百分比：咼-中：Udi=18%咼-彳氐：Udi=10.5%中-低：山=6.5%根据三圈变压器的短路百分比公式计算出三侧短路百分比:换算得：Ui%=1/2(Ui%+U%-U2%)=1/2(18+10.5-6.5)=7U%=1/2(U%-Ui%+U%)=1/2(18-10.5+6.5)=11U%=1/2(-Ui%+U%+U%)=1/2(-18+10.5+6.5)

14、=-0.5根据公式计算出1#4#110k变压器三侧短路阻抗标幺值：皿畑*%i*%*=U2%j卫型100Se2.751004U1%VVVV*一M/0vXB1I=XB2I=XB3I=XB4I100SjSe1007100=1.754U3%SjXB1m*=XB2IH*=X33IH*=X34IH*=100Se-0.5x1001004=-0.1253.1.3线路参数计算：35KV俞电线路长度L1=20K、L2=25K、L3=35K、L4=10Km线路电抗X=0.4欧母/Km根据公式计算出1#4线路阻抗值：Xl=LXX=200.4=8QX_=bXX=250.4=10QXl-=L3XX=350.4=14QX-

15、4=LjXX=100.4=4Q根据公式换算出1#4#线路阻抗标幺值:Xl*=XliSJ=8X100=0.584UJxUJ37X37X.2c=X_2一SJ一=10X100=0.73UJxUJ37X37SI100Xl扛XL3=14X100=1.023UJxUJ37X37SI100&=X_4一=4X100=0.292UJ汉UJ37汇373.2最大运行方式下三相短路电流计算最大运行方式为4台发电机组和4台110kv变压器全部投入运行，进行系统简化，过程如下：首先进行系统变换。将网络中的元件换算成标幺值:然后逐步进行网络简化：最后将网落化简成最简形式（如图所示）*7、弋屮简化后的网络部分标幺值:Xl*=

16、0.584;X2*=0.73;X*=1.023;XlO.292；Xi*=(Xbii*+Xi*+Xbiii*)/4=(2.75+0.11-0.125)/4=0.684解：根据题意在原图网络中ABCD四处发生三相短路时，分别计算出四处的三相短路电流，并换算成有名值：A处：X*j=X11*=0.684I*j=1/X11*=1/0.684=1.46IA.max=IxI*j=1.56x1.46=2.28(kA)B处：X*j=Xl1*/(Xl+Xl$)+X11*=0.584/(1.023+0.73)+0.684=0.483+0.684=1.122I*j=1/Xj*=1/1.122=0.89I(3)B.ma

17、=IjXI*j=1.56X0.89=1.39(kA)C处：X*j=Xii*+(Xli*+X*)/XL$=0.684+(0.73+0.584)/1.023=1.259I*j=1/Xj*=1/1.259=0.79I(3)c.ma=IjXI*j=1.56X0.79=1.24(kA)D处：X*j=X11*+(Xl1*+X*)/XL孑+Xl4*=0.684+(0.73+0.584)/1.023+0.292=1.551I*j=1/Xj*=1/1.551=0.64I(3)D.ma=IjXI*j=1.56X0.64=1.00(kA)3.3最小运行方式下三相短路电流计算：最小运行方式：1#发电机组停止运行，线路

18、1退出运行，进行检修首先进行系统变换，将网络中的元件换算成标幺值：化简电抗图，合并得出:35i=X*JAmaxXX=0.684X13.69=9.36(Q)Xs.min=X*JAminXX=0.912X13.69=12.49(Q)一次动作电流：(3)lsu=K15%故满足要求4.1.2对保护1进行过流保护整定:最大负荷电流计算:._P/COS*If.max占Ue=20/0.8=o.39(kA).337动作电流按夺过最大负荷电流来整定Ifmax0.39Ig=KkKzq=1.2X1.5X=0.826(kA)Kf0.85灵敏度校验：作为本线路的后备保护:=3/刀B.min=0.866X0.59/0.8

19、261.5不合格IGIG作为下一条线路的后备保护:KSeJC.min=3/刀C.min=0.866X0.81/0.8261.2不合格IGIG4.2对保护5进行整定:4.2.1对保护5进行速断保护整定：对环网线路，应以开环方式作为计算的运行方式：计算开关5前的最小运行方式下和最大运行方式下的三相短路阻抗:Xs.ma)=X*J(maxXXJ=1.259*13.69=17.24(Q)Xs.max=X*J(maxXXJ=1.935*13.69=26.49(Q)一次动作电流：_(3)Isu=KXIdA.ma=1.3X2.28=2.964(kA)对速断保护的校验:rb=Ue-Xs.max=2ISU1-17

20、.241.5IGIG合格4.3对保护7进行整定:4.3.1对保护7进行速断保护整定：首先计算开关7前的最小运行方式下和最大运行方式下的三相短路阻抗:XS.max=X*JGaxXXJ=1.259*13.69=17.24(Q)XS.max=X*J(maxXXJ=1.935*13.69=26.49(Q)一次动作电流：_(3)ISU=K15%故满足要求4.3.2对保护7进行过流保护整定:最大负荷电流计算:If.max=P/COS=20/0-8=0.39(kA).3Ue、337动作电流按夺过最大负荷电流来整定Ig=KkKzq=1.2x1.5x039=0.826(kA)Kf0.85灵敏度校验：作为本线路的

21、后备保护:KSeJD.min=3/刀D.min=0.866x0.7/0.8261.5不合格IGIG!234第五章结论J/负荷-根据以上计算结果得出以下结论：1上图中开关1无时限电流速短保护可满足要求，但是过流保护即不能作为本侧的后备保护，也不能作为下一段线路的后备保护2上图中开关5无时限电流速短保护不满足要求，但是本侧的过流保护却满足要求。3上图中开关7无时限电流速短保护可满足要求，但是本侧过流保护不合格，不能作为本侧的后备保护6 致谢参考文献钟大文：电力工程电气设计手册（电气一次部分），水利电力出版社，1989年卓乐友、董柏林：电力工程电气设计手册（电气二次部分），水利电力出版社，1993年

22、谢承鑫、王立昌：工厂常用电气设备手册（上册，下册，补充册），水利电力出版社，1993年范锡普：发电厂电气部分，水利电力出版社，1993年陈景惠：发电厂及变电站二次接线发水利电力出版社，1992年于长宫：现代控制理论，哈尔滨工业大学出版社，1998张冠生：电器学，机械工业出版社，1989沈安军：电气自动控制，机械工业出版社，1986杨可桢程光蕴：机械设计基础，高等教育出版社，1998发电厂变电所电气主接线和布置西北电力设计院编水利电力出版社，1984年短路电流实用计算，西安交通大学水利电力出版社1979年电力系统规划设计手册甘肃省水利电力局西北电力设计院合编1974年里瑞荣短路电流实用计算，西安

23、交通大学水利电力出版社1979年王梅义高压电网继电保护运行技术M.北京:中国电力工业出版社1981年朱声石.高压电网继电保护原理与技术第三版）M北京:中国电力出版社2005年崔家佩、孟庆炎、陈永芳等电力系统继电保护与安全自动装置整定计算M北京:中国水利电力出版社1993年万千云电力系统运行实用技术问答中国电力出版社2004年罗士萍微机保护实现原理及装置中国电力出版社2001年SQUIRED.ELECTRICALCONTROLEQUIPMENT,1984I.L.KONSOW,CONTROLOFELECTRCMACHINES,1983ElectricPowerApplicationsIEEConferencePublicationJ.TBoysJanuary1989