110KV单电源环形网络继电保护设计

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1、=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=110KV 单电源环形网络继电保护设计河南科技大学 课 程 设 计 说 明 书 课程 名称 继电 保护课 程设计 题 目110KV 单 电 源 环 形 网 络继电保护课程设计-2、4、6 保护学院 农 业工 程 学 院 班 级 学生姓名 指导教师 邱兆 美 日 期 农业工程学院课程设计说明书 课程设计任务书 课程设计名 称 继电保 护 课程设 计 学生 姓名 专业班级 农电 111班 设计题目 110KV 单电源环形网络继电保护设计 2、4、6 保护 一、课程设 计目的 专业课程设计，一方面使学 生获得综合运用学过的知识进行电力

2、变 电所、牵引变电所各主要元件的保护设 计及整定和保护设备的选型的基本能=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 力，另一方面能巩固与扩大学生的电气 综合设计知识，为毕业设计做准备，为 后续课程的学习及今后从事科学研究、 工程技术工作打下较坚实的基础。学生 通过专业课程设计，应在下述各方面得 到锻炼：1.掌握继电保护保护方案的确定原则，整定计算的一般步骤，了 解系统运行方式的确定，保护整定系数 的分析与应用，前后级整定配合的基本 原则；2.掌握保护、控制、测量、信号回路阅读和设计基本方法； 3.学习 相关保护设备的选择和一般的维护。 二、设计内容和要求1短路计算。必须

3、说明系统运行方式、短路点与短路 类型的决定原则或依据。 2保护 方式的选择及整定计算。要求说明选用 保护方式的原则，各保护的整定计算条 件，并用表格列出整定计算结果。 3绘制保护原理接线图。要求绘制单线 原理接线图及某一元件保护原理展开 图。4对保护的评价。要求从选择性、灵敏性和速动性、可靠性四个方=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 面来评价所采用保护的质量。5编写设计说明书。不少于2000字的说明书。 三、设计任务和要求 1原始数据?线路AB、BC、CA的最大负荷电流分别 为220A、130A、220A,负荷 的自 起动系数 Kss?；? 网络中各线路采用带方

4、向或不带方向的电流电压保护， 变压器采用纵联 差动保护作为主保 护，变压器为Y, dll接线； ？发 电厂的最大发电容量为3x50MW，最小 发电容量为2x50MW（发变组 停运）; 农业工程学院课程设计说明 书？ 各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时 限级差=;?线路的电抗每公里均为Q；?电压互感器的变比nTV？110/， AB、 AC 线路电流互感器变 比nTA?300/5，其它参数如图所示。2x20MVA2x40MVA3x50MWcos= 60MVA20MVA 2.设计要求？确定 保护 2、 4、 6 的保护方式，以及它们的 Iop、 Uop、 Ksen 和 top;?

5、 绘制保护 4=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 的接线图及网络单线图； ? 对本网络所 采用的保护进行评价。 四、时间进度安 排1 明确任务和文献查找： 1 天2短路计算：2 天3保护方式选择及整定计算：2 天4绘制保护原理接线图：2 天 5编写说明书： 2 天 6准备答辩及答辩：1 天 五、主要 农业工程学院课程设计说明书目录第一章绪论 1设计的意义 1设计的 目 的 1第二章设计内容 . 311 计 算 网络各参数 3 运行方式的选定原则 4 短 路电流计算 5计算 BC 线路其最大运行方式短路电=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读

6、下载= 流 5 计算 BC 线路其最小运行方式短路电流 7 线路保护配置的一般原则 10 110KV 线路继电保护和自动装置 的配置 10保护装置的配置 10 自动装置配置 11 距离保护整定计算 12AC线 路6QF的整定 12 BC线路4QF的整定14 AB线路 2QF 的整定 15 保 护 4 的 继 电 保 护 接 线 图 18 第三章保护评价 20 第 四 章 设 计 心 得 22农业工程学院课程 设计说明书指供电系统中的发电机，变压器，并联线路部分投入的 运行方式。系统在最小运行方式工作的=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 时候，等值阻抗最大，短路电

7、流最小， 发电机容量最小。 其计算如下：最大运行方式下的最小电源阻抗为： ZS?min = = =最小运行方式下的最 大电源阻 抗为： ZS?max = /2+/2 = 短路电流计算计算最大短路电流,并计算各段路点的短路电流 Ik。为计算动作电流，应该计算最大运行方式 下的三相短路电流，为检验灵敏度要计 算最小运行方式下的两相短路电流。而 对于短路点的选择一般选择在高、低压 母线上和电气设备接线处。为计算 2QF、 4QF、6QF 的整定值，根据如上系统图 可知，最大运行方式要求 1QF 断开，等 值阻抗图如图。图最大运行方式下三相短路等值阻抗图计算 BC 线路其最大运行方式短路电流 CA线路

8、断开，C端发生短路故障，各序 网图如下所示5农业工程学院课程设计说明书 正序负序零 序正序阻抗 Z1?*=Z2?*3精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载零序阻抗?*?(?)|?32 故障点C：三相 Ik11 X1?化为有名值 Ik两相 Ik?150?1?3?X1?2化为有名值Ik单相Ik?150?3? ?2?化为有名值Ik两相接地:?150?6农业工程学院课程设计说明书Ik?3?.521化为有名值：Ik? 计算 BC 线路其X0? ?(?)|? 正 Z1?*=Z2?*= 2 7 程学院课程设计说明书 阻抗： ?*?(?)|(?)? 短路电流计算如下： X1150?有名

9、值 Ik Ik?150? 3?最小运行方式短路电流 各序网络 图如下所示 正序 X1? 零序 转化为星形图化简如下： 序阻抗： 农业工 零序 22 故障点 C 三相 Ik1?1?3?两相 Ik?2?有 名 值 Ik?150?X1?2 有名值 单 相 Ik? ?两相接地=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= Ik?132 = 有名 值：Ik? 同理得K2、K3、K4各个 短 路 点 短 路 电 流 为 ： 短 路 电 流 短 路 点K1 K2 K3 K4最 大 运 行 方 式 最 小 运 行 方 式 8 农业工程学院课程设计说 明书表 短路电流值 9农业工程学院课程

10、设计说明书 线路保护配置 的一般原则考虑经济的优越性：可以尝试配三段式电流保护，同时于系统 是环网运行，相当于双电源运行一定要 加方向元件。在 110KV 等级电力网络 中，三段式电流保护可能在系统最小运 行方式下没有保护范围，如果系统在最 小运行方式下运行的几率不大的情况 下，而且资金不够的情况下可以尝试三 段式电流保护，基本可以保证系统正常 运行。 对于 110KV 及以上的电 压电网的线路继电保护一般都采用近后 备原则。当故障元件的一套继电保护装=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 置拒动时，相互独立的另一套继电保护 装置动作切除故障。而当断路器拒绝动 作时

11、，启动断路器失灵保护，断开与故 障元件相连的所有联接电源的断路器。 对瞬时动作的保护或瞬时段保护，其整 定值应保证在被保护元件发生外部故障 时，继保装置可靠且不动作，但单元或 线路变压器组的情冰况除外。 110KV 线路保护应按加强主保护、简化 后备保护的基本原则配置和整定。其中 两套全线速动保护的交流电流、电压回 路和直流电源彼此独立；每一套全线速 动保护对全线路内发生的各种类型故 障，均能快速动作切除故障；两套全线 速动保护应具有选相功能；两套主保护 应分别动作于断路器的一组跳闸线圈； 两套全线速动保护分别使用独立的远方 信号传输设备；具有全线速动保护的线 路，其主保护的整组动作时间应为：

12、对 近端故障不大于 20 毫秒；对远端故障 不大于 30 毫秒。考虑系统的运行方式：110KV高压输电网络应该属于大=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 接地电力系统，需要配置零序保护。如 上考虑到环网运行，也要加方向元件。 保证保护不误动作。 110KV 线 路继电保护和自动装置的配置保(2)后备保护的配 农业工程学 考虑保护护 装 置 的 配 置 (1) 主 保 护 的 配 置 系统可知 110KV 线路配置有众联保护， 全线路上任意点故障都能快速切除,保证 系统稳定安全运行 置 10 院课程设计说明书 性能优越性：110 线路应该配距离保护， 但是距离保护复

13、杂而且价格昂贵，维护 困难。 考虑经济的优越性：可以尝 试配三段式电流保护，同时于系统是环 网运行，相当于双电源运行一定要加方 向元件。在110KV等级电力网络中，三 段式电流保护可能在系统最小运行方式 下没有保护范围，如果系统在最小运行 方式下运行的几率不大的情况下，而且 资金不够的情况下可以尝试三段式电流 保护，基本可以保证系统正常运行。考虑系统的运行方式：110KV高压输电=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 网络应该属于大接地电力系统，需要配 置零序保护。如上考虑到环网运行，也 要加方向元件。保证保护不误动作。结 论：继电保护保护装置的配置不是一层 不变的

14、，要考虑系统运行情况、经济状 况、人员技能、环境影响等等情况，但 是电力系统继电保护的基本任务不变： 1.自动、迅速、有选择的将故障元件冲系 统中切除。2.反应电力设备的不正常运行 状态，并根据运行维护条件，动作于发 出信号或跳闸。 自动装置配置 (1)简述 电力系统自动装置是指在 电力网中发生故障或异常时起控制作用 的设备，主要包括自动重合闸、备用电 源自动投入装置、低频减载和失压解列 装置等设备，电网中自动装置的型号多、 逻辑千变万化，在实际运行中会暴露一 些问题。电网中自动装置的配置，需要 我们进行全面的考虑。(2)系统安全自动 装置的配置 配置重合闸：在电力系 统故障中，打多数故障是输

15、电线路故障。 运行经验表明大多数线路故障是 “瞬时 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 性”故障，此时，如果把断开的线路在合 上，就能恢复正常供电。 结论：如 图所示:该系统为110KV输电线路系统， 按照要求，每一个断路器都应该装有 ARD 装置，并与继电保护后加速配合形 成重合闸后加速保护，保证电力系统最 大限度的正常供电。 配置备用电源 自动投入装置：当线路或用电设备发生 故障时，能够自动迅速、准确的把备用 电源投入用电设备中或把设备切换到备 用电源上，不至于让用户断电的一种装 置。 11 农业工程学 院课程设计说明书 结论：如 图所示:该系统为110KV

16、输电线路系统， 根据系统要求，如果B变电站或C变电 站中的两台变压器，为了保证负荷可以 长时间的正常运行，应该加入AAT装置。 配置低频、低压减载装置：它在电力系 统发生事故出现功率缺额使电网频率、 电压急剧下降时 , 自动切除部分负荷 , 防 止系统频率、电压崩溃,使系统恢复正常, 保证电网的安全稳定运行和对重要用户=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 的连续供电。 结论：如图所示：该 系统为110KV输电线路系统，根据当地 系统运行状况和系统要求，为了保证系 统能够稳定运行，防止系统频率、电压 崩溃应该在变电站 B、C、D 中配置低频、 低压减载装置。 距离保

17、护整定计 算 AC 线路 6QF 的整定 保 护6的I段保护 线路AC末端的最 大三相短路电流错误！未找到引用源。 动作电流错误！未找到引用源。 取 错误！未找到引用源。，则保护 6 的电流 保护第 I 段动作电流为保护范围的校验 最小运行方式下， AC 线 路 X 处 两 相 短 路 的 电 流 为 ： 灵敏度满足要求。保护6的II段保护： 12农业工程学院课程设计说明书与保护5的第I段相配合 保护 5 的电流保护第 I 段动作电流为错误！未找到引用源。取错误！未找到引用源。 动作时限错误！ 未找到引用源。 灵敏度校验 本线 路 Ac 末端的最小两相短路电流错误！未=精选公文范文，管理类，工

18、作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 找到引用源。 故错误！未找到引用源。 灵敏度不满足要求，可与保护 5 段 的电 流保护第 II 段相配合。 保护 6 的 Ill段保护动作电流的整定 取错 误！未找到引用源。动作时限错误！未找到引用源。 灵敏 度校验 作近后备时，按本线路 AC 末端的最小 两相短路电流错误！未找到引用源。来 校验，即作远后备时，按相邻线路 CB 末端的最小两相短 路电流错误！未找到引用源。来校验， 13 农业工程学院课程设计说 明书 BC 线路 4QF 的整定保护4的I段保护 线路BC末端的 最大三相短路电流错误！未找到引用源。 取错误！未找到引用源。，则保护4的电

19、流保护第 I 段动作电流为保护范围的校验 最小运行方式下， BC 线路 X 处两相短路的 电流为： 灵敏度满足要求。保护4的II段保护：与保护 3 的第 I 段相配合 保护 3 的 电流保护第 I 段动作电流为错误！未找=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 到引用源。 取错误！未找到引 用源。 动作时限错误！未找到引用源。 灵敏度校验 本线路 BC 末端的最小 两相短路电流错误！未找到引用源。 故 错误！未找到引用源。 灵敏度不满 足要求，可与保护 4 的电流保护第 II 段 相配合。保护4的III段保护14农业工程学院课程 设计说明书第三章 综合评价根据“继电保

20、护和安全自动装置技术规程 ”及题目给定的要求，从选择 性、灵敏性、速动性及可靠性四个方面 来对本网络所采用的保护进行评价。 一 个继电保护装置的好坏，主要是从它的 选择性、灵敏性、速动性及可靠性等方 面衡 量的 。1 、 选 择 性继电保护的选择性是指保护装置动作 时，在最可能小的区间内将故障从电力 系统中断开，最大限度地保证系统中无=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 故障部分仍能继续安全运行。它有两种 意思：其一是只应有装在故障原件上的 保护装置动作切除故障；其二是力争相 邻元件的保护装置对它起后备保护作 用。 电流速断保护只能保护线路的 一部分，限时电流速断

21、保护只能保护线 路全长，但不能作为下一段线路的后备 保护，因此必须采用限时过电流保护作 为本线路和相邻下一线路的后备保护。 实际上，电流速断保护 I 段常常不能通 过灵敏度的校验，主要是因为系统运行 方式变化比较大，在最小运行方式下， 保护 I 段往往没有保护范围，为此，常 使用电流电压联锁保护代替电流速断保 护，实现 I 段的主保护。本设计中，为 了保证选择性，采用了功率方向元件， 并通过上下级之间的配合实现了保护的 选择性。2、速动性 继电保护的速动性是指尽可能快地切除故 障，以减少设备及用户在大短路电流、 低电压下运行的时间，降低设备的损害 程度，提高电力系统并列运行的稳定性=精选公文范

22、文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 电流电压保护第I段及第II段共同作为 线路的主保护，能满足网络主保护的速 动性要求。而第三段保护则因为越接近 电源，动作时间越长，有时动作时间长 达好几秒，因而一般情况下只能作为线 路的后备保护。 本设计的主保护动作时 间满足题目要求。3、灵敏度 20 农业工程学院课 程设计说明书继电保护的灵敏性是指对于其保护范围内发生故障或 不正常运行状态的的反应能力。 电 流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

23、 围为零的情况。三段式电流保护的主要 优点是简单、可靠，并且一般情况下都 能较快切除故障。缺点是它的灵敏度受 保护方式和短路类型的影响，此外在单 侧电源网络中才有选择性。4、可靠性 电流保护的电路构成，整=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 定计算及调试维修都较为简单，因此， 它是最可靠的一种保护。 计算整定过程 的几个注意点：单电源环形网络的相间 短路保护可采用带方向或不带方向的电 流电压保护，因此在决定保护方式前， 必须详细地计算短路点短路时，渡过有 关保护的短路电流和保护安装处的残余 电压，然后根据计算结果和题目的要求 条件下，尽可能采用简单的保护方式。 系

24、统运行方式的考虑除了发电厂发电容 量的最大和最小运行方式外，还必须考 虑在设备检修或故障切除的情况下，发 生短路时渡过保护装置的短路电流最大 和最小的系统运行方式，以便计算保护 的整定值灵敏度。在求不同保护的整定 值和灵敏度时，应该注意短路点的选择。 后备保护的动作电流必须配合，要保证 较靠近电源的上一元件保护的动作电流 大于下一元件保护的动作电流，且有一 定的裕度，以保证选择性。 可靠性 包括安全性和信赖性，是继电保护最基 本的要求。安全性是要求继电保护在不=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 需要它动作时可靠不动作，即不发生误 动作。信赖性是要求继电保护在规定

25、的 保护范围内发生了应该动作的故障时动 作，即不发生拒绝动作。本设计采用的 三段式电流保护，当全系统任意一点发 生短路时，保护装置都可以在的时间内 切除故障，且它的电路构成，整定计算 和调试维修都较为简单，可以使它是最 可靠的一种保护。21 农业工程学院课程设计说明书 第四章 设计心得电力系统继电保护作为电气工程及其自动化专业的 一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程 设计等几个主要部分。在完成了理论的 学习的基础上，为了进一步加深对理论 知识的理解，本专业特安排了本次课程 设计。 理解这次课程设计的课题内 容，熟悉并掌握电力系统的三段式保护， 能看懂电力系统网络图，查阅其他资料 了解电流互感器

26、和电压互感器的选择， 以及主保护和后备保护的配置等，心得 如下： 进一步理解了继电保护的重要=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载= 性，及其对继电保护的选择的原则有了 进一步的理解。而在三段式电流保护满 计算中，根据系统网络图分析，来确定 系统运行的最大方式和最小方式。当三 段式整定计算中出现灵敏系数不能满足 要求，当发生内部故障时可能启动不了， 可以考虑进一步延伸限时电流速断的保 护，或降低本线路限时电流速断保护的 整定值，以保证灵敏性。这次课程设计 虽然花了我很多的精力和时间，中间遇 到不少问题，但经过老师的指导，弥补 了以前学习上的盲点。我觉得这是很值 得的，我通过这一次作业，让我更深刻 理解了理论上的东西，也可以说是学以 致用。我觉得这不仅仅是在教我们如何 去实践理论上的知识，更重要的是教会 了我们应用知识的一种方法，我认为我 们之所以要上学，是因为我们需要一种 思维，一种会不断发现问题然后不断去 解决问题的思维，这是解决我们自立根 生的根本方法。我相信通过这次课程设 计都会让我们有进一步的成长。=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=22 农业工程学院课程设计说 明书