35KV线路继电保护与自动装置设计2

西南交通大学课程设计说明书课程设计报告题目35kV线路继电保护与自动装置设计专业电气工程及其自动化班级电气4班学号20111351姓名谷妍指导教师易东电气工程学院二〇一四年11月至二〇一四年12月课程设计任务书西南交通大学课程设计说明书I学生姓名谷妍学生学号20111351学生专业电气工程及其自动化学生班级电气4班发题日期2014年11月日完成日期2014年12月20日课程名称二次系统课程设计指导教师易东设计题目35kV线路继电保护与自动装置设计课程设计（实训）主要目的：1.主要完成35kV线路继电保护与自动装置设计及整定计算，以及相应的保护原理图和展开图的绘制；2.达到巩固继电保护知识，实践继电保护基本的设计过程，锻炼学生综合能力的目的；3.为从事磁浮与轨道交通、电力牵引、供电、电工技术等与继电保护应用有关的工程技术工作打下一定的基础。课程设计（实训）任务要求：（包括原始数据、技术参数、设计条件、设计要求等）某35kV终端变电站具有多路进出线的双母线(见图1所示)，己知第I路出线ABI和第ll路出线ABll的有关网络参数如下:系统容量:最大运行方式195.571MIVA,最小运行方式为152.111MVA线路ABI上最大输送功率为9MW，功率因数0.85,自起动系数1.28;线路阻抗0.4Ω/km变压器B1所装差动保护的动作时限为0.1s，并假设它换算至平均额定电压37kV母线侧的电抗XB1=29Ω变电站C所装过流保护的动作时限为1s变压器B2容量与B1相同。西南交通大学课程设计说明书II图135kV系统图课程设计（实训）主要任务：1、设计任务(l)线路1和2继电保护与自动重合闸的规划配置;(2)电流互感器变比的选择;(3)继电保护、重合闸的整定计算和保护用继电器型号的选择(继电器型号需包括制造商名称，型号);(4)绘制线路1继电保护与重合闸原理图、展开图、屏面布置图、端子排图及屏后接线图。2、设计成品(1)编写设计说明书(包括继电保护与重合闸的整定计算(2)绘制35kV线路保护与重合闸原理图(包括设备表)(3)绘制35kV线路保护与重合闸展开图(包括断路器控制回路)西南交通大学课程设计说明书III目录第一章概述.................................................................................................................................11.1继电保护的基本概念...........................................11.2继电保护的意义和作用.........................................11.3继电保护的基本要求...........................................1第二章三段式电流保护...............................................3第三章电流保护的整定值计算.........................................3第四章保护装置和自动装置规划配置...................................54.1电流互感器的配置与选择.......................................54.1.1电流互感器.............................................54.1.2电流互感器的选择.......................................64.2继电器的选择................................................74.2.1按使用环境选型.........................................74.2.3输入参量的选定.........................................74.2.4根据负载情况选择继电器触点的种类和容量.................74.3自动重合闸...................................................84.3.1自动重合闸概述.........................................84.3.2自动重合闸的配置原则...................................84.3.3自动重合闸时限的整定...................................9第五章继电保护原理图、展开图和屏面布置图.............................................................95.1继电保护原理图.............................................105.2继电保护的展开图............................................105.3屏面布置图.................................................11第六章总结与体会..................................................13参考文献...........................................................13西南交通大学课程设计说明书第1页35KV线路继电保护与自动装置设计第一章概述1.1继电保护的基本概念对被保护对象实现继电保护，包括软件和硬件两部分内容：（1）确定被保护对象在正常运行状态和拟进行保护的异常或故障状态下，有哪些物理量发生了可供进行状态判别的量、质或量与质的重要变化，这些用来进行状态判别的物理量，称为故障量或起动量；（2）将反映故障量的一个或多个元件按规定的逻辑结构进行编排，实现状态判别，发出警告信号或断路器跳闸命令的硬件设备。1.2继电保护的意义和作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一，所以说，继电保护对于电力系统的运行与维护有着重大的意义和重要的作用。1.3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。1.3.1选择性继电保护选择性是指在对系统影响可能最小的处所，实现断路器的控制操西南交通大学课程设计说明书第2页作，以终止故障或系统事故的发展。例如：对于电力元件的继电保护，当电力元件故障时，要求最靠近的故障点的断路器动作断开系统供电电源；而对于振荡解列装置，则要求当电力系统失去同步运行稳定性时，在解列后两侧系统可以各自安全的同步运行的地点动作于断路器，将系统一分为二，以终止振荡，等等。电力元件继电保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足：①由电源算起，愈靠近故障点的故障，启动值愈小，动作时间愈短，并在上下级之间有适当的裕度。②要具有后备保护的作用，如果最靠近故障点的断路器拒动，能由相邻的电源恻继电保护动作将故障断开。1.3.2速动性速动性是指快速地切除故障，以提高电力系统并列运行稳定，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作，切除故障。继电保护快速动作可以减轻故障元件的损坏程度，提高线路故障后自动重合闸的成功率，并特别有利于故障后的电力系统同步运行的稳定性。快速切除线路与母线的短路故障，是提高电力系统暂态稳定的重要手段。1.3.3灵敏性继电保护灵敏性是指继电保护对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠地动作的能力。故障时通入装置的故障量和给定的装置动作值之比，称为继电保护的灵敏系数。它是考核继电保护灵敏性的具体指标。在一般的继电保护设计与运行规程中，对它都有具体的规定要求。1.3.4可靠性可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其它任何情况下，则不应该动作（即不误动）。可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。一般来说，保护装置的组成元件质量越好、接线越简单、回路中继电器的触点和接插件西南交通大学课程设计说明书第3页数越少，保护装置就越可靠。同时，保护装置的恰当的配置与选用、正确地安装与调试、良好的运行维护。对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。第二章三段式电流保护三段式电流保护包括:电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断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，因此必须采用定时限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，供配电线路并不一定都要装设三段式电流保护。比如，处于电网未端附近的保护装置，当定时限过电流保护的时限不大于0.5时，而且没有防止导线烧损及保护配合上的要求的情况下，就可以装设电流速断保护和限时电流速断保护，而将过电流保护作为主保护。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。故一般适用于35KV及以下的电网保护中。由于本题目是35kV线路继电保护，且只有母线一侧有断路器，所以采用三段式电流保护。第三章电流保护的整定值计算由于线路Ⅰ和线路Ⅱ参数相同，则选线路Ⅰ进行电流三段式整定计算。根据题目已知条件，先计算电源的最大运行方式下的阻抗和最小运行方式下的阻抗。根据公式：UIS3（3-1）ZUI3（3-2）取系统平均电压U=37kV，可得最大运行方式下的阻抗：)(7571.195372max2min.SUZs(3-3)西南交通大学课程设计说明书第4页最小运行方式阻抗：)(911.152372min2max.SUZs(3-4)线路I在BⅠ点的最大短路电流和最小短路电流：最大短路电流：)kA(42.14.02073374.03minmax..ABZUIsBk（3-5）最小短路电流：)kA(26.14.02093374.03maxmax..ABZUIsBk（3-6）（1）电流I段整定值计算：)kA(704.142.12.1max...BkrelABsetIKI（3-7）灵敏度验证：min1max..23LzZEIsABset（3-8）得：)km(64.44.0)9704.1237(4.0)233(max..minsABsetZIUL（3-9）则：%15%2.23%1002064.4minABLL符合灵敏度要求动作时限：stAB0（2）电流保护Ⅱ段整定计算：（与下一段线路BⅠC保护Ⅰ段相配合）当母线C三相短路时，C点流过的最大电流：kA)(791.04.0304.02073373min.max..CBABsckZZZUI（3-10）线路BⅠC保护Ⅰ段整定电流：)kA(949.0791.02.1max...ckrelCBsetIKI（3-11）西南交通大学课程设计说明书第5页线路ABⅠ保护Ⅱ段整定电流:)kA(044.1949.01.