继保整定计算课程设计报告()(1)

课程设计报告(2015--2016年度第1学期)名称：继电保护整定计算院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：肖仕武、薛安成设计周数：两周成绩：日期：2016年1月7日课程设计报告1一、课程设计的目的与要求1．课程设计的目的1.1巩固《电力系统继电保护原理》课程的理论知识，掌握运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。1.2通过对国家行业颁布的有关技术规程、规范和标准学习，建立正确的设计思想，理解我国现行的技术政策。1.3初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。1.4提高计算、制图和编写技术文件的技能。2．课程设计的要求2.1理论联系实际。对书本理论知识的运用和对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况，切忌机械地搬套。2.2独立思考。在课程设计过程中，既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导，也可以在同学之间展开讨论，但必须坚持独立思考，独自完成设计成果。2.3认真细致。在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。2.4按照任务书规定的内容和进度完成。二、设计正文1．某一水电站网络如图所示。已知：（1）发电机为水轮立式机组，功率因数为0.8、额定电压6.3kV、次暂态电抗为0.2、负序阻抗为0.24；（2）水电站的最大发电容量为2×5000kW，最小发电容量为5000kW，正常运行方式发电容量为2×5000kW；（3）平行线路L1、L2同时运行为正常运行方式；（4）变压器的短路电压均为10％，接线方式为Yd-11，变比为38.5/6.3kV。（5）负荷自起动系数为1.3；（6）保护动作时限级差△t＝0.5s；（7）线路正序电抗每公里均为0.4Ω，零序电抗为3倍正序电抗；试求：（1）确定水电站发电机、变压器相间短路主保护、后备保护的配置方式；（2）确定6QF断路器的保护配置方式，计算它们的动作定值、动作时限，并进行灵敏度校验；（3）确定平行线路L1、L2的1QF、3QF相间短路主保护和后备保护，计算它们的动作定值、动作时限，并进行灵敏度校验；（4）假设平行线路L1、L2两侧配置有三相重合闸，计算三相重合闸装置的整定值。（5）继电保护6QF的接线图及展开图。课程设计报告2答：（1）对于水电站发电机，相间短路保护的主保护采用纵联差动保护，（远）后备保护应配置低电压启动的过电流保护或者复合电压启动的过电流保护。对于变压器，相间短路的主保护采用纵联差动保护，并配置复合电压启动的过电流保护或者低电压闭锁的过电流保护作为（远）后备保护。（2）系统等值电路的参数标么值选取：MVASB3.6，kVUB5.38，各部分等值参数如下：发电机：202.08.0/53.62.0''*''*NBNGSSXX变压器：1.022**BBTNTNNTUSSUXX输电线路：068.05.383.6404.022*2*1BBLLUSlrXX095.05.383.6564.022*3BBLUSlrX4*5*226.30.4180.03138.5BLLBSXXrlU系统等值阻抗图如下：课程设计报告36QF断路器位于双侧电源线路CD的首端，与无穷大电网连接，运行方式变化大，三段式电流保护仅能配置Ⅰ段保护作为线路的主保护。电流Ⅰ段：按躲过本线路末端发生短路时的最大短路电流整定。D节点最大短路电流：.max***10.50.50.536.30.3374338.50.1010.050.0340.095BkGTBCCDBSIXXXXUkA动作定值：6.max1.20.33740.4049setrelkIKIkA0sIt电流速断保护保护范围校验：22min6*.61138.538.50.28600r20.420.40496.3BBsetBUULZISⅠ****0.50.50.2020.050.0340.2860GTBCZXXX不满足要求电流Ⅱ段：保护范围延伸至下级线路，与下级线路电流Ι段配合。末端节点最大短路电流：.max***10.50.50.536.30.3038338.50.1010.050.0340.0950.031BkGTBCCDDNBSIXXXXXUkAⅡ段动作定值：6max1.11.20.30380.4010IIIsetrelrelkIKKIkAstttIII5.0灵敏性校验：.min***3120.50.5336.30.19862338.50.2020.050.0340.095BkGTBCCDBSIXXXXUkA.min61.3IIksenIIsetIKI不满足要求相应分析：电流Ι段保护和电流Ⅱ段保护范围校验均不满足要求。由于系统运行方式变化大，一般的电流保护不满足灵敏性与可靠性的要求，且末端仍有一段线路，故配置距离保护作为线路的主保护和后备课程设计报告4保护。距离保护Ⅰ段：整定阻抗60.8560.417.92IIsetrelCDZKLr动作时限60Its距离保护Ⅱ段：整定阻抗6()0.8(560.40.8180.4)22.528IIIIIsetrelCDrelDNZKLrKLr灵敏度校验：622.5281.0071.250.456IIIIsetsenCDZKZ距离Ⅱ段保护灵敏度校验不满足要求。按规定应改为与相邻元件的保护Ⅱ段相配合。但由于数据不足，故直接计算距离Ⅲ段。距离保护Ⅲ段：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定254.161528.035395.0395.095.02max2max.min.SUIUZNLNLCDCD整定阻抗：.min6161.25486.141.21.31.2CDLsetrelssreZZKKKⅢ灵敏度校验：近后备6(1)86.143.851.5Z560.4setsenCDZKⅢ远后备6(2)86.142.911.2Z560.4180.4setsenCDDNZKZⅢ灵敏度满足要求，且600.50.5IIIts综上，由于系统运行方式变化大，选用一般的过电流保护可能出现没有保护范围的情况，所以6QF断路器配置距离Ⅰ段和Ⅲ段保护分别作为线路的主保护和后备保护，灵敏度和可靠性经验证符合要求。（3）由上，易知系统运行情况变化大，一般的电流保护均无法满足要求，故采用距离保护，而距离保护Ⅱ段在双回线并列运行时线路末端短路时易误动，故配置距离保护Ⅰ段和Ⅲ段。以1QF为例，整定计算如下：距离保护Ⅰ段：整定阻抗8.124.0408.011zLKZBCrelsetⅠⅠ动作时限0Its距离保护Ⅲ段：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定254.161528.035395.0395.095.02max2max.min.SUIUZNLNLBCBC课程设计报告5距离保护Ⅲ段：整定阻抗.min1161.25486.141.21.31.2BCLsetrelssreZZKKKⅢ灵敏度校验近后备1(1)86.145.3841.5Z400.4setsenBCZKⅢ远后备1(2)86.142.2431.2Z+400.4560.4setsenBCCDZKZⅢ灵敏度满足要求，且Ⅲ段动作时间：161IIIIIIttts3QF的整定计算过程和结果与1QF相同。（4）按最不利情况考虑，本侧先跳闸，对侧保护延时跳闸，则先跳闸一侧重合闸装置ARD的动作时间整定为：.2.2.1.1()()0.8~1.5ARDprQFuprQFttttttts裕度其中，.1prt和.1QFt是先跳一侧保护动作时间和断路器动作时间，.2prt和.2QFt是后跳一侧保护动作时间和断路器动作时间，ut是故障点灭弧和周围去游离时间，t裕度是保留的裕度时间。取典型值1s。（5）6QF的接线图如下图所示。第I段距离保护由电流继电器KA1、KA2、中间继电器KM和信号继电器KS1组成。第II段距离保护由电流继电器KA3、KA4、时间继电器KT1及信号继电器KS2组成。第III段距离保护由电流继电器KA5、KA6、KA7、时间继电器KT2及信号继电器KS3组成。其中，电流继电器KA7接于A、C两相电流之和的中性线上，相当于B相继电器，则第III段距离保护组成了三相式保护。展开图如下图所示。课程设计报告62．110kV双电源环形网络如图所示。已知：（1）线路AB、BC、AC的最大负荷电流分别为230A、150A、230A，负荷的自起动系数为1.5；（2）网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护、零序电流保护或距离保护，变压器采用纵联差动保护作为主保护，变压器为Ｙd11接线；（3）发电厂的最大发电容量为3×50MW，最小发电容量为1×50MW（2台发变组停运）；（4）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△t＝0.5s；（5）线路的电抗每公里均为0.4Ω，忽略电阻；（6）电压互感器的变比110/0.1，AB、AC线路电流互感器变比300/5，其它参数如图所示。（7）电源S3的短路容量为2000MVA。试求：（1）确定继电保护1、2、3、4、5、6的保护配置方式，以及它们的动作定值和动作时限，进行灵敏度校验；（2）给出继电保护1、2、3、4、5、6最终的继电保护定值清单；（3）对本网络所配置保护进行评价总结。课程设计报告7（1）环网由于运行模式复杂，采用电流保护易造成灵敏度低，保护范围小等问题，因此拟用距离保护。距离保护涉及阻抗：线路：164.040ABZ124.030BCZ204.050ACZ母线B侧一台变压器：43.6920115105.02TBZ**10.05NSBSXSS母线C侧一台变压器：21150.10513.89100TCZ2*1156.613100SSXX距离保护Ⅰ段：1QF：.10.81612.8IIsetrelABZKZ2QF：.20.81612.8IIsetrelABZKZ3QF：.30.8129.6IIsetrelBCZKZ4QF：.40.8129.6IIsetrelBCZKZ5QF：.50.82016IIsetrelACZKZ6QF：.60.82016IIsetrelACZKZ动作时限均为0Isett课程设计报告8距离保护Ⅱ段1QF：与3QF距离保护Ⅰ段配合.1.30.8169.620.48IIIIsetrelABsetZKZZⅠ按躲过母线B处变压器电压侧出口短路整定，分支系数1.min0.367bK.11.min0.50.8160.3670.569.4320.12IIIIsetrelABTBZKZKZ分支系数详细计算过程见附录取较小者，.120.12IIsetZstttIsetIIset5.03.1.灵敏度校验：.1.120.121.261.2516IIIIsetsenABZKZ满足要求3QF：与5QF距离保护Ⅰ段配合.3.50.8121622.4IIIIIsetrelBCsetZKZZⅠ按躲过母线C处变压器电压侧出口短路整定，此处分支系数4.22048min.3ACACBCABcZZZZK.33.min0.8122.413.8936.27IIIIsetrelBCcTCZKZKZ取较小者，.322.4IIsetZstttIsetIIset5.05.3.灵敏度校验：.3.322.41.871.2512IIIIsetsenABZKZ满足要求4QF：与2QF距离保护Ⅰ段配合.