110kV输电线路电流电压保护设计(3)

辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：110kV输电线路电流电压保护设计（3）院（系）：新能源学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：新能源学院教研室：电气工程及其自动化学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目110kV输电线路电流电压保护设计（3）课程设计（论文）任务系统接线图如图：课程设计的内容及技术参数参见下表设计技术参数工作量,20,3/1151GXkVE,10,1032GGXXL1=L2=60km,L3=40km,LB-C=40km,LC-D=30km,LD-E=20km,线路阻抗0.4/km,2.1IrelK,relK15.1relK,最大负荷电流IB-C.Lmax=350A,IC-D.Lmax=200A,ID-E.Lmax=150A,电动机自启动系数Kss=1.5，电流继电器返回系数Kre=0.85。最大运行方式：三台发电机及线路L1、L2、L3同时投入运行；最小运行方式：G2、L2退出运行。1.确定保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗。2.进行C母线、D母线、E母线相间短路的最大、最小短路电流的计算。3.整定保护1、2、3的电流速断保护定值，并计算各自的最小保护范围。4.整定保护2、3的限时电流速断保护定值，并校验灵敏度。5.整定保护1、2、3的过电流保护定值，假定母线E过电流保护动作时限为0.5s，确定保护1、2、3过电流保护的动作时限，校验保护1作近后备，保护2、3作远后备的灵敏度。6．绘制三段式电流保护原理接线图。并分析动作过程。7、采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。BAG1123L3L2L1EDCG2G3987654系统接线图本科生课程设计（论文）1续表进度计划第一天：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。指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算本科生课程设计（论文）2摘要电力系统的输、配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.对各种不同电压等级的线路应该装设不同的相间短路和接地短路的保护。针对电力系统的输电线路进行了继电保护设计，采用了电流电压保护方法，首先确定了在最大运行方式和最小运行方式下的等值阻抗。并对其进行了相间短路的最大、最小短路电流的计算。进行了保护1、2、3的电流速断保护定值的计算，同时也计算了各自的最小保护范围。然后，对保护2、3进行限时电流速断保护的定值计算，并校验各保护的灵敏度。接着，进行了保护1、2、3的过电流保护定值计算，确定保护1、2、3过电流保护的动作时限。校验保护1作近后备，保护2、3作远后备的灵敏度。同时绘制电磁式三段式电流保护原理电路图，并详细的分析其动作过程。最后对整个电流电压继电保护系统采用MATLAB建立系统模型，并对其仿真所得的结果与运算法所得结果进行分析和比较。关键词：电流电压保护；三段式电流保护；灵敏度；最大运行方式本科生课程设计（论文）3目录第1章绪论.........................................................41.1继电保护基本概念.................................................41.2继电保护装置的构成...............................................41.3继电保护装置的基本要求...........................................5第2章输电线路电流保护整定计算.....................................62.1电流Ι段整定计算................................................62.1.1动作电流的整定.............................................62.1.2灵敏度校验.................................................72.1.3动作时间的整定.............................................82.2电流Ⅱ段整定计算................................................82.3电流Ⅲ段整定计算.................................................9第3章电流保护原理图的绘制与动作过程分析..........................103.1电流三段式保护原理接线图........................................103.2电流三段式原理展开图............................................11第4章MATLAB建模仿真分析..........................................12第5章课程设计总结................................................14参考文献...........................................................15本科生课程设计（论文）4第1章绪论1.1继电保护基本概念当今世界最重要的专门技术之一就是继电保护技术，使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。它要有一个专门保障体系，其中。电力系统断电保护能在全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。电力系统继电保护设计包括发电机、变压器、线路、电动机、电容器等元件的保护方案选择，自动装置的选择及整定计算等等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。1.2继电保护装置的构成继电保护装置构成的方框图。它内测量元件、逻辑元件和执行元件所组成，测量元件将从被保护对象(输电线路或其亡电气设备)输入的信息(如电流、电压等)与预先给定的信息(称为整定值)进行比较，鉴别被保护设备有无故障或正常下作情况。并输出相应的信息。逻辑元件根据测量元件输出的信息．判断保护装置是否该动作于跳闸或动作干信号、是否需要带延时跳间或延时给出信号输出相应的信息。执行元件根据逻辑入件输出的信息，送出跳问信息或报警信息予断路器的控制回路或报警信号回。本科生课程设计（论文）5继电保护装置构成的方框图1.3继电保护装置的基本要求1．选择性电力系统发生故障时，继电保护的动作应当具有选择件，它仅将故障部分切除能继续运行．尽量缩小中断供电的范围。2．动作迅速电力系统发生故障后，要求继电保护装置尽快的动作．切除故障部分，这样做的好处(1)系统电压恢复得快，减少对广大用户的影响。(2)电气设备损坏程度减轻。(3)防止故障扩大，对高压电网来说，快速切除故障更为必要，否则会引起电力系统振荡甚至失去稳定。(4)有利于电弧闪络处的绝缘强度恢复．当电源切除后又自动重新合上(即采用白动重合闸装置)再送电时容易获得成功(即提高了自动重合闸的成功率)。3．灵敏性灵敏性是指继电保护装置反应故障的能力，一般以灵敏系数的大小来衡量。4．安全性和可靠性(1)选用确当的保护原理，在可能条件下尽量简化接线，减少元器件的数量和触点的数量。(2)提高保护装置所选用的器件质量和工艺水平，并有必要的抗干扰措施。(3)提高保护装置安装和调试的质量，并加强维护和管理。除了上述四个方面基本要求之外，在选用继电保护装置时，还必须注意经济性，在保证电力系统安全运行的前提下，应采用投资少、维护费用较低的保护装置。本科生课程设计（论文）6第2章输电线路电流保护整定计算2.1电流Ι段整定计算2.1.1动作电流的整定244.06021LLXX，164.0403LX164.040BCX，124.030CDX,84.020DEX最大运行方式等值阻抗所以，最大运行方式的等值阻抗为：11161024241020332121min3LGLLGGXXXXXXX最小运行方式等值阻抗所以，最小运行方式的等值阻抗为：16161024203311max3LGLGXXXXXC母线最大短路电流为：46.216113115min3maxBCskCXXEI本科生课程设计（论文）7C母线最小短路电流为：07.2161631152323max3minBCskCXXEI同理，D母线最大短路电流为：70.11216113115min3maxCDBCskDXXXEID母线最小短路电流为：31.112161631152323max3minCDBCskDXXXEIE母线最大短路电流为：41.181216113115min3maxDECDBCskEXXXXEIE母线最小短路电流为：11.1812161631152323max3minDECDBCskEXXXXEI保护1，2，3的第I段动作电流分别为：69.141.12.1max1kEIrelIopIKI04.270.12.1max2kDIrelIopIKI95.246.22.1max3kCIrelIopIKI2.1.2灵敏度校验98.912161669.1211523max31min1CDBCIopsXXXIExl8.3161604.2211523max32min2BCIopsXXIExl49.31695.2211523max33min3XIExlIops本科生课程设计（论文）8所以，0%100min11DEIsenXxlK，不满足灵敏度要求。,0%100min22CDIsenXxlK，不满足灵敏度要求。%15%8.21%1001649.3%100min33BCIsenXxlK，满足灵敏度要求。2.1.3动作时间的整定由上述过程可知，保护1，2，3的I段动作时间分别为：s01IopI，s02IopI，s03IopI2.2电流Ⅱ段整定计算对于保护2的电流保护II段动作电流应与相邻线路DE电流保护的I段配合，即2min12bIopIIrelIIopKIKI，12minbK所以，94.1169.115.12IIopI3.168.094.131.12minIIopkDIIsenIIK，不满足灵敏度要求。所以断路器2处电流保护II段与断路器1处的II段配合，但因1处没有保护II段，所以不满足要求。对于保护3的电流保护的II段的动作电流应与相邻线路CD电流保护的I段配合，即35.2104.215.13min23bIopIIrelIIopKIKI3