35kV线路保护的配置及整定计算

1目录摘要…………………………………………………………………………………………2前言…………………………………………………………………………………………2正文…………………………………………………………………………………………21．继电保护概论…………………………………………………………………………21.1继电保护的作用…………………………………………………………21.2对电力系统继电保护的基本要求…………………………………………22.35KV线路继电保护的配置…………………………………………………33.电网相间短路的电流保护……………………………………………………………33.1短路计算………………………………………………………………………33.2瞬时电流速断保护……………………………………………………………………43.3限时电流速断电流保护………………………………………………………63.4定时限过电流保护…………………………………………………………73.5电流三段保护小结……………………………………………………………8结语…………………………………………………………………………………………8参考资料………………………………………………………………………………………8附表……………………………………………………………………………………………92摘要电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：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信号等措施，以求最大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。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。关键词：35kv继电保护、整定计算、故障分析、设计原理前言电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换为电能的统一系统。电能是现代社会中最重要、也最为方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换为电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换为适合用户需要的其他形式的能量。再输送电能的过程中，电力系统希望线路有比较好的可靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作，从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括:继电保护运行凡是的选择、电网各个元件参数及符合电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校正、继电保护零序电流整定计算和校正、对所选择的保护装置进行综合评价。正文1、继电保护概论1.1继电保护的作用1.1.1继电保护的概念及任务电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围;电力系统出现异常运行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。1.2对电力系统继电保护的基本要求1.2.1选择性继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，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。1.2.2速动性3继电保护的速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设备。故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。1.2.3灵敏性继电保护的灵敏性是指保护装置对于其应保护的范围内发生故障的反应能力。（保护不该动作情况与应该动作情况所测电气量相差越大→灵敏度↑）。1.2.4可靠性继电保护的可靠性是指保护装置在电力系统正常运行时不误动;再规定的保护范围内发生故障时，应可靠动作;而在不属于该保护动作的其他任何情况下，应可靠的不动作。（主保护对动作快速性要求相对较高；后备保护对灵敏性要求相对较高。）2、35KV线路继电保护的配置短路保护采用两相两继电流保护，它是一种阶段式电流保护。以第1段、第2段电流速断保护作为主保护，以第3段过电流保护作为后备保护。2、接接地系统中单相接地故障的保护方式之一：零序电流保护3、DVP—934135KV线路保护监控装置功能配置：（1）相电压电流频率有功无功测量；（2）电度分时计量；（3）2-13次谐波分析；（4）电压电流波形显示；（5）24小时负荷变化曲线；（6）跳合闸防误操作；（7）开关量事件记录；（8）三相式方向速断保护；（9）三相式延时方向速断保护；（10）三相式方向过流保护；（11）低压闭锁延时速断过流保护；（12）后加速延时速断过流保护；（13）检同期/无压三相一次重合闸；（14）低频减负荷；（15）故障录波。4、重合闸：三相一次重合闸，后加速（35KV），和前加速(35KV)。无论本线路发生何种类型的故障，继电保护装置均将三相断路跳开，重合闸启动，经预定延时（可整定，一般在0.5S-1.5S间）发出重合脉冲，将三相断路器合上。若瞬间故障，重合后成功，继续正常运行，若永久故障，不再重合闸。3.电网相间短路的电流保护在电网中35kv及以下的较低电压的网络中主要采用三段式电流保护，最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下也能够满足快速切除故障的要求。三段式过流保护包括：1、瞬时电流速断保护（简称电流速断保护或电流ⅰ段）2、限时电流速断保护（电流ⅱ段）3、过电流保护（电流ⅲ段）。电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护，它们的不同是保护范围不同。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定4的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。1、瞬时电流速断保护：保护范围小于被保护线路的全长一般设定为被保护线路的全长的85%2、限时电流速断保护：保护范围是被保护线路的全长或下一回线路的15%3、过电流保护：保护范围为被保护线路的全长至下一回线路的全长3.1互感器变比:短路电流:=183.85A考虑到三分之一的裕度：I=（1+1/3）*183.85=245A但在实际中电流不可能为245，所以取300A所以变压器变化为n=300/5=60对于线路的阻抗，由最大运行方式下：=6.91Ω最小运行方式下：=8.89Ω由于本课程设计所涉及的只是单侧电源供电的单回线路电流分支系数为=bK1，即不考虑分支系数的影响。3.2瞬时电流速断保护输电线路发生短路时，电流突然增大，电压降低。利用电流突然增大使保护动作而构成的保护装置，称为电流保护。通常输电线路电流保护采用阶段式电流保护，采用三套电流保护共同构成三段式电流保护。可以根据具体的情况，只采用速断加过流保护或限时速断加过流保护，也可以三段同时采用。ϕηcos3max.UpIwl=95.085.03539×××=KVMW95.085.01035310936×××××=occSSUX2.=623min.101981037××=）（SX623max.101541037××=）（SX2K3K1KBD53.2.1瞬时电流速断保护的工作原理瞬时电流速断保护又称Ⅰ段电流保护，它是反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护。当系统电源电势一定，线路上任一点发生短路故障时，短路电流的大小与短路点至电源之间的电抗（忽略电阻）及短路类型有关，三相短路和两相短路时，流过保护安装地点的短路电流可用下式表示式中sE——系统等电源相电势；sX——系统等效电源到保护安装处之间的电抗；1X——线路千米长度的正序电抗；l——短路点至保护安装处距离。对K1点：对K2点：对K3点：短路点K1K2K3最大运行方式下电流1432.73A486.49A793.83A最小运行方式下电流1095.32A403.14A640.36A3.2.2瞬时电流速断保护的整定计算瞬时电流速断保护1的动作电流应按大于本线路末端短路时流过保护安装处的最大短路电流来整定，即)(31)3(lXXEIssk+=)(3231)2(lXXEIssk+×=AKVIk73.1432)4.02091.6(337)3(=×+=AKVIk32.1095)4.02089.8(33723)2(=×+×=AKVIk49.486)3791.6(337)3(=+=AKVIk83.793)4.05091.6(337)3(=×+=AKVIk14.403)3789.8(33723)2(=+×=AKVIk36.640)4.05089.8(33723)2(=×+×=6max.1lIrelIsetIKI=式中IsetI1—保护1无时限电流速断保护的动作电流，又称一次动作电流；IrelK—可靠系数，考虑到继电器的整定误差、短路电流计算误差和非周期分量的影响等而引入的大于1的系数，一般取1.2～1.3。max.lI—被保护线路末端末端B母线上三相短路时保护安装测量到的最大短路电流，一般取次暂态短路电流周期分量的有效值。AIIset24.180573.143226.11=×=KnIIconTAsetop11=nTA-----为电流互感器的变比Kcon----为电流互感器的接线系数对于35KV电路，电流互感器采用两相星形接线，所以Kcon=1。瞬时电流速断保护的灵敏系数，是用其最小保护范围来衡量的，规程规定，最小保护范围minl不应小于线路全长的)%20~15(。在最小保护区末端发生短路故障时，动作电流，即IsetsskIlXXEI1min1max.)2(min.)(323=+×=式中max.sX—系统最小运行方式下，最大等值电抗；1X—输电线路千米正序电抗。通常规定，最小保护范围不应小于被保护线路全长)%20~15(。)323(1max.11minsIopsXIEXl−×=)89.824.1805323(4.01−××=sE=3.39KM95.16%100)20/39.3(=×符合要求。动作时限：T'1=03.2.3总结瞬时电流速断保护只能保护线路部分，动作的选择性依靠动作值来保证。对于线路变压组，可使全线处于速动保护范围之内。瞬时电流速断保护的灵敏度以保护区的长度来确定。3.3限时电流速断电流保护由于瞬时电流速断保护不能保护线路全长，当被保护线路末端附近短路时，必须由其他的保护来切除。为了满足速动的要求，保护的动作时间应尽可能的短。为此，可增加一套带时限的电流速断保护，用以切除瞬时电流速断保护范围以外的短路故障，这种带时限的电流速断保AIop09.306024.18051==7护范围以外的短路故障，这种带限时的电流速断保护，称为限时电流速断保护。要求限时电流速断保护被保护线路的全长。由以上分析可知，若要是限时电路速断保护能够保护线路全长，其保护范围必然要延伸到相邻线路以部分。为满足选择性必须给限时电流速断保护增加一定的时限，此时限既能保证选择性又能满足速动性的要求，即尽可能短。鉴于此，可首先考虑使它的保护范围不超出相邻线路瞬时电流速断保护的保护范围，而动作时限则比相邻线路的无时限电速断保护长一个时限级差，用tΔ表示。可见限时电流速断保护是通过动作值和动作时限来保证选择性的。3.3.1限时电流速断保护的整定计算AB段的下一段分为两段：BD段：AIKIKIrelIBDset23.100083.79326.13)3(1=×==AIKIsetrelset27.120023.10002.111.222.=×==IIKs