10KV配电线路继电保护课

课程设计课程名称:电力系统继电保护设计题目：10kV配电线路电流保护设计学院：电力学院专业：0000000000000000班级：0000000000000姓名：0000学号：20170107015成绩：指导教师：0000000000日期：2020年6月1日—2020年6月7日课程设计成绩考核表学期2019-2020第二学期姓名00课程名称电力系统继电保护设计题目10kV配电线路电流保护设计评分标准评定指标分值得分选题难易度及工作量10设计步骤的完整性30知识掌握的程度10设计结果的正确性20综合应用能力10书写规范性10课程设计答辩10合计10010kV配电线路继电保护设计设计说明本次设计的任务主要包括六大部分，分别为运行方式的选择，电网各个元件参数及负荷电流计算，短路电流计算，继电器保护距离保护的整定计算和校验，继电保护零序电流保护的整定计算和校验，对选择的保护装置进行综合评价。关键词：继电保护；短路电流；整定计算10kV配电线路继电保护设计目录1设计资料..............................................................11.1课程设计题目.......................................................11.2设计内容...........................................................11.3设计规程...........................................................12短路电流计算..........................................................42.1等效电路的建立.....................................................42.2短路保护点的选择...................................................52.3短路电流的计算.....................................................52.4最小方式短路电流计算...............................................63保护的配合及整定计算..................................................73.1主保护的整定计算..................................................73.2后备保护的整定计算................................................94继电器保护设备的选择.................................................114.1电流互感器的选择.................................................114.2继电器的选择.....................................................115二次展开原理图的绘制.................................................125.1三段式电流保护原理接线图.........................................125.2保护测量电路.....................................................126结论.................................................................14参考文献...............................................................1510kV配电线路继电保护设计第1页1设计资料1.1课程设计题目如下图所示网络，系统参数为:EØ=10/3KV，ZG1=10，ZG2=12，ZG3=12，L1=L2=135Km，L3=20Km，LB-C=40Km，LC-D=25Km，LD-E=30Km，线路阻抗0.4/Km，21.K`rel,15.1`````kKrelrel，AICB200max.，AIDC210max.,AIED120max.，5.1KSS，85.0Kre。图一系统网络图试对线路BC,CD,DE进行电流保护的设计。1.2设计内容(1)保护的配置及选择；(2)短路电流的计算(系统运行方式的考虑，短路点的考虑，短路类型的考虑)；(3)保护配置及整定计算；(4)保护原理展开图的设计；(5)对保护的评价。1.3设计规程短路电流计算规程10kV配电线路继电保护设计2第2页在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流，然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下:（1）系统运行方式的考虑除考虑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，发生短路时流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和保护零敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。（2）短路点的考虑求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流，电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端，中点和末端三点。（3）短路类型的考虑相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用;而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。（4）短路电流列表为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。计算短路电流时，用标公值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。保护方式的选取及整定计算10kV配电线路继电保护设计第3页采用什么保护方式，主要视其能否满员规程的要求。能满足要求时，所采用的保护就可采用;不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验能否满足灵每性和速动性的要求。当采用的保护不能很好地满员选择性或速动性的要求时，允许采用自动重合闸来校正选择性或加速保护动作。当灵敏度不能满足要求时，在满员速动性的前下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。在用动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不要采用方向元件以简化保护。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。主保护配置选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。10kV配电线路继电保护设计2第4页2短路电流计算2.1等效电路的建立由已知可得，,线路的总阻抗的计算公式为：ZLX)1.1.3(其中:Z-线路单位长度阻抗；L一线路长度；所以，将数据代入公式(3.1.1)可得各段线路的线路阻抗分别为：LXXZLL121)(54135*4.0LXZL33)(820*4.0LXCBBCZ)(1640*4.0LXDCCDZ)(1025*4.0LXEDDEZ)(1230*4.0经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1，L3运行，由题意知G1、G3连接在同一母线上，则)()(||)()(||)||||(332121min12.4812275.5XXXXXXXLGLLGGs式中Xmin-最大运行方式下的阻抗值；“||”表示取并联的意思，以后不再解释。同理，最小运行方式即阻抗最大，分析可知在只有G1和G2运行，相应地有)(64541011maxXXXLGs由此可得最大运行方式等效电路如图二所示，最小运行方式等效电路如图三所示。10kV配电线路继电保护设计第5页图二最大方式运行等效电路图图三最大方式运行等效电路图2.2短路保护点的选择选取B,C,D,E点为短路点进行计算。2.3短路电流的计算最大方式短路电流计算在最大运行方式下流过保护原件的最大短路电流的公式为ZZEZEIkskK式中E-系统等效电路的相电动势；Zk-短路点至保护安装处之间的阻抗；Zs-保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；K短路类型系数，三相短路取1，两相短路取23。（1）对于保护1，其等值电路如图2所示，母线E的最大运行方式下发生三相短路流过保护1的最大短路电流为:10kV配电线路继电保护设计2第6页公式XXXXIDECDBCKEEminmax.代入数据得XXXXIDECDBCKEEminmax.1210164.123/10)(115.0KA(2)对于保护2等值电路如图2所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为XXXICDBCsKDEminmax.)(15.0KA(3)对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为：XXIBCsKLEminmax)(203.0KA2.4最小方式短路电流计算在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为：公式ZZEILSKmin.min.23式中E-系统等效电源的相电动势；Zsmin.-保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；ZL-短路点到保护安装处之间的阻抗；所以代入各点的数据可以计算得到各点的最小短路电流。10kV配电线路继电保护设计第7页3保护的配合及整定计算3.1主保护的整定计算动作电流的计算最小保护范围计算式为：LZZEIIsIsetminmax23其中E--系统等效电源的相电动势；Zsmax.---短路点至保护安装处之间的阻抗；Z1---线路单位长度的正序阻抗；（1）对于保护1，其等值电路图如图2所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护1的最大短路电流为计算公式;)(115.0maxKAIkE相应的速断定值的计算公式：IKIkElrelKsetmax1.代入数据可得)(138.0max..KAIKIEKIrelIlset由最小保护范围计算公式得ZILsIsetEmax.min.232.5代入数据的可得）（KmLI-166.25min.即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。（2）对于保护2等值电路图如图2所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为）（0.15maxKAIkD10kV配电线路继电保护设计2第8页相应的速断定值为（KA）...IKIKDIrelIset.18015021max2最小保护范围根据式可得）（6.90min2KmL即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。（3）对于保护3等值电路图如图2所示，母线C最大运行方式下发生三相短路电流流过保护3的最大短路电流为：）（0.203max.K