110kv继电保护专业课程设计草案

前言《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业一门重要课程,重要涉及课堂讲学、课程设计等几种重要某些。在完毕了理论学习基本上，为了进一步加深对理论知识理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是当代社会中最重要、也是最以便能源。而发电厂正是把其她形式能量转换成电能，电能通过变压器和不同电压级别输电线路输送并被分派给顾客，再通过各种用电设备转换成适合顾客需要其她形式能量。在输送电能过程中,电力系统但愿线路有比较好可靠性,因而在电力系统受到外界干扰时,保护线路各种继电装置应当有比较可靠、及时保护动作,从而切断故障点极大限度减少电力系统供电范畴。电力系统继电保护就是为达到这个目而设立。本次设计任务重要涉及了六大某些，分别为运营方式选取、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护整定计算和校验、继电保护零序电流保护整定计算和校验、对所选取保护装置进行综合评价。其中短路电流计算和电气设备选取是本设计重点。通过本次线路保护设计可以巩固咱们本学期所学《电力系统继电保护》这一课程理论知识，能提高咱们提出问题、思考问题、解决问题能力。1原始资料1.1电网接线图(1)各变电站、发电厂操作直流电源电压U=220V。(2)发电厂最大发电容量50+2×25=100MW，最小发电容量为50MW，正常发电容量为50+25=75MW。(3)线路X=0.4Ω/km，X=0.4Ω/km。10(4)变压器均为Y，D11，110±2.5%/10.5KV，U=10.5%NK(5)△t=0.5S,负荷侧后备保护t=1.5S,变压器和母线均配备有差动保护，dzK=1.3zq(6)发电厂升压变中性点直接接地，其她变压器不接地。1.2任务(1)电网运营方式分析。(2)各开关保护配备方案，计算配备各线路保护及计算出各保护二次动作值（设X=X）。12(3)检查各保护敏捷度。(4)设计一套电压二次回路断线闭锁装置，二次断线时闭锁，故障时开放。（选做）(5)绘制7DL保护展开图。（选做）1.3规定设计阐明书一份（含短路电流计算，保护整定，校验，AUOCAD绘制保护配备原理图等）。110KV线路继电保护课程设计[摘要]：为给110KV单电源环形电网进行继电保护设计，一方面选取过电流保护，对电网进行短路电流计算，涉及适中电流正序、负序、零序电流短路计算，整定电流保护整定值。在过电流保护不满足状况下，相间故障选取距离保护，接地故障选取零序电流保护，同步对距离保护、零序电流保护进行整定计算，并用AUOCAD绘制出保护配备原理图。[核心词]：继电保护、短路电流、整定计算1运营方式选取1.1运营方式选取原则1.1.1发电机、变压器运营方式选取原则(1)一种发电厂有两台机组时，普通应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选取其中两台容量较大机组同步停用方式。对水电厂，还应依照水库运营方式选取。(2)一种发电厂、变电站母线上无论接几台变压器，普通应考虑其中容量最大一台停用。1.1.2变压器中性点接地选取原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源变压器，中性点均要接地。(2)自耦型和有绝缘规定其他变压器，其中性点必要接地。(3)T接于线路上变压器，以不接地运营为宜。(4)为防止操作过电压，在操作时应暂时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种状况不按接地运营考虑。1.1.3线路运营方式选取原则(1)一种发电厂、变电站线线上接有多条线路，普通考虑选取一条线路检修，另一条线路又故障方式。(2)双回路普通不考虑同步停用。1.1.4流过保护最大、电小短路电流计算方式选取(1)相间保护对单侧电源辐射形网络，流过保护最大短路电流出当前最大运营方式；而最小短路电流，则出当前最小运营方式。对于双电源网络，普通（当取Z1=Z2时）与对侧电源运营方式无关，可按单侧电源办法选取。对于环状网络中线路，流过保护电大短路电流应选用开环运营方式，开环点应选在所整定保护线路相邻下一线线路上。而对于电小短路电流，则应选闭环运营方式，同步再合理停用该保护背后机组、变压器及线路。(2)零序电流保护对于单侧电源辐射形网络，流过保护最大零序短路电流与最小零序电流，其选取办法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点变化。对于双电源网络及环状网，同样参照相间短路中所述，其重点也是考虑变压器接地点变化。1.1.5选用流过保护最大负荷电流原则选用流过保护最大负荷电流原则如下：(1)备用电源自动投入引起增长负荷。(2)并联运营线路减少，负荷转移。(3)环状网络开环运营，负荷转移。(4)对于双侧电源线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增长负荷。1.2本次设计详细运营方式选取电力系统运营方式变化，直接影响保护性能。因而，在对继电保护进行整定计弊之前，一方面应当分析运营方式。这里要着重阐明继电保护最大运营方式是指电网在某种连接状况下通过保护电流值最大，继电保护最小运营方式是指电网在某种连接状况下通过保护电流值最小。因而，系统最大运营方式不一定就是保护最大运营方式；系统最小运营方式也不一定就是保护最小运营方式。现结合本次设计详细阐明如下，系统最大运营方式是所有设备所有投入运营；系统最小运营方式为发电机G1和G2投入，发电机G3停运。对保护1而言，其最大运营方式应当是在系统最大运营方式下线路L1回路断开，其她设备全投；保护1最小运营方式应当是：在系统最小运营方式下线路L1+L2与L3并联运营。2.电网各个元件参数计算及负荷电流计算2.1基准值选取基准功率：SB=100MV·A，基准电压：VB=115V。基准电流：IB=SB/1.732VB=100×103/1.732×115=0.502KA；基准电抗：ZB=VB/1.732IB=115×103/1.732×502=132.25Ω；电压标幺值：E=E(2)=1.052.2电网各元件等值电抗计算2.2.1输电线路等值电抗计算(1)线路L1等值电抗计算正序以及负序电抗：XL1=X1L1=0.4×50=20ΩXL1*=XL1/ZB=20/132.25=0.1512零序电抗：XL10=X0L1=3X1L1=3×0.4×50=60ΩXL10*=XL10/ZB=60/132.25=0.4537(2)线路L2等值电抗计算正序以及负序电抗：XL2=X1L2=0.4×40=16ΩXL2*=XL2/ZB=16/132.25=0.121零序电抗：XL20=X0L2=3X1L2=3×0.4×40=48ΩXL20*=XL20/ZB=48/132.25=0.363(3)线路L3等值电抗计算正序以及负序电抗：XL3=X1L3=0.4×90=36ΩXL3*=XL3/ZB=36/132.25=0.2722零序电抗：XL30=X0L3=3X1L3=3×0.4×90=108ΩXL30*=XL30/ZB=108/132.25=0.8166(4)线路L4等值电抗计算正序以及负序电抗：XL4=X1L4=0.4×25=10ΩXL4*=XL4/ZB=10/132.25=0.0756NNNN零序电抗：XL40=X0L4=3X1L4=3×0.4×25=30ΩXL40*=XL40/ZB=30/132.25=0.22682.2.2变压器等值电抗计算(1)变压器T1、T2等值电抗计算XT1=XT2=(UK%/100)×(V2×103/SN)≈40.333ΩXT1*=XT2*=XT1/ZB=40.333/132.25=0.3050(2)变压器T3等值电抗计算XT3=(UK%/100)×(V2×103/SN)≈21.175ΩXT3*=XT3/ZB=21.175/132.25=0.1601(3)变压器T4、T5、T6、T7等值电抗计算XT4=XT5=XT6=XT7=(UK%/100)×(V2×103/SN)≈63.5ΩXT6*=XT7*=XT4*=XT5*=0.4802(4)变压器T8等值电抗计算XT1=(UK%/100)×(V2×103/SN)≈84.7ΩXT8*=XT8/ZB=84.7/132.25=0.64052.2.3发电机等值电抗计算(1)发电机G1、G2电抗标幺值计算XG1*=XG2*=Xd1SB/SG1=Xd1SBCOSφ/PG1=0.132×100×0.8/25=0.4224(2)发电机G3电抗标幺值计算XG3*=Xd3SB/SG3=Xd3SBCOSφ/PG3=0.129×100×0.8/50=0.20642.2.4最大负荷电流计算(1)B、C母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到110KV)IfhBmax=IfhCmax=PfhBmaxV2/1.732UCOSφ··av=20×103/1.732×115×0.8≈0.1255KA；(2)D母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到110KV)IfhD·max=PfhDmaxV2/1.732UCOSφav=12×103/1.732×115×0.8≈0.0753KA2.2.5各线路运营方式下流过断路器最大负荷电流(1)保护1最大运营方式：发电机FI、P2、F3全投入，继开线路L1；通过保护1最大负荷电流为I13113179341A；保护1最小运营方式：fhmax发电机F3停，线路所有运营。(2)保护2最大运营方式：发电机Fl、P2、F3全投入，断开L3回路；通过保护2最大负荷电流为I13113179341A。保护2最小运营方式；fhmaxF3停，线路所有运营。(3)保护4最大运营方式：Fl、F2、F3全投，继开线路L3；通过保护4最大负荷电流为I13179210A。保护4最小运营方式：F3停，线路所fhmax有运营。(4)保护5最大运营方式：F1、F2、F3全投入，断开线路L1；通过保护5最大负荷电流为I131A。保护5最小运营方式：F3停，线路所有运营。fhmax(5)保护7最大运营方式：F1、F2、F3全投，线路所有运营；通过保护7最大负荷电流为I79A。fhmax(6)保护3和保护6因正常运营时不也许有正向电流通过，要是有正向电流通过，一定是线路发生故障。为此，在保护3和保护7上只需鉴别电流(功率)方向即可，故不用分析保护3和保护6运营方式。3短路电流计算3.1电网等效电路图由于短路电流计算是电网继电保护配备设计基本,因而分别考虑最大运营方式(三台发电机所有投入,系统环网取开网运营)时各线路未端短路状况,最小运营方下(三台中最小一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路状况。电网等效电路图如图3.1所示3.2短路电流计算图3.1电网等效电路图3.2.1d1点发生短路时流过断路1(1)d1点短路最大运营方式下等值图如图3.2.1(a)3.2.1(a)d1点短路时最大运营方式下等值电路图进一步简化后得图3.2.1(b)ff1f*B*fa(1)3.2.1(b)简化图XGT=(XG1+XT1)×(XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.3637XGT3=XG3+XT3=0.2064+0.1601=0.3665XL=XL1+XL2+XL3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444图3.2.1(b)正序短路电路图其中：XdT=XGT×XGT3/(XGT+XGT3)=0.3637×0.3665/(0.3637+0.3665)=0.18255Xff1=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695I=E/X=1.05/0.72695≈1.4444d1·max*I=II=1.4444×0.502≈0.725KAd1·maxd1·max*B(2)最小运营方式两相短路正序短路电流Xff1=Xd1+XT1＋XL=0.4224+0.3050+0.5444=1.2718X(2)=Xff1(2)ff1I(2)=V(0)/(X＋X(2))=V(0)/2X=1.05/2×1.2718=0.4128fa(1)fff1ff1(2)fff1If(2)=1.732I(2)=1.732×0.4128=0.7150If(2)=I(2)I=0.7150×0.502=0.3589KA(3)最大运营方式两相短路零序