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1、电力系统继电保护课程设计 第I页 110kv 高压输电线路的继电保护设计 前 言 随着电力系统迅速发展，我们不断对它提出新的要求，电力系统对继电保护的 要求也不断提高。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物 理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲 或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠 性。 这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对 整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力 系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流
2、 的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。电力系统继电保护课程设计 目录 第1 章 绪论.1 1.1 设计基础条件.1 1.2 设计内容.1 1.3 设计要求.2 第2 章 短路电流计算.3 2.1 短路电流计算原则.3 2.2 电力网络元件参数计算.3 2.3 最大运行方式.4 2.4 最小运行方式.5 第3 章 110kv 高压输电线路继电保护整定计算 .7 3.1 三段式方向性电流保护整定计算.7 3.11 QF6的三段式电流保护整定计算 .7 3.12 QF4的三段式电流保护整定计算 .8 3.13 QF2的三段式电流保护整定计算 .9 3.2 三段式距离保护正定计算.10 3
3、.21 QF6的距离保护 .10 3.22 QF4的距离保护 .10 3.23 QF2的距离保护 .11 3.3 线路差动保护.11 3.31 AC段线路差动保护 .12 3.32 BC段线路纵差保护 .12 3.33 AB段线路纵差保护 .12 第4 章 自动重合闸装置.13 第5 章 电力系统各元件继电保护装置的选择.14 5.1 保护配置.14 5.2 各插件原理说明.14电力系统继电保护课程设计 5.3 主要技术指标.14 收获和体会.16 参考文献. 17 附录 18电力系统继电保护课程设计 第1页 第1 章 绪论 1.1 设计基础条件 单侧电源环形网络如图1.1所示，已知： （1）
4、网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护，所有变压器均采用 纵联差动保护作为主保护，变压器均为，d11接线； （2）发电厂的最大发电容量为350，最小发电容量为250； （3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行； （4）允许的最大故障切除时间为0.85s； （5）线路AB、BC、AD、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140， 负荷自起动系数 ； 5 . 1 ss K （6）各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示，t0.5s； （7）线路正序电抗每公里均为0.4； 图1.1 单侧电源环形网络图 1.2 设计内容 （1）短路电流计算 1）确定电力系统最大运行
5、方式和最小运行方式，计算最大短路电流值和最小短 路电流值。 2）确定短路计算点，画出计算电路图。电力系统继电保护课程设计 第2页 3）选取基准值，用标幺值计算各元件参数，画出等效电路。化简等效电路，求 各短路点的等效电抗。 4）求各短路点的计算电抗。用运算曲线计算各短路点的短路电流。 （2）确定电力系统中发电机、变压器和输电线路的保护方案。1）根据GB50062-1992（规范名称：电力装置的继电保护和自动装置设计规范） 选择继电保护的方式。应优先选择最简单的保护，不满足基本要求时再采用较复杂 的保护。 2）选择保护方式时，先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验 能否满足灵敏性和速
6、动性的要求。如不满足，允许采用自动重合闸补救。 1.3 设计要求 1）确定保护2、4、6的保护方式，对它们进行整定计算（ 、 、 和 op I op U sen K ）； op t 2）绘制保护原理接线图（或展开接线图）及网络单线图；电力系统继电保护课程设计 第3页 第2 章 短路电流计算 2.1 短路电流计算原则 根据原始资料计算出基准电抗标幺值，再由基准电抗标幺值转换得到计算电抗 标幺值，然后根据计算电抗标幺值查短路电流运算曲线得到短路电流标幺值，经转 换得出短路电流，最后作为继电保护的整定数据。根据整定计算的要求，需要进行 最大运行方和最小运行方式下的参数计算，最大运行方时下的计算数据作
7、为电流保 护整定使用，最小运行方式下的计算数据作为最小灵敏度检验使用。 2.2 电力网络元件参数计算 计算各元件基准电抗标幺值。选取： 。 1 100 , 115 , B B S MVAU kV 2 3 6.3k , 10.5k B B U V U V 发电机基准电抗标幺值： = cos = 50 0.85 = 58.82 1 = 2 = 3 = = 0.129 100 58.82 = 0.2193 变压器基准电抗标幺值： 1 = 2 = % 100 = 10.5 100 100 40 = 0.2625 3 = % 100 = 10.5 100 100 60 = 0.175 4 6 = 100
8、 = 10.5 100 100 20 = 0.525 线路基准电抗标幺值： = 40 0.4 2 = 0.121电力系统继电保护课程设计 第4页 = 80 0.4 2 = 0.242 = 50 0.4 2 = 0.1512 = ( 0.2193 0.2193 0.2193 + 0.2193 + 0.2625 0.2625 0.2625 + 0.2625 ) (0.2193 + 0.125) 0.2409 + 0.3943 = 0.1496 = (0.2193 + 0.2625) (0.2193 + 0.2625) 0.2193 + 0.2625 + 0.2193 + 0.2625 = 0.2
9、2.3 最大运行方式 最大运行方式的等效电路如图2.1所示： 图2.1 最大运行方式等效电路图 因为是单侧环形电网，为解题方便，将环形网络按短路点解开，分两个方向计 算短路电流和设计继电保护装置。将环形网络在A点打开变换为开式网络则等效电 路图如2.2所示： 图2.2 开式网络等效电路图 在最大运行方式下各点的基准电抗为： = + + + = 0.121 + 0.242 + 0.1512 + 0.1496 = 0.6638 = + + = 0.242 + 0.1512 + 0.1496 = 0.5428 = + = 0.1512 + 0.1496 = 0.3008 计算电抗值为： = = 0.6638 1.765 = 1.172电力系统继电保护课程设计 第5页 = = 0.5428 1.765 = 0.958 = = 0.3008 1.765 = 0.5309 = = 0.2409 1.765 = 0.4405 2.4 最小运行方式 最小运行方式的等效电路如图2.3所示： 2.3 最小运行方式等效电路图 将环形网络在A点打开变换为开式网络则等效电路图如2.4所示： 图2.4 开式网络等效电路图 在最小运行方式下各点的基准电抗为： = + + + = 0.121 + 0.242 + 0.151
