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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学电力系统继电保护电力系统继电保护课程设计（论文）课程设计（论文）题目：输电线路零序电流保护设计（题目：输电线路零序电流保护设计（4 4）院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 电气电气091091 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字）起止时间：起止时间：2012.12.312012.12.312013.01.112013.01.11本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化学 号学生姓名专业班级电气 091课程设 计（
2、论 文）题 目输电线路零序电流保护设计（4）本科生课程设计（论文）1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 ,3/115kVE ,2 . 1I relK relK1 . 1 relK系统中各元件及线路的负序阻抗 与正序阻抗相同,其他参数见图。 计算最大和最小零序电流， 应根据当 Z1Z0时，则有 ；反之，当 Z1Z0时，)1 . 1(. 0)1(. 0kkII则有。)1 . 1(. 0)1(. 0kkII1计算 B 母线、C 母线、D 母线处 正序（负序）及零序综合阻抗 Z1、Z0。 2计算 B 母线、C 母线、D 母线处 发生单相或两相接地短路
3、时出现的 最大、最小零序电流。 3整定保护 1、2、3 零序电流 I 段 的定值，并计算各自的最小保护范 围。 4当 B 母线上负荷变压器始终保持 两台中性点都接地运行时，整定保 护 1、2 零序定值，并校验灵敏度。5整定保护 1 零序段定值，假定 母线 D 零序过电流保护动作时限为 0.5s，确定保护 1、2、3 零序过电 流保护的动作时限，校验保护 1 零 序段的灵敏度。 5绘制零序三段式电流保护的原理 接线图。并分析动作过程。 6. 采用 MATLAB 建立系统模型进行 仿真分析。续表ZT4=60 ZT3=60 ZT2=10 ZG2=20 ZT1=10 321ZG1=20 Z1.CD=4
4、0 Z0.CD=60 Z1.BC=20 Z0.BC=40 Z0.AB=40 AZ1.AB=20 DCB本科生课程设计（论文）2进度计划第一天：收集资料，确定设计方案。 第二天：综合阻抗 Z1、Z0计算。第三天：计算最大、最小零序电流。 第四天：整定保护 1、2、3 零序电流 I 段。第五天：整定保护 1、2 零序段。 第六天：整定保护 1 零序段定值 第七天：绘制保护原理图。 第八天：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
5、百分制计算本科生课程设计（论文）3摘 要电力系统继电保护课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一， 电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。本文主要是研究输电线路零序电流保护设计，主要是设计输电线路各母线上综合阻抗与零序电流的计算、参数整定和灵敏度校验。本设计过程如下，首先对电力系统网络的参数进行计算，并绘制各序序网图，然后选择合理的运行方式，计算各母线发生各种金属性短路故障时通过线路保护装置的短路电流，根据所得的数据及所选的运行方式选择最佳的配合保护，并对各保护进行
6、分析和整定计算，确定零序电流保护的整定值。关键词：电力系统继电保护；零序；输电线；电流本科生课程设计（论文）4目 录第 1 章 绪论 .4第 2 章 输电线路零序电流保护整定计算 .52.1 零序电流 段整定计算.52.1.1 零序电流 段动作电流的整定（1） .52.1.2 零序电流 段动作电流的整定（2）.62.1.3 零序电流 段动作电流的整定（3）.82.1.4 零序电流 段动作电流的整定（4）.92.2 零序电流段灵敏度的校验.102.3 零序电流段整定时间计算 .11第 3 章 零序保护原理图的绘制与动作过程分析 .12第 4 章 MATLAB 建模仿真分析.14第 5 章 课程设
7、计总结 .15参考文献 .16本科生课程设计（论文）5第 1 章 绪论电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。它起源于 20 世纪 60 年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国。 电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。它起源
8、于20 世纪 60 年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国。微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。是在英国 60 年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70 年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在7
9、0 年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。80 年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。90 年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。本科生课程设计（论文）6第 2 章 输电线路零序电流保护整定计算2.1 零序电流 段整定计算2.1.1 零序电流 段动作电流的整定（1）（一） 、B 母线上的综合阻抗与零序电流的计算=（+）/（+）+BZ11GZ1TZ2GZ2TZABZ1=（20+10）/（20+10）+20=35（）=（Z/Z）+Z/（Z/Z） 。BZ01T2TAB03T4T=（10/1
10、0）+40/（60/60）=18（）BZ1QBZ0)1( 0)(1 . 1( 0KBKBII=)1 . 1( 0KBI10115/30.935()2352 18BBEKAZZ I = I0 4302143)1 . 1( 0/)/(/TTABTTTT KBZZZZZZZ 图 2.1 G1、T1、G2、T2、T3、T4 全部投入运行时等值序网络图ZT4ZT3ZT2DCBZ0.CDZ0.BCZ0.ABAZT1 零序DCBZ1.CDZ1.BCZ1.ABAZG1 ZT1ZG2 ZT2正序（负序）本科生课程设计（论文）7=962. 0)(385. 060/60)4010/10(60/60KA（二） 、C
11、母线上的综合阻抗与零序电流的计算BCABTGTGCZZZZZZZ1122111)/()(=35+20=55（）Z+)/()/(430210TTABTTCZZZZZBCZ0=18+40=58（）CCZZ10Q)1 . 1( 0)1( 0KCKCIII(1) 0 10115/30.395()22 5558KC CCEKAZZI10max31.2 3 0.3951.42()OPrelkcKIKA （三） 、D 母线上的综合阻抗和零序电流的计算+BCABTGTGCZZZZZZZ1122111)/()(CDZ1=55+40=95（）Z+)/()/(430210TTABTTCZZZZZCDBCZZ00=5
12、8+80=138（）01(1)(1.1) 00(1) 0 1010max115/30.202()22 95 13831.2 3 0.2020.727()DDKDKDKD BBOPrelKDZZIIEIKAZZIKIKA n2.1.22.1.2 零序电流零序电流 段动作电流的整定（段动作电流的整定（2 2）本科生课程设计（论文）8（一） 、B 母线上的综合阻抗和零序电流的计算Z111221()/ /()35( )BGTGTABZZZZZ0120310(1.1)(1) 00(1.1)101(1.1)3 0 1203(/ /)/ /(10/ /10)40/ /6025.71( )115/30.255
13、()2352 25.71600.260.61()(/ /)/ /(10/ /1040)/ /60BTTABTBBKBKBOKB BBT OKB TTABTZZZZZZZIIEIKAZZZIIKAZZZZ n（二） 、C 母线上的综合阻抗与零序电流的计算11100001(1)(1.1) 00(1)1010max352055( )25.714065.71( )115/30.378()22 5565.7131.2 3 0.3871.393()CBBCCBBCCCKCKCOKC CCOPrelkcZZZZZZZZIIEIKAZZIKIKA n（三） 、D 母线上的综合阻抗和零序电流的计算图 2.2 G1、T1、G2、T2、T3 投入运行时等值序网络图ZT3ZT2DCBZ0.CDZ0.BCZ0.ABAZT1 零序DCBZ1.CDZ1.BCZ1.ABAZG1
