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1、目录一.初始条件11.1.主接线图11.2.相关参数11.3.设计任务2二.三段式电流整定计算32.1.计算网络参数32.2.最大短路电流计算和整定计算4点发生三相短路4保护8QF的整定6点发生三相短路7保护6QF的整定9点发生三相短路10保护4QF的整定11保护2QF的整定12三. 差动保护整定计算133.1 计算网络参数133.2 整定值计算133.2.1 8QF差动保护整定值计算143.2.2 6QF的差动保护整定153.2.3 4QF的差动保护整定16四.评价与总结17参考文献18第一章.初始条件1.1.主接线图下图为某电力系统主接线。该系统由某发电厂的三台发电机经三台升压变压器由A母
2、线与单侧电源环形网络相连,其电能通过电网送至B、C、D三个降压变电所给用户供电。1.2.相关参数l 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;l 发电厂的最大发电容量为350,最小发电容量为250;l 网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行;l 允许的最大故障切除时间为0.85s;l 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;l 各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示,t0.5s;l 线路正序电抗每公里均为0.2;1.3.设计任务l 差动保护配置与计算;l 2
3、、4、6、8差动保护的接线图;l 对本网络所采用的保护进行评价。第二章.三段式电流整定计算2.1.计算网络参数选取基准功率B=100MVA和基准电压为VN=115V最大运行方式下的最大电源阻抗:最小运行方式下的最大电源阻抗:2.2.最大短路电流计算和整定计算为计算动作电流,应该计算最大运行方式下的三相短路电流,为校验灵敏度要计算最小运行运行方式下两相短路电流。为计算2OF、4OF、6QF、8QF的整定值根据如上系统图可知,最大运行方式要求1QF断开,等值阻抗图如下:图 系统等值电抗图.K1点发生三相短路(1)电力系统网络等值电抗图为:图- K1点短路时等值电抗图最大运行方式时:计算K1点短路时
4、的短路电流,系统的等效阻抗为:由上面已经计算出,基准电流为:,基准电抗为:;三相短路电流标幺值为:三相短路电流的有名值为: 最小运行方式时:三相短路电流的标幺值为:三相短路电流的有名值为:(2)保护8QF的整定 对保护8QF的三段式电流保护整定计算,三段式包括:瞬时性电流速断保护、限时电流速断保护以及定时限电流速断保护。下面首先对8QF进行瞬时性电流速断保护的整定: 下面对一段保护的灵敏度进行校验: 代入已知数据得: 由于Lmin0,因此灵敏度不够。 8QF的限时电流速断保护整定: 对8QF的二段保护进行灵敏度校验:,可知不满足条件 因此,针对上面的情况,则8QF与相邻下一段的二段保护相互配合
5、,则得到其整定值为: 灵敏度校验: ,仍然不能满足要求。8QF的定时限电流整定:由初始条件知道线路AD的最大负载电流为230A,因此有下式: 对8QF的定时限速断保护进行灵敏度校验:近后备:,满足灵敏度要求。 远后备:,也满足灵敏性的要求。 总结:对于保护8QF的三段式电流保护的整定,由上面的计算过程可以看到,、段保护都不能满足灵敏性要求,可以获取更多条件来进行整定,同时也可以通过其他保护来整定,例如距离保护等;而段保护可以满足灵敏性的要求。.K2点发生三相短路(1)电力系统网络等值电抗图如下:图5-3 K2点短路时等值电抗图最大运行方式下有:系统的等效阻抗为: 三相短路电流标幺值为: 而三相
6、短路电流有名值为: 最小运行方式下:系统等效阻抗为:三相短路电流的标幺值为:三相短路电流的有名值为:(2)保护6QF的整定 同8QF的过程一样对6QF进行相同的整定计算。首先进行瞬时性电流速断保护: 灵敏度校验:因此段保护不满足灵敏度要求。对6QF进行限时速断保护: 灵敏性校验:,不满足灵敏性要求。由于缺乏必要的条件,不能对6QF进行与相邻下一段的二段保护进行配合的整定计算。定时限电流速断保护:由初始条件可知线路CD最大负荷电流为120A,因此进行下面的整定:对8QF的定时限速断保护分别进行近后备和远后备的灵敏度校验:近后备灵敏度校验:远后备灵敏度校验:总结:通过上面的整定计算,可以看到6QF
7、的保护满足灵敏度要求,可以对线路进行保护;而、段保护不能达到要求,由于缺乏必要的计算条件,没有继续往下整定,而也可以采用距离保护等保护。.K3点发生三相短路(1)本电力系统的等值电抗电路如下图所示:图5-4 K3点短路时电抗图最大运行方式下有: 图5-4所示的等效电抗为: 则K3点发生三相短路时的短路电流为: 三相短路电流的有名值为:最小运行方式下: 图5-4所示的等效为: 所以K3点发生三相短路时最小运行方式下短路电流标幺值为: 三相短路电流有名值计算为:(2)保护4QF的整定对于4QF的瞬时性电流速断保护整定有: 保护4QF的灵敏性校验: 由以上计算知4QF的段保护灵敏性要求不满足。而对于
8、4QF的、段的保护,因为题目中没有给出详细的数据,所以不能进行、段的整定计算。 同时针对于保护4QF,因为正常运行时有正向电流和反向电流流过,为了增大其工作的可靠性,可以增加一个功率方向继电器,以防止线路XL2上某一点发生短路时流过4QF的正向短路电流小于系统正常运行是流过4QF的反向单电流(注:这里正向电流方向是指由母线流向线路)。保护2QF的整定保护2QF的整定,根据图2-1的电力系统网络图可以看出,当系统正常运行时不可能有正向电流通过,因此要是有正向电流通过,则线路一定发生故障。为此只需要在保护2QF处加一个功率方向继电器就可以实现线路的保护,而不用分析线路的运行方式。第三章. 差动保护
9、整定计算3.1 计算网络参数由电力系统网络图有下列参数:3.2 整定值计算3.2.1 8QF差动保护整定值计算1)距离段整定阻抗 2)距离段整定阻抗与相邻下级L3配合有:按躲过相邻变压器出口短路整定有: 取以上两个计算中较小者为段整定值,因此8QF的段整定值为:。 进行灵敏度校验有:,不满足灵敏度要求。由于上述不满足灵敏度条件,所以改为相邻下一段的段保护相配合。因此6QF的段整定值为:则按照相邻下一段整定有:,满足要求。 所以延时整定为:。3.2.2 6QF的差动保护整定 同理,6QF的整定计算过程同8QF: 1)距离段整定阻抗 2)距离段整定阻抗与相邻下级L3配合有:按躲过相邻变压器出口短路
10、整定有:取以上两个计算中较小者为段整定值,因此8QF的段整定值为:。灵敏度校验有: ,满足灵敏性要求,但由于缺少相邻下一段的段整定值,故不能进行校正。3.2.3 4QF的差动保护整定 4QF的段距离整定为:因为2QF仅需要加装一个功率方向继电器或者方向阻抗继电器即可,所以4QF不需要和2QF的距离保护装置配合,4QF仅需要和T4的保护配合: 灵敏度校验:,满足灵敏度要求。 同三段式电流保护整定,2QF的距离保护只需增加一个功率继电器或方向阻抗继电器即可。第四章.评价与总结根据系统网络图分析,1QF、3QF、5QF的整定要在8QF断开的情况下求得最大短路电流,然后在进行整定计算,其电流反方向是顺
11、时针旋转的,而2QF、4QF、6QF的整定则是要在8QF闭合去情况下计算的,其电流方向是逆时针旋转。灵敏系数不能满足要求,当发生内部故障时可能启动不了, 考虑进一步延伸限时电流速断的保护,或降低本线路限时电流速断保护的整定值,以保证灵敏性。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在这次宝贵的设计活动中,经验才是对于我们最大的收获,而且还增强了自身对未知问题以及对知识的深化认识的能力,但是,仅仅是完成了作品还是不可以自我满足的,我们要认真的思考设计过程中遇到的问题,多查资料,将理论与实际相结合思考,并在
12、以后的学习中更要加倍注意犯过的错误。通过这次设计,在获得知识之余,还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力,从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟,个人能力有进一步发展,本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。在这次设计中,我深深体会到理论知识的重要性,只有牢固掌握所学的知识,才能更好的应用到实践中去。这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力,它使我们的思维更加缜密,这将对我们今后的学习、工作大有裨益。此次课程设计能顺利的完成与同学和老师的帮助是分不开的,在对某些知识模棱两可的情况下,多亏有同学的热心帮助才可以度过难关;更与老师的悉心教导分不开,在有解不开的难题时,多亏老师们的耐心指导才使设计能顺利进行。参考文献【1】 张保会。尹项根.电力系统继电保护M. 西安: 西安交通大学出版社. 2003.【2】 于永源,杨绮雯. 电力系统分析M. 北京: 中国电力出版社. 2007.【3】 李光绮. 电力系统暂态分析M. 北京: 中国电力出版社. 2006.【4】 许建安. 继电保护整定计算M. 北京: 中国水利水电出版社. 2009.【5】 何仰赞. 电力系统分析M. 武汉: 华中科技大学出版社. 2002.【6】 吕继绍. 电力系统继电保护设计原理M. 北京: 水利电力出版社. 2004.