1、 课程设计报告名 称： 继电保护定值计算 院 系： 电气与电子工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2周 成 绩： 日期：年 月日 课程 课程设计（综合实验）报告一、课程设计(综合实验)的目的与要求1. 课程设计的目的1.1 巩固电力系统继电保护原理课程的理论知识，掌握运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。1.2 通过对国家行业颁布的有关技术规程、规范和标准学习，建立正确的设计思想，理解我国现行的技术政策。1.3 初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。1.4 提高计算、制图和编写技术文件的技能。2. 对课程设计的要求1.1 理论联系实际。对书本理论知识的运用和
2、对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况，切忌机械地搬套。1.2 独立思考。在课程设计过程中，既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导，也可以在同学之间展开讨论，但必须坚持独立思考，独自完成设计成果。1.3 认真细致。在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。二、设计（实验）正文1. 某一水电站网络如图4所示。 已知：a. 发电机为水轮立式机组，功率因数为0.8、额定电压6.3kV、次暂态电抗为0.2，负序阻抗为0.24； b. 水电站的最大发电容量为25000kW，最小发电容量为5000kW，正常运行方式发电容量为25
3、000kW； c. 平行线路L1、L2同时运行为正常运行方式； d. 变压器的短路电压均为10，接线方式为Yd-11，变比为38.5/6.3kV。 e. 负荷自起动系数为1.3 ； f. 保护动作是限级差t 0.5s ； g. 线路正序电抗每公里均为 0.4 ，零序电抗为3倍正序电抗； 图4试求：（注：由于电压互感器和电流互感器的变比未知，计算结果均为一次值）a. 确定水电站发电机、变压器相间短路主保护、后备保护的配置方式； (一) 对于水电站发电机，相间短路保护的主保护采用纵联差动保护，后备保护应配置低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序电流保护和阻抗保护。发电机主保护采用比
4、率制动式纵联差动保护，整定计算如下：1) 计算发电机额定电流一次侧额定电流2) 确定最小动作电流取0.2倍额定电流，动作值为114.6A3) 制动特性拐点电流4) 确定制动特性曲线斜率K机端保护区外三相短路时流过发电机的最大短路电流差动回路最大不平衡电流最大动作电流则5) 灵敏度校验按发电机与系统断开且机端保护区内两相短路时的短路电流校核流入差动回路的电流制动电流相应的动作电流灵敏系数，满足要求。6) 差动速断动作电流(二) 对于变压器，相间短路的主保护采用纵联差动保护，并配置复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护作为后备保护。b. 确定6QF断路器的保护配置方式，计算它们的动作定值
5、、动作时限，并进行灵敏度校验；电流速断保护定值计算如下：系统等值电路的参数标么值，选取 ，各部分等值参数如下：发电机 变压器输电线路系统等值阻抗图如下：无时限电流速断保护按躲过本线路末端发生短路时的最大短路电流整定。最大短路电流动作定值电流速断保护保护范围校验：保护范围校验不满足要求因为该保护位于保护的最后一级，且因为系统运行方式变化大，一般的电流保护均无法满足要求，故采用距离保护。配置距离保护段和段，整定计算如下：距离保护段为无时限的速动段，整定阻抗距离保护段按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定距离保护段整定值距离保护段灵敏度校验灵敏度满足要求距离保护段动作时间：c. 确定平行线路L1、L2的
6、的1QF、3QF相间短路主保护和后备保护，计算它们的动作定值、动作时限，并进行灵敏度校验；因为系统运行方式变化大，一般的电流保护均无法满足要求，故采用距离保护。由于距离保护段在霜回线并列运行时线路末端短路时易误动，故配置距离保护段和段。以1QF为例，整定计算如下：距离保护段为无时限的速动段，整定阻抗距离保护段按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定距离保护段整定值距离保护段灵敏度校验灵敏度满足要求距离保护段动作时间：3QF的整定计算过程和结果与1QF相同d. 假设平行线路L1、L2两侧配置有三相重合闸，计算三相重合闸装置的整定值。三相重合闸时间e. 继电保护6QF的接线图及展开图。 2.已知一配电网
7、络如图1所示。已知：a. 系统中各变压器参数如图所示，忽略变压器电阻；b. 变压器T1与T2之间的电缆L1参数：，,母线LA与LE之间的电缆L2参数：，,。c. 变压器T1、T2参数如图中所示，其中变压器T1中性线阻抗Z0=20W。d. 高压母线HA以上部分的在10kV电压等级下系统阻抗为：， e. 低压0.4kV开关CB510下级直接与负荷相连，400A为其额定电流。低压开关CB504、CB505也是如此。试求：a. 电力系统中各断路器所配置的电流三段式保护进行定值整定，进行灵敏性校验；(一) 短路计算系统各部分的等值阻抗标么值，选取基准容量，基准电压为平均电压高压母线HA以上部分变压器T1
8、和T2电缆线路L1和L2系统等值阻抗图如下：系统最大运行方式下电缆线路L1末端三相短路时系统最小运行方式下电缆线路L1末端两相短路时系统最大运行方式下变压器T2末端三相短路时系统最小运行方式下变压器T2末端两相短路时系统最大运行方式下电缆线路L2末端三相短路时系统最小运行方式下电缆线路L2末端两相短路时(二) 整定计算电流保护段整定对CB107 动作电流对CB108 动作电流对CB503 动作电流对CB506 动作电流对CB504 动作电流对CB505 动作电流电流保护段保护范围校验对CB107 对CB503 电流保护段整定对CB107 动作电流对CB108 动作电流对CB107 动作时间对C
9、B108 动作时间电流保护段灵敏度校验对CB107 对CB108 电流保护段整定对CB107 动作电流对CB108 动作电流对CB503 动作电流对CB506 动作电流对CB504 动作电流对CB505 动作电流电流保护段动作时间整定对CB107 动作时间对CB108 动作时间对CB503 动作时间对CB506 动作时间对CB504 动作时间对CB505 动作时间b. 对系统中所配置的零序电流保护进行定值整定，进行灵敏性校验；根据系统的中性点接地方式，可知在CB107上，可配置零序电流保护段和段，整定计算如下：L1线路末端母线发生接地短路故障时，各序阻抗分别为：在系统最大运行方式下，L1线路末
10、端发生两相接地短路故障时，零序电流在系统最大运行方式下，L1线路末端发生单相接地短路故障时，零序电流零序电流段零序电流段按躲过L1线路末端三相短路的最大不平衡电流整定零序电流段按本线路末端单相接地短路校验灵敏度灵敏度满足要求c. 对配置继电保护方案进行评价，如有缺陷提出改进措施。对CB107，通过整定计算可以看出，其电流保护段在系统最小运行方式下对于相间短路故障不具有保护范围且电流保护段的灵敏系数不满足要求，应加入低电压启动元件，降低动作定值，以适应系统运行方式的变化，提高灵敏度或者采用距离保护来替代电流保护。零序电流保护作为系统接地短路故障的主保护，由于受到系统中性点接地方式的影响，在本配电
11、网中，智能应用在L1线路中。这样，零序电流保护的作用范围，且无法和相邻的线路或变压器配合。2. 110kV单电源环形网络如图2所示。已知：a. 线路AB、BC、AC的最大负荷电流分别为230、150、230，负荷的自起动系数为1.5； b. 网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护、零序电流保护或距离保护，变压器采用纵联差动保护作为主保护，变压器为，d11 接线； c. 发电厂的最大发电容量为350，最小发电容量为150（2台发变组停运）； d. 各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时限级差 t 0.5s ； e. 线路的电抗每公里均为 0.4 ，忽律电阻； f. 电压互
12、感器的变比110/0.1，AB、AC线路电流互感器变比300/5，其它参数如图所示。图2 试求： a. 确定继电保护1、 3、 5（或2、4、6）的保护配置方式，以及它们的动作定值和动作时限；继电保护1、3应配置三段式距离保护；继电保护5应配置距离保护段和段，整定计算如下：系统各部分归算到110kV侧的阻抗有名值线路母线B侧一台变压器母线C侧一台变压器距离保护段动作值整定对1QF对3QF对5QF距离保护段均为无时限动作，即动作时限距离保护段动作值整定对1QF与3QF距离保护段配合按躲过母线B处变压器电压侧出口短路整定，此处分支系数综上，取较小者，即对3QF与5QF距离保护段配合按躲过母线C处变
13、压器电压侧出口短路整定，此处分支系数综上，取较小者，即距离保护段动作实现整定对1QF 对3QF 距离保护段灵敏度校验对1QF满足要求对3QF满足要求距离保护段动作值整定对1QF，则对3QF，则对5QF，则距离保护段动作时限整定对1QF对3QF对5QF，按躲过最大振荡周期整定距离保护段灵敏度校验对1QF，线路AB末端短路时，灵敏系数为满足要求相邻线路BC末端短路时，灵敏系数为满足要求对3QF，线路AB末端短路时，灵敏系数为满足要求相邻线路BC末端短路时，灵敏系数为满足要求对5QF，线路AC末端短路时，灵敏系数为满足要求b. 对本网络所采用的保护进行评价。 本网络为110kVd单电源环形网络，网络
14、结构比较复杂，系统运行方式变化大。为了更好地适应系统运行方式的变化，本网络采用了距离保护。它的保护区稳定，灵敏度高。从整定值可以看出，线路两侧短路器在同一故障时动作时间不一定相同，这可能不能达到保护对故障快速切除的要求。在需全线快速切除故障的保护中，距离保护还需和纵联保护配合。三、课程设计总结通过这次课程设计，我对继电保护中采用的电流保护、零序电流保护、距离保护、纵联保护的基本原理有了更深入的理解，基本掌握了继电保护整定计算的基本方法和步骤。继电保护的设计原则是满足继电保护的可靠性、选择性、速动性和灵敏性。在实际进行设计的时候，遇到的情况可能更加复杂，需要灵活的配置保护方式，以满足继电保护“四
15、性”的要求。当保护不能满足要求时，应适当的更换保护的配置方式。此次课程设计，不仅巩固和拓展了我的继电保护知识，还加强了我分析问题，解决问题的能力，使我能更有耐心、更细心地解决问题。在此次课程设计，让我认识到，扎实的理论知识必不可少，灵活处理问题的能力不可或缺。这些都对我在将来的学习和工作中大有裨益。四、参考文献1 张保会, 尹项根. 电力系统继电保护. 中国电力出版社, 第一版. 2005年5月2 李光琦. 电力系统暂态分析. 中国电力出版社, 第三版. 2007年1月3 陈根永. 电力系统继电保护整定计算原理与算例. 化学工业出版社, 第一版. 2010年9月4 中国华电集团公司电气及热控技术研究中心. 电力主设备继电保护的理论实践及运行案例. 中国水利水电出版社, 第一版. 2009年4月5 中国电力企业联合会. 电力装置的继电保护和自动装置设计规范.GB/T 50062-2008.中国计划出版社, 第一版. 2009年4月11
