继电保护原理课程设计报告A

发布 2022-10-05 14:07:28 阅读 8671

电力系统继电保护课程设计。

专业: 电气工程及其自动化

班级: xxxxx

姓名: xxxxx

学号: xxxxx

指导教师: xxxxx

xxxxxxxx自动化与电气工程学院。

2024年7月7日。

如下图1.1所示系统中,发电机以发电机-变压器组方式接入系统,最大开机方式为4台机全开,最小开机方式为两侧各开1台机,变压器和可能2台也可能1台运行。参数为:

,线路的阻抗角均为,,流过该线路的负荷的功率因数角为,,,变压器均装有快速差动保护,对保护进行距离保护设计。

图1.1 电路原理图。

对保护进行距离保护设计,利用短路时电压电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,反应故障点到保护安装处的距离保护设计。

距离保护应该满足一下四个要求:可靠性、选择性、速动性和灵敏性。可靠性就是防误动作和拒动作,选择性是选择性的跳闸是停电范围最小,这几个是紧密联系,即矛盾又统一,根据电力系统的要求配合使用[1]。

1) 距离保护ⅰ段。

距离保护的第ⅰ段是瞬时动作的,引入可靠系数(一般为0.8-0.85),则。

因为距离保护ⅰ段不能保护全长,因此引入距离保护ⅱ段。

2) 距离保护ⅱ段。

与相邻线路配合。

式中, 是最小分支系数。

与相邻的变压器配合。

式中,是变压器阻抗值。

距离保护ⅰ段和距离保护ⅱ段联合工作构成本线路的主保护。

距离保护第ⅲ段,装设距离保护第ⅲ段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护,同时也作为ⅰ、ⅱ段的后备保护[2]。

保护1的ⅰ段的整定阻抗计算。

式中,是保护1距离的i段的整定阻抗。

动作时间。保护1的ⅱ段整定:

1) 与相邻的下级线路的保护ⅰ段配合,则。

式中,是保护3的ⅰ整定阻抗。

式中,是保护1的ⅱ整定阻抗。

2) 与相邻的变压器快速包互相配合,求分支系数,等效电路图如图3.1为:

图3.1 分支系数计算等值电路图。

则分支系数为:

则。2) 灵敏度校验。

所以不满足灵敏度的要求,因此与相邻线路的ⅱ段保护配合,则。

所以灵敏度为:

满足灵敏度要求。

3) 动作时间。

保护1的ⅲ整定[3]:

1) 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗值整定,有。

式中,是最小负荷阻抗;是正常运行母线电压的最低值;是被保护线路最大负荷电流。

式中,是保护1的整定阻抗值;是可靠系数;是电动机自启动系数;是返回系数。

2) 灵敏度校验。

本线路末端短路时灵敏系数。

所以满足灵敏度要求。

相邻线路末端短路时的灵敏度系数。

假设**路末端短路,则,所以分支系数,因此。

所以满足灵敏度要求。

相邻变压器末端短路时的灵敏度系数。

由题意得到,,则。

所以满足灵敏度要求。

3) 动作时限。

因此与相邻保护设备配合时,它能同时满足线路及其变压器保护的要求。

式中,是保护2的距离ⅰ短整定阻抗值。

由于保护1的三段整定能够完整的保护,因此,对于保护2则不需要ⅱ、ⅲ的距离保护,其主保护和后备保护都不需要。

所以根据电流互感器安装处的电网电压、最大工作电流和安装地点要求,选型号为lcwb6-110w2屋外型电流互感器[4]。

根据电压等级选型号为ydr-110的电压互感器。

三段式距离保护主要由测量回路、起动回路和逻辑回路三部分组成。其二次展开图的交流回路和直流回路见下图5.1和图5.2所示:

图5.1 阻抗继电器三相零度接线图的交流回路。

图5.2 阻抗继电器三相零度接线图的直流回路。

1) 距离ⅰ段是瞬时动作的,但是它只能保护线路全长的80%—85%,因此,两端合起来就使得在30%—40%线路长度内的故障不能从两端瞬时切除。在220kv及以上电压的网络中,这有时候不能满足电力系统稳定运行的要求,因而,不能作为主保护来应用。

2) 由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作,因此,距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。

3) 由于保护范围中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器,再加上各种必要的闭锁装置,因此接线复杂,可靠性比电流保护低,这也是它的主要缺点。

4) 根据距离保护工作原理,它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。

1] 张保会,尹项根。电力系统继电保护[m].北京:中国电力出版社,2005

2] 李俊年。电力系统继电保护[m].北京:中国电力出版社1993.

3] 尹项根。电力系统继电保护原理与应用[m].武汉:华中科技大学出版社,2004.

4] 都洪基。电力系统继电保护原理[m].南京:东南大学出版社,2007.

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