保护(3)三段式电流保护的设计(完整版)

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1、电力系统继电保护课程设计继电保护原理课程设计报告评语：考勤（10）守纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专业：电气工程及其自动化班级：电气1103姓名：马春辉学号：201109353指导教师：苏宏升兰州交通大学自动化与电气工程学院2014年7月12日电力系统继电保护课程设计1设计原始资料1.1具体题目如图1.1所示网络，系统参数为=115/kV，=18Ω、=18Ω、=10Ω，==50km、=30km、=60km、=40km、=30km，线路阻抗0.4Ω/km，=1.3、==1.15，

2、=300A，=200A，=150A，=1.5，=0.85。试对线路进行三段式电流保护的设计。A1BCDEG1G31234589L1L3A3图1.1系统网络图1.2要完成的内容本题完成对线路保护3进行三段式电流保护的设计。2分析课题的设计内容2.1设计规程2.1.1主保护配置选用三段式电流保护，经灵敏度校验可得电流速断保护不能作为主保护。因此，主保护应选用三段式距离保护。2.1.2后备保护配置过电流保护作为后备保护和远后备保护。3短路电流计算3.1等效电路的建立9电力系统继电保护课程设计由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为

3、(3.1)其中：—线路单位长度阻抗；—线路长度。所以，将数据代入公式(3.1)可得各段线路的线路阻抗分别为经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路、运行，由题意知、连接在同一母线上，则式中—最大运行方式下的阻抗值；最大运行方式等效电路如图3.1所示。同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有和运行，相应地有最小运行方式等效电路图如图3.2所示。图3.1最大运行方式等效电路图图3.2最小运行方式等效电路图3.2保护短路点及短路点的选取选取B、C、D、E点为短路点进行计算。9电力系统继电保护课程设计

4、3.3短路电流的计算3.3.1最大方式短路电流计算在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为(3.2)式中—系统等效电源的相电动势；—短路点至保护安装处之间的阻抗；—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；—短路类型系数、三相短路取1，两相短路取。（1）对于保护2等值电路图如图3.1所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为(3.3)代入数据得:(2)对于保护3等值电路图如图3.1所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为(3.4)代入数据得:3.3.2最小方式短路电流计算

5、在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为(3.5)式中—系统等效电源的相电动势；—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；—短路点到保护安装处之间的阻抗。9电力系统继电保护课程设计所以带入各点的数据可以计算得到各点的的最小短路电流。4保护的配合及整定计算4.1主保护的整定计算4.1.1动作电流的计算最小保护范围计算式为（4.1）其中—系统等效电源的相电动势；—短路点至保护安装处之间的阻抗；—线路单位长度的正序阻抗。(1)对于保护2等值电路图如图3.1所示，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为整

6、定原则：按照躲过本线路末端最大短路电流来整定。则相应的速断定值为最小保护范围根据式（4.1）可得即2处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。（2）对于保护3等值电路图如图3.1所示，母线C最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大短路电流为相应的速断定值为9电力系统继电保护课程设计最小保护范围根据式（3.4）可得即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。所以，以上计算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行方式下可能没有保护区。4.1.2灵敏度校验限时电流速断定值根据式(4.2)可以计算。(4

7、.2)其中—可靠系数，取值为1.15。（1）整定原则：按照躲过下级线路电流速断保护的最大动作电流来整定。（2）保护3的限时电流速断定值为线路末端（即C处）最小运行方式下发生两相短路时的电流为所以保护5处的灵敏度系数为也不满足≥1.2的要求。可见，由于运行方式变化太大，3处的限时电流速断的灵敏度远不能满足要求。4.2后备保护的整定计算4.2.1动作电流的计算过电流整定值计算公式为（4.3）其中—可靠系数，取值为1.2；—可靠系数，取值为1.5—可靠系数，取值为0.9。9电力系统继电保护课程设计整定原则：按照大于本线路流过的

8、最大负荷电流整定，则4.2.2动作时间的计算假设母线E过电流保护动作时限为0.5s，保护的动作时间为4.2.3灵敏度校验在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为（4.4）所以由灵敏度公式（4.4）（4.5）保护3作为远后备保护的灵敏度为≤1.2不满足作为远后备保护灵敏度的要求。5继电保护设备的选择5.1电流