零序保护的设计

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1、电力系统继电保护课程设计报告电力系统继电保护课程设计指导教师评语报告（30）总成绩修改（40）平时（30）专业：电气工程及其自动化班级：电气093姓名：　学号：　指导教师：高锋阳　兰州交通大学自动化与电气工程学院2012年7月7日11电力系统继电保护课程设计报告1设计原始资料1.1题目系统接线图如下图，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T61台运行。参数为：Eφ=115/3kV,X1.G1=X2.G1=5Ω、X1.G3=X2.G3=5Ω、X1.T1=X1.T4=5Ω,X0.T1=X0.T4=15Ω,X1.T6=15Ω,X0.T6=20

2、Ω,LA-B=61km,LB-C=40km,线路阻抗Z1=Z2=0.4Ω/km,Z0=1.2Ω/km、KrelⅠ=1.2、KrelⅡ=1.15,试对1、3进行零序保护的设计。1.2要完成的内容本课程设计通过对1、3点零序电流整定的计算，选择合适的电压互感器、电流互感器和继电器来完成对1、3点的零序保护的设计。2继电保护方案设计由于本题开机运行方式为两侧各开1台发电机，变压器T61台运行，所以不存在受最大运行方式和最小运行方式对零序保护的影响。在计算和选用继电保护设备时考虑到继电保护对可靠性的要求，决定配备两套保护，一套称为主保护，一套称为后备保护[1]。选用零序电流的

3、一段保护和二段保护作为主保护，选用零序电流的三段保护作为后备保护。主保护与后备保护配合动作，确保继电保护可靠、快速的切除故障。11电力系统继电保护课程设计报告为了保证电流速断保护动作的选择性，对保护1和3来讲，其整定的动作电流必须大于短路时可能出现的最大短路电流，所以在考虑到非周期分量的影响、实际短路电流可能大于计算值、保护装置的实际动作值可能小于整定值和一定裕度等因素的情况下，引入可靠系数。3保护的整定计算3.1等效电路的建立所有元件全运行时三序电压等值网络图如附图1、2、3所示。3.2保护短路点的选取由于在零序网络中，故障点U0最高，离故障点越远，U0越低，变压器中

4、性点接地处U0=0，所以选取B点为故障点。3.3短路电流的计算由已知得：X1.A-B=61km×0.4W/km=24.4W，X1.B-C=40km×0.4W/km=16W；X0.A-B=61km×1.2W/km=73.2W，X0.B-C=40km×1.2W/km=48W(1)B母线单相接地短路时，故障端口正序阻抗[3]：XΣ1=X1.G1+X1.T1+X1.AB//(X1.BC+X1.T4+X1.G3)(3.1)=(5+5+14.4)∕∕(16+5+5)=14.733(Ω)XΣ2=XΣ1=14.733(Ω)XΣ0=(X0T1+X0AB)//(X0BC+X0T4)//X0

5、T6=(15+73.2)//(48+15)//(20)=12.925(Ω)所以故障端口的零序电流[3]：11电力系统继电保护课程设计报告If0=Uf0(XΣ1+XΣ2+XΣ0)(3.2)=115∕314.733+14.733+12.925=1.567（kA）所以B相单相接地短路时流过保护1的零序电流[3]：I01=If0(X0BC+X0T4)//X0T6((X0BC+X0T4)//X0T6)+X0T1+X0AB(3.3)=1.567×(48+15)//20((48+15)//20)+15+73.2=0.233（kA）(1)B母线两相接地短路时，流过保护1的零序电流[3]

6、：Zsu(1,1)=XΣ2XΣ0XΣ2+XΣ0(3.4)=14.735×12.92514.735+12.925=6.855(Ω)If1=Uf0ZΣ1+Zsu(1,1)(3.5)=115314.735+12.925=3.071(kA)If0=If1XΣ2XΣ0XΣ2+XΣ0(3.6)=1.636(kA)I0.1=If0×0.1485(3.7)=0.243kAI0.1.max=0.243(kA)(2)C母线发生单相接地时，流过保护3的零序电流：XΣ1=XΣ2=X1G1+X1T1+X1AB+X1BC//(X1T4+X1G3)XΣ0=X0T4//[X0BC+(X0T6//(X0

7、AB+X0T1))]11电力系统继电保护课程设计报告发生单相接地短路时I0.3=If0X0T4X0T4+((X0T1+X0AB)//X0T6)+X0BC(3.8)=2.313×1515+((15+73.2)//20)+48=0.435(kA)发生两相接地短路时，流过保护3的零序电流：Zsu(1.1)=XΣ2XΣ0XΣ2+XΣ0If1=Uf0XΣ1+Zsu(1.1)If0=If1XΣ2XΣ2+XΣ0I0.3=0.189If0可知I0.3.max=0.435（kA）3.4主保护的整定计算3.4.1保护1，3的零序I段的配置和整定零序电流I段按