110KV线路继电保护设计课程设计.doc

电力系统继电保护
课程设计


课设名称:110KV线路继电保护设计

目录
一、设计原始资料 1
二、分析课题设计内容 2
三、短路电流及残压计算 6
四、保护的配合及整定计算 13
五、继电保护设备选择 17
六、相间短路保护 21
七、结论 24
八、主要参考文献 25
1设计原始资料

系统示意图如图所示,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T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为:
,,,,,,,,,线路阻抗,,、。
试对1、2、3、4进行零序保护的设计。
完成内容
(1) 请画出所有元件全运行时三序等值网络图,并标注参数;
(2) 所有元件全运行时,计算B母线发生单相接地短路和两相接地短路时的零序电流分布;
(3) 分别求出保护1、4零序II段的最大、最小分支系数;
(4) 分别求出保护1、4零序I、II段的定值,并校验灵敏度;
(5) 保护1、4零序I、II段是否需要安装方向元件;
(6) 保护1处装有单相重合闸,所有元件全运行时发生系统振荡,整定保护1不灵敏I段定值;
(7)其相间短路的保护也采用电流保护,试完成:
(1)分别求出保护1、4 的段Ⅰ、Ⅱ定值,并校验灵敏度;
(2)保护1、4 的Ⅰ、Ⅱ段是否安装方向元件;
(3)分别画出相间短路的电流保护的功率方向判别元件与零序功率方向判别元件的交流
接线;
2分析课题设计内容

正常运行的而电力系统是三相对称的,其零序、负序电流和电压理论上为零;多数的短路故障是三相不对称的,其零序、负序电流和电压会很大;利用故障的不对称性可以找到正常和故障间的差别,并且这种差别是零与很大值的比较,差异更为明显。利用三相对称性的变化特征,可以构成反应负序分量原理的各种保护。
当中性点直接接地系统中发生接地短路时,将出现很大的零序电压和电流,利用零序电压和零序电流构成的接地短路保护,具有显著的特点,被广泛应用在110Kv及以上电压等级的电网中。


零序保护的主保护是零序保护Ⅰ段和零序保护Ⅱ段。
图1 网络接线图
(1) 零序保护第Ⅰ段
在发生单相或两相接地短路时,也可以求出零序电流随线路长度变化的关系曲线,然后相似于相间短路电流保护的原则,进行保护的整定计算。零序电流速断保护的整定原则如下:
①躲开下一条线路出口处单相或两相接地时出现的最大零序电流3,引入可靠系数(~),即
(1)
②躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零序电流3,引入可靠系数,即为
(2)
③按躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流整定。
为此可以设置两个零序电流Ⅰ段保护,一个是按条件(1)和(2)整定(由于其定值较小,保护范围较大,因此,称为灵敏Ⅰ段),它的主要任务是对全相运行状态下的接地故障起作用,具有较大的保护范围,而当单相重合闸起动时,则将其自动闭锁,需待恢复全相运行时才能重新投入;另一个是按条件(3)整定(由于其定值较大,因此称为不灵敏Ⅰ段),装设它的主要目的是为了在单相重合闸过程中,其它两相又发生接地故障时,用以弥补失去灵敏Ⅰ段的缺陷,尽快地将故障切除,当然,不灵敏Ⅰ段也能反应全相运行状态下的接地故障,只是其保护范围较灵敏Ⅰ段小。
④特殊情况的整定
线路末端变压器低压侧有电源的情况,零序保护Ⅰ段一般可按不伸出变压器范围整定。我的。如末端的变压器为两台及以上时,是否仍按上述原则整定可视具体情况比较优缺点后再决定。
端变压器中性点不接地运行,只按躲开变压器低压侧母线相间短路的最大不平衡电流整定,即
(3)
式中,——可靠系数,;
——不平衡系数,;
——非周期分量系数,取2;
——变压器低压侧三相短路最大短路电流。
(2) 零序保护第Ⅱ段
零序电流Ⅱ段保护整定是按躲过下段线路第Ⅰ段保护范围末端接地短路时,通过本保护装置的最大零序电流。同时还带有高出一个的时限,以保证动作的选择性。
①按与相邻下一级线路的零序电流保护Ⅰ段配合整定,即
(4)
式中,——可靠系数,~;
——分支系数,按实际情况选取可能的最大值;
——相邻下一级线路的零序电流保护Ⅰ段整定值。当按此整定结果达不到规定灵敏度数时,可改为与按与相邻下一级线路的零序电流保护Ⅱ段配合整定。
②按躲开本线路末端母线上变压器的另一侧母线接地短路时流过的最大零序电流整定,即
(5)
③当本段保护整定时间等于或低于本线路相间保护某段的时间时,其整定值还必须躲开该段相间保护