kV双回线路继电保护设计

kV双回线路继电保护设计

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机电工程学院08级电气综合设计论文

课题：35kV双回线路继电保护设计

院系：机电工程学院

专业：电气工程及自动化

姓名：黄勤

学号： F0601120114

指导老师：高鹏

目录

第一章:任务的提出与方案的提出

1.1前言 (3)

1.2绪论 (3)

第二章：35kv双回路继电保护设计：

2.1原始资料 (5)

2.2设计内容 (6)

2.2.1电流互感器变比的选择 (6)

2.2.2整定计算 (6)

2.3原理图及展开图.................................. . . .9

第三章：型号选择

3.1相关继电器的选择 (11)

第四章：结束

4.1设计感言 (11)

4.2参考文献 (12)

第一章

1.1 前言：

《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了五大部分，电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。

1.2 绪论

（一）电力系统继电保护的作用

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果.

1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；

2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；

3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；

4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；

电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。

故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故

发生的机率，把事故消灭在发生之前。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

第二章

设计任务：35kV双回线路继电保护设计

2.1原始资料

某变电站在35kv母线上有双回平行线路，线路长20KM．线路阻抗0.4Ω/KM。每回线通过最大负荷电流为300A、系统归算到电压35KV ／3的阻抗最大值为Xmax=0.9Ω最小值为Xmin=0.75Ω。网络接线见下图:

A B

20KM

35K

35KV网络图

B站后备保护时间为1.5s。

A 站直流操作电源为220v 。

2.2 设计内容

2.2.1 电流互感器变比的选择

因每回线通过最大负荷电流为300A ，可得

605

300==TA K

2.2.2 双回线路继电保护的配置及继电保护整定计算

平行保护线路的保护整定计算，在B 站侧进行保护计算

（1）电流平衡保护计算。电流启动元件动作电流，按躲开外部短路的最大不平衡电流整定：

TA

MAX K ST NP ERR REL UNB REL OPR K I K K K K I K I .5.0⨯== A 28.360

43755.05.05.11.02.1=⨯⨯⨯⨯⨯= 式中： REL K ——电流互感器的10%误差，取0.1；

NP K ——非周期分量因素，去1.5；

ST K ——电流互感器的同型系数，取0.5；

电流元件的相继动作区，由图解法求得%9.16%=xj l

电流元件的灵敏度校验

296.328

.360900866.023.min .)3(>=⨯⨯==T OP TA K sen I K I K 满足要求

（2）电流电压连锁速断保护的整定计算。电流电压连锁速断保护作为单回路运行的主保护，整定计算如下：

A K Z Z E I REL SN PH OP 2123102.188.243115

316=⨯+=+=

式中 SN Z ——正常运行方式下的系统电源阻抗

16Z ——线路的阻抗。

A K K I I TA

CON OP r OP 38.35602123.=== V K Z I U REL

OP OP 245102.1821233316=⨯⨯== V K U U TV

OP O 7035024510Pr === 最小保护范围为21％。

（3）过电流保护计算。过电流保护作为双回线和单回线运行的后备保护，即：

A I K K K I TMAX re

ss rel OP 63530085.05.12.1=⨯⨯== A K I K I TA

OP CON OPR 6.1060635===