繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--110kv單電源電網(wǎng)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　繼電保護(hù)技術(shù)在如今的電力系統(tǒng)中有著十分重要的作用，它的原理是利用被保護(hù)線(xiàn)路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信號(hào)量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要求是有選擇性，速動(dòng)性，靈敏性，可靠性。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)，要求我們對(duì)11

2、0kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，先是對(duì)電網(wǎng)中的各個(gè)原件參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，輸電線(xiàn)路的等值電抗的計(jì)算，變壓器和發(fā)電機(jī)的等值電抗的計(jì)算。然后對(duì)一些保護(hù)點(diǎn)進(jìn)行了整定計(jì)算，距離保護(hù)的整定值計(jì)算，以及靈敏度的校驗(yàn)。最后，對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵字： 繼電保護(hù)；距離保護(hù)；靈敏度 </p><p><b>　　ABSTRACT</

3、b></p><p>　　The relay protection technology has a very important role in the power system nowadays, its principle is to use before and after the protected line or equipment failure of certain mutant physi

4、cal quantity for semaphores, when the process variable reaches a certain value, starting the logic control system, a tripping pulse corresponding punching or signal. The basic requirements on the performance of relay pro

5、tection of power system is selective, rapidity, sensitivity, reliability.</p><p>　　The curriculum design, to request us to carry on the design of relay protection for 110kV single power supply loop network.

6、In the design process, first of all the original parameters in the grid are calculated, the calculation of equivalent reactance of transmission line, the calculation of the equivalent reactance of transformer and generat

7、or. Then som. Then some points for the setting calculation of protection, distance protection setting value calculation, the calibration and sensitivity. Fi</p><p>　　Keywords ：Relay protection；Distance prote

8、ction ；Sensitivity</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　我們都知道，電能是目前世界各國(guó)能源消費(fèi)的主要形式之一。電能作為一種特殊的商品，不能大量?jī)?chǔ)存，它的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售和消費(fèi)是同時(shí)完成的。用戶(hù)對(duì)電能需求的不斷增長(zhǎng)，只有通過(guò)電力工業(yè)本身的基本建設(shè)以不斷擴(kuò)大電力系統(tǒng)的規(guī)模才能滿(mǎn)足。要滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的需要，電力工業(yè)必須

9、要先行，因此做好電力工程建設(shè)的前期工作，落實(shí)發(fā)、送、變電本體工程的建設(shè)條件，協(xié)調(diào)其建設(shè)進(jìn)度，優(yōu)化其次設(shè)計(jì)方案，其意義尤為重大。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)正是電力工程前期工作的重要部分，而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)更是重中之重。</p><p>　　它對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著極為重要的作用，特別是現(xiàn)代的超高壓、大容量的系統(tǒng)中，對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求，重點(diǎn)是提高其速動(dòng)性。繼電保護(hù)工作的種類(lèi)多種多樣，諸如設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、安裝、運(yùn)行等等

10、。繼電保護(hù)整定計(jì)算是繼電保護(hù)工作中的一項(xiàng)工作，目的就是為了使所有設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)按照其參數(shù)和運(yùn)行的要求，通過(guò)計(jì)算分析所給出的各項(xiàng)整定值，使全系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)部署，正確地發(fā)揮作用。它是建立在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上的它的構(gòu)成原則和作用必須符合電力系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，同時(shí)，繼電保護(hù)自身在電力系統(tǒng)中也構(gòu)成一個(gè)有嚴(yán)密關(guān)系的整體，從而形成了繼電保護(hù)的系統(tǒng)性。</p><p>　　而對(duì)繼電保護(hù)方案的評(píng)價(jià)，是以整體保護(hù)效果的優(yōu)劣來(lái)衡

11、量的，并不著眼于某一套繼電保護(hù)的保護(hù)效果。有時(shí)以降低某一個(gè)保護(hù)裝置的保護(hù)效果來(lái)改善整體保護(hù)的保護(hù)效果，也是可取的；但是任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，或者說(shuō)任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力是有限的，當(dāng)電力系統(tǒng)的要求，超出該保護(hù)裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。進(jìn)一步來(lái)講，當(dāng)繼電保護(hù)的配置和選型均難以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的特殊要求時(shí)，必須暫時(shí)改變電力系統(tǒng)的需要，或采取某些臨時(shí)措施加以解決。</p>&

12、lt;p>　　第2章 電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及短路電流計(jì)算</p><p><b>　　2.1.基準(zhǔn)值選擇</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)功率:</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)電壓:</b></p><p><b>　　基準(zhǔn)電流:；</b

13、></p><p><b>　　基準(zhǔn)電抗:</b></p><p><b>　　電壓標(biāo)幺值：</b></p><p>　　2.2 輸電線(xiàn)路等值電抗計(jì)算</p><p>　　1.線(xiàn)路AB等值電抗計(jì)算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b&g

14、t;</p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　2.線(xiàn)路BC等值電抗計(jì)算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　3.線(xiàn)路CD等值電抗計(jì)算<

15、;/p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：</b></p><p>　　4.線(xiàn)路DA等值電抗計(jì)算</p><p><b>　　正序以及負(fù)序電抗：</b></p><p><b>　　零序電抗：&l

16、t;/b></p><p>　　2.3 變壓器等值電抗計(jì)算</p><p>　　1.變壓器，等值電抗計(jì)算</p><p>　　2.變壓器等值電抗計(jì)算</p><p>　　變壓器，，，，等值電抗計(jì)算</p><p>　　2.4 發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算</p><p>　　發(fā)電機(jī)，，電抗標(biāo)幺值計(jì)算

17、</p><p>　　2.5 各線(xiàn)路運(yùn)行方式</p><p>　　1.保護(hù)1的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開(kāi)線(xiàn)路AD；通過(guò)保護(hù)1的負(fù)荷電流最大；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)停，線(xiàn)路全部運(yùn)行。</p><p>　　2.保護(hù)3的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開(kāi)線(xiàn)路AD；通過(guò)保護(hù)3的負(fù)荷電流最大。保護(hù)3的最小運(yùn)行方式：停，線(xiàn)路全部運(yùn)行。</p>&

18、lt;p>　　3.保護(hù)6的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開(kāi)線(xiàn)路AB；通過(guò)保護(hù)6的負(fù)荷電流最大。保護(hù)6的最小運(yùn)行方式：停，線(xiàn)路全部運(yùn)行。</p><p>　　4.保護(hù)8的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)，，全投入，斷開(kāi)線(xiàn)路AB；通過(guò)保護(hù)8的負(fù)荷電流最大。保護(hù)8的最小運(yùn)行方式：停，線(xiàn)路全部運(yùn)行。</p><p>　　第3章 短路電流計(jì)算</p><p>　　3.1 保護(hù)1

19、短路電流計(jì)算</p><p>　　為了計(jì)算 1QF、3QF、5QF、7QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 8QF 斷開(kāi)，這時(shí)保護(hù)1最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相接地： &l

20、t;/b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)1最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相

21、短路：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b></p><p>　　3.2 保護(hù)3短路電流計(jì)算</p><p>　　為

22、了計(jì)算 1QF、3QF、5QF、7QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 8QF 斷開(kāi)，這時(shí)保護(hù)3 最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p>　　兩相短路： = 1.27=1.1，</p><p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　

23、　兩相接地： </b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)3最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><p><b&

24、gt;　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地： </b></p><p><b>　　單相：</b></p><p><b>　　兩相：</b></p><p><b>　　L</b></p><p&g

25、t;<b>　　靈敏度校驗(yàn)不合格。</b></p><p>　　3.3 保護(hù)6短路電流計(jì)算</p><p>　　為了計(jì)算 2QF、4QF、6QF、8QF 的整定值，最大運(yùn)行方式要求 1QF 斷開(kāi)，這時(shí)保護(hù)6最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b

26、>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　單相接地： </b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)6最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p>&

27、lt;b>　　兩相短路：</b></p><p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b>&

28、lt;/p><p>　　3.4 保護(hù)8短路電流計(jì)算</p><p>　　為了計(jì)算2QF、4QF、6QF、8QF的整定值，最大運(yùn)行方式要求1QF斷開(kāi)，這時(shí)保護(hù)8最大運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><p

29、><b>　　單相接地：</b></p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p>　　保護(hù)8最小運(yùn)行方式下：</p><p><b>　　三相短路：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><

30、;p><b>　　單相短路：</b></p><p><b>　　兩相接地 ：</b></p><p><b>　　檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)不符合。</b></p><p>　　具體各個(gè)保護(hù)的短路電流計(jì)算結(jié)果如下

31、表：</p><p>　　表3-1 短路電流統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　第4章 保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　4.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)</p><p>　　4.2 保護(hù)1的整定計(jì)算</p><p>　　1. 1QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：</p><p><b>　　一段整定阻抗：&l

32、t;/b></p><p>　　2. 1QF距離保護(hù)二段整定：</p><p>　　與相鄰下級(jí)段的一段配合，保護(hù)3的一段保護(hù)：</p><p>　　按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：要求</b></p><p><b>　　結(jié)論： <

33、/b></p><p>　　4. 保護(hù)1Ⅲ段距離保護(hù)整定阻抗：</p><p>　　作近后備： 滿(mǎn)足靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　作遠(yuǎn)后備：滿(mǎn)足靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　4.3 保護(hù)3的整定計(jì)算</p><p>　　1. 3QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：</p><p>　　2. 保護(hù)3

34、的Ⅱ段保護(hù)，與下級(jí)相鄰線(xiàn)路保護(hù)配合：</p><p>　　3. 與下級(jí)變壓器保護(hù)配合：</p><p>　　圖4-1 保護(hù)3接線(xiàn)圖</p><p>　　4.4 保護(hù)6的整定計(jì)算</p><p>　　1. 6QF的二段保護(hù)，與下級(jí)相鄰線(xiàn)路保護(hù)配合：</p><p>　　2. 與下級(jí)變壓器保護(hù)配合：</p>

35、<p>　　4.5 保護(hù)8的整定計(jì)算</p><p>　　1. 8QF距離保護(hù)整定值計(jì)算： </p><p>　　2. 與相鄰下級(jí)段的一段配合：</p><p>　　3. 按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：要求</b></p><p><

36、;b>　　結(jié)論： </b></p><p>　　4. 保護(hù)8Ⅲ段距離保護(hù)整定阻抗：</p><p>　　作近后備： 滿(mǎn)足靈敏度校驗(yàn)。</p><p>　　作遠(yuǎn)后備：滿(mǎn)足靈敏度校驗(yàn)。</p><p>　　具體各個(gè)保護(hù)整定值計(jì)算結(jié)果如下表：</p><p>　　表4-1 整定值統(tǒng)計(jì)表</p&g

37、t;<p>　　第5章 電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 保護(hù)裝置配置</p><p><b>　　1.主保護(hù)的配置</b></p><p>　　由系統(tǒng)可知110KV線(xiàn)路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線(xiàn)路上任意點(diǎn)故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。</p><p><b>　　2.

38、后備保護(hù)的配置</b></p><p>　　考慮保護(hù)性能優(yōu)越性：110線(xiàn)路應(yīng)該配距離保護(hù)，但是距離保護(hù)復(fù)雜而且價(jià)格昂貴，維護(hù)困難。</p><p>　　考慮經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配三段式電流保護(hù)，同時(shí)由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在110KV等級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)中，三段式電流保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒(méi)有保護(hù)范圍，如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行的幾率不大的情況下

39、，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)，基本可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式：110KV高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需要配置零序保護(hù)。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動(dòng)作。</p><p>　　繼電保護(hù)保護(hù)裝置的配置不是一層不變的，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況、經(jīng)濟(jì)狀況、人員技能、環(huán)境影響等等情況，但是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)不變：自動(dòng)、

40、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除；反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。</p><p>　　5.2 自動(dòng)裝置配置</p><p>　　電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時(shí)起控制作用的設(shè)備，主要包括自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的型號(hào)多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)暴露一些問(wèn)題。</p&g

41、t;<p>　　1.配置重合閘：在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線(xiàn)路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大多數(shù)線(xiàn)路故障是“瞬時(shí)性”故障，此時(shí)，如果把斷開(kāi)的線(xiàn)路在合上，就能恢復(fù)正常供電。</p><p>　　2.配置備用電源自動(dòng)投入裝置：當(dāng)線(xiàn)路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶(hù)斷電的一種裝置。</p><p><b&g

42、t;　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是對(duì)110kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，根據(jù)繼電保護(hù)的四性：可靠性，靈敏性，選擇性，速動(dòng)性，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)電網(wǎng)中的各個(gè)原件的參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算出了輸電線(xiàn)路的等值電抗，各個(gè)變壓器的等值電抗，以及發(fā)電機(jī)的等值電抗，并且對(duì)運(yùn)行方式做出了選擇和總結(jié)。同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)之中的短路電流進(jìn)行了計(jì)算。當(dāng)母線(xiàn)故障時(shí)，對(duì)各個(gè)保護(hù)點(diǎn)的各種短路電流做出

43、了計(jì)算。在此之外，對(duì)保護(hù)點(diǎn)的保護(hù)方式進(jìn)行了選擇和整定計(jì)算，并且對(duì)靈敏度進(jìn)行了校驗(yàn)。最后，還對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了本次設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)過(guò)程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師**老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次課程

44、設(shè)計(jì)的主要原因。更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把設(shè)計(jì)做得更加完善。</p><p>　　在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了我還有很多不足的地方，有很多知識(shí)要去了解，也有很多已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)，我還沒(méi)有掌握住。這也激發(fā)了我進(jìn)一步去學(xué)習(xí)的動(dòng)力。</p><p>　　其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決

45、了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供的良好的做課程設(shè)計(jì)的環(huán)境。</p><p>　　最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]尹項(xiàng)根，曾克娥．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］．華中科技大學(xué)出版社，2001. </p><

46、p>　　[2]許建安，王風(fēng)華．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算［M］．中國(guó)水利水電出版社，2007. </p><p>　　[3]鐘自勤．繼電保護(hù)裝置及二次回路故障檢修典型實(shí)例［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，2006. </p><p>　　[4]吳必信．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)同步訓(xùn)練［M］．中國(guó)是力出版社，2003． </p><p>　　[5]劉學(xué)軍．繼電保護(hù)原理北京［M］．中

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48、析[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社. 2006.</p><p>　　[10]許建安. 繼電保護(hù)整定計(jì)算[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社. 2009.</p><p>　　[11]何仰贊. 電力系統(tǒng)分析[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社. 2002.</p><p>　　[12]呂繼紹. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理[M]. 北京: 水利電力出版社. 2004.&