继电呵护原理课程设计之欧侯瑞魂创作
创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
题目名称: 110KV输电线路距离呵护设计 系 别: 物理与电气工程系 专 业:电气工程及其自动化
学 号: 姓 名:
指导老师: 日 期:
创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
继电呵护原理课程设计任务书
原始资料:
如下图所示网络,系统参数为:
E115/3kV
,XG115,XG210,XG310,L144km,
L340km,t1III=0.5s,Kb.max=LBC50km,LCD30km,LDE20km,
IIIK0.85K0.8, Krel1.15,0.4/kmrelrel线路阻抗,,
IABmax300A,ICDmax200A,IDEmax150A,Kss1.5,Kre1.2,,
Kb.max2.32,t1III0.5s。对线路L1、L3进行距离呵护的设计。(对
2、9处进行呵护设计) 设计要求:
本文要完成的内容是对线路的距离呵护原理分析及整定计算,并根据分析和整定结果,合理的选择继电呵护设备设备,并选择正确的装置方式,以确保装置设备平安、可靠地运行。 主要参考资料:
[1] 杨启逊主编.微机型继电呵护基础[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2] 贺家李主编.电力系统继电呵护原理[M].北京:中国电力出版社,2010.
[3] 张保会主编.电力系统继电呵护[M].北京:中国电力出版社,2005.
[4] 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京:中国电力出版社,2004.
[5] 姚春球. 发电厂电气部分[M]. 中国电力出版社,2007. [6] .
目 录 1 设计原始资料1
1.1 题目1 1.2 设计要求1 2 继电呵护方案设计1
2.1 主呵护配置1 2.2 后备呵护配置2 3 呵护的配合及整定计算3
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3.1 呵护2处距离呵护的整定与校验3 3.2 呵护9处距离呵护的整定与校验4 4 二次展开图的绘制6
4.1 呵护丈量电路6
4.1.1 绝对值比较原理的实现6 4.1.2 相位比较原理的实现7 4.2 呵护跳闸回路8 5 总结9 参
考
文
献
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10
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1设计原始资料
1.1 题目
如图1-1所示网络,系统参数为:
E115/3kVXG115XG210XG310L144km,,,,,
L340km,t1III=0.5s,
Kb.max=LBC50km,LCD30km,LDE20km,线路阻抗0.4/km,
IIIKrel0.85,Krel0.8,
Krel1.15,IABmax300A,ICDmax200A,IDEmax150A,Kss1.5,
Kre1.2,Kb.max2.32,t1III0.5s。对
,
线路L1、L3进行距离呵护的设计。(对2、9处进行呵护设计)
图1-1 110kV网络接线图
1.2 设计要求
本文要完成的内容是对线路的距离呵护原理分析及整定计算,并根据分析和整定结果,合理的选择继电呵护设备设备,并选择正确的装置方式,以确保装置设备平安、可靠地运行。
2 继电呵护方案设计
主呵护配置
距离呵护Ⅰ段和距离呵护Ⅱ段构成距离呵护的主呵护,如图2-1为距离呵护网络接线图。
距离呵护的Ⅰ段
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A1B2C3
图2-1 距离呵护网络接线图
瞬时动作,t1是呵护自己的固有动作时间。
IZset呵护1的整定值应满足:.1ZAB考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差,引入可靠系数
IKrel~0.85),则
IIZset.1KrelZAB
IIZset.2KrelZBC
同理,呵护2的Ⅰ段整定值为
如此整定后,距离Ⅰ段就只能呵护线路全长的80%~90%,这是一个严重的缺点。为了切除本线路末端10%~20%范围以内的故障,就需要设置距离呵护第Ⅱ段。
距离Ⅱ段
整定值的选择和限时电流速断相似,即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的呵护范围,同时带有高出一个t的时限,以包管选择性,当呵护2第Ⅰ段末端
[3]短路时,呵护1的丈量阻抗为
IZ1ZABZset.1
IIKrel引入可靠系数(一般取0.8),则呵护1的Ⅱ段的整定阻抗为
IIIIIZset[ZAB(0.8~0.85)ZBC].1Krel(ZABZset.2)0.8
为了作为相邻线路的呵护装置和断路器拒绝动作的后备呵护,同时也作为距离I段与距离II段的后备呵护,还应该装设距离呵护第III段。
距离III段:整定值与过电流呵护相似,其启动阻抗要按躲开正常运行时的负荷阻抗来选择,动作时限还依照阶梯时限特性来选择,并使其比距离III段呵护范围内其他各呵护的最大动作时限高出一个t。
3 呵护的配合及整定计算
3.1 呵护2处距离呵护的整定与校验
1、呵护2处距离呵护第I段整定
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(1)2处的I段的整定阻抗为
IIZsetKrelLCDz10.85300.410.2 (2) 动作时间
tI0s(第I段实际动作时间为呵护装置固有的动作时间)。
2、呵护2处距离呵护II段整定 L(1) 与相邻线路D-E距离呵护I段相配合,线路的II段的整定
IIIIIZsetKrel(LCDz1Krelz1LDE)0.8(300.40.85200.4)15.04 (2) 灵敏度校验
距离呵护II段,应能呵护线路的全长,本线路末端短路时,应有足够的灵
敏度。考虑到各种误差因素,要求灵敏系数应满足 Ksen1.25
Ksen满足要求
(3) 动作时间,与相邻线路
LD-EIIZset1.253ZLCD
距离I段呵护配合,则
tIItIt0.5s
它能同时满足与相邻呵护以及与相邻变压器呵护配合的要求。 3、呵护2处距离呵护III段整定
(1)整定阻抗:按躲开被呵护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗
ZL.min来整定计算的,所以有
IIIZsetZL.minKrelKreKss
ZL.minU1min0.9110285.79ILmax30.2
已知Krel1.15,Kre1.2,Kss1.5,带入公式(3.5)可得 285.79IIIZset138.061.151.21.5 (2)灵敏度校验
距离呵护III段,即作为本线路I、II段呵护的近后备呵护,又作为相邻下级线路的远后备呵护,灵敏度应分别进行校验。
作为近后备呵护时,按本线路末端短路进行校验,计算式为
KsenIIIZset11.51ZL1
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满足要求
作为远后备呵护时,按相邻线路末端短路进行校验,计算式为
IIIZset138.066.93ZLCDZDE300.4200.4Ksen满足要求 (3)动作时间
IIIt2t1IIIt1s
1、呵护9处距离呵护第I段整定
(1)线路L1的I段的整定阻抗为
IIZsetKrelL1z10.85440.414.96
I(2)动作时间t0s(第I段实际动作时间为呵护装置固有的动作时
间)。
2、呵护9处距离呵护第II段整定
LK(1) 与相邻线路BC距离呵护I段相配合考虑到分支系数br的影响,线路L1的II段的整定阻抗为
IIIIZsetKrel(L1z1Kbrz1LBC)
Z10.44417.6, Z3z1L30.44016
IABZ316IBCIBC0.5IBCZ1Z317.616
KbrIBCIBC2IAB0.5IBC
IIZ于是set0.8(17.620.450)46.08
(2)灵敏度校验
距离呵护II段,应能呵护线路的全长,本线路末端短路时,应有足够的灵敏度。
IIZset44.082.50ZL1440.4Ksen满足要求
(3) 动作时间,与相邻线路
LBC距离II段呵护配合,则
tIItIt0.5s
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它能同时满足与相邻呵护以及与相邻变压器呵护配合的要求。 3、线路L1距离呵护第III段整定
(1)整定阻抗:按躲开被呵护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗
ZLmin来整定计算的,所以有
IIIZsetZL.minKrelKreKss
ZLminU1min0.9110190.53ILmax30.3
其中Krel1.15,Kre1.2,Kss1.5于是可得
190.53IIIZset92.041.151.21.5
(2)灵敏度校验
距离呵护III段,即作为本线路I、II段呵护的近后备呵护,又作为相邻下级线路的远后备呵护,灵敏度应分别进行校验。
作为近后备呵护时,按本线路末端短路进行校验,计算式为
IIIZset92.04Ksen4.36ZL152.80.4 满足要求
作为远后备呵护时,按相邻线路末端短路进行校验,计算式为
IIIZset92.04Ksen1.36ZL1Kb.maxZBC21.122.3220 满足要求 (3)动作时间
IIIt9t1III3t2s
4、三段式电流接线原理图如图3-1所示。
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图3-1 三段式电流接线原理图
4 二次展开图的绘制
4.1 呵护丈量电路
对于动作于跳闸的继电呵护功能来说,最为重要的是判断出故障处于规定的呵护区内还是呵护区外,至于区内或区外的具体位置,一般其实不需要确切
Z的知道。可以用两种方法来实现距离呵护。一种是首先精确地丈量出m,然后
Z再将它与事先确定的动作进行比较。当m落在动作区之内时,判为区内故障,
Z给出动作信号;当m落在动作区之外时,继电器不动作。另一种方法不需要精
Z确的测出m,只需间接地判断它是处在动作鸿沟之外还是处在动作鸿沟之内,即可确定继电器动作或不动作。 4.1.1 绝对值比较原理的实现
如前所述,绝对值比较的一般动作表达式如式
ZBZA所示。绝对值比较
式的阻抗元件,既可以用阻抗比较的方式实现,也可以用电压比较的方式实现。
该式两端同乘以丈量电流动作条件又可以暗示为
Im,并令
ImZAUA,
ImZBUB,则绝对值比较的
UBUA
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称为电压形式的绝对值比较方程。电路图如图4-1所示。
CTR0.5K1Im••UA绝对值比较回路•0.5K1ImPTKuUm•UB•
图4-1 绝对值比较的电压形成
4.1.2 相位比较原理的实现
相位比较原理的阻抗元件动作条件的一般表达式如式示,相位比较的动作条件可以暗示为
900argUC900UD
900argZC900ZD所
称为电压形式相位比较方程。电路图如图4-2所示。
CTR•K1ImUC绝对值比较回路•KuUmPT•KuUm•UD•
图4-2 相位比较
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4.2 呵护跳闸回路
三段式距离呵护主要由丈量回路、起动回路和逻辑回路三部分组成,电路如图4-3所示。
(1)起动回路
起动回路主要由起动元件组成,起动元件可由电流继电器、阻抗继电器、负序电流继电器或负序零序电流增量继电器构成。正常运行时,整套呵护处于未起动状态,即使丈量元件动作也不会发生误跳闸。起动部分用来在短路时起动整套呵护,即解除闭锁,允许1、2ZJK和3ZJK通过与门Y1和Y2去跳闸。起动部分启动后,起动时间电路T1,在0.1s时间内(开放时间内)允许距离IT1动作,一方面通过禁止门JZ闭锁距离I段,另一方面起动切换继电器,对于各段或各相有公用阻抗继电器的距离呵护装置,进行段别或相别切换。
(2)丈量回路
丈量回路的I段和II段,由公用阻抗继电器1、2ZJK组成,而第III段由丈量阻抗继电器3ZJK组成。丈量回路是丈量短路点到呵护装置处的距离,用以判断故障处于哪一段呵护范围。
(3)逻辑回路
逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。与门电路包含与门Y1、Y2、或门
H和禁止门JZ,用以分析判断是否应该跳闸。
0.1s/0I2、、、、QHJ&JZ1、2ZKJ、、、、T11XJH、、Y1&T22XJ13ZKJY2&T33XJ、、、、
图4-3 呵护跳闸回路
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5 总结
通过继电呵护课程设计,自己从中学到了很多贵重的经验和知识。对距离呵护设计的过程有了一个很大程度了解,对设计的思路、基本方法、步调有了深刻的认识。为以后的工作打下了一个坚实的基础。通过这次设计,自己深刻的认识到了,理论知识和实践相结合是学习中相当重要的一个环节,只有这样才干提高自己的实际操纵能力,而且从中培养自己的思考。
参考文献
[1] 杨启逊主编.微机型继电呵护基础[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2] 贺家李主编.电力系统继电呵护原理[M].北京:中国电力出版社,2010. [3] 张保会主编.电力系统继电呵护[M].北京:中国电力出版社,2005. [4] 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京:中国电力出版社,2004.
[5] 姚春球. 发电厂电气部分[M]. 中国电力出版社,2007. [6] .
创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
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继电呵护原理课程设计成绩评价表
课程名称 题目名称 学生姓名 序号 苏媛媛 评价项目 继电呵护原理课程设计 110KV输电线路距离呵护设计 学号 B2011052238 指导教 师姓名 黄丽霞 职称 满分 教师 评分 指 标 定期的完成了规定的任务,难易程工作量、工作度和工作量符合教学要求,工作努力,遵守1 态度和出勤率 纪律,出勤率高,工作作风严谨,善于与他人合作。 课程设计选题合理,计算过程简练准2 课程设计质量 确,分析问题思路清晰,结构严谨,文理通顺,撰写规范,图表完备正确。 工作中有创新意识,对前人工作有一些3 创新 改进或有一定应用价值。 4 总分 答辩 能正确回答指导教师所提出的问题。 20 40 5 35 评语:该生陈述内容较详实,结构比较合理;陈述字数符合相关要求,工整规范,整齐;设计方案合理、可行,论文逻辑性较强,有一定的说服力;能对整个设计进行总结,得出一定的实验结果。陈述书写规范完整,自述清晰,问题回答准确,设计认真。 创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日 指导教师: 年 月 日 创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日 创作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
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