继电保护定值计算课程设计(2)

课程 课程设计（综合实验）报告

2.已知一配电网络如图1所示。 已知：

a. 系统中各变压器参数如图所示，忽略变压器电阻； b. 变压器T1与T2之间的电缆L1参数：

r1?0.153(?/kM)，x1?0.119(?/kM)，r0?3?r1,x0?3?x1

母线LA与LE之间的电缆L2参数：

r1?0.163(?/kM)，x1?0.087(?/kM)，r0?3?r1,x0?3?x1。

c. 变压器T1、T2参数如图中所示，其中变压器T1中性线阻抗Z0=20?。 d. 高压母线HA以上部分的在10kV电压等级下系统阻抗为：

Xs.HA.max?2.0?，

Xs.HA.min?1.0?

e. 低压0.4kV开关CB510下级直接与负荷相连，400A为其额定电流。低压开关CB504、CB505也是如此。

试求：

a. 电力系统中各断路器所配置的电流三段式保护进行定值整定，进行灵敏性校验； (一) 短路计算

系统各部分的等值阻抗标么值，选取基准容量SB?4MVA，基准电压为平均电压 高压母线HA以上部分

Xs.HAmax*?Xs.HAmaxSB2.0?4??0.0726

U210.525

Xs.HAmin*?Xs.HAminSB1.0?4??0.0363

U210.52变压器T1和T2

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XT1*?0.06?4?0.06 4

XT2*?0.06?4?0.12 24?0.00626 2374?0.087?0.2??0.435 20.4电缆线路L1和L2

RL1*?0.153?18?RL2*4?0.00805 2374?0.163?0.2??0.815 20.4XL1*?0.119?18?XL2*系统等值阻抗图如下：

系统最大运行方式下电缆线路L1末端三相短路时

Ik.L1.max?S14?B??606.7?A?

Xs.HAmin*?XT1*?ZL1*3U0.103?3?37系统最小运行方式下电缆线路L1末端两相短路时

Ik.L1.min?S314??B??388.9?A? 2Xs.HAmax*?XT1*?ZL1*3U2?0.139?37

系统最大运行方式下变压器T2末端三相短路时

Ik.T2.max?1Xs.HAmin*?XT1*?ZL1*?XT2*?SB3U?40.223?3?37?280.3?A?

系统最小运行方式下变压器T2末端两相短路时

Ik.T2.min?S314??B??208.7?A? 2Xs.HAmax*?XT1*?ZL1*?XT2*2?0.259?373US14?B??5.48?kA?

?ZL1*?XT2*?ZL2*3U1.05?3?0.4系统最大运行方式下电缆线路L2末端三相短路时

Ik.L2.max?Xs.HAmin*?XT1*系统最小运行方式下电缆线路L2末端两相短路时

Ik.L2.min?S314??B??4.645?kA? 2Xs.HAmax*?XT1*?ZL1*?XT2*?ZL2*2?1.08?0.43U(二) 整定计算

电流保护Ⅰ段整定

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ⅠⅠ对CB107 动作电流Iset.107?KrelIk.L1.max?1.2?606.7?728.04?A? ⅠⅠ对CB108 动作电流Iset.108?KrelIk.T2.max?1.2?280.3?336.36?A? ⅠⅠ对CB503 动作电流Iset.503?KrelIk.L2.max?1.2?5.48?6.576?kA? Ⅰ对CB506 动作电流Iset.506?8Imax?8?400?3.2?kA? Ⅰ对CB504 动作电流Iset.504?8Imax?8?400?3.2?kA? Ⅰ对CB505 动作电流Iset505?8Imax?8?500?4?kA?

电流保护Ⅰ段保护范围校验 对CB107 Lmin1071?UU2?1?37372???????Z?*??0.1326??0 Ⅰ???zL1?2Iset.107SB?0.194?2?0.7284??1?zL2?UU2?1?0.40.42??????Z?*??0.2628??107.7?M? ???2IⅠ?SB?0.185?2?6.5764??set.503对CB503 Lmin503电流保护Ⅱ段整定

ⅡⅡⅠ对CB107 动作电流Iset107?KrelIset108?1.1?336.36?370?A?

对CB108 动作电流Iset.108?KrelIset503?1.1?6576?ⅡⅠ对CB107 动作时间tset107?tset108??t?0.5s ⅡⅠ对CB108 动作时间tset108?tset503??t?0.5s

ⅡⅡⅠ0.4?78.2?A? 37电流保护Ⅱ段灵敏度校验 对CB107 Ksen107?ⅡIk.L1.min388.9??1.05 370IⅡset.107Ik.T2.min208.7??2.67 Ⅱ78.2Iset.108Ⅱ对CB108 Ksen108?电流保护Ⅲ段整定 对CB107 动作电流IⅢset.107ⅢKrelKss1.2?1.30.4?IL1.max??1300??24.36?A?

Kre0.937ⅢKrelKss1.2?1.30.4?IT2.max??1300??24.36?A?

Kre0.937ⅢKrelKss1.2?1.3?IL2.max??900?1.56?kA?

Kre0.9对CB108 动作电流IⅢset.108对CB503 动作电流IⅢset.5037

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对CB506 动作电流IⅢset.506ⅢKrelKss1.2?1.3?I506.max??400?693.3?A?

Kre0.9ⅢKrelKss1.2?1.3?I504.max??500?866.7?A?

Kre0.9ⅢKrelKss1.2?1.3?I505.max??400?693.3?A?

Kre0.9对CB504 动作电流IⅢset.504对CB505 动作电流IⅢset.505电流保护Ⅲ段动作时间整定

ⅢⅢ对CB107 动作时间tset107?tset108??t?2.0s ⅢⅢ对CB108 动作时间tset108?tset503??t?1.5s Ⅲ对CB503 动作时间tset503?0.5s??t?1.0s Ⅲ对CB506 动作时间tset506?0.5s Ⅲ对CB504 动作时间tset504?0.5s Ⅲ对CB505 动作时间tset505?0.5s

b. 对系统中所配置的零序电流保护进行定值整定，进行灵敏性校验；

根据系统的中性点接地方式，可知在CB107上，可配置零序电流保护Ⅰ段和Ⅲ段，整定计算如下： L1线路末端母线发生接地短路故障时，各序阻抗分别为：

ZL1.??1?.min*?ZL1.??2?.min*?0.103 ZL1.??0?*?Z0SB?ZL1?0?*?0.0686 2U在系统最大运行方式下，L1线路末端发生两相接地短路故障时，零序电流

?ZL1?2?*ZL1?0?*?3U????ZL1?2?*?ZL1?0?*ZL1?1?*?????ZL1?2?*?ZL1?0?*? ????0.1034???259.8?A?0.103?0.0686?3?37?0.103?0.0686????0.103??0.103?0.0686??Ik0.L1.max??1,1?ZL1?2?*????SB在系统最大运行方式下，L1线路末端发生单相接地短路故障时，零序电流

Ik?10?.L1.max??Z1L1??1?*?ZL1?2?*?ZL1?0?*????SB3U?14??227.3?A?

0.103?2?0.06863?37零序电流Ⅰ段

Ⅰ?1,1?IⅠset107?Krel?3Ik0.L1.max?1.25?3?259.8?974.25?A?

零序电流Ⅲ段按躲过L1线路末端三相短路的最大不平衡电流整定

ⅢⅢIset107?KrelKnpKstKerIk.L1.max?1.25?1.5?0.5?0.1?606.7?56.88?A?

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零序电流Ⅲ段按本线路末端单相接地短路校验灵敏度

ⅢKsen?227.3?4.0 灵敏度满足要求 56.88c.

对配置继电保护方案进行评价，如有缺陷提出改进措施。

对CB107，通过整定计算可以看出，其电流保护Ⅰ段在系统最小运行方式下对于相间短路故障不具有保护范围且电流保护Ⅱ段的灵敏系数不满足要求，应加入低电压启动元件，降低动作定值，以适应系统运行方式的变化，提高灵敏度或者采用距离保护来替代电流保护。零序电流保护作为系统接地短路故障的主保护，由于受到系统中性点接地方式的影响，在本配电网中，智能应用在L1线路中。这样，零序电流保护的作用范围，且无法和相邻的线路或变压器配合。

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