短路计算及继电保护整定系统的设计

继电保护

四川信息职业技术学院

毕业设计说明书

设计题目:短路计算及继电保护整定系统的设计 专 业: 建筑电气工程技术 班 级: 建电09-1 学 号: 0912023 姓 名: 黄治佳 指导教师: 徐志刚

二O一一年十二月二十日

继电保护

四川信息职业技术学院毕业设计任务书

继电保护

四川信息职业技术学院毕业设计 (论文)

目录

摘 要 ....................................................................1 第1章 我国电力系统 ......................................................2 第2章 短路电流的计算 ....................................................3

2.1短路电流的计算的意义 ..............................................3 2.2电网的等值电路及元件参数的计算 ....................................3 2.3运行方式的选定原则 ................................................7 2.4网络等效图 ........................................................8 2.5短路电流的计算 ....................................................8 第3章 线路的保护方式的确定 .............................................11

3.1线路保护配置的一般原则 ...........................................11 3.2保护方式的确定及动作值的整定 .....................................11 3.3 220KV单电源环网的整定计算 .......................................13 第4章 系统保护配置图及线路保护展开图 ...................................23

4.1系统保护配置图 ...................................................23 4.2线路保护的展开图 .................................................23 结 论 ...................................................................25 参考文献 ................................................................26

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摘 要

继电保护作为电力系统的第一道防线，在防止故障及扰动上发挥着重要的作用，是电力系统的重要组成部分，其正常工作与否将对电力系统的运行将造成重大影响。本文对220KV环形网络进行保护整定计算。首先画出本环形电网的等值电路并计算其元件参数如电抗标幺值等。其次对本电网的运行方式进行选定并画出它的网络等效图，计算该电网的最大运行方式下的三相短路电流和最小运行方式下的两相短路电流，并画出本系统的相间保护、零序电流保护的原理接线图。然后对本电网进行解环，把它分为两个系统，利用三段式保护来确定各段线路相间短路保护和后备保护的整定值及灵敏度，从而使本网络可以实现某些要求，如保护方式接线简单、可靠；在线路全长都有速动保护等。若灵敏度不能达到要求则要采用电流电压联锁速断保护。再次就是利用高频保护做为电网的主保护来有效的保护线路的全长。最后就是画出系统的保护配置图和相间保护、线路保护的展开图。结果表明，本设计能基本实现拟达到的要求和技术指标。

关键词 继电保护；环形电网；整定计算

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第1章 我国电力系统

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器（1901年）在电力系统应用以来，继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里，各种新的继电保护原理相继出现，如差动保护（1908年）、电流方向保护（1910年）、距离保护（1923年）、高频保护（1927年），这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护，但是这些保护的基本原理并没有变，至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。

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第2章 短路电流的计算

2.1短路电流的计算的意义

短路电流计算是电力系统基本计算之一，根据电力系统的实际情况，可以采用标幺值或有名值计算，哪种方法方便就采用哪种方法。在高压系统中通常采用标幺值计算。

对于已知电力系统结构和参数的网络，短路电流计算的主要步骤如下： （1）制定等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值。

（2）网络简化。对复杂网络消去电源点与短路点以外的中间节点，把复杂网络简化一个等值电势和一个等值电抗的串联电路或者多个有源支路并联的多支星形电路。

（3）考虑接在短路点附近的大型电动机对短路电流的影响。 （4）计算指定时刻短路点发生某种短路时的短路电流。

2.2电网的等值电路及元件参数的计算

220KV单电源环形网络如图2.1

所

图2.1 220KV单电源环形网络

2.2.1电网的等值电路

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选取基准容量Sd 100MVA，基准电压Ud 230KV，基准电流

Id

=

Sd3Ud

=0.251KA

计算各元件电抗标幺值

*

线路WL1 X1

0.4 100

100230

2

＝0.0757

13100

100120

0.108

线路WL2 X* 0.4 50 2

0.4 80 线路WL3 X*

3

100230100230

22

＝0.0378＝ 0.0605

*****

变压器T1~T6：X* X5 X6 X7 X8 X9 4

Uk%Sd100

SN

故该电网的等值电路如图2.2所示。

图2.2电网的等值电路图

2.2.2网络元件参数的计算

计算短路电流时，各电气量如电流、电压、功率和电抗等的数值，可用有名值表示，也可用标么值表示。为了计算方便，在低压系统中宜用有名值计算法，在高压系统中宜用标么值计算法。

标么值计算法

标么值就是相对值算法，用新选单位进行某物理量的衡量，衡量的值称标么值。 有名值计算法

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