1、 电力系统继电保护课程设计说明书某系统线路某处三段式电流保护的设计院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 吴羿升 指导教师： 曹志平 职称 讲师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气本 1002 班 完成时间： 2013 年 12 月 目录1. 原始资料 .11.1 系统参数 .11.2 设计内容结构 .12. 三段式电路保护的基本原理 .23. 短路电流计算 .33.1 阻抗值 .33.2 最大运行方式下流过保护元件的最大的短路电流 .43.3 最小运行方式下流过保护元件的最小的短路电流 .44. 保护配合与整定计算 .54.1 8 号保护的三段式电流保护整定 .54.2 9
2、号保护的三段式电流保护整定 .65. 互感器的选择及接线方式 .76. 原理接线图 .87. 保护评价 .801. 原始资料1.1 系统参数系统参数如下:， ， ， ， ，KVE31515GX102G103GXKmL602， ， ， ，线路阻抗： ,mL40BC0KmLCD3LDE24., , , , ,2.1rel 15.3relrl AIB0ax. IC0ax. AIDE150max., ，如图 1 所示。5SK8.re图 1 简单电网示意图1.2 设计内容结构1 分析课题内容（介绍三段式电流保护基本原理）2 短路电流计算3 保护配合与整定计算4 互感器的选择及接线方式5 绘制原理接线图6
3、 保护评价G 1G 2G 3ABCDE987 65 43 2 1L 1L 2L 312. 三段式电路保护的基本原理一段又称电流速断保护，反应于短路电流幅值增大而瞬时动作的电流保护，没有时限，为了保证其选择性，一般只能保护线路的一部分。整定原则按躲开本线路末端最大故障电流整定；二段又称限时电流速断保护，是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范围以外的故障，同时在任何情况下能保护本线路的全长，且其保护范围不超过下级线路速断保护的范围，而动作时限则比下级线路的速断保护高出一个时间阶梯。如果与下级线路的速断保护配合后，在本线路末端短路灵敏度不足时，则此限时电流速断保护与下级线路的限时电流速断保护
4、配合，动作时限比下级的限时速断保护高出一个时间阶梯。三段又称过电流保护，其启动电流按照躲开最大负荷电流来整定。作为下级线路主保护拒动和断路器拒动的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，也作为过负荷保护。23. 短路电流计算3.1 阻抗值由题目知，线路的总阻抗的计算公式为 LZX1Z1:线路单位长度的阻抗值；L:线路长度；将数据带入上式公式可得：= =0.460=24( ） ，1LX2=0.440=16( ） ，3=0.450=20( ） ，BC=0.430=12( ） ，D=0.420=8( ） ，EX对于保护 6 和保护 7 而言，经分析得最大运行方式即阻抗最小时，则 G2、G
5、3 两台发电机运行，有=（ | + | ）=15.6( ) .mins2G32L3X同理，最小运行方式即阻抗最大，则只有 G3 运行，相应有= + =10+24=34( )ax.sX1G1L等值电路图如图 2 所示。图 2 简单电网等值电路图33.2 最大运行方式下流过保护元件的最大的短路电流计算公式为： KmsKZEZIin.势系 统 等 效 电 源 的 相 电 动:E的 最 小 等 效 阻 抗： 短 路 点 至 保 护 安 装 处min.sZ电 源 之 间 的 阻 抗保 护 安 装 处 至 系 统 等 效:K 231， 两 相 短 路 取路 取短 路 类 型 系 数 ， 三 项 短（1）对
6、于保护 9 而言，当保护 8 处的母线发生三相短路时，流过保护 9 的短路电流为：(KA)86.524103/G1 LKXEI（2）对于保护 8 而言，发电机 G2、G3 处于最大运行方式下保护 9 处的母线三相短路时，有=（ | + | ）=15.6( ) .minsX2G32L3流过保护 8 的电流为：(KA)01.51min.9LskXEI3.3 最小运行方式下流过保护元件的最小的短路电流对于保护 9，当母线 B 发生两相短路时，流过保护 9 的最小电流为(KA) 61.241035231min. LGBkXEI44. 保护配合与整定计算4.1 8 号保护的三段式电流保护整定4.1.1
7、电流速断保护的整定保护 8 按照躲过保护 9 处母线短路最大短路电流整定，整定值为：(KA)012.6.52198. krelsetII可是当保护 8 处背侧母线三相短路时，流过保护 8 的电流为6.243(KA)，大于其整定值，所以会误动作，必须加装方向元件，使其只8KI当电流从母线流向被保护的线路时才动作。最小保护范围计算公式为= setI 32.max1insEZL则 = = （km)minL.max3120.4ssetEZI 06.34.253. 即 8 处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。4.1.2 限时电流速断保护的整定保护 8 的下级线路接发电机，无需作限时电流保护。4.
8、1.3 过电流保护的整定因启动电流按照躲开本线路最大负荷电流来整定，由于参数不足，无法进行整定。54.2 9 号保护的三段式电流保护整定4.2.1 电流速断保护的整定保护 9 按照躲过保护 8 处母线短路最大短路电流整定，整定值为：(KA)084.67.52189krelsetIKI整定值远大于流过保护 9 处母线三相短路求得的短路电流，所以保护 9 不必安装方向元件，仅靠定值就能保证反向故障时不误动作。最小保护范围计算公式为= setI 32.max1insEZL则 = = （km)minL.ax320.4ssetEI 4106354.2.2 限时电流速断保护的整定9 处限时电流速断保护定值
9、应该与 3、4、6 号电流速断保护的定值相配合。（1）与 3 号电流速断保护的定值配合：3 号电流速断保护的定值为= =2.603(KA).3setI rlK .maxkCIL3 支路对应的分支系数的倒数为 413.0| |123131 LGLGbr XX与保护 3 配合时，9 处限时电流速断保护的定值为 =1.224(KA).5.3setrelsetbIKI （2）与 4 号与 6 号保护的电流速断配合： 4 号与 6 号保护均装设方向元件，则 4 处电流速断保护应该按躲过母线 A处三相短路的最大短路电流来整定，而母线 A 三相短路时，发电机 G1，G2 所提供的短路电流不会流过保护 8，只
10、有发电机 G1 的电流才流过保护 8，所以其段的整定值为(KA)017.|3131254. LLLGIrelkIrelset XXEK6同理，装设方向元件的情况下，6 处保护的定值也为 =1.048kA。按6.setI与它们配合时，9 处限时电流速断保护的定值为(KA)214.6.6.9. setrlsetrlset IKII取三种情况的最大者，即=1.224(KA)9.set（3 ） 校验灵敏度：母线 B 两相短路时，流过 9 处的最小短路电流为(KA) 61.231min. GLkXEI所以灵敏度为 满足要求。5.9.in9.setBbkseIK（4）动作时间：限时电流速断的动作时间应比相
11、邻线路保护 I 段的时限高一个时限级差 t StI5.014.2.3 过电流保护的整定因启动电流按照躲开本线路最大负荷电流来整定，由于参数不足，无法进行整定。5. 互感器的选择及接线方式接线方式采用两相星形接法。用装设在 A、C 相上的两相电流互感器与两到三个电流继电器连接在一起。B 相上不装设电流互感器。因为两相星形接法较为简单经济，在中性点直接接地和非直接接地系统中，被广泛用作为相间短路的保护。采用两相星形接线可保证有 2/3 的机会只切除一条线路。在所以线路上将保护装置安装在相同的两相上（一般都在装设在 A、C 相上） ，以保证在不同线路上发生两点及多点接地，能切除故障。76. 原理接线图三段式电流保护的原理接线图如图 3 所示。图 3 三段式电流保护的原理接线图7. 保护评价本系统线路 8 号和 9 号保护采用的是三段式电流保护。其中对于 8 号为了防止其背侧母线三相短路时误动作保护的需要加装方向元件， 。在对其电流速断的整定后发现，在运行方式变换很大的情况下，电流速断保护在较小的运行方式下可能没有保护区。对于 9 号保护，其电流速断的整定值远大于反向故障电流，所以无需加装方向元件。在对其限时电流速断保护整定中，需相邻线路 3、4、6 号的电流速断保护的定值相配合，为满足灵敏度需找出合适的整定值。
