继电保护课程设计

电力系统继电保护课程设计

题 目：35kV多电源供电网络保护设计 班 级： 姓 名： 学 号： 设计时间：

评语： 成绩

目 录

1 设计题目及要求................................................................................................. 1

1.1 题目：35kV电源供电网保护设计 ......................................................... 1 1.2 题目分析................................................................................................... 2 2 故障特征量计算................................................................................................. 3

2.1计算原理.................................................................................................... 3 2.2 计算结果................................................................................................... 5 3 QF3相间短路保护配置 ..................................................................................... 5

3.1 设计思路描述........................................................................................... 5 3.2 保护配置与整定计算............................................................................... 5

3.2.1 主保护配置计算 ..................................................................................................... 5

4所配置保护的展开图及说明.............................................................................. 8 5 结论与心得....................................................................................................... 10 参考文献............................................................................................................... 11

1 设计题目及要求

1.1 题目：35kV电源供电网保护设计

（1）这是一个35kV供电系统。系统由A、C、F三个电厂，双端主干输电线路（D到G），辐射状电网及负荷组成，如图。35kV地区为严重雷害区，瞬时性

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故障很多。变压器B1～B4为供电区段重要负荷，各区段都有自备柴油发电机保安电源，F厂母线处负荷为重要工业。D、E、G处母线负荷及其他负荷均为一般民用负荷。

（2）运行方式如下：

最大运行方式：C系统Sdmax=254.2MW；F厂2台发电机2台变压器运行；A厂2台发电机2台变压器运行。

最小运行方式：C系统Sdmin=245MW；F厂1台发电机1台变压器运行；A厂1台发电机1台变压器运行。为线路最大负荷。

系统图中线路出所标的kVA负荷。负荷自启动系数为1.5，线路电抗0.4?kM，线路阻抗角62?（此角度供选取方向继电器使用）。简化：在计算线路阻抗和短路电流时可忽略线路电阻。

（3）下列开关，已确定过流保护的延时。 9#0.5′,11#0.5′，14#0.5′，15#0.5′. （4）SB=100MVA，35kV电压等级UB=35kV，10 kV电压等级UB=10 kV，阻抗图和短路电流均使用标幺制计算，取小数点后3位有效位。二相短路近似为三相短路电流的0.866倍。可靠系数和灵敏度系数取书本要求范围之下线。

图1 系统图

1.2 题目分析

该设计是对保护3的设计，保护3位于双端电源支路中，因此，在设计保护是要考虑相间短路在两端电源中的影响，对此保护应设主保护，后备保护，纵差保护等。电力系统中的每一个重要元件都必须配备至少两套保护，电力系统的每

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一处都在保护范围的覆盖下，系统中的任意点的故障都能被自动发现并切除。每一套保护都有预先严格划定的保护范围，只有保护范围内发生故障，该保护才能动作。保护范围划分的基本原则是任意一个元件的故障都能可靠地被切除并且造成的停电范围最小，或对系统正常运行的影响最小。

首先进行故障特征量计算，算出阻抗和短路电流的标幺值，算出总电抗，再根据公式算出短路电抗，其次对保护3进行电流三段式整定计算，如果符合所要求的灵敏度则就选该保护作为主保护，如果不符合要求，就对保护3进行距离保护的整定计算，然后是纵差保护，以此类推，通过计算确定所要选的主保护和后备保护的类型。

2 故障特征量计算

在本次设计中，本文主要涉及的是保护3的整定设计，处于35kV地区，是严重的雷害区，瞬时性故障多，需要设置自动重合闸。同时，考虑到保护3处于双端电源区段，需要考虑加不加方向元件的问题，还要考虑与保护5的配合问题，通过分析计算确定和下级保护的配合关系（与下级线路短路电流大的配合）。

需要计算系统在最大和最小运行方式下的系统阻抗，线路3末端短路，线路5末端短路时的短路电流。

2.1计算原理

（1）发电机参数的计算：

发电机电抗的标幺值：

''Xd(%)SB X? （1）

100SN*G'' 式中：Xd（%）—发电机次暂态电抗；

UN —发电机额定电压； SB—基准容量100MVA； SN—发电机额定容量； 由题中所给量，可由以下公式计算：

* XG?XdSB （2） SN（2）变压器参数计算： 变压器电抗的标幺值：

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* XT?Uk(%S)B （3）

100SN 式中：Uk(%)—变压器短路电压百分值； UN —发电机额定电压； SB—基准容量100MVA； SN—发电机额定容量； （3）线路阻抗计算：

X*SBl?xLU2 av.n 式中：x—线路电抗0.4Ω/km； L—线路长度； Uav.—平均额定电压；n A、C、F三个电厂电抗的标幺值计算公式为 X*SBA?XdS N X*XSBF?dS N X*BC?SS d

对于C系统：

X*SBd.ma?xS d.min X*SBd.min?S d.max

对保护3而言，最小运行方式下： 系统的最大电抗为：

X*??X***??** s.max?F?XT3?max?XDH||Xd.max?XT2?? 最大运行方式下：

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（4） （5） （6） （7） （8）

（9）

10） （

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