主变保护与线路保护课程设计.docx

第一章绪论1.1 继电保护概述研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策和反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。1.2 继电保护装置组成继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护一般由三个部分组成:测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理结构如下图所示。1.3 继电保护的基本任务1、 发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。2、反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。 3、继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。 1.4 继电保护的基本原理及分类1、继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。2、故障后，工频电气量变化的主要特征及可以构成的保护： （1）电流增大，构成电流保护。（2）电压降低，构成低电压保护。（3）电流与电压之间的相位角改变 ，构成功率方向保护。（4）测量阻抗发生变化，构成距离保护。（5）故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化 ，构成差动保护 。（6）不对称短路时，出现相序分量，构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护 。3、按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护。主保护是指被保护元件内部发生的各种短路故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。后备保护可分为远后备和近后备保护两种。远后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现的后备；近后备是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。 1.5 对继电保护的基本要求1、选择性----指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性----指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。3、灵敏性----电气设备或线路在被保护范围内发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏度就越高，反之就越低。4、可靠性----是对继电保护最根本的要求。要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。同时要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不拒动。以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。第二章 降压变电所继电保护的规划2.1 系统分析及其继电保护要求由降压变电所的一次部分设计可知：该变电所有两路电源，正常运行一路运行一路备用。且系统要求，只有在工作电源停电时才允许备用电源供电。系统正常供电为35KV单电源供电，10KV侧采用单母线分段接线。本厂绝大部分用电设备均属于长期连续负荷，要求不间断供电。停电时间超过两分钟将造成产品报废；停电时间超过半小时，主要设备池，炉将会损坏；全厂停电将造成严重经济损失，故主要车间及辅助设施均为Ⅰ类负荷。为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。2.2 系统故障分析在该变电所一次部分设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。2.2.1 线路故障主要故障为单相短路接地、相间短路和三相短路。2.2.2 电力变压器的故障：分为外部故障和内部故障两类。变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。变压器的内部故障包括绕组的相间短路，接地短路，匝间短路以及铁芯的烧损等，对变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为油箱内出现故障时，所产生的电弧，将会引起绝缘物质的剧烈变化，从而有可能引起爆炸，因此，这些故障应该尽快加以切除。变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许油面下降。2.3 10KV线路的继电保护装置2.3.1 相间短路保护对于