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继电保护原理课程设计报告

评语：

考勤

（10）

守纪

（10）

设计过程

（40）

设计报告

（30）

小组答辩

（10）

总成绩

（100）

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013年7月25日

继电保护课程设计报告

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PAGE10

1设计题目

1.1题目

系统接线图如下图1，发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T61台运行。参数为：

kV，、、、，、，，，线路阻抗，，、，

图1系统接线图

1.2要完成的内容

对断路器1、4进行零序保护的设计。

2设计内容

2.1设计规程

电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是非常明显的。因此零序电流保护被广泛的应用在110KV及以上电压等级的电网中。

2.2设计保护配置

2.2.1主保护配置

以零序Ⅰ段、Ⅱ段为主保护。零序保护的Ⅰ段是瞬时动作的，是保护本身固有的动作时间。以保护1为例，其启动电流的整定值必须躲开这一点短路时所测量到的电流值。

零序Ⅱ段整定值的选择是类似于限时电流速断的，即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护范围，同时带有一个△t的时限，以保证其选择性。

2.2.2后备保护配置

以零序段为后备保护，装设零序保护Ⅲ段是为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。对零序Ⅲ段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动电流要按躲开正常运行时的最小负荷电流来选择，而动作时限应使其比零序Ⅲ段保护范围内其他各保护的最大动作时限多出一个延时△t。

3短路电流的计算

3.1最大方式短路电流计算

两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即：

=14.22;=12.43，

则复合序网如图2所示；

图2两相接地短路复合序网等值图

故障端口正序电流：

故障端口零序电流为：

同样地，流过保护1、4的零序电流分别为=0.31kA，kA，从而得到如图3所示的零序电流分布图。

图3两相接地短路零序电流分布图

3.2最小方式短路电流计算

单相接地短路时，故障端口正序阻抗为：

故障端口负序阻抗为：=14.22

故障端口零序阻抗为：

则复合序网等值图如图4所示,故障端口零序电流为：

图4单相接地短路复合序网等值图

在零序网中按照零序导纳进行分配零序电流从而得到此时流过保护1、4处的零序电流分别为：

所以kA。

所以kA。

4保护的配合及整定计算

4.1主保护的整定计算

4.1.1动作值

保护1零序Ⅰ段：根据前面的分析结果，母线B故障流过保护1的最大零序电流为=0.31kA，故Ⅰ段定值：

母线B故障流过保护4的最大零序电流为：=0.33kA

故Ⅰ段定值：

4.1.2灵敏度校验

母线B接地短路故障流过保护1的最小零序电流为：

=0.29kA

因此，灵敏系数=2.609灵敏度符合要求。

母线B接地短路故障流过保护4的最小零序电流为：

=0.278kA

灵敏系数：

零序段的配置与整定

保护1的分支系数

当BC段发生接地故障，变压器6有助增作用，如图5所示。

对于，有：=

对于，有：=20

因此保护1的最大分支系数=4.438；

最小分支系数为=4.438。

图5BC段故障时变压器的助增作用

保护1的零序段定值为：

保护4的零序段定值为：

4.2后备保护的整定计算

4.2.1零序过电流整定

零序段启动电流一般都很小（在二次侧一般约为2—3A），因此在本电压级网络中发生接地短路中，它都可能启动。这时，为了保证保护的选择性，各保护的动作时限也应按一定原则来整定。

5继电保护主要设备的选择

见附录表1和表2。

6原理图的绘制

图6保护1的交流展开图

保护1的交流展开图如上图6所示。

图7保护1的直流展开图

保护1的直流展开图如上图7所示。

图8保护4的直流展开图

保护4的直流展开图如上图8所示。

图9保护4的直流展开图

保护4的直流展开图如上图9所示。

7结论

继电保护的课程设计中，以零序Ⅰ段、Ⅱ段作为系统的主保护，以零序段为后备保护。当中性点直接接地系统（又称大接地电流系统）中发生接地短路时，将出现很大的零序电压和电流。零序电源在故障