word工程学院课程设计说明书(论文)题 目 某110kV电网继电保护配置 与整定计算的部分设计 课 程 名 称 电力系统继电保护 院（系、部、中心） 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 工程实践中心9-322 指 导 教 师 设计起止时间：2011年12月5日至2011年12月16日 / 目 录1 课程设计任务及实施计划1已知条件1参数选择与具体任务2保护配置及整定计算任务分析2实施计划22 零序短路电流计算.4各元件电抗标幺值计算4各序阻抗化简5各序等值电抗计算7零序电流计算7互感器的选择83继电保护整定计算.9距离保护93.2 零序电流保护113.3 RCS941线路保护装置的整定134 结论14参考文献141 课程设计任务及实施计划1.1 已知条件本次所接受的课程设计的任务为选题一，接线简图如图1.1所示。图中BC线路为开环运行，本人整定AB线路的A侧保护。已知参数如下：图1.1 110kV系统接线简图（1） 线路AB、BC、CA、BS的负荷的自起动系数；（2） 发电厂各发电机组的次暂态电抗均为=0.129（按自身额定容量的标么值）；功率因数为均为0.85。最大发电容量为3台同时投运，最小发电容量为投入最小容量的一台发电机。（3） 变电所引出线上后备保护动作时间如图，后备保护时限级差t0.5s；（4） /KM；发电机，变压器参数按照图示额定值计算；变压器零序阻抗是正序阻抗的80%。（5） 电压互感器的变比kV，线路电流互感器变比可根据线路额定电流选择。（6） 系统最大及最小的正序、零序等值阻抗都已折算到100MVA标准容量下，变压器的短路电压百分比按本变压器额定容量给出，两台主变的变电所，正常运行时只投入一台，高峰负荷时才投入两台。具体参数见任务安排表。对应继保081课程设计任务具体参数安排，本次设计所涉及的具体参数如表1.1所示。表1.1 各元件参数元件主要参数标幺值发电机容量P（MW）COSXd正序负序零序XG11252无XG2125无XG3125无变压器短路电压百分比UK%容量S（MVA）正序负序零序XT1XT2XT40.266666667XT5XT625XT725线路单位长度电抗x1长度（kM）正序负序零序XAB20XBC18XCA200.060491493XSC27根据继电保护和安全自动装置技术规程的第2.6.2.1条，以及2.6.3.3还有2.6.4.1条，110kV线路一般配置距离保护作为反应相间故障的保护，配置零序电流方向保护或接地距离保护作为接地故障的保护，采用远后备保护方式。当距离、零序电流保护灵敏度不满足要求或110kv线路涉及系统稳定运行问题或对发电厂、重要负荷影响较大时，应装设全线路快速动作的纵联保护作为主保护，距离、零序电流（接地距离）保护作为后备保护。本次设计的整定对象为AB线路的B侧保护，需要考虑其相间距离保护I、II、III段的整定，接地距离保护I、II、III段的整定（整定值与相间距离相同），零序电流保护I、II、III段的整定，为简化起见，只需计算A母线处、B母线处的单相接地短路电流及两相接地短路电流；A母线处三相短路电流。根据课程设计任务书，本次课程设计的具体实施计划如下：12月5日：熟悉任务书12月6日：保护方式的选择与配置。12月7日：计算发电机、变压器、线路的参数；绘制正序、零序网络，并填入表格中。12月89日：相间短路保护整定计算12月1213日：接地短路保护整定计算。12月1415日：整理说明书。校验数据，完成报告。12月16日：课程设计考核。2 零序短路电流计算（1） 基准值选取：SB=100MVA UB=115KVA则（2） 各元件电抗标幺值计算公式：发电机计算式： 式（2.1）变压器计算式： 式（2.2）线路阻抗计算式： 式（2.3）表2.1 各元件电抗标幺值元件主要参数标幺值发电机容量P（MW）COSXd正序负序零序XG1125无XG2125无XG3125无变压器短路电压百分比UK%容量S（MVA）正序负序零序XT1XT217460317XT4XT5XT625XT725线路单位长度电抗x1长度（kM）正序负序零序XAB20XBC180.054442344XCA20XSC27图2.1 110kV系统接线简图系统为开环运行，整定线路为AC，在AC线路末端设置短路点K1,计算各种运行方式下流过线路的零序电流。2.2.1 正序网络及化简图2.2 正序等值网络图2.2.2 负序网络及化简2.2.3 零序网络及化简图2.4 零序等值网络图注：等值网络图中XG只是发电机等效电抗，不同运行方式其值不同2.3.1 K1点发生接地故障表2.2 K1点接地短路时系统各序阻抗参数系统运行方式正序等值阻抗(p.u.)负序等值阻抗(p.u.)零序等值阻抗(p.u.)最大运行方式最小运行方式单相接地短路时： 式（2.10）2.4.2两相接地短路时：）注：系统最大运行方式下，同一变电站零序阻抗最大的那台变压器中性点接地表2.3 K1点零序电流计算结果系统运行方式接地短路类型零序电流标么值有名值/kA最大运行方式单相接地最小运行方式最大运行方式两相接地最小运行方式测量仪表用互感器的一次电流一般应取。其中为发电机或变压器的额定电流，对线路应是最大负荷电流。2.1.1 线路AB的额定电流 A所用电流互感器的一次电流 式（2.12）选用一次额定电流为800A的型号2.1.2 标准电流互感器二次额定电流为5 A或1A。本次设计中选择5A。电压互感器的变比选为3继电保护整定计算（1） 动作阻抗一次值（2） 作阻抗二次值 （3） 动作时间：3.1.2 相间距离II段（4） 动作阻抗 （5） 动作阻抗二次值 （6） 灵敏度校验： （7） 满足要求（8） 动作时间：3.1.3 相间距离III段（1） 动作阻抗（按躲开最小负荷阻抗整定）：（2）（3）（9） 动作阻抗二次值 式（3.4）（10）（11） 注：采用全阻抗特性（12） 灵敏度校验，作近后备时：（13） 满足要求 动作时间：表3.1 相间距离保护整定二次值计算项目动作阻抗灵敏度校验动作时间距离保护段无0s距离保护段满足要求距离保护段满足要求2s3.2.1 接地距离I断（3） 动作阻抗一次值（4） 动作阻抗二次值 （5） 动作时间：3.2.2 接地距离II段（6） 动作阻抗（7） 动作阻抗二次值 （8） 灵敏度校验： 满足要求（9） 动作时间：3.2.3 接地距离III段（10） 动作阻抗（11） 动作阻抗二次值 （12） 灵敏度校验： （13） 满足要求 动作时间：接地距离保护整定二次值计算项目动作阻抗灵敏度校验动作时间接地距离保护段无0s接地距离保护段满足要求接地距离保护段满足要求2s3.3 零序电流保护段本次设计所涉及网络为配电网络，不考虑系统发生振荡的情况，因此不设两个I段，其整定原则是：按躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路末端的最大零序电流。（1）动作电流一次值（2）动作电流二次值（3）动作时间：（14） 按照躲开在下级线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流来整定（1） 动作电流一次值： 式中下线路零序段的动作电流；可靠系数；分支系数；（2）动作电流二次值（3）动作时间： 式表3-2零序电流保护整定值二次值计算项目动作电流灵敏度校验动作时间零序电流保护段27.3587满足要求0s零序电流保护II段满足要求零序电流保护段3满足要求RCS-941系列装置为由微机实现的数字式高压输电线路成套保护装置，可用作110kV电压等级输电线路的主保护及后备保护。其包括完整的三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护和低周保护；装置配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能、频率跟踪采样功能；装置还带有跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。具体的保护整定参数如表所示。表继电保护与系统自动装置整定通知书站名设备名称110KV线路互感器变比变更理由线路分割最大负荷电流250A最低运行电压90KV保护装置型号：RCS941A距离及零序保护和重合闸定值清单1电流变化量起动值26零序过流段时间2零序起动电流27零序过流段定值480/2A3负序起动电流28零序过流段时间4