继电保护设计

XXXXXX 学 院

课 程 设 计

继电保护设计

学生姓名 所 在 系 班 级 专 业 指导教师

2010年x月xx日

电子工程系

电力系统自动化

目录

目录

目录............................................................................................................................. - 1 - 摘要............................................................................................................................. - 2 - 第一章 短路电流计算 ............................................................................................... - 3 -

1.1 f1(3)短路点电流计算....................................................................................... - 3 -

1.2 f2(3)短路点电流计算....................................................................................... - 4 - 1.3 f3(3)短路点电流计算....................................................................................... - 5 - 1.4 f4(3)短路点电流计算....................................................................................... - 6 -

(3)1.5 f5短路点电流计算....................................................................................... - 6 -

第二章 线路保护整定计算 ........................................................................................... - 8 -

2.1 线路的保护整定 .............................................................................................. - 8 -

2.1.1

f1(3)线路整定 ...................................................................................... - 8 -

2.1.2 f2(3)线路整定........................................................................................ - 9 -

第三章 变压器整定计算 ..............................................................................................- 11 -

3.1 保护电流速断保护整定计算 ...........................................................................- 11 -

3.2 差动保护整定计算 .........................................................................................- 11 - 3.3 变压器过负荷保护整定 ..................................................................................- 14 - 第四章 发电机整定计算 ..............................................................................................- 15 -

4.1发电机过电压保护整定 ...................................................................................- 15 - 4.2 变组过负荷保护整定 ......................................................................................- 15 -

4.3 发电机转子一点接地保护整定 ........................................................................- 15 - 4.4 失磁保护整定计算 .........................................................................................- 16 - 结束语 ........................................................................................................................- 17 - 参考文献.....................................................................................................................- 18 -

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摘要

摘要

原始资料：发电厂有三台1600KW 的水轮发电机组通过母线连接，其中经一台容量为5000KVA的主变压器升至35KV，分别以一回线送往系统和氨厂，另经一台容量为2000KVA的主变压器升至10KV，以四回出线送至近区负荷。

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第一章 短路电流计算

第一章 短路电流计算

作初始等值电路图并设SB=100MVA UavUb

COS0.8

最大运行方式：X0.2 最小运行方式：X0.5 P1600KW S2O00KVA

X1X2X3XdSBSNSBUB2\"SBSN0.2SBSN1001.60.810

X4XTNUS%1005.510010051.1X5XTNSBUS%SB4.51002.25SN100SN1002X6X1L0.4181003720.53X7X2LSBUB20.4161003720.46

1.1

1.1.1

f1(3)短路点电流计算

短路时, 其等值电路图

f1(3)

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第一章 短路电流计算

1.1.2 简化等值电路并计算电抗

X8X1//X2//X31033.3

1X9X8X43.31.14.4 X10X9X64.40.524.92

1.1.3 基准电流;

ISB3Uav1003371.56(KA)

1.1.4 短路电流标幺值：

IK*1X1014.920.2(KA)

1.1.5 f1(3)短路电流为：IIKI0.21.560.31(KA)

1.2 f2(3)短路点电流计算

1.2.1 f2(3)短路时, 其等值电路图

继电保护设计 第 - 4 - 页 共 19 页 第九组

第一章 短路电流计算

1.2.2 简化等值电路并计算电抗

X11X1//X2//X310133.3

X12X11X43.31.14.4 X13XX60.20.520.72

X14X13//X120.724.40.724.40.61

X15X14X70.610.461.07

1.2.3 基准电流;

ISB3Uav1003371.56(KA)

1.2.4 短路电流标幺值：

IK*1X1511.070.93(KA)

1.2.5 f2(3)短路电流为：IIKI0.931.561.45(KA)

1.3 f3(3)短路点电流计算

(3)1.3.1 f3短路时，其等值电路图

1.3.2 简化等值电路并计算电抗 X16X1//X2//X31013.3 3X17X16X43.31.14.4

1.3.3 基准电流;

ISB3Uav1003371.56(KA)

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第一章 短路电流计算

1.3.4 短路电流标幺值：

IK*1X1714.40.24(KA)

1.3.5 f3(3)短路电流为：IIKI0.241.560.37(KA)

1.4 f4(3)短路点电流计算

1.4.1

f4(3)短路时，其等值电路图

1.4.2 简化等值电路并计算电抗

X18X1//X2//X310133.3

X19X6X4X0.521.10.21.82

X20X18//X193.31.823.31.821.17

X21X20X51.172.253.42

1.4.3基准电流;

ISB3Uav100310.55.52(KA)

1.4.4 短路电流标幺值：

IK*1X2113.420.29(KA)

1.4.5 f4(3)短路电流为：IIKI0.295.521.6(KA)

1.5 f5(3)短路点电流计算

(3)1.5.1f5短路时，其等值电路图

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第一章 短路电流计算

1.5.2简化等值电路并计算电抗 X22X1//X2//X310133.3 1.5.3基准电流;

ISB3U100av36.39.2(KA)

1.5.4短路电流标幺值：

I*11KX(KA)

223.30.31.5.5f(3)5短路电流为：IIKI9.20.32.76(KA)

短路点 SB (MVA) U短路点等avUB 效电抗 短路电流 f(3)1 100 37 4.92 0.31 f(3)2 100 37 1.28（5.16） （1.2）0.3 f(3)3 100 37 4.4 0.34

f(3)4 100 10.5 3.42 1.6 f(3)5 100 6.3 3.3 2.76 继电保护设计 第 - 7 - 页 共 19 页 第九组

第二章 线路保护整定计算

第二章 线路保护整定计算

2.1 线路的保护整定 2.1.1

f1(3)线路整定

（1）瞬时电流速断保护（Ⅰ段）

动作电流：按大与本线路末端短路时最大短路电流整定

Idz路电流

(3)＞IdB.max IdzIIdB.max =KK(3)最大短路电流：最大运行方式下，被保护线路末端发生三相短路时，流过保护装置的最大短最小短路电流：最小运行方式下，被保护线路末端发生了两相短路时，流过保护装置的最小

短路电流

最大运行方式下系统电抗取0.2 最小运行方式下系统电抗取0.5 最大运行方式下： I(2)dmax1XSe3UB10.291001037335380A

最小运行方式下： I(2)dmin1X32Se3UB11.031001037331515A

Idmin(2)Idmin1311A

(2)II(2)动作电流：Idz.1Kk.IdBmax1.353806.99KA

整定到二次侧：Idz2699410058.28A(电流互感器的变比500/5)

电流继电器：DL-31C 信号继电器：DX-31A （2）保护短路点f1I(3)限时电流速断保护（Ⅱ段）

IIact.2KrelIact.2KrelIactIk.max.c1.11.251.452KA

动作时限。应比相邻线路保护2的Ⅱ段动作时限高一个时限差△t，即

t1t2t0.5s

I 电流继电器：DL-31 信号继电器：DX-3/A

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第二章 线路保护整定计算

（3） f1(3)定时电流速断保护（Ⅲ段） 按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定： IactKrelKKremsIlmax1.21.50.85500038.50.28KA

动作时限：应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差t，即动作时间

t1III1s

电流继电器：DL-20E 信号继电器：DX-4A

f1(3) 动作电流 6.99 2 0.28 动作时间 1S 1.5S 2S 电流继电器 DL-31C DL-31 DL-20E 信号继电器 DX-31A DX-3/A DX-4A Ⅰ段 Ⅱ段 Ⅲ段 2.1.2 f2(3)线路整定

（1） f2(3)瞬时电流速断保护（Ⅰ段）

动作电流：按大与本线路末端短路时最大短路电流整定

Idz路电流

＞IdB.max

(3)IdzI=KKIdB.max

(3)最大短路电流：最大运行方式下，被保护线路末端发生三相短路时，流过保护装置的最大短最小短路电流：最小运行方式下，被保护线路末端发生了两相短路时，流过保护装置的最小短路电流

最大运行方式下系统电抗取0.2 最小运行方式下系统电抗取0.5 最大运行方式下：

IactKreeIm1.31.62.08KA

i动作时限：为固有动作时间

电流继电器：DL-31C 信号继电器：DX-31A （2） 保护短路点f2I(3)限时电流速断保护（Ⅱ段）

IIact.4KrelIact.4KrelIactIk.max.c1.11.251.62.2A

动作时限。应比相邻线路保护2的Ⅱ段动作时限高一个时限差△t，即

t1t2t0.5s

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I 第二章 线路保护整定计算

电流继电器：DL-31 信号继电器：DX-3/A （3） f2(3)定电流速断保护（Ⅲ段） IactKrelKKremsIlmax1.21.50.85500038.5275KA

动作时限：应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差t，即动作时间

t2III1s

电流继电器：DL-20E 信号继电器：DX-4A

f2(3) 动作电流 2.08 2.2 275 动作时间 0.5S 1S 1.5S 电流继电器 DL-31C DL-31 DL-20E 信号继电器 DX-31A DX-3/A DX-4A Ⅰ段 Ⅱ段 Ⅲ段

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第三章 变压器整定计算

第三章 变压器整定计算

变压器电流速断保护对于小容量的变压器（5600KVA一下），一般可装设电流速断保护加速切除变压器绕组内的故障。

3.1 保护电流速断保护整定计算

3.1.1按躲过变压器外部故障时流过变压器的最大短路电流整定：

IdzKkIdmax1.40.340.476

kk—可靠系数，取1.4~1.5，当采用反时限特性继电器时，取1.6~1.8 Idmax—变压器外部故障时流过保护的最大短路电流。

3.1.2 按躲过变压器空切投时的励磁涌流计算： IdzKkIe35000353247.5A

kk—可靠系数，取3~5，对变压器额定容量较大者，取较小值;反之，取较大值。Ie—变压器额定电流

3.1.3 灵敏度校验

KIdmincmDz0.476247.52

所以电流速断保护不满足，故采用纵差保护

3.2 差动保护整定计算

3.2.1变压器35KV侧一次电流 35侧:Ie500033778.1

发电机6.3KV侧：I5000e36.3458.7

3.2.2电流互感器变比 35KV侧：378.151355 选1505 型号LAJ-10

6.3KV侧：458.75 选5005 型号LAJ-10/LBJ-10

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第三章 变压器整定计算

3.2.3保护装置差动臂电流计算 35KV侧: Ie6.3KV侧：Ie电压侧 额定电流 TA接线方式 TA计算变比 378.515054.5A 7.9A

3458.7500538.5（40.4） 78.1(71.4) Δ 378.15458.76.3 458.7 Y 91.7 27 5TA的实际变比 差动臂电流 不平衡电流 150/5 4.5A 4.5-7.9=-3.4A 500/5 7.9A 因为6.3KV侧电流大，所以电流归算到6.3KV。 把短路电流归算到6.3KV侧：

Ie0.34(6.3/37)0.36.07

3.2.4躲过变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的励磁涌流（变压器基本侧电流）

Iact1.3Ie1.3(786.337)596.4A

3.2.5躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：

Iact1.3Ie1.3(786.337)596.4A

3.2.6躲过外部故障时的最大不平衡电流为：

Iact1.3(110.10.050.05)596.41550.64A

所以保护装置的一次启动电流为596.4 继电器的启动电流计算值为：

IkkcNTAIact1100596.45.964A

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第三章 变压器整定计算

确定基本侧线圈匝数：

AL0IkactJS605.9610.06匝

LGJS所以取LGZ10匝，其中差动线圈8匝，基本侧平衡线圈2匝 基本侧继电器的实际启动电流为：

60LGZ60106A

Ikact保护装置的实际一次启动电流为：

IactNTAKCIkact1006600A

非基本侧平衡线圈匝数：Ibalfi2匝 所以取非基本侧平衡线圈实际匝数

LblefiIblefiLbleLd22.332.38接地相对误差 f2a0.22

因为：f2a<0.05 所以符合要求。 确定继电器短路的抽头 一般选取匝数较多的抽头C2C1

负序电压继电器的启动电流按躲开正常运行情况下负序电压虑过器输出的最大不平衡电压整定，根据经验取:Utn100V

Uact(0.06~0.12)Unt6~12V

对并列运行的变压器 IlmaxIactnn1Int3278.16.3689A

37KrelkreInt1.050.85847A

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第三章 变压器整定计算

3.3 变压器过负荷保护整定

过负荷保护的动作电流，应按躲开变压器的额定电流整定即：

IactKrelkreIlmax1.20.85500353115A

为防止过负荷保护在外部短路时误动作，其时限设为9S 按躲过电流互感器二次回路断线计算： Idz1.3Ifnmax1.3458.7598A

而对一般用差动保护，可以选用较多的短路线圈匝数，选CC抽头 变压器瓦斯保护、温度保护整定

装设瓦斯保护，反映油箱内部所产生的气体或油流动力而动作装设温度保护继电器，对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障应现行变压器标准的要求，装设作用于型号或动作于跳闸的装置；变压器温度整定为75℃

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第四章 发电机整定计算

第四章 发电机整定计算

根据原始资料得知：发电机装设保护有、过电压、过电流保护、过负荷保护、转子一点接地保护整定、失磁保护

4.1发电机过电压保护整定

4.1.1动作电压整定为：Udz(1.5~1.7)Ue150~170V 动作时间整定为tdz=0.5S 发电机过电流保护整定：

IactKrelKreInt1.050.852.763.4

Krel—可靠系数取1.5；Kre—返回系数取0.85

为了防止过负荷保护在外部短路时误动作，其时限应比变压器的后备保护动作时限大一个

t。一般取9S

4.1.2选择继电器型号为：

电压继电器：DY—32（动作范围50~200V），1对常开触点、1对常闭触点；动作电压整定为

Udz150~170V

时间继电器：DS—31（延时0.125—1.25S），时限整定为0.5S；

信号继电器：DX—31A（动作值：电压：70%额定电压，电流：90%额定电流）

4.2 变组过负荷保护整定

过负荷保护的动作电流，应按躲开变压器的额定电流整定即： IactKrelkreIlmax1.20.8578.16.3565A

37为防止过负荷保护在外部短路时误动作，其时限设为9S

4.3 发电机转子一点接地保护整定

用相同电压表检测励磁回路一点接地电路正常时，电压表PV1和PV2读数相等，等于励磁电压

Vm2，励磁绕组发生一点接地后，PV1和PV2读数不相等，读数小的一侧即判定为接

地侧

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第四章 发电机整定计算

采用转子一点接地继电器LD-3稳定为5K,时间继电器动作时限整定为tdz5S。

4.4 失磁保护整定计算

采用失磁开关联跳断开发电机开关作为失磁保护，失磁继电器LZ-24按阻抗特性整定为XA1、XB15，时间继电器动作时限整定为tdz1S。

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结束语

结束语

继电保护设计是我们为以后的毕业设计前，至关重要的一次设计。通过课程设计可以检验我们对基础理论和专业知识掌握的程度；检验我们理论结合实际的能力和技巧；检验我们运用综合能力。

因此，我高度重视、认真对待，遵照学校和指导教师的安排，按照课程设计任务书所要求的内容、范围和规定，在指导教师的指导下，完成了这次的课程设计任务。

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参考文献

参考文献

1．吴倩、谢珍贵 《发电厂及变电所电气设备》 第一版.北京.中国水利水电出版社.2004 2．尹厚丰、应明耕 《水电站电气设备》 中国水利水电出版社 3．《工厂常用电气设备手册》 水利电力出版社

4．陈慈萱 《电气工程基础. 第一版》 北京.中国电力出版社2003

5. 崔家佩、孟庆炎《电力系统继电保护与安全自动装置整定》 中国电力出版社. 2006 6.谷玉书、钟锡龄《电力系统继电保护及其自动化产品选型手册》 中国电力出版社.2003

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