35kV线路继电保护设计本科毕业设计(论文).doc
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1、 本 科 毕 业 设 计(论文) 题目 35kv线路继电保护设计 院(系部) 电气与自动化工程系 专业名称 电气工程及其自动化 河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院毕业设计(论文)任务书专业班级 09电气5班 学生姓名 一、题目 35kv线路继电保护 二、主要任务与要求本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是根据设计原始数据,在规定时间内完成一下计算、设计等内容,如完成短路电流的整定计算与校验,设备的选择,以及互感器接线方式的设计。三、起止日期 年 月 日至 年 月 日指导教师 签字(盖章)系 主 任 签字(盖章) 年 月 日河 南 理 工 大 学 万 方 科 技
2、学 院毕业设计(论文)评阅人评语专业班级 09电气5班 学生姓名 题目 35kv线路继电保护设计 评阅人 签字(盖章)职 称 工作单位 年 月 日河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院毕业设计(论文)评定书专业班级 09电气5班 学生姓名 题目 35kv线路继电保护设计 指导教师 签字(盖章)职称 年 月 日河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院毕业设计(论文)答辩许可证经审查, 专业 班 同学所提交的毕业设计(论文),符合学校本科生毕业设计(论文)的相关规定,达到毕业设计(论文)任务书的要求,根据学校教学管理的有关规定,同意参加毕业设计(论文)答辩。指导教师 签字(盖章) 年
3、 月 日根据审查,准予参加答辩。答辩委员会主席(组长) 签字(盖章) 年 月 日河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院毕业设计(论文)答辩委员会(小组)决议 院(系) 专业 班 同学的毕业设计(论文)于 年 月 日进行了答辩。题目 答辩委员会成员主 席(组长)委 员(成员)委 员(成员)委 员(成员)委 员(成员)委 员(成员)委 员(成员)答辩前向毕业设计答辩委员会(小组)提交了如下资料: 、设计(论文)说明 共 页 、图纸 共 张 、评阅人意见 共 页 、指导教师意见 共 页根据学生所提供的毕业设计(论文)材料、评阅人和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况,毕业设计(论文
4、)答辩委员会(小组)做出如下决议。一、毕业设计(论文)的总评语二、毕业设计(论文)的总评成绩毕业设计答辩委员会主席(组长) 签名 委员(组员)签名 年 月 摘 要本设计的课题是35kV线路继电保护设计,主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置。 电力系统由于受自然(如雷击、风灾等)、人为(如设备制造上的缺陷、误操作等)等因素的影响,会不可避免地发生各种形式的短路故障和异常运行状态。因此做好继电保护的设计,对于保证企业生产的正常进行和实现工业现代化具有十分重要的意义。本设计首先对电力系统继电保护作了总体的阐述,介绍了继电保护的目的、任务、原理,以及对继电保护的要求。其次,
5、介绍了线路中发生相间短路时的电流保护,然后根据所给出的电网结构、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求,给35KV的输电线路设计合适的继电保护。其中包括电器设备如:继电保护屏、直流电源屏、电压互感器、电流互感器等的选择,以及电压互感器、电流互感器接线方式的选择等。在保证供电可靠性的前提下,选择适当的继电保护以减少事故的发生。关键词:三段式电流保护、整定计算、35kV、继电保护AbstractThis design is the subject of 35kV line protection , the main task you need to configure the sound power
6、 protection devices, to ensure that the operation of the grid is safe . Due to natural ( such as lightning , storms , etc. ) , human ( such as equipment manufacturing defects , misuse , etc. ) and other factors power system will inevitably occur in various forms of short-circuit faults and abnormal
7、operating conditions . Therefore, a good protection designed to guarantee the normal production and realization of industrial modernization has great significanceIn the first, I have made an overall s expounded of electric power system relay protection , introduced protection purposes , tasks , prin
8、ciples , as well as protection requirements. Secondly, I introduced the line phase short circuit occurs when the current protection , then according to the given grid structure, line length , operating mode , and the nature of the load requirements, to design appropriate protection for 35KV transmis
9、sion line . The main electric devices are: protection screen , the DC power supply panel , voltage transformers, current transformers ,and included voltage transformers, current transformers connection mode selection. Select the appropriate protection in order to reduce accidents, to ensure the reli
10、ability of the premise,Key words: Three-step current protection, Setting calculation Current transformer,35kV, Relay protection目录1绪论11.1 电力系统继电保护的目的与任务11.1.1电力系统继电保护的目的11.1.2电力系统继电保护的任务11.2 电力系统继电保护技术与继电保护装置21.2.1统继电保护技术要求21.2.2继电保护装置的组成31.2.3继电保护装置的分类31.3 继电保护的基本要求31.4 电网继电保护的设计原则41.4.1 35kV线路保护配置原
11、则41.4.3 35kV断路器保护配置原则51.4.4 继电保护技术发展前景62 线路相间短路的电流保护72.1 瞬时电流速断保护82.1.1 瞬时电流速断保护的原理及整定原则82.2 限时电流速断保护的原理及整定原则112.2.1 限时电流速断保护的原理112.2.2 动作电流的整定原则132.2.3 动作时限的整定原则132.2.4 灵敏度校验142.3 定时限过电流保护152.3.1 主保护与后备保护152.3.2 定时限过电流保护的原理及整定原则153 35kV线路保护方案193.1 线路保护方法方案193.2 继电保护屏选择213.3 直流电源屏选择224 互感器接线方式设计244.
12、1 电压互感器244.1.1电压互感器的接线原则254.1.2. 电压互感器的接线方式264.2 电流互感器324.2.1 一次回路额定电压与电流的选择324.2.2 额定二次电流的选择324.2.3 种类与型式选择324.2.4 对阶段式电流保护的基本要求:334.2.5 电流互感器的接线原则334.2.6 电流互感器的接线方式344.3总结39致谢40参考文献411绪论1.1 电力系统继电保护的目的与任务 1.1.1电力系统继电保护的目的电力系统继电保护是指反应电力系统中电气设备发生故障与不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。电力系统由于受自然(如雷击、风灾等)、人为(
13、如设备制造上的缺陷、误操作等)等因素的影响,会不可避免地发生各种形式的短路故障与异常运行状态。电力系统故障总是伴随着很大的短路电流,同时系统电压大大降低。一旦发生短路将会产生如下后果: (1) 短路点的电弧将故障的电气设备烧坏;(2) 短路电流通过故障设备与非故障设备时发热并产生电动力,使电气设备的机械损坏与绝缘损伤,以致缩短设备的使用寿命; (3) 电压下降,使大量电能用户的正常工作遭受破坏,影响产品质量; (4)电压下降可能导致电力系统各发电厂间并列运行的稳定性遭受破坏,引起系统振荡,甚至使整个系统瓦解。 1.1.2电力系统继电保护的任务继电保护的基本任务是: (1) 电力系统发生故障时,
14、自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证非故障设备继续运行,尽量缩小停电范围。 (2) 电力系统出现异常运行状态时,根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳闸。 综上所述,继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性。继电保护装置是电力系统的重要组成部分,是保证电力系统安全、可靠运行的主要技术措施之一。1.2 电力系统继电保护技术与继电保护装置 1.2.1统继电保护技术要求 (1)起动失灵的保护为线路、过电压和远方跳闸、母线、短引线、变压器(高抗)的电气量保护。 (2)断路器失灵保护的动作原则为:瞬时分相重跳本断路器的两
15、个跳闸线圈;经延时三相跳相邻断路器的两个跳闸线圈和相关断路器(起动两套远方跳闸或母差、变压器保护),并闭锁重合闸。 (3)失灵保护应采用分相和三相起动回路,起动回路为瞬时复归的保护出口接点(包括与本断路器有关的所有电气量保护接点)。 (4)断路器失灵保护应经电流元件控制实现单相和三相跳闸,判别元件的动作时间和返回时间均不应大于20ms。 (5)重合闸仅装于与线路相联的两台断路器保护屏(柜)内,且能方便地整定为一台断路器先重合,另一台断路器待第一台断路器重合成功后再重合。(6)断路器重合闸装置起动后应能延时自动复归,在此时间内断路器保护应沟通本断路器的三跳回路,不应增加任何外回路。(7)闭锁重合
16、闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、短引线保护。(8)短引线保护可采用和电流过流保护方式,也可采用差动电流保护方式。 (9)短引线保护在系统稳态和暂态引起谐波分量和直流分量影响下不应误动作(10)短引线保护的线路或变压器隔离刀闸辅助接点开入量不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。对隔离刀闸辅助接点的通断应有监视指示。 1.2.2继电保护装置的组成无论按什么原因构成继电保护,其装置结构都由三个部分组成,即测量比较部分、逻辑判断部分和执行部分。 1.2.3继电保护装置的分类按保护所起的作用分类可分为:主保护,后备保护,辅助保护等。主保护是指满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地
17、切除被保护 元件故障的保护。后备保护是指当主保护或断路器据动时用来切除故障的保护。辅助保护是为了补充主保护和后备保护的性能的简单保护。1.3 继电保护的基本要求根据继电保护的任务,对动作于跳闸的继电保护要求其具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性。这些要求是相辅相成,相互制约的,需要根据具体的使用环境进行协调保证。 选择性:系统中发生故障时,保护装置应有选择地切除故障部分,非故障部分继续运行; 快速性“短路时,快速切除故障这样可以 a.缩小故障范围,减少短路电流引起的破坏; b.减少对用记的影响; c.提高系统的稳定性; 灵敏性:指继电保护装置对保护设备可能发生的故障和正常运行的情况,能够灵敏的感
18、受和灵敏地作,保护装置的灵敏性以灵敏系数衡量。 可靠性:对各种故障和不正常的运方式,应保证可靠动作,不误动也不拒动,即有足够的可靠。以上对继电保护装置的四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础,他们之间紧密相连,互相之间既有矛盾,又可以在一定条件下统一。1.4 电网继电保护的设计原则 1.4.1 35kV线路保护配置原则 (1)每回35kV线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护 (2)每回35kV线路应配置双套远方跳闸保护。断路器失灵保护、过电压保护和不设独立电抗器断路器的500kV高压并联电抗器保护动作均应起动远跳。 (3)根据系统工频过电压的要
19、求,对可能产生过电压的500kV线路应配置双套过电压保护。 (4)装有串联补偿电容的线路,应采用双套光纤分相电流差动保护作主保护 (5)对电缆、架空混合出线,每回线路宜配置两套光纤分相电流差动保护作为主保护,同时应配有包含过负荷报警功能的完整的后备保护。 (6)双重化配置的线路主保护、后备保护、过电压保护、远方跳闸保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系。 (7)双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。(8)线路主保护、后备保护应起动断路器失灵保护。1.4.2 35kV母线保护配置原则 (1)每条50
20、0kV母线按远景配置双套母线保护,对500kV一个半断路器接线方式,母线保护不设电压闭锁元件。 (2)双重化配置的母线保护的交流电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路均应彼此完全独立没有电气联系。 (3)每套母线保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。 (4)母线侧的断路器失灵保护需跳母线侧断路器时,通过起动母差实现。 1.4.3 35kV断路器保护配置原则 (1)一个半断路器接线的500kV断路器保护按断路器单元配置,每台断路器配置一面断路器保护屏(柜)。 (2)当出线设有隔离开关时,应配置双套短引线保护。 (3)重合闸沟三跳回路在断路器保护中实现。 (4)断路器三相不一致保护应由断路器本体机构
21、完成。 (5)断路器的跳、合闸压力闭锁和压力异常闭锁操作均由断路器本体机构实现,分相操作箱仅保留重合闸压力闭锁回路。(6)断路器防跳功能应由断路器本体机构完成。 1.4.4 继电保护技术发展前景随着电力系统的飞速发展和电子技术、计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术有了长足的发展。当前国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。我国从20世纪0年代末开始计算机继电保护的研究,从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代,进入21世纪,随着微型计算机和计算计算的迅猛发展,加之微机保护装置的巨大优越性和潜力,可以预见,微机保护将成为电力系
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