继电保护课程设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统继电保护原理课程设计班级：2008级生信1班学号：20085097姓名：曹学博专业：电气工程及其自动化指导老师：王牣评分：A（优），B（良），C(中)，D（合格），E(不合格) 项目学生自评指导老师评定设计内容完整性计算公式准确性计算数据正确性绘图质量文档规范性综合评定教师签名（盖章）：日期：年月日目录第一节设计任务书 (1)1、继电保护课程设计的目的 (1)2、原始数据 (2)2.1 基础数据 (2)2.2 系统接线图 (3)3、课程设计要求 (4)3.1 需要完成的设计内容 (4)3.2 设计文件内容 (5)第二节馈线保护配置与整定计算 (6)1、馈线保护配置 (6)2、馈线保护整定计算 (6)2.1 电流速断定值计算 (6)2.2 阻抗I段定值计算 (6)2.3 阻抗II段定值计算 (7)2.4 过电流定值计算 (7)第三节变压器保护配置与整定计算 (8)1、变压器保护配置 (8)2、变压器电量保护整定计算 (8)2.1 差动速断保护 (8)2.2 二次谐波制动的比率差动保护 (8)2.3 三相低电压过电流保护 (9)2.4 单相低电压过电流保护 (9)2.5 零序过电流保护 (10)2.6 过负荷保护 (10)3、变压器非电量计算 (10)3.1 瓦斯保护整定计算 (10)3.2 主变过热整定计算 (10)第四节并联电容补偿装置配置与整定计算 (11)1、并联补偿装置保护配置 (11)2、并联补偿装置整定计算 (11)2.1 电流速断保护 (11)2.2 差流保护 (11)2.3 过电流保护 (12)2.4 高次谐波过流保护 (12)2.5 差压保护 (13)2.6 低电压保护 (14)2.7 过电压保护 (14)第五节 B相馈线保护原理接线图和展开图 (15)1、电流保护 (15)2、阻抗保护 (16)第一节设计任务书1、继电保护课程设计的目的1）能把所学过的理论知识进行综合运用，从而达到巩固、加深及扩大专业知识，并使之系统化。
2）正确领会和贯彻国家的方针、技术经济政策，培养正确的设计思想，并掌握设计的基本方法。
3）培养运用所学的理论知识，提高独立分析和解决问题的能力，掌握实际工程设计中的一些基本技能。
4）培养作为工程技术人员必须具备的计算、绘图、使用规程、手册、资料及编写设计说明书等的技能。
2、原始数据2.1 基础数据YN,d11牵引变压器保护变量名称变量值变量名称变量值最小运行方式变压器一次侧三相短路1775.89 过电流保护可靠系数 1.2电流(A)最小运行方式变压器二次侧三相短路1429.25 低电压保护可靠系数 1.2电流(A)最小运行方式牵引网末端短路电流919.08 过电流保护返回系数0.95(A)最小运行方式27.5KV母线电压(kV) 24 低电压保护返回系数 1.05牵引变压器容量(MVA) 20 牵引变压器过负荷系数 1.5牵引变压器一次侧额定电流(A) 104.98 牵引变压器一次侧母线电压(kV) 110牵引变压器二次侧额定电流(A) 422.11 变压器中性点CT变比32牵引变压器一次侧CT接线系数 1.732 过负荷保护可靠系数 1.45牵引变压器二次侧CT接线系数 1 二次谐波闭锁条件0.18牵引变压器一次侧CT变比40 重瓦斯保护(M/S) 0.6~1牵引变压器二次侧CT变比160 主变过热(℃) 75牵引变压器一次侧PT变比1100 主变通风启动信号(℃) 55牵引变压器二次侧PT变比275 主变通风停止信号(℃) 45差流速断保护可靠系数 1.2 牵引变压器变比 420MVA牵引变压器涌流倍数 5并联电容补偿装置保护最小运行方式变压器二次侧两相短路电流(A) 1429.25 电容器组涌流倍数 5A相并联电容器组容量() (4并4串连接) 1600 过电压保护返回系数0.95 B相并联电容器组容量() (4并4串连接) 1600 电流速断保护可靠系数 1.3 变压器二次侧母线额定电压(kV) 27.5 过电流保护可靠系数 1.05变压器二次侧母线最高电压(kV) 31.5 谐波过电流保护可靠系数 1.2变压器二次侧母线PT变比275 差流保护可靠系数 1.3电容器组PT变比275 电压保护可靠系数 1.2A相电容器组CT变比10 电流保护返回系数0.95B相电容器组CT变比10 差电压保护返回系数0.95A相电容器组额定电流(A) 38.1 电容器组同型系数 1B相电容器组额定电流(A) 38.1 低电压保护返回系数 1.05电容器组额定电压(kV) 42 差压保护灵敏系数 1.5A相馈线保护(下行)牵引网末端最大短路电流(A) 1656.321 馈线CT变比126最小运行方式牵引网近端15%处2295.743 牵引变压器二次侧母线PT变比275短路电流(A)最小运行方式牵引网末端短路电919.08 阻抗保护电抗可靠系数 1.2流(A)供电臂最大负荷电流(A) 1364 阻抗保护电阻可靠系数 1.1牵引变压器二次侧母线最低工作24 电流速断保护可靠系数 1.3电压(kV)供电臂长度(km) 20.163 阻抗保护电阻偏移值(欧) 1牵引网单位阻抗电抗值(欧/千0.509 阻抗保护电抗偏移值(欧) 1米)阻抗保护灵敏角(°) 65 阻抗保护PT断线电流检测可靠系数 1.2牵引负荷阻抗角(°) 36.87 牵引网单位阻抗电阻值(欧/千米) 0.23(不计复线牵引网互感)B相馈线保护(上行)牵引网末端最大短路电流(A) 1978.171 馈线CT变比80最小运行方式牵引网近端15%处2405.344 牵引变压器二次侧母线PT变比275 短路电流(A)最小运行方式牵引网末端短路电1046.38 阻抗保护电抗可靠系数 1.2 流(A)供电臂最大负荷电流(A) 970 阻抗保护电阻可靠系数 1.1牵引变压器二次侧母线最低工作24 电流速断保护可靠系数 1.3 电压(kV)供电臂长度(KM) 12.14 阻抗保护电阻偏移值(欧) 1牵引网单位阻抗电抗值(欧/千0.509 阻抗保护电抗偏移值(欧) 1 米)阻抗保护灵敏角(°) 65 阻抗保护PT断线电流检测可靠系数 1.2 牵引负荷阻抗角(°) 36.87 牵引网单位阻抗电阻值(欧/千米) 0.23(不计复线牵引网互感)2.2 系统接线图图1 牵引变电所示意图1Q 1T 1T 1T 1T计量测量 过流 差动 12Q 27.5N 115T 9T 3Q零序3T 9Q 5Q9T 11TA111TA21815151811Q F 109Q 8Q 7Q 1314151617181920M M M M 分区分MM M M 110kBA注：图中仅画出了一台牵引主变压器，接在27.5kV 母线的并联电容补偿装置图2给出。
图2 并联电容补偿装置接线示意图3、课程设计要求考虑到在六周内每个学生要完成几个课程设计的任务，工作量较大，又要保证课程设计质量，特作如下安排： 3.1 需要完成的设计内容1）所有学生都必须完成主变、并联电容补偿装置、馈线保护的配置方案设计； 2）所有学生都必须完成主变、并联电容补偿装置、馈线保护的整定计算；25T2T 2TR 22T 1321T27．5kV （A ） 21T 22T26T4T4TR 24T 1423T 27．5kV （B ）23T 24T3）学号尾数为0和1的学生必须画出主变保护的原理接线图和保护的展开图，并作相应说明；4）学号尾数为2和3的学生必须画出A相馈线保护的原理接线图和保护的展开图，并作相应说明；5）学号尾数为4和5的学生必须画出B相馈线保护的原理接线图和保护的展开图，并作相应说明；6）学号尾数为6和7的学生必须画出A相并联电容补偿装置保护的原理接线图和保护的展开图，并作相应说明；7）学号尾数为8和9的学生必须画出B相并联电容补偿装置保护的原理接线图和保护的展开图，并作相应说明；注1：展开图需包括电流电压回路接线图、控制回路接线图和信号回路接线图；注2：不要求对电流、电压互感器的负载能力进行校验，不要求画出屏面布置图、屏后接线图和端子排列；注3：仅要求针对一个断路器画出控制回路。
3.2 设计文件内容1）设计任务书2）保护配置3）保护整定计算4）3.1要求的保护原理图5）3.1要求的保护展开图第二节 馈线保护配置与整定计算1、馈线保护配置本课程设计中牵引网采用复线单边供电方式，考虑到牵引负荷电流比较大且变化范围大，单纯的电流保护不能满足要求，阻抗保护则采用能耐受过渡电阻的四边形特性阻抗继电器。
因此，为了满足继电保护可靠性、选择性、速动性以及灵敏性的要求，在馈线处配备电流速断和阻抗I II 、段作为主保护，过电流保护作为后被保护。
2、馈线保护整定计算 2.1 电流速断定值计算.max 1.31978.172571.62zd k D I K I A ==⨯=其中：k K ——可靠系数，取1.3；.max D I ——牵引网末端最大短路电流；灵敏度校验：.min15%2571.622405.34zd d I I =>= 不能保护线路全长的15%； 其中 .min15%d I ——最小运行方式牵引网近端15%处短路电流（A ）； 保护动作时限：d t I=0.1S 2.2 阻抗I 段定值计算 线路边整定阻抗00.850.8512.140.55965 5.76865L L Z LZ ϕ=∠=⨯⨯∠=∠其中 L ——供电臂长度； 0Z ——牵引网单位阻抗；L ϕ——线路阻抗角即阻抗保护灵敏角； 负荷边整定阻抗 .min .max2400036.8720.6236.871.2970f f f K f U Z K I ϕ=∠=∠=∠⋅⨯其中：.min f U ——最低母线电压； .max f I ——供电臂最大负荷电流； K K ——可靠系数，取1.2；保护动作时限：zd t I=0.1S2.3 阻抗II 段定值计算线路边整定阻抗02 1.2212.140.5596516.2965L k L Z K L Z ϕ=⋅⋅∠=⨯⨯⨯∠=∠ 其中：k K ——可靠系数，取1.2；负荷边整定阻抗 .min.max2400036.8720.6236.871.2970f f f K f U Z K I ϕ=∠=∠=∠⋅⨯ 其中：各符号含义同上； 保护动作时限：zd t II =0.5（S ）；2.4 过电流定值计算.max 1.39701261zd K f I K I A ==⨯=其中 k K ——可靠系数，取1.3；.max f I ——最大负荷电流；灵敏度校验：().min 1046.3812610.83 1.2ss d m zdI K I ==÷=< 不满足要求； 其中 ().min ss d I ——最小运行方式牵引网末端短路电流；保护动作时限： 1.5dt III =S第三节 变压器保护配置与整定计算1、变压器保护配置由于变压器是非常重要的电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响。