29零序保护设计(4)Word格式文档下载.doc
《29零序保护设计(4)Word格式文档下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《29零序保护设计(4)Word格式文档下载.doc（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
课程设计（论文）题目
课程设计（论文）任务
ZT4=60Ω
ZT3=60Ω
ZT2=10Ω
ZG2=20Ω
ZT1=10Ω
3
2
1
ZG1=20Ω
Z1.CD=40Ω
Z0.CD=60Ω
Z1.BC=20Ω
Z0.BC=40Ω
Z0.AB=40Ω
A
Z1.AB=20Ω
D
C
B
系统接线图如图：
课程设计的内容及技术参数参见下表
设计技术参数
工作量
,
系统中各元件及线路的负序阻抗与正序阻抗相同,其他参数见图。
计算最大和最小零序电流，应根据当Z1∑＜Z0∑时，则有；
反之，当Z1∑＞Z0∑时，则有。
1．计算B母线、C母线、D母线处正序（负序）及零序综合阻抗Z1∑、Z0∑。
2．计算B母线、C母线、D母线处发生单相或两相接地短路时出现的最大、最小零序电流。
3．整定保护1、2、3零序电流I段的定值，并计算各自的最小保护范围。
4．当B母线上负荷变压器始终保持两台中性点都接地运行时，整定保护1、2零序Ⅱ定值，并校验灵敏度。
5．整定保护1零序Ⅲ段定值，假定母线D零序过电流保护动作时限为0.5s，确定保护1、2、3零序过电流保护的动作时限，校验保护1零序Ⅲ段的灵敏度。
5．绘制零序三段式电流保护的原理接线图。
并分析动作过程。
6.采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。
续表
进度计划
第一天：
收集资料，确定设计方案。
第二天：
综合阻抗Z1∑、Z0∑计算。
第三天：
计算最大、最小零序电流。
第四天：
整定保护1、2、3零序电流I段。
第五天：
整定保护1、2零序Ⅱ段。
第六天：
整定保护1零序Ⅲ段定值
第七天：
绘制保护原理图。
第八天：
MATLAB建模仿真分析。
第九天：
撰写说明书。
第十天：
课设总结，迎接答辩。
指导教师评语及成绩
平时：
论文质量：
答辩：
总成绩：
指导教师签字：
年月日
注：
成绩：
平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算
摘要
《电力系统继电保护》课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
本文主要是研究输电线路零序电流保护设计，主要是设计输电线路各母线上综合阻抗与零序电流的计算、参数整定和灵敏度校验。
本设计过程如下，首先对电力系统网络的参数进行计算，并绘制各序序网图，然后选择合理的运行方式，计算各母线发生各种金属性短路故障时通过线路保护装置的短路电流，根据所得的数据及所选的运行方式选择最佳的配合保护，并对各保护进行分析和整定计算，确定零序电流保护的整定值。
关键词：
电力系统继电保护；
零序；
输电线；
电流
目录
第1章绪论 4
第2章输电线路零序电流保护整定计算 5
2.1零序电流Ι段整定计算 5
2.1.1零序电流Ι段动作电流的整定
（1） 5
2.1.2零序电流Ι段动作电流的整定
（2） 6
2.1.3零序电流Ι段动作电流的整定（3） 8
2.1.4零序电流Ι段动作电流的整定（4） 9
2.2零序电流Ⅱ段灵敏度的校验 10
2.3零序电流Ⅲ段整定时间计算 11
第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析 12
第4章MATLAB建模仿真分析 14
第5章课程设计总结 15
参考文献 16
第1章绪论
电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。
微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国。
电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。
电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。
是在英国60年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基础。
计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。
价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继电保护的研究出现了高潮。
在70年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。
80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。
90年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。
第2章输电线路零序电流保护整定计算
2.1零序电流Ι段整定计算
2.1.1零序电流Ι段动作电流的整定
（1）
图2.1G1、T1、G2、T2、T3、T4全部投入运行时等值序网络图
ZT4
ZT3
ZT2
Z0.CD
Z0.BC
Z0.AB
ZT1
零序
Z1.CD
Z1.BC
Z1.AB
ZG1ZT1
ZG2ZT2
正序（负序）
（一）、B母线上的综合阻抗与零序电流的计算
=（+）//（+）+
=（20+10）//（20+10）+20=35（）
=[（Z//Z）+Z]//（Z//Z）。
=[（10//10）+40]//（60//60）=18（）
=
I=I
=
（二）、C母线上的综合阻抗与零序电流的计算
=35+20=55（）
Z+
=18+40=58（）
I
（三）、D母线上的综合阻抗和零序电流的计算
+
=55+40=95（）
Z+
=58+80=138（）
2.1.2零序电流Ι段动作电流的整定
（2）
图2.2G1、T1、G2、T2、T3投入运行时等值序网络图
（一）、B母线上的综合阻抗和零序电流的计算
Z
2.1.3零序电流Ι段动作电流的整定（3）
图2.3G1、T1、T3、T4投入运行时等值序网络图
（二）、C母线上的综合阻抗和零序电流的计算
2.1.4零序电流Ι段动作电流的整定（4）
图2.4G1、T1、T3投入运行时等值序网络图
图示为不同运行方式时的正序（负序）、零序等值序网络图
2.2零序电流Ⅱ段灵敏度的校验
一II段的灵敏度校验
二灵敏度:
最小运行方式G1、T1、T3、T4运行
2.3零序电流Ⅲ段整定时间计算
整定时间：
第3章零序保护原理图的绘制与动作过程分析
图3.1零序三段式电流保护原理接线图
线路三段式零序电流保护的构成及动作过程
三段式零序电流保护的原理接线如图14，在被保护线路的三相上分别装设型号和变比完全相同的电流互感器，将它们的二次绕组互相并联，然后接至电流继电器的线圈。
当正常运行和发生相间故障时，电网中没有零序电流，故IR=0，继电器不动作，只有发生接地故障时，才出现零序电流，如其值超过整定值，继电器就动作。
实际工作中，由于三只电流互感器的励磁特性不一致，当发生相间故障时，会造成较大的不平衡电流。
为了使保护装置在这种情况下不误动作，通常将保护的动作电流按躲过最大不平衡电流来整定。
与相间短路的电流保护相同，零序电流保护也采用阶段式保护，通常采用三段式。
目前的“四统一”保护屏则采用四段式。
图14为三段式零序电流保护的原理接线图。
瞬时零序电流速断（零序Ⅰ段有，由KA1、KM和KS7构成），一般取保护线路末端接地短路时，流过保护装置3倍最大零序电流3Iom的1.3倍，保护范围不小于线路全长的15%~25%。
零序Ⅱ段（由KA3、KT4和KS8构成）的整定电流，一般取下一级线路的零序Ⅰ段整定电流的1.2倍，时限0.5s，保证在本线末端单相接地时，可靠动作。
零序Ⅲ段（由KA5、KT6和KS9构成）的整定电流可取零序Ⅱ（或Ⅲ）段整定的1.2倍，或大于三相短路的最大不平衡电流，其灵敏性要求下一级末端故障时，能可靠动作。
第4章MATLAB建模仿真分析
根据线路三段式保护的原理以及各段保护之间的配合模拟各段保护的动作情况。
（1）模拟电流Ⅰ段保护动作执行仿真后，仿真结果如下图4.1所示：
由图可以看出线路在0.05s发生了故障，产生一个较大的短路电流，之后经过一个很小的延时0.001s，断路器1跳闸。
电流Ⅰ段成功按时动作。
图4.1电流Ⅰ段仿真波形图
2）模拟电流Ⅱ段保护动作，在电流Ⅱ段的范围内设置故障，由于本设计是模拟线路不同段发生故障，所以就可以直接改变线路1的值来模拟线路不同段的故障。
将线路1的值设置为10，线路0、2分别为0.3、3.5。
仿真参数同1），执行仿真后，仿真结果如下图4.2所示:
图4.3电流Ⅲ段仿真波形图
由图可以看出线路在0.05s发生了故障，产生一个较大的短路电流，之后经过预先设置的延时1.0s，断路器1在1.05s跳闸。
电流Ⅲ段成功按时动作。
第5章课程设计总结
三段式零序电流保护一般由无时限零序电流速断保护（Ⅰ段）、带时限零序电流速断保护（Ⅱ段）和零序过电流保护（Ⅲ段）相互配合构成整套保护。
其构成和保护范围与三段式电流保护类似。
主要区别是测量元件接在零序电流滤过器的出口。
同样也能加装方向元件构成零序方向电流保护，用于复杂电网。
35kv以下的线路用三段式电流保护，零序电流保护只反映单线接地故障，而35kV及及以下系统中是中性点不接地系统，发生单相接地时可以短时间运行，不跳开断路器，中性点直接接地系统中的相间短路和三相短路故障使用相间距离保护反应的，发生相间短路或是三相短路故障时距离保护动作跳闸，零序保护不动作。
110kV及以上系统是中性点直接接地系统，三段式电流保护不能反映大电流接地系统中的零序电流，所以对单相接地故障没有灵敏性。
是在学习态度上，这次课设是对我的学习态度的一次检验。
对于这次电力系统继电保护综合课程实习，我的第一大心得体会就是作为一名工程技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨。
我们这次实习所遇到的多半问题多数都是由于我们不够严谨。
在做人上，我认识到，无论做什么事情，只要你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。
在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。
通过题目选择和设计电路的过程中，加强了我思考问题的完整性和实际生活联系的可行性。
在方案设计和选择上，培养了我们综合能力。
还锻炼我们个人的查阅技术资料的能力，动手能力，发现问题，解决问题的能力。
并且我们熟练掌握了有关器件的性能及测试方法。
参考文献
[1]陈堂等编著《配电系统及其自动化技术》中国电力出版社2004.8
[2]赵晶主编《Prote199高级应用》．人民邮电出版社，2000.18.25
[3]何仰赞等编著《电力系统分析》武汉：
华中理科技学出版社，2002.3
[4]于海生编著《微型计算机控制技术》清华大学出版社2003.4
[5]王士政主编《电网调度自动化与配网自动化技术》中国水利水电出版社2007.3
[6]梅丽凤等编著《单片机原理及接口技术》清华大学出版社2009.7
[7]许建安编著《电力系统微机继电保护》中国水利水电出版社2003.6
[8]尹项根曾克娥.电力系统继电保护原理与应用.武汉：
华中科技大学出版社,2001
[9]张保会尹项根.电力系统继电保护.北京：
中国电力出版社,2005
[10]韩笑.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册.北京：
中国水利水电出版社，2003
17
升级会员 