单侧电源网络三段式相间电流保护设计 (1).doc

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电力系统继电保护期末考试

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单侧电源网络三段式相间电流保护设计

作者：

摘要：

电网相间短路的电流保护是根据短路时电流增大的特点构成的，在单侧电源辐射形网络中采用阶段式电流保护，它由无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护组成，可根据实际情况采用两段式或三段式。

无时限电流速断保护、限时电流速断保护共同构成电流的主保护，定时限过电流保护是本线路的近后备保护和相邻线路的远后备保护。

设计首先是对保护原理进行分析，保护的整定计算及灵敏性效验。

设计内容包括原理分析、保护整定计算和灵敏性校验。

引言：

目前微机保护在电力系统内大量使用，微机保护比较常规的继电器保护有许多优越性，伴随着计算机技术、通信技术、信息技术的飞速发展，许多新技术在数字化保护设备中得到了应用和尝试,尤其是近年来变电站技术的发展，为继电保护的发展带来了深入地变化，另外时间同步要求、系统安全性要求等也不断扩充着继电保护产品的内容。

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行的可靠性要求的不断挺高密切相关。

熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器，本世纪处，随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统保护。

这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

继电保护装置是保护电力系统安全运行的重要设备。

满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。

快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本原则。

为达到这个目的继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段做出不懈的努力。

经过近百年的发展在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。

继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微机处理式等不同的发展阶段。

设计方案

一、原始数据及保护方案的选择

35kV单侧电源辐射网络，已知：

1、变电所B、E中变压器连接组别为Y，d11，并且装设差动保护；

2、线路AB的最大传输功率Pmax=9MW，功率因数cosφ=0.9，系统中的发电机均装设了自动励磁调节器，自启动系数1.3；

3、图中电抗为归算至37kV电压级的有名值，各线路正序电抗为X1=0.4Ω/km；

4、系统等值阻抗Zs.max=9.4Ω，Zs.min=6.3Ω。

5、设第三段动作时间为1s

二、保护的计算

解：

选三段式电流保护作为线路AB的保护方案

（1）无时限电流保护的整定计算

B母线短路时流过线路AB的最大三相短路电流为

线路AB的无时限电流速断保护的动作电流为

其最大保护范围

可见，最大保护范围满足要求。

校验，最小保护范围

可见，最小保护范围满足要求。

（2）限时电流速断保护的整定计算

①与变压器T1配合，按躲过变压器的低压侧母线三相短路时，流过线路AB的最大三相短路电流整定，

②与相邻线路的电流速断保护相配合

取较大值作为动作电流。

③灵敏度校验。

B母线短路时，流过线路AB的最小两相短路电流

灵敏系数为

灵敏系数满足要求

（3）定时限过电流保护的整定计算

流过线路AB的最大负荷电流

动作电流为

灵敏度校验。

①过电流保护作为本线路的近后备时

②过电流保护作为相邻线路的远后备时

线路BC末端发生两相短路时流过线路AB的最小两相短路电流

变压器T1低压侧发生两相短路时，流过线路AB的最小两相短路电流（采用两相三继电器接线时）

定时限过电流保护的灵敏系数均满足要求

三、原理接线图及设备选择

无时限电流速断、限时电流速断和定时限过电流保护构成三段式电流保护。

主要由继电器KA1、KA2、KCO和KS1组成第I保护，由KA3、KA4、KT1和KS2组成第II段保护，过电流部分则由KA5、KA6、KA7KT2和KS3组成。

由于三段电流保护的动作电流和动作时限整定均不相同，必须分别使用不同的电流继电器和时间继电器，而信号继电器KS1、KS2和KS3则分别用以发出I、II、III段保护动作的信号。

接线图

对单侧电源网络三段式相间电流保护的评价

无时限电流速断保护、限时电流速断保护采用两相两继电器不完全星形接线，定时限过电流保护采用两相三继电器不完全星形接线。

定时限过电流保护的动作时限按阶梯原则确定，离电源最远的保护首先确定，越靠近电源，其定时限过电流保护的动作时限就越长。

总结：

我国电力系统继电保护技术的发展经历了4个阶段。

随着电力系统的高度发展和计算机技术、通讯技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。

其发展将出现原理突破和应用革命，有数字时代跨入信息化时代，发展到一个新的水平。

这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。