35KV电网继电保护设计实训报告Word文件下载.docx

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第六章心得体会

一、35kv电网继电保护设计原始资料

某地有金河和青岭两座电站，装机容量分别为12MW和8MW，各以单回35kV输电线路向城关变电所供电。

金河电站还以一回35kV联络线经110kV中心变电所与省电网连接。

35kV电网的接线示意如下：

主要参数见下表：

1.发电机：

额定容量

Se（kW）

额定电压

Ue（kV）

功率因数

暂态电抗X”d

标么电抗X*F

3000

6.3

0.8

0.2

5.333

4000

6.3

2.主变压器

Se（kVA）

接线组别

短路电压Ud%

标么电抗X*B

7500

Y，dll

7.5

10000

0.75

20000

Yn,yno,dll

VdⅠ-Ⅱ=10.5

VdⅡ-Ⅲ%=6.5

VdⅠ-Ⅲ%=18

X*1=0.55

X*2=0

X*3=0.35

3.输电线路：

名称

导线型号

长度（km）

电抗

标么值

有名值（Ω）

金中线

LGJ-120

1.168

金城线

0.292

青城线

0.876

最大运行方式：

两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kV母线上的系统等值标么电抗为0.225。

城关变电所总负荷为240A（35kV侧），由金河电站供给110A、青岭电站供给130A。

剩余的110A经中心变电所送入系统。

最小运行方式：

两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110kV母线上的系统等值标么电抗为0.35，城关变电所总负荷为150A（35kV侧），由金河电站供给40A、青岭电站供给65A。

剩余的15A经中心变电所送入系统。

二、短路电流计算

1简化电路图

2短路电流计算及成果表

1当K1点发生短路时，短路电流的计算如下：

最大运行方式下K1点短路的等值电路图

等值电路简化图

最大运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:

XAk1=0.225+0.55/2=0.5

短路电流标幺值为

IKA*=1/0.5=2

有名值为

IKA=2×

100/（37×

）=3.12KA

金河电站B、青岭电站C到短路点的转移电抗分别为

XBK=1.168+1.833+1.168×

1.833/3.918=3.55

XCK=1.168+3.918+1.168×

3.918/1.833=7.58

计算电抗为

XJSB=3.55×

（4×

3/0.8）/100=0.53

XJSC=7.58×

（2×

4/0.8）/100=0.76

查运算曲线图，得B、C短路电流标幺值为

IB0.2*=1.855IC0.2*=1.329

IBK0.2=1.855×

15/（37×

）=0.43KA

ICK0.2=1.329×

10/（37×

）=0.21KA

最小运行方式下，K1点短路的等值电路图

最小运行方式下k1短路时，系统A到短路点的等值电抗为:

XAk1=0.35+0.55/2=0.625

IKA*=1/0.625=1.6

IKA=1.6×

）=2.497KA

XBK=1.168+6.333+1.168×

6.333/5.918=8.75

XCK=1.168+5.918+1.168×

5.918/6.333=8.18

XJSB=8.75×

3.75/100=0.33XJSC=8.18×

5/100=0.41

IB0.2*=2.755IC0.2*=2.309

IBK0.2=2.775×

3.75/（37×

）=0.162KA

ICK0.2=2.309×

5/（37×

）=0.18KA

2当K2点发生短路时，短路电流的计算如下：

最大运行方式下K2点短路的等值电路图

等值简化电路图

最大运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:

XAk1=0.225+0.55/2+1.168=1.668

IKA*=1/1.668=0.6

IKA=0.6×

）=0.936KA

XBK=（5.333/2+1）/2=1.833

XCK=0.292+0.876+0.75+4/2=3.918

XJSB=1.833×

3/0.8）/100=0.27

XJSC=3.918×

4/0.8）/100=0.391

IB0.2*=3.175IC0.2*=2.412

IBK0.2=3.175×

）=0.74KA

ICK0.2=2.412×

=0.38KA

最小运行方式下k2短路时，系统A到短路点的等值电抗为:

XAk1=0.35+0.55/2+1.168=1.793

IKA*=1/1.793=0.558

IKA=0.558×

）=0.87KA

XBK=1+5.333=6.333

XCK=0.292+0.876+0.75+4=5.917

XJSB=6.333×

3.75/100=0.24XJSC=5.917×

5/100=0.30

IB0.2*=3.433IC0.2*=2.950

IBK0.2=3.433×

）=0.201KA

ICK0.2=2.950×

）=0.23KA

按照上述方法，可求得K3、K4、K5、K6、K7、K8点短路时相应的短路电流，计算结果如下表所示

三、继电保护整定计算

将简化电路图分解成下述中的网络

1.保护5的整定计算

1瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为

IⅠOP.5=KCOIK8.max=1.3×

（1.719＋1.588）×

6.3/37=0.73KA

灵敏度校验：

Klm=I

（2）K8.min/IⅠOP=（0.41+0.111）/0.73=0.722＜1.2不满足要求

采用瞬时电流电压速断保护的定值为

a.变压器折算到线路的等效长度是：

LT=（Ud%×

U2N×

103/100SN）/0.4=（7.5×

372/100）/0.4=25.67KM

b.主要运行方式时的最大保护区是：

LImain=L/KK≈0.75L=0.75×

（25.67＋30）=41.75KM

c.最大运行方式时的等效阻抗：

Xxt.max=ES/I（3）k3.max=（37/

）/（0.7+0.602）=16.41Ω

最小运行方式时的等效阻抗：

Xxt.min=ES/I（3）k3.min=（37/

）/（0.72+0.181）=23.71Ω

主要运行方式下的等效阻抗

Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（23.71+16.41）/2=20.06Ω

d.电流元件动作电流值为

IIop.5=ES/（Xxt.main+X1LImain）

=（37/

）/（20.06+0.4×

41.75）=0.581KA

e.电压元件动作电压值为

UIop.5=

IIopX1LImain=

0.581×

0.4×

41.75=16.805KV

f.校验：

LImax=UIop.5）

=（16.41×

16.805）/0.4（37-16.805）=23.14KM=61.3%L>

50%L

LImin=（0.886ES-

=（0.866×

37/

-23.71×

0.581）/0.4×

0.581

=20.329KM=36.5%L>

15%L满足要求

2限时电流速断保护Ⅱ段的定值为

IⅡop.5=I

（2）K4.min/Ksen=（0.41+0.111）/1.3=0.401KA满足要求

动作时限t5Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s

3定时限过电流保护Ⅲ段的定值为

IⅢop.5=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×

2×

0.13/0.85=0.352KA

作为近后备保护

Ksen=I

（2）K4.min/IⅢop.5=0.521/0.352=1.48>

1.3满足要求

作为远后备保护

Ksen=I

（2）K8.min/IⅢop.5

=2.392×

6.3/（0.352×

37）=1.2≥1.2满足要求

保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=1.5s+0.5s=2s

2.保护3的整定计算

①瞬时电流速断保护Ⅰ段的定值为

IⅠOP.3=KⅠrelIK3.max=1.25×

（0.7+0.602）=1.628KA

最小保护长度计算

Xxt.min=ES/I（3）k2.min=（37/

）/（0.87+0.201）=19.95ΩXxt.max=ES/I（3）k2.max=（37/

）/（0.94+0.72）=12.87Ω

lmin=1/Kk[0.866L-（KkXxt.min-

=[0.866×

10-（1.25×

19.95-0.866×

12.87）/0.4]/1.25

=-20.65KM不满足要求

a.主要运行方式时的最大保护区是：

LImax=L/KK≈0.75L=0.75×

10=7.5KM

b.主要运行方式使得等效电阻：

Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（19.95+12.87）/2=16.41Ω

c.电流元件动作电流值为

IIop.3=ES/（Xxt.main+X1LImain）

）/（16.41+0.4×

7.5）=1.101KA

d.电压元件动作电压值为

UIop.3=

IIop.3X1LImain=

1.101×

7.5=5.721KV

LImax=UIop.3）

=12.87×

5.721/0.4（37-5.721）=5.885KM=58.8%L>

50%L

LImin=（0.886ES-

=（0.886×

-19.95×

1.101）/（0.4×

1.101）

=-6.898KM<

0不满足要求

因此，保护3不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护

②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为

与相邻单回路的瞬时电流电压联锁速断保护配合

IⅡop.3=KphIIop.5/Kfz.min=1.1×

0.581/1=0.639KA

Ksen=I

（2）K3.min/IⅡop.3=（0.624+0.157）/0.639=1.22<

1.3不满足要求

与相邻单回路的限时电流电压速断保护配合

IⅡop.3=KphIⅡop.5/Kfz.min=1.1×

0.401/1=0.441KA

Ksen=I

（2）K3.min/IⅡop.3=（0.624+0.157）/0.441=1.77>

动作时限t3Ⅱ=tⅠlx+△t=1s

③定时限过电流保护Ⅲ段的定值为

IⅢop.3=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×

0.11/0.85=0.298KA

Ksen=I

（2）K3.min/IⅢop.3=0.781/0.298=2.62>

Ksen=I

（2）K8.min/IⅢop.3

6.3/（0.298×

37）=1.38>

1.2满足要求

保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=2s+0.5s=2.5s

3.保护1的整定计算

IⅠOP.1=KⅠrelIK2.max=1.25×

0.94=1.175KA

Xxt.min=ES/I（3）k1.min=（37/

）/（2.497+0.165）=8.022Ω

Xxt.max=ES/I（3）k1.max=（37/

）/（3.12+0.43）=6.052Ω

40-（1.25×

8.022-0.866×

6.052）/0.4]/1.25

=18.139KM>

最小分支系数的值为Kfz.min=（0.624+0.157）/0.624=1.252

IⅡop.1=KphIⅡop.3/Kfz.min=1.1×

0.441/1.252=0.387KA

Ksen=I

（2）K2.min/IⅡop.1=0.753/0.387=1.95>

动作时限t1Ⅱ=tⅠlx+△t=1s

IⅢop.1=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×

Ksen=I

（2）K2.min/IⅢop.1=0.753/0.298=2.53>

Ksen=I

（2）K3.min/IⅢop.1

=（0.624+0.157）/0.298=2.621>

1.2满足要求

保护Ⅲ段动作时间tⅢ=tⅢxl+△t=2.5s+0.5s=3s

4.保护2的整定计算

IⅠOP.2=KⅠrelIK1.max=1.25×

（0.43+0.21）=0.8KA

）/（0.201+0.23）=49.565Ω

Xxt.max=ES/I（3）k2.max=（37/

）/（0.72+0.37）=19.60Ω

lmin=1/Krel[0.866L-（KrelXxt.min-

49.565-0.866×

19.6）/0.4]/1.25

=-62.253KM不满足要求

采用瞬时电流电压联锁速断保护的定值为

40=30KM

Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（49.565+19.60）/2=34.582Ω

IIop.2=ES/（Xxt.main+X1LImain）

）/（34.582+0.4×

30）=0.459KA

UIop.2=

IIop.2X1LImain=

0.459×

30=9.54KV

LImax=UIop.2）

=19.60×

9.54/0.4（37-9.54）

=17.02KM<

50%L不满足要求

=（0.886×

-49.565×

0.459）/（0.4×

0.459）

=-20.822KM不满足要求

因此，保护2不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护

②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为

IⅡop.2=I

（2）K1.min/Ksen

=（0.143+0.159）/1.3=0.232KA

动作时限t5Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s

IⅢop.2=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×

Ksen=I

（2）K1.min/IⅢop.2=0.302/0.298=1.01<

采用低电压闭锁定时限过电流保护的定值为

电流元件动作电流值为

IⅢop.2=KkIL.max/Kh=1.2×

0.11/0.85=0.155KA

电压元件动作电压值为

UIop.2=KkUg.min/Kh=0.9×

0.9×

35/0.85=33.353KV

灵敏度校验

Ksen=I

（2）K1.min/IⅢop.2=0.302/0.155=1.948>

5.保护4的整定计算

IⅠOP.4=KⅠrelIK2.max=1.25×

0.37=0.463KA

）/0.242=88.275Ω

）/0.402=53.141Ω

88.275-0.866×

53.141）/0.4]/1.25

=-121.72KM不满足要求

Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（88.275+53.141）/2=70.708Ω

IIop.4=ES/（Xxt.main+X1LImain）

）/（70.708+0.4×

7.5）=0.29KA

UIop.4=

IIop.4X1LImain=

0.29×

7.5=1.507KV

LImax=UIop.4）

=53.141×

1.507/0.4（37-1.507）

=5.64KM=56.4%L>

50%L满足要求

-88.275×

0.29）/（0.4×

0.29）

=-57.521KM不满足要求

因此，保护4不装设瞬时电流速断Ⅰ段保护

②限时电流速断保护Ⅱ段的定值为

与相邻线路的Ⅱ配合

最小分支系数的值为Kfz.min=（0.165+0.184）/0.184=1.90

IⅡop.4=KphIⅡdz.2/Kfz.min=1.1×

0.232/1.90=0.134KA

Ksen=I

（2）K2.min/IⅢop.4

=0.199/0.134=1.49>

动作时限t4Ⅱ=tⅠlx+△t=0.5s

IⅢop.4=KⅢrelKssIL.max/Kre=1.15×

Ksen=I

（2）K2.min/IⅢop.4=0.199/0.298=0.668<

Ksen=I

（2）K1.min/IⅢop.4

=0.159/0.298=0.533<

1.2不满足要求

IⅢop.4=KkIL.max/Kh=1.15×

0.11/0.85=0.149KA

UIop.4=KkUg.min/Kh=0.9×

Ksen=I

（2）K2.min/IⅢop.4=0.199/0.149=1.34>

1.3满足要求

作为远后备保护时

Ksen=I

（2）K1.min/IⅢop.4=0.159/0.149≈1.2满足要求

6.保护6的整定计算

IⅠOP.6=KⅠrelIK3.max=1.25×

0.402=0.503KA

Xxt.min=ES/I（3）k4.min=（37/

）/（0.128+0.268）=53.946Ω

Xxt.max=ES/I（3）k4.max=（37/

）/（0.363+0.483）=25.251Ω

30-（1.25×

53.946-0.886×

25.251）/0.4]/1.25

=-69.866KM不满足要求

30=22.5KM

Xxt.main=（Xxt.min+Xxt.max）/2=（53.946+25.251）/2=39.599Ω

IIop.6=ES/（Xxt.main+X1LImain）

）/（39.599+0.4×

22.5）=0.44KA

UIop.6=

IIop.6X1LImain=

0.44×

22.5=6.859KV

LImax=UIop.6）

=25.251×

6.859/0.4（37-6.859）

=14.365KM=48%L<

50%L不满

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