继电保护毕业论文

南华大学电气工程学院继电保护课程设计

1 前 言

《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化的一门主要课程，在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特进行了此次的继电保护课程设计。

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路，它严重的危机设备的安全和系统的可靠运行。此外，电力系统还会出现各种不正常的运行状态，最常见的如过负荷等。

在电力系统中，除了采取各项积极措施，尽可能地消除或减少发生故障的可能性以外，一旦发生故障，如果能够做到迅速地、有选择性地切除故障设备，就可以防止事故的扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行，使故障设备免于继续遭受破坏。然而，要在极短的时间内发现故障和切除故障设备，只有借助于特别设置的继电保护装置才能实现。

伴随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入了新的活力。因此，继电保护技术得天独厚，在接近半个世纪里的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。

电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。

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2 设计资料分析与参数计算

电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。

C2×20MVA Uk=10.5%G1T1A1L140Km567T5G22×60MVAU=10.5%T222×18KmL3L22×50MWCosΨ=0.85Un=10.5Ud\B25KmL53420KmL41098D10KmT3120MWUk=10.50MWCosΨ=0.85Un=10.5Ud\15KmT4G32×31.5MVAUk=10.5%

图2.1.1 电网接线

2.1 参数分析及计算

2.1.1 原始资料分析

本次设计按照设计要求对原始数据进入分析整理可知： ⑴各变电站、发电厂的操作直流电源电压U?220V；

⑵发电厂最大发电电容为2×50+1×100=200MW，最小发电容量为50MW 正常发电容量为100+1×50=150MW；

⑶线路X1=0.4?/km，X0=3X1?/km；

⑷变压器均为YN，D11，110±2×2.5.5KV，YN?10.5%；

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⑸△t=0.5S,负荷侧后备保护tdz=1.5S，变压器和母线均配置有差动保护，

Kzq=1.3。

⑹发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地。 ⑺降压变压器差动保护时限为0″。过电流保护为1″。

2.1.2 输电线路等值电抗计算

选取基准功率：SB?100MV?A，基准电压：VB?115V，基准电流：

IB?SB/1.732VB?100?103/1.732?115KA；基准电抗：

ZB?VB/(1.732?IB)?115?103/(1.732?502)?132.25?；电压标幺值：

E?E(2)?1.08

⑴线路L1（断路器1和5之间的线路）等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL1(1)?XL1(2)?X1L1?40?0.4?16?

XL1(1)??XL1(2)??XL1(2)ZB?16?0.121

132.253XL0.4?40?48零序电抗： XL1(0? ?)XL0?11?31?XL1(0)??XL1(0)ZB?48?0.454 132.25⑵线路L2（断路器6和8之间的线路）等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL2(1)?XL2(2)?X1L2?0.4?18?7.2?

XL2(1?)?XLXL2(1)7.2?(???0.05 422)ZB132.253XL0.4?18?21.6零序电抗： XL2(0? ?)XL0?21?32?XL2(0)??XL2(0)ZB?21.6?0.163 132.25⑶线路L3（断路器7和9之间的线路）等值电抗计算（与L2相同） ⑷线路L4（断路器4和10之间的线路）等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL4(1)?XL4(2)?X1L4?0.4?20?8?

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?)?XL XL4(1XL4(1)8????0.06 04(2)ZB132.25零序电抗： XL4(0?3XL0.4?20?2?)XL0?41?34? 4XL4(0)24 XL4(0?)?Z?132.25?0.181B ⑸线路L5（断路器2和3之间的线路）等值电抗计算

正序以及负序电抗：XL5(1)?XL5(2)?X1L5?0.4?25?10?

?)?XL XL5(1XL5(1)10?(???0.076 52)ZB132.253XL0.4?25?30?零序电抗： XL5(0?)XL0?51?35? XL5(0)30X????0.227 L5(0)ZB132.252.1.3 变压器等值电抗计算

⑴变压器T1、T2标幺值计算

XT1??XT2??⑵变压器T3标幺值计算

XT3??UK%?SB10.5?100??0.175100?SK100?60

10.5?100?0.0875100?120

⑶变压器T4标幺值计算

XT4??10.5?100?0.333100?31.5

⑷变压器T5标幺值计算

XT3??10.5?100?0.525100?20

2.1.4 发电机等值电抗计算

⑴发电机G1、G2电抗标幺值计算

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