继电保护原理课程设计报告
评语： 考勤 （10分）
守纪 （10分） 设计过程 （40分） 设计报告 （30分） 小组答辩 （10分） 总成绩 （100分） 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气1102 姓 名： 唐军强 学 号： 201109212 指导教师： 李彦哲
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2014年 7月 10日
继电保护原理课程设计报告
1 设计原始资料
1.1 具体题目
如图1所示网络，系统参数为
E?=115/3kV，XG1=15Ω、XG3=10Ω， L1==60km、L3=40km、LB?C=50km、
IIIIIILC?D=30km、LD?E=20km，线路阻抗1.4Ω/km，Krel=1.2、Krel=Krel=1.15，
IB?Cmax=300A，IC?Dmax=200A，ID?Emax=150A，Kss=1.5，Kre=0.85
对线路进行三段电流保护的设计。
ABCD9L18G13215L34G3
图1 网络图
1.2 要完成的内容
这里选择2处的保护设计，对于2处的保护，做以下内容的计算 （1）等效电路的建立 （2）短路电流的的计算 （3）主保护的整定计算 （4）后备保护的整定计算
2 等效电路的建立
2.1等效电路的建立
由已知可得,线路的总阻抗的计算公式为： X?ZL 其中，Z—线路单位长度阻抗；L—线路长度。
所以，将数据代入公式(3.1)可得各段线路的线路阻抗分别为：
1
E
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XL1?ZL1?1.4?60?84ΩXL3?ZL3?1.4?40?56Ω
XBC?ZLB?C?1.4?50?70Ω
XCD?ZLC?D?1.4?30?42Ω XDE?ZLD?E?1.4?20?28Ω
经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有两台发电机运行，线路L1、L3运行，，则
Xmin??XG1?XL1?||?XG3?XL3???15?84?||?10?56??39.6Ω
其中，符号“||”表示并联的意思。
同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有G和L1运行，相应地有：
1Xmax?XG1?XLI?15?84?99Ω
3短路电流的计算
3.1 最大方式短路电流计算
在最大运行方式下流过保护元件的最大短路电流的公式为：
Ik?E?ZΣ?E?Zs?Zk
其中，E?—系统等效电源的相电动势； Zk—短路点至保护安装处之间的阻抗； 三相短路取1，Zs—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；K?—短路类型系数、两相短路取
3。 2对于保护2，母线E最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电流为：
IkDmax?代入数据得：
Xmin?EXsmin?XBC?XCD
1153E??0.43Xmin?XBC?XCD39.6?70?42
3.2 最小方式短路电流计算
在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为：
2
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IkminEφ3 ?2ZSmax?ZL
其中，E?—系统等效电源的相电动势；Zsmax—保护安装处到系统等效电源之间的阻抗；
ZL—短路点到保护安装处之间的阻抗。
所以带入各点的数据可以计算得到各点的的最小短路电流为：
1XEmin?3?115??0.22299?70?42?2831XDmin?3?115??0.27299?70?423
XCmin?3?115?1?0.34 2399?70
4主保护的整定计算
4.1保护I段动作电流的计算
最小保护范围计算式为：
IIset?Eφ3?2Zsmax?z1Lmin
其中 ，E?—系统等效电源的相电动势；Zs.max—短路点至保护安装处之间的阻抗；
z1—线路单位长度的正序阻抗。流为：
对于保护2，母线D最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大短路电
IkDmax?1.40(kA)
相应的速断定值为：
IIIset2?Krel?IkDmax?1.2?1.40?1.68(kA)
4.2保护II段动作电流的计算
限时电流速断定值根据如下公式可以计算：
ⅡⅠIⅡ?KsetreIlset Ⅱ 其中，Krel—可靠系数，为1.15。
整定保护2的限时电流速断定值为：
IIres?KIIrel?KA? ?IKDmax?1.2?1.88?2.26
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线路末端（即D处）最小运行方式下发生两相短路时的电流为：
所以保护2处的灵敏度系数为：
IIKset.2?Ik.D.m?in3E2Xs.ma?xXB?CX?CD23×1153?0.82k(A)38.?52?012
即不满足Ksen
?1.2的要求。
Ik.D.min0.82??0.45?1.2IIIset1.806
5 后备保护的整定计算
5.1 动作电流的计算
过电流整定值计算公式为：
IIIKrelKssIL.max?Kre
I
IIIsetⅢ其中，Krel—可靠系数，取值为1.15；Kss—可靠系数，取值为1.5；
Kre—可靠系数，取值为0.85。
所以有:
IⅢset.2ⅢKrelKssID-Emax1.15?1.5?150???2.03?150?0.3(kA)Krel0.85
5.2 动作时间的计算
假设母线E过电流保护动作时限为0.5s，保护的动作时间为：
t1Ⅲ?0.5?0.5?1(s)Ⅲt2?t1Ⅲ?0.5?1.5(s)
5.3 灵敏度校验
灵敏度的计算公式为：
Ksen?Ik.minⅢIset
保护2作为远后备保护的灵敏度为：
ⅢKsen2?IE.min0.98??1.6?1.3 ⅢIset.20.6满足作为远后备保护灵敏度的要求。
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