電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 5 # 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 學(xué)生所在學(xué)院 電氣信息學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 20110104 學(xué) 生 姓 名 蔣 衍 圣 指 導(dǎo) 教 師 李 佑 光 助理指導(dǎo)教師 起 止 日 期 2015.01.06-2014.05.18重慶大學(xué)城市科技學(xué)院學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告一、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）： 1、研究意義繼電保護(hù)是一種電力系統(tǒng)的反事故自動(dòng)裝置，它在電力系統(tǒng)中的作用十分重要，可以說沒有繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代電力系統(tǒng)的今天。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，各大電力系統(tǒng)的容量和電網(wǎng)區(qū)域不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)接線越發(fā)復(fù)雜，繼電保護(hù)裝置廣泛

2、應(yīng)用于電力系統(tǒng)、農(nóng)網(wǎng)和小型發(fā)電系統(tǒng)，這一現(xiàn)狀對(duì)繼電保護(hù)的選擇性，可靠性，快速性以及靈敏性都提出了更高的要求。繼電保護(hù)裝置應(yīng)在系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，迅速，準(zhǔn)確的切除故障元件或發(fā)出信號(hào)以便及時(shí)處理，因此，繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)及電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行的保證。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。如果設(shè)計(jì)與配置不當(dāng)，保護(hù)將不能正確工作（誤動(dòng)或拒動(dòng)），從而擴(kuò)大事故停電范圍，給國民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重的惡果，有時(shí)還可能造成人身和設(shè)備安全事故。因此，合理地選擇保護(hù)方式和正確地整定計(jì)算，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有非常重要的意義。2、 研究現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，

3、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。我國從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。重慶大學(xué)、華中科技大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同形式的微機(jī)保護(hù)裝置。華北電力大學(xué)在1984年研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中科技大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運(yùn)行。

4、南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。3、 未來發(fā)展趨勢(shì) 繼電保護(hù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和通信一體化發(fā)展。

5、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢(shì)。二、課題任務(wù)、重點(diǎn)研究內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑、條件： 1、課題任務(wù)：5#電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) （1）電力系統(tǒng)情況：系統(tǒng)如下圖所示。 （2）任務(wù)書要求： 用標(biāo)準(zhǔn)圖符重做系統(tǒng)圖，并標(biāo)出各元件的標(biāo)識(shí)； 用標(biāo)幺制計(jì)算個(gè)元件參數(shù)，寫出過程，列出參數(shù)表； 畫出全系統(tǒng)等值電路圖，標(biāo)出編號(hào)和參數(shù)； 選擇短路點(diǎn)計(jì)算各短路電流周期分量，寫出計(jì)算公式、過程步驟，列出結(jié)果數(shù)據(jù)表； 計(jì)算流過各保護(hù)的最大負(fù)荷電流，列出數(shù)據(jù)表；

6、 發(fā)電機(jī)只配定子繞組住保護(hù)、變壓器只配電氣量主保護(hù)、線路配置完整保護(hù)、母線保護(hù)不 要求，閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)按開環(huán)運(yùn)行方式考慮保護(hù)的配置與整定。 對(duì)各保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，寫出整定計(jì)算過程與結(jié)果，列出保護(hù)配置及定值清單表； 到實(shí)驗(yàn)室用軟件作仿真計(jì)算全個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，校驗(yàn)計(jì)算成果。如有問題重新修改。 編寫設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，必須按論文要求格式，圖文并茂，邏輯性強(qiáng)，語言流暢，文字簡練。 把握好時(shí)間節(jié)點(diǎn)、獨(dú)立按時(shí)完成任務(wù)，提交電子和紙質(zhì)文檔。 2、 重點(diǎn)研究內(nèi)容 （1）短路電流計(jì)算（2）負(fù)荷計(jì)算（3）整定計(jì)算3、 實(shí)現(xiàn)途徑（1）認(rèn)真閱讀、研究并理解任務(wù)。（2）大量查閱相關(guān)資料、接受指導(dǎo)老師專業(yè)指導(dǎo)。（3）完成相

7、關(guān)計(jì)算，并按照相關(guān)要求完成論文書寫。4、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備條件大學(xué)四年系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了相關(guān)專業(yè)知識(shí)，打下了一定的理論基礎(chǔ)；導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和諄諄教誨，打下了一定的思想基礎(chǔ)；學(xué)校充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和導(dǎo)師提供的參考資料，打下了一定的物質(zhì)基礎(chǔ)。 報(bào)告人簽名：蔣衍圣 日期：2015年3月8日三、指導(dǎo)教師意見：注:此報(bào)告，學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的任務(wù)書，獨(dú)立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始后兩周內(nèi)完成。表格篇幅不夠可自行增加頁數(shù)。摘 要繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或者異常狀況監(jiān)測(cè)的主要設(shè)施，通過對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而發(fā)出相關(guān)警報(bào)信號(hào)或者暫時(shí)隔離、切除這一缺陷狀態(tài)的。就一般情況而言，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者處于非正常運(yùn)行狀態(tài)

8、的時(shí)候，將對(duì)用電設(shè)備的安全生產(chǎn)造成巨大的威脅，甚至?xí)斐筛訃?yán)重的后果。因此為了在工作中確保電力設(shè)備的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，減少由電力事故引起的大面積停電或者重要設(shè)施破壞，必須在工作中對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行研究與優(yōu)化，確保其能夠可靠、準(zhǔn)確、快速的控制線路。本文以某（110kv）系統(tǒng)為例，詳細(xì)講述了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。為保證繼電保護(hù)所應(yīng)該具有的可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性,充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的作用，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，做好短路電流計(jì)算以及各保護(hù)的整定計(jì)算工作是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要條件。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù) 短路計(jì)算 整定計(jì)算abstractin power system relay protection a

9、s a failure or abnormal condition monitoring of the main facilities, through analyze the fault phenomenon, to make relevant alarm signal or temporary isolation, removal of the defect status. in terms of the general situation, when the abnormal operation of the power system failure or when the poses

10、a great threat to the safety in production of electrical equipment, will be even more serious consequences. so in order to ensure the operation of the power equipment in the work safety and stability, reduce blackouts caused by power accident or important facilities damaged, must work in study and o

11、ptimization of relay protection device, ensure it can be reliable, accurate and fast control circuit. in this paper a (110 kv) system as an example, the system design process is described in detail. in order to ensure the reliability of relay protection should have, selectivity, sensitivity, quick a

12、ction, give full play to the role of the relay protection device, ensure the safe and stable operation of system, completes the short circuit current calculation and protection setting calculation work is a necessary condition for the system design. keywords: relay protection short circuit calculati

13、on setting calculation目 錄第一章 引 言11.1綜述11.2繼電保護(hù)研究情況及未來發(fā)展趨勢(shì)11.2.1研究現(xiàn)狀11.2.2未來趨勢(shì)21.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第二章 保護(hù)配置原則及方案選擇22.1 配置原則22.1.1 發(fā)-變組保護(hù)配置原則32.1.2 變壓器保護(hù)配置原則52.1.3 線路保護(hù)配置原則62.2選擇方案7第三章 短路計(jì)算83.1系統(tǒng)情況93.1.1 #5電力系統(tǒng)圖93.1.2 系統(tǒng)參數(shù)93.2 基準(zhǔn)值選擇93.3.1各元件等值電抗計(jì)算103.3.2 最大負(fù)荷電流計(jì)算123.4短路電流計(jì)算133.4.1線路1始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流133.4.2線路1末端發(fā)

14、生三相短路時(shí)的短路電流143.4.3線路2始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流153.4.4線路2末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流153.4.5線路3始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流163.4.6線路3末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流173.4.7線路4始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流183.4.8線路4末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流19第四章 保護(hù)配置及整定計(jì)算204.1 變壓器保護(hù)配置204.1.1變壓器配置204.1.2保護(hù)配置的整定224.2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置254.2.1 保護(hù)配置的原理254.2.2 保護(hù)配置的整定264.3接地距離保護(hù)的配置和整定274.3.1保護(hù)1的配置和整定274.3.2 保護(hù)2的配置和整

15、定294.3.3 保護(hù)3的配置和整定304.3.4保護(hù)4的配置和整定31第五章 總 結(jié)34致 謝35第1章 引 言1.1綜述 在我國,地區(qū)級(jí)電網(wǎng)主要是指 35110kv 電網(wǎng)，它具有電壓等級(jí)低，接入的電廠容量較小，輸電距離短等特點(diǎn)。110kv 電網(wǎng)在各地區(qū)的普及度越來越高，在電網(wǎng)中承擔(dān)了很大一部分的電力傳輸。110kv 電網(wǎng)的形成和不斷拓展的過程，體現(xiàn)了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷與電力負(fù)荷增長、城市規(guī)劃以及供電可靠性相適應(yīng)的過程。在電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，故障是不可避免的，為了電網(wǎng)能夠在出現(xiàn)故障時(shí)，也能及時(shí)排除并安全穩(wěn)定的繼續(xù)運(yùn)行，繼電保護(hù)裝置是不可缺少的。繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中發(fā)生故障或者異常狀況監(jiān)測(cè)的主要設(shè)施

16、，是通過對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而發(fā)出相關(guān)警報(bào)信號(hào)或者暫時(shí)隔離、切除這一缺陷狀態(tài)的。就一般情況而言，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者處于非正常運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，將對(duì)用電設(shè)備的安全生產(chǎn)造成巨大的威脅，甚至?xí)斐筛訃?yán)重的后果。因此為了在工作中確保電力設(shè)備的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，減少由電力事故引起的大面積停電或者重要設(shè)施破壞，必須在工作中對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行研究與優(yōu)化，確保其能夠可靠、準(zhǔn)確、快速的控制線路。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要防線，為保證繼電保護(hù)充分發(fā)揮作用，繼電保護(hù)必須滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動(dòng)性的要求，而除了可靠性需要依賴于繼電保護(hù)裝置本身，選擇性、靈敏性、速動(dòng)性都是由保護(hù)定值決定的，因此

17、做好電網(wǎng)繼電保護(hù)定值的整定計(jì)算工作對(duì)于保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行是非常重要的。1.2繼電保護(hù)研究情況及未來發(fā)展趨勢(shì)1.2.1研究現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。我國從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。重慶大學(xué)、華中科技大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同形式的微機(jī)保護(hù)裝置。華北電力大學(xué)在1984年研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史

18、上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中科技大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論

19、成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。1.2.2未來趨勢(shì)繼電保護(hù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和通信一體化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢(shì)。1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1)用標(biāo)準(zhǔn)圖符重做系統(tǒng)圖，并標(biāo)出各元件的標(biāo)識(shí)；(2)用標(biāo)幺制計(jì)算個(gè)元件參數(shù)，寫出過程，列出參數(shù)表；(3)畫出全系統(tǒng)等值電路圖，標(biāo)出編號(hào)和參數(shù)；(4)選擇短路點(diǎn)計(jì)算各短路電流周期分量，寫出計(jì)算公式、過程

20、步驟，列出結(jié)果數(shù)據(jù)表；(5)計(jì)算流過各保護(hù)的最大負(fù)荷電流，列出數(shù)據(jù)表；(6)發(fā)電機(jī)只配定子繞組主保護(hù)、變壓器只配電氣量主保護(hù)、線路配置完整保護(hù)、母線保護(hù)不要求，閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)按開環(huán)運(yùn)行方式考慮保護(hù)的配置與整定。(7)對(duì)各保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，寫出整定計(jì)算過程與結(jié)果，列出保護(hù)配置及定值清單表；第二章 保護(hù)配置原則及方案選擇2.1 配置原則電力系統(tǒng)的所有一次設(shè)備在運(yùn)行過程中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作、設(shè)計(jì)制造缺陷等原因會(huì)發(fā)生如短路、斷路等故障。最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)現(xiàn)各種類型的短路。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。為了避免不必要的損失，在電力系統(tǒng)的各部分配置各種保護(hù)，保證電力

21、系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。本文以110kv電力系統(tǒng)為例，進(jìn)行保護(hù)配置，110kv系統(tǒng)見圖2.1.圖2.1 110kv電力系統(tǒng)圖2.1.1 發(fā)-變組保護(hù)配置原則按照繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程可知：對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障，應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)作為發(fā)電機(jī)的主保護(hù)；(1) 1mw 及以下單獨(dú)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，如中性點(diǎn)側(cè)有引出線，則在中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)過電流保護(hù)，如中性點(diǎn)側(cè)無引出線，則在發(fā)電機(jī)端裝設(shè)低電壓保護(hù)。(2) 1mw 及以下與其它發(fā)電機(jī)或與電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)在發(fā)電機(jī)端裝設(shè)電流速斷保護(hù)。如電流速斷靈敏系數(shù)不符合要求，可裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；對(duì)中性點(diǎn)側(cè)沒有引出線的發(fā)電機(jī)，可裝設(shè)低壓

22、過流保護(hù)。(3) 1mw 以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。(4) 對(duì) 100mw 以下的發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)與變壓器宜分別裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)功能。(5) 對(duì) 100mw 及以上發(fā)電機(jī)變壓器組，應(yīng)裝設(shè)雙重主保護(hù)，每一套主保護(hù)宜具有發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)功能。(6) 在穿越性短路、穿越性勵(lì)磁涌流及自同步或非同步合閘過程中，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)采取措施，減輕電流互感器飽和及剩磁的影響，提高保護(hù)動(dòng)作可靠性。(7) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，應(yīng)裝設(shè)電流回路斷線監(jiān)視裝置，斷線后動(dòng)作于信號(hào)。電流回路斷線允許差動(dòng)保護(hù)跳閘。(8) 本條中規(guī)定裝設(shè)的過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、

23、低電壓保護(hù)、低壓過流和差動(dòng)保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于停機(jī)。對(duì)發(fā)電機(jī)定子匝間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)定子匝間保護(hù)：(1) 對(duì)定子繞組為星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點(diǎn)側(cè)有分支引出端的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)零序電流型橫差保護(hù)或裂相橫差保護(hù)、不完全縱差保護(hù)。(2) 50mw 及以上發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星形接線，中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端子時(shí)，根據(jù)用戶和制造廠的要求，也可裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)。對(duì)發(fā)電機(jī)外部相間短路故障和作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備，應(yīng)按下列規(guī)定配置相應(yīng)的保護(hù)，保護(hù)裝置宜配置在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)：(1) 對(duì)于 1mw 及以下與其它發(fā)電機(jī)或與電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過流保護(hù)。(2) 1mw 以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)復(fù)合

24、電壓(包括負(fù)序電壓及線電壓)起動(dòng)的過電流保護(hù)。靈敏度不滿足要求時(shí)可增設(shè)負(fù)序過電流保護(hù)。(3) 50mw 及以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)負(fù)序過電流保護(hù)和單元件低壓起動(dòng)過電流保護(hù)。(4) 自并勵(lì)(無串聯(lián)變壓器)發(fā)電機(jī)，宜采用帶電流記憶(保持)的低壓過電流保護(hù)。(5) 并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)，對(duì)所連接母線的相間故障，應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。(6) 本條中規(guī)定裝設(shè)的以上各項(xiàng)保護(hù)裝置，宜帶有二段時(shí)限，以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響的范圍或動(dòng)作于解列，以較長的時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。(7) 對(duì)于按規(guī)定裝設(shè)了定子繞組反時(shí)限過負(fù)荷及反時(shí)限負(fù)序過負(fù)荷保護(hù)，且保護(hù)綜合特性對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組所連接高壓母線的相間短路

25、故障具有必要的靈敏系數(shù)，并滿足時(shí)間配合要求，可不再裝設(shè)4.2.6.2 條規(guī)定的后備保護(hù)。保護(hù)宜動(dòng)作于停機(jī)。對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組的異常過電壓，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)過電壓保護(hù)：(1) 對(duì)水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。過電壓保護(hù)宜動(dòng)作于解列滅磁。(2) 對(duì)于 100mw 及以上的汽輪發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)過電壓保護(hù)，其整定值根據(jù)定子繞組絕緣狀況決定。過電壓保護(hù)宜動(dòng)作于解列滅磁或程序跳閘。對(duì)過負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)定子繞組過電流，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)定子繞組過負(fù)荷保護(hù)：(1) 定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)接一相電流，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。(2) 定子繞組為直接冷卻且過負(fù)

26、荷能力較低(例如低于1.5 倍、60s)，過負(fù)荷保護(hù)由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。定時(shí)限部分：動(dòng)作電流按在發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，在有條件時(shí)，可動(dòng)作于自動(dòng)減負(fù)荷。2.1.2 變壓器保護(hù)配置原則按照繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程可知：（1）反映變壓器線圈及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地的縱差動(dòng)保護(hù)。（2）反映變壓器內(nèi)部各種故障和油面降低的瓦斯保護(hù)及有載調(diào)壓的瓦斯保護(hù)。（3）反映變壓器外部短路引起的過電流和作為變壓器主保護(hù)后備保護(hù)的相間后備保護(hù)。（4）反映大接地電網(wǎng)外部接地短路的零序電流、電壓后備保護(hù)。（5）0.4mva 及以上車間內(nèi)油浸式

27、變壓器和0.8mva 及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器充油調(diào)壓開關(guān)，亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)應(yīng)采取措施，防止因瓦斯繼電器的引線故障、震動(dòng)等引起瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作。（6）電壓在 10kv 及以下、容量在10mva 及以下的變壓器，采用電流速斷保護(hù)。（7）電壓在 10kv 以上、容量在10mva 及以上的變壓器，采用縱差保護(hù)。（8）對(duì)于電壓為10kv 的重要變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求時(shí)也可采用縱差保護(hù)。（9）電壓為 220kv 及以上的變壓器裝設(shè)數(shù)字式保

28、護(hù)時(shí)，除非電量保護(hù)外，應(yīng)采用雙重化保護(hù)配置。當(dāng)斷路器具有兩組跳閘線圈時(shí)，兩套保護(hù)宜分別動(dòng)作于斷路器的一組跳閘線圈。（10）35kv66kv 及以下中小容量的降壓變壓器，宜采用過電流保護(hù)。保護(hù)的整定值要考慮變壓器可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。（11）110kv500kv 降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，相間短路后備保護(hù)用過電流保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)，宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。（12）對(duì)降壓變壓器，升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器，根據(jù)各側(cè)接線、連接的系統(tǒng)和電源情況的不同，應(yīng)配置不同的相間短路后備保護(hù)，該保護(hù)宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。（13）單側(cè)電源雙繞組變壓器和三繞組

29、變壓器，相間短路后備保護(hù)宜裝于各側(cè)。非電源側(cè)保護(hù)帶兩段或三段時(shí)限，用第一時(shí)限斷開本側(cè)母聯(lián)或分段斷路器，縮小故障影響范圍；用第二時(shí)限斷開本側(cè)斷路器；用第三時(shí)限斷開變壓器各側(cè)斷路器。電源側(cè)保護(hù)帶一段時(shí)限，斷開變壓器各側(cè)斷路器。（14）兩側(cè)或三側(cè)有電源的雙繞組變壓器和三繞組變壓器，各側(cè)相間短路后備保護(hù)可帶兩段或三段時(shí)限。為滿足選擇性的要求或?yàn)榻档秃髠浔Ｗo(hù)的動(dòng)作時(shí)間，相間短路后備保護(hù)可帶方向，方向宜指向各側(cè)母線，但斷開變壓器各側(cè)斷路器的后備保護(hù)不帶方向。（15）低壓側(cè)有分支，并接至分開運(yùn)行母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)分支裝設(shè)相間短路后備保護(hù)。2.1.3 線路保護(hù)配置原則按照繼電

30、保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程可知：110kv220kv 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)按規(guī)程裝設(shè)反應(yīng)相間短路和接地短路的保護(hù)。（1）110kv 雙側(cè)電源線路符合下列條件之一時(shí)，應(yīng)裝設(shè)一套全線速動(dòng)保護(hù)。a.根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí)；b線路發(fā)生三相短路，如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值（一般為60%額定電壓），且其他保護(hù)不能無時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí)；c如電力網(wǎng)的某些線路采用全線速動(dòng)保護(hù)后，不僅改善本線路保護(hù)性能，而且能夠改善整個(gè)電網(wǎng)保護(hù)的性能。（2） 對(duì)多級(jí)串聯(lián)或采用電纜的單側(cè)電源線路，為滿足快速性和選擇性的要求，可裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。（3）110kv 線路的后備保護(hù)宜采用遠(yuǎn)后備方式。（4

31、）單側(cè)電源線路，可裝設(shè)階段式相電流和零序電流保護(hù)，作為相間和接地故障的保護(hù)，如不能滿足要求，則裝設(shè)階段式相間和接地距離保護(hù)，并輔之用于切除經(jīng)電阻接地故障的一段零序電流保護(hù)。（5）雙側(cè)電源線路，可裝設(shè)階段式相間和接地距離保護(hù)，并輔之用于切除經(jīng)電阻接地故障的一段零序電流保護(hù)。2.2選擇方案 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)5#電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置?？筛鷵?jù)繼電保護(hù)配置原理，先選擇兩套保護(hù)方案，通過比較后認(rèn)可其中的一套方案，再對(duì)這套方案中的保護(hù)進(jìn)行確定性的整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)，看看它們是否能滿足要求，如果能滿足便可以采用，如果不能滿足則需要重新選擇，重新整定和校驗(yàn)。 表2-1 方案選擇表方案1保護(hù)對(duì)象主保

32、護(hù)后備保護(hù)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)母線不要求無輸電線路距離、保護(hù)零序電流、保護(hù)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)定子繞組接地保護(hù)方案2保護(hù)對(duì)象主保護(hù)后備保護(hù)變壓器電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)、零序電流保護(hù)母線不要求無輸電線路距離、保護(hù)零序電流、保護(hù)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)定子繞組接地保護(hù) 對(duì)于變壓器而言，它的主保護(hù)可以采用最常見的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。變壓器差動(dòng)保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動(dòng)，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為三組電流互感器

33、所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障?？紤]到與發(fā)電機(jī)的保護(hù)配合，所以采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，不考慮用電流速斷保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要用來保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，靈敏，經(jīng)濟(jì)；另一方面動(dòng)作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動(dòng)保護(hù)配合使用才能做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，效果更佳。后備保護(hù)首先可以采用復(fù)合低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)中的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不夠高。由于發(fā)電機(jī)-變壓器組中發(fā)電機(jī)采用了定子繞組接地保護(hù)，所以，變壓器不采用零序電流保護(hù)。110kv側(cè)的母線接線可以采用完全電流差

34、動(dòng)保護(hù)，簡單，可靠也經(jīng)濟(jì)。但此設(shè)計(jì)對(duì)母線保護(hù)不進(jìn)行要求，對(duì)于110kv側(cè)的輸電線路，可以直接考慮用距離保護(hù)，因?yàn)樵陔妷旱燃?jí)高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，電流保護(hù)很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，因此這個(gè)距離保護(hù)也選擇得合理，同時(shí)由于它的電壓等級(jí)較高，我們還應(yīng)該考慮給它一個(gè)接地故障保護(hù)，先選擇零序電流保護(hù)，因?yàn)楫?dāng)中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)(又稱大接地電流系統(tǒng))中發(fā)生短路時(shí),將出現(xiàn)很大的零序電流,而在正常運(yùn)行情況下它們是不存在的。因此,利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護(hù),就有顯著的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)電機(jī)則采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，定子繞組接地保護(hù)作為后備保護(hù)。 綜上所述，方案1比較合理，方案1保護(hù)作為設(shè)計(jì)的初始保護(hù)

35、，在后續(xù)章節(jié)對(duì)這些保護(hù)進(jìn)行整定與校驗(yàn)，是否符合設(shè)計(jì)要求。第3章 短路計(jì)算計(jì)算短路電流的目的是為了選擇保護(hù)方式和確定保護(hù)裝置的整定參數(shù)。因此要求計(jì)算得比較準(zhǔn)確。計(jì)算短路電流時(shí)，運(yùn)行方式的確定非常重要，因?yàn)樗P(guān)系到所選定的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理簡單可靠，以及是否能滿足靈敏度的要求等一系列問題。短路電流計(jì)算原則：（1） 忽略發(fā)電機(jī)、變壓器等阻抗參數(shù)的電阻部分，并假定旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序電抗等于正序阻抗。（2） 發(fā)電機(jī)電勢(shì)可以假定均等于 1（標(biāo)幺值）且相位一致。（3） 不考慮短路電流的衰減以及強(qiáng)勵(lì)的作用。（4） 不計(jì)線路電容電流和負(fù)荷電流的影響。（5） 不計(jì)故障的電阻和接地電阻。3.1系統(tǒng)情況3.1.1 #5電力

36、系統(tǒng)圖圖3-1#5電力系統(tǒng)圖3.1.2 系統(tǒng)參數(shù)3號(hào)母線運(yùn)行電壓：121kv；6號(hào)母線運(yùn)行電壓：38.5kv；1、2號(hào)發(fā)電機(jī)：40mv cos=0.8 vn=10.5kv xd=1.0 xd=0.13；3、4號(hào)發(fā)電機(jī)：60mv cos=0.8 vn=10.5kv xd=0.9 xd=0.11；1、2變壓器：sn=45mv.a、vs=10.5%、po=14kw、ps=95kw、io%=1.0；3、4變壓器：sn=25mv.a、vs=10.5%、po=13kw、ps=80kw、io%=1.1；5、6變壓器：sn=80mv.a、vs=10.5%、po=15kw、ps=100kw、io%=1.0；1、

37、3號(hào)線路：ro=0.165、xo=0.409kv、bo=2.82106、l=50km；2、4號(hào)線路：ro=0.165、xo=0.409kv、bo=2.82106、l=50km；1號(hào)集中負(fù)荷：5+j2mw；2號(hào)集中負(fù)荷：20+j9mw；3號(hào)集中負(fù)荷：15+j4mw；4號(hào)集中負(fù)荷：4+j2mw；5號(hào)集中負(fù)荷：20+j10mw；6號(hào)集中負(fù)荷：16+j5mw；3.2 基準(zhǔn)值選擇在電力系統(tǒng)計(jì)算中，廣泛采用標(biāo)幺值。標(biāo)幺制是相對(duì)單位制中的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示。標(biāo)幺值=實(shí)際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）標(biāo)幺值是一個(gè)沒有量綱的數(shù)值。對(duì)于同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選基準(zhǔn)值不同時(shí)，其標(biāo)幺值也

38、不同。所以當(dāng)訴說一個(gè)物理量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)說明其基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒有意義的。采用標(biāo)幺值的目地是為了簡化計(jì)算和便于對(duì)計(jì)算結(jié)果做出分析評(píng)價(jià)，在選擇基準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮盡量實(shí)現(xiàn)這些目的。電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇，在符合電路基本關(guān)系的前提下，原則上可以任意選取。四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式，因此，四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其余兩個(gè)則由其關(guān)系式?jīng)Q定?；鶞?zhǔn)功率：，基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電流：基準(zhǔn)電抗：電壓標(biāo)幺值： 3.3各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算3.3.1各元件等值電抗計(jì)算發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算(1)#1、2發(fā)電機(jī)g1、g2電抗標(biāo)幺值計(jì)算 (2)#3、4發(fā)電機(jī)g3、g4電抗標(biāo)幺值計(jì)算

39、 變壓器等值電抗計(jì)算（1） #1、2變壓器t1、t2等值電抗計(jì)算（2） #3、4變壓器t3、t4等值電抗計(jì)算（3） #5、6變壓器t5、t6等值電抗計(jì)算 線路等值電抗計(jì)算（1） #1、3線路l1、l3等值電抗計(jì)算正序及負(fù)序電抗 零序電抗： （2） #2、4線路l2、l4等值電抗計(jì)算正序及負(fù)序電抗 零序電抗： 所以，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3-2所示：圖3-2 #5號(hào)系統(tǒng)等值電路圖3.3.2 最大負(fù)荷電流計(jì)算（1） #3母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算（折算到110kv）（2） #6母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算（折算到110kv）（3） #7母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算

40、（折算到110kv）（4） #9母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算（折算到110kv）（5） #8母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算（折算到110kv）（6） #10母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算（折算到110kv）3.4短路電流計(jì)算 由于短路電流計(jì)算是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此分別考慮最大運(yùn)行方式（四臺(tái)發(fā)電機(jī)全部投入）時(shí)各線路始末端短路的情況，最小運(yùn)行方式（#1、2發(fā)電機(jī)，#3、4發(fā)電機(jī)各有一臺(tái)投入）時(shí)各線路始末端短路的情況。3.4.1線路1始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電

41、機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.2線路1末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.3線路2始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.4線路2末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路

42、電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.5線路3始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1） 最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2） 最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.6線路3末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.7線路4始端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3

43、、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流3.4.8線路4末端發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流（1）最大運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流（2）最小運(yùn)行方式下#1、2發(fā)電機(jī)提供的短路電流#3、4發(fā)電機(jī)提供的短路電流第4章 保護(hù)配置及整定計(jì)算4.1 變壓器保護(hù)配置4.1.1變壓器配置（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)本次設(shè)計(jì)所采用的變壓器型號(hào)均分別為：sdl-31500/110、sfsl-31500/110、sfl-20000/110、sfl-20000/110。對(duì)于這種大型變壓器而言，它都必需裝設(shè)單獨(dú)的變壓器差動(dòng)保護(hù)，這是因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動(dòng)，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感

44、器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為兩臺(tái)變壓器的主保護(hù)，其接線原理圖如圖5.1所示。正常情況下, 即： （變壓器變比） 所以這時(shí)ir=0，實(shí)際上，由于電流繼電器接線方式，變壓器勵(lì)磁電流，變比誤差等影響導(dǎo)致不平衡電流的產(chǎn)生，故ir不等于0 ，針對(duì)不平衡電流產(chǎn)生的原因不同可以采取相應(yīng)的措施來減小。盡管縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)有很多其它保護(hù)不具備的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)大型變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障

45、時(shí)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)不能動(dòng)作，這時(shí)我們還需對(duì)變壓器裝設(shè)另外一個(gè)主保護(hù)瓦斯保護(hù)。圖4-1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理示意圖（2）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)元件，對(duì)變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動(dòng)作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動(dòng)，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)。瓦斯保護(hù)的工作原理：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器kg的上觸點(diǎn)閉合，作用于預(yù)告信號(hào)；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸

46、點(diǎn)閉合，經(jīng)中間繼電器kc作用于信號(hào)繼電器ks，發(fā)出警報(bào)信號(hào)，同時(shí)斷路器跳閘。瓦斯繼電器的下觸點(diǎn)閉合，也可利用切換片xb切換位置，只給出報(bào)警信號(hào)。瓦斯保護(hù)的整定： 瓦斯保護(hù)有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設(shè)于油箱與油枕之間的連接導(dǎo)管上。其中輕瓦斯按氣體容積進(jìn)行整定，整定范圍為：250300cm3,一般整定在250cm3 。重瓦斯按油流速度進(jìn)行整定，整定范圍為：0.61.5m/s,一般整定在1m/s 。瓦斯保護(hù)原理如圖4-2所示。圖4-2 瓦斯保護(hù)原理示意圖（3）復(fù)合電壓啟動(dòng)的過流保護(hù)由于這種保護(hù)可以獲得比一般過流保護(hù)更高的靈敏性，所以實(shí)踐中它常用來作廠變內(nèi)部及低分支外部相間短路故障的后備保護(hù)，這里我

47、也用來作為變壓器的后備保護(hù)，它是由負(fù)序過電壓元件、低電壓元件、過流元件及時(shí)間元件構(gòu)成，其中負(fù)序過電壓元件與低電壓元件構(gòu)成復(fù)合電壓啟動(dòng)元件，其保護(hù)原理接線圖如圖4-3所示。復(fù)合電壓過流保護(hù)的輸入電流取高壓側(cè)電流,為保證選擇性,復(fù)合電壓啟動(dòng)元件需要配置兩套,輸入電壓分別取自廠變低壓側(cè)兩個(gè)支上的電壓。 保護(hù)采用兩段延時(shí)出口。 以a分支為例: 若發(fā)生相間不對(duì)稱短路故障,”u2”元件啟動(dòng),常閉觸點(diǎn)斷開,使”u”元件短時(shí)啟動(dòng), ”u”元件返回后,因”u”元件返回電壓較高,只要相間殘壓不高于返回電壓, ”u”已經(jīng)動(dòng)作,先按i段延時(shí)”u”元件b1跳開a廠用分支斷路器,若故障不能消除,再按段延時(shí)b2動(dòng)作于解列滅

48、磁。圖4-3 復(fù)合電壓啟動(dòng)的過流保護(hù)原理接線圖4.1.2保護(hù)配置的整定（1）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定 對(duì)于本次設(shè)計(jì)來說，變壓器的主保護(hù)有縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，其中瓦斯保護(hù)一般不需要進(jìn)行整定計(jì)算，所以僅對(duì)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行整定如下：避越變壓器的勵(lì)磁涌流： 其中為可靠系數(shù)，取1.3，而為變壓器的額定電流。避越外部短路時(shí)的最大不平衡電流： =其中ktx為電流互感器同型系數(shù)，型號(hào)相同時(shí)取0.5，型號(hào)不同時(shí)取1，這里為避免以后更換設(shè)備的方便故取1；為非周期分量引起的誤差，取1；建議采用中間值0.05；取0.1； 為變壓器外部最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，由前面的計(jì)算結(jié)果知=995。躲過電流互感器二次回路斷線的最

49、大負(fù)荷電流： 而保護(hù)基本側(cè)的動(dòng)作電流?。?確定差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流和基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)： 差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流： 其中為電流互感器的一次側(cè)額定電流； 為電流互感器的二次額定電流。差動(dòng)線圈匝數(shù)： 實(shí)際整定匝數(shù)選用： 所以繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為： 保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作電流為： 變壓器差動(dòng)保護(hù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表4-1：表4-1變壓器差動(dòng)保護(hù)參數(shù)表變壓器額定電壓/kv110110110110額定電流 ie/a互感器的接線方式ddyy互感器的計(jì)算變比互感器的選擇變比100/5100/5400/5400/5電流互感器二次額定電流58/20=2.958/20=2.9320/80=4320/80=4校驗(yàn)保護(hù)的

50、靈敏系數(shù):當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下,線路l4處開環(huán)運(yùn)行發(fā)生兩相短路時(shí),保護(hù)裝置靈敏系數(shù)最低,即: 顯然靈敏度滿足要求。其中是變壓器差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)短路時(shí)總的最小短路電流有名值(歸算到基本側(cè))。是保護(hù)的接線系數(shù),這里1 。(2) 變壓器的后備保護(hù)的整定復(fù)合電壓啟動(dòng)過流保護(hù),下面對(duì)它進(jìn)行整定與靈敏性校驗(yàn):過電流元件動(dòng)作值按躲開廠變額定電流整定,即:對(duì)于b1、b2： 其中krel是可靠系數(shù),一般為1.151.25,這里取1.15, kre是返回系數(shù),這里取0.85最小運(yùn)行方式下,線路開環(huán)運(yùn)行兩相短路時(shí),保護(hù)的靈敏性校驗(yàn):，滿足要求。對(duì)于b3、b4： 最小運(yùn)行方式下, 線路l4開環(huán)運(yùn)行兩相短路時(shí),保護(hù)的靈

51、敏性校驗(yàn):，滿足要求。過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：取可靠系數(shù)krel為1.05,返回系數(shù)kres為0.85,in為保護(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。對(duì)于b1、b2其額定電流為： 所以： 對(duì)于b3、b4,其額定電流為： 所以： 4.2發(fā)電機(jī)保護(hù)配置4.2.1 保護(hù)配置的原理發(fā)電機(jī)定子相間故障由電流縱聯(lián)差動(dòng)作主保護(hù)，發(fā)電機(jī)電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理與極短輸電線電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相同。發(fā)電機(jī)匝間短路故障除橫聯(lián)電流差動(dòng)作為主保護(hù)外，還可以有根據(jù)其他原理的保護(hù)?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)。因此，它應(yīng)能快速而靈敏地切除內(nèi)部所發(fā)生的故障。同時(shí)，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，又應(yīng)保證動(dòng)作的選擇性和工作的可靠性。根據(jù)接線方式和位置的不同又可分為完全縱聯(lián)差動(dòng)和不完全縱聯(lián)差動(dòng)。比率制動(dòng)式完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路故障的主保護(hù)，其原理接線如圖4-5所示。不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也是發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的主保護(hù)，既能反映發(fā)電機(jī)（或發(fā)變組）內(nèi)部各種相間短