35kv線(xiàn)路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) 1、系統(tǒng)的等值電路圖 1.1 兩臺(tái)變壓器的等值阻抗計(jì)算 電壓百分?jǐn)?shù)的計(jì)算： % 2 Uk(1 3)% Uk(1 2)% Uk(2 3)% 2 17.5 10.5 6.5 % 1 2 Uk(1 2)% Uk(2 3)% U k(1 3)% 1 2 10.5 6.5 17.5 % 1 U k(1 3)% U k(2 3)% U k(1 2)% 1 17.5 6.5 10.5 10.75 0.25 6.75 Uk2 Uk3 Uk1 變壓器的等值阻抗計(jì)算： XT1 Uk1% ? SB 10.75 ?100 0.17 100 STN 100 63 XT 2 Uk2% ? SB 0.25

2、 ?100 0.004 100 STN 100 63 XT 3 Uk3% ? SB 6.75 ? 100 0.11 100 STN 100 63 1.2 系統(tǒng)的等值電路圖 系統(tǒng)的等值電路圖如圖 1-1 所示 : 圖 1-1 系統(tǒng)的等值電路圖 2、線(xiàn)路短路計(jì)算 分別進(jìn)行最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下各條線(xiàn)路發(fā)生對(duì)稱(chēng)三相短路， 單相 接地短路，兩相接地短路和兩相短路。 2.1 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)及計(jì)算公式 經(jīng)過(guò)查手冊(cè)得： LGJ-400型線(xiàn)路 x0 0.396 /km，LGJ-300型線(xiàn)路 x0 0.404 /km，LGJ-150 型線(xiàn)路 x0 0.425 /km，LGJ-120 型線(xiàn)路 x0 0.43

3、5 /km。利 用計(jì)算公式： x x0 ?l 2.2 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)計(jì)算數(shù)值 2.2.1 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)計(jì)算數(shù)值 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)計(jì)算數(shù)值如下表 2.1 所示： 表 2.1 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)計(jì)算數(shù)值 線(xiàn) 路 電壓 L-3 L-4 L-5 L-6 110KV 23.8 20.2 30.3 12.8 2.2.2 各線(xiàn)路阻抗參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算數(shù)值 標(biāo)幺 值 計(jì)算 為： x* x USBB2 計(jì) 算 數(shù)值 如下 表 2.2 所 示：（ 其中 U B 110 1.05 115.5 Kv) 表 2.2 各線(xiàn)路阻抗標(biāo)幺值計(jì)算數(shù)值 線(xiàn) 路 電壓 L-3 L-4 L-5 L-6 110KV 0.18 0.15 0.23

4、 0.10 2.3 三相短路計(jì)算 2.3.1 最大運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算 如圖 2-1 所示發(fā)生 d (3)點(diǎn)短路時(shí) Id 1 ? SB X 1 XL ? 3U B 圖 2-1 發(fā)生 d (3) 點(diǎn)短路時(shí)的電路圖 其中 X 1 X1 / /(X2 1 X3) 2 0.0192 / /(0.288 0.085) 0.0183 ，那么： ： I1 100 2.52 KA Id 3 115.5 d 0.0183 0.18 : 1 100 2.97 KA Id 3 115.5 d 0.0183 0.15 圖 2-2 發(fā)生 d (3) 點(diǎn)短路時(shí)的電路圖 Id 1 100 0.0183 0.23 3 11

5、5.5 2.01KA 100 : Id 0.0183 0.1 3 115.5 4.23KA 1 不考慮主變上的阻抗時(shí) X 1 X2 1 X3 1 2 2 3 1 0.288 0.17 0.373則有： 2 (3) Id 100 1 1.34KA 0.373 3 115.5 2.3.2 最小運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算 如圖 2-2 所示發(fā)生 d (3)點(diǎn)短路時(shí) Id 1 ? SB 。 X 1 XL ? 3U B 。 其中 X 1 X1 /(X2 X3) 0.0192 / /(0.288 0.17) 0.0184 ，則有最小運(yùn)行方 式下各線(xiàn)路短路電流與最大運(yùn)行方式下各線(xiàn)路短路電流近似。 不考慮主變阻抗

6、的 情況下： X1 X 2 X3 0.288 0.17 0.458 Id(3) 1 100 1.09KA 0.458 3 115.5 2. 單相接地短路 零序電網(wǎng)圖如圖所示： 圖 2-3 零序電網(wǎng)圖 臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接 2. .1 最大運(yùn)行方式下正序、負(fù)序、零序電抗的計(jì)算 由于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中兩變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)， 一般只有 地，零序阻抗不變，但正序、負(fù)序阻抗要變，那么： X 1 X 2 X 1 0.373 X 0 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 d1（1） 點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)：短路電流為 31 3If02X1 X03UB B2 0.373 0.047 0.

7、5 1.9KA(其中 115 E 115 1 為發(fā)電機(jī) 110 電壓的標(biāo)幺值） 主變上流過(guò)的電流： 3I0 0.321KA （根據(jù)分流公式計(jì)算） x 1 xL; x0 3x1 各線(xiàn)路的短路電流分別為： （此時(shí)應(yīng)考慮主變的阻抗，故 x1 (x3 x4 )+3x L ; 3I f 0 2x1 x0 3UB ，X 1 0.183) ： x1 0.0183 0.18 0.198 x0 0.047 0.54 0.587 3I f 0 3 100 1.53KA 0.594 3 115 4： x1 0.0183+0.15=0.16 x0 0.047 0.54 0.587 3I f0 3 100 1.27KA

8、 1.162 3 115 5: x1 0.018+0.23=0.248 x0 0.047 0.54 0.587 3I 6: 3I f0 1.724 3 115 x1 0.0183 0.10 0.118 x0 0.047 0.54 0.587 3 100 3 100 f0 0.78 3 115 2. .2 最小運(yùn)行方式下正序、負(fù)序、零序電抗的計(jì)算 d1(1) 點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)： X 1 X 2 X 1 0.458 X 0 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 d1(1) 點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)：短路電流為 3I f 03ESB3 1 0.5 1.6KA f 0

9、2X1 X0 3U B 2 0.458 0.047 主變上流過(guò)的電流： 3I0 0.265KA (根據(jù)分流公式計(jì)算) 最小運(yùn)行方式下線(xiàn)路的短路電流與最大運(yùn)行方式下短路電流近似相等。 2.5 發(fā)生兩相短路時(shí)的短路計(jì)算 2.5.1 最大運(yùn)行方式下正序、負(fù)序、零序電抗的計(jì)算 發(fā)生 d (1.1)短路時(shí) X 1 X 2 X 1 0.373 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 f0 3ESB X1 2X0 3U B 31 0.373 0.047 2 0.5 3.23KA 0.183 ) x4 ); 3I f 0 3I f0 3 100 1.372 3 115 1.1KA

10、 4： x1 0.0183+0.153=0.17 各線(xiàn)路的短路電流分別為： （此時(shí)應(yīng)考慮主變的阻抗，故 x1 x 1 xL; x0 3x1 主變上流過(guò)的電流： 3I0 0.545KA （根據(jù)分流公式計(jì)算） (x3 3ESB ， x1 2x03U B ： x1 0.0183 0.18 0.198 x0 0.047 0.54 0.587 x0 0.047+0.459=0.506 3I f0 3 0.54 100 3 115 1.78KA 5: x1 0.018+0.23=0.248 x0 0.047+0.69=0.737 3I f0 3 100 1.233 3 115 1.22KA 6: x1 0

11、.0183 0.10 0.118 x0 0.047+0.228=0.335 3I f0 3 100 0.563 3 115 2.68KA 2.5.1 最小運(yùn)行方式下正序、負(fù)序、零序電抗的計(jì)算 發(fā)生 d (1.1)短路時(shí) X 1 X 2 X 1 0.458 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 31 SB 3I f 0 3E B 0.5 2.72KA f 0 X1 2X0 3U B 0.458 0.047 2 主變上流過(guò)的電流： 3I0 0.462KA （根據(jù)分流公式計(jì)算） 最小運(yùn)行方式下線(xiàn)路的短路電流與最大運(yùn)行方式下短路電流近似相等。 2.6 發(fā)生兩相短路時(shí)的短

12、路計(jì)算 110kv 線(xiàn)路短路電流值如表 2.3 所示： 表 2.3 110kv 線(xiàn)路短路電流值 短路類(lèi)型 線(xiàn)路運(yùn)行方式 Id(3) (KA) Id(1) (KA) I d(1.1) (KA) 最大運(yùn)行 方式 最小運(yùn)行 方式 最大運(yùn) 行方式 最小運(yùn) 行方式 最大運(yùn)行 方式 最小運(yùn) 行方式 L-3 2.52 2.52 1.53 1.53 1.1 1.1 L-4 2.97 2.97 1.78 1.78 1.27 1.27 L-5 2.01 2.01 1.22 1.22 0.87 0.87 L-6 4.23 4.23 2.68 2.68 1.92 1.92 3、CT、 PT變比的確定 CT一次電流應(yīng)使

13、正常負(fù)荷下儀表指示在刻度的 2/3 以上并有適當(dāng)?shù)倪^(guò)負(fù)荷裕度 主變按 I1 1.5I E 考慮，出線(xiàn)按 I1 1.25IE 考慮。保護(hù)和儀表共用一組時(shí)，只能選 用相同的一次電流，當(dāng)單獨(dú)用于保護(hù)時(shí)對(duì)變壓器差動(dòng)， Y側(cè)應(yīng)增大 3 倍。測(cè)量 用 0.5 級(jí)，保護(hù)用 3 級(jí)，差動(dòng)保護(hù)用 D 級(jí)。 主變變比： CT變比 Ie 3SUe e,I13Ie I1 USee 高壓側(cè)： I 1=63000/110=572.73 (A) 選 600/5 中壓側(cè)： I 1=63000/35=1800( A) 選 2000/5 低壓側(cè)： I 1=63000/10=6300( A) 選 8000/5 PT變比 高壓側(cè)：

14、110/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 中壓側(cè)： 35/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 低壓側(cè)： 10/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 線(xiàn)路 CT變比選擇： I 1.25Pmax如表 3.1 所示： 3 U e cos 表 3.1 線(xiàn)路 CT 變比選擇 電壓線(xiàn) L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 110KV 2000/5 2000/5 2000/5 1000/5 4、線(xiàn)路的整定計(jì)算 41 關(guān)于 110KV線(xiàn)路保護(hù)配置 110KV 線(xiàn)路屬于長(zhǎng)距離重負(fù)荷線(xiàn)路，不適合用電壓，電流保護(hù)，因此采用距 離保護(hù)，由于距離保護(hù)只與故障

15、點(diǎn)距離有關(guān)， 受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較小， 所以能 有效，可靠速動(dòng)保護(hù)線(xiàn)路。 即選取距離保護(hù)與接地距離保護(hù)構(gòu)成的高頻閉鎖距離 保護(hù)做主保護(hù)。 4.2 相間距離及接地距離 段保護(hù)Zop krel Zlt1 0s krel 0.85 段與下級(jí)線(xiàn)路段配合，因下級(jí)線(xiàn)路不明，按滿(mǎn)足靈敏度要求整定。時(shí) 間較配合段保護(hù)大一個(gè) t=0.5 。 Zopk sen ZL ksen 1.3 Zk Z op sen L 1.3ZLt 0.5s 段按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗來(lái)整定，時(shí)間較配合段保護(hù)大一個(gè) t Z 0.9U N Z fhmin I fhmax 0.9 110 ， t t 0.5 t S 3U n U N 為額定電壓

16、（ 相 ） t 為配合段保護(hù)時(shí)間 I fhmax 為線(xiàn)路最大負(fù)荷電流 Zop fh . min krel kre zq krel 為可靠系數(shù)取 1.15 kre 為返回系數(shù)取 1.15kzq為自起動(dòng)系數(shù)取 2 其中、段為經(jīng)切換的方向阻抗 . 段為全阻抗 4.2.1 接地及相間距離保護(hù)的計(jì)算 段保護(hù)： Zop krel ZL krel 0.85計(jì)算數(shù)值如下 ： Zop 0.85 23.8 20.23 4 ： Zop 0.85 20.2 17.17 5 ： Zop 0.85 30.3 25.76 6 ： Zop 0.85 12.8 10.88 將阻抗值轉(zhuǎn)化成二次值 Zop Zop nLH 如表 4

17、.1 所示： nYH 表 4.1 阻抗值轉(zhuǎn)化成二次值 線(xiàn)路 L-3 L-4 L-5 L-6 阻抗（） 7.35 6.24 9.37 3.96 靈敏度校驗(yàn)：（不進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)） 段保護(hù)： Zop ksen ZLksen 1.3 計(jì)算數(shù)值如下： ： Zop op 1.3 23.8 30.94 4 ： Zop op 1.3 20.2 26.26 5 ： Zop 1.3 30.3 39.39 6 ： Zop 1.3 12.8 16.64 整定時(shí)間： t 0.5s 將阻抗值轉(zhuǎn)換為二次值 Zop Zop nLH 如表 4.2 所示： nYH ： Zop ZL 30.94 23.8 1.3 4 Zop 26

18、.26 1.3 ZL20.2 表 4.2 阻抗值轉(zhuǎn)化成二次值 線(xiàn)路 L-3 L-4 L-5 L-6 阻抗（） 11.23 9.55 14.32 6.03 靈敏度校驗(yàn) Zop ksen ： ZL 5 ： Zop ZL 39.39 1.3 30.3 6 ： Zop ZL 16.64 1.3 12.8 以上線(xiàn)路均滿(mǎn)足靈敏度系數(shù)要求范圍。 段保護(hù)： Zop Z fh.min fh .min ， Z fhmin krel kre kzq 0.9UN I fhmax 2 0.9 1102 S/ 3UN ， krel =1.15 kre =1.15 k kzq=2 計(jì)算數(shù)值如下： ： Z fh.min 46.3 1.15 1.15 2 17.5 4 ： Zop