35KV線路繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要點(diǎn)(總22頁(yè))

1、武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)35KV線路繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1. 概述 1.1繼電保護(hù)的基本概念 對(duì)被保護(hù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，包括軟件和硬件兩部分內(nèi)容：（1）確定被保護(hù)對(duì)象在正常運(yùn)行狀態(tài)和擬進(jìn)行保護(hù)的異?；蚬收蠣顟B(tài)下 ，有哪些物理量發(fā)生了可供進(jìn)行狀態(tài)判別的量、質(zhì)或量與質(zhì)的重要變化，這些用來(lái)進(jìn)行狀態(tài)判別的物理量，稱為故障量或起動(dòng)量；（2）將反映故障量的一個(gè)或多個(gè)元件按規(guī)定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行編排，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)判別，發(fā)出警告信號(hào)或斷路器跳閘命令的硬件設(shè)備。1.2繼電保護(hù)的意義和作用 電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。但是，電力系統(tǒng)

2、的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障中最常見(jiàn)，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級(jí)計(jì)算機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對(duì)包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一，所以說(shuō)，繼電保護(hù)對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)有著重大的意義和重要的作用。1.3繼電保護(hù)的基本要求 動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)

3、，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。1.3.1選擇性 繼電保護(hù)選擇性是指在對(duì)系統(tǒng)影響可能最小的處所，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或系統(tǒng)事故的發(fā)展。例如：對(duì)于電力元件的繼電保護(hù)，當(dāng)電力元件故障時(shí)，要求最靠近的故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作斷開(kāi)系統(tǒng)供電電源；而對(duì)于振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電力系統(tǒng)失去同步運(yùn)行穩(wěn)定性時(shí)，在解列后兩側(cè)系統(tǒng)可以各自安全的同步運(yùn)行的地點(diǎn)動(dòng)作于斷路器，將系統(tǒng)一分為二，以終止振蕩，等等。電力元件繼電保護(hù)的選擇性，除了決定于繼電保護(hù)裝置本身的性能外，還要求滿足：由電源算起，愈靠近故障點(diǎn)的故障，啟動(dòng)值愈小，動(dòng)作時(shí)間愈短，并在上下級(jí)之間有適當(dāng)?shù)脑６取Ｒ哂泻髠浔?/p>

4、護(hù)的作用，如果最靠近故障點(diǎn)的斷路器拒動(dòng)，能由相鄰的電源惻繼電保護(hù)動(dòng)作將故障斷開(kāi)。1.3.2速動(dòng)性是指快速地切除故障，以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時(shí)間，以及小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作，切除故障。繼電保護(hù)快速動(dòng)作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動(dòng)重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性?？焖偾谐€路與母線的短路故障，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要手段。1.3.3靈敏性繼電保護(hù)靈敏性是指繼電保護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障及異常狀態(tài)能夠可靠地動(dòng)作的能力。故障時(shí)通入裝置的故障量和給定的裝置動(dòng)作值之比，稱為

5、繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)。它是考核繼電保護(hù)靈敏性的具體指標(biāo)。在一般的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行規(guī)程中，對(duì)它都有具體的規(guī)定要求。繼電保護(hù)愈靈敏，愈能可靠地反應(yīng)要求動(dòng)作的故障或異常狀態(tài)；但同時(shí)，也愈易于在非要求動(dòng)作的其他的情況下產(chǎn)生誤動(dòng)作，因而與選擇性有矛盾，需要協(xié)調(diào)處理。1.3.4可靠性是指在保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反應(yīng)的故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠地動(dòng)作（即不拒動(dòng)）。而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其它任何情況下，則不應(yīng)該動(dòng)作（即不誤動(dòng)）?？煽啃匀Q于保護(hù)裝置本身的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)等因素。一般來(lái)說(shuō)，保護(hù)裝置的組成元件質(zhì)量越好、接線越簡(jiǎn)單、回路中繼電器的觸點(diǎn)和接插件數(shù)越少，保護(hù)裝置就越可靠。同時(shí)，保護(hù)裝

6、置的恰當(dāng)?shù)呐渲门c選用、正確地安裝與調(diào)試、良好的運(yùn)行維護(hù)。對(duì)于提高保護(hù)的可靠性也具有重要的作用。保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，在保護(hù)方案的構(gòu)成中，防止保護(hù)誤動(dòng)與防止其拒動(dòng)的措施常常是互相矛盾的。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷性質(zhì)不同，誤動(dòng)和拒動(dòng)的危害程度有所不同，因而提高保護(hù)裝置的可靠性的著重點(diǎn)在很多情況下也應(yīng)有所不同。例如，系統(tǒng)有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量、各元件之間聯(lián)系十分緊密的情況下，由于某一元件的保護(hù)裝置誤動(dòng)而給系統(tǒng)造成的影響較??；但保護(hù)裝置的拒動(dòng)給系統(tǒng)在成的危害卻可能很大。此時(shí)，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)提高不誤動(dòng)的可靠性。又如對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)保護(hù)，應(yīng)考慮同時(shí)提高不拒動(dòng)的可靠性和不誤動(dòng)的可靠性。2常

7、用的繼電保護(hù)2.1電流保護(hù)： 電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，限時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路全長(zhǎng)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)，因此必須采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為本線路和相鄰下一線路的后備保護(hù)。實(shí)際上，供配電線路并不一定都要裝設(shè)三段式電流保護(hù)。比如，處于電網(wǎng)未端附近的保護(hù)裝置，當(dāng)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5時(shí)，而且沒(méi)有防止導(dǎo)線燒損及保護(hù)配合上的要求的情況下，就可以裝設(shè)電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)，而將過(guò)電流保護(hù)作為主保護(hù)。三段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，并且一般情況下都能較快切除故障。缺點(diǎn)是它的靈敏度受保護(hù)方式和短路類型的影響，此外在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中才有選擇性。故一般適用于35KV

8、以下的電網(wǎng)保護(hù)中。2.2距離保護(hù)：主要優(yōu)點(diǎn)：能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中段距離保護(hù)基本不受運(yùn)行方式的影響，而、段受系統(tǒng)運(yùn)行變化的影響也較電流保護(hù)要小一些，保護(hù)區(qū)域比較穩(wěn)定。主要缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動(dòng)。對(duì)雙側(cè)電源線路，將有全線的3040的第段時(shí)限跳閘，這對(duì)穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不能接受的。阻抗繼電器本身較長(zhǎng)復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此距離保護(hù)裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對(duì)低些距離保護(hù)的接線圖如圖2-1示。圖2-1 距離保護(hù)接線圖2.3縱聯(lián)保護(hù)的優(yōu)

9、缺點(diǎn)：線路縱聯(lián)保護(hù)是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，使兩側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置，是線路的主保護(hù)。它以線路兩側(cè)判別量的特定關(guān)系作為判據(jù)，即兩側(cè)均將判別量借助通道傳送到對(duì)側(cè)，然后，兩側(cè)分別按照對(duì)側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來(lái)判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。 因此，判別量和通道是縱聯(lián)保護(hù)裝置的主要組成部分。 （1） 方向比較式眾聯(lián)保護(hù)是比較線路兩端各自看到的故障方向，以判斷是線路內(nèi)部故障還是外部故障。如果以被保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí)看到的故障方向?yàn)檎较?，則當(dāng)被保護(hù)線路外部故障時(shí)，總有一側(cè)看到的是反方向。其特點(diǎn)是： a) 要求正向判別啟動(dòng)元件對(duì)于線路末端故障有足夠的靈敏度； b) 必須采用雙頻制收發(fā)信機(jī)。 （2） 電流相

10、位差動(dòng)高頻保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩側(cè)工頻電流相位的高頻保護(hù)。當(dāng)兩側(cè)故障電流相位相同時(shí)保護(hù)被閉鎖，兩側(cè)電流相位相反時(shí)保護(hù)動(dòng)作跳閘。其特點(diǎn)是： a) 能反應(yīng)全相狀態(tài)下的各種對(duì)稱和不對(duì)稱故障，裝置比較簡(jiǎn)單； b) 不反應(yīng)系統(tǒng)振蕩。在非全相運(yùn)行狀態(tài)下和單相重合閘過(guò)程中保護(hù)能繼續(xù)運(yùn)行； c) 不受電壓回路斷線的影響； d) 當(dāng)通道或收發(fā)信機(jī)停用時(shí)，整個(gè)保護(hù)要退出運(yùn)行，因此需要配備單獨(dú)的后備保護(hù)。 （3） 高頻閉鎖距離保護(hù)是以線路上裝有方向性的距離保護(hù)裝置作為基本保護(hù)，增加相應(yīng)的發(fā)信與收信設(shè)備，通過(guò)通道構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。其特點(diǎn)是： a) 能足夠靈敏和快速地反應(yīng)各種對(duì)稱與不對(duì)稱故障； b) 仍保持后備保護(hù)的功

11、能； c) 電壓二次回路斷線時(shí)保護(hù)將會(huì)誤動(dòng)，需采取斷線閉鎖措施，使保護(hù)退出運(yùn)行。4. 變壓器繼電保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，靈敏度高，能反應(yīng)變壓器 油箱內(nèi)各種相間短路和匝間短路的匝數(shù)很少時(shí)，故障回路的電流雖很大，可能造成嚴(yán)重過(guò)熱，但引出線外部相電流的變化可能很小，各種反應(yīng)電流量的保護(hù)都難以動(dòng)作，瓦斯保護(hù)對(duì)于切除這類故障有其特殊的優(yōu)越性。缺點(diǎn)：不能反應(yīng)變壓器油箱外部的故障，如套管及引出線故障。因此，變壓器不能用它作為唯一的主保護(hù)。3 保護(hù)整定值計(jì)算根據(jù)題設(shè)的要求：(1). 某35KV終端變電站具有多路進(jìn)出線的雙母線，裝有ZPJH裝置，已知第I線路出現(xiàn)ABI和第II線路出現(xiàn)ABII的有

12、關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下：圖4-1 35KV網(wǎng)路圖(2). 系統(tǒng)容量：最大運(yùn)行方式160MVA，最小運(yùn)行方式為100MVA(3). 線路ABI上最大輸送功率為9MW，自啟動(dòng)系數(shù)kss=1.5(4). 變壓器BII所裝差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限為1s，并假設(shè)它換算至平均額定電壓37KV母線兩側(cè)的電抗XII=28因?yàn)榭紤]到題目已經(jīng)條件和圖形，線路II的參數(shù)沒(méi)給，無(wú)法計(jì)算，變壓器BI的參數(shù)也不齊全，所以整定計(jì)算也是有困難，所以就對(duì)線路ABIC段進(jìn)行整定計(jì)算和設(shè)計(jì)。3.1方案討論根據(jù)圖示的系統(tǒng)，每段線路都最多只有一個(gè)斷路器，或者是沒(méi)有?？紤]到縱聯(lián)保護(hù)是安裝于線路兩側(cè)的保護(hù)裝置對(duì)兩側(cè)的電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作，最后一起切

13、斷的一種保護(hù)，必須在線路的兩端同時(shí)安裝保護(hù)裝置及信號(hào)的收發(fā)裝置的，如圖4-1示縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)框圖。因此，在題給的系統(tǒng)中，無(wú)法采用該繼電保護(hù)方式。所以考慮過(guò)電流保護(hù)和距離保護(hù)。圖 4-2 縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)框圖3.1.1過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算根據(jù)題目已知條件，先計(jì)算電源的最大運(yùn)行方式下的阻抗和最小運(yùn)行方式下的阻抗。根據(jù)公式： （式4-1） （式42）取系統(tǒng)平均電壓U=37KV，可得最大運(yùn)行方式阻抗： (式4-3)最小運(yùn)行方式阻抗： (式4-4)接著算線路I的B點(diǎn)的最大短路電流和最小短路電流：（取單位線路阻抗為0.4）最大短路電流： （式4-5）最小短路電流： （式4-6）電流I段整定值計(jì)算： （式4-7）

14、驗(yàn)證：（式4-8） 所以不符合。經(jīng)過(guò)計(jì)算，電流保護(hù)II段整定計(jì)算后，也是不符合要求的。由此可知，這個(gè)系統(tǒng)采用過(guò)電流保護(hù)不太恰當(dāng)，電流I段和電流II段保護(hù)構(gòu)成的電流主保護(hù)不能有效，可靠的保護(hù)線路，保護(hù)范圍太小，在此不適用。3.1.2距離保護(hù)的整定計(jì)算根據(jù)題目已知條件，計(jì)算距離保護(hù)的整定。（1）距離I整定阻抗 （式4-9）動(dòng)過(guò)時(shí)間（第一段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間）。（2）距離II整定阻抗線路BC的I段整定 （式4-10）整定阻抗： （式4-11）靈敏度校驗(yàn)按本線路末端短路求靈敏度系數(shù)為： 1.25 （式4-12）滿足要求動(dòng)作時(shí)間：（由于BC段距離一段保護(hù)的時(shí)間認(rèn)為，默認(rèn)為0.5s） （

15、式4-13） (3) 距離整定阻抗：按躲開(kāi)最小負(fù)荷阻抗整定，先計(jì)算最大B點(diǎn)負(fù)荷電流, （式4-14） （式4-15）按照公式: （式4-16）取，=1.15，=1.5，于是 （式4-16）靈敏度校驗(yàn)作為本線路近后備保護(hù)靈敏度系數(shù)校驗(yàn)：1.5 （式4-16）滿足要求作為下段線路遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度系數(shù)校驗(yàn)：1.2 （式4-16）滿足要求。動(dòng)作時(shí)間：（根據(jù)題目給的C處的動(dòng)作時(shí)限是1.6s）段保護(hù)的時(shí)間整定是由與之配合的相鄰設(shè)備保護(hù)動(dòng)作延時(shí)的基礎(chǔ)上多出一個(gè)時(shí)間級(jí)差 （式4-16）3.2方案討論經(jīng)過(guò)上面的方案討論，我們可以知道，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)顯然不適合用在本題所示的電力線路中。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的參數(shù)計(jì)算，我們可以

16、發(fā)現(xiàn)，雖然過(guò)電流保護(hù)簡(jiǎn)單，可靠，但是由于其保護(hù)范圍太小，不能滿足系統(tǒng)的要求，所以也不適合采用。距離保護(hù)經(jīng)過(guò)計(jì)算，整定值都滿足要求，且能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求；再加上阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中段距離保護(hù)基本不受運(yùn)行方式的影響，而、段受系統(tǒng)運(yùn)行變化的影響也較電流保護(hù)要小一些，保護(hù)區(qū)域比較穩(wěn)定。 綜上可知，對(duì)于給定的電路系統(tǒng)，采用距離階段式保護(hù)是比較可行的。I段和II段作為線路的主保護(hù)，能夠滿足選擇性，快速性，三段作為線路的后備保護(hù)，可以滿足靈敏性，可靠性。4 保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置規(guī)劃4.1電流互感器與電壓互感器的配

17、置與選擇4.1.1電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：1、絕緣可靠，2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3、足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 線路發(fā)生故障時(shí)的產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)用電流互感器必須承受。二次繞組短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無(wú)損傷的一次，稱額定短時(shí)。二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無(wú)損傷的一次電流峰值，稱額定動(dòng)穩(wěn)定電流。 保護(hù)用電流互感器分為：1、電流互感器，2、差動(dòng)保護(hù)

18、電流互感器，3、接地保護(hù)電流互感器（）。電流互感器的額定一次電壓應(yīng)等于或大于回路的額定一次電壓，絕緣水平應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。電流互感器的額定一次電流應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流或最大工作電流選擇，并應(yīng)能承受該回路的額定連續(xù)熱電流、額定短時(shí)熱電流及動(dòng)穩(wěn)定電流。同時(shí)，額定一次電流的選擇，應(yīng)使得在額定變流比條件下的二次電流在正常運(yùn)行和短路情況下，滿足該回路保護(hù)裝置的整定值選擇性和準(zhǔn)確性要求或滿足計(jì)量及測(cè)量準(zhǔn)確性要求。額定一次電流的標(biāo)準(zhǔn)值為：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75以及它們的十進(jìn)位倍數(shù)或小數(shù)。電流互感器額定二次電流有1A和5A兩類。對(duì)于新建廠和所，各級(jí)電壓的電流互感

19、器額定二次電流宜統(tǒng)一選用1A，以減輕電流互感器二次負(fù)荷，二次電纜截面可減小，節(jié)約投資。如擴(kuò)建原有電流互感器采用5A時(shí)，額定二次電流可選用5A。一個(gè)廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時(shí)采用1A和5A。但同一電壓等級(jí)的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。所以對(duì)電流互感器選擇如下：由于流過(guò)每個(gè)斷路器的都一樣，所以它們的型號(hào)也一樣，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次額定電流為5A的。再根據(jù)前面計(jì)算得知，線路流過(guò)的最大短路電流為，計(jì)算精確變比。因此查電流互感器表型號(hào)規(guī)格可知，在精確度允許的范圍內(nèi)，這里可以選取變比K為10000/5的。4.1.2繼電器型號(hào)查資料可知，繼電器型號(hào)的選擇原則有：1一般原則，為保證

20、繼電器在正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的安全，繼電器應(yīng)按下列條件選擇： 按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、機(jī)械荷載等選擇 按短路條件包括短時(shí)耐受電流、峰值耐受電流、關(guān)合和開(kāi)斷電流等選擇； 按環(huán)境條件包括溫度、濕度、海拔、地震等選擇； 按承受過(guò)電壓能力包括絕緣水平等選擇； 按各類繼電器的不同特點(diǎn)包括開(kāi)關(guān)的操作性能、熔斷器的保護(hù)特性配合、互感器的負(fù)荷及準(zhǔn)確等級(jí)等選擇。2再按正常工作條件選擇：按工作電壓選擇選用的繼電器，其額定電壓應(yīng)符合所在回路的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓，其允許最高工作電壓Umax不應(yīng)小于所在回路的最高運(yùn)行電壓Uy，即Umax Uy 按工作電流選擇繼電器的額定電流In不應(yīng)小于該回路在各種可

21、能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即In Ig。3.按短路穩(wěn)定條件選擇繼電器 短路穩(wěn)定性校驗(yàn)的一般要求 短路電流的熱效應(yīng) 短路穩(wěn)定性校驗(yàn)4.按環(huán)境條件選擇高壓電器 選擇電器的環(huán)境溫度 選擇電器的環(huán)境濕度 高海拔對(duì)繼電器的影響 地震對(duì)繼電器的影響5.繼電器的絕緣水平6.按各類繼電器的不同特點(diǎn)選擇 額定短路開(kāi)斷電流的選擇 額定短路關(guān)合電流的選擇 額定操作順序的選擇 額定失步開(kāi)斷電流的選擇 額定異相接地故障電流、發(fā)展性故障電流及關(guān)于開(kāi)斷電流的選擇 額定近區(qū)故障開(kāi)斷電流的選擇 額定線路充電開(kāi)斷電流、額定電纜充電開(kāi)斷電流、額定電容器組開(kāi)斷電流、額定電容器組關(guān)合涌流、額定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)斷電流、額定空載變壓器開(kāi)

22、斷電流、額定電抗器開(kāi)斷電流等的選擇。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)上述各項(xiàng)開(kāi)斷電流和關(guān)合電流未作規(guī)定，但使用中應(yīng)按制造廠給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)選用。根據(jù)這些原則，選用型號(hào)為L(zhǎng)W2-Z-、a4.6a.0.20.20.4、F8的線路斷路器控制開(kāi)關(guān)。4.1.3電壓互感器電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量

23、來(lái)滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f(shuō)，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是“檢測(cè)元件”。電壓互感器一般按以下原則配置。（1）對(duì)于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式電壓互感器；當(dāng)其出線上有電源，需要重合閘鑒同期或無(wú)壓，需要同期并列時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器。（2）對(duì)于3/2主接線，常常在線路或變壓器側(cè)安裝三相電壓互感器，而在母線上安裝單相互感器以供同期并聯(lián)和重合閘鑒無(wú)壓、鑒同期使用。（3）內(nèi)橋接線的電壓互感器可以安裝在線路側(cè)，也可以安裝在母線上，一般不同時(shí)安裝。安裝地點(diǎn)的不同對(duì)保護(hù)功能有所影響。（4）對(duì)220kV及以下的電壓等級(jí)，

24、電壓互感器一般有兩個(gè)次級(jí)，一組接為星形，一組接為開(kāi)口三角形。在500kV系統(tǒng)中，為了繼電保護(hù)的完全雙重化，一般選用三個(gè)次級(jí)的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開(kāi)口三角形。（5）當(dāng)計(jì)量回路有特殊需要時(shí)，可增加專供計(jì)量的電壓互感器次級(jí)或安裝計(jì)量專用的電壓互感器組。（6)在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線路電壓或同期時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)裝設(shè)兩相式電壓互感器或裝一臺(tái)電壓互感器接線間電壓。在大接地電流系統(tǒng)中，線路有檢查線路電壓或同期要求時(shí)，應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。通過(guò)電流互感器或結(jié)合電容器抽取電壓，盡量不裝設(shè)單獨(dú)的電壓互感器。500kV線路一般都裝設(shè)三只電容式線路電壓互感器，作為保護(hù)、測(cè)量和載波通信公用。根據(jù)上

25、述原則對(duì)電壓互感器進(jìn)行選擇。1、一次電壓：1.5kV110kV2、二次電壓：100V、100/V、100/3V3、電壓范圍：5%170%4、額定電壓 COS=0.8、14.2自動(dòng)重合閘4.2.1自動(dòng)重合閘概述自動(dòng)重合閘廣泛應(yīng)用于架空線和架空線供電線路上的有效反事故措施（輸、供電不能采用）。即當(dāng)線路出現(xiàn)，繼電保護(hù)使斷路器跳閘后，自動(dòng)裝置經(jīng)短時(shí)間間隔后使斷路器重新合上 。大多數(shù)情況下，線路故障（如雷擊、風(fēng)害等）是暫時(shí)性的，斷路器跳閘后線路的絕緣性能（和空氣間隙）能得到恢復(fù)，再次重合能成功，這就提高了供電的可靠性。少數(shù)情況屬永久性故障，自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作后靠繼電保護(hù)動(dòng)作再跳開(kāi)，查明原因，予以排除再送

26、電。一般情況下，線路故障跳閘后重合閘越快，效果越好。由于輸電線路上發(fā)生的故障絕大多數(shù)是暫態(tài)性故障。因此，在線路被斷開(kāi)以后再進(jìn)行一次重合閘,就有可能提高供電的可靠性。當(dāng)然,重新合上斷路器的工作可由運(yùn)行人員手動(dòng)操作進(jìn)行。但因停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),用戶的電動(dòng)機(jī)多數(shù)可能停轉(zhuǎn),效果就不顯著。為此,在電力系統(tǒng)中廣泛地采用自動(dòng)重合閘裝置,當(dāng)斷路器跳閘以后,它能夠自動(dòng)地將斷路器合閘。在線路上裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置以后,由于它不能判別是暫時(shí)性故障還是永久性故障,因此,重合閘后就有可能成功(即恢復(fù)供電),也可能不成功。根據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì),重合閘的成功率(重合閘的成功數(shù)與總動(dòng)作數(shù)之比)在60%90%之間,可見(jiàn)其成功率是相當(dāng)高的4

27、.2.2自動(dòng)重合閘基本要求對(duì)1kV及以上的架空線和電纜與架空線的混合線路，當(dāng)其上有熔斷器時(shí)，就應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘；在用高壓熔斷器保護(hù)的線路上，一般采用自動(dòng)重合熔斷器；此外，在供電給地區(qū)負(fù)荷的電力變壓器上，以及發(fā)電廠和變電所得母線上，必要時(shí)也可以裝設(shè)自動(dòng)重合閘。對(duì)自動(dòng)重合閘的基本要求為：（1）下列情況下,自動(dòng)重合閘裝置不應(yīng)動(dòng)作。1、由值班人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開(kāi)時(shí)。2、手動(dòng)投入斷路器,由于線路上存在故障,隨即由保護(hù)動(dòng)作將其斷開(kāi).因?yàn)樵谶@種情況下,故障大多都是屬于永久性的。它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未能消除或者是保安地線沒(méi)有拆除等原因造成的。因此,即使再重合一次也不可能成功。3、

28、在某些不允許重合的情況下例如,斷路器處于不正常狀態(tài)(如氣壓、液壓降低等)以及變壓器內(nèi)部故障,差動(dòng)或瓦斯保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí),均應(yīng)使閉鎖裝置不進(jìn)行重合閘。（2）當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘后,重合閘都應(yīng)該動(dòng)作,使斷路器重新合閘。（3）自動(dòng)重合閘裝置的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。（4）自動(dòng)重合閘在動(dòng)作以后，一般應(yīng)能自動(dòng)復(fù)位，準(zhǔn)備好下一次再動(dòng)作。但對(duì)110kV及以下電壓的線路，如當(dāng)?shù)赜兄蛋嗳藛T時(shí)，為簡(jiǎn)化重合閘的實(shí)現(xiàn)，也可以采用手動(dòng)復(fù)歸的方式。（5）自動(dòng)重合閘裝置的合閘時(shí)間應(yīng)能整定，并有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作，以便更好地與繼電保護(hù)相配合，加速故障切除。（6）雙側(cè)電源的

29、線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)考慮合閘時(shí)兩側(cè)電源間的同步問(wèn)題，并滿足所提出的要求。4.2.3自動(dòng)重合閘的配置原則一般選擇自動(dòng)重合閘類型可按下述條件進(jìn)行：1、110kV及以下電壓的系統(tǒng)單側(cè)電源線路一般采用三相一次重合閘裝置。2、220kV、110kV及以下雙電源線路用合適方式的三相重合閘能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和運(yùn)行要求時(shí)，可采用三相自動(dòng)重合閘裝置。3、220kV線路采用各種方式三相自動(dòng)重合閘不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和運(yùn)行要求時(shí)，采用綜合重合閘裝置。4、330550kV線路，一般情況下應(yīng)裝設(shè)綜合閘裝置。5、在帶有分支的線路上使用單相重合閘時(shí)，分支線側(cè)是否采用單相重合閘，應(yīng)根據(jù)有無(wú)分支電源，以及電源大小和負(fù)荷大小確定。6、

30、雙電源220kV及以上電壓等級(jí)的單回路聯(lián)絡(luò)線，適合采用單相重合閘；主要的110kV雙電源單回路聯(lián)絡(luò)線，采用單相重合閘對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行效果顯著時(shí)，可采用單相重合閘。根據(jù)自動(dòng)重合閘配置原則，本題給的系統(tǒng)電壓等級(jí)為35KV，所以一般情況采用三相一次重合閘裝置。其原理圖如圖4-1示。圖4-1 三相一次重合閘原理框圖4.2.4自動(dòng)重合閘的時(shí)限整定現(xiàn)在電力系統(tǒng)廣泛使用的重合閘都不區(qū)分故障是瞬時(shí)性的還是永久性的。對(duì)于瞬時(shí)性故障，必須等待故障點(diǎn)的故障消除、絕緣強(qiáng)度恢復(fù)后才有可能重合成功，而這個(gè)時(shí)間與濕度、風(fēng)速的氣候條件有關(guān)。對(duì)于永久性故障，除考慮上述時(shí)間外，還要考慮重合到永久故障后，斷路器內(nèi)部的油壓、氣壓的恢復(fù)

31、以及絕緣介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)等，保證斷路器能夠再次切斷短路電流。按照以上原則確定的最小時(shí)間，稱為最小重合閘時(shí)間，實(shí)際使用的重合閘時(shí)間必須大于這個(gè)時(shí)間，根據(jù)重合閘在系統(tǒng)中所起的作用具體計(jì)算。對(duì)于單側(cè)電源線路的三相重合閘，其主要作用是盡可能縮短電源中斷的時(shí)間，重合閘的動(dòng)作時(shí)限原則上越短越好，應(yīng)按照最小重合閘時(shí)間整定。其重合閘的最小時(shí)間確定原則：（1） 斷路器跳閘后，負(fù)荷電動(dòng)機(jī)向故障點(diǎn)反饋電流的時(shí)間；故障點(diǎn)的電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度需要的時(shí)間；（2） 在斷路器動(dòng)作跳閘熄滅電弧后，其觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及消弧室重新充滿油、氣需要的時(shí)間；同時(shí)期操動(dòng)機(jī)構(gòu)恢復(fù)原狀準(zhǔn)備好再次動(dòng)作需要的時(shí)間。（3） 如果重合閘是利用電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，重合閘的最小時(shí)間為0.3-0.4s根據(jù)以上重合閘時(shí)限整定原則，設(shè)計(jì)時(shí)候，必需考慮和繼電保護(hù)配合才能起作用。前面已經(jīng)算出了距離III段保護(hù)時(shí)間為，再按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算重合閘裝置最小重合閘時(shí)間約為0.4s，所以，最終整定重合閘時(shí)限定為2.5s。5繼電保護(hù)原理圖、展開(kāi)圖和屏面布置圖 5.1