山東科技大學繼電保護定值計算課程設計

1、1二、設計（實驗）正文 2某一水電站網絡如圖4所示。 3已知： 4發(fā)電機為水輪立式機組，功率因數為0.8、額定電壓6.3kV 、次暫態(tài)電抗為0.2，負序阻抗為0.24； 5水電站的最大發(fā)電容量為25000kW ，最小發(fā)電容量為5000kW ，正常運行方式發(fā)電容量為25000kW ； 6平行線路L1、L2同時運行為正常運行方式； 7變壓器的短路電壓均為10，接線方式為Yd-11，變比為38.5/6.3kV。 8負荷自起動系數為1.3 ； 9保護動作是限級差t 0.5s ； 10線路正序電抗每公里均為 0.4 ，零序電抗為3倍正序電抗； 1112 13141516171819202122 23試求

2、：（注：由于電壓互感器和電流互感器的變比未知，計算結果均為一次值） 24a. 確定水電站發(fā)電機、變壓器相間短路主保護、后備保護的配置方式； 25根據GTB14285-2006繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)范的規(guī)定，1MW 以上的發(fā)電機，應裝設縱連差動保護（條款4.2.3.3）；1MW 以上的發(fā)電機，宜裝設復合電壓啟動的過電流保護。靈敏度不滿足要求時可增設負序過電流保護（條款4.3.6.2）故對于水電站發(fā)電機，相間短路保護的主保護采用縱聯(lián)差動保護，后備保護應配置低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護。發(fā)電機主保護采用比率制動式縱聯(lián)差動保護，整定計算如下： 26 計

3、算發(fā)電機額定電流27 一次側額定電流(kA U P I GN GN GN 573. 08. 03. 635cos = 確定最小動作電流1 (A 9. 1713. 57A 573. 03. 01. 032. 024. 0m in . =k I I GN set2 取0.3倍額定電流，動作值為114.6A1 制動特性拐點電流(5735. 286573 0. 15. 0( 0. 15. 0(m in . A I I GN res =2 取0.8倍額定電流，動作值為458.4A3 確定制動特性曲線斜率K4 機端保護區(qū)外三相短路時流過發(fā)電機的最大短路電流5 (kA U P X I GN GN d k 8

4、64. 28. 03. 6352. 01cos 31 3max . = 6 差動回路最大不平衡電流(A I K K K I k T st unp unb 4. 28628641. 05. 00. 23m ax . m ax . =圖7 最大動作電流(A I K I unb rel set 3. 3724. 2863. 1m ax . m ax . =8 則107. 04. 45828646. 1143. 372m in. 3m ax . m in . m ax . =-=-=res k set set I I I I K 9 靈敏度校驗10 按發(fā)電機與系統(tǒng)斷開且機端保護區(qū)內兩相短路時的短路電流

5、校核11 流入差動回路的電流(kA U P X X I GN GN k 255. 28. 03. 6524. 02. 0cos 132 =+=+= 12 制動電流A I I k res 11275. 0=13 相應的動作電流(A I I K I I res res set op 1. 1864. 4581127107. 06. 114m in . m in . =-+=-+=14 靈敏系數61. 1861127=op k sen I I K ，滿足要求。 15 差動速斷動作電流(A I I GN i 229257344=16 對于變壓器，相間短路的主保護采用縱聯(lián)差動保護，并配置復合電壓啟動的過

6、電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護作為后備保護。17 b. 確定6QF 斷路器的保護配置方式，計算它們的動作定值、動作時限，并進行靈敏度校驗；18 電流速斷保護定值計算如下：19 系統(tǒng)等值電路的參數標么值，選取 MVA S B 3. 6=，各部分等值參數如下：20 發(fā)電機202. 058. 03. 62. 0 *=G X 變壓器105. 0*=T X 21 輸電線路074. 0373. 6404. 02*=BC X 103. 0373. 6564. 02*=CD X 22 系統(tǒng)等值阻抗圖如下： 2324 無時限電流速斷保護按躲過本線路末端發(fā)生短路時的最大短路電流整定。最大短路電流 25 (A U

7、 S X X X X I B CD BC T G k 5. 335103. 0037. 0052. 0101. 0373. 635. 05. 05. 01*max . =+=+=動作定值(A I K I k rel set 6. 4025. 3352. 1m ax . 6=26 電流速斷保護保護范圍校驗：27 03. 6371326. 04026. 02374. 012122*6. 6min -= -=B set CD S U Z I U z L 28 保護范圍校驗不滿足要求29 因為該保護位于保護的最后一級，且因為系統(tǒng)運行方式變化大，一般的電流保護均無法滿足要求，故采用距離保護。配置距離保護

8、段和段，整定計算如下：30 距離保護段為無時限的速動段，整定阻抗 (=92. 174. 0568. 016z L K Z CD rel set 31 距離保護段按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定32 (=2. 180528. 037395. 095. 095. 02max 2max . min . S U I U Z N L N L CD CD 33 距離保護段整定值(=26. 962. 13. 12. 12. 180min. 6re ss rel L set K K K Z Z CD 34 距離保護段靈敏度校驗5. 13. 44. 05626. 96Z 6=CD set senZ K 35

9、靈敏度滿足要求 36 距離保護段動作時間：s 5. 06=t37 c. 確定平行線路L1、L2的的1QF 、3QF 相間短路主保護和后備保護，計算它們的動作定值、動作時限，并進行靈敏度校驗：38 距離保護段為無時限的速動段，整定阻抗(=6. 134. 04058. 011z L K Z BC rel set39 距離保護II 段40 按照QF6末端短路整定41 (=+=+=03. 28 4. 05685. 04. 040(8. 0 (11I CD BC II rel II set Z z L K Z42 距離保護II 段靈敏度校驗5. 1732. 14. 04003. 28Z 1=BC II

10、set sen Z K 43 滿足要求4445 按照QF7末端短路整定46 (=+=+=7. 17 4. 01885. 04. 040(8. 0 (11I CF BC II rel II set Z z L K Z47 距離保護II 段靈敏度校驗5. 1107. 14. 0407. 17Z 1=BC II set sen Z K 48 不滿足要求49 所以QF1 的距離II 段保護需要和7QF 的距離II 保護配合5051 (=+=+=232. 60 29. 594. 040(8. 0 (11T BC II rel II set Z z L K Z52 距離保護II 段靈敏度校驗5. 14.

11、040232. 60Z 1=BC II set sen Z K53 滿足要求54 距離保護II 段動作時間：s t t t II II 0. 171=+=5556 距離保護段按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定57 (=2. 180528. 037395. 095. 095. 02max 2max . min . S U I U Z N L N L BC BC 58 距離保護段整定值(=26. 962. 13. 12. 12. 180min . 1re ss rel L set K K K Z ZBC 59 距離保護段靈敏度60 近后備校驗5. 164. 04026. 96Z 1 1(=BC s

12、et sen Z K 61 遠后備校驗5. 158. 1 4. 0 40562(26. 96Z K b.max 1 2(=+=+=BCCD set sen Z Z K 62 5. 11. 44. 0 4018(26. 96Z 1 2(=+=+=BC CD set sen Z Z K 63 靈敏度滿足要求64 距離保護段動作時間：s t t t t t III set 0. 2, max 761. =+= 653QF 的整定計算過程和結果與1QF 相同 6667d. 假設平行線路L1、L2兩側配置有三相重合閘，計算三相重合閘裝置的整定值。 68三相重合閘時間s t 1= 6970e. 繼電保護6QF 的接線圖及展開圖。 71 原理圖能展示出保護裝置的全部組成元件及其他們之間的聯(lián)系和動作原理。在原理圖上所有元件都以完整的圖形符號表示，所以能對整套保護裝置的構成和工作原理給出直觀、完整的概念，易于閱讀。三段式距離保護的原理接線圖如圖下所示： 727374757677 第I 段距離保護由電流繼電器KA1、KA2、中間繼電器KM 和信號繼電器KS1組成。第II 段距離保護由電流繼電器KA3、KA4、時間繼電器KT1及信號繼電器KS2組成。第III 段距離保護由電流繼電器KA5