某110kv電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)secret

1、某110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)摘 要：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對(duì)所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定方案中的保護(hù)。設(shè)計(jì)分為八個(gè)章節(jié)，第三、四章是計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，確定運(yùn)行方式；第五章是各種設(shè)備的保護(hù)配置。其中變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析、保護(hù)整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)，主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，兩者結(jié)合做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，后備保護(hù)是復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。母線保護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單可靠。110kV側(cè)的輸電線路采用了距離、保護(hù)，由于它的電壓等級(jí)較高，還考慮了零序電流、保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)主保護(hù)采用了縱差動(dòng)保護(hù)，

2、后備保護(hù)采用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。關(guān)鍵詞：短路電流，整定計(jì)算，靈敏度，繼電保護(hù)，微機(jī)保護(hù)Abstract: This time graduation design of the main contents be the 110 kV electric power system after relay protection of scheme, and according as relay protection scheme principle，To choice of protection carry on complete calculate with the delicate exte

3、nt checkout, to assurance project in of protection.The design is divided into eight chapter, chapter 3 and 4 is calculation system of short circuit electric current, assurance circulate a way; Chapter 5 is protection scheme which is various equipments. Among them transformer protection include prote

4、ction principle analysis, protection complete calculate and delicate extent checkout, central protection is lengthways associated differential protection and gas protection, both combine to attain advantage to with each other repair, spare protection is compound electric voltage start conduct electr

5、icity to flow protection. generatrix line protection include protection principle analysis, adoption complete differential electric current protection, simple credibility. The power line of the 110 kV adopte distance , protection, because of it of the electric voltage grade be higher, also considera

6、tion zero preface electric current , protection.For generator central protection adopte lengthways associated differential protection, spare protection adopte generator stator connect ground protection.Keywords: Short circuit electric current, complete calculation, delicate extent, relay protection,

7、 microcomputer protection目 錄1 前言12 方案比較23 確定運(yùn)行方式43.1 標(biāo)幺值計(jì)算43.2短路電流的計(jì)算53.3 確定運(yùn)行方式194 短路計(jì)算214.1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算214.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算225 繼電保護(hù)的配置245.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí)2452 變壓器的保護(hù)配置265.2.1 變壓器配置265.2.2 保護(hù)配置的整定285.3 母線的保護(hù)配置315.3.1 保護(hù)配置的原理31電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定345.4輸電線路保護(hù)配置35保護(hù)配置的原理35保護(hù)配置的整定385.5發(fā)電機(jī)保護(hù)配置43保護(hù)配置的原理43保護(hù)配置的整

8、定456微機(jī)成套自動(dòng)保護(hù)裝置476.1發(fā)電機(jī)-變壓器組成套自動(dòng)保護(hù)裝置476.2變壓器成套自動(dòng)保護(hù)裝置496.3母線成套自動(dòng)保護(hù)裝置496.4輸電線路成套自動(dòng)保護(hù)裝置507結(jié)論528總結(jié)與體會(huì)539謝辭5510參考文獻(xiàn)56附錄1：外文翻譯571 前言由于電力系統(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)展不斷注入新的活力。未來(lái)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)是向計(jì)算化，網(wǎng)絡(luò)化及保護(hù)，控制，測(cè)量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實(shí)施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實(shí)施低壓配電,供電和用電。發(fā)電-輸電-

9、配電-用電構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。不正常運(yùn)行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài),如:過(guò)負(fù)荷,過(guò)電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，參照電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對(duì)所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)從而來(lái)確定方案中的保護(hù)是否適用來(lái)編寫(xiě)的

10、。設(shè)計(jì)分八大章節(jié)，其中第三、四章是計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，確定運(yùn)行方式；第五章是對(duì)各種設(shè)備保護(hù)的配置，首先是對(duì)保護(hù)的原理進(jìn)行分析,保護(hù)的整定計(jì)算及靈敏性校驗(yàn)。其中對(duì)變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析以及保護(hù)整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)，其中主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來(lái)做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，后備保護(hù)有復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。母線保護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單可靠。110kV輸電線路采用了距離、保護(hù)，同時(shí)由于它的電壓等級(jí)較高，我還考慮了零序電流、保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)主保護(hù)采用了縱差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)采用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。由于編者水平有限，設(shè)計(jì)之中難免有些缺陷或錯(cuò)誤，望批評(píng)指正。2

11、 方案比較 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置?？梢砸罁?jù)繼電保護(hù)配置原理，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣，先選擇兩套初始的保護(hù)方案，通過(guò)論證比較后認(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)。 確定兩個(gè)初始方案如下：方案1：保護(hù)對(duì)象主保護(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?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)母線電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)_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?jiǎn)?dòng)

12、過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)母線電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)_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(jiàn)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來(lái)做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。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?？紤]到與發(fā)電機(jī)的保護(hù)配合，所以我們用縱聯(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

13、要用來(lái)保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡(jiǎn)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?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)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)才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動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單，可靠也經(jīng)濟(jì)。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

14、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(lái)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)，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。3 確定運(yùn)行方式3.1 標(biāo)幺值計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中取=100MVA, ,系統(tǒng)用一個(gè)無(wú)限大功率電流代表，它到母線的電抗標(biāo)幺值。 各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下： 變壓器 變壓器的各

15、繞組短路電壓分別為： 所以，變壓器的電抗值為 變壓器 變壓器 線路 線路 線路 線路 所以，110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.1所示。圖3.1 110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)3.2短路電流的計(jì)算110kV電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)存在三種運(yùn)行情況，即：兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行、一臺(tái)發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行另一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行和兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行；變壓器有兩種運(yùn)行方式，即：一臺(tái)變壓器退出另一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行和兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行。下面分別分析各種情況下系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)移電抗，計(jì)算電抗和短路電流。（一）兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行，變壓器同時(shí)投入運(yùn)行。 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： 將組成的三角形電路化簡(jiǎn)為由組成的星形電路，計(jì)算如下： 系統(tǒng)的等值

16、化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)如圖3.2所示。圖3.2 系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) =0.18所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.3所示。圖3.3 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) =0.21所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.4所示。圖3.4 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) 所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.5所示。圖3.5 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： F點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為為： 化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.6所示。圖3.6 化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)

17、短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： （2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值如。 （3）計(jì)算短路電流有名值。 各點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，各電源的基準(zhǔn)電流分別為： 系統(tǒng)S 發(fā)電機(jī) 查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.1。表3.1 短路電流表短路點(diǎn)時(shí)間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)總電流/kA處短路4 S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.4914.27有名值/kA0.57有名值/kA13.70處短路4 S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.4713.90有名值/kA0.32有名值/kA13.58處短路4 S標(biāo)么值0.57標(biāo)么值2.5214.13有名值/kA0.29有名值/kA13.84（二）發(fā)電機(jī)停運(yùn)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)

18、絡(luò)如圖3.7所示。圖3.7 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： =0.0997 系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)如圖3.8所示。圖3.8 系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) =.178 所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.9所示。圖3.9 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) =0.21所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.10所示。圖3.10 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí) S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： 點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： 化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.11所示。圖3.11 化簡(jiǎn)的

19、等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： （2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。 （3）計(jì)算短路電流有名值。（同上） 查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.2。表3.2 短路電流表短路點(diǎn)時(shí)間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)總電流/kA處短路4 S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.1112.17有名值/kA0.57有名值/kA11.6處短路4 S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.4513.79有名值/kA0.32有名值/kA13.47處短路4 S標(biāo)么值0.54標(biāo)么值4.8326.80有名值/kA0.27有名值/kA26.53（三）線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.12所示。圖3.12 系統(tǒng)的

20、等值網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： =0.54 所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.13所示。圖3.13 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： =0.614所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.14所示。圖3.14 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： 點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： （2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。 （3）計(jì)算短路電流有名值。（

21、同上） 查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.3。表3.3 短路電流表短路點(diǎn)時(shí)間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)總電流/kA處短路4 S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.3931.96有名值/kA0.52有名值/kA31.44處短路4 S標(biāo)么值0.08標(biāo)么值2.4713.63有名值/kA0.04有名值/kA13.59處短路4 S標(biāo)么值2.43標(biāo)么值2.3213.96有名值/kA1.22有名值/kA12.74（四）線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.15所示。圖3.15 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： =0.45 所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.16所示。圖3.1

22、6 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.17所示。圖3.17 等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： （2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。 （3）計(jì)算短路電流有名值。（同上） 查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.4。表3.4 短路電流表短路點(diǎn)時(shí)間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)總電流/kA處短路4 S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42處短路4 S標(biāo)么值0.35標(biāo)么值2.4713

23、.76有名值/kA0.18有名值/kA13.59處短路4 S標(biāo)么值0.38標(biāo)么值2.4713.78有名值/kA0.19有名值/kA13.59（五）線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.18所示。圖3.18 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.19所示。圖3.19 等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： =0.787發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.20所示。圖3.20 等值網(wǎng)絡(luò)如系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.21所示。圖3.21 等值網(wǎng)絡(luò)

24、系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： 發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： （2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）計(jì)算短路電流有名值。（同上） 查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.5。表3.5 短路電流表短路點(diǎn)時(shí)間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)總電流/kA處短路4 S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42處短路4 S標(biāo)么值0.29標(biāo)么值2.4713.73有名值/kA0.15有名值/kA13.59處短路4 S標(biāo)么值0.49標(biāo)么值2.0111.31有名值/kA0.25有名值/kA11.063.3 確定運(yùn)行方式由3.2節(jié)的計(jì)算過(guò)程，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)各短路點(diǎn)短路時(shí)的短路電流如表3.

25、6。表3.6 各短路點(diǎn)短路時(shí)的電流總結(jié)表運(yùn)行方式 處短路時(shí)的短路電流/kA處短路時(shí)的短路電流/kA處短路時(shí)的短路電流/kA兩臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行14.2713.9014.13一臺(tái)變壓器停運(yùn)，另一臺(tái)變壓器單獨(dú)工作12.16713.7926.80線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行31.9613.6313.96線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行13.9313.7613.78線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行13.9213.7311.31綜上所述：系統(tǒng)S側(cè)（處短路時(shí)）的最大運(yùn)行方式為：線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行。最小運(yùn)行方式為：當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)，另一臺(tái)單獨(dú)工作時(shí)。發(fā)電機(jī)-變壓器側(cè)（處短路時(shí)）的最大運(yùn)行方式為：兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)。最小運(yùn)行方式為：線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行。變壓器側(cè)（處短

26、路時(shí)）的最大運(yùn)行方式為：當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)，另一臺(tái)單獨(dú)工作時(shí)。最小運(yùn)行方式為：線路處開(kāi)環(huán)運(yùn)行。4 短路計(jì)算4.1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算 由圖3.17可知，系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.125 系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：由圖3.20可知，系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.135 系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：輸電線路長(zhǎng)為100kM，（輸電線路電阻率為0.4/kM）短路電流為： 同理，根據(jù)已知條件得： 輸電線路短路電流為： 輸電線路短路電流為： 輸電線路短路電流為： 4.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算 （一）各輸電線路在最小運(yùn)行方式下的兩相和三相短路電流 系統(tǒng)電抗

27、=0.135 發(fā)電機(jī)電抗 =0.13各輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為： 同理可得，輸電線路三相短路電流為： 輸電線路三相短路電流為： 輸電線路三相短路電流為：各輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：（二）各輸電線路在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流 輸電線路三相短路電流為： 同理可得，輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：5 繼電保護(hù)的配置5.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí)電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實(shí)施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實(shí)施低壓

28、配電,供電和用電。發(fā)電-輸電-配電-用電構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。不正常運(yùn)行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài),如:過(guò)負(fù)荷,過(guò)電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見(jiàn)且最危險(xiǎn)的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會(huì)產(chǎn)生如下后果:(1)故障點(diǎn)的電弧使故障設(shè)備損壞；(2)比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)生熱效應(yīng)和電動(dòng)力效

29、應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；(3)部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的正常生活；(4)破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)若不及時(shí)正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時(shí)正確處理故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),避免事故發(fā)生,就產(chǎn)生了繼電保護(hù),它是一種重要的反事故措施。繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置,且繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心,它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)的任務(wù)是:(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生

30、故障時(shí),能自動(dòng),迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,避免故障元件繼續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。繼電保護(hù)裝置的基本原理:我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),許多參量比正常時(shí)候都了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來(lái)作為保護(hù)的判據(jù)，構(gòu)成保護(hù)。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點(diǎn)，可構(gòu)成過(guò)電流保護(hù)；利用短路時(shí)母線電壓降低的特點(diǎn)可構(gòu)成低電壓保護(hù)；利用短路時(shí)線路始端測(cè)量阻抗降低可構(gòu)成距離保護(hù)；利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)。除此之外，根據(jù)線路內(nèi)

31、部短路時(shí)，兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動(dòng)原理的保護(hù)。當(dāng)然還可以根據(jù)非電氣量的變化來(lái)構(gòu)成某些保護(hù)，如反應(yīng)變壓器油在故障時(shí)分解產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的氣體保護(hù)。原則上說(shuō)：只要找出正常運(yùn)行與故障時(shí)系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的保護(hù)，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。繼電保護(hù)裝置的組成： 被測(cè)物理量測(cè)量邏輯執(zhí)行跳閘或信號(hào) 整定值測(cè)量元件：其作用是測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否該起動(dòng)。邏輯元件：其作用是根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或

32、它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)，正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量減小停電范圍。速動(dòng)性：是指保護(hù)快速切除故障的性能，故障切除的時(shí)間包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間。靈敏性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來(lái)。

33、可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動(dòng)作的故障，它能可靠動(dòng)作，而在不該動(dòng)作時(shí)，它能可靠不動(dòng)。即不發(fā)生拒絕動(dòng)作也不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。52 變壓器的保護(hù)配置 變壓器配置（一）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

34、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(lái)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5.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理示意圖（二）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)主要用來(lái)保護(hù)

35、變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡(jiǎn)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。(1)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)。(2)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：250

36、300cm3,一般整定在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5.2所示。圖5.2 瓦斯保護(hù)原理示意圖（三）復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)由于這種保護(hù)可以獲得比一般過(guò)流保護(hù)更高的靈敏性，所以實(shí)踐中它常用來(lái)作廠變內(nèi)部及低分支外部相間短路故障的后備保護(hù)，這里我也用來(lái)作為變壓器的后備保護(hù)，它是由負(fù)序過(guò)電壓元件、低電壓元件、過(guò)流元件及時(shí)間元件構(gòu)成，其中負(fù)序過(guò)電壓元件與低電壓元件構(gòu)成復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)元件，其保護(hù)原理接線圖如圖5.3所示。復(fù)合電壓過(guò)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?jiǎn)?dòng)元件需要配置兩套,輸入電壓分別取自廠變低壓

37、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(kāi),使”U<”元件啟動(dòng)； 若發(fā)生三相短路, ”U2>”元件短時(shí)啟動(dòng), ”U<”元件也啟動(dòng),在”U2>”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<”元件仍保持動(dòng)作狀態(tài),這時(shí)廠變高壓側(cè)過(guò)流元件”I>”已經(jīng)動(dòng)作,先按I段延時(shí)”U<”元件t1跳開(kāi)A廠用分支斷路器,若故障不能消除,再按段延時(shí)t2動(dòng)作于解列滅磁。圖5.3 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)流保護(hù)原理接線圖 保護(hù)配置的整定（一）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定 對(duì)于本次設(shè)計(jì)

38、來(lái)說(shuō)，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： (1)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。(2)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。(3)躲過(guò)電流互感器二次回路斷線的最大負(fù)荷電流： 而保護(hù)基本側(cè)的動(dòng)作電流?。?4)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

39、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5-1：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(5) 校驗(yàn)保護(hù)的靈敏系數(shù):當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下,線路處開(kāi)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。

40、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),這里取1 。(二) 變壓器的后備保護(hù)的整定(1)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)流保護(hù),下面對(duì)它進(jìn)行整定與靈敏性校驗(yàn):過(guò)電流元件動(dòng)作值按躲開(kāi)廠變額定電流整定,即:對(duì)于、：其中Krel是可靠系數(shù),一般為1.151.25,這里取1.15,是返回系數(shù),這里取0.85最小運(yùn)行方式下,線路開(kāi)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、：最小運(yùn)行方式下, 線路開(kāi)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。(2)過(guò)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

41、。對(duì)于、其額定電流為： 所以： 對(duì)于、,其額定電流為： 所以： 繼電器選用NSP712系列多功能微機(jī)成套保護(hù)及自動(dòng)裝置。5.3 母線的保護(hù)配置 保護(hù)配置的原理電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點(diǎn),它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件。 母線運(yùn)行是否安全可靠,將直接影響發(fā)電廠,變電站和用戶工作的可靠性,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時(shí),甚至?xí)茐恼麄€(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 引起母線短路故障的主要原因有:由于空氣污潰,導(dǎo)致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡(luò)；母線電壓和電流互感器的故障；運(yùn)行人員的誤操作,如帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)、帶接地線合斷路器。母線故障的類型,主要是單相接

42、地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較,母線故障的幾率雖較小,但造成的后果卻十分嚴(yán)重。因此,必須采取措施來(lái)消除或減少母線故障所造成的后果。由設(shè)計(jì)的已知條件可知,110kV母線均是采用單母線接線,對(duì)于單母線我們可以采用母線完全電流差動(dòng)保護(hù)。母線完全差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖如圖5.4所示,和其它元件的差動(dòng)保護(hù)一樣,也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。在母線的所有連接元件上必須裝設(shè)專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側(cè)的端子互相連接,在外側(cè)的端子也互相連接,差動(dòng)繼電器則接于兩連接線之間,差動(dòng)電流繼電器中流過(guò)的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣,在一次側(cè)

43、電流總和為零時(shí),在理想的情況下,二次側(cè)電流的總和也為零。此圖為母線外部K點(diǎn)短路的電流分布圖,設(shè)電流流進(jìn)母線的方向?yàn)檎较?。圖中線路I,II接于系統(tǒng)電源,而線路III則接于負(fù)載。 (1)在正常和外部故障時(shí)(K點(diǎn)),流入母線與流出母線的一次電流之和為零,即: 而流入繼電器的電流為: 因電流互感器變比nTA相同,在理想情況下流入差動(dòng)繼電器的電流為零,即Ig=0 但實(shí)際上,由于電流互感器的勵(lì)磁特性不完全一致和誤差的存在,在正常運(yùn)行或外部故障時(shí),流入差動(dòng)繼電器的電流為不平衡電流,即: 圖5.4 母線完全電流差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖其中Iunb是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。 (2)母線故障時(shí),所有

44、有電源的線路,都向故障點(diǎn)供給故障電流,即: 其中Ik是故障點(diǎn)的總短路電流,此電流數(shù)值很大,足以使差動(dòng)繼電器動(dòng)作。(二)母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)由設(shè)計(jì)的已知條件可知,110kV側(cè)的母線是采用雙母線帶旁路母線接線,這種接線方式有一個(gè)特點(diǎn)就是它的運(yùn)行方式不是固定不變的,而是有多種運(yùn)行方式。所以雙母線固定連接運(yùn)行的完全差動(dòng)保護(hù)對(duì)它來(lái)說(shuō)缺乏靈活性,為了克服此缺點(diǎn),我采用另一種差動(dòng)保護(hù)母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù),它很適用于雙母線連接元件運(yùn)行方式經(jīng)常改變的母線上。母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)的原理是比較母線聯(lián)絡(luò)斷路器回路的電流與總差動(dòng)電流的相位關(guān)系。該保護(hù)的單相原理接線如圖5.5所示。它的主要元

45、件是起動(dòng)元件KD和選擇元件1KW,2KW 。起動(dòng)元件KD接于所有引出線的總差動(dòng)電流,KW的兩個(gè)繞組分別接入母聯(lián)斷路器回路的電流和總差動(dòng)回路的電流,通過(guò)比較這兩個(gè)回路中電流的相位來(lái)獲得選擇性。在圖5.5(a)所示雙母線接線中,假設(shè)I,II母線并列運(yùn)行,I母線和II母線的連接元件中均有電源線路,規(guī)定母聯(lián)電流I5的正方向?yàn)橛蒊I母線流向I母線,則當(dāng)I母線上的K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí),母聯(lián)電流I5為： 短路電流Ik為： 故,當(dāng)忽略各電源間相角差和各元件阻抗角差時(shí),I5和Ik同相位,如圖5.5(b)所示。II母線上的K2點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí),母聯(lián)電流I5為： 短路電流Ik仍如式(5.21)所示,所以I5與Ik反

46、相位,如圖5.5(c)所示?？梢?jiàn),以圖示I5為正方向時(shí),若I5與Ik同相位,則判別為I母線上發(fā)生了短路故障。在圖5.14(a)接線中,差動(dòng)繼電器KD中的電流為： (a) (b) (c)(a) 原理接線圖; (b), (c) 相量關(guān)系圖5.5 母聯(lián)電流與短路電流相位比較所以電流Ik的相位就是短路電流IK的相位,并且KD動(dòng)作時(shí),即表示I母線或II母線發(fā)生了短路故障。1KW,2KW是故障母線的選擇元件,進(jìn)行I5與Ik的相位比較。當(dāng)與同時(shí)從1KW的兩個(gè)繞組的同極性端流進(jìn)時(shí),1KW處于動(dòng)作狀態(tài),對(duì)2KW處,從同極性端流出,處于不動(dòng)作狀態(tài)；當(dāng)-與同時(shí)從2KW的兩個(gè)繞組的同極性端流進(jìn)時(shí),2KW處于動(dòng)作狀態(tài),

47、對(duì)1KW處, -從同極性端流出,處于不動(dòng)作狀態(tài)。由以上分析可見(jiàn),KD,1KW動(dòng)作時(shí),判別為I母線短路故障；KD,2KW動(dòng)作時(shí),判別為II母線上發(fā)生了短路故障。電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定 （一）差電流起動(dòng)元件整定差電流起動(dòng)元件的動(dòng)作電流滿足兩個(gè)整定條件： （1）按躲開(kāi)母線外部的最大不平衡電流整定，即： 可靠系數(shù)，取1.3。 電流互感器變比誤差，取0.1 非周期分量系數(shù)，一般電流繼電器取1.52。 母線差動(dòng)保護(hù)外部短路時(shí)流過(guò)的最大短路電流。 由于起動(dòng)元件采用BCH2型差動(dòng)繼電器，故取=1，=0.1，=1.3。起動(dòng)電流：二次電流為：BCH2型差動(dòng)匝數(shù)為： 取=3匝，=16A。由于母線保護(hù)用110kV系統(tǒng)

48、中，故BCH2短路線匝為BB。 起動(dòng)元件靈敏度計(jì)算：，滿足要求。 （2）電壓閉鎖元件 三個(gè)相間電壓元件的動(dòng)作電壓按躲開(kāi)正常運(yùn)行的最底電壓整定，由于母線短路時(shí)的電壓閉鎖元件的靈敏度較高，為簡(jiǎn)化計(jì)算可直接取=6065v。 復(fù)合電壓閉鎖元件整定、負(fù)序電壓元件動(dòng)作電壓按經(jīng)驗(yàn)公式：=（0.060.09），零序電壓元件動(dòng)作電壓按經(jīng)驗(yàn)公式=（1520）v。 負(fù)序電壓元件和零序電壓元件的靈敏度應(yīng)高于差電流起動(dòng)元件靈敏度。 零序電壓元件 =6.6 零序電壓元件 =18 ，滿足要求。繼電器選用DSA2391母線差動(dòng)保護(hù)裝置。5.4輸電線路保護(hù)配置保護(hù)配置的原理(一) 距離保護(hù)電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，可靠，經(jīng)濟(jì)，

49、但它的靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，特別是在重負(fù)荷，長(zhǎng)距離，電壓等級(jí)高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采用性能完善的保護(hù)裝置，因而就引入了“距離保護(hù)”。距離保護(hù)是反饋故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離或阻抗，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離或阻抗繼電器，它可根據(jù)其端子所加的電壓和電流側(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)之間的阻抗值，此阻抗稱為阻抗繼電器的測(cè)量阻抗。其主要特點(diǎn)是：短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越近，其測(cè)量阻抗越?。幌喾吹?，短路點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)越遠(yuǎn)，其測(cè)量阻抗越大，動(dòng)作時(shí)間就越長(zhǎng)。這樣就可保證有選擇地切除故障線路，如圖5.6所示，K點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1的測(cè)量阻抗是Zk，保護(hù)2的測(cè)量阻抗是（ZAB+ZK）。由于保護(hù)1距離短路點(diǎn)較近，而保護(hù)2距