35KV電網(wǎng)的微機繼電保護設(shè)計(共70頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上引 言電力系統(tǒng)在運行中，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。最常見同時也是最危險的故障是各種類型的短路，其中包括相間短路和接地短路。此外，還可能發(fā)生輸電線路斷線，旋轉(zhuǎn)電機、變壓器同一相繞組的匝間短路等，以及由上述幾種故障組合而成的復(fù)雜故障。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的繼電保護也突破了傳統(tǒng)的繼電保護形式，出現(xiàn)了以微處理器為核心的微機保護?，F(xiàn)在微機保護的技術(shù)已日趨成熟。本次設(shè)計題目是：35KV電網(wǎng)的微機繼電保護設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容是對35KV電網(wǎng)進(jìn)行常規(guī)繼電保護的配置和整定并進(jìn)行微機保護配置。設(shè)計中的整定原則及原理是通用的，但是，由于繼電保護的形式和原理在不斷

2、更新，因而，整定也有發(fā)展變化。應(yīng)當(dāng)指出，繼電保護整定是一項系統(tǒng)工程，要依據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，運行方式的不同在滿足繼電保護“四性”的前提下采取最佳方案。論文中主要介紹了在35KV線路中微機保護的應(yīng)用及繼電保護的基本原理。內(nèi)容主要包括：線路過流保護、距離保護的配置與整定，絕緣監(jiān)視裝置在小接地電流系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及自動重合閘的設(shè)計。本次設(shè)計由楊炳元老師擔(dān)任我們小組的指導(dǎo)教師。設(shè)計過程中，得到了楊炳元老師及電力系其他老師的悉心指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。由于本人所學(xué)理論知識和實踐經(jīng)驗所限，編寫時間倉促，論文中難免有缺點和錯誤，敬請老師批評指正。 第一章 緒 論1.1 繼電保護的概念和內(nèi)容1.1.1 繼電保

3、護的概念當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機，線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障或危及其安全運行的事件時，需要有向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備。實現(xiàn)這種自動化措施、勇于保護電力元件的成套硬件設(shè)備，一般通稱為繼電保護裝置；勇于保護電力系統(tǒng)的，則通稱為電力系統(tǒng)安全裝置。1.1.2 繼電保護的基本內(nèi)容：對被保護對象實現(xiàn)繼電保護，包括軟件和硬件兩部分內(nèi)容：（1）確定被保護對象在正常運行狀態(tài)和擬進(jìn)行保護的異?；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，這些用來進(jìn)行狀態(tài)判別的物理量，稱為故障量或起動

4、量；（2）將反映故障量的一個或多個元件按規(guī)定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行編排，實現(xiàn)狀態(tài)判別，發(fā)出警告信號或斷路器跳閘命令的硬件設(shè)備。 1、故障量。用于繼電保護狀態(tài)判別的故障量，隨被保護對象而異，也隨所處電力系統(tǒng)周圍的條件而異。使用的最為普遍的是工程電氣量。而最基本的是通過電力元件的電流和所在母線的電壓，以及由這些量演繹出來的其它量，如功率、相序量、阻抗、頻率等從而構(gòu)成電流保護、電壓保護、阻抗保護、頻率保護等。例如，對于發(fā)電機，可以實現(xiàn)檢測通過發(fā)電機繞組兩端的電流大小是否相等、相位是否相反，來判定定子繞組是否發(fā)生了短路故障；對于變壓器，也可以用同樣的判據(jù)來實現(xiàn)繞組的短路故障保護，這種方式叫電流差動保護，是 電

5、力元件最基本的一種保護方式；而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中。除電流大小外，還必須配以母線電壓的變化進(jìn)行綜合的判斷，才能實現(xiàn)線路保護，而最為常用的是可以正確地反映故障點到繼電白狐裝置安裝處電氣距離的距離保護。對于主要輸電線路，還借助連接兩側(cè)變電所的通信通道相互傳輸繼電保護信息，來實現(xiàn)對線路的保護。近年來，又開始研究利用故障初始過程暫態(tài)量作為判據(jù)的線路保護。對于電力系統(tǒng)安全自動裝置，簡單的例如以反映母線電壓的頻率絕對值下降或頻率變化為負(fù)來判斷電力系統(tǒng)是否已開始走向頻率崩潰；復(fù)雜的則在一個處所設(shè)立中心站，通過通信通道連續(xù)收集相關(guān)變電所的信息。進(jìn)行綜合判斷，及時向相應(yīng)變電所發(fā)出操作指令，以保證電力系統(tǒng)的安全運行。 2

6、、硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)又叫裝置。硬件結(jié)構(gòu)中，有反映一個或多個故障量而動作的繼電器元件，組成邏輯回路的時間元件和擴展輸出回路數(shù)的中間元件等，在二十世紀(jì)五十年代及以前，它們差不多都是用電磁型的機械元件構(gòu)成，隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，陸續(xù)推廣了利用整流二極管構(gòu)成的整流元件和由半導(dǎo)體分立元件組成的裝置。70年代以后，利用集成電路構(gòu)成的裝置在電力系統(tǒng)繼電保護中得到了廣泛運用。到80年代微型機在安全自動裝置和繼電保護裝置中逐漸應(yīng)用。隨著新技術(shù)、新工藝的采用，繼電保護硬件設(shè)備的可靠性，運行維護方便性也不斷得到提高。目前，是多種硬件結(jié)構(gòu)并存的時代。1.2繼電保護的作用電力系統(tǒng)運行要求安全可靠。但是，電力系統(tǒng)的組成元件

7、數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異運行情況復(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(如雷擊、倒塔、內(nèi)部過電壓或運行人員誤操作等)，電力系統(tǒng)會發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)。最常見、危害最大的故障是各種形式的短路。故障造成的很大的短路電流產(chǎn)生的電弧使設(shè)備損壞。從電源到短路點間流過的短路電流引起的發(fā)熱和電動力將造成在該路徑鈾F故障元件的損壞。靠近故障點的部分地區(qū)電壓大幅度下降，使用戶的正常工作道到破壞或影響產(chǎn)品質(zhì)量。破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩潰。所謂不正常運行狀態(tài)是指系統(tǒng)的正常工作受到干擾，使運行參數(shù)偏離正常值，如一些設(shè)備過負(fù)荷、系統(tǒng)頻率或某些地區(qū)電壓異常、系統(tǒng)

8、振蕩等。故障和不正常運行情況常常是難以避免的，但事故卻可以防止。電力系統(tǒng)繼電保護裝置就是裝設(shè)在每一個電氣設(shè)備亡，用來反映它們發(fā)生的故障和不正常運行情況，從而動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種有效的反事故的自動裝置。它的基本任務(wù)是：自動、有選擇性、快速地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件損壞程度盡可能降低，并保證該系統(tǒng)相故障部分迅速恢復(fù)正常運行。反映電氣元件的；正常運行狀態(tài)，并依據(jù)運行維護的具體條件和設(shè)備的承受能力，發(fā)出信號、減負(fù)荷或延時跳閘應(yīng)該指出，要確保電力系統(tǒng)的安全運行除了繼電保護裝置外，還應(yīng)該設(shè)置電力系統(tǒng)安全自動裝置。后者是著眼于事故后和系統(tǒng)不正常運行情況的緊急處理，以防止電力系統(tǒng)大面

9、積停電和保證對重要負(fù)荷連續(xù)供電及恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運行例如自動重合閘、備用電源自動投入、自動切負(fù)荷、快關(guān)汽門、電氣制動、遠(yuǎn)方切機、在技選定的開關(guān)上實現(xiàn)系統(tǒng)解列、過負(fù)荷控制等。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)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復(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行狀態(tài)。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級計算機為中心，用分層控制方式實施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對包括正常運行在內(nèi)的各種運行狀態(tài)實施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電力

10、系統(tǒng)的安全運行。1.3電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。1.3.1選擇性：繼電保護選擇性是指在對系統(tǒng)影響可能最小的處所，實現(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：對于電力元件的繼電保護，當(dāng)電力元件故障時，要求最靠近的故障點的斷路器動作斷開系統(tǒng)供電電源；而對于振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電力系統(tǒng)失去同步運行穩(wěn)定性時，在解列后兩側(cè)系統(tǒng)可以各自安全的同步運行的地點動作于斷路器，將系統(tǒng)一分為二，以終止振蕩，等等 電力元件繼電保護的選擇性，除了決定于繼電保護裝置本身的性能外，還要求滿足：由電源算起，愈靠近故障點的故障

11、，啟動值愈小，動作時間愈短，并在上下級之間有適當(dāng)?shù)脑６取Ｒ哂泻髠浔Ｗo的作用，如果最靠近故障點的斷路器拒動，能由相鄰的電源惻繼電保護動作將故障斷開1.3.2速動性：是指快速地切除故障，以提高電力系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以及小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時，應(yīng)力求保護裝置能迅速動作，切除故障。繼電保護快速動作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運行的穩(wěn)定性。快速切除線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靈敏度：繼電保護靈敏性是指繼電保護對設(shè)計規(guī)定要求動作的故障及異常狀態(tài)能

12、夠可靠地動作的能力。故障時通入裝置的故障量和給定的裝置動作值之比，稱為繼電保護的靈敏系數(shù)。它是考核繼電保護靈敏性的具體指標(biāo)。在一般的繼電保護設(shè)計與運行規(guī)程中，對它都有具體的規(guī)定要求。 繼電保護愈靈敏，愈能可靠地反應(yīng)要求動作的故障或異常狀態(tài)；但同時，也愈易于在非要求動作的其他的情況下產(chǎn)生誤動作，因而與選擇性有矛盾，需要協(xié)調(diào)處理。1.3.4可靠性：是指在保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反應(yīng)的故障時，保護裝置應(yīng)可靠地動作（即不拒動）。而在不屬于該保護動作的其它任何情況下，則不應(yīng)該動作（即不誤動）。可靠性取決于保護裝置本身的設(shè)計、制造、安裝、運行維護等因素。一般來說，保護裝置的組成元件質(zhì)量越好、接

13、線越簡單、回路中繼電器的觸點和接插件數(shù)越少，保護裝置就越可靠。同時，保護裝置的恰當(dāng)?shù)呐渲门c選用、正確地安裝與調(diào)試、良好的運行維護。對于提高保護的可靠性也具有重要的作用。保護的誤動和拒動都會給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，在保護方案的構(gòu)成中，防止保護誤動與防止其拒動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，誤動和拒動的危害程度有所不同，因而提高保護裝置的可靠性的著重點在很多情況下也應(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裝置誤動而給系統(tǒng)造成的影響較小；但保護裝置的拒動給系統(tǒng)在成的危害卻可能很大。此時，應(yīng)著重強調(diào)提高不誤動的可靠性。又

14、如對于大容量發(fā)電機保護，應(yīng)考慮同時提高不拒動的可靠性和不誤動的可靠性。在某些文獻(xiàn)中稱不誤動的可靠性為“安全性”，稱不拒動和不會非選擇動作的可靠性為“可信賴性”。對繼電保護裝置的四項基本要求是分析研究繼電保護的基礎(chǔ)。與此同時，電子計算機特別是微型計算機技術(shù)的發(fā)展，各種微機型繼電保護裝置也應(yīng)運而生，由于微機保護裝置具有一系列獨特的優(yōu)點，這些產(chǎn)品問世后深受用戶青睞電流。.1.4 微機繼電保護1.4.1 微機保護的現(xiàn)狀傳統(tǒng)的繼電保護裝置，調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜的保護. 微機具有高速運算、邏輯判斷和記憶能力，微機保護是通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，具有極大的靈活性，也因而微機保護可以實現(xiàn)很復(fù)雜的保護功能，

15、也可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)保護模式無法實現(xiàn)的新功能。目前，微機保護的平均無故障時間長達(dá)十萬小時以上，這說明了微機保護是十分可靠的。微機保護經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經(jīng)驗，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，大大提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。近年來，計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)及光電子技術(shù)日新月異的進(jìn)步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的新形勢，對微機保護技術(shù)的發(fā)展提出了許多新的課題及挑戰(zhàn)。文章對現(xiàn)代微機保護軟硬件技術(shù)的發(fā)展及設(shè)計進(jìn)行了深入分析和闡述，提出了新的設(shè)計思路和解決問題的新概念新方法。特高壓輸電線和直流輸電在國內(nèi)的建設(shè)、大容量緊湊型輸電技術(shù)的應(yīng)用、

16、FACTS技術(shù)的發(fā)展，變電站自動化技術(shù)的成熟以及集成智能化電力設(shè)備（智能開關(guān)及組合電器）、電子或光電式互感器的投入運行都對微機保護技術(shù)的發(fā)展提出了新的課題，他們對保護運行的可靠性、抗干擾能力、快速性、靈敏性，保護的構(gòu)成方式，保護動作行為的改進(jìn)，保護裝置的高速通信能力以及保護新原理研究等方面提出了更高的要求。在新的硬件和軟件基礎(chǔ)上，這些性能需求能夠得到更好的滿足和實現(xiàn)。微機保護在現(xiàn)場的普遍應(yīng)用已經(jīng)為現(xiàn)場繼電保護人員帶來了無可比擬的優(yōu)越性，不僅保護的正確動作率大大提高，而且由于其調(diào)試的方便性使調(diào)試工作量大為減少，從而縮短了調(diào)試時間。然而，實現(xiàn)裝置內(nèi)部100%的實時狀態(tài)監(jiān)視和自檢，特別是加強對裝置內(nèi)

17、部薄弱部位的監(jiān)視以及實現(xiàn)裝置的全自動化測試，不僅是繼電保護裝置安全穩(wěn)定運行的要求，更是現(xiàn)場繼電保護工作者不斷追求的目標(biāo)。1.4.2 微機繼電保護裝置的特點維護調(diào)試方便：目前國內(nèi)大量使用的整流型或晶體管型繼電保護裝置的調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜保護，例如距離保護，調(diào)試一套常常需要一周，甚至更長的時間。究其原因，這類保護裝置是布線邏輯的，保護的每一種功能都有相應(yīng)的硬件器件和連線來實現(xiàn)。為確認(rèn)保護裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗來校核一遍。微機保護則不同，它的硬件是一臺計算機，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)的。換言之，它是一個只會做幾種單調(diào)的、簡單操作的硬件，配以軟件，把許

18、多簡單操作組合完成各種復(fù)雜功能的。因而只要用幾個簡單的操作就可以 檢驗微機的硬件是否完好?；蛘哒f如果微機硬件有故障，將會立即表現(xiàn)出來，如果硬件完好，對于以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計時一樣（這很容易檢查），就必然會達(dá)到設(shè)計的要求，用不著逐臺作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。實際上如果經(jīng)檢查，程序和設(shè)計時的 完全一樣，就相當(dāng)于布線邏輯的保護裝置的各種功能已被檢查完畢。一般微機保護裝置都具有自檢功能，對硬件各部分和存放在EPROM中的程序不段進(jìn)行自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常會發(fā)出警報。通常只要接上電源后沒有警報，就可確認(rèn)裝置完好。所以對微機保護裝置可以說幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運行維護的工作量。

19、可靠性高：計算機在程序指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現(xiàn)常規(guī)保護很難辦到的自動糾錯，即自動地識別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動作。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。易于獲得附加功能：應(yīng)用微型計算機后，如果配置一個打印機，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。例如保護各部分的動作順序和動作時間記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點的位置。這將有助于運行部門對事故的分析和處理。靈活性大：由于計算機保護的特性主要有軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護的特性和功

20、能。從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運行方式的變化。保護性能得到很好改善：由于計算機的應(yīng)用，使很多原有型式的繼電保護中存在的技術(shù)問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。保護裝置體積縮小：一套微機保護裝置，可以實現(xiàn)多種保護功能，例如一套LFP-901A微機保護裝置有3個獨立的CPU可以實現(xiàn)距離保護、零序保護、自動重合閘等功能。因此在組屏?xí)r，體積要縮小，便于現(xiàn)場的按裝維護。第二章 參數(shù)計算2.1 元件參數(shù)計算的原則2.1.1標(biāo)幺值參數(shù)計算需要用到標(biāo)幺值或有名值，在實際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣

21、。如發(fā)電機電抗，廠家給出的是以發(fā)電機額定容量和額定電壓為基值的標(biāo)幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標(biāo)幺制中，單個物理量均用標(biāo)幺值來表示，標(biāo)幺值的定義如下：標(biāo)幺值=實際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）顯然，同一個實際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說一個物理量的標(biāo)幺值是，必須同時說明起基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個標(biāo)幺值是沒意義的。當(dāng)選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準(zhǔn)值分別為、和時,相應(yīng)的標(biāo)幺值為: (2-1) (2-2) (2-3) (2-4)使用標(biāo)幺值,首先必須選定基準(zhǔn)值.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

22、。四個物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式。因此，四個基準(zhǔn)值只能任選兩個，其余兩個則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個基準(zhǔn)值，原則上沒有限制；但習(xí)慣上多先選定和。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的, 可得: （2-5） （2-6）和原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計算的內(nèi)容及計算方便來選擇。通常多選為額定電壓或平均額定電壓?？蛇x系統(tǒng)的或某發(fā)電機的總功率；有時也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。2.1.2標(biāo)幺值的歸算 精確的計算法，再標(biāo)幺值歸算中，不僅將各電壓級參數(shù)歸算到基本級，而且還需選取同樣的基準(zhǔn)值來計算標(biāo)幺值。1）將各電壓級參數(shù)的有名值按有名制的精確計算法歸算到基本級，再基本級選取統(tǒng)一的電

23、壓基值和功率基值。2）各電壓級參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各被歸算級歸算，然后救災(zāi)各電壓級用歸算得到的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率計算各元件的標(biāo)幺值。近似計算：標(biāo)幺值計算的近似歸算也是用平均額定電行計算。標(biāo)幺值的近似計算可以就在各電壓級用選定的功率基準(zhǔn)值和各平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)來計算標(biāo)幺值即可。結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)采用精確計算法。選取基準(zhǔn)值：SB =10MVA ,UB=35KV 2.2 元件參數(shù)的具體計算取=10MVA =35KV 為基準(zhǔn) COS= 0.8 = 0.2 = =122.5 =35= 5.73KV =164.96A發(fā)電機參數(shù)：= = 0.2= 1.27

24、 = /= 1.27= 0.39= 0.24= 1.52 = /=1.52= 0.46變壓器參數(shù)：變壓器、： = = = 0.19 = 0.19=23.28 = = 23.28變壓器： = = 0.16 = = 0.16122.5 = 19.6變壓器： = = 0.4 = 0.4122.5 = 49線路參數(shù)：正序：線路 、根據(jù)LGJ-185的計算直徑為19mm ，可求得b = 2.83Y= jbl = j2.8340= j113.2(s)R= 0.1740 = 6.8 X=0.440=16= Z /= 0.056 + j0.131 = 0.14266.98線路：Y= jbl = j2.8356

25、= j158.48(s)R= 0.1756 = 9.52 X= 0.456=22.4= Z /= 0.078 + j0.18 = 0.19966.98線路Y= jbl = j2.8318= j50.94(s)R= 0.1718 = 3.06 X= 0.418 = 7.2= Z /= 0.025+ j0.06 =0.06566.98零序：線路 、R= 0.5140 = 20.4 X=1.440=56= Z /=0.48669.99 線路：R= 0.5156 = 28.56 X= 1.456=78.4= Z /= 0.6869.99線路R= 0.5118 = 9.18 X=1.418 = 25.2

26、= Z /= 0.02269.99第 三 章 輸電線路上CT、PT配置與選擇3.1 CT、PT的作用及選擇3.1.1電流互感器電流互感器的作用：1、電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。2、額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A，這樣可使繼電保護裝置和其它二次回路的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)化。3、保護裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護方便，而且也保證了運行人員的安全。電流互感器二次回路必須有一點接地，否則當(dāng)一，二次擊穿時，造成威脅人身和設(shè)備的安全。電流互感器的選擇和配置1、型號：電流互感器的型號應(yīng)

27、根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。2、 一次電壓： Ug=UnUg-電流互感器安裝處一次回路工作電壓Un-電流互感器的額定電壓3、一次回路電流：I1nIgmaxIgmax電流互感器安裝處一次回路最大電流I1n電流互感器一次側(cè)額定電流。4、準(zhǔn)確等級：用于保護裝置為0.5級，用于儀表可適當(dāng)提高。 5、二次負(fù)荷：S2SnS2-電流互感器二次負(fù)荷Sn-電流互感器額定負(fù)荷輸電線路上CT的選擇：電流互感器的選擇須根據(jù)以下條件選擇：（1）一次回路電壓： （2）一次回路電流： （3）準(zhǔn)確等級：1所以對CT的選擇如下： 由于流過每個斷路器的Igmax 都一樣，所以它們的型號也一樣 Igmax = =1.25 Ig

28、max =1.25103.10=128.88A 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次額定電流為5A 根據(jù)工廠常用電氣設(shè)備手冊選擇型號 LB635 變比為300/5 3.1.2 電壓互感器電壓互感器的作用1、電壓互感器的作用是將一次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，實現(xiàn)了二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。2、電壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測量儀表及繼電器的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。電壓互感器的配置原則：1、型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。2、一次電壓的波動范圍：1.1UnU10.9Un3、二

29、次電壓：100V 4、準(zhǔn)確等級：1電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表.繼電器與自動裝置及設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求來確定。5、二次負(fù)荷：S2Sn根據(jù)上述原則對電壓互感器進(jìn)行選擇因為線路的電壓等級為35KV 型號為JDX735 初級繞組35000/變比為。3.2 變壓器中性點接地原則系統(tǒng)中變壓器中性點是否接地運行的原則是，應(yīng)該盡量保持變電站零序阻抗基本不變，以保持系統(tǒng)中零序電流分布不變，并使零序電流電壓保護有足夠的靈敏度和變壓器不致于產(chǎn)生過電壓危險。1電源端的變電站只有一臺變壓器時，其變壓器的中性點應(yīng)直接接地。2變電站有兩臺變壓器時，應(yīng)只將一臺變壓器中性點直接接地運行，當(dāng)該變壓器

30、停運時，再將另一臺中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地運行。3雙母線運行的變電站有三臺和以上變壓器時，應(yīng)按兩臺變壓器中性點直接接地運行，并把它們分別接在不同的母線上。當(dāng)其中一臺中性點直接接地變壓器停運時，應(yīng)將另一臺中性點不接地變壓器改為直接接地運行。4低電壓側(cè)無電源的變壓器中性點應(yīng)不接地運行，以提高保護的靈敏度和簡化保護接線。5對于其他由于特殊原因不滿足上述規(guī)定者，應(yīng)按特殊情況來處理6選擇接地點時應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點不接地系統(tǒng)根據(jù)上述原則對變壓器的中性點的接地方式進(jìn)行選擇：變壓器 通過消弧線圈接地變壓器 不接地第四章 短路計算4.1 短路的概述短路是電力系統(tǒng)最常見的故

31、障。所謂短路，是指一切不正常的相與相或中性點接地系統(tǒng)中相與地之間的短路。4.1.1 短路的后果短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行會帶來嚴(yán)重后果，主要表現(xiàn)在如下幾方面。(1) 短路故障使短路點附近的某些支路中流過巨大的短路電流（大容量系統(tǒng)中可達(dá)數(shù)萬或數(shù)十萬安培），產(chǎn)生的電動力效應(yīng)可能使電氣設(shè)備變形或損壞。(2) 巨大短路電流的熱效應(yīng)可能燒壞設(shè)備。(3) 短路時短路點的電壓比正常運行時低，如果是三相短路，則短路點的電壓為零。這必然導(dǎo)致整個電網(wǎng)電壓大幅度的下降，可能使部分用戶的供電受到破壞，接在網(wǎng)絡(luò)中的用電設(shè)備不能正常工作。如在用電設(shè)備中占有很大比重的異步電動機，其電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，當(dāng)電壓下降幅

32、度較大時，電動機將停止轉(zhuǎn)動，在離短路點較遠(yuǎn)的電動機，因電壓下降幅度較小而能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，但它的轉(zhuǎn)速將降低，導(dǎo)致產(chǎn)生廢，次產(chǎn)品。此外，由于電壓下降，轉(zhuǎn)速降低，而電動機拖動的機械負(fù)載又未變化，電動機繞組將流過較大的電流，如果短路持續(xù)時間較長，電動機必然過熱，使絕緣迅速老化，縮短電動機的壽命。(4) 影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性在由多個發(fā)電機組成的電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時，由于電壓大幅度下降，發(fā)電機輸出的電磁功率急劇減少，如果由原動機供給的機械功率來不及調(diào)整，發(fā)電機就會加速而失去同步，使系統(tǒng)瓦解而造成大面積停電，這是短路造成的最嚴(yán)重，最危險的后果。(5) 對通信干擾4.2 短路計算的意義4.2.1 短路計算的目

33、的短路故障對電力系統(tǒng)正常運行的影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)備選擇以及系統(tǒng)運行中，都應(yīng)著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后要盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論從設(shè)計，制造，安裝，運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。針對本次設(shè)計，短路電流計算的主要目的是：繼電保護的配置和整定。系統(tǒng)中應(yīng)配置哪些繼電保護以及保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分，并要作多種運行方式的短路計算。電力工程中，

34、計算短路電流的目的還很多，不可能一一列舉，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導(dǎo)線的短路搖擺，計算輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等都需要計算短路電流。綜上所述，對電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行計算和分析是十分重要的。無論是電力系統(tǒng)的設(shè)計，或是運行和管理，各環(huán)節(jié)都免不了對短路故障的分析和計算。4.2.2 計算短路電流的基本程序短路電流計算是電力系統(tǒng)基本計算之一，一般采用標(biāo)幺制進(jìn)行計算。對于已知電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計算的主要步驟如下：（1） 制定等值網(wǎng)絡(luò)并計算各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值。（2） 網(wǎng)絡(luò)簡化。對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)消去電源點與短路點以外的中間節(jié)點，把復(fù)雜網(wǎng)

35、絡(luò)簡化為如下兩種形式之一：（3）一個等值電勢和一個等值電抗的串聯(lián)電路，（4）多個有源支路并聯(lián)的多支星形電路，（5）考慮接在短路點附近的大型電動機對短路電流的影響。（6）計算指定時刻短路點發(fā)生某種短路時的短路電流（含沖擊電流和短路全電流有效值）。（7） 計算網(wǎng)絡(luò)各支路的短路電流。一般情況下三相短路是最嚴(yán)重的短路（某些情況下單相接地短路或兩相接地短路電流可能大于三相短路電流）。因此，絕大多數(shù)情況是用三相短路電流來選擇或校驗電氣設(shè)備。另外，三相短路是對稱短路，它的分析和計算方法是不對稱短路分析和計算的基礎(chǔ)。系統(tǒng)等值圖如下： 圖4-1 系統(tǒng)等值圖4.3 最大運行方式下的短路計算在進(jìn)行計算前做如下假設(shè)：

36、假設(shè)無窮大系統(tǒng)的標(biāo)幺電勢為1，電抗為0假設(shè)電源的標(biāo)幺電勢為1最大運行方式下（即兩臺發(fā)電機投運，平行線路中一條運行）點短路： 圖4-2 大方式下點短路等值圖 + = = 0.29= = I = = = I=1195.3A=A= 1195.3383.69 = 811.61A點短路 圖4-3 大方式下點短路等值圖利用 = 0.023+j0.047上圖可化簡為I= I= 560.86A=A= 560.86180.04 = 380.82A點短路 圖4-4大方式下點短路等值圖=（ + +）= 0.043+j0.131所以上述等值圖可化解為：I= I= 812.59A=A=812.59260.84 = 55

37、1.75A點短路： 圖4-5大方式下點短路等值圖因為 + = j0.29=j0.29+0.056+j0.131+0.078+j0.18=0.134+j0.6=0.6177.41I = = I= 270.53A點短路： 圖4-6 大方式下點短路等值圖因為 + = j0.29=I = =6.26-79.32= I= 1032.65AA= 1032.65486.38 = 546.27A點短路：圖4-7 大方式下點短路等值圖可簡化為：由點短路知 =0.043+j0.131= +=0.043+j0.131+0.025+j0.06+j0.4=0.066+j0.591=0.59483.63I = = I=2

38、77.13A=A= 277.1388.96 = 188.17A點短路：圖4-8 大方式下點短路等值圖= + =0.134+j0.406 = 0.4371.73= =I = = I=1177.81A= 0.3171177.81= 373.37A= 1177.81373.37 = 804.44A4.4 最小運行方式下的短路計算最小運行方式下的短路計算（即發(fā)電機一臺運行，線路雙回運行狀態(tài)）點短路：圖4-9 小方式下點短路等值圖= = 0.028+j0.066= += j0.39+j0.19+0.028+j0.066= 0.028+j0.646 =0.64687.52I= I=1071.91A= 0.

39、2351071.91= 251.90A= 1071.91251.90 = 820.01A= 0.5= 0.5251.90 = 125.95A. 點短路 圖4-10 小方式下點短路等值圖=+ =j0.39+j0.19+0.028+j0.066=0.028+j0.646=0.64687.52=0.0484+j0.147I= I=532.82A= 0.235532.82= 125.21A=532.82125.21 = 407.61A= 0.5= 0.5125.21 = 62.61A 點短路圖4-11 小方式下點短路等值圖=+ =j0.39+j0.19+0.028+j0.066=0.028+j0.64

40、6=0.64687.52=0.15571.81=0.0484+j0.147=+=0.0484+j0.147+0.025+j0.06=0.0734+j0.207=0.2270.48I = = I=750.57A= 0.235750.57= 176.38A=750.57176.38 = 574.19A= 0.5= 0.5176.38 = 88.19A. 點短路：圖4-12 小方式下點短路等值圖=+ =0.028+j0.646=0.64687.52=0.028+j0.646+0.078+j0.18=0.106+j0.826=0.8382.69I = = I=197.95A點短路：圖4-13小方式下點

41、短路等值圖=+=j0.39+j0.19=j0.58=+ =0.078+j0.18+0.028+j0.066=0.106+j0.246=0.2766.69I= =1.46-j5.12=5.32-74.08= I=877.59AA= 0.5 = 0.5610.8 = 305.4A點短路：圖4-14小方式下點短路等值圖參照點短路=（+ ）+=0.0734+j0.207 =0.0734+j0.607=0.6183.11I= 1.64-83.11 = I=270.53A= 0.235270.53= 63.57A=270.5363.57 = 206.96A= 0.5= 0.5206.96 = 103.48

42、A. 點短路：圖4-15小方式下點短路等值圖=+ +=j0.19+0.028+j0.066+0.078+j0.18=0.4576.34=I = = I=750.57A= 0.468750.57 = 351.27A= 0.5= 175.64A 表4-1大方式下各短路點流經(jīng)相關(guān)斷路器的分支電流 (A)斷路器1QF383.69180.04260.84270.53486.3888.96373.372QF00000003QF383.69180.04260.84270.53486.3888.96373.374QF00000005QF811.61380.82551.75270.53486.38188.173

43、73.376QF00812.5900277.130表4-1小方式下各短路點流經(jīng)相關(guān)斷路器的分支電流(A)斷路器1QF125.9562.6188.1998.98305.4103.48175.642QF125.9562.6188.1998.98305.4103.48175.643QF125.9562.6188.1998.98305.4103.48175.644QF125.9562.6188.1998.98305.4103.48175.645QF820.01407.61574.19197.95610.8206.96351.276QF00750.5700270.530第五章 線路保護的配置與整定 本次

44、設(shè)計的內(nèi)容是對35KV線路進(jìn)行微機保護的配置與選型，35KV電網(wǎng)屬于小接地電流系統(tǒng)，所以加裝的保護應(yīng)該針對35KV電網(wǎng)的特殊性進(jìn)行選擇與配置，出于這種考慮，所以我們選擇PSL620C系列數(shù)字式線路保護中的PSL626C作為電網(wǎng)的微機保護。下面我們對該保護進(jìn)行全面的介紹：5.1 PSL620C系列裝置簡介PSL620C系列數(shù)字式線路保護裝置是以距離保護、零序保護和三相一次重合閘為基本配置的成套線路保護裝置，并集成了電壓切換箱和三相操作箱，適用于110KV、66KV或35KV輸配電線路。目前該系列保護裝置有PSL621C、PSL622C、PSL623C、PSL626C四種型號。 本系列裝置基本配置

45、（PSL621C）設(shè)有兩個硬件完全相同的保護CPU模件，其中一個保護CPU完成距離保護功能，另一個保護CPU完成零序保護和三相一次重合閘功能，各CPU插件之間相互獨立。各種保護功能均由軟件實現(xiàn)。保護的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一”設(shè)計原則。5.1.1 裝置的特點：1、個性化：裝置采用大屏幕全漢化液晶顯示器，可顯示158個漢字，顯示信息多。事件和定植全部采用漢字顯示或打印，舍棄了字符表述方式。濾波數(shù)據(jù)波形方式輸出，包括模擬量和重要開關(guān)量，可由突變量或開關(guān)變位啟動。定植以漢字表格方式輸出，控制字可按十六進(jìn)制和按功能兩種方式整定。全漢化WINDOWS界面的調(diào)試和分析軟件PSview，不但能完成人機對話的功能

46、，還能對保護錄波數(shù)據(jù)分析2、大資源：保護功能摸件模件（CPU）的核心為32位微處理器，配以大容量的RAM和FlashRAM。使得本裝置具有極強的數(shù)據(jù)處理能力和存儲能力，可記錄的錄波報告為8-50個，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據(jù)存入FlashRAM中，裝置掉電后可保持。A/D模件采用16位的A/D轉(zhuǎn)換和有源低通濾波，使本裝置具有極高的測量精度。采用CAN網(wǎng)作為內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)信息進(jìn)出流暢，事件可立即上傳。可獨立整定32套定植，供改變運行方式時切換使用。3、高可靠性： 裝置采用背插式箱結(jié)構(gòu)和特殊的屏蔽措施，能通過IEC255-22-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級（4KV10%）快速瞬變干擾實驗，IEC

47、255-22-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級（空間放電15KV，接觸放電8KV）靜電放電實驗，裝置整體具備高可靠性。組屏可不加抗干擾模件。4、開放性 通信接口方式選擇靈活，與變電站自動化系統(tǒng)配合，可實現(xiàn)遠(yuǎn)方定植修改和切換、事件記錄和錄波數(shù)據(jù)上傳、壓板遙控投退和遙測、遙信。5、透明化記錄保護內(nèi)部各元件動作行為和錄波數(shù)據(jù)，記錄各元件動作時內(nèi)部各計算值。記錄保護在一次鼓掌中發(fā)出的所有事件和當(dāng)前運行的定值可將數(shù)據(jù)在PSview軟件上分析保護內(nèi)部各元件動作過程。6、免調(diào)試概念在采樣回路中，選用高精度、高穩(wěn)定的器件。 由于本線路電壓等級為35KV，所以采用PSL626C5.1.2 PSL626C線路保護裝置PSL62

48、6C適用于小電流接地系統(tǒng)，保護功能配置：三段式相間距離、僅在有零序電流才投入的用于保護異地兩點接地的兩段式接地距離、三段式方向過流、低周減載和三相一次重合閘。距離保護、過流保護和低周減載，可以通過壓板控制投退。三相一次重合閘由重合閘方式開關(guān)投退。 裝置啟動元件除了突變量啟動元件外，還配備了一個過電流啟動元件。過電流啟動的動作條件為：max() 且持續(xù)時間大于30ms，為過流段電流定值。 相間距離由相間偏移阻抗元件和正序方向元件組成，接地距離由接地偏移阻抗元件、正序方向元件和零序電抗元件組成。接地距離僅在距離壓板投入、接地距離控制字投入并且零序電流大于0.5倍額定電流時才投入。距離保護不再采用選

49、相元件。距離保護可以由控制字選擇振蕩閉鎖功能是否投入。 過流保護為相過流保護，設(shè)有段、段、段和加速段，各段可獨立整定成帶方向或不帶方向。方向元件采用正序電壓和相電流比相判別。動作范圍：-10度到120度。為消除死區(qū)，過流方向元件帶有記憶功能。電壓閉鎖回路在三個線電壓中的任意一個高于低電壓定值時動作，閉鎖相應(yīng)段過流保護。 三相一次重合閘比PSL621C多一種同期方式，即檢查鄰線有流。裝置有一個發(fā)本線路有電流信號的開出繼電器和一個鄰線有電流的開入端子，用作“檢查鄰線有流”重合閘方式的配合。本線路有電流的判據(jù)：a)最大的相電流大于等于0.4b)最大的相電流小于0.4、大于0.04且不是電容電流本線路

50、無電流的判據(jù)：a)最大的相電流小于等于0.4b)最大的相電流小于0.4、大于0.04且是電容電流盡管該保護中配置了許多種保護對電網(wǎng)進(jìn)行各方面的保護，但出于對本網(wǎng)實際情況的考慮，我們只選擇電流保護和距離保護作為主要的保護。由于35KV電網(wǎng)的零序電流保護沒有具體的整定原則，所以不選擇零序電流保護。下面對這兩個保護逐個進(jìn)行介紹并整定：5.2 線路相間電流保護輸電線路發(fā)生短路故障時，其主要特征是電流增大、電壓降低，利用這兩個特點可以構(gòu)成電流保護和電壓保護。根據(jù)電流整定值選取的原則不同，電流保護可分為無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護和定時限過流保護三種。5.2.1線路相間電流保護整定原則（一）無時

51、限電流速斷保護的整定計算1.動作電流的整定原則根據(jù)電網(wǎng)對繼電保護的要求，可以使電流保護的動作不帶時限，構(gòu)成瞬動保護。為了保證動作的選擇性，采取動作電流按躲過被保護線路外部短路時最大短路電流來整定。這種保護裝置稱為無時限電流速斷保護。保護1的動作電流I可按大于最大運行方式下線路末端短路是流過被保護元件的短路電流來整定，即 I= KIK- 電流保護第I段可靠系數(shù)，當(dāng)采用DL-10型電磁型電流繼電器時，取1.21.3；當(dāng)采用GL-10型感應(yīng)型電流繼電器時，取1.51.6；I系統(tǒng)最大運行方式下，線路末端k2點三相短路時，一次側(cè)暫態(tài)短路電流周期分量有效值，即 按與相鄰變壓器保護配合整定。當(dāng)相鄰元件為變壓器時，可以采取與變壓器保護配合的方式整定以擴大保護范圍。其中：1) 當(dāng)變壓器采用縱聯(lián)保護時 I= KI式中 I- 變壓器低壓側(cè)母線短路時，流過本線路的最大短路電流； K - 可靠系數(shù)，取1.31.42) 當(dāng)變壓器采用無時限電流速斷保護時 I= K式中 - 并列運行變壓器的電流速斷定值； K - 可靠系數(shù)，取1.1同理可得最大運行方式下三相短路時的最大保護范圍為 式中- 最大運行方式下系統(tǒng)等值阻抗要求最小保護范圍不小于本線路全長的15%；最大保護范圍不小于本線路全長