四川大學(xué)繼保課程設(shè)計(jì)完整版

1、35KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)【摘要】本次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)是以35KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行保護(hù)整定。設(shè)計(jì)采用WXB11C型微機(jī)保護(hù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù),介紹了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本要求及原理圖,然后根據(jù)給定35KV電網(wǎng)的接線圖及參數(shù),進(jìn)行短路電流計(jì)算,制定出反應(yīng)其輸電線路上相間短路、接地短路故障的繼電保護(hù)配置方案。通過(guò)對(duì)所配置的繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算和校驗(yàn),論證繼電保護(hù)配置的正確性。并加裝自動(dòng)重合閘裝置,提高供電可靠性。關(guān)鍵詞: 繼電保護(hù)原理圖接地短路短路電流計(jì)算重合閘AbstractThis design is 35KV electric grid protection design (multi-

2、power sources loop, single side power source line protection setting.In this design using WXB-11C microcomputer protection protects the electrical network. First the electrical power system protection elementary knowledge is introduced.then according to the wiring diagram and the parameter of the 35

3、KV electrical network, the short-circuit current is calculated. Protection equipment plan reflecting phase fault and earth fault on the transmission line are determined. Through setting calculation and verification of protection equipped, accuracy of protection equipment is proved. In order to impro

4、ve power supply reliability, reclosing is equipped. The basis of the setting values worked out, the definite value lists of microcomputer protection are completed.Key words: protection; short-circuit current calculation; reclosing目錄前言 (81 緒論 (61.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 (61.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù) (61.3繼電保護(hù)的基本要求 (72 系統(tǒng)中各元件

5、的主要參數(shù)計(jì)算 (82.1標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計(jì)算方法 (82.2、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算 (82.3三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算 (92.4輸電線路參數(shù)的計(jì)算 (93 中性點(diǎn)接地的選擇 (103.135KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中線路的保護(hù) (103.2高頻保護(hù)整定時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 (103.3高頻閉鎖距離保護(hù)的整定計(jì)算 (114 短路電流的計(jì)算 (134.1三相短路電流計(jì)算 (144.2兩相短路電流計(jì)算 (155短路電流計(jì)算說(shuō)明書(shū) (255.1三相短路電流計(jì)算 (255.2兩相短路電流計(jì)算 (275.3繼電保護(hù)整定 (306 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 (326.1零序電流保護(hù)瞬時(shí)段(段的整定計(jì)算 (326.

6、2零序電流保護(hù)(段的整定計(jì)算 (336.3零序電流保護(hù)(段的整定計(jì)算 (336.4零序方向元件靈敏度的校驗(yàn) (34結(jié)論 (42設(shè)計(jì)體會(huì) (39致謝 (41參考文獻(xiàn) (42前言電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的重要課程,主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計(jì)等幾大主要部分。電能是現(xiàn)代設(shè)備中很重要也很方便的能源。發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能,電能經(jīng)過(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并分配到用戶(hù),再通過(guò)各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶(hù)需要的其他形式能量。在輸電的過(guò)程中,電力系統(tǒng)希望線路有較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時(shí),保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作,從而切斷故障

7、點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)的供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到此目的而設(shè)置。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括了電網(wǎng)中元件參數(shù)及負(fù)荷電流計(jì)算、鍛煉電流計(jì)算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計(jì)算及校驗(yàn)等。1 緒論1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)在運(yùn)行中,可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時(shí),可能產(chǎn)生以下后果。(1通過(guò)故障點(diǎn)的短路大電流和所燃起的電弧,使故障元器件損壞或燒壞;(2短路電流通過(guò)非故障元件,由于發(fā)熱和點(diǎn)動(dòng)力的作用,引起元器件損壞和縮短壽命;(3電流系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大減低,破壞用戶(hù)工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量;(4破壞電流系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定

8、性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至瓦解整個(gè)系統(tǒng)。所以電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作用重大,使運(yùn)行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。1.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)要求(1起動(dòng)失靈的保護(hù)為線路、過(guò)電壓和遠(yuǎn)方跳閘、母線、短引線、變壓器(高抗的電氣量保護(hù)。(2斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作原則為:瞬時(shí)分相重跳本斷路器的兩個(gè)跳閘線圈;經(jīng)延時(shí)三相跳相鄰斷路器的兩個(gè)跳閘線圈和相關(guān)斷路器(起動(dòng)兩套遠(yuǎn)方跳閘或母差、變壓器保護(hù),并閉鎖重合閘。(3失靈保護(hù)應(yīng)采用分相和三相起動(dòng)回路,起動(dòng)回路為瞬時(shí)復(fù)歸的保護(hù)出口接點(diǎn)(包括與本斷路器有關(guān)的所有電氣量保護(hù)接點(diǎn)。(4斷路器失靈保護(hù)應(yīng)經(jīng)電流元件控制實(shí)現(xiàn)單相和三相跳閘,判別元件的動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間均不應(yīng)大于20m

9、s。(5重合閘僅裝于與線路相聯(lián)的兩臺(tái)斷路器保護(hù)屏(柜內(nèi),且能方便地整定為一臺(tái)斷路器先重合,另一臺(tái)斷路器待第一臺(tái)斷路器重合成功后再重合。(6斷路器重合閘裝置起動(dòng)后應(yīng)能延時(shí)自動(dòng)復(fù)歸,在此時(shí)間內(nèi)斷路器保護(hù)應(yīng)溝通本斷路器的三跳回路,不應(yīng)增加任何外回路。(7閉鎖重合閘的保護(hù)為變壓器、失靈、母線、遠(yuǎn)方跳閘、高抗、短引線保護(hù)。(8短引線保護(hù)可采用和電流過(guò)流保護(hù)方式,也可采用差動(dòng)電流保護(hù)方式。(9短引線保護(hù)在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)引起諧波分量和直流分量影響下不應(yīng)誤動(dòng)作。(10短引線保護(hù)的線路或變壓器隔離刀閘輔助接點(diǎn)開(kāi)入量不應(yīng)因高壓開(kāi)關(guān)場(chǎng)強(qiáng)電磁干擾而丟失信號(hào)。對(duì)隔離刀閘輔助接點(diǎn)的通斷應(yīng)有監(jiān)視指示。1.3繼電保護(hù)的基本要

10、求對(duì)繼電保護(hù)裝置有哪些基本要求要求是:選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。選擇性:系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置應(yīng)有選擇地切除故障部分,非故障部分繼續(xù)運(yùn)行;快速性“短路時(shí),快速切除故障這樣可以縮小故障范圍,減少短路電流引起的破壞;減少對(duì)用記的影響;提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;靈敏性:指繼電保護(hù)裝置對(duì)保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生的故障和正常運(yùn)行的情況,能夠靈敏的感受和靈敏地作,保護(hù)裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)衡量。可靠性:對(duì)各種故障和不正常的運(yùn)方式,應(yīng)保證可靠動(dòng)作,不誤動(dòng)也不拒動(dòng),即有足夠的可靠。1.4繼電保護(hù)的基本原理 (135KV雙回路接線圖 (235KV雙回路線路的繼電保護(hù)的原理圖 2 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計(jì)算2.1 標(biāo)幺

11、制及標(biāo)幺值計(jì)算方法所謂標(biāo)幺制,就是把各個(gè)物理量均用標(biāo)幺制來(lái)表示的一種相對(duì)單位制2.2、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻RT,電抗XT,電導(dǎo)GT和電納BT ,變壓器的變比K。根據(jù)銘牌上所給的短路損耗PS,短路電壓VS%,空載損耗PO,空載電流IO%。前兩個(gè)數(shù)據(jù)由短路試驗(yàn)得到,用以確定RT和XT;后兩個(gè)數(shù)據(jù)由空載試驗(yàn)得到,用以確定GT和BT。電阻RT:變壓器作短路試驗(yàn)時(shí),將一側(cè)繞組短接,在另一側(cè)繞組施加電壓,使短路繞組的電流達(dá)到額定值.由于此時(shí)外加電壓較小,相應(yīng)的鐵耗也小,可以認(rèn)為短路損耗即等于變壓器通過(guò)額定電流時(shí)原、副方繞組電阻的總損耗.在電力系統(tǒng)計(jì)算中,常用變壓器三

12、相額定容量和額定線電壓進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,則公式為:RT=PSKWVN2KV103/SN2KVA電抗XT: 當(dāng)變壓器通過(guò)額定電流時(shí),在電抗上產(chǎn)生的電壓降的大小,可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示,對(duì)于大容量變壓器,其繞組電阻比電抗小得多,則公式:XT=VS%VN2KV103/100/SNKVA電導(dǎo)GT:變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵芯損耗的.由于空載電流相對(duì)額定電流來(lái)說(shuō)是很小的,繞組中的銅耗也很小,所以近似認(rèn)為變壓器的鐵耗就等于空載損耗,則公式為:GTS=P0KW10-3/VN2KV電納BT: 變壓器的電納代表變壓器的勵(lì)磁功率.變壓器空載電流包含有功分量和無(wú)功分量,與勵(lì)磁功率對(duì)應(yīng)的是無(wú)功分量.由于有功分量很小,無(wú)

13、功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等.BTS=I0%SNKVA10-3/100/VN2KV 變壓比KT: 在三相電力系統(tǒng)計(jì)算中,變壓器的變壓比通常是指兩側(cè)繞組空載線電壓的比值.對(duì)于星形和三角形接法的變壓器,變壓比與原副方繞組匝數(shù)比相等;對(duì)于星三角形接法的變壓器,變壓比為原副方繞組匝數(shù)比的3倍.根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的要求,變壓器不一定工作在主抽頭上,因此,變壓器運(yùn)行中的實(shí)際變比,應(yīng)是工作時(shí)兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載線電壓之比.2.3三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算三繞組變壓器等值電路中的參數(shù)計(jì)算原則與雙繞組變壓器的相同,下面分別確定各參數(shù)的計(jì)算公式.電阻R1,R2,R3:為了確定三個(gè)繞組的等值阻抗,要有三個(gè)方程,

14、為此,需要有三種短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù).三繞組變壓器的短路試驗(yàn)是依次讓一個(gè)繞組開(kāi)路,按雙繞組變壓器來(lái)作.通過(guò)查手冊(cè)可得短路損耗分別為,則有PS1=1/2(PS(1-2+PS(3-1-PS(2-3PS2=1/2(PS(1-2+PS(2-3-PS(3-1PS3=1/2(PS(2-3+PS(3-1-PS(1-2求出各繞組的短路損耗后,便可導(dǎo)出雙繞組變壓器計(jì)算電阻相同形式的算式,即:Ri=PsiKWVN2KV103/SN2KVA電抗X1,X2,X3:和雙繞組變壓器一樣,近似地認(rèn)為電抗上的電壓降就等于短路電壓.在給出短路電壓力后,與電阻的計(jì)算公式相似,各繞組的短路電壓為VS1%=1/2(VS(1-2%+VS(3

15、-1%-VS(2-3%VS2%=1/2(VS(1-2%+VS(2-3%-VS(3-1%VS3%=1/2(VS(2-3%+VS(3-1%-VS(1-2%各繞組的等值電抗為:Xi=Vsi%VN2KV103/100/SNKVA2. 4 輸電線路參數(shù)的計(jì)算輸電線路的參數(shù)有四個(gè):反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失效應(yīng)的電阻;反映載流導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)的電感;反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導(dǎo)線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損失的電導(dǎo);反映帶電導(dǎo)線周?chē)妶?chǎng)效應(yīng)的電容.輸電線路的這些參數(shù)通常可以認(rèn)為是沿全長(zhǎng)均勻分布的,每單位長(zhǎng)度的參數(shù)為r、x、g 及b.當(dāng)線路長(zhǎng)為l(km時(shí),R=rl;X=xl;G=gl

16、;B=bl由于沿絕緣子的泄漏很小,可設(shè)G=0.3 中性點(diǎn)接地的選擇3.1 35KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中線路的保護(hù)目前,我省220KV線路均采用微機(jī)保護(hù),配置兩套不同原理的全線速動(dòng)主保護(hù)及后備保護(hù)。其中一套主保護(hù)為高頻閉鎖相差保護(hù),或高頻閉鎖方向保護(hù),另一套為高頻閉鎖距離保護(hù)。A:兩套保護(hù)都應(yīng)具有全線速動(dòng)并帶有完整的后備保護(hù)。每套保護(hù)均應(yīng)具有獨(dú)立的選相功能。B:兩套主保護(hù)的交流回路,直流電源跳閘回路及信號(hào)傳輸通道彼此獨(dú)立。C:配置兩套后備保護(hù),后備保護(hù)按近后備原則配置。選用相間及接地距離保護(hù),零序電流方向保護(hù)?？膳c主保護(hù)結(jié)合在一套裝置內(nèi)。3.2高頻保護(hù)整定時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)高頻保護(hù)

17、將某種電量(簡(jiǎn)稱(chēng)判別量轉(zhuǎn)換為高頻電波,借助于通道傳給對(duì)側(cè),然后,線路每一側(cè)按照對(duì)側(cè)與本側(cè)判別量之間之間的關(guān)系來(lái)判斷區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。由于選取的判別量不同,判別量的傳送方式和采用通道的情況不同,就出現(xiàn)了各種形式的高頻保護(hù)裝置。高頻保護(hù)是利用線路兩側(cè)的高頻訊號(hào)情況來(lái)決定是否應(yīng)動(dòng)作的,故線路兩側(cè)高頻保護(hù)必須同時(shí)運(yùn)行,不能單側(cè)運(yùn)行。由于線路兩側(cè)高頻保護(hù)相當(dāng)一個(gè)整體,故要求:(1:線路兩側(cè)采用型號(hào)采用相同的保護(hù)裝置。(2:線路兩側(cè)高頻保護(hù)的整定值相同。由于高頻保護(hù)的構(gòu)成方向不同,故必須根據(jù)所采用的保護(hù)方式?jīng)Q定整定方法。目前高頻保護(hù)主要有以下幾種:相差高頻保護(hù)、高頻閉鎖方向、零序電流保護(hù)、高頻閉鎖距離高頻信

18、號(hào)頻率和通道的選擇將對(duì)保護(hù)的動(dòng)作性能帶來(lái)很大的影響,因此在選擇頻率和通道時(shí)必須注意:(1高頻信號(hào)在線路上傳輸過(guò)程中,有能量衰耗,線路愈長(zhǎng),衰耗愈大,選用的頻率愈高,衰耗也愈大。如果高頻信號(hào)的衰耗過(guò)大,將使高頻收訊機(jī)不能正常準(zhǔn)確工作。為此,在線上要使用較低頻率,在短線上要使用較頻率,通常使用頻率為150200KHz 。(2為了消除相鄰線路之間的高頻干擾,相鄰線路高頻保護(hù)的信號(hào)頻率不應(yīng)相同,要有510KHz 左右的差別。(3在電力系統(tǒng)中,載波通訊和高頻保護(hù)都要使用高頻信號(hào),這兩者的頻率不能相同,高頻設(shè)備要單獨(dú)設(shè)置,高頻加工設(shè)備最好分別裝在不同的相別上。為了提高高頻信號(hào)的傳輸效率,在長(zhǎng)線路的高頻保護(hù)

19、中還可考慮采用相相式的高頻通道。3.3高頻閉鎖距離保護(hù)的整定計(jì)算對(duì)輸電線路,按保護(hù)范圍不伸出線路末端整定,即lk Idz Z K Z =式中 k K 可靠系數(shù),一般取0.80.85;lZ 被保護(hù)線路l 的阻抗。第一段的動(dòng)作時(shí)限為繼電器本身的固有時(shí)限,通常取st as 06.01.3(3第段的整定計(jì)算動(dòng)作阻抗通常按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗minfh Z整定。對(duì)全阻抗繼電器zqh k fh dz K K K ZZ min=對(duì)方向阻抗繼電器cos(minfhlm zq h k fh dzK K K ZZ-=上兩式中minfh Z最小負(fù)荷阻抗,maxmin3/95.09.0(=fh e fh IU Z;kK

20、可靠系數(shù),取1.3;h K 繼電器的返回參數(shù),取1.151.25; zqK 負(fù)荷自起動(dòng)參數(shù);取1.52.5eU電網(wǎng)額定相電壓; lm、fh分別為阻抗元件的最靈敏角和負(fù)荷阻抗角。第段保護(hù)的靈敏系數(shù): 作近后備時(shí)5.1=ldz lm Z Z K 作遠(yuǎn)后備時(shí)2.12max+=l fz l dzlm Z KZ Z K 式中maxfz K相鄰線路末端短路時(shí),實(shí)際可能的最大分支系數(shù)。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限tt t xl dz dz +=max (4、繼電器阻抗值:jxYHLH Idzj dz Kn n Z Z =(5、起動(dòng)元件的整定:負(fù)序電流與零序電流元件作為裝置的起動(dòng)元件,與相電流元件輔助起動(dòng)元件配合,起動(dòng)發(fā)信

21、并構(gòu)成振蕩閉鎖回路。 負(fù)序與零序電流元件按以下原則整定:1、本線路末端兩相短路負(fù)序電流元件靈敏度大于42、本線路末端單相或兩相接地短路,負(fù)序零序電流元件靈敏度均大于4 3、距離保護(hù)第段保護(hù)范圍末端兩相短路,負(fù)序電流元件靈敏度大于2 4、距離保護(hù)第段保護(hù)范圍末端單相或兩相接地短路,負(fù)序或零序電流元件靈敏度均大于2,相電流元件的整定為:ffh k dz KI K I max =maxfh I最大負(fù)荷電流k K 可靠系數(shù),取1.21.3fK返回系數(shù),取0.854 短路電流的計(jì)算短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路,是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因有以下幾個(gè)方面:1、

22、元件損壞2、氣象條件惡化3、人為事故4、其它在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有:1、三相短路f (32、兩相短路f (23、兩相接地短路f(1,1。三相短路也稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)短路,系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。其它類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)的路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在各種類(lèi)型的短路中,單相短路占大多數(shù),兩相短路較少,三相短路機(jī)會(huì)最少。從短路計(jì)算方法來(lái)看,一切不對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算在采用對(duì)稱(chēng)分量法后,都?xì)w結(jié)為對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算。短路計(jì)算的目的1選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備為了合理的配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù),必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析.在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中

23、的電流值,還必須知道在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況.有時(shí)還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值1在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí),為了比較各種不同方案的接線圖,確定是否需要采取限制短路電流的措施,都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。1進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算,研究短路對(duì)用戶(hù)工作的影響等,也包含有一部分短路計(jì)算.1在實(shí)際工作中,根據(jù)一定的任務(wù)進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)必須首先確定計(jì)算條件.所謂計(jì)算條件是指短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式,短路的類(lèi)型和發(fā)生地點(diǎn),以及短路發(fā)生后所采取的措施.4.1三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式:兩電站的六臺(tái)機(jī)組全部投入運(yùn)行,中心變電所在地110KV母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為0.225。城關(guān)變電所總負(fù)荷為24

24、0A(35K V側(cè),由金河電站供給110KA、青嶺電站供給130KA。剩余的110 A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。最后化簡(jiǎn)所得的電抗為:X32=0.712;X33=10.791;X34=5.047解:根據(jù)題意解得三相短路電流系統(tǒng):I*j= 1/X*j = 1/0.712 =1.406I(3s.max=IjI*j =7.731青嶺:X*js= X*jSe/Sj = 1.079查表得:I*e=0.98I(3q.max=I ” = I*eSe/1.73Up =0.541金河:X*js= X*jSe/Sj = 0.757查表得:I*e=1.353I(3j.max=I ” = I*eSe/1.73Up =1.

25、115I S=7.731 I q=0.541 I j=1.1154.2兩相短路電流計(jì)算最小運(yùn)行方式:兩電站都只有一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行,中心變電所110KV母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為0.35城關(guān)變電所總負(fù)荷為105A(35KV側(cè),由金河電站供給40A、青嶺電站供給65A。剩余的15A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)?；?jiǎn)電抗圖,得出兩相正負(fù)序電抗圖后,合并得出:X31=0.826;X32=10.804;X33=11.562解:根據(jù)題意解得三相短路電流系統(tǒng):I*j= 1/X*j = 1/1.661 =0.602Is=IjI*j =3.310I(3s.min= 1.73Is=5.733青嶺:X*js= X*jSe/

26、Sj = 1.163查表得:I*e=0.911I ” = I*eSe/1.73Up =0.25I(3q.min=1.73I ” = 0.433金河:X*js= X*jSe/Sj = 0.815查表得:I*e=1.265I ” = I*eSe/1.73Up =0.261I(3j.min=1.73I ” = 0.452I S=5.733 I q=0.433 I j=0.4525 繼電保護(hù)整定(以下電流值的單位為:KA;電壓值的單位為:KV。 根據(jù)下圖對(duì)各保護(hù)進(jìn)行整定: 分別對(duì)單側(cè)電源進(jìn)行保護(hù)的整定:A、對(duì)下面單側(cè)電源進(jìn)行保護(hù)整定: 5.1對(duì)保護(hù)5進(jìn)行整定計(jì)算 解:根據(jù)題意所得:Xs.max=0.8

27、66( Es/I(2d3.min = 23.81Xs.min= Es/I(3d3.max = 16.5Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 20.155Iop5=Krel I(3d4.max=0.9204檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop5-Xs.max=-9.280.15L 故滿(mǎn)足要求;Ksen= I(2d4.min/ Iop5=1.3 (滿(mǎn)足要求故:Iop5= I(2d4.min/ Ksen=0.395 Iop5=0.395top5=top5+t=0.5s top5=0.5sIop5=KrelKss IL.max /Kre=0.367 Iop5=0.

28、367靈敏度校驗(yàn):近后備:Ksen = I(2d4.min/ Iop5=1.4 1.3遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d8.min/ Iop5=6.3 1.2滿(mǎn)足要求top5=top5+t=2s top5=2s5.2保護(hù)3進(jìn)行整定計(jì)算解:根據(jù)題意所得:Iop3=Krel I(3d3.max=1.554Xs.max=0.866( Es/I(2d2.min = 19.723Xs.min= Es/I(3d2.max = 12.777Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 16.75檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop3-Xs.max=-19.5460.15L故不滿(mǎn)足要

29、求;采用瞬時(shí)電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)整定計(jì)算:Lmain = 0.75L = 7.5 km電流元件的動(dòng)作電流:Iop3= Es/( Xs.main+ X1 Lmain=0.940低電壓元件的動(dòng)作電壓:Uop3=1.73Iop3 X1 Lmain=4.884最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū):Lmin = (0.866Es-Xs.min Iop3/ X1 Iop3=-30.78故不滿(mǎn)足要求,所以不設(shè)段;Iop3=Kph Iop5=0.8063檢驗(yàn):Ksen= I(2d3.min/ Iop3=0.8181.5故滿(mǎn)足要求;top3=top5+t=1s top3=1sIop3=KrelKss IL.max /Kre=

30、0.298 Iop3=0.298靈敏度校驗(yàn):近后備:Ksen = I(2d3.min/ Iop3=2.607 1.5遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d4.min/ Iop3=1.725 1.5滿(mǎn)足要求top3=top5+t=2.5s top3=2.5s5.3對(duì)保護(hù)1進(jìn)行整定計(jì)算 Iop1=Krel I(3d2.max=1.128 Iop1=1.128 Xs.max=0.866( Es/I(2d1.min = 8.605Xs.min= Es/I(3d1.max = 6.845Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 7.725檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop1-

31、Xs.max=19.40.15L故滿(mǎn)足要求;Kfz.min=( Id3.min xt+ Id3.min jh / Id3.min xt = 1.28Iop1=Kph Iop3/ Kfz.min =0.373 Iop1=0.373檢驗(yàn):Ksen= I(2d2.min/ Iop1=3.841.5故滿(mǎn)足要求;Iop=KrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop1=0.298 靈敏度校驗(yàn):近后備:Ksen = I(2d2.min/ Iop1=4.812 1.5遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d3.min/ Iop1=2.033 1.5滿(mǎn)足要求top1=top3+t=3s top1=3sB、對(duì)

32、下面單側(cè)電源進(jìn)行保護(hù)整定: 5.4對(duì)保護(hù)2進(jìn)行整定計(jì)算 解:根據(jù)題意所得:Xs.max=0.866( Es/I(2d3.min = 43.28Xs.min= Es/I(3d3.max = 19.44Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 31.36Iop2=Krel I(3d1.max=0.7728檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop2-Xs.max=-48.271.3故不滿(mǎn)足要求;采用瞬時(shí)電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)整定計(jì)算:Lmain = 0.75L = 30 km電流元件的動(dòng)作電流:Iop2= Es/( Xs.main+ X1 Lmain=0.493低電壓元件

33、的動(dòng)作電壓:Uop2=1.73Iop2 X1 Lmain=10.1最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū):Lmin = (0.866Es-Xs.max Iop2/ X1 Iop5=-15.063kmLmin0.15L故不滿(mǎn)足要求,所以不設(shè)段;Ksen= I(2d1.min/ Iop2=1.3 (滿(mǎn)足要求故:Iop2= I(2d1.min/ Ksen=0.249 Iop2=0.249top2=top2+t=0.5s top2=0.5sIop2=KrelKss IL.max /Kre=0.298 靈敏度校驗(yàn):近后備:(取本線路末端Ksen = I(2d1.min/ Iop2=1.08 1.3滿(mǎn)足要求top5=to

34、p5+t=2s top5=2s5.5、對(duì)保護(hù)4進(jìn)行整定計(jì)算 解:根據(jù)題意所得:Xs.max=0.866( Es/I(2d3.min = 79.741Xs.min= Es/I(3d3.max = 53.54Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 66.641Iop4=Krel I(3d2.max=0.4512 檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop4-Xs.max=-24.89350%L故滿(mǎn)足要求;最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū):Lmin = (0.866Es-Xs.mas Iop4/ X1 Iop2=-48.618km 故不滿(mǎn)足要求,所以不設(shè)段;Kfz.min=( I

35、d2.min xt+ Id2.min jh / Id2.min xt = 1.913Iop4=Kph Iop.xl/ Kfz.min =0.494 檢驗(yàn):Ksen= I(2d2.min/ Iop4=0.7921.3故滿(mǎn)足要求;top4=top2+t=0.5s top4=0.5sIop4=KrelKss IL.max /Kre=0.298靈敏度校驗(yàn):近后備:Ksen = I(2d2.min/ Iop4=0.7561.3遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d1.min/ Iop4=0.5691.3遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d1.min/ Iop4=1.141.2故滿(mǎn)足要求top3=top5+t=2.5s

36、 top3=2.5s 5.6對(duì)保護(hù)6進(jìn)行整定計(jì)算Iop6=Krel I(3d3.max=0.4788 Xs.max=0.866( Es/I(2d4.min = 69.03Xs.min= Es/I(3d4.max =43.69Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min = 56.36檢驗(yàn):Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop6-Xs.max =-3.7625故不滿(mǎn)足要求;采用瞬時(shí)電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)整定計(jì)算:Lmain = 0.75L = 22.5 km電流元件的動(dòng)作電流:Iop6= Es/( Xs.main+ X1 Lmain=0.3125 低電壓元件的動(dòng)作電壓:Uop6

37、=1.73Iop6X1 Lmain=4.871最大運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū):Lmax =( Xs.max Uop6/ X1 (Up-Uop6=16.559 km最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)區(qū):Lmin = (0.866Es-Xs.mas Iop6/ X1 Iop6=-24.576故不滿(mǎn)足要求,所以不設(shè)段;與保護(hù)4的段配合:Iop6=Kph Iop4/ Kfz.min =0.158 Iop6=0.158 檢驗(yàn):Ksen= I(2d3.min/ Iop6=1.4681.3故滿(mǎn)足要求;Iop6=KrelKss IL.max /Kre=0.352靈敏度校驗(yàn):近后備:Ksen = I(2d3.min/ Iop6=0.

38、6551.3遠(yuǎn)后備:Ksen = I(2d3.min/ Iop6=1.3=1.3低電壓元件的動(dòng)作電壓:Uop6=Kk Ug.min /Kh=26.061 Uop6=26.061故均滿(mǎn)足要求top6=top4+t=3s top6=3s5短路電流計(jì)算說(shuō)明書(shū)5.1三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式:兩電站的六臺(tái)機(jī)組全部投入運(yùn)行,中心變電所在地110KV母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為0.225。城關(guān)變電所總負(fù)荷為240A(35K V側(cè),由金河電站供給110KA、青嶺電站供給130KA。剩余的110 A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。根據(jù)題意轉(zhuǎn)換出電抗標(biāo)么值: X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X

39、5=0.55X6=0、 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876 X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4 X22=2X23=2.665排除城關(guān)變電所,合并整理其它電抗值得: 整理合并得:X25=3.918X26=1.833 X27=0.275X28=0.175 整理合并得:合并、星-三角等值轉(zhuǎn)換:X29=0.5 等值電抗轉(zhuǎn)換:X30=7.583X31=3.547X32=0.712X33=10.791X34=5.047計(jì)算得出的最大短路電流分別為:IS=7.731 所

40、得數(shù)據(jù)請(qǐng)Iq=0.541 查看計(jì)算書(shū)Ij=1.115 第1頁(yè)5.2兩相短路電流計(jì)算最小運(yùn)行方式:兩電站都只有一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行,中心變電所110KV母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為0.35城關(guān)變電所總負(fù)荷為105A(35KV側(cè),由金河電站供給40A、青嶺電站供給65A。剩余的15A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。兩相短路電流正序電抗化簡(jiǎn):最小運(yùn)行方式下轉(zhuǎn)換的電抗標(biāo)么值: X1=0.35 X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75X20= 4 合并青中線、金中線、中變電抗: X21=0.275

41、X22=0.175X23=5.918X24=6.33整理、合并得: X25=0.625X26=8.178X27=8.751整理、合并得:X28=0.825X29=10.805X30=11.562最小運(yùn)行方式下轉(zhuǎn)換的負(fù)序電抗標(biāo)么值: X1=0.35X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75 X20= 4整理、合并得:X21=0.275X22=0.175X23=5.918X24=6.33 X25=0.625X26=3.568整理、合并得: X28=0.552 X29=Xf=0.

42、727 得出電抗圖: X31=0.826X32=10.804X33=11.562計(jì)算得出的最大短路電流分別為:IS=5.733 所得數(shù)據(jù)請(qǐng)Iq=0.433Ij=0.4525.3繼電保護(hù)整定總電路轉(zhuǎn)換圖及變換成單側(cè)電源簡(jiǎn)化圖:總電路轉(zhuǎn)換圖:(圖一 單側(cè)電源簡(jiǎn)化圖:(圖二: (圖三: 根據(jù)方向元件安裝原則二(對(duì)在同一母線上的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù),按動(dòng)作時(shí)限考慮,時(shí)限短的安裝方向元件,而長(zhǎng)的不用裝,若相等則均裝判斷,保護(hù)2和5的時(shí)限為2秒,保護(hù)3和4的時(shí)限為2.5秒,所以,保護(hù)2和5均應(yīng)安裝方向元件。根據(jù)方向元件安裝原則一(對(duì)瞬時(shí)過(guò)電流速斷保護(hù),當(dāng)反方向電流大于保護(hù)的動(dòng)作值時(shí),該保護(hù)需加裝方向元件 (1

43、對(duì)于保護(hù)1,當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí):Idj1+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA I op1=1.128(KA 所以不需要安裝方向元件。(2對(duì)于保護(hù)3,當(dāng)d2點(diǎn)短路時(shí): Idj 2=0.376(KA I op4=0.144(KA 所以需要安裝方向元件。(4對(duì)于保護(hù)6,當(dāng)d 4點(diǎn)短路時(shí):Idx4+Idj4=0.4+0.367=0.767(KA I op6 =0.158 (KA 所以需要安裝方向元件。6 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算在中性點(diǎn)直接接地的線路中,接地故障占總故障次數(shù)的90%以上。因此,接地短路的保護(hù)是高壓電網(wǎng)中的重要保護(hù)之一。接地短路的保護(hù)可以采用帶零序電流補(bǔ)償?shù)慕拥鼐嚯x保護(hù)或高頻保

44、護(hù),也可以采用零序電流保護(hù)。6.1零序電流保護(hù)瞬時(shí)段(段的整定計(jì)算躲開(kāi)線路末端接地短路時(shí)最大零序電流max003=I K I k dz 式中kK 可靠系數(shù),取1.3max0接地短路的最大零序電流。單相接地短路時(shí)的零序電流為+=011,1(0233Z Z E I而兩相接地短路的零序電流為+=011,1(0233Z Z E I取兩者最大值靈敏度校驗(yàn):%20%100min =LL K lm6.2零序電流保護(hù)(段的整定計(jì)算按躲開(kāi)本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時(shí)流過(guò)的最大零序電流整定:max003I KI kdz =max0I 線路末端變壓器另一側(cè)母線發(fā)生接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流靈敏

45、度校驗(yàn):5.130min 0=dzlm II K6.3零序電流保護(hù)(段的整定計(jì)算(1躲開(kāi)下一線路始端三相短路時(shí)的maxbp Imax0=bp k dz I K I 式中25.1=k K ld C tx fzqbp n I K K KI 3maxmax =fzqK非周期分量系數(shù),采用重合閘加速后取1.52,否則取1 K 電流互感器的同型系數(shù),同型時(shí)取0.5,不同時(shí)取1 CK 電流互感器的10%誤差,取0.1maxd 相鄰線路始端三相的最大短路電流靈敏度校驗(yàn):作近后備時(shí):3.130min 0=dzlm I I Kmin03I 本線路末端接地短路時(shí)最小零序電流作遠(yuǎn)后備時(shí):2.13max0min 0=

46、fz dz lm KI I K min 03I 相鄰線路末端接地短路時(shí)最小零序電流 maxfz K最大分支系數(shù)6.4零序方向元件靈敏度的校驗(yàn)零序方向元件(繼電器在零序電流保護(hù)中是個(gè)判斷功能元件,要求它比零序電流各段保護(hù)有較高的靈敏度。階段式零序電流保護(hù)一般共用一個(gè)方向元件。根據(jù)零序電流、電壓的分布規(guī)律,當(dāng)接地短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處時(shí),其靈敏度將逐漸降低。因此,零序方向元件的靈敏度應(yīng)按零序電流保護(hù)中最后一段保護(hù)的保護(hù)范圍末端進(jìn)行校驗(yàn),要求靈敏系數(shù)不小于1.2。對(duì)本線路的靈敏系數(shù)要求不小于2。方向元件的靈敏系數(shù)計(jì)算為jdz j d lm P P K =00033=YH LH j d n n I U

47、P式中 jd P 0零序方向元件端子上的短路零序功率;U、0I分別為在靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)放生的接地短路,保護(hù)安裝處的零序電壓和流過(guò)保護(hù)的零序電流;LHn 0YH n 分別為電流互感器的變流比和電壓互感器的零序電壓變比。通常電壓互感器的變比有兩種,即3100/3,100/300e YH e YH U n U n =及;jdz P 零序方向元件的動(dòng)作功率,一般可以從繼電器技術(shù)說(shuō)明書(shū)中可查得,感應(yīng)型零序方向繼電器動(dòng)作功率約為20VA ,晶管型和整流型的零序方向繼電器動(dòng)作功率約為(23VA。結(jié)論根據(jù)以上設(shè)計(jì)可知,對(duì)于35KV線路的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì),主要以電流的三段保護(hù)為主,縱聯(lián)保護(hù)為輔來(lái)對(duì)線路進(jìn)行繼電保護(hù)。對(duì)

48、于變壓器則如下:(1兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同長(zhǎng)生的不平衡電流解決問(wèn)題的方法:整定計(jì)算時(shí),引入同型系數(shù)(2產(chǎn)生不平衡電流原因:A.變壓器兩側(cè)的額定電壓不同B.兩側(cè)電流互感器型號(hào)不同C.飽和特性和勵(lì)磁電流不同(3計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同產(chǎn)生的不平衡電流原因:A.電流互感器選用的是標(biāo)準(zhǔn)化變比;B.電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不同。解決辦法:A.采用自偶變流器,或利用差動(dòng)B.繼電器的平衡線圈予以補(bǔ)償。(4變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生的不平衡電流調(diào)整分接頭實(shí)際上是改變變壓器的變比,其結(jié)果破壞了電流互感器二次電流的平衡關(guān)系,產(chǎn)生了新的不平衡電流。解決辦法:A.調(diào)壓系數(shù)取值B.提高保護(hù)動(dòng)作電流,即在整定計(jì)數(shù)時(shí),引入調(diào)壓系數(shù)。取調(diào)壓范圍的一半。(5變壓器接線組別的影響相位補(bǔ)償方法:A.通過(guò)電流互感器二次接線進(jìn)行相位補(bǔ)償;解決辦法:通過(guò)選擇電流互感器變比解決。B.微機(jī)保護(hù)軟件算法C.提高變壓器單相接地短路靈敏度措施:a . 星形側(cè);b.三角形側(cè);內(nèi)部短路零序電流相加,外部短路零序電流相減。(6變壓器勵(lì)磁涌流的影響及措施 a.含有很大成分的非周期分量,使曲線偏向時(shí)間軸的一側(cè);b.很有很大量的高次諧波,其中二次諧波所占比重對(duì)大;c.涌流的波形削去負(fù)波之后將出現(xiàn)間斷。措施: 設(shè)計(jì)體會(huì)電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和主要能源行業(yè),也是我國(guó)主要的高能耗行業(yè)之一,在資源節(jié)約工作中具有特殊重要的