繼電保護(hù)課程設(shè)計-12

PAGE2PAGE11設(shè)計原始資料1.1具體題目如圖1所示系統(tǒng)中，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機方式為兩側(cè)各開1臺機，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。參數(shù)為：kV，、、， ，、，LA-B=60km，LB-C=40km，線路阻抗Z1=Z2=0.4Ω/km，Z0=1.2Ω/km，線路阻抗角均為75°，IA-B.Lmax=IC-B.Lmax=300A，負(fù)荷功率因數(shù)角為30°；，，，變壓器均裝有快速差動保護(hù)。圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖1.2要完成的內(nèi)容結(jié)合已知條件和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖，對1、3處進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計，并進(jìn)行整定計算。2設(shè)計的課題內(nèi)容2.1設(shè)計規(guī)程距離保護(hù)和其他繼電保護(hù)裝置一樣，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性四個基本要求。其中，選擇性要求盡量縮小停電范圍；速動性要求盡可能快的切出故障；靈敏性要求區(qū)分故障和不正常狀態(tài)；可靠性要求不拒動也不誤動。因此，保護(hù)的配置和計算就是為了讓繼電保護(hù)裝置能夠滿足這四個條件。2.2本設(shè)計的保護(hù)配置2.2.1主保護(hù)配置距離保護(hù)的主保護(hù)是距離保護(hù)Ⅰ段和距離保護(hù)Ⅱ段，兩者聯(lián)合工作構(gòu)成本線路的主保護(hù)。（1）距離保護(hù)Ⅰ段該段按躲開本線路末端短路故障條件進(jìn)行整定。距離保護(hù)的Ⅰ段是瞬時動作的，是保護(hù)本身的固有動作時間。距離Ⅰ段就只能保護(hù)本線路全長的80％～85％，故需設(shè)置距離保護(hù)Ⅱ段。其中Ⅰ段的整定阻抗計算公式如下：(2.1)式中——距離Ⅰ段的整定阻抗；——被保護(hù)線路的長度； ——線路的單位阻抗；——可靠系數(shù)。（2）距離保護(hù)Ⅱ段距離Ⅱ段的整定范圍不能超出相鄰線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍，同時在動作時限上高出一個△t的時限，以保證選擇性。其中Ⅱ段的整定阻抗計算公式如下： (2.2)式中——距離保護(hù)Ⅱ段的整定阻抗；——最小分支系數(shù)。本設(shè)計1處的主保護(hù)配置為Ⅰ段和Ⅱ段，3處的主保護(hù)配置為Ⅰ段。2.2.2后備保護(hù)配置距離保護(hù)的后備保護(hù)是距離保護(hù)Ⅲ段。裝設(shè)距離保護(hù)Ⅲ段是為了作為相鄰線路保護(hù)裝置和斷路器拒絕動作的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時也作為Ⅰ、Ⅱ段的近后備保護(hù)。對距離Ⅲ段整定值的考慮是與過電流保護(hù)相似的，其啟動阻抗要按躲開正常運行時的最小負(fù)荷阻抗來整定，而動作時限應(yīng)使其比距離Ⅲ段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動作時限高出一個。其中Ⅲ的整定阻抗計算公式如下：(2.3)式中——最小負(fù)荷阻抗；——正常運行母線電壓的最低值；——被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流；——母線額定相電壓。(2.4)式中——距離保護(hù)Ⅲ的整定阻抗；——電動機自啟動系數(shù)；——阻抗測量元件的返回系數(shù)；——整定阻抗的阻抗角；——負(fù)荷阻抗的阻抗角。本設(shè)計1處和3處的后備保護(hù)都是Ⅲ段。3保護(hù)的配合及整定計算3.1保護(hù)1距離保護(hù)的整定計算3.1.1保護(hù)1距離保護(hù)Ⅰ段的整定計算 整定阻抗 將數(shù)據(jù)代入式2.1得動作時間3.1.2保護(hù)1距離保護(hù)Ⅱ段的整定計算整定阻抗①與相鄰下級線路距離保護(hù)I段相配合時，將數(shù)據(jù)代入式2.1得將數(shù)據(jù)代入式2.2得②當(dāng)與相鄰變壓器的快速差動保護(hù)相配合時，將數(shù)據(jù)代入式2.2得取二者較小值作為保護(hù)1的距離保護(hù)Ⅱ段的動作阻抗，即。靈敏度校驗不滿足靈敏度要求，故需與相鄰線路距離保護(hù)Ⅱ段相配合。動作時間 保護(hù)1的距離保護(hù)Ⅱ段的動作時限與相鄰下一段線路保護(hù)3的距離保護(hù)I段的動作時限配合。3.1.3保護(hù)1距離保護(hù)第III段整定整定阻抗。按躲過正常運行時的最小負(fù)荷阻抗整定 將數(shù)據(jù)代入式2.3得 將數(shù)據(jù)代入式2.4得靈敏度校驗①本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為滿足要求。②相鄰元件末端線路時的靈敏系數(shù)為a相鄰線路末端短路滿足要求。b相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路滿足要求。動作時限3.2保護(hù)3處的距離保護(hù)計算3.2.1保護(hù)3距離保護(hù)第I段整定整定阻抗將數(shù)據(jù)帶入式2.1得 （2）動作時間 3.2.2保護(hù)3距離保護(hù)Ⅲ段的整定（1）整定阻抗 將數(shù)據(jù)代入式2.3得 將數(shù)據(jù)代入式2.4得靈敏度校驗 本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為滿足要求。動作時限4繼電保護(hù)主要設(shè)備的選擇4.1互感器的選擇4.1.1電壓互感器的選擇在本題中，線路額定電壓為110kV，故互感器一次額定電壓選擇為110kV；由于電壓互感器的二次額定電壓為100V，故選則變比為的電壓互感器，精度為3P級。4.1.2電流互感器的選擇 在本題中，線路的最大電流為300A，故互感器一次額定電流選擇為300A；由于電流互感器的二次額定電流為5A或1A，故選擇變比為的電流互感器，精度為5P級。4.2繼電器的選擇 為便與配合，一般要求Ⅰ、Ⅱ段的測量元件都要有明確的方向性，即采用具有方向圓特性的繼電器。第Ⅲ段為后備段，包括對本線路Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)的近后備，相鄰下一級線路的遠(yuǎn)后備和和反向母線保護(hù)的后備，所以第Ⅲ段通常采用具有偏移圓特性的繼電器。5原理圖繪制5.1啟動部分電力系統(tǒng)正常運行時，啟動部分不動作，距離保護(hù)的測量、邏輯部分不投入工作；當(dāng)發(fā)生故障時，應(yīng)靈敏、快速動作，使整套保護(hù)迅速投入工作。5.2測量部分測量部分是距離保護(hù)的核心，對它的要求是在系統(tǒng)故障情況下，快速準(zhǔn)確地測出故障的方向和距離，并與預(yù)先設(shè)定的保護(hù)范圍相比較，區(qū)內(nèi)故障時給出動作信號，區(qū)外故障時不動作。5.3邏輯部分 該部分用來實現(xiàn)距離保護(hù)各個部分之間的邏輯配合以及三段式距離保護(hù)中隔斷之間的配合。三段式距離保護(hù)主要由啟動、測量、配合邏輯和出口等幾部分組成，其原理圖如圖2所示。圖2保護(hù)原理圖6結(jié)論從對繼電保護(hù)所提出的基本要求來評價距離保護(hù)，可以得出如下幾個主要的結(jié)論：（1）由于同時利用了線路一側(cè)短路時電壓、電流同時變化的特征，通過測量故障阻抗來確定故障所處的范圍，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，靈敏度高。（2）距離I段是瞬時動作的，但是它只能保護(hù)線路全長的80%—85%，因此，兩端合起來就使得在30%—40%線路長度內(nèi)的故障不能從兩端瞬時切除，在一端需經(jīng)過0.5s的延時跳閘。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中，有時不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求，因而還應(yīng)配備能夠全線速動的縱聯(lián)保護(hù)。（3）助增電流和汲出電流對保護(hù)的靈敏度有較大的影響，故需要計算網(wǎng)絡(luò)的分支系數(shù)。參考文獻(xiàn)[1]張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社.2009:62-97.[2]國家電力調(diào)度通信中心.國