110kv電力系統(tǒng)繼電保護(hù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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。</p><p>　　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)

2、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)。</p><p>　　計(jì)算系統(tǒng)的標(biāo)幺值、短路電流，確定運(yùn)行方式；確定各種設(shè)備的保護(hù)配置，包括變壓器、母線、輸電線、發(fā)電機(jī)等的保護(hù)配置。其中變壓器保護(hù)主保護(hù)采用縱聯(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)過電流保護(hù)。分析母線保護(hù)保護(hù)原理，采用了完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單可靠。</p><p>　　關(guān)鍵

3、詞：繼電保護(hù)，標(biāo)幺值，短路電流</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the rapid development of power system relay protection have made new demands, electronic technology, computer technology and comm

4、unication technology for the rapid development of relay technology has been to inject new vitality. The future development trend is to relay computing, networking and protection, control, measurement, data communications

5、 integrated intelligent development. This graduation design is the main content of the configuration of 110kV power system protection and relay</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&

6、gt;　　前 言1</b></p><p><b>　　1 方案比較2</b></p><p>　　2 確定運(yùn)行方式4</p><p>　　2.1 標(biāo)幺值計(jì)算4</p><p>　　2.2 短路電流計(jì)算5</p><p>　　2.3 確定運(yùn)行方式18</p>

7、<p><b>　　3 短路計(jì)算20</b></p><p>　　3.1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算20</p><p>　　3.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算21</p><p>　　4 繼電保護(hù)的配置23</p><p>　　4.1 繼電保護(hù)的基本知23</p><

8、p>　　4.2 變壓器的保護(hù)配置25</p><p>　　4.2.1 變壓器配置25</p><p>　　4.2.2 保護(hù)配置的整定29</p><p>　　4.3 母線的保護(hù)配置32</p><p>　　4.3.1 保護(hù)配置的原理32</p><p>　　4.3.2 電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定36<

9、;/p><p>　　4.4 輸電線路保護(hù)配置37</p><p>　　4.4.1 保護(hù)配置的原理37</p><p>　　4.4.2 保護(hù)配置的整定38</p><p>　　4.5 發(fā)電機(jī)保護(hù)配置45</p><p>　　4.5.1 保護(hù)配置的原理45</p><p>　　4.5.2 保護(hù)

10、配置的整定46</p><p><b>　　結(jié) 論48</b></p><p><b>　　致 謝49</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)50</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　

11、　《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》作為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門主要課程,主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要部分。電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,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,

12、從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)共分七章，第三、四章是計(jì)算系統(tǒng)的標(biāo)幺值、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，包括變壓器、母線、輸電線、發(fā)電機(jī)等的保護(hù)配置。其中變壓器保護(hù)主保護(hù)采用縱聯(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。</p><p&

13、gt;　　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</p><p><b>　　評(píng)指正。</b></p><p><b>　　1 方案比較</b></p><p>　　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?？筛鷵?jù)繼電保護(hù)配置原理，先選擇兩套保護(hù)方案，通過比較后認(rèn)可其中的一套方案，再對(duì)這套方案

14、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)。 </p><p>　　確定兩個(gè)初始方案如下：</p><p><b>　　方案1：</b></p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　對(duì)于變壓

15、器而言，它的主保護(hù)可以采用最常見的縱聯(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)。變壓器差動(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

16、用電流速斷保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要用來(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)過電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(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)，

17、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</p><p>　　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。</p><p><b>　　2 確定運(yùn)行方式</b></p><p><b>　　2.1

18、標(biāo)幺值計(jì)算</b></p><p>　　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。 </p><p>　　各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：</p><p>　　變壓器B1 </p><p>　　變壓器B2的各繞組短路電壓分別為：</p&g

19、t;<p>　　所以，變壓器B2的電抗值為</p><p>　　變壓器B3 </p><p>　　變壓器B4 </p><p>　　線路L1 </p><p>　　線路L2

20、 </p><p>　　線路L3 </p><p>　　線路L4 </p><p>　　所以，110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖</

21、p><p>　　2.2 短路電流計(jì)算</p><p>　　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。</p><p>　?。ㄒ唬﹥膳_(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)

22、運(yùn)行，變壓器B1、B2、B3、B4同時(shí)投入運(yùn)行。</p><p><b>　　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： </b></p><p>　　將x10、x12和x13組成的三角形電路化簡(jiǎn)為由x18、x19和x20組成的星形電路，計(jì)算如下：</p><p>　　系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)如圖2-2所示。</p><p>　　2-2 系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)

23、網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </p><p>　　=0.18 </p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p&

24、gt;　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.21</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路

25、時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-5所示。&l

26、t;/p><p>　　圖2-5 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： </p><p>　　F點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為為：</p><p>　　化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：&

27、lt;/p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。ǘ┌l(fā)電機(jī)F1停運(yùn)F2運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： </p><p><b>　　=0.0997</b

28、></p><p>　　系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8 系統(tǒng)的等值化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </p><p><b>　　=</b></p><p>

29、;<b>　　=0.178</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-9所示。</p><p>　　圖2-9 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路

30、時(shí) </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.21</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-10所示。</p><p>　　圖2-10 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短

31、路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </p><p>　　S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為： </p><p>　　F2點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p>　　化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-11所示：</p><p>　　

32、圖2-11 化簡(jiǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。ㄈ┚€路L1處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-12所示。</p><p>　　圖2-12 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算&

33、lt;/p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b>　　=0.54 </b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p&

34、gt;<p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b>　　=0.614</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-14所示。</p><p>　　圖2-14 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p>

35、;<p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)、對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)f3發(fā)生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p>　　F2點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： </p><p>　　發(fā)

36、電機(jī)、對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為： </p><p>　?。ㄋ模┚€路L3處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-15所示。</p><p>　　圖2-15 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　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：</p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-16所示。</p&

37、gt;<p>　　圖2-16 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-17所示。</p><p>　　圖2-17 等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短

38、路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　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：</p><p>　　發(fā)電機(jī)、對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。ㄎ澹┚€路L4處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-18所示。</p><p>　　圖2-18 系統(tǒng)的等

39、值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-19所示。</p><p>　　圖2-19 等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)

40、生短路時(shí)，S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b>　　=0.787</b></p><p>　　發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-20所示。</p><p>　　圖2-20 等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：&

41、lt;/p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖2-21所示。</p><p>　　圖2-21 等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　發(fā)電機(jī)F1、F2對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　2.3 確定運(yùn)行方式</p><p>　　由2.2節(jié)的計(jì)算

42、過程，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)各短路點(diǎn)短路時(shí)的短路電流如表2-1。</p><p>　　表2-1 各短路點(diǎn)短路時(shí)的電流總結(jié)表</p><p><b>　　綜上所述：</b></p><p>　　系統(tǒng)S側(cè)（處短路時(shí)）的最大運(yùn)行方式為：線路L1處開環(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)。</p><p>　　發(fā)電機(jī)-變壓

43、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L1處開環(huán)運(yùn)行。</p><p>　　變壓器側(cè)（處短路時(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)。</p><p>　　最小運(yùn)行方式為：線路L4處開環(huán)運(yùn)行。</p><p><b>　　3 短路計(jì)算</b></p><p>　　3.

44、1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算</p><p>　　由圖2-17可知，系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為： </p><p>　　系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為： </p><p>　　由圖2-20可知，系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.135 </p><p>　　系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：

45、 </p><p>　　輸電線路L1長(zhǎng)為100kM，（輸電線路電阻率為0.4/kM） </p><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　同理，根據(jù)已知條件得：</p><p>　　輸電線路L2

46、短路電流為： </p><p>　　輸電線路L3短路電流為： </p><p>　　輸電線路L4短路電流為： </p><p>　　3.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算</p><p>　?。ㄒ唬└鬏旊娋€路在最小運(yùn)行方式下的兩相和三相短

47、路電流</p><p>　　系統(tǒng)電抗 </p><p>　　發(fā)電機(jī)電抗 =0.13 </p><p>　　各輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　輸電線路L1三相短路電流為： </p><

48、;p><b>　　=</b></p><p>　　同理可得，輸電線路L2三相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L3三相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L4三相短路電流為： </p><p>　　各輸電線路兩相短路電流為：</p><p>　　輸電

49、線路L1兩相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L2兩相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L3兩相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L4兩相短路電流為： </p><p>　?。ǘ└鬏旊娋€路在最大運(yùn)行方式下的三相短路電流</p><p>　　輸

50、電線路L1三相短路電流為： </p><p>　　同理可得，輸電線路L2三相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L3三相短路電流為： </p><p>　　輸電線路L4三相短路電流為： </p><p><b>　　4 繼電保護(hù)的配置</b>

51、;</p><p>　　4.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí)</p><p>　　電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是重要的支柱產(chǎn)業(yè)。它與國(guó)家的興盛和人民的安康有著密切的關(guān)系，因此，電力產(chǎn)品應(yīng)該是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的能源產(chǎn)品。</p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。在整個(gè)電力生產(chǎn)過程中，由于人為因素或大自然的原因，會(huì)發(fā)生這樣那樣的故障

52、和發(fā)現(xiàn)不正常的運(yùn)行狀態(tài)。一旦發(fā)生故障即會(huì)發(fā)生如下后果：</p><p>　　數(shù)值很大的短路電流通過短路點(diǎn)會(huì)燃起電弧故障設(shè)備燒壞，燒毀。</p><p>　　短路電流通過故障設(shè)備和非故障設(shè)備時(shí)會(huì)發(fā)熱并產(chǎn)生電動(dòng)力作用，使設(shè)備受到機(jī)械性損壞和絕緣損傷以至縮短設(shè)備使用壽命。</p><p>　　電力系統(tǒng)中電壓下降，使大量用戶的正常工作遭受破壞或產(chǎn)生廢品。</p>

53、<p>　　破壞電力系統(tǒng)各發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)瓦解，癱瘓。</p><p>　　對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的這些故障隱患，要積極采取一些預(yù)防性措施，如提高設(shè)備質(zhì)量，增加可靠性和延長(zhǎng)使用壽命。而從運(yùn)行管理角度出發(fā)，應(yīng)提高從業(yè)人員的安全意識(shí)和增強(qiáng)責(zé)任心，提高科學(xué)管理水平，增強(qiáng)安全措施以盡量減少事故的發(fā)生。</p><p>　　對(duì)于不可抗拒的事故發(fā)

54、生應(yīng)做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并迅速有選擇性地切除故障組件，隔離故障范圍，以保證系統(tǒng)非故障部分的安全穩(wěn)定運(yùn)行，盡可能減少停電范圍，保護(hù)設(shè)備安全。</p><p>　　繼電保護(hù)是一種能反應(yīng)電力系統(tǒng)故障和不正常狀態(tài)，并及時(shí)動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)化設(shè)備。繼電保護(hù)一詞是指繼電保護(hù)技術(shù)或由各種繼電保護(hù)裝置單元組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。其任務(wù)是:</p><p>　　(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí),能

55、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。</p><p>　　(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。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置的基本原理:</p><p>　　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

56、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)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)。&

57、lt;/p><p>　　原則上說：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。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置的組成： </p><p>　　任何一套保護(hù)都是由三部分組成：1、測(cè)量部分：對(duì)輸入量與整定值進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果，給出“是”、“非”性質(zhì)的邏輯信號(hào)，判斷保護(hù)是否應(yīng)該

58、起動(dòng)。 2、邏輯部分：根據(jù)測(cè)量部分邏輯狀態(tài)，使保護(hù)按一定邏輯關(guān)系工作。 3、執(zhí)行部分：根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置承擔(dān)的任務(wù)。 </p><p>　　對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：</p><p>　　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。</p><p>　　速動(dòng)性：是指保護(hù)快速切除故障的

59、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。</p><p>　　靈敏性：是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或異常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。</p><p>　　可靠性：保護(hù)裝置在規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障不拒動(dòng)，區(qū)外故障不誤動(dòng)。（該動(dòng)作時(shí)不拒動(dòng)、不該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)）</p><p>　　經(jīng)濟(jì)性：是指繼電保護(hù)方式除應(yīng)滿足上述的要求外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)條件。</

60、p><p>　　4.2 變壓器的保護(hù)配置</p><p>　　4.2.1 變壓器配置</p><p><b>　　（一）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　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

61、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）

62、 </p><p>　　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。</p><p>　　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

63、還需對(duì)變壓器裝設(shè)另外一個(gè)主保護(hù)——瓦斯保護(hù)。</p><p>　　圖4-1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理示意圖</p><p><b>　?。ǘ┩咚贡Ｗo(hù)</b></p><p>　　瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)元件，對(duì)變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動(dòng)作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由

64、于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動(dòng)，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)。</p><p>　　(1)瓦斯保護(hù)的工作原理：</p><p>　　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

65、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)。</p><p>　　(2)瓦斯保護(hù)的整定：</p><p>　　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：250～300cm3,一般整定在250cm3 。重瓦斯按油流速度進(jìn)行整定，整定范圍為：0.6～1.5

66、m/s,一般整定在1m/s 。瓦斯保護(hù)原理如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 瓦斯保護(hù)原理示意圖</p><p>　　（三）復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過流保護(hù)</p><p>　　由于這種保護(hù)可以獲得比一般過流保護(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)序過電壓元件、低電壓元件、過流元件

67、及時(shí)間元件構(gòu)成，其中負(fù)序過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4-3所示。</p><p>　　復(fù)合電壓過流保護(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,使”U<”元件啟動(dòng)； 若發(fā)生三相短路, ”U2>

68、”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)過流元件”I>”已經(jīng)動(dòng)作,先按I段延時(shí)”U<”元件t1跳開A廠用分支斷路器,若故障不能消除,再按Ⅱ段延時(shí)t2動(dòng)作于解列滅磁。</p><p>　　圖4-3 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過流保護(hù)原理接線圖</p><

69、;p>　　4.2.2 保護(hù)配置的整定</p><p>　?。ㄒ唬┛v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定</p><p>　　對(duì)于本次設(shè)計(jì)來(lái)說，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：</p><p>　　(1)避越變壓器的勵(lì)磁涌流： </p><p>　　其中為可靠系數(shù)，取1.3，而

70、為變壓器的額定電流。</p><p>　　(2)避越外部短路時(shí)的最大不平衡電流：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　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

71、路電流，由前面的計(jì)算結(jié)果知=995。</p><p>　　(3)躲過電流互感器二次回路斷線的最大負(fù)荷電流： </p><p>　　而保護(hù)基本側(cè)的動(dòng)作電流?。?</p><p>　　(4)確定差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流和基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)：</p><p>　　差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流： </p>&l

72、t;p>　　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。</p><p>　　差動(dòng)線圈匝數(shù)： </p><p>　　實(shí)際整定匝數(shù)選用： </p><p>　　所以繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為： </p><p>　　保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作電流為： &

73、lt;/p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表4-1：</p><p>　　(5) 校驗(yàn)保護(hù)的靈敏系數(shù):</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下,線路L4處開環(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:</p><p>　　顯然靈敏度滿足要求。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

74、數(shù),這里1 。</p><p>　　(二) 變壓器的后備保護(hù)的整定</p><p>　　(1)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過流保護(hù),下面對(duì)它進(jìn)行整定與靈敏性校驗(yàn):</p><p>　　過電流元件動(dòng)作值按躲開廠變額定電流整定,即:</p><p>　　對(duì)于B1、B2： </p><p>　　其中Krel是可靠系數(shù),一般

75、為1.15～1.25,這里取1.15, Kre是返回系數(shù),這里取0.85</p><p>　　最小運(yùn)行方式下,線路開環(huán)運(yùn)行兩相短路時(shí),保護(hù)的靈敏性校驗(yàn):</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　對(duì)于B3、B4： </p><p>　　最小運(yùn)行方式下, 線路L4開環(huán)運(yùn)行兩相短路時(shí),

76、保護(hù)的靈敏性校驗(yàn):</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　(2)過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：</p><p>　　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。</p><p>　　對(duì)于B1、B2其額定電流為：</p><p>

77、;　　所以： </p><p>　　對(duì)于B3、B4,其額定電流為：</p><p>　　所以： </p><p>　　4.3 母線的保護(hù)配置</p><p>　　4.3.1 保護(hù)配置的原理</p><p>　　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

78、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。 </p><p>　　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)荷拉隔離開關(guān)、帶接地線合斷路器。</p><

79、;p>　　母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。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。</p><p>　　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)。</p><p>　　母線完全差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖如圖4-4所示,和其它元件的差動(dòng)保護(hù)一

80、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)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

81、統(tǒng)電源,而線路III則接于負(fù)載。</p><p>　　(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:</p><p>　　而流入繼電器的電流為: </p><p>　　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 </p><p>　　但實(shí)際上,由于電流互

82、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: </p><p>　　圖4-4 母線完全電流差動(dòng)保護(hù)的原理接線圖</p><p>　　其中Iunb是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。</p><p>

83、　　(2)母線故障時(shí),所有有電源的線路,都向故障點(diǎn)供給故障電流,即:</p><p>　　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。</p><p>　　(二)母聯(lián)電流相位比較式母線差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　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

84、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。</p><p>　　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4-5所示。它的主要元件是起動(dòng)元件KD和選擇元件1KW,2KW 。起動(dòng)元件KD接于所有引出

85、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,通過比較這兩個(gè)回路中電流的相位來(lái)獲得選擇性。在圖4-5(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：</p><p>　　短路電流Ik為：

86、 </p><p>　　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4-5(b)所示。</p><p>　　II母線上的K2點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí),母聯(lián)電流I5為:</p><p>　　短路電流Ik仍如式上所示,所以I5與Ik反相位,如圖4-5(c)所示。可見,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

87、故障。在圖4-5(a)接線中,差動(dòng)繼電器KD中的電流為： </p><p>　　(a) (c) </p><p>　　(a) 原理接線圖; (b), (c) 相量關(guān)系</p><p>　　圖4-5 母聯(lián)電流與短路

88、電流相位比較</p><p>　　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),對(duì)1KW處, -從同極性端流出,處于不動(dòng)作狀態(tài)。&

89、lt;/p><p>　　由以上分析可見,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。</p><p>　　4.3.2 電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定</p><p>　?。ㄒ唬┎铍娏髌饎?dòng)元件整定</p><p>　　差電流起動(dòng)元件的動(dòng)作電流滿足兩個(gè)整定條件：</p><p>　?。?/p>

90、1）按躲開母線外部的最大不平衡電流整定，即：</p><p>　　—可靠系數(shù)，取1.3。</p><p>　　—電流互感器變比誤差，取0.1</p><p>　　—非周期分量系數(shù)，一般電流繼電器取1.5～2。</p><p>　　—母線差動(dòng)保護(hù)外部短路時(shí)流過的最大短路電流。</p><p>　　由于起動(dòng)元件采用BCH—

91、2型差動(dòng)繼電器，故取=1，=0.1，=1.3。</p><p><b>　　起動(dòng)電流： </b></p><p>　　二次電流為： </p><p>　　BCH—2型差動(dòng)匝數(shù)為： </p><p>　　取Wcd=3匝，=16A。由于母線保護(hù)用1

92、10kV系統(tǒng)中，故BCH—2短路線匝為〝B—B〞。</p><p>　　起動(dòng)元件靈敏度計(jì)算： ，滿足要求。</p><p><b>　?。?）電壓閉鎖元件</b></p><p>　　三個(gè)相間電壓元件的動(dòng)作電壓按躲開正常運(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=60～65v。</p><

93、;p>　　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：=（0.06～0.09），零序電壓元件動(dòng)作電壓按經(jīng)驗(yàn)公式=（15～20v。</p><p>　　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。</p><p>　　零序電壓元件 =6.6 </p><p>　　零序電壓元件 =18 ，滿足要求。</p>

94、<p>　　4.4 輸電線路保護(hù)配置</p><p>　　4.4.1 保護(hù)配置的原理</p><p><b>　　(一) 高頻保護(hù)</b></p><p>　　高頻保護(hù)是以輸電線載波作為通信通道的縱聯(lián)保護(hù)。高頻保護(hù)廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是比較成熟和完善的一種無(wú)時(shí)限快速縱聯(lián)保護(hù)。</p><p>　

95、　為了實(shí)現(xiàn)高頻保護(hù)，必須解決利用輸電線路作為高頻通道的問題。</p><p>　　利用“導(dǎo)線-大地”作為高頻通道是最經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樗恍枰谝幌嗑€路上裝設(shè)構(gòu)成通道的設(shè)備，在我國(guó)已得到了廣泛的應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是高頻信號(hào)的衰耗和受到的干擾都比較大。</p><p>　　輸電線路高頻保護(hù)所用的載波通道的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。</p><p>　　圖4-6 高頻通道構(gòu)成

96、示意圖</p><p>　　1-阻波器；2-結(jié)合電容器；3-連接濾過器；4-電纜</p><p>　　5-高頻收發(fā)信機(jī)；6-刀閘</p><p><b>　　(二)零序電流保護(hù)</b></p><p>　　利用接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置，叫零序電流保護(hù)。</p><p>　　零序電流保護(hù)

97、：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可以作為一種主要的接地短路保護(hù)。零序過流保護(hù)不反應(yīng)三相和兩相短路，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護(hù)受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小，甚至沒有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，靈敏度很低。零序電流保護(hù)的

98、最大特點(diǎn)是：只反應(yīng)單相接地故障。因?yàn)橄到y(tǒng)中的其他非接地短路故障不會(huì)產(chǎn)生零序電流，所以零序電流保護(hù)不受任何故障干擾。</p><p>　　4.4.2 保護(hù)配置的整定</p><p>　　（一）輸電線路的高頻保護(hù)</p><p>　　對(duì)于110kV及以上電壓級(jí)的輸電線路，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以直接考慮用高頻保護(hù)，所以這里的110kV側(cè)我直接進(jìn)行高頻保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)。

99、</p><p>　　取=0.8，=1.2,=1, =1.15。線路的最大靈敏角根據(jù)經(jīng)驗(yàn)也一般取60o～80o,取=80o。 </p><p><b>　　對(duì)于輸電線路L2</b></p><p>　　距離Ⅰ段： </p><p>　　距離Ⅲ段：最小負(fù)荷阻抗 &l

100、t;/p><p>　　動(dòng)作阻為： </p><p>　　由于=80o，=0.85得。</p><p>　　整定阻抗 </p><p>　　所以， ,滿足要求。</p><p>　?。ǘ┝阈虮Ｗo(hù)的整定</p><p>　　要對(duì)零序保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算必須先求出

101、發(fā)生接地短路故障時(shí),故障點(diǎn)的最大零序電流,而只有發(fā)生接地故障時(shí),才會(huì)出現(xiàn)零序電流,所以只考慮單相短路和兩相接地短路。</p><p>　　當(dāng)點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，空載不包括在各序網(wǎng)絡(luò)中。變壓器中性點(diǎn)接地應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。</p><p>　　正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)過程如下：</p><p>　　將支路19、22和23并聯(lián)得等值電勢(shì)和輸入電抗： </p

102、><p>　　正序網(wǎng)絡(luò)如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 正序網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　負(fù)序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)過程如下：</p><p><b>　　負(fù)序網(wǎng)絡(luò)輸入電抗：</b></p><p>　　負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖<

103、;/p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)過程如下：</p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)輸入電抗： </p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 零序網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　所以，各序的輸入阻抗分別為：</p><p>　　單相短路時(shí)，因?yàn)?，電源電?shì)用次暫態(tài)電勢(shì)：取，所以0

104、秒時(shí)的短路正序電流為：</p><p>　　處發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)的零序電流為：</p><p>　　兩相短路時(shí)，因?yàn)椋娫措妱?shì)用次暫態(tài)電勢(shì)：取，所以0秒時(shí)的短路正序電流為：</p><p>　　處發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)的零序電流為：</p><p>　　綜上所示，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)的短路點(diǎn)最大零序電流為：

105、 </p><p>　　故110kV發(fā)生短路時(shí)各線路的零序電流保護(hù)整定如下：</p><p><b>　　零序Ⅰ段： </b></p><p><b>　　零序Ⅲ段： </b></p><p><b>　　線路 </b>

106、;</p><p><b>　　線路 </b></p><p><b>　　線路 </b></p><p><b>　　線路 </b></p><p>　　其中， 是可靠系數(shù)，這里取1.15；</p><p>　　是非周期分

107、量影響系數(shù)，采用自動(dòng)重合閘時(shí)加速為1.5～2.0，其它為1；</p><p>　　是電流互感器的同型系數(shù)，相同為0.5，不同為1；</p><p>　　是電流互感器誤差，取0.1；</p><p>　　是各輸電線路的最大短路電流， 、、和值如4-1節(jié)中所示。</p><p>　　4.5 發(fā)電機(jī)保護(hù)配置</p><p>

108、　　4.5.1 保護(hù)配置的原理</p><p>　　發(fā)電機(jī)定子相間故障由電流縱聯(lián)差動(dòng)作主保護(hù)，發(fā)電機(jī)電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理與極短輸電線電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相同。發(fā)電機(jī)匝間短路故障除橫聯(lián)電流差動(dòng)作為主保護(hù)外，還可以有根據(jù)其他原理的保護(hù)。</p><p>　　縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)。因此，它應(yīng)能快速而靈敏地切除內(nèi)部所發(fā)生的故障。同時(shí)，在正常運(yùn)行及外部故障時(shí)，又應(yīng)保證動(dòng)作的選擇性和工

109、作的可靠性。</p><p>　　根據(jù)接線方式和位置的不同又可分為完全縱聯(lián)差動(dòng)和不完全縱聯(lián)差動(dòng)。比率制動(dòng)式完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路故障的主保護(hù)，其原理接線如圖4-10所示。</p><p>　　不完全縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也是發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的主保護(hù)，既能反映發(fā)電機(jī)（或發(fā)變組）內(nèi)部各種相間短路，也能反映匝間短路和分支繞組的開焊故障。</p><p>　　圖4-10

110、 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)原理接線圖</p><p>　　4.5.2 保護(hù)配置的整定</p><p><b>　?。ㄒ唬┰紨?shù)據(jù)計(jì)算</b></p><p>　　折合至110kV平均電壓的發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗值為： ，發(fā)電機(jī)額定電流為： </p><p><b

111、>　?。ǘ┎顒?dòng)保護(hù)整定</b></p><p>　?。?）按躲開外部故障最大不平衡電流整定，即：</p><p>　?。?）按躲開電流互感器二次回路斷線時(shí)整定，即：</p><p>　　取=1820A，折合至二次側(cè)為： ，BCH-2工作線圈匝數(shù)為： ，取26匝。</p><p>　?。ㄈ┌l(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)</p

112、><p>　?。?）發(fā)電機(jī)額定電流為： ，LXHM-1型零序電流互感器額定電流為1750A，當(dāng)繼電器線圈并聯(lián)時(shí)保護(hù)一次動(dòng)作電流為2.4A。 </p><p>　　（2）保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算</p><p>　　一次最大不平衡電流為：</p><p><b>　　保護(hù)動(dòng)作電流為：</b></p><p>　

113、　，該電流小于5A，故可采用。</p><p>　　繼電器動(dòng)作電流計(jì)算為：</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　綜合前面的說明與計(jì)算結(jié)果可知該110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的具體配置如下表：</p><p><b>　　保護(hù)配置表</b></p><p&g

114、t;　　經(jīng)過查找資料以及相關(guān)書籍可以得到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)需配置的保護(hù)的型號(hào)如下：</p><p>　?。?）變壓器保護(hù)裝置： </p><p>　　采用NSP712變壓器差動(dòng)保護(hù)，適用于110 kV電壓等級(jí)的雙圈、三圈變壓器，滿足三側(cè)差動(dòng)的要求。</p><p>　　主要功能：  <1> 差動(dòng)速斷保護(hù)；比率差動(dòng)保護(hù)，采用二次諧

115、波制動(dòng)；  <2> 復(fù)合電壓過流保護(hù)；零序電壓保護(hù)；過負(fù)荷保護(hù)；   <3> CT斷線判別等功能。</p><p>　?。?）母線差動(dòng)保護(hù)裝置： </p><p>　　采用DSA2391母線差動(dòng)保護(hù)裝置，本裝置為由大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐泛蚷ntel 80296為主CPU實(shí)現(xiàn)的母線差動(dòng)保護(hù)，適用于

116、110kV及以下電壓等級(jí)的主接線為單母分段型及雙母線型最大8個(gè)元件的母線差動(dòng)保護(hù)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次接近兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成離不開司紀(jì)凱老師的盡責(zé)輔導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助。在老師的悉心輔導(dǎo)下，成功的完成了本次設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，無(wú)論是在構(gòu)思步驟，分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，配置保護(hù)，還是保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)上，老師

117、都給與了我極大的幫助，在我設(shè)計(jì)遇到困難無(wú)法進(jìn)行時(shí)，給予幫助和引導(dǎo)。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、盡責(zé)無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。</p><p>　　四年來(lái)，老師們?cè)趯W(xué)習(xí)上、生活上給與了我無(wú)微不至的關(guān)懷和照顧，是他們讓我逐步成長(zhǎng)起來(lái)的，沒有他們的幫助就不會(huì)有現(xiàn)在今天知性的我，自信的我。沒有他們也就不會(huì)有我今天的

118、成績(jī)，在這里我表示由衷的感謝。老師，您辛苦了！</p><p>　　最后，衷心感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 馬永翔，王世榮.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).十一五規(guī)劃教材.中國(guó)林業(yè)出版社；北京大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[2] 賀

119、家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.增訂版.北京：中國(guó)電力出版社，2004.</p><p>　　[3] 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析.華中科技大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　[4] 西安交通大學(xué)，西北電力設(shè)計(jì)院.短路電流計(jì)算方法.電力工業(yè)出版社，1992.</p><p>　　[5] 張寶會(huì)，伊項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).中國(guó)電力出版社，2005.<

120、/p><p>　　[6] 盧繼平，詹紅霞.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).重慶大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[7] 崔家佩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算.中國(guó)電力出版社，2001.</p><p>　　[8] 江善清、岳大倫.變壓器繼電保護(hù).繼電器，2007.</p><p>　　[9] 于海濤.電氣控制系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定與校驗(yàn).科技咨