電力系統(tǒng)繼電保護(hù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　題 目 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)</p><p>　　專業(yè)幫次 07（五）農(nóng)電一班</p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p&g

2、t;　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　2011-2012 第一學(xué)期</p><p>　　某110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　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)。</p><p>　　設(shè)計(jì)

3、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)合電壓啟動(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)，簡單可靠。110kV側(cè)的輸電線路采用了距離Ⅰ、Ⅲ保護(hù)，由于它的電壓等級(jí)較高，還考慮了零序電流Ⅰ、Ⅲ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

4、了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。</p><p>　　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)</p><p>　　目 錄</p><p><b>　　1 開題報(bào)告1</b></p><p><b>　　2 方案比較2</b></p><p&g

5、t;　　3 確定運(yùn)行方式4</p><p>　　3.1 標(biāo)幺值計(jì)算4</p><p>　　3.2短路電流的計(jì)算5</p><p>　　3.3 確定運(yùn)行方式19</p><p><b>　　4 短路計(jì)算21</b></p><p>　　4.1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算21</p

6、><p>　　4.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算22</p><p>　　5 繼電保護(hù)的配置24</p><p>　　5.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí)24</p><p>　　5．2 變壓器的保護(hù)配置26</p><p>　　5.2.1 變壓器配置26</p><p>　　5.2.2

7、保護(hù)配置的整定28</p><p>　　5.3 母線的保護(hù)配置31</p><p>　　5.3.1 保護(hù)配置的原理31</p><p>　　5.3.2電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定34</p><p>　　5.4輸電線路保護(hù)配置35</p><p>　　5.4.1保護(hù)配置的原理35</p><p

8、>　　5.4.2保護(hù)配置的整定38</p><p>　　5.5發(fā)電機(jī)保護(hù)配置43</p><p>　　5.5.1保護(hù)配置的原理43</p><p>　　5.5.2保護(hù)配置的整定45</p><p><b>　　6結(jié)論48</b></p><p><b>　　7總結(jié)與體會(huì)

9、49</b></p><p><b>　　8謝辭50</b></p><p><b>　　9參考文獻(xiàn)51</b></p><p><b>　　1、 開題報(bào)告</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

10、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>　　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----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

11、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,但是沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài),如:過負(fù)荷,過電壓,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。</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，參照《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及

12、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)從而來確定方案中的保護(hù)是否適用來編寫的。</p><p>　　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)合來做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，

13、后備保護(hù)有復(fù)合電壓啟動(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)，簡單可靠。</p><p>　　110kV輸電線路采用了距離Ⅰ、Ⅲ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Ⅰ、Ⅲ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)。</p><p>　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)之中難免有些缺陷或錯(cuò)誤，望批評(píng)指正。</p>&l

14、t;p><b>　　2 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?？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)。 </p>

15、<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

16、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)主要用來保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，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

17、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)合低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓啟動(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)，簡單，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)</p><p>

18、　　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>　　3 確定運(yùn)行方式</b></p><p><b>　　3.1 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)無限大功率電流代表，它到母線的電抗標(biāo)

19、幺值。</p><p>　　各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：</p><p>　　變壓器 </p><p>　　變壓器的各繞組短路電壓分別為：</p><p>　　所以，變壓器的電抗值為</p><p><b>　　變壓器 </b></p><p>&l

20、t;b>　　變壓器 </b></p><p>　　線路 </p><p>　　線路 </p><p>　　線路 </p><p>　　線路 </p><p>　　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。<

21、/p><p>　　圖3.1 110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　3.2短路電流的計(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，

22、計(jì)算電抗和短路電流。</p><p>　?。ㄒ唬﹥膳_(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行，變壓器同時(shí)投入運(yùn)行。</p><p><b>　　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡：</b></p><p>　　將組成的三角形電路化簡為由組成的星形電路，計(jì)算如下：</p><p>　　系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.

23、2 系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　（1）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算</p><p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)</b></p><p><b>　　=0.18</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 點(diǎn)發(fā)

24、生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)</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3.4

25、所示。</p><p>　　圖3.4 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.5所示。</p>

26、<p>　　圖3.5 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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>　　化簡的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 化簡的等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p>

27、<p>　　發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。?）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值如。</p><p>　?。?）計(jì)算短路電流有名值。</p><p>　　各點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，各電源的基準(zhǔn)電流分別為：</p><p>　　系統(tǒng)S </p><p><b>　　發(fā)電

28、機(jī) </b></p><p>　　查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.1。</p><p>　　表3.1 短路電流表</p><p>　?。ǘ┌l(fā)電機(jī)停運(yùn)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)</p><p><b>　　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡： &

29、lt;/b></p><p><b>　　=0.0997</b></p><p>　　系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)移電抗和計(jì)算電抗計(jì)算</p><p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí) </b&

30、gt;</p><p><b>　　=.178</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p>

31、<p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)</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3.10所示。</p><p>　　圖3.10 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p>

32、<p>　　發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p><b>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)</b></p><p>　　S點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b>　　點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</b></p><p>　　化簡的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.11所示。</p><p>　　圖

33、3.11 化簡的等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。?）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。</p><p>　　（3）計(jì)算短路電流有名值。（同上）</p><p>　　查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.2。<

34、/p><p>　　表3.2 短路電流表</p><p>　　（三）線路處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.12 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　（1）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)，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</p><p><b

35、>　　=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3.13所示。</p><p>　　圖3.13 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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)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

36、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3.14所示。</p><p>　　圖3.14 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p&

37、gt;<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>　　點(diǎn)對(duì)的轉(zhuǎn)移電抗為：</b></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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　?。?）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。</p><p

38、>　?。?）計(jì)算短路電流有名值。（同上）</p><p>　　查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.3。</p><p>　　表3.3 短路電流表</p><p>　　（四）線路處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)移電抗和

39、計(jì)算電抗計(jì)算</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>　　=0.45</b></p><p>　　所以，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.16所示。</p><p>　　圖3.16 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　系統(tǒng)S對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：<

40、;/p><p>　　發(fā)電機(jī)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3.17所示。</p><p>　　圖3.17 等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，

41、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>　?。?）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。</p><p>　?。?）計(jì)算短路電流有名值。（同上）</p><p>　　查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.4。</p><p>　　表3.4 短路電流表</p&

42、gt;<p>　?。ㄎ澹┚€路處開環(huán)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.18所示。</p><p>　　圖3.18 系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)</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3.19所示。</p><p>　　圖3.19 等值網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　系統(tǒng)

43、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)發(fā)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3.20所示。</p><p>　　圖3.20 等值網(wǎng)絡(luò)如</p

44、><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)發(fā)生短路時(shí)，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.21所示。</p><p>　　圖3.21 等值網(wǎng)絡(luò)</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)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：&

45、lt;/p><p>　　（2）由計(jì)算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。</p><p>　?。?）計(jì)算短路電流有名值。（同上）</p><p>　　查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.5。</p><p>　　表3.5 短路電流表</p><p>　　3.3 確定運(yùn)行方式</p><p>　　由3.

46、2節(jié)的計(jì)算過程，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)各短路點(diǎn)短路時(shí)的短路電流如表3.6。</p><p>　　表3.6 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：線路處開環(huán)運(yùn)行。</p><p>　　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)。<

47、;/p><p>　　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)。</p><p>　　最小運(yùn)行方式為：線路處開環(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：線路處開環(huán)運(yùn)行。</p><p><b&g

48、t;　　4 短路計(jì)算</b></p><p>　　4.1 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算</p><p>　　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</p><p>　　系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：</p><p>　　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</p><

49、;p>　　系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：</p><p>　　輸電線路長為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>　　輸電線路短路電流為：</p><p>　　輸電線路短路

50、電流為：</p><p>　　輸電線路短路電流為：</p><p>　　4.2 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路電流</p><p>　　系統(tǒng)電抗 =0.135</p><p>　　發(fā)電機(jī)電抗 =0.13</p><p&

51、gt;　　各輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　輸電線路三相短路電流為： </p><p>　　同理可得，輸電線路三相短路電流為： </p><p>　　輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　各輸電線路兩相短路電流為：</p><p&g

52、t;　　輸電線路兩相短路電流為：</p><p>　　輸電線路兩相短路電流為：</p><p>　　輸電線路兩相短路電流為：</p><p>　　輸電線路兩相短路電流為：</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>　　輸電線路三相短路電流為： </p><p

53、>　　同理可得，輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　輸電線路三相短路電流為：</p><p>　　輸電線路三相短路電流為：</p><p><b>　　5 繼電保護(hù)的配置</b></p><p>　　5.1 繼電保護(hù)的基本知識(shí)</p><p>　　電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳

54、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----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,但是沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài),如:過負(fù)荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的

55、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:</p><p>　　(1)故障點(diǎn)的電弧使故障設(shè)備損壞；</p><p>　　(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)力效應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；</p><p>　　(3)部分電力系統(tǒng)的電

56、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；</p><p>　　(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)；</p><p>　　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

57、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。</p><p><b>　　繼電保護(hù)的任務(wù)是:</b></p><p>　　(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(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

58、。</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)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護(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

59、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)。</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

60、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>　　被測(cè)物理量－－→測(cè)量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號(hào)</p><p><b>　　↑ </b></p><p><b>　　整定值</b><

61、;/p><p>　　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)。</p><p>　　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。</p&g

62、t;<p>　　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。</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

63、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。</p><p>　　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。</p><p>　　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。&

64、lt;/p><p>　　5．2 變壓器的保護(hù)配置</p><p>　　5.2.1 變壓器配置</p><p><b>　?。ㄒ唬┛v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

65、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</p>

66、;<p><b>　　下,=即：</b></p><p>　?。ㄗ儔浩髯儽龋?</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)的措施來減小。</p><p>　　盡管縱聯(lián)差動(dòng)

67、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)。</p><p>　　圖5.1 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)主要用來保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，

68、它由于一方面簡單，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。</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)繼電器KS，發(fā)出

69、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：0.6～1.5m/s,一般整

70、定在1m/s 。瓦斯保護(hù)原理如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.2 瓦斯保護(hù)原理示意圖</p><p>　?。ㄈ?fù)合電壓啟動(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、過流元件及時(shí)間元件構(gòu)成

71、，其中負(fù)序過電壓元件與低電壓元件構(gòu)成復(fù)合電壓啟動(dòng)元件，其保護(hù)原理接線圖如圖5.3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)合電壓啟動(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>”元件短時(shí)啟動(dòng)

72、, ”U<”元件也啟動(dòng),在”U2>”元</p><p>　　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5.3 復(fù)合電壓啟動(dòng)的過流保護(hù)原理接線

73、圖</p><p>　　5.2.2 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

74、中為可靠系數(shù)，取1.3，而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>　　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。</p>

75、<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?。?lt;/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><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>

76、<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： </p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表5-1：</p><p>　　(5) 校驗(yàn)保護(hù)的靈敏

77、系數(shù):</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下,線路處開環(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)的接線系數(shù),這里取1 。</p><p>　　(二) 變壓器的后備保護(hù)的整定</p><p>　　(1)復(fù)合電壓啟動(dòng)

78、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><b>　　對(duì)于、：</b></p><p>　　其中Krel是可靠系數(shù),一般為1.15～1.25,這里取1.15,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

79、路時(shí),保護(hù)的靈敏性校驗(yàn):</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　對(duì)于、：</b></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>&

80、lt;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、其額定電流為：</p><p>　　所以： </p><p>　　對(duì)于、,其額定電流為：</p><p>

81、;　　所以： </p><p>　　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。</p><p>　　5.3 母線的保護(hù)配置</p><p>　　5.3.1 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

82、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><p>　　母線故障的類型,主要是單相接地和相間短路故障。與輸

83、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

84、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接于系統(tǒng)電源,而線路III則接于負(fù)載。</p><p

85、>　　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&g

86、t;　　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: </p><p>　　圖5.4 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>　　(2)母線故障時(shí),所有有電源的線路,都向故障點(diǎn)供

87、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

88、來說缺乏靈活性,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5.5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

89、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：</p><p>　　短路電流Ik為： </p><p

90、>　　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。</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(5.21)所示,所以I5與Ik反相位,如圖5.5(c)所示?？梢?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

91、動(dòng)繼電器KD中的電流為：</p><p>　　(a) (b) (c)</p><p>　　(a) 原理接線圖; (b), (c) 相量關(guān)系</p><p>　　圖5.5 母聯(lián)電流與短路電流相位比較</p><p>　　所以電流Ik的相位就是短

92、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,</p><p>　　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)。</p><p&g

93、t;　　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>　　5.3.2電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定</p><p>　　（一）差電流起動(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>　?。?）按躲開母線外部的最大不平衡電流整定

94、，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—2型差動(dòng)繼電器，故取=1，=0.1，=

95、1.3。</p><p><b>　　起動(dòng)電流：</b></p><p><b>　　二次電流為：</b></p><p>　　BCH—2型差動(dòng)匝數(shù)為：</p><p>　　取=3匝，=16A。由于母線保護(hù)用110kV系統(tǒng)中，故BCH—2短路線匝為〝B—B〞。</p><p>

96、;　　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，為簡化計(jì)算可直接取=60～65v。</p><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

97、），零序電壓元件動(dòng)作電壓按經(jīng)驗(yàn)公式=（15～20）v。</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><p>　　繼電器選用DSA2391母線差動(dòng)保護(hù)裝置。</p>&

98、lt;p>　　5.4輸電線路保護(hù)配置</p><p>　　5.4.1保護(hù)配置的原理</p><p><b>　　(一) 距離保護(hù)</b></p><p>　　電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單，可靠，經(jīng)濟(jì)，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

99、須采用性能完善的保護(hù)裝置，因而就引入了“距離保護(hù)”。</p><p>　　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??；相反地，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)

100、間就越長。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距離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)，所以，保護(hù)1的動(dòng)作時(shí)間就比保護(hù)2的短。這樣故障就由保護(hù)1動(dòng)作切除，不會(huì)引起保護(hù)2的誤動(dòng)作。這種選擇性的配合是靠適當(dāng)?shù)倪x擇各保護(hù)的整定阻抗值和動(dòng)作時(shí)限來完成的。</p><p>　　圖5.6（a） 距離保護(hù)的基本原理</p>

101、<p>　　圖5.6(b) 距離保護(hù)原理接線圖</p><p><b>　　(二)零序電流保護(hù)</b></p><p>　　零序電流保護(hù)屬于小接地電流系統(tǒng)的保護(hù)方式，它利用當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故璋時(shí)零序電流比正常運(yùn)行時(shí)較大的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號(hào)或瞬時(shí)切斷主回路電源避免事故</p><p>　　的發(fā)生.盡管此種保護(hù)方式屬于小接地電流

102、系統(tǒng)，但早已在發(fā)電廠、變電站和配電系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地，能使靈敏而有選擇性的接地保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)，能減少電弧接地過電壓的危險(xiǎn)，接地保護(hù)是否動(dòng)作于跳閘取決于接地電流的大小，這種接地保護(hù)方式的缺點(diǎn)是接地電阻電壓較高(6kV)，接地功耗較大(60一75kw)，使電阻器發(fā)熱，影響其機(jī)械強(qiáng)度，給制造帶來了較大的困難，而且造價(jià)很高。</p><p>　　中性

103、點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，在接地點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)電感點(diǎn)流并和系統(tǒng)中的接地電容電流相抵消，可減小流經(jīng)故障點(diǎn)的電流.在通常情況下，接地電弧不會(huì)出現(xiàn)，單相接地故障自動(dòng)消除，從而就可減少接地故障引起的停電事故。由于采用了消弧線圈，在發(fā)生單相接地故障時(shí)的電流分布發(fā)生了變化，又給實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)帶來了一定的困難，因而必須謀求新途徑。</p><p>　　目前，在變配電系統(tǒng)中為提高供電的可靠性，大多采用小接地電流

104、系統(tǒng).上述幾種零序電流保護(hù)的接線方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從經(jīng)濟(jì)技術(shù)諸方面綜合加以考慮。</p><p>　　零序分童的特點(diǎn)，如圖5.7(a)所示的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)A相發(fā)生金屬性單相接地短路時(shí)，可利用對(duì)稱分量的方法將電流、電壓分解為正序、負(fù)序和零序分量，并利用復(fù)合序網(wǎng)來表示它們之間的關(guān)系.其零序網(wǎng)絡(luò)如圖5.7 (b)所示，零序電流可看成是在故障點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)零序電壓亡，而產(chǎn)生的，零序電流經(jīng)過變壓器接地中性點(diǎn)構(gòu)成回路

105、.零序電流的正方向規(guī)定從母線流向故障點(diǎn)，零序電壓的正方向是線路指向大地，其主要特點(diǎn)如下:</p><p>　　1)線路中任何一點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，該點(diǎn)的三倍零序電流(或電壓)都等于該點(diǎn)的三</p><p>　　相電流(或電壓)的向t和，即</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)中A相發(fā)生接地短路時(shí)，故障點(diǎn)D的電壓，故障點(diǎn)D處的零序電壓為：</p><p>

106、　　，即故障點(diǎn)的零序電壓等于非故障相電壓向量和的1/3. 故障點(diǎn)的電流即故障點(diǎn)的零序電流等于故障點(diǎn)電流的1/3，并且相位相同。</p><p>　　2)故障點(diǎn)的零序電壓最高，其值為，距故障點(diǎn)的距離越遠(yuǎn)，零序電壓就越低;變器中性點(diǎn)處，零序電壓為零.零序電壓的分布如圖5.7 (c)所示。</p><p>　　3)零序電流超前零序電壓900，如圖5.7 (d)所示，零序電流的分布，主要決定于線路

107、和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻杭，而與電源的數(shù)目和位里無關(guān)。</p><p>　　4)零序功率S。=I0·U0，由于故障點(diǎn)零序電壓最高，所以，故障點(diǎn)的零序功率也最</p><p>　　大，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序功率越小。</p><p>　　圖5.7 接地短路時(shí)的零序等效網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　5.4.2保護(hù)配置的整定</p>

108、;<p>　?。ㄒ唬┹旊娋€路的距離保護(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)可以直接考慮用距離保護(hù)，所以這里的110kV側(cè)我直接進(jìn)行距離保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)。</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&

109、gt;　　對(duì)于輸電線路</b></p><p><b>　　距離Ⅰ段：</b></p><p>　　距離Ⅲ段：最小負(fù)荷阻抗 </p><p><b>　　動(dòng)作阻抗為 </b></p><p>　　由于=80o，=0.85得=31.78 o。</p><p>&

110、lt;b>　　整定阻抗 </b></p><p>　　所以， >1.5,滿足要求。</p><p>　　（二）零序保護(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>　　

111、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><p>　　正序網(wǎng)絡(luò)如圖5.8所示。</p><p>　　圖5.8 正序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　負(fù)序網(wǎng)絡(luò)化簡過程如下

112、：</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5.9所示。</p><p>　　圖5.9 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)化簡過程如下：</p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)輸入電抗： </p><p>　　零序網(wǎng)絡(luò)如圖5.

113、10所示。</p><p>　　圖5.10 零序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　所以，各序的輸入阻抗分別為：</p><p>　　=1.4 =0.25 =0.28</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

114、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：</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>

115、;<b>　　零序Ⅰ段： </b></p><p><b>　　零序Ⅲ段： </b></p><p><b>　　線路 </b></p><p><b>　　線路 </b></p><p><b>　　線路 </b></p

116、><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.

117、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。繼電器選用MLP-71系列多功能微機(jī)線路成套保護(hù)及自動(dòng)裝置。</p><p>　　5.5發(fā)電機(jī)保護(hù)配置</p><p>　　5.5.1保護(hù)配置的原理</p><p>　　1.保護(hù)范圍及特點(diǎn)電流速斷保護(hù)僅能對(duì)發(fā)電機(jī)輸出線路進(jìn)行保護(hù)，而當(dāng)繞組內(nèi)部(中性點(diǎn)到輸出端斷路器

118、)有短路現(xiàn)象時(shí)，卻存有死區(qū)。縱差保護(hù)是用于發(fā)電機(jī)內(nèi)部繞組的短路保護(hù)，適用于與外電路并網(wǎng)且中性點(diǎn)側(cè)有引出線的機(jī)組，該保護(hù)具有快速性，可靠性。</p><p>　　2.保護(hù)的構(gòu)成及基本原理如圖5.1l所示.1號(hào)互感器ILH裝在輸出斷路器DL附近，4號(hào)互感器4LH裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引出線上，1LH和4LH型號(hào)變比相同，電流互感器的極性同名端用“.”號(hào)表示，CJ為差動(dòng)電流繼電器，而互感器之間的范圍即為保護(hù)動(dòng)作區(qū)。我們令1L

119、H和4LH一次側(cè)電流分別為I1和I2，二次側(cè)電流分別為i1和i2。顯然當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，有I1=I2，因?yàn)閮苫ジ衅髯儽认嗤?，故有i1=i2, i2由結(jié)點(diǎn)a流進(jìn)Cj，由結(jié)點(diǎn)b流出。而I1經(jīng)結(jié)點(diǎn)b流進(jìn)CJ，由結(jié)點(diǎn)a流出。根據(jù)克霍夫第一定律，流入和流出結(jié)點(diǎn)的電流應(yīng)相等。即實(shí)際上繼電器CJ中的電流及Ic=I1=I2=0，所以CJ不動(dòng)作. </p><p>　　圖5.1l 縱差保護(hù)原理接線圖</p>

120、<p>　　當(dāng)保護(hù)區(qū)外部短路時(shí)(如Dl點(diǎn))電源互感器ILH和4LH的一次電流是發(fā)電機(jī)向故障點(diǎn)供給的短路電流，仍然有i1= i2(不過此時(shí)I1和I2值很大)，i1=i2,CJ中電流ic=O，CJ也不動(dòng)作。</p><p>　　僅當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)部短路時(shí)(如發(fā)電機(jī)引出線上D2點(diǎn))互感器4LH一次側(cè)電流為發(fā)電機(jī)供電，而ILH的一次側(cè)電流則由外電網(wǎng)供電，此時(shí)由于il的方向變化，導(dǎo)致il的方向變化，故繼電器CJ中的電流

121、iC=i1+12，即CJ中流過與故障點(diǎn)總短路電流成比例的電流。當(dāng)此電流大于CJ的起動(dòng)電流時(shí)，CJ就動(dòng)作，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)解列。</p><p>　　由上述分析知，按差動(dòng)原理構(gòu)成的保護(hù)裝置可瞬時(shí)動(dòng)作切除故障。</p><p>　　3.BCH—2型繼電器的單相差動(dòng)保護(hù)原理</p><p>　　繼電器是較早設(shè)備中常用的單相保護(hù)繼電器。在實(shí)際電路中，考慮的問題遠(yuǎn)比上述原理復(fù)雜。

122、因?yàn)樵谕獠慷搪窌r(shí)及正常工作時(shí)，由于1LH和4LH到保護(hù)屏的距離不一樣，互感器的特性也不完全一致(另外還有電流相位差)等因素，差動(dòng)回路中電流繼電器有不平衡電流存在，特別是在外部短路初瞬時(shí).這種不平衡電流數(shù)值較大，可能造成CJ誤動(dòng)作。BCH—2型繼電器采用的是具有速飽和特性的中間變流器，其原理因與差動(dòng)保護(hù)本身關(guān)系不大，限于篇幅，不再贅述。在圖5.12中Wl為差動(dòng)線圈，W2為平衡線圈，在正常工作及外部短路時(shí)，W2產(chǎn)生的磁通能抵消WI所產(chǎn)生的不