零序電流保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語報(bào) 告+平時(shí)修改報(bào)口總成績專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣XXX姓名：XXXX學(xué) 號(hào)：XXXXXXXXX指導(dǎo)教師：XXXX蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2012年7月7日1設(shè)計(jì)原始資料1.1具體題目系統(tǒng)接線圖如下圖，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機(jī)方式為兩側(cè)各 開1臺(tái)機(jī)，變壓器T6 1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為:E 廠 115/ . 3kV,X1.G3 = X2.G3 =,Xo.T1 =X.T4 = 15J X 1.T6 = 15“ ,X0.T6 =20 ,La-b =50 x (1 + 38%)km Lb-c = 40km,線路 阻抗 ZZ2 =04/k

2、m, Z0 =12/km, d =1.2, K； =1.15。系統(tǒng)接線圖試對(duì)1、2進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。1.2要完成的內(nèi)容請(qǐng)畫出所有元件全運(yùn)行時(shí)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；分別求出1、2零序I、U、川段的定值，并校驗(yàn)靈敏度； 保護(hù)1、2零序I、U是否需要方向元件。2分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容（保護(hù)方式的確定）2.1設(shè)計(jì)規(guī)程繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求，110220kV有效接地電力網(wǎng)線路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)反應(yīng)接地短路和相間短路的保護(hù)裝置。對(duì)于接地短路： 裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護(hù)； 零序電流保護(hù)不能滿足要求時(shí)，可裝設(shè)接地距離保護(hù)，并應(yīng)裝設(shè)一段或兩段零 序電流保護(hù)作

3、為后備保護(hù)對(duì)于相間短路： 單側(cè)電源單回線路，應(yīng)裝設(shè)三相多段式電流或電壓保護(hù)，如不能滿足要求，則 應(yīng)裝設(shè)距離保護(hù)； 雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護(hù)。2.2 本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置2.2.1 主保護(hù)配置電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是三相對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流值理論上是零。多數(shù)的短路 故障是不對(duì)稱的，其零、負(fù)序電流電壓會(huì)很大，利用故障的不對(duì)稱性可以找到正常與故 障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。所以零序電流保護(hù)被廣 泛的應(yīng)用在 110kV 及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。2.2.2 后備保護(hù)配置距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距

4、離， 如果短路點(diǎn)距離小于整定值， 則保護(hù)裝置動(dòng)作。在保護(hù) 1、2、3和 4處配備三段式距離保護(hù)，選用接地距離保護(hù)接線方式和相間距 離保護(hù)接線方式。3 短路電流及殘壓計(jì)算3.1 等效電路的建立將本題中的系統(tǒng)簡化成三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)，即正序網(wǎng)絡(luò)如圖 1 所示；負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖 2 所示；零序網(wǎng)絡(luò)，圖 3 所示ACXt6fYYYiBXlCBX1G3圖3.1正序網(wǎng)絡(luò)圖3.2負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖3.3零序網(wǎng)絡(luò)3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路,求出流過保護(hù)2的最大零序電流。母線B處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路, 電流。求出流過保護(hù)1和4的最大零序母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地

5、短路,求出流過保護(hù)3的最大零序電流。3.3短路電流的計(jì)算整理線路參數(shù)B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為Zi =Z2 =1 5. 89 02 ()故障端口零序阻抗為Zo = (Xct. 1 Z 0)a|BX 01.|tX0ZT3=) 01b3c 4324()單相接地短路時(shí)I115八 3m女 E =115/3=1.5443(kA)2Z、1 Zo 2 14.990213.0144兩相接地短路時(shí)Ecpm a_x Z、1 - 2Z115/7314.99022 13.0144=1.6192(kA)A母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的等

6、值網(wǎng)絡(luò)。故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為Z 2 二Z1 =8.3712()故障端口零序阻抗為ZE =(X0.T*X 9b|cX. T6+ X0.ABIX1218850(0)單相接地短路時(shí) IE115/ ,302.2410(kA)2Z“ Z02 8.3712 12.8850兩相接地短路時(shí)1115/301.9447(kA)Z 1 2Z 08.3712 2 12.8850C母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時(shí),故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為Z 2 =Z1 =8.3712()故障端口零序阻抗為單相接地短路時(shí)I 0115 八 32Z F Z o 2 8.3712 12

7、.1530-2.2978(kA)兩相接地短路時(shí)I 0115/Z、1 2Z、08.3712 2 12.1530= 2.0319(kA)4保護(hù)的配合及整定計(jì)算4.1主保護(hù)的整定計(jì)算4.1.1動(dòng)作值（如動(dòng)作電流）1零序I段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流1零序U段與下一條線路I段配合，即與 3的I段配合分支系數(shù)Kb =獨(dú) 0.AB 二= 5.56X0.T6202零序I段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流4.1.2動(dòng)作時(shí)間保護(hù)1的I段和2的I段均為零序速斷電流保護(hù)，故動(dòng)作時(shí)間均為Os保護(hù)1的U段 為限時(shí)零序電流速斷，比I段延遲一個(gè)t,故保護(hù)1的U段的動(dòng)作時(shí)間為

8、0.5s。4.1.3靈敏度校驗(yàn)4.2后備保護(hù)的整定計(jì)算4.2.1動(dòng)作值（如動(dòng)作電流）保護(hù)1的川段保護(hù)按躲開末端最大不平衡電流 保護(hù)2的川段保護(hù)按躲開末端最大不平衡電流4.2.2動(dòng)作時(shí)間保護(hù)1的川段保護(hù)與下段線路配合，動(dòng)作時(shí)間比U段的動(dòng)作時(shí)間延遲 t，故動(dòng)作時(shí) 間為1s。4.2.3靈敏度校驗(yàn)保護(hù)1的川段保護(hù)，作為近后備保護(hù)K二 3 1.6192 二 23.4894 1.3滿足要求I o.dz1 0.2068作為遠(yuǎn)后備保護(hù)K1m 二3 二3 2.2978 =33.3337 1.2滿足要求I o.dz1 0.2068保護(hù)2的川段保護(hù)，作為近后備保護(hù)3I3匯 2 2410K=3 2.24iu = 33

9、.3317 1.3滿足要求10.dz10.2017綜上可知：在零序電流保護(hù)的配置和保護(hù)中，保護(hù) 1有I段、II段和III段，而保護(hù) 2 只配置 I 段、 III 段保護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。5 繼電保護(hù)設(shè)備的選擇電流互感器 TA 是將一次系統(tǒng)大電流轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜗到y(tǒng)小電流的設(shè)備。選擇電流互感 器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和安裝方式選擇其型式。 種類和型式的選擇。 35kV 及以上配電裝置宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式 配電裝置。一次回路額定電壓和電流的選擇。一次回路額定電壓 Un和Iin應(yīng)滿足： 一般情況下可按變壓器額定電流的 1/3 進(jìn)行選擇。 準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇。對(duì)測量精確度要求較大的大容量

10、發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)干線、 發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量等宜用 0.2級(jí)；裝于重要回路的互感器，準(zhǔn)確級(jí)采用 0.20.5級(jí)。根據(jù) 以上分析，選LJBJ-110kV干式電流互感器。6 二次展開原理圖的繪制6.1 保護(hù)測量電路保護(hù) 1 交流測量回路如圖 6.1,直流測量回路如圖 6.2；保護(hù) 2交流測量回路如圖 6.3， 直流測回路如圖 6.4。圖6.1 保護(hù) 1交流測量回路圖6.2 保護(hù) 1直流測量回路圖6.3 保護(hù) 2交流測量回路圖6.4保護(hù) 2直流測量回路6.2 保護(hù)跳閘電路保護(hù) 1 跳閘回路如圖 6.1，保護(hù) 2跳閘回路如圖 6.2。圖 6.5 保護(hù) 1 跳閘回路圖 6.6 保護(hù) 2跳閘回路7 保護(hù)的評(píng)價(jià)（結(jié)

11、論）對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)：零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是四段式，并可根據(jù) 運(yùn)行需要增減段數(shù)。為了某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù) 的效果。接地距離保護(hù)的一般是二段式，一般都是以測量下序阻抗為基本原理。接地距 離保護(hù)的保護(hù)性能受接地電阻大小的影響很大。當(dāng)線路配置了接地距離保護(hù)時(shí)，根據(jù)運(yùn)行需要一般還應(yīng)配置階段式零序電流保護(hù)。特別是零序電流保護(hù)中最小定值的保護(hù)段，它對(duì)檢測經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu) 越。因此，零序電流保護(hù)不宜取消，但可適當(dāng)減少設(shè)置的段數(shù)。零序電流保護(hù)和接地距離保護(hù)一般按階梯特性構(gòu)成， 其整定配合遵循反映同種故障 類型的保護(hù)上下級(jí)之間必須相互配合的原則，主要考慮與相鄰下一級(jí)的接地保護(hù)相配