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)教師評語報(bào)告（30）總成績修改（40）平時（30） 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 xxx 姓 名： xxxx 學(xué) 號： xxxxxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxx 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(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臺機(jī)，變壓器t6 1臺運(yùn)行。參數(shù)為： 線路阻抗 。系統(tǒng)接線圖試對1、2進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。1.2 要完成的內(nèi)容 請畫出所有元件全運(yùn)行時三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)； 分別求出1、2零序、段的定值，并校驗(yàn)靈敏度； 保護(hù)1、2零序、是

2、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，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)作為后備保護(hù)。 對于相間短路： 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)行時是三相對稱的，其零序、負(fù)序電

3、流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對稱的，其零、負(fù)序電流電壓會很大，利用故障的不對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)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值，則保護(hù)裝置動作。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

4、圖2所示；零序網(wǎng)絡(luò)，圖3所示。 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，求出流過保護(hù)1和4的最大零序電流。母線c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)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的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時，故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為 故障端口零序阻抗為 單相接地短路時 =1.5443(ka)兩相接地短路時 =1.6192(ka) a母線分別發(fā)生單相接地和兩

5、相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為 故障端口零序阻抗為 單相接地短路時 兩相接地短路時 c母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時，故障端口正序阻抗為故障端口負(fù)序阻抗為 故障端口零序阻抗為單相接地短路時 兩相接地短路時 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 動作值（如動作電流） 1零序段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流 1零序段與下一條線路段配合，即與3的段配合分支系數(shù) 2零序段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流4.1.2 動作時間保護(hù)1的段和2的段均為零序速斷電流保護(hù)，故動作時間均

6、為0s,保護(hù)1的段為限時零序電流速斷，比段延遲一個t,故保護(hù)1的段的動作時間為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 動作值（如動作電流） 保護(hù)1的段保護(hù)按躲開末端最大不平衡電流 保護(hù)2的段保護(hù)按躲開末端最大不平衡電流4.2.2 動作時間保護(hù)1的段保護(hù)與下段線路配合，動作時間比段的動作時間延遲t，故動作時間為1s。4.2.3 靈敏度校驗(yàn)保護(hù)1的段保護(hù),作為近后備保護(hù)滿足要求作為遠(yuǎn)后備保護(hù)滿足要求保護(hù)2的段保護(hù),作為近后備保護(hù)滿足要求綜上可知：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)，整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。5

7、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，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。一次回路額定電壓和應(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)確級和額定容量的選擇。對測量精確度要求較大的大容量發(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；裝于重要回路的互感器，準(zhǔn)確級采用0.20.5級。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

8、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)的評價（結(jié)論）對零序電流保護(hù)的評價：零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是四段式，并可根椐運(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，根椐運(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)上下級之間必須相互配合的原則，主要考慮與相鄰下一級的接地保護(hù)相配合；當(dāng)裝設(shè)接地短路故障的保護(hù)時，則一般在同原理的保護(hù)之間進(jìn)行配合整定。參考文獻(xiàn) 1