電力系統(tǒng)110KV線路的繼電保護方式進行保護配置與整定計算畢業(yè)論文

1、電力系統(tǒng)110KV_線路的繼電保護方式進行保護配置與整定計算第 一 章 緒 論第1.1節(jié)繼電保護的作用電力是當今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備與人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級計算機為中心，用分層控制方式實施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對包括正常運行在的各種運行狀態(tài)實施控制。這樣才能更進一步地確保電力系統(tǒng)的安全運行。第1.2節(jié)對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求動作于跳閘的繼電保護

2、，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。1.2.1選擇性：是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。1.2.2速動性：是指快速地切除故障，以提高電力系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間，以與小故障元件的損壞程度。因此，在發(fā)生故障時，應(yīng)力求保護裝置能迅速動作，切除故障。1.2.3靈敏度：是指在該保護裝置規(guī)定的保護圍發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，他不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。1.2.4可靠性：是指在保護裝置規(guī)定的保護圍發(fā)生了它應(yīng)該反應(yīng)的故障時，保護

3、裝置應(yīng)可靠地動作（即不拒動）。而在不屬于該保護動作的其它任何情況下，則不應(yīng)該動作（即不誤動）?？煽啃匀Q于保護裝置本身的設(shè)計、制造、安裝、運行維護等因素。一般來說，保護裝置的組成元件質(zhì)量越好、接線越簡單、回路中繼電器的觸點和接插件數(shù)越少，保護裝置就越可靠。同時，保護裝置的恰當?shù)呐渲门c選用、正確地安裝與調(diào)試、良好的運行維護。對于提高保護的可靠性也具有重要的作用。保護的誤動和拒動都會給電力系統(tǒng)造成嚴重的危害，在保護方案的構(gòu)成中，防止保護誤動與防止其拒動的措施常常是互相矛盾的。由于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和負荷性質(zhì)不同，誤動和拒動的危害程度有所不同，因而提高保護裝置的可靠性的著重點在很多情況下也應(yīng)有所不同。例

4、如，系統(tǒng)有充足的旋轉(zhuǎn)備用容量、各元件之間聯(lián)系十分緊密的情況下，由于某一元件的保護裝置誤動而給系統(tǒng)造成的影響較小；但保護裝置的拒動給系統(tǒng)在成的危害卻可能很大。此時，應(yīng)著重強調(diào)提高不誤動的可靠性。又如對于大容量發(fā)電機保護，應(yīng)考慮同時提高不拒動的可靠性和不誤動的可靠性。在某些文獻中稱不誤動的可靠性為“安全性”，稱不拒動和不會非選擇動作的可靠性為“可信賴性”。對繼電保護裝置的四項基本要分析研究繼電保護的基礎(chǔ)。與此同時，電子計算機特別是微型計算機技術(shù)的發(fā)展，各種微機型繼電保護裝置也應(yīng)運而生，由于微機保護裝置具有一系列獨特的優(yōu)點，這些產(chǎn)品問世后深受用戶青睞電流。第1.3節(jié) 微機繼電保護裝置具有以下特點13

5、1 維護調(diào)試方便：目前國大量使用的整流型或晶體管型繼電保護裝置的調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜保護，例如距離保護，調(diào)試一套常常需要一周，甚至更長的時間。究其原因，這類保護裝置是布線邏輯的，保護的每一種功能都有相應(yīng)的硬件器件和連線來實現(xiàn)。為確認保護裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗來校核一遍。微機保護則不同，它的硬件是一臺計算機，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)的。換言之，它是一個只會做幾種單調(diào)的、簡單操作的硬件，配以軟件，把許多簡單操作組合完成各種復(fù)雜功能的。因而只要用幾個簡單的操作就可以 檢驗微機的硬件是否完好。或者說如果微機硬件有故障，將會立即表現(xiàn)出來，如果硬件完好，對于

6、以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計時一樣（這很容易檢查），就必然會達到設(shè)計的要求，用不著涿臺作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。實際上如果經(jīng)檢查，程序和設(shè)計時的 完全一樣，就相當于布線邏輯的保護裝置的各種功能已被檢查完畢。一般微機保護裝置都具有自檢功能，對硬件各部分和存放在EPROM中的程序不段進行自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常會發(fā)出警報。通常只要接上電源后沒有警報，就可確認裝置完好。所以對微機保護裝置可以說幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運行維護的工作量。1.3.2 可靠性高：計算機在程序指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現(xiàn)常規(guī)保護很難辦到的自動糾錯，即自動地識別和排除干擾，防止由于干擾而造

7、成的誤動作。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。1.3.3 易于獲得附加功能：應(yīng)用微型計算機后，如果配置一個打印機，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。例如保護各部分的動作順序和動作時間記錄，故障類型和相別與故障前后電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點的位置。這將有助于運行部門對事故的分析和處理。1.3.4 靈活性大：由于計算機保護的特性主要有軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護的特性和功能。從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運行方式的變化。1.3.5 保護性能得到很好改善：由于計算機的應(yīng)用，使很多原有型式的繼電

8、保護中存在的技術(shù)問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。1.3.6 保護裝置體積縮?。阂惶孜C保護裝置，可以實現(xiàn)多種保護功能，例如一套LFP-901A微機保護裝置有3個獨立的CPU可以實現(xiàn)距離保護、零序保護、自動重合閘等功能。因此在組屏?xí)r，體積要縮小，便于現(xiàn)場的按裝維護。第1.4節(jié) LFP-901A微機繼電保護裝置的介紹1.4.1 LFP901A 型超高壓線路成套快速保護裝置的應(yīng)用本裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置。包括以工頻變化量方向元件為主體的快速主保護，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I

9、段保護，有三段式相間和接地距離與二個延時段零序方向過流作為后備的全套后備保護。保護有分相出口，用作22KV 與以上的輸電線路的主保護與后備保護。裝置設(shè)有重合閘出口，根據(jù)需要，實現(xiàn)單相重合，三相重合和綜合重合閘方式。1.4.2 裝置的性能特征：(1) 本裝置有三個獨立的單片機：A）：CPU1為裝置的主把噴壺，有工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器經(jīng)通道配合構(gòu)成全線路快速跳閘保護，由I段工頻變化量距離繼電器構(gòu)成快速獨立跳閘段；由二個延時零序方向過流段構(gòu)成接地后備保護。B）：CPU2為三階段式相間和接地距離保護，以與重合閘邏輯。C）：CPU3為起動和管理機，設(shè)整機總起動元件，該起動元件與方向和距離保

10、護在電子電路上（包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）完全獨立，動作后開放保護出口電源，另外，CPU3還作為人機對話的通訊接口，保護跳閘，整組復(fù)歸后，CPU3接收CPU2來的電壓電流信號，進行測距計算。(2) 由工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器構(gòu)成的主保護全線路跳閘時間小于25ms。由工頻變化量距離繼電器實現(xiàn)了近處故障跳閘時間小于10ms，線路中間故障小于15ms，由三段式相間和接地距離保護和二延時段零序保護構(gòu)成了完整的階段式后備功能。(3) CPU1和CPU2分別作為主保護與后備保護，功能獨立，有互相補充。A） CPU1強調(diào)快速性，采樣率為每周波20點，主要繼電器采用積分算法，速度快且安全性高。CPU2作為

11、后備保護強調(diào)準確性，采樣率為每周12點，主要繼電器采用付氏算法，計算精度得以提高。B） CPU1、CPU2功能上互相補充，CPU1先選擇故障相然后對故障相進行測量；CPU2則先對各相進行測量，判為區(qū)故障時再由選相程序選擇跳閘相別，因此，在任何復(fù)雜的故障形式下，均不可能因選相的錯誤而導(dǎo)致測量錯誤。C） CPU1中工頻變化量方向元件有非常高的靈敏度，可測量很大的故障過渡電阻；CPU2則強調(diào)后備功能的齊全，在各種復(fù)雜故障形式下不失去保護。D） CPU1保護以反應(yīng)故障分量的繼電器為主體，而CPU2的主要繼電器則全部工作在全電流全電壓方式。(4)裝置除設(shè)置了獨立的總起動元件外，方向保護和距離保護均設(shè)有本

12、保護的起動元件，構(gòu)成獨立完整的保護功能。起動元件的主體以反應(yīng)工頻變化量的過流繼電器實現(xiàn)，同時又配以反應(yīng)全電流的零序過流繼電器，互相補充。(5 )裝置中反應(yīng)工頻變化量的起動元件CPU1中的選相元件與方向元件均采用浮動門坎，正常運行與系統(tǒng)振蕩時變化量輸出回路的不平衡輸出均自動構(gòu)成自適應(yīng)式的門坎，浮動門坎電壓始終略高于不平衡電壓，在一般運行情況下由于不平衡分量很小而裝置有很高的靈敏度，當系統(tǒng)振蕩時，自動降低靈敏度，不需要設(shè)置專門的振蕩閉鎖回路，因此，裝置有很高的安全性，起動元件有很高的靈敏度而又不會頻繁起動，測量元件則不會誤測量。(6)距離保護性能：A） 三階段式相間和接地距離保護中的不對稱短路動作

13、特性和對稱短路暫態(tài)特性如圖，圖2為三相短路穩(wěn)態(tài)特性，為了確保III段距離元件的后備作用，III段距離元件三相短路特性包含原點。B） 繼電器有正序電壓極化，因而有較大的測量故障過渡電阻的能力，當用于短線路時，為了進一步擴大測量過渡電阻的能力，還可將I、II段阻抗特性向第I象限偏移。C） 接地距離繼電器設(shè)有零序電抗特性，可防止接地故障時繼電器超越。D） 正序極化電壓較高時，由正序電壓極化的距離繼電器有很好的方向性，當正序電壓下降至15%以下時，進入三相低壓程序，有正序電壓記憶量極化，并且在繼電器動作前設(shè)置門坎，母線三相故障時繼電器不可能失去反向性，繼電器動作后則改為反門坎，保證正方向三相故障繼電器

14、動作后一直保持到故障切除。同時，進低壓程序時，III段繼電器采用反門坎，因而三相短路III段穩(wěn)態(tài)特性包含原點，不存在電壓死區(qū)。(7) 振蕩閉鎖分為第四部分：A） 在起動元件第一次動作初始開放160ms，以保證正常運行下突然發(fā)生故障時能快速開放。B） 不對稱故障時由不對稱開放元件L02Q開放，保證了在任何不對稱故障是的快速開放。C） 測量V1cos的幅值，該電壓在系統(tǒng)振蕩時反應(yīng)振蕩中心電壓，在三相短路時反應(yīng)弧光壓降，在三相短路第一部分振閉不能開放的前提下，由本元件經(jīng)短延時開放。D） 非全相運行再故障時，可由反應(yīng)零、負序電流相位的元件開放健全全相單相接地，由反應(yīng)健全二相電流差的工頻變化量的過流繼電

15、器開放健全全相相間故障。以上四個部分結(jié)合，保證了距離保護在各種故障情況下的快速開放。(8)自動重合閘部分自動重合閘用于單或雙母線方式，可選用單相重合，三相重合或綜合重合的方式，可根據(jù)故障的嚴重程度引入閉鎖重合閘的方式。重合閘的起動有保護起動和開關(guān)位置不對應(yīng)起動二種，當與本公司其他產(chǎn)品一起使用，有二套重合閘時，二套裝置的重合閘可以同時投入，不會出現(xiàn)二次重合，與其他裝置的重合閘配合時，可考慮用壓板僅投入一套重合閘裝置。(9)鍵盤操作簡單，采用菜單式工作方式，僅有+、-、上、下、左、右等共九個按鍵，非常易于掌握。(10)配有液晶信號顯示，正常運行時，可顯示所測量的電流，電壓幅值和相位，線路故障時則顯

16、示跳閘相別，跳閘類型和測距結(jié)果。(11)裝置背后端子有一個串行口，可與打印機相連，另有一個串行口作為對外通訊用。1.4.3 技術(shù)數(shù)據(jù)（1）額定數(shù)據(jù)直流電壓：220V或110V（定貨注明） 允許偏差 +15%，-20% 交流電壓： 相電壓：， 交流電流：5A或1A 頻率：50HZ(2) 功耗： 直流電源功耗： 正常： 35W 跳閘： 50 W 交流電壓回路<0.5VA/相 交流電流回路： <0.5VA/相<0.5VA/相 （1A）<1VA/相 （5A）(3) 電源工作電源：±12V，允許偏差 ±0.2V±5V， 允許偏差 ±0.15

17、光耦隔離電源： 24V 允許偏差 ±5V1.4.4 主要技術(shù)指標：(1) 整組動作時間：距離保護段： 20ms工頻變化量距離元件： 近處 410ms 末端 < 20ms方向保護全線路跳閘時間： <25vms(2)起動元件：±I起動，起動值0。2In零序過流起動元件，0.1,0.2,0.2In可整定.(3) 方向保護部分：I）相電流差突變量選相元件起動值：0.2In ±15% II）工頻變化量方向元件：最小動作電流 0。2In最小動作電壓 5VIII）工頻變化量距離元件：動作速度：<10ms (Uop>2Uz時)IV）零序方向元件：

18、最小動作電壓： >0.5V <1V最小動作電流: <0.1InV)零序過流元件定值誤差: <5%VI) IIIII段零序跳閘延遲時間: 010s1.4.5 距離保護部分：(1) 整定圍： 0.01 25(2) 裝置的構(gòu)成：1) 裝置的整體構(gòu)成見圖：輸入電流電壓首先經(jīng)隔離互感器傳變至二次側(cè)，成為小信號電壓，一組進VFC插件，將電壓信號經(jīng)壓頻變換器轉(zhuǎn)換成頻率信號，供CPU1、CPU2作保護測量信號，另一組經(jīng)低通濾波器后進入管理機部A/D，采樣值作為起動元件判別量。CPU3 設(shè)裝置總起動元件，起動后開放出口繼電器正電源。CPU1是一套完整的主保護。CPU2是一套完整的后備保護

19、與自動重合閘。二套保護輸出至出口繼電器。CPU3還作為通訊管理機，負責三個CPU之間通訊與人機對話。2) 輸出接點裝置共輸出6組跳閘接點，可用于切除二個開關(guān)，第1。2二組跳閘接點 T1、T2至開關(guān)跳閘線圈，每相輸出均由二對接點并實現(xiàn)，其中一對為快速接點，另一對為慢速（10ms）小中間繼電器，小中間繼電器作為后備保證了保護跳閘的可靠性，第36組跳閘接點T3T6，分別送至斷路器保護與運動裝置。當保護使用外部重合閘裝置時，可輸出二組給重合閘裝置的接點，每組分別有單相跳閘（實際為任何跳閘，包括三相跳閘），三相跳閘和閉鎖重合閘三對接點。 裝置輸出一組起動切機切負荷接點，其三對接點與起動重合閘的三對接點一

20、樣。 起動收發(fā)訊機的接點對閉鎖式通道有起動發(fā)訊和起動停訊二對接點，當起動停訊的接點動作時，起動發(fā)訊的接點瞬時返回，因此，如收發(fā)訊機本身有起動發(fā)訊時瞬時發(fā)訊而起動發(fā)訊接點返回時又立即停止發(fā)訊的功能，可不用停訊接點，當采用允許式通道時，由停訊接點起動（起動發(fā)訊接點不用）。另有二組接點分別至中央信號和遠動裝置，跳閘中央信號和報警中央信號，電源可分開，其中XJ為磁保護的跳閘信號繼電器，BSJ1為方向保護（CPU1）報警被閉鎖，BSJ2為距離保護（CPU2）報警被閉鎖的輸出信號接點，BJJ為裝置異常信號，當CPU1CPU3檢查到有異常情況時，BJJ動作，閉鎖掉與該異常情況相關(guān)的部分保護，但不閉鎖保護整體

21、并通知值班人員盡快處理。 裝置輸出兩隊重合閘接點，HJ1至重合閘回路，HJ2是當一條線路上有二套重合閘裝置時，由HJ2作閉鎖重合閘接點街道另一套重合閘裝置的閉鎖重合閘入口。3) 裝置的輸入輸出端子裝置的電壓與接點的輸入輸出采用30線轉(zhuǎn)插件，其長處一則是為了解決裝置小型化而輸出端子太密的矛盾，另則采用轉(zhuǎn)插件減少接線有利于調(diào)試自動化創(chuàng)造條件。圖中A、B二插頭是輸出接點，C為輸入交流電壓或開關(guān)量，DD為電流端子與直流電源端子，EE為RS232川行接口，F(xiàn)F為串行打印機。4) 結(jié)構(gòu)與安裝：裝置為單層4U標準機箱，用嵌入式安裝于保護屏上。第 二 章 繼電保護的整定原則第2.1節(jié) 設(shè)計原則和一般規(guī)定2.1

22、.1概述電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的正常運行，防止事故發(fā)生或擴大起了重要作用。應(yīng)根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設(shè)計（二次部分）原則或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接線與要求進行電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置設(shè)計。設(shè)計應(yīng)滿足繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程（SDJ6-83）、110220kV電網(wǎng)繼電保護與安全自動裝置運行條例等有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求。要合理處理好繼電保護和安全自動裝置與其保護對象電網(wǎng)部分的關(guān)系，二次部分應(yīng)滿足電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則等有關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求，這是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟的基礎(chǔ)。在確定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運行方式，必須統(tǒng)籌考慮繼電保護和安全自動裝置配置的合理性

23、與可能性。在此基礎(chǔ)上，繼電保護和安全自動裝置的設(shè)計應(yīng)能滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和幫站主接線的要求，適應(yīng)電網(wǎng)和變電站運行靈活性的需求。電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性、安全性、靈敏性、速動性的要求。要結(jié)合具體條件和要求，從裝置的選型、配置、整定、實驗等方面采取綜合措施，突出重點，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以達到保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的目的。第2.2節(jié)元件參數(shù)計算原則2.2.1標幺值參數(shù)計算需要用到標幺值或有名值，在實際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機電抗，廠家給出的是以發(fā)電機額定容量和額定電壓為基值的標幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標幺制中，單個物理量均用

24、標幺值來表示，標幺值的定義如下：標幺值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位）顯然，同一個實際值，當所選的基準值不同是，其標幺值也不同。所以當訴說一個物理量的標幺值是，必須同時說明起基準值多大，否則僅有一個標幺值是沒意義的。當選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準值分別為、和時,相應(yīng)的標幺值為 （2-1） （2-2） （2-3） （2-4）使用標幺值,首先必須選定基準值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取。四個物理量的基準值都要分別滿足以上的公式。因此，四個基準值只能任選兩個，其余兩個則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個基準值，原則上沒有限制；

25、但習(xí)慣上多先選定和。這樣電力系統(tǒng)主要涉與三相短路的, 可得: （2-5） （2-6）和原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計算的容與計算方便來選擇。通常多選為額定電壓或平均額定電壓?？蛇x系統(tǒng)的或某發(fā)電機的總功率；有時也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。2.2.2標幺值的歸算 精確的計算法，再標幺值歸算中，不僅將各電壓級參數(shù)歸算到基本級，而且還需選取同樣的基準值來計算標幺值。1）將各電壓級參數(shù)的有名值按有名制的精確計算法歸算到基本級，再基本級選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。2）各電壓級參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各被歸算級歸算，然后救災(zāi)各電壓級用歸算得

26、到的基準電壓和基準功率計算各元件的標幺值。近似計算：標幺值計算的近似歸算也是用平均額定電行計算。標幺值的近似計算可以就在各電壓級用選定的功率基準值和各平均額定電壓作為電壓基準來計算標幺值即可。結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)采用近似計算法。選取基準值：SB=100MVAUB1=220KV UB2=11KV UB3=115KV計算結(jié)果見下表：（詳細過程見計算書第1章）（4）電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表：發(fā)電機參數(shù)：(表2-1)發(fā)電機額定容量/MVA額定電壓/KV功率因數(shù)cos次暫態(tài)電抗（標么值）歸算到基準容量的等值電抗/（有名值）歸算到基準容量的等值電抗（標么值）A廠發(fā)電機43100.80.2886.0950.651B廠發(fā)電機

27、75100.80.1526.450.2C廠發(fā)電機31.256.30.80.16569.8280.528變壓器參數(shù)：（表2-2）變壓器編號額定容量/MVA繞組型式短路電壓歸算到基準容量的等值電抗/（有名值）歸算到基準容量的等值電抗（標么值）40三相雙繞組10.534.7160.262520三相雙繞組10.569.4310.52520三相雙繞組10.569.4310.52531.5三相雙繞組10.544.0830.33310三相雙繞組10.5138.86251.05015三相雙繞組10.592.5750.700線路參數(shù)：（表2-3）線路名稱線路長度正、負序阻抗（有名值）正、負序阻抗（標么值）零序阻

28、抗（有名值）零序阻抗（標么值）305.1+j120.039+j0.09115.3+j420.116+j0.3186010.2+j240.077+j0.18130.6+j1320.231+j0.998305.1+j120.039+j0.09115.3+j420.116+j0.318305.1+j120.039+j0.09115.3+j420.116+j0.318第2.3節(jié) 變壓器中性點的選擇原則以與PT，CT的選擇2.3.1變壓器中性點的選擇原則系統(tǒng)中變壓器的中性點是否接地運行原則是：應(yīng)盡量保持變電所零序阻抗基本不變，以保持系統(tǒng)中零序電流的分布不變，并使零序電流電壓保護有足夠的靈敏度和變壓器不致

29、于產(chǎn)生過電壓危險，一般變壓器中性點接地有如下原則：1）電源端的變電所只有一臺變壓器時，其變壓器的中性點應(yīng)直接接地運行。2）變電所有兩臺與以上變壓器時，應(yīng)只將一臺變壓器中性點直接接地運行，當該變壓器停運時，再將另一臺中性點不接地變壓器改為中性點直接接地運行。若由于某些原因，變電所正常情況下必須有兩臺變壓器中性點直接接地運行，則當其中一臺中性點直接接地變壓器停運時，應(yīng)將第三臺變壓器改為中性點直接接地的運行。3）雙母線運行的變電所有三臺與以上變壓器時，應(yīng)按兩臺變壓器中性點直接接地的方式運行，并把它們分別接于不同的母線上，當其中一臺中性點直接接地變壓器停運時，應(yīng)將另一臺中性點不接地變壓器改為中性點直接

30、接地運行。4）低電壓側(cè)無電源的變壓器的中性點應(yīng)不接地運行，以提高保護的靈敏度和簡化保護接線。5）對于其他由于特殊原因的不滿足上述規(guī)定者，應(yīng)按特殊情況臨時處理，例如，可采用改變保護定值，停用保護或增加變壓器接地運行臺數(shù)等方法進行處理，以保證保護和系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)以上原則：1）A廠只有一臺變壓器，所以應(yīng)中性點接地。2）B廠有兩臺變壓器，只將其中一臺中性點直接接地，若該變壓器停運時，則將另一臺中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地。3）C廠一臺變壓器，中性點接地。4）變電站D線路比較長，應(yīng)中性點直接接地。5）中央變電站，中性點直接接地。2.3.2輸電線路CT PT的選擇 （1）電流互感器電流互感

31、器的作用：1）電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。2） 額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A，這樣可使繼電保護裝置和其它二次回路的設(shè)計制造標準化。3） 電保護裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護方便，而且也保證了運行人員的安全。電流互感器二次回路必須有一點接地，否則當一，二次擊穿時，造成威脅人身和設(shè)備的安全。 電流互感器的選擇和配置1） 型號：電流互感器的型號應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。2） 一次電壓：Ug=UnUg-電流互感器安裝處一次回路工作電壓Un-電流互感器的額定電壓3

32、） 一次回路電流：I1nIgmaxIgmax電流互感器安裝處一次回路最大電流I1n電流互感器一次側(cè)額定電流。4） 準確等級：用于保護裝置為0.5級，用于儀表可適當提高。 5） 二次負荷：S2SnS2-電流互感器二次負荷Sn-電流互感器額定負荷6） 輸電線路上CT的選擇：根據(jù)輸電線路的極限傳輸功率計算。對于110KV線路有L=30KMP1=40MW，P2=31.5L=60MW P=40MW認為是近似線性變化的。所以結(jié)果參見計算書第2章（2）電壓互感器電壓互感器的作用1）電壓互感器的作用是將一次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，實現(xiàn)了二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。2）電壓互感器二

33、次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測量儀表與繼電器的小型化和標準化。電壓互感器的配置原則：1） 型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。2）一次電壓的波動圍：1.1Un>U1>0.9Un3）二次電壓：100V4）準確等級：1電壓互感器應(yīng)在哪一準確度等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表.繼電器與自動裝置與設(shè)備對準確等級的要求來確定。5）二次負荷：S2Sn 輸電線路上PT變比的選擇線路電均為110KV,故選用三相屋外的PT。由發(fā)電廠電氣部分課設(shè)參考資料查得變比比為?？捎萌齻€單相的PT組合而成。PT

34、、CT選擇結(jié)果見下表：線路輸送最大工作電流與電流互感器的變比：（表2-4）線路名稱最大工作電流/A電流互感器變比209.946200/5209.946200/5209.946200/5165.332150/5電流互感器參數(shù)：（表2-5）型號額定電流比級次組合準確級二次負荷/10% 倍數(shù)LCWD-110（50-100）-（300-600）/5D/111.2二次負荷/倍數(shù)1.215電壓互感器參數(shù)：（表2-6）型號準確級額定容量/VA最大容量額定電壓比連接組JCC-110150020001/1/1/-12-12第24節(jié)系統(tǒng)運行方式確定原則計算短路電流時，運行方式的確定非常重要，因為它關(guān)系到所選的保護

35、是否經(jīng)濟合理、簡單可靠，以與是否能滿足靈敏度要求等一系列問題。保護的運行方式是以通過保護裝置的短路電流的大小來區(qū)分的。241根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運行（或大部分投入運行）以與選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最大的運行方式。242根據(jù)系統(tǒng)最小負荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最小的運行方式。對過量保護來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的整定值，以保證選擇性，因為只要在最大運行方式下能保證選擇性，在其他運

36、行方式下也一定能保證選擇性；靈敏度的校驗應(yīng)根據(jù)最小運行方式來進行，因為只要在最小運行方式下，靈敏度符合要求，在其他運行方式下，靈敏度也一定,靈敏度也一定能滿足要求。對某些保護（例如電流電壓連鎖速斷保護和電流速斷保護），在整定計算時，還要按正常運行方式來決定動作值或計算靈敏度。根據(jù)系統(tǒng)正常負荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機、變壓器和線路的運行方式稱為正常運行方式。確定最大運行方式和最小運行方式的結(jié)果為：。（詳細過程見計算書第3章）零序保護系統(tǒng)運行方式計算結(jié)果表（表2-7）斷路器運行方式正方向15%處短路電流值1雙回運行S為最大雙回線路單回運行，S為最大， 2.0222雙回運行S為最大雙回線路

37、單回運行，S為最大，2.0443雙回線路單回運行S為最小雙回運行，S為最小。 3.1944雙回線路單回運行S為最大雙回運行，S為最大3.638第25節(jié)短路計算原則2.5.1選擇計算短路點2.5.2畫等值網(wǎng)絡(luò)圖（1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支線路電容，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗。（2）選取基準容量和基準電壓（3）將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗（4）繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件阻抗統(tǒng)一編號2.5.3化簡等值網(wǎng)絡(luò)：計算不同的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。2.5.4繪制短路電流計算結(jié)果表。（詳細過程見計算書第3章）單相接

38、地短路零序電流計算結(jié)果表（表2-8）短路點編號斷路器編號最大運行方式最小運行方式512.022622.044911.1051020.9441131.9931240.4551351.1991931.401兩相接地短路零序電流計算結(jié)果表（表2-9）短路點編號斷路器編號最大運行方式最小運行方式111.284221.223330.644733.194440.614843.6381731.2081810.3612040.184三相短路電流計算結(jié)果表（表2-10）短路點編號斷路器編號最大運行方式最小運行方式1410.2391531.0781640.39第 三 章 電力網(wǎng)相間繼電保護方式選擇與整定計算第 3

39、.1 節(jié) 概述3.1.1 距離保護原理本保護包括三段式相間距離和三段式接地距離，分別用以切除相間故障和單相接地故障。阻抗算法采用微分方程算法，阻抗特性采用多邊形特性。保護起動后，首先執(zhí)行選相程序，當判斷為相間故障時，執(zhí)行相間距離邏輯；當判斷為單相故障時，執(zhí)行接地距離邏輯。保護邏輯完全符合“四統(tǒng)一”要求。（1）方向判別當系統(tǒng)發(fā)生第一次故障時，利用電壓記憶，保護準確判斷段任何故障類型的方向。在振蕩閉鎖期間，如再發(fā)生故障，考慮到系統(tǒng)可能在振蕩中記憶不可靠，故對各種不對稱故障均采用負序方向元件把關(guān)。當故障為三相短路時，振蕩閉鎖中的DZI段采用偏移特性，其偏移特性可由控制字選擇偏或外偏，而對振蕩閉鎖中的

40、段距離繼電器，其偏移特性固定為偏。 阻抗特性偏移度如下： X方向： X定值>1時，取0.5 X定值<1時，取1/2X定值 R方向：取R定值/4與X偏移量之小者。（2）手合邏輯當手合到故障線路時，如阻抗繼電器在偏移，則立即發(fā)永跳令。（3）非全相邏輯當發(fā)生單相故障時，保護則同時不斷計算二個健全相對地與二健全相間的阻抗，在任一阻抗有突變，且突變后的阻抗值在段圍（此時段特性帶偏移），確認健全相又發(fā)生了故障。如故障轉(zhuǎn)換發(fā)生在發(fā)出單跳令后，則立即三跳；如在發(fā)出單跳令前，且故障在段，則轉(zhuǎn)至相間距離邏輯。（4）振蕩閉鎖邏輯本保護振蕩閉鎖邏輯除設(shè)有常規(guī)保護所具有的短時開放、段與延時段外，還增設(shè)了按d

41、z/dt原理構(gòu)成的區(qū)分振蕩中短路的邏輯，該原理動作條件如下： a感受阻抗先有一個突變 b阻抗突變后又在0.2s電阻分量保持變化很小 c阻抗0.2s均在段圍當滿足上述三個條件后，保護出口跳三相。距離段和距離段可以通過控制字選擇不經(jīng)振蕩閉鎖。（5）交流電壓斷線和電流回路自檢電壓斷線有兩種情況：不對稱斷線和三相完全斷線。1）不對稱斷線的判據(jù)為： Ua+Ub+Uc3U0>7V 2）三相完全斷線的判據(jù)為： a 各相電壓均小于8Vb A相電流大于0.2A（5A制）當保護判斷出PT斷線后，突變量方向與負序方向高頻保護自動退出，但零序方向高頻保護仍保留工作，只是將3U0自動切換為外接開口3U0。 電流回

42、路出錯的判據(jù)為Ia+Ib+Ic3I0>7A電流回路出錯后，閉鎖本保護。 為了在正常運行狀態(tài)下，檢查電流回路可能出現(xiàn)的分流情況（如大電流端子頂不開），保護還設(shè)置了另一判據(jù)，即1）當Ia+Ib+Ic>Iwi/4時（Iwi為無電流定值）裝置發(fā)呼喚信號，并打印“DLBPH”，但并不閉鎖保護。2）在PT斷線情況下,高頻距離自動退出，但高頻零序仍保留工作，只是將自產(chǎn)3U0自動切換為外接3U0。 3）在交流回路出錯時，距離保護自動退出。（6）整組復(fù)歸 保護整組復(fù)歸的條件為： 1） A相電流小于靜穩(wěn)破壞電流，即Ia<Ijw 2） ZAB，ZBC，ZCA三個阻抗繼電器在偏移外 零序電流連續(xù)12

43、s動作不返回時，保護將呼喚打印“CTDX”并先閉鎖I04元件再整組復(fù)歸。在零序電流消失后，I04元件自動投入。（7）跳閘邏輯1）當保護判斷出故障為區(qū)單相故障時，則進入選跳回路，如重合方式允許單跳則發(fā)單跳令，驅(qū)動相應(yīng)分相跳閘繼電器和跳閘重動繼電器TZDJ。如不允許單跳，則發(fā)三跳令驅(qū)動三個分相跳閘繼電器和三跳重動繼電器3TZDJ。2）如故障為相間故障，保護則發(fā)三跳令。3）當單跳令發(fā)出后，開關(guān)未跳開前，又發(fā)生轉(zhuǎn)換性故障則立即補發(fā)三跳令， 并打印“DEVCK”。4）當單跳令發(fā)出0.2s后，開關(guān)仍未跳開，則補發(fā)三跳令，并打印“HB3TCK”。5）在非全相運行過程中，如健全相又發(fā)生了故障，則由方向保護發(fā)三

44、跳令，并打印“DEVCK”。6）當三跳令發(fā)出0.25s后，開關(guān)仍未跳開，保護則補發(fā)永跳令，驅(qū)動永跳繼電器CKJR，并打印“HB3TCK”。7）當永跳令發(fā)出5s后，開關(guān)仍未跳開，保護則收回跳閘令，告警并打印“HBRTSB”。8）當開關(guān)重合后，則由距離加速發(fā)永跳令，單相永久故障打印“GBJSCK”，其它永久故障JSCK。（8）后加速邏輯本保護設(shè)有如下加速功能：1） 瞬時加速段2）瞬時加速段3） 1.5s延時加速段4） 重合后故障相電抗分量同第一次故障相近，且R分量在區(qū)，瞬時加速以上加速功能可通過控制字投入或退出。（9）距離保護和重合閘： 距離保護和重合閘由CPU2實現(xiàn)。1）起動 有三個部分起動CP

45、U2進入故障測量程序A） 反應(yīng)正負序綜合電流工頻變化量的過流繼電器。其中 為浮動門襤B） 零序過流繼電器定值圍0.1I0.5IC） 開關(guān)不對應(yīng)起動，有操作開關(guān)KK在合后位置而跳閘位置繼電器TWJ動作時進故障測量程序。2）正常運行程序3）檢查開關(guān)位置狀態(tài)4）交流電壓斷線5）輕負荷確認正常運行時，若負荷電流小于0.1I，則確認為輕負荷，置輕負荷標志，作為重合閘的一項判據(jù)。6）故障測量程序1）低壓距離當正序電壓小于15%Un時，進低壓距離程序，這時只可能有三相短路和系統(tǒng)振蕩二種情況。系統(tǒng)振蕩由振蕩閉鎖回路區(qū)分，這里只需考慮三相短路，三相短路時，三個相阻抗和三個相間阻抗性能一樣，因此，僅測量相阻抗。一

46、般情況下個阻抗一樣，但為了保證母線故障轉(zhuǎn)換至線路構(gòu)成三相故障時仍能快速切除故障，對三相阻抗進行計算，任一相動作跳閘時選為三相故障。低壓距離繼電器比較工作電壓和極化電壓相位：工作電壓：極化電壓：這里： =A、B、C 下標op：工作電壓 p：極化電壓 ZZD：為整定阻抗 M為記憶故障前電壓 U1為正序電壓正方向故障時，如圖E MMNZkZsE NI在記憶消失前：其中 因此 繼電器的比相方程為： 則 設(shè)故障前母線電壓與系統(tǒng)電勢同相位=0，其暫態(tài)動作特性：如圖：ZzdZkRjx-Zs正方向故障時暫態(tài)動作特性測量阻抗Zk在復(fù)平面上的動作邊界為以Z至-Zs連線為直徑的圓。當不為零時，將是以Zzd到-Zs連

47、線為弦的圓，特性將向第I或第II象限偏移。圖中動作后包含原點表明正向出口經(jīng)或不經(jīng)過渡電阻故障時都能正確動作，并不表示反方向故障時會誤動作，反方向故障時的動作特性必須以反方向故障為前提導(dǎo)出。上圖是反方向故障的計算用圖；反方向故障時：在記憶消失前：其中 因此 代入式中并整理：-Zk的動作邊界位以Zzd與Z連線 為直徑的圓，當-Zk在圓動作，可見，繼電器有明確的方向性，不可能誤判方向。以上結(jié)論是在記憶電壓消失以前，即繼電器的暫態(tài)特性，當記憶電壓消失后。正方向故障時：反方向故障時：于是正方向故障時：反方向故障：正方向故障時，Zk的動作邊界如圖，而反方向故障時，-Zk的動作邊界也如圖，繼電器的動作邊界經(jīng)

48、過原點，因此，母線和出口故障時，繼電器處在動作邊界。為了保證母線故障，特別是經(jīng)弧光電阻三相故障時不會誤動作，因此，對I、II段距離繼電器設(shè)置了門襤電壓，其幅值取最大弧光壓降，同時，I、II段距離繼電器暫態(tài)動作后，將繼電器的門藍倒置相當于將特性圓包含原點，以保證繼電器動作后能保持到故障切除。為了保證III段距離繼電器的后備性能，III段距離元件的門藍電壓總是倒置，因此，其特性包含原點。3.1.2 距離保護的基本特性和特點(1) 距離保護的基本構(gòu)成距離保護是以反映從故障點到保護安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑淖杩估^電器為主要元件（測量元件），動作時間具有階梯性的相間保護裝置。當故障點至保護安裝處之

49、間的實際阻抗大雨預(yù)定值時，表示故障點在保護圍之外，保護不動作當上述阻抗小于預(yù)定值時，表示故障點在保護圍之，保護動作。當再配以方向元件（方向特性）與時間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護裝置。(2) 距離保護的應(yīng)用距離保護可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。當線路發(fā)生單相接地故障時，距離保護在有些情況下也能動作；當發(fā)生兩相短路接地故障時，它可與零序電流保護同時動作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行方式多變，采用一般的電流、電壓保護不能滿足運行要求時，則應(yīng)考慮采用距離保護裝置。(3) 距離保護各段動作特性距離保護一般裝設(shè)三段，必要時也可采用四段

50、。其中第I段可以保護全線路的80%85%，其動作時間一般不大于0.030.1s（保護裝置的固有動作時間），前者為晶體管保護的動作時間，后者為機電型保護的動作時間。第II段按階梯性與相鄰保護相配合，動作時間一般為0.51.5s，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路圍的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護。第III（IV）段，其動作時間一般在2s以上，作為后備保護段。(4) 距離保護裝置特點 由于距離保護主要反映阻抗值，一般說其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較小，運行中躲開負荷電流的能力強。在本線路故障時，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響（只要流過裝置的故障電流不小于阻抗

51、元件所允許的精確工作電流）。當故障點在相鄰線路上時，由于可能有助增作用，對于地II、III段，保護的實際動作區(qū)可能隨運行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運行的要求。 由于保護性能受電力系統(tǒng)運行方式的影響較小，因而裝置運行靈活、動作可靠、性能穩(wěn)定。特別是在保護定值整定計算和各級保護段相互配合上較為簡單靈活，是保護電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護裝置。第 3.2 節(jié) 相間距離保護裝置各保護段定值配合的原則和助增系數(shù)計算原則3.2.1 距離保護定值配合的基本原則距離保護定值配合的基本原則如下：(1) 距離保護裝置具有階梯式特性時，起相鄰上、下級保護段之間應(yīng)該逐級配合，即兩配合段之間應(yīng)

52、在動作時間與保護圍上互相配合。距離保護也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護裝置在動作時間與保護圍上相配合。例如：當相鄰為發(fā)電機變壓器組時，應(yīng)與其過電流保護相配合；當相鄰為變壓器或線路時，若裝設(shè)電流、電流保護，則應(yīng)與電流、電壓保護之動作時間與保護圍相配合。(2) 在某些特殊情況下，為了提高保護某段的靈敏度，或為了加速某段保護切除故障的時間，采用所謂“非選擇性動作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當某一較長線路的中間接有分支變壓器時，線路距離保護裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器部整定，即可仍按所保護線路總阻抗的80%85%計算，但應(yīng)躲開分支變壓器低壓母線故障；當變壓器部發(fā)生故障時，線路距離保護第I段可能

53、與變壓器差動保護同時動作（因變壓器差動保護設(shè)有出口跳閘自保護回路），而由線路自動重合閘加以糾正，使供電線路恢復(fù)正常供電。(3) 采用重合閘后加速方式，達到保護配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護動作的選擇性。這可在下述情況下實現(xiàn)：當線路發(fā)生永久性故障時，故障線路由距離保護斷開，線路重合閘動作，進行重合。此時，線路上、下相鄰各距離保護的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時限上不能互相配合（因有時距離保護III段與相鄰保護的第II段配合），故重合閘后將會造成越級動作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護III段，一般只要重合閘后加速距離保護