升壓站繼電保護(hù)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、在21世紀(jì)，電力是當(dāng)今世界不可或缺的能源。科技的進(jìn)步，電力系 統(tǒng)飛快發(fā)展，帶動(dòng)了繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的進(jìn)步。雖然我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展 起步比較晚，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量的科研人員對(duì)于繼電保 護(hù)技術(shù)的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。目前，我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)從機(jī) 電式發(fā)展到了微機(jī)式保護(hù)時(shí)代，并且已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，由于設(shè)備絕緣的老化、損壞，雷擊、外力因素，設(shè)備缺陷，設(shè)計(jì)和安裝的錯(cuò)誤，工作人員的誤操作等原因，這些原因可能導(dǎo)致 發(fā)生各種各樣故障和不正常運(yùn)行的情況。為了保證在電力系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題的 時(shí)候能及時(shí)處理，系統(tǒng)中的設(shè)備必須裝設(shè)功能齊全、性能可靠的保護(hù)裝置升壓站繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要結(jié)合

2、理論和實(shí)際情況，確保繼電保護(hù)設(shè)計(jì)能夠保證在電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常和故障的情況下可靠動(dòng)作。在這種要求 下，為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究變電站的供電與配電保護(hù)設(shè)計(jì)；分析研究供配電的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合電力系統(tǒng)自動(dòng)化，設(shè)計(jì)繼電保 護(hù)的應(yīng)用方案。第1章主接線(xiàn)設(shè)計(jì)1.1總體設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)的主要目的是完成升壓站繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)材 料，運(yùn)用電氣工程及其自動(dòng)化方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際，完成升壓站繼 電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)變電站主接線(xiàn)的基本接線(xiàn)形式；畫(huà)出一次系統(tǒng)等效 圖，進(jìn)行短路計(jì)算，完成相關(guān)電氣系統(tǒng)設(shè)備的選型；設(shè)計(jì)系統(tǒng)中各元件保 護(hù)配置方案和進(jìn)行保護(hù)方案的介紹分析，計(jì)算繼電保護(hù)的參數(shù)設(shè)置與整定,完

3、成設(shè)計(jì)任務(wù)。1.2電氣主接線(xiàn)的選擇1.2.1 10kV側(cè)母線(xiàn)接線(xiàn)形式如圖1-1所示，10kV側(cè)母線(xiàn)采用雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)形式。圖1-1雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)此種接線(xiàn)方式可有效縮小線(xiàn)路故障時(shí)全站的停電范圍，充分提高供電可靠性。如圖1-1所示，通過(guò)分段斷路器把其中一條母線(xiàn)分成兩端，分別是W和W1段，每段通過(guò)各自的母聯(lián)斷路器與另一條母線(xiàn)連接，這種情況下，進(jìn)出線(xiàn)路平均的分布在兩端母線(xiàn)上。如果其中一條母線(xiàn)發(fā)生故障，另 一條母線(xiàn)在保護(hù)裝置的作用下，會(huì)把分段斷路器斷開(kāi)，緊接著把發(fā)生故障 的母線(xiàn)所接的回路斷開(kāi)，使故障母線(xiàn)所接回路斷電；這種情況下，人工可 以把發(fā)生故障的母線(xiàn)所接設(shè)備倒接非故障母線(xiàn)，恢復(fù)供電。1.2.2 11

4、0kV側(cè)母線(xiàn)接線(xiàn)形式如圖1-2所示，110kV 側(cè)母線(xiàn)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)形式。雙母線(xiàn)的特點(diǎn)是有兩組母線(xiàn)，在其中一組母線(xiàn)故障時(shí)，另一組母線(xiàn)能夠可以代替故障母線(xiàn)運(yùn)行。如圖1-2所示，兩組母線(xiàn) W1和W2可以有效提高供電的可靠性。圖1-2雙母線(xiàn)接線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：檢修其中一組母線(xiàn)時(shí)，對(duì)另一組母線(xiàn)無(wú)影響，并且另一組母線(xiàn) 可以作為故障母線(xiàn)的備用缺點(diǎn)：在圖中可以看出進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)回路之間增加了一組隔離開(kāi)關(guān)，使設(shè)備占有面積和投資增加；同時(shí)在改變運(yùn)行方式的過(guò)程中，如進(jìn)行倒閘操作 時(shí)，比較復(fù)雜；特別當(dāng)母線(xiàn)出線(xiàn)故障時(shí)，需要在短時(shí)間切除較多的回路時(shí),在這種情況下，如果進(jìn)行把故障母線(xiàn)所接設(shè)備倒到備用母線(xiàn)上的操作，操 作難 度大， 并存

5、 在一定 的 風(fēng) 險(xiǎn)。第2章短路計(jì)算及電氣設(shè)備選擇2.1短路計(jì)算1.等效電抗值計(jì)算Sb 100MV ?A，Uav發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值:XgiX G2ttSbXd Pcos0.12 亠0.812 0.8變壓器電抗標(biāo)幺值:XT1XT2U K % Sd100Sn105*100 0710015線(xiàn)路電抗標(biāo)幺值:Xl1 Xl2 Xll 再 1.4*40*° 0.121 U；v1152(1)d1點(diǎn)短路:基準(zhǔn)電流：I jCL 121kr1 ICJkV74lOkV/VW."圖2-1系統(tǒng)等效阻抗圖Sb3U P5.50kA、3 10.5短路電流.汁5.50kA6.87kA口 " LU丿丨匕

6、1 d10.8短路電流最大有效值：1lck1 1.521 dt110.442kA沖擊電流：ick1 1.82.、21dt117.49kA(2)d2點(diǎn)短路：I .由發(fā)電機(jī)G而來(lái)的短路電流，S基準(zhǔn)電流：IJSB1005 50kA<3U P.3 10.5d2點(diǎn)短路總阻抗：Z*0.7短路由流：Itt 5.50kA7.86kA0.7n .由系統(tǒng)S而來(lái)的電流,基準(zhǔn)電流：liSB1000.502kAP115短路電流:l；10.502kA0.70.717kA7.86kA 0.717kA，所以 d2點(diǎn)短路電流取ldt17.86kA短路沖擊電流最大有效值:lck1 1.521 帶 11.95kA沖擊電流：i

7、ck1 1&21；1ck120.00kA(3) d3點(diǎn)短路:基準(zhǔn)電流:ljSB100一0.502kA3U p3 115I .由 G1而來(lái)的短路電流,總阻抗:Z =0.121+0.7+0.8=1.62短路電流:I "10.502kA0.31kA1.62n .由G而來(lái)的短路電流,總阻抗：Z*0.7 0.8 1.5短路電流：Id1讐。.論所以，短路電流的總和為：G 0.31 0335 0.645短路電流最大有效值:Icki 1.52 Idi 0.98kA沖擊電流ick11.8 21常1.64kA2.2部分電氣設(shè)備的選擇2.2.1母線(xiàn)及線(xiàn)路的選型1 . 110kV側(cè)母線(xiàn)對(duì)于高電壓母線(xiàn)

8、的選取原則是根據(jù)發(fā)熱是否符合條件。已知110kV母線(xiàn)的電源進(jìn)線(xiàn)是兩回，每一回在允許條件下最大可以輸送32000kVA負(fù)荷，故線(xiàn)路中最大持續(xù)工作電流按最大負(fù)荷來(lái)計(jì)算：1 max 1.05 I e1.05S/、3 Ue(1.05 32000)/(、3 110)176.36A通過(guò)查詢(xún)相關(guān)資料 LGL 185/10鋼芯鋁絞線(xiàn)在最高允許溫度+70度的持續(xù)工作電流可以達(dá)到 539A，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2 . llOkV側(cè)主變壓器引接線(xiàn)主變壓器引接線(xiàn)的設(shè)計(jì)主要參照它的持續(xù)工作電流，并且依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。max1.05Ie1.05S/ 3 Ue(1.05 32000)/(.3 110)82.67ATm

9、ax 5500h，查表得：鋼芯鋁絞線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度為：J 1.2A/mm2 ；2Sj I max / J 82.67/1.268.89 mm。通過(guò)查詢(xún)相關(guān)資料LGL 185/10鋼芯鋁絞線(xiàn)在最高允許溫度+70度的持續(xù)工作電流可以達(dá)到539A，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3. 110kV 側(cè)出線(xiàn)I max 1.05 I e1.05S/ 3 Ue(1.05 30000)/(、3 110)165.34ATmax 5500h，查表得：鋼芯鋁絞線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度為：J 1.2A/mm2 ；Sj I max/J 165.34/1.2137.78mm2。查相關(guān)資料可知選擇LGL 150/25鋼芯鋁絞線(xiàn)比較合理；它在允許最高

10、溫度+70度的情況下持續(xù)工作電流可以達(dá)到478A，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4 . 10kV側(cè)主母線(xiàn)110kV15000kVA+70度時(shí)最對(duì)于高電壓母線(xiàn)的選取原則是根據(jù)發(fā)熱是否符合條件。已知 母線(xiàn)的電源進(jìn)線(xiàn)是兩回，每一回在允許條件下最大可以輸送 負(fù)荷，故線(xiàn)路中最大持續(xù)工作電流按最大負(fù)荷來(lái)計(jì)算：I max 1.05 I e1.05S/ 3 Ue(1.05 9500)/( .3 10)525.91A查相關(guān)的資料知 LGL 185/10鋼芯鋁絞線(xiàn)在允許最高溫度 大持續(xù)工作電流可以達(dá)到552A，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.2.2 其他電氣設(shè)備的選擇1 . 110kV側(cè)斷路器的選擇ich 20.00kA ； I I 7.86

11、kA ； Ue 110kVmax1.05Ie1.05S/ 3 U176.36A查資料應(yīng)該選取SW4110/1000型斷路器。SW4110/1000型斷路器參數(shù)如下：額定電壓：Ue110kV，額定電流：Ie 1000A三秒熱穩(wěn)定電流：I rw340kA ;額定短路開(kāi)斷電流:Ikd 31.5kA額定峰值耐受電流：Imax I dw 100kA ;額定短路關(guān)合電流：100kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax 176.36A Ie ；咕 20.00kA 也 100kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk Qp QnpT 護(hù)時(shí)間+全分閘時(shí)間 0.5 0.10.6sQp T (I，2 10|爲(wèi) lf)/120.6 (11

12、.952 10 11.852 11.72)/1284.2Qnp I，2 T，查表得：T 0.05Qnp 11.952 0.05 7.14 ； Qk 84.2 7.14 91.34kA2?SQ承受=I rwTrw 40 3 4800 kA ? S ; Q承受Qk熱穩(wěn)疋校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿(mǎn)足要求。2 . l10kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇Ue 110kV , I max 176.36A查設(shè)備手冊(cè)試選 GW4 110/2000型隔離開(kāi)關(guān)，參數(shù)如下：額定電壓： Ue 110kV ；額定電流：le 2000A動(dòng)穩(wěn)定電流：Idw 55kA ； 5s熱穩(wěn)定電流：14kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax 173.36A

13、 Ie ；咕 23.705kA Idw 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qd51.85 4.32 56.17kA2?S ； Q承受=Irw2 X J 142 5 980kA2?SQ承受 Qd , 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所選隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求。3 . 10kV側(cè)斷路器的選擇1 max1.05|e1.05S/ 3 Ue(1.05 15000)/(.3 10)909.33A短路點(diǎn)參數(shù):ich 17.49kA; I I 6.87kA; Ue 10kV查設(shè)備手冊(cè)試選 SW2 10/1000型真空斷路器。SW2 10/1000型真空斷路器參數(shù)如下：額定電壓：Ue 10kV ;額定電流：Ie 1000A三秒熱穩(wěn)定電流：

14、I rw3 20kA，額定短路開(kāi)斷電流：I kd 31.5kA額定峰值耐受電流：Imax Idw 50kA，額定短路關(guān)合電流：50kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax 545.60A Ie ； G 18.94kA Idw 50kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk Qp QnpT保護(hù)時(shí)間+全分閘時(shí)間=tpr2 tin ta 0.5 0.10.6sQp T (i"2 10i：/2 l2)/120.6 (11.952 10 11.872 11.792)/1284.54Qnpl''2 T，查表得：T 0.05Qnp 11.952 0.05 7.14 ; Qk 84.54 7.14 91.

15、68kA2?S2 2 2Q承受1 rwTrw 20 3 1200 kA ? S ； Q承受 Qk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿(mǎn)足要求。4 . 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇Ue 10kV , lmax 909.33A查設(shè)備手冊(cè)試選 GW4 35型隔離開(kāi)關(guān)，參數(shù)如下：額定電壓：Ue 10kV ；額定電流：le 1000A;動(dòng)穩(wěn)定電流：Idw 40kA2s熱穩(wěn)定電流：16kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Imax 909.33A le ； i ch 17.49kA ldw動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qk 28.97 2.845 31.46ra2?S ;Q 承受I rw X Trw 162 5 51 2kA2?S ;

16、Q承受Qk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格所選隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求。5 . 110kV 主變壓器電流互感器的選擇Imax = 1.05Ie 佃久 倔 15°°°82.67A , U°110kV.3Ue 3 110選?。篖CWD 110 , 300/5, 0.5/D/D電流互感器參數(shù)：1秒熱穩(wěn)定電流：40 kA;動(dòng)穩(wěn)定電流：100kA100kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：咕 18.94kA ； ich 100kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn) Qd 32.305kA2?S ;Q承受 I rwTw 40 1 1600 kA ? S ; Qd V Q承受 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。6 . 110kV 進(jìn)線(xiàn)側(cè)電流

17、互感器的選擇Imax (1.05 60000)/(、. 3 110)173.36a ； Ue 110kV選?。篖CWD 110 , 400/5, 0.5/D/D，校驗(yàn)同上。7 . 110kV 出線(xiàn)側(cè)電流互感器的選擇lmax (1.05 30000)/( .3 110)165.34A ； Ue 110kV選?。篖CWD 110 , 400/5, 0.5/D/D，校驗(yàn)同上。8 . 10kV主變壓器電流互感器的選擇lmax (1.05 31500)/( .3 35)545.61 A, Ue 110kV選?。篖QZ 35 , 600/5, 0.5/D電流互感器參數(shù)：短時(shí)熱穩(wěn)定電流：31.5kA，動(dòng)穩(wěn)定

18、電流：80kA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：咕18.94kA ； ich 80kA ;動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：Qd 32.305 kA2 ?SQ承受I rw X Trw 31.52 1 992.25 kA2 ?SQd Q承受； 熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。9 . 10kV出線(xiàn)側(cè)電流互感器的選擇lmax (1.05 9500 )/(.3 10)575.91A選取：LQZ 10 , 600/5, 0.5/D，校驗(yàn)同上。10 .主變壓器中性點(diǎn)零序保護(hù)電流互感器的選擇I max (1.05 15000)/(、3 110 3)57.87A , Ue選?。篖QZ 10, 100/5。110kV 母線(xiàn)選單相、串級(jí)式、戶(hù)外式電壓互感器

19、110kVJDJJ 110; 10kV 感器 JDJJ 110。母線(xiàn)選單相、戶(hù)外式電壓互第三章變壓器繼電保護(hù)3.1變壓器的保護(hù)配置（1 ）設(shè)計(jì)所用的變壓器的容量為15000kVA ，并且裝設(shè)位置是在戶(hù)外，按著實(shí)際情況，比較合理的選擇是配置瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要作 用是可以在變壓器油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障的時(shí)候，根據(jù)故障的情況，做出相應(yīng) 的動(dòng)作。（2）依據(jù)變電站變壓器的容量和在系統(tǒng)中的接線(xiàn)方式，比較合理的 選擇是選用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來(lái)作為變壓器的主保護(hù)方式。差動(dòng)保護(hù)對(duì)于變壓 器的各種短路情況能夠起到很好的保護(hù)作用，防止變壓器由于故障或者不 正常運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)重大事故。（3）依據(jù)繼電保護(hù)理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，還

20、需要配置后備保護(hù)。在 本次設(shè)計(jì)中最合理的選擇是選取過(guò)電流保護(hù)作為上述兩種保護(hù)的后備保 護(hù)。3.2變壓器保護(hù)及整定計(jì)算3.2.1 變壓器的瓦斯保護(hù)為了反應(yīng)變壓器內(nèi)部的各種異常情況，比較正確的選擇是采用瓦斯保 護(hù)。如果油浸式變壓器的油箱內(nèi)部出現(xiàn)故障，這種情況下會(huì)產(chǎn)生電弧，在 電弧的作用下絕緣物質(zhì)會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣體，流動(dòng)的方向是從油箱 到油枕，氣體的排出多少和排出速度跟隨故障的情況而定，依據(jù)變壓器油 箱內(nèi)氣體情況動(dòng)作的保護(hù)稱(chēng)為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)整定：為了可靠地反應(yīng)內(nèi)部各種故障，氣體繼電器能夠可靠動(dòng)作，對(duì)于變壓 器容量在10000KV 以上的，選取 250立方厘米作為氣體容積整定值。依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

21、的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)油流速度在0.6m/s 到1.5m/s 時(shí)，氣體繼電器的保護(hù)非?？煽??？墒钱?dāng)出現(xiàn)變壓器外部異常時(shí)，出現(xiàn)的穿越性 電流對(duì)油流速度有影響。為了防止穿越性故障對(duì)于瓦斯保護(hù)的干擾，通常 情況下需要把油流速度整定為 1m/s左右。322 變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)于變壓器可能發(fā)生的各種短路故障，如繞組短路，引出線(xiàn)短路，套 管絕緣不好導(dǎo)致的短路，一般采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)?？墒窃谟拖鋬?nèi)部出現(xiàn)故 障時(shí)，其不能可靠地動(dòng)作。由于油箱內(nèi)部的故障是變壓器的主要故障，在 生產(chǎn)實(shí)際中縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)需要和氣體保護(hù)配合起來(lái)使用。輸電導(dǎo)線(xiàn)縱差保護(hù)存在輔助導(dǎo)線(xiàn)的問(wèn)題，而變壓器縱差保護(hù)不存在這 樣的問(wèn)題，所以在變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保

22、護(hù)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中被大量使用?？墒亲?壓器縱差保護(hù)在實(shí)際的應(yīng)用中也存在各方面的問(wèn)題，如多種因素會(huì)導(dǎo)致產(chǎn) 生不平衡電流，而且產(chǎn)生的不平衡電流大，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。為了消 除隱患，在變壓器縱差保護(hù)的設(shè)計(jì)中必須采取有效措施盡量消除或減小不 平衡電流的產(chǎn)生。1. 基本原理與接線(xiàn)方式縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)保護(hù)裝置測(cè)量的一次側(cè)和二次側(cè)的電流值進(jìn)線(xiàn)對(duì) 比，根據(jù)對(duì)比的情況判斷是否啟動(dòng)保護(hù)。如圖3-1所示，縱差動(dòng)保護(hù)區(qū)為兩側(cè)電流互感器 TA1和TA2之間的區(qū)域。由于變壓器高壓側(cè)與低壓側(cè)額定電流不同，為了避免誤動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā) 生，應(yīng)該采取措施保證在正常運(yùn)行以及區(qū)外故障情況下流過(guò)TA1和TA2的電流相等，使通過(guò)KD的電流為

23、零，保護(hù)不動(dòng)作，為了防止出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況兩側(cè) CT變比的選擇應(yīng)該合理。在圖3-1中，要使12 = 12 ,即If，則要求nTA2nTA2nTA1nT(3-1)式中nTA1 高壓側(cè) TA1變比;nTA2 低壓側(cè)TA2變比;nT變壓器的變比由式（3-1 ）可知，當(dāng)滿(mǎn)足如式（3-1 ）所示時(shí)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)才能保 證在故障發(fā)生的情況下可靠地工作，不至于出現(xiàn)誤動(dòng)作，導(dǎo)致不必要的故 障。圖3-1變壓器縱差動(dòng)保護(hù)單相原理接線(xiàn)圖oi231223Nbal29i 2.dQ-V V168 /V V1Nball4 /16 12 z /Nk'Nk''Nop810cQNscc.10kA13 20X

24、X AA1 B1 C1 D1A2 B2 C2 D2圖3-2 采用BCH 2型KD構(gòu)成的雙繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)單相原理接線(xiàn)圖應(yīng)用BCH 2型繼電器組成變壓器的單相原理接線(xiàn)圖如圖3-3所示，運(yùn)用BCH 2型繼電器作為保護(hù)裝置，變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算過(guò)程如下：TitleNumberSizeB20-Jun-2006C:Documents aiDate:File:1TA（） O2TA（） C）3TA（）4TA）35kV圖3-3 采用BCH 2型KD構(gòu)成的雙繞組變壓器縱差動(dòng)保護(hù)展開(kāi)圖為了計(jì)算變壓器額定電流，需要選擇電流互感器，進(jìn)行電流互感器二 次側(cè)電流的計(jì)算。如表 3-1所示數(shù)值名稱(chēng)110KV 側(cè)的計(jì)算

25、數(shù)值10KV側(cè)的計(jì)算數(shù)值變壓器額定電流Int.1fNT75.3A血 NT.1SInt.2 廠(chǎng)824.8AV3Unt.2變壓器接線(xiàn)方式丫0電流互感器接線(xiàn)方式Y(jié)互感器一次側(cè)電流計(jì)算值1 ta1 75.3AITA1 824.8A電流互感器變比選擇KTA 300/5 60Kta 600/5 120接線(xiàn)系數(shù)KYx弱Kkx矗流入繼電器的電流值K YI； -ITA.1 2.81aKtaIk-KkLIta.111.9AKta2. 計(jì)算在最大運(yùn)行方式下，110 kV側(cè)母線(xiàn)三相短路時(shí)，歸算至平均電壓10kV側(cè)的短路電流Sj 15MkA15kA.3 1150.075kA由于IK max110kV1 j110kVX

26、*0.075Xs0.00611.951 j110kV*XtUk%1000.105得10kV側(cè)的總電抗為:XXsXt0.0060.1050.111因此 I K max10kVI j10kV*15/0.111kA2.23kAx3 103. 原理計(jì)算變壓器差動(dòng)電流速斷保護(hù)通過(guò)提高保護(hù)的動(dòng)作電流，并借助保護(hù)固有 動(dòng)作時(shí)間以躲過(guò)勵(lì)磁涌流的影響。(1)動(dòng)作電流有兩個(gè)原則：I.躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流，用公式表示為I act K rel I N.T式中：In.t變壓器額定電流；Krel可靠系數(shù)。在保護(hù)的設(shè)計(jì)中，會(huì)設(shè)計(jì)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，勵(lì)磁涌流會(huì)隨時(shí)間衰減，故根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，Krei=2.54.5 ，具體數(shù)值取決于變

27、壓器的容量大小。n .躲過(guò)變壓器外部故障時(shí)的最大不平衡電流lunb.max,用公式表示為1 actK rel1 unb. max3.5* 75.3263.55A在差動(dòng)電流互感器滿(mǎn)足10%誤差曲線(xiàn)的情況下，按原則n所得的動(dòng)作電流小于按原則I所得的動(dòng)作電流，此時(shí)差動(dòng)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流一般設(shè)計(jì)為2.54.5Int.(2 ) Ksen 校驗(yàn)差動(dòng)電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)式為K senK. minact式中".min 變壓器電源側(cè)兩相金屬性短路時(shí)的最小短路電流或電源側(cè)為 直接接地時(shí)金屬性接地故障的最小短路電流。Ksen5皿=6.87kA =26.07 > 2，滿(mǎn)足要求，選擇可行l(wèi)act

28、 263.55A3.2.3 過(guò)電流保護(hù)保護(hù)的原理接線(xiàn)圖如圖5.5所示，電流速斷保護(hù)的裝設(shè)位置應(yīng)根據(jù)變壓器的容量大小以及電源配置，對(duì)于容量小的變壓器，并且電源是單側(cè)電 源，裝設(shè)位置應(yīng)在變壓器電源側(cè)。變壓器相間短路的后備保護(hù)既可以作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)又可以作為相鄰母線(xiàn)的后備保護(hù)。動(dòng)作電流l°p的整定原則是要躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流 I L.max。IOP AdmaxKre式中：Krei可靠系數(shù)，一般取 1.2 1.3 ；Kre返回系數(shù)，一般取 0.85 0.95IOP KieL IL.max150.6A 230.3AK re0.85保護(hù)的靈敏度為:K senk. minI

29、op式中：Ik.min 最小運(yùn)行方式下，在靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的電流。最小短路電流應(yīng)根據(jù)變壓器連接組別保護(hù)的接線(xiàn)方式確定。在被保護(hù)變壓器受電側(cè)母線(xiàn)上短路時(shí)，要求Ksen 1.52 ；并且要求在后備保護(hù)范圍末端發(fā)生短路時(shí)需要滿(mǎn)足要求K sen 1.5。Ksen j 互86“34.21.5，滿(mǎn)足要求I op 230.2A圖3-4變壓器電流速斷保護(hù)單相原理接線(xiàn)圖第四章母線(xiàn)繼電保護(hù)4.1母線(xiàn)故障母線(xiàn)在電力系統(tǒng)具有十分重要的地位，在電力系統(tǒng)中具有無(wú)可替代的作用。依據(jù)實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，母線(xiàn)的故障主要是各種相間的短路故障和單 相接地故障。如果母線(xiàn)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致母線(xiàn)上連接的設(shè)備停電，造成大片

30、區(qū)域停電，甚至可能破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成巨大的事故和經(jīng)濟(jì)損失。母線(xiàn)的故障的原因有斷路器套管及母線(xiàn)絕緣子閃絡(luò)、誤碰和誤操作、母線(xiàn)電壓互 感器故障等原因會(huì)造成母線(xiàn)的故障。4.2母線(xiàn)保護(hù)方式母線(xiàn)保護(hù)的主要方式有兩種，如下所示：1.利用相鄰元件的保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)母線(xiàn)正常情況下，母線(xiàn)不會(huì)出現(xiàn)故障。如果需要母線(xiàn)保護(hù)，需要把母線(xiàn)所接設(shè)備的保護(hù)的二次回路匯集起來(lái)，這樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且可能會(huì)出 現(xiàn)所接支路的元器件或者回路的異常，或者人為的誤操作，而使母線(xiàn)保護(hù) 動(dòng)作，導(dǎo)致母線(xiàn)所接設(shè)備停電，造成嚴(yán)重后果。故對(duì)于母線(xiàn)電壓在35kV及以下者，對(duì)于保護(hù)的要求不是很高時(shí)，可以通過(guò)母線(xiàn)所接設(shè)備的保護(hù)裝 置以一定的延時(shí)切除

31、母線(xiàn)上的故障。如圖4-1（ a）所示在母線(xiàn)上發(fā)生異常情況下，可以利用發(fā)電機(jī)的保護(hù)裝置使發(fā)電機(jī)側(cè)的斷路器斷開(kāi)把母線(xiàn)故障切除；圖4-1 （ b ）在母線(xiàn)上k1點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用變壓器的過(guò)電流保護(hù)保護(hù)裝置消除母線(xiàn)故障；在 圖4-1 （ c）中，在母線(xiàn)的 k2點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)電源線(xiàn)路保護(hù)裝置切除 故障。AAA(a)KAi1KT(b)fl(c)圖4-1利用供電元件保護(hù)裝置切除母線(xiàn)故障s k2(a)禾U用發(fā)電機(jī)過(guò)電流保護(hù)；(b )利用變壓器過(guò)電流保護(hù)；(c)利用供電電源線(xiàn)路的第n、川段保護(hù)2.裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的母線(xiàn)保護(hù)如果母線(xiàn)在其它設(shè)備保護(hù)范圍內(nèi)，就可以不為母線(xiàn)配置專(zhuān)門(mén)的保護(hù)裝 置。這種情況下，如果母線(xiàn)出現(xiàn)

32、故障，可以有其它設(shè)備的保護(hù)裝置來(lái)切除 母線(xiàn)上的故障。這種情況下，不需要添加新的保護(hù)裝置，簡(jiǎn)化了保護(hù)回路， 節(jié)省了成本，但是存在的問(wèn)題是，保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間較長(zhǎng)，在遇到母線(xiàn)接線(xiàn) 十分復(fù)雜的情況下，選擇那一個(gè)母線(xiàn)動(dòng)作，存在困難。所以在母線(xiàn)接線(xiàn)比 較復(fù)雜的情況下，需要配置專(zhuān)用的保護(hù)裝置。4.3母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)是能夠十分明確的區(qū)分內(nèi)、外故障，并且選擇準(zhǔn)確率 高，保護(hù)動(dòng)作快，故在發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)和輸電線(xiàn)路的保護(hù)中得到 了廣泛的使用。在母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)中， 需要考慮母線(xiàn)上所接的各種電氣設(shè)備, 如果所接的設(shè)備很多，對(duì)保護(hù)的設(shè)計(jì)構(gòu)成影響時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)，可以從 以下三點(diǎn)考慮：（1）母線(xiàn)作為各個(gè)連接設(shè)備

33、的公共電氣連接點(diǎn)，故所連接設(shè)備的電流符合基爾霍夫電流定律。這就是說(shuō)，母線(xiàn)無(wú)故障或母線(xiàn)之外出現(xiàn)異常時(shí),流入母線(xiàn)的電流與流出的電流存在相等的關(guān)系。（2）在母線(xiàn)故障的情形下電流的流向是所連接的設(shè)備的短路電流流 向故障點(diǎn)，沒(méi)有連接電源的設(shè)備除外。（3）一般規(guī)定在正方向的方向上，流入母線(xiàn)的電流和流出母線(xiàn)的電 流在正常情況下應(yīng)該具有相反的相位，因此，一般情況下，如果母線(xiàn)無(wú)故 障或者母線(xiàn)之外發(fā)生故障時(shí)，母線(xiàn)所連接的設(shè)備中至少有一個(gè)設(shè)備中電流 與其它所連接的設(shè)備的電流方向相反，可是在母線(xiàn)發(fā)生故障的時(shí)候，母線(xiàn) 上所連接的設(shè)備的電流方向一致，除無(wú)電流流過(guò)的設(shè)備。4.3.1 母線(xiàn)不完全電流差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成原理母線(xiàn)保護(hù)

34、所用的電流互感器的裝設(shè)位置是在有電源連接的設(shè)備上，如 發(fā)電機(jī)、變壓器、分段斷路器和聯(lián)絡(luò)斷路器。電流互感器應(yīng)選用統(tǒng)一的型 號(hào)和變比，二次繞組的連接方法是環(huán)流法。正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)提供電流送往系統(tǒng)及各負(fù)荷，故有Ii=I + I 皿 + 1 IV + 1 V流入差動(dòng)繼電器中的電流為ImI i I n I 皿 I v I vn TAn TA圖4-2母線(xiàn)不完全電流差動(dòng)保護(hù)的單相原理接線(xiàn)圖采用兩段式結(jié)構(gòu)：第I段是差動(dòng)電流速斷保護(hù)，第U段是差動(dòng)過(guò)電流 保護(hù)。差動(dòng)電流速斷保護(hù)反應(yīng)被保護(hù)母線(xiàn)上的短路及母線(xiàn)供電的引出線(xiàn)電 抗器之前發(fā)生的短路，保護(hù)裝置能夠瞬間跳開(kāi)母線(xiàn)上各個(gè)連接元件的斷路 器。第U段是差動(dòng)過(guò)電流保護(hù)

35、，其作用一方面是作第I段速斷保護(hù)的后備,另一方面也作為各引出線(xiàn)保護(hù)的后備。4.3.2 母線(xiàn)不完全電流差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)通常采用BCH型差動(dòng)繼電器，故整定計(jì)算應(yīng)按下列條件進(jìn)行，并取最大值作為整定值。(1)整定計(jì)算時(shí)需要避過(guò)發(fā)生外部故障時(shí)的最大不平衡電流(系統(tǒng)中各個(gè)互感器誤差均按 10%計(jì)算)，即：I unbmax母線(xiàn)外部所接各個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可能出現(xiàn)的最大不平衡電流；iKmax 母線(xiàn)外部故障時(shí)，通過(guò)發(fā)生故障元件的最大短路電流(周期分量)；nTATA 變比。由第3章短路計(jì)算得知IKmax 6.87A ；電流互感器變比nTA選取300/560，可靠系數(shù) Krel取1.5,貝U1 actK

36、rel 丨 unbmax 0-1K rel I k max / nTA01* 1.4 * 6.87kA/6017.175A(2 )整定需要依據(jù) TA二次回路斷線(xiàn)時(shí)流過(guò)的最大負(fù)荷支路的負(fù)荷電流，即：I actKrel Iloa max/ nTA式中Iloamax 一支路最大負(fù)荷電流；Krel 可靠系數(shù)，取1.3。為了在TA二次回路發(fā)生斷線(xiàn)時(shí)，保護(hù)裝置不至于誤動(dòng)作，需要配置 斷線(xiàn)監(jiān)視裝置，在接到二次回路斷線(xiàn)的信號(hào)時(shí)，能夠及時(shí)把差動(dòng)保護(hù)裝置 閉鎖。斷路閉鎖裝置的動(dòng)作電流按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定。根 據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，一般取I act 0.21 n / nTA式中In最大負(fù)荷支路的一次額定電流SN3

37、Un95003 10548.48A電流互感器變比 nTA選取300/5=60 ，所以lact 0.2In /nTA 0.2*548.48/60 1.83A綜上可得lact 17.175A母線(xiàn)完全電流差動(dòng)保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)按下式進(jìn)行：K senI K .minact式中,k min母線(xiàn)短路時(shí)最小短路電流二次值。電流互感器變比 nTA選取300/5 60由第3章短路計(jì)算得知，母線(xiàn)短路 時(shí)最小短路電流二次值Ik min 7.86kA/60 131A，故靈敏度Ksen d=131A7.632，靈敏度滿(mǎn)足要求。Iact 17.175A第五章 出口線(xiàn)路繼電保護(hù)5.1距離保護(hù)的基本原理5.1.1距離保護(hù)的基本

38、原理距離保護(hù)主要依據(jù)發(fā)生故障的地點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處之間距離，來(lái)判 斷是否動(dòng)作的保護(hù)裝置。距離保護(hù)的核心元件是阻抗繼電器。其測(cè)量阻抗 的大小主要根據(jù)短路點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處的距離遠(yuǎn)近來(lái)判斷。依據(jù)距離遠(yuǎn) 近，來(lái)選擇動(dòng)作時(shí)限，從而可以保證能夠有選擇性的把線(xiàn)路中發(fā)生的故障 消除。故障點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處之間的阻抗為保護(hù)裝置安裝處電壓與電流的 關(guān)系，即Z U/I。通過(guò)分析可知，距離的函數(shù)可以作為保護(hù)裝置的動(dòng)作 時(shí)限。即t f（Zil）式中乙一一正序阻抗（被保護(hù)線(xiàn)路的單位長(zhǎng)度阻抗）；l長(zhǎng)度（短路發(fā)生點(diǎn)與保護(hù)裝置間的距離）。圖5-1距離保護(hù)的作用原理圖(a)網(wǎng)絡(luò)圖；(b)時(shí)限特性如圖5-1 ( a)所示，如果

39、K點(diǎn)出現(xiàn)短路，保護(hù)裝置1和保護(hù)裝置2的測(cè)量阻抗數(shù)值不一致，分別是 Zab Zk、Zk。顯然保護(hù)裝置 1的測(cè)量阻 抗數(shù)值大，保護(hù)裝置2的測(cè)量阻抗數(shù)值小。由以上分析可知，故障的切除將由保護(hù)2來(lái)做，在保護(hù)裝置 2動(dòng)作后，線(xiàn)路中故障消除之后，保護(hù)裝置 1不會(huì)發(fā)生動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)這樣的動(dòng)作主要依靠短路點(diǎn)與保護(hù)裝置的距離遠(yuǎn)近 來(lái)進(jìn)行。5.1.2 距離保護(hù)的時(shí)限特性對(duì)于距離保護(hù)的時(shí)限特性是動(dòng)作時(shí)間t與故障發(fā)生點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處距離的函數(shù)關(guān)系 t f(l)。如圖5-1 ( b )所示，通過(guò)對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)三段距 離保護(hù)與三段式的電流保護(hù)的時(shí)限特性類(lèi)似。由圖分析可知，保護(hù)I段保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是固定的和動(dòng)作時(shí)瞬時(shí)的，保護(hù)范

40、圍為線(xiàn)路AB的全長(zhǎng)，可是當(dāng) BC出口處發(fā)生短路的時(shí)候保護(hù)2不應(yīng)該發(fā)生動(dòng)作，所以必須滿(mǎn)足Z爲(wèi) Zab。由于PT、CT以及距離繼電器存在誤差，需要引入可靠系數(shù)K；ei。Zop1 K rel Z ABI段可靠系數(shù)，當(dāng)Zab為計(jì)算值時(shí)，取0.8 ；0.85。式中Qel 距離保護(hù)當(dāng)Zab為測(cè)量值時(shí)，令Zab同理，保護(hù)2的I段依次整定值為Iop2QelZBC由以上分析可知，距離保護(hù)I段只能保護(hù)線(xiàn)路的 80% 90%，顯然不能繼電保護(hù)的要求，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)線(xiàn)路的全長(zhǎng)，需要設(shè)置距離保護(hù)U段。距離保護(hù)U段保護(hù)定值的整定與電流速斷保護(hù)的整定方法類(lèi)似，即確保U段整定值保護(hù)范圍不超出下一條線(xiàn)路(如有多條線(xiàn)路取量最短者)

41、距離保護(hù)第算如下：I段的保護(hù)范圍，這種情況下距離保護(hù)1的U段一次側(cè)整定值計(jì)nnIZop1K rel (ZABZBC K rel )式中：K；距離保護(hù)U段的可靠系數(shù)，取0.8。為了獲得選擇性， 保護(hù)1的距離U段動(dòng)作時(shí)限t；應(yīng)該比距離保護(hù) 2的 I段動(dòng)作時(shí)間t；多一定的時(shí)間t，即t； t2t在以上的分析中，距離保護(hù)的I段和；段之間可以互相配合，共同作為本線(xiàn)路的主保護(hù)。為了作為相鄰線(xiàn)路的距離保護(hù)和短路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備 保護(hù)，此外還設(shè)有距離保護(hù)川段來(lái)加強(qiáng)保護(hù)，并且距離保護(hù)川段可以作為 之前兩端距離保護(hù)的近后備保護(hù)。距離保護(hù)川段動(dòng)作阻抗應(yīng)按躲過(guò)正常負(fù)荷電流整定，而動(dòng)作時(shí)限按階 梯時(shí)限原則整定，整定時(shí)要比下

42、一段線(xiàn)路的距離保護(hù)川段多一定時(shí)間，即皿tl皿2,max5.1.3 三段式距離保護(hù)原理框圖距離保護(hù)的原理框圖如圖7.2所示，它由啟動(dòng)回路、測(cè)量回路，和邏輯回路三部分組成。圖5-2三段式距離保護(hù)構(gòu)成單相原理框圖5.2阻抗繼電器的接線(xiàn)方式5.2.1 單相補(bǔ)償式阻抗繼電器阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件，它的主要作用是當(dāng)發(fā)生短路 時(shí)，測(cè)量短路點(diǎn)與保護(hù)安裝處的阻抗，判斷保護(hù)是否動(dòng)作。單相補(bǔ)償式阻抗繼電器的特性是其測(cè)量阻抗等于加入繼電器電壓電流I K的比值，即Z =空K .I K需要指出的是：關(guān)于阻抗繼電器的“測(cè)量阻抗”、“整定阻抗”、“動(dòng) 作特性”和“接線(xiàn)方式”等的概念是距離保護(hù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)今距離保護(hù)不

43、論采 用何種保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的，除了人工智能式以外，其基本原理還都是 建立在這些基本概念之上的。由于阻抗繼電器都是接于電流互感器和電壓互感器的二次側(cè)，其測(cè)量阻 抗與系統(tǒng)一次側(cè)的阻抗之間存在下列關(guān)系UkU (B) nTVU (B) nTAIk1 BC nTA1 BC nTVZ nTAn“式中U（b）加于保護(hù)裝置的一次側(cè)電壓，即母線(xiàn)B的電壓;Ibc 流入保護(hù)裝置的一次電流，流向?yàn)閺腂到C ；nTV PT的變比；nTA 線(xiàn)路B-C上TA的變比;Z；ct,則按式（7-8 ），繼電器的Z二次側(cè)的測(cè)量阻抗。如果保護(hù)裝置的整定阻抗經(jīng)計(jì)算以后為整定阻抗應(yīng)該選擇為Z K .act丿nTAactnTV依據(jù)實(shí)際

44、情況，為了簡(jiǎn)化繼電器的接線(xiàn)方式和數(shù)量，消除過(guò)度電阻和互感器誤差等對(duì)于保護(hù)不利的因素。接線(xiàn)圖如圖7.3所示。522 對(duì)接線(xiàn)的基本要求為了實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)可以可靠有效動(dòng)作，在距離繼電器中加入的電壓U k和Ik要滿(mǎn)足以下要求：（1）繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)該與短路發(fā)生點(diǎn)到保護(hù)裝置安裝處的距離成 正比關(guān)系；（2） 繼電器的測(cè)量阻抗需要不隨發(fā)生的故障類(lèi)型的改變而改變，也就 是說(shuō)距離保護(hù)的范圍不能隨意變化。如果阻抗繼電器加入的電壓和電流分別是U AB和I A I B時(shí)，我們稱(chēng)這種接線(xiàn)方式為“ 0 °接線(xiàn)”，為U AB和I A時(shí)稱(chēng)之為“ +30 °接線(xiàn)”等等。在三相中分別用繼電器 K1、K2、K3

45、時(shí)，常用的幾種接線(xiàn)方式的名稱(chēng)及相應(yīng) 的電壓和電流組合如表5-1所示。表5-1阻抗繼電器采用不同接線(xiàn)方式時(shí)，接入的電壓和電流關(guān)系K1K2K3U K1 KU K1 kU K1 K0。接線(xiàn)U AB1 A 1 BU BC1 B 1 cU CA1 C 1 A+30。接線(xiàn)U AB1 aU BC1 bU CA1 c-30。接線(xiàn)U AB-1 AU BC-1 CU CA-1 A相電壓和具有U A1 A K310U B1 b K3I 0U C1 C K3I 0K3I o補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€(xiàn)523相間短路阻抗繼電器0。接線(xiàn)方式這是在距離保護(hù)中廣泛采用的接線(xiàn)方式，現(xiàn)根據(jù)表7.1所示的關(guān)系，對(duì)各種相間短路時(shí)繼電器的測(cè)量阻抗

46、分析如下。測(cè)量阻抗的表示方式是用系統(tǒng) 中的一次阻抗來(lái)表示。1. 三相短路如圖5-4所示，在線(xiàn)路中出現(xiàn)三相短路的情況時(shí)，由于三相的關(guān)系是對(duì) 稱(chēng)的，所以三個(gè)繼電器的工作情況應(yīng)該相同。因此，可以選取其中的一個(gè)進(jìn) 行分析。以K1為例，設(shè)短路點(diǎn)至保護(hù)裝置安裝地點(diǎn)之間的距離為I，線(xiàn)路每千米的正序阻抗為乙，則保護(hù)安裝地點(diǎn)的電壓Uab應(yīng)為U AB U A U B I AZil I B Zil (I A I B)Zil因此，在三相短路時(shí)，繼電器 K1的測(cè)量阻抗為U ABZK1通過(guò)上面的分析計(jì)算，在發(fā)生三相短路的時(shí)候，三個(gè)繼電器都必須保證 可以準(zhǔn)確測(cè)量短路發(fā)生地點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處的阻抗，這種情況下，三個(gè)繼 電器能

47、夠滿(mǎn)足繼電保護(hù)的要求，即可靠動(dòng)作。珂叵1-4.£17 LC >/1 J1|卜刁圖5-4三相短路時(shí)測(cè)量阻抗的分析2. 兩相短路如圖7.5，設(shè)以AB相間短路為例，則故障環(huán)路的電壓U ab為U AB IaZiI IbZiI(I A I B)Zil因此，繼電器K1的測(cè)量阻抗為(2) U ABZki Zil通過(guò)上面的計(jì)算可知，其繼電器測(cè)量到的阻抗與發(fā)生三相短路的測(cè)量阻抗在數(shù)值上相等，故K1能夠可靠動(dòng)作圖5-5 AB兩相短路時(shí)測(cè)量阻抗的分析在A相和B相出現(xiàn)短路的情況下，此時(shí)可以看出在兩個(gè)繼電器K2和K3上所加電壓為非故障相間的電壓，和Uab相比，在數(shù)值上比之前的大，電流只存在一個(gè)，而且為故

48、障相的電流，數(shù)值較（|A |B ）為小，故測(cè)量阻抗大，總而言之，就是說(shuō)距離繼電器不能如實(shí)反映短路點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處的阻抗。通過(guò)分析可知，在上述兩相故障的情況下，只有繼電器K1能夠測(cè)量到準(zhǔn)確的阻抗，故可以可靠動(dòng)作。故當(dāng)BC和CA兩相之間出現(xiàn)短路時(shí)，對(duì)應(yīng)能夠可靠動(dòng)作的繼電器是 K2和K3，所以具體情況要具體分析。3. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的兩相接地短路如圖5-6所示，A相和B相發(fā)生故障，此時(shí)地中由短路電流流回。因此，CE -4 k1廣1” IC=c 1zi7=U圖5-6 AB兩相接地短路時(shí)測(cè)量阻抗的分析這種情況下，可以把 A相和B相叫做“導(dǎo)線(xiàn)一地”的送電線(xiàn)路，并且與互感器耦合在一起，Zl表示輸電線(xiàn)

49、路每千米的自感阻抗，Zm表示輸電線(xiàn)路每千米的互感阻抗，則保護(hù)裝置安裝地點(diǎn)的故障相電壓應(yīng)為U A I AZ1l IbZmIU B I B Z1l I a Zm l因此，繼電器K1的測(cè)量阻抗為(1.1)K1U ab = (I A | b)(Zl Zm )lI A I BI A I B= (ZlZm)I由此可見(jiàn)，在A相和B相發(fā)生短路的情況下,K1能夠準(zhǔn)確的測(cè)量到阻抗,并且與三相短路時(shí)一致，K1能夠可靠地動(dòng)作5.2.4 接地短路阻抗繼電器的接線(xiàn)方式在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，如果零序保護(hù)不能滿(mǎn)足繼電保護(hù)要求時(shí)， 這種情況下應(yīng)考慮選用接地距離保護(hù)，接地距離保護(hù)可以準(zhǔn)確的反應(yīng)電網(wǎng)中 的短路情況。在采用接地距

50、離保護(hù)的情況下，繼電器的接線(xiàn)方式會(huì)發(fā)生很大的改變，以下內(nèi)容是對(duì)接線(xiàn)方式的討論當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相的情況是電壓降低和電流變大，此外，會(huì)出現(xiàn)任意兩相之間的電壓升高的情況。因此，在這種情況下選擇把發(fā)生故障相的電壓和電流加入到繼電器中。例如，對(duì)A相阻抗繼電器采用U K U A, I K I A至于這種接線(xiàn)是否滿(mǎn)足要求，現(xiàn)分析如下：將故障點(diǎn)的電壓 UKA和電流I A分解為對(duì)稱(chēng)分量，則I A I 1 I 2 I 0U kA U k1 U k2 U k0 0按照各序的等效網(wǎng)絡(luò)，在保護(hù)安裝地點(diǎn)母線(xiàn)上各對(duì)稱(chēng)分量的電壓與短路點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)分量電壓之間，應(yīng)具有如下的關(guān)系UiUkiIi ZilU2U k2I 2 Z

51、ilU0U k0I0Z0I因此，保護(hù)安裝地點(diǎn)母線(xiàn)上的A相電壓即應(yīng)為I2 ZilU k0 I oZolU A U A1 U A2 U A0 U k1 Il Z1l U k1= Zil(|l I 2 Io)乙 |(|A I 0 lo) 乙Zi= Z1l(I A |0Z°Zl)Zi如果采用UK U A和IK I a的接線(xiàn)方式時(shí)，則繼電器的測(cè)量阻抗為U KI 0Zk 乙1 （Z。乙）1I KI A此測(cè)量阻抗之值與 之比值有關(guān)，而這個(gè)壁紙因受中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目與分布I A的影響，并不等于常數(shù)，這種情況下，繼電器無(wú)法正確的測(cè)量到保護(hù)裝置安裝處與短路地點(diǎn)的阻抗，不能使用這種方式。在發(fā)生單相接地時(shí)，必須保證繼電器的測(cè)量阻抗不受I 0的影響，根據(jù)以上分析的結(jié)果，就應(yīng)該給阻抗繼電器加入如下的電壓和電流U K U A. Z0 z1.I K I A I 0- Ia K3I0Zi式中k。一般可近似認(rèn)為零序阻抗角和正序阻抗角相等，因而3Z-K是一個(gè)實(shí)數(shù)，這樣，繼電器的測(cè)量阻抗是Z 出ZK .I KZjI(Ia K3Io)I a K3I o上述繼電器能夠準(zhǔn)確的測(cè)到短路點(diǎn)與保護(hù)裝置安裝處的阻抗，通過(guò)比較 數(shù)值，觀(guān)察到其數(shù)值與相