35KV環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及整定計(jì)算

內(nèi)容摘要電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于設(shè)備原因或者自然災(zāi)害以及人為因素，會(huì)發(fā)生各種故障和不正常工作狀態(tài)，為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在系統(tǒng)中配置了繼電保護(hù)裝置。本文對(duì)35KV環(huán)網(wǎng)一次系統(tǒng)圖中的部分線路進(jìn)行了保護(hù)配置和整定計(jì)算，并對(duì)配置的保護(hù)進(jìn)行校驗(yàn)合格。首先，確定了基準(zhǔn)值，基準(zhǔn)容量：SB=100MVA；基準(zhǔn)電壓：Ub=37.0KV計(jì)算基準(zhǔn)電流：Ib=1.56KA，對(duì)系統(tǒng)各阻抗計(jì)算標(biāo)幺值，畫出以標(biāo)幺制表示的系統(tǒng)等值電路，確定最大運(yùn)行方式與最小運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗。根據(jù)保護(hù)配置原則，以及實(shí)際的環(huán)網(wǎng)情況，6#保護(hù)配置了電流聯(lián)鎖電壓保護(hù)，定時(shí)限電流保護(hù)和過電流保護(hù)；5#保護(hù)配置了方向電流保護(hù)。以上保護(hù)均經(jīng)過短路電流計(jì)算，根據(jù)保護(hù)整定要求整定，根據(jù)校驗(yàn)要求校驗(yàn)合格。關(guān)鍵詞： 環(huán)網(wǎng)保護(hù)配置整定計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算說明書第一章畫系統(tǒng)接線圖與等值電路圖1.1系統(tǒng)接線圖見附圖一1.2計(jì)算系統(tǒng)各阻抗標(biāo)么值1.2.1確定基準(zhǔn)值?基準(zhǔn)容量 Sb=100MVA?基準(zhǔn)電壓 UB=37.0KVB?基準(zhǔn)電流 IB= ——= —=1.56KAB1.2.2電路中各元件阻件標(biāo)么值a?發(fā)電機(jī)(1#2#3#4#)X*=y"xS=0.13x100 =0.9211口sn 12+0.85b.三繞組變壓器(1#2#)對(duì)于該變壓器：Ui%=2虬1-11%+Ui-iii%-Uii-iii%)=2G7+10.5-6.5)=10.5Uii%Uii%=2虬1-11%+Uii-iii%-Ui-iii%)=2G7+6.5-10.5)=6.5=1UUiii%=2(Udi-III%+Us%-Udi_II%)=2(6.5+10.5-17)=0由以上計(jì)算可得：c.知*=c.知*=U%xS=些x四=0.731 100 SN 10015*=妄xS=叵x也=0.433311 100 SN 10015F*=圣xS=±x四=03111 100 SN10015雙繞組變壓器(3#4#)10.5100——x=0.715*=UK%xS=2 100SN100d.雙繞組變壓器(5#6#)e.x*e.x*=Uk%xS=榮x4 100SN1007.5雙繞組變壓器(7#8#9#)100 1 =1X*=箜xS=15XX*=箜xS=15X也=1.34100SN 1005.6f.4段輸電線路(L1L2L3L4)x*=0.4x18x100=0.53L1 372x*=0.4x12x四=0.356L2 372x:=0.4x15x四=0.446L3 372x/=0.4x15x坐=0.446L4 3721.3等值電路:經(jīng)過以上計(jì)算可得系統(tǒng)等值電路。如圖:i0.0.44I理-0I擺o用標(biāo)幺制參數(shù)表示的系統(tǒng)等值電路第二章35kV環(huán)網(wǎng)中的部分線路繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算2.1確定最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式系統(tǒng)阻抗標(biāo)么值2.1.1最大運(yùn)行方式

可得最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)阻抗為：11*2+尤2*2+?睛匚+尤*.‘?3- 2+尤2*2+x31.+七 P+0.92172十+0.7'0.921+0.92172十 2 2+0.433.，'=0546+0.72+°.9212 2=.2.1.2最小運(yùn)行方式（2#-4#機(jī)組并列運(yùn)行）：可化簡為:可得最小運(yùn)行方式下的系炎阻抗為：尤*_11*2+:送+知*?Y+x*3— 2+X2*2+丁+%* 3〃+如7+0.7,0.921————―^ +0.433=1.0050.9212+0.72+0.7+0.921通過以上計(jì)算可得整個(gè)系統(tǒng)阻抗標(biāo)幺值圖：見附圖二2.2下面對(duì)5#保護(hù)進(jìn)行配置整定5#保護(hù)的主要任務(wù)是保護(hù)線路L3,即在K6點(diǎn)短路時(shí)保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作，而K1點(diǎn)短路時(shí)不應(yīng)該動(dòng)作。只有在線路L3發(fā)生短路，此時(shí)短路電流由母線流向線路，保護(hù)5才會(huì)動(dòng)作。因此，我們對(duì)5#保護(hù)采用方向保護(hù)。正常工作情況下，負(fù)荷電流是反向的，功率方向繼電器閉鎖，為了防止PT二次斷線，保護(hù)5#發(fā)生潛動(dòng)，我們采用電流閉鎖，閉鎖電流值稍大于正常負(fù)荷電流即可。由于線路L1切除時(shí)，保護(hù)5無需投入，此時(shí)可認(rèn)為是單方向供電，故流過保護(hù)5#處的最大負(fù)荷電流為："g=再X37X0.85=147A1.1X1.1X1 (<)x147—190(A)0.85.max1產(chǎn)H?I.maxdz Kffh1.56校驗(yàn)：考慮到5#保護(hù)和6#保護(hù)相繼動(dòng)作，我們以6#保護(hù)始端短路，6#動(dòng)作，流過保護(hù)5#處最小短路電流求校驗(yàn)：1.56I.= n x=581(a)d.min1.005+0.53+0.35+0.44 2靈敏系數(shù)為：K1=Idin=58'—3.1>1.21mId 190滿足保護(hù)的要求。2.3下面對(duì)6#保護(hù)進(jìn)行配置整定2.3.1我們首先畫出沿線路L3,6#保護(hù)處短路電流以及殘壓分布圖三種運(yùn)行方式：a.最大運(yùn)行方式（四臺(tái)發(fā)電機(jī)并列，開網(wǎng)）中間運(yùn)行方式（四臺(tái)發(fā)電機(jī)并列，環(huán)網(wǎng)）最小運(yùn)行方式（三臺(tái)發(fā)電機(jī)并列，環(huán)網(wǎng)）6#保護(hù)出口處短路流過保護(hù)6#處（三相）短路電流為、，殘壓為Ucy1。L3/2（K6）處短路流過6#保護(hù)處的（三相）短路電流為、，殘壓為。皿。

a.L3處短路流過6#保護(hù)處(三相)短路電流為I,殘壓為U。在最大運(yùn)行方式下，三相短路電流分別為：d3 Cy3a.I(3)=JJ6=2857(A)d1 0.546I”(3=——技二=2037(A)d2 0.546+0.442IG)=—156—=1582(A)d3 0.546+0.44殘壓分別為：Ucy1=0Ucy2=?xId2(3)x0.4x7.5=J3x2037x0.4x7.5=10.585(KV)Ucy3=后xId3(3)x0.4x12=J3x1582x0.4x15=16.441(KV)b.在中間運(yùn)行方式下，三相短路電流分別為：I刃(3)=^56=2857(A)d1 0.546Id2(3)=、 Id2(3)=、 0.53+0.442+0.350.44b.53+0.35+0.44/x0.35+0.44+0.53+0.440.546+ 2 2 2 20.53+.560.442+0.35+0.442=1782(A)/1.56—— x=1782(A)/1.56—— x一…'…一=1239(A)(0.53+0.35)x0.440.53+0.35+0.44 ()Id3(3= 0.546+0.53+0.35+0.440.53+0.35殘壓分別為:Ucy1=0Ucy2=拓xId2(3)x0.4x7.5=V3x1782x0.4x7.5=9.26(KV)Ucy3=*耳xId3(3)x0.4x15=J3x1239x0.4x15=12.876(KV)c.在最小運(yùn)行方式下，三相短路電流分別為:Id1G)=1.56

1.005=1552(Id1G)=1.56

1.005=1552(A).560.53+0.35+0.442?x0.442+0.53+0.35+0.44242+0.53+0.35+0.442Id2(3)= 0.44卜.53+0.35+0.44皿05+0442 =1093(=1093(A)0.53+0.35/1.56\ x—…'s"_=800(A)0.53+0.35(0.53+0.35)x0.440.53+0.35+0.448()1313(3= 1.005+0.53+0.35+0.44Ucy1=0Ucy2=志xId2(3)x0.4x7.5=J3x1093x0.4x7.5=5.679(KV)Ucy3=V3xId3(3)x0.4x15=V3x800x0.4x15=8.314(KV)兩相短路電流分別為：克5Id](2)=MxId1(3)=3x1552=1344(A)克 "3Id2(2)=MxId2(3)=Mx1093=947(A)3 5Id3(2)=3xId3(3)=Mx800=693(A)把以上計(jì)算列一圖表如下:6#保護(hù)I,(A)U(V)IHIfcPIcPUcyUU最大運(yùn)行方式三相短路2857d22037d31582 cy1 0cy210585cy316441中間運(yùn)行方式三相短路2857178212390926012876最小運(yùn)行方式二相短路1344947693056798314

6#保護(hù)I段整定及校驗(yàn)由上圖可知，如果我們采用電流速斷保護(hù)，則I=K-I⑶，其中I⑶為最大運(yùn)行方式下，末端發(fā)生三相短路時(shí)流過％#保護(hù)的箍路電流/但是，由圖可知，在最小運(yùn)行方式時(shí)兩相短路情況下，其保護(hù)范圍為0，因此，6#保護(hù)不能采用電流速斷保護(hù)。下面我們來整定電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)如果我們以中間運(yùn)行方式短路情況進(jìn)行整定，以80%為保護(hù)范圍，則可以看出整定電流值無法滿足要求，即對(duì)于最小運(yùn)行方式下，兩相短路時(shí)保護(hù)范圍為0，因此，不能在該情況下進(jìn)行整定。我們確認(rèn)以最小運(yùn)行方式兩相短路情況下進(jìn)行整定，保護(hù)范圍為80%。那么：整定電流為：了_ , 1.56 、, 、＜ 0.5并0.3并0.44x0.2峙100邸0.44x0.8x(0.5并0.35x0.0.44x0.2)64牝0.35x0.2)X0.53+0.44x0.2+0.35+0.44x0.8. 0.53+0.44x0.8+0.35+0.44x0.2.氣x—=78412整定電壓為：^_ 1.56 、, 0.53+0.35+0.44x0.2女-1005|0.44x0.8x(0.53+0.35+0.44x~02)*0.44x0.2+0.53+0.35+0.44x0.8* 0.44x0.8+0.53+0.35+0.44x0.2x方x0.4x0.8x15=7.524KV校驗(yàn)：求最小保護(hù)范圍lmin%由氣廳x 156 x0.4x15xl.%=U=7.5240.546+0.44xl.% min改求得最小保護(hù)范圍：mnlmin%=31.84% 滿足I段保護(hù)的要求。6#保護(hù)II段整定及校驗(yàn)。II段保護(hù)的目的是在任何運(yùn)行方式下能夠保護(hù)線路的全長，因此，把最小運(yùn)行方式下末端兩相短路電流除以靈敏系數(shù)來作為II段整定電流值：【dz=Id3.mlnK=693i.2=57811m把最大運(yùn)行方式下末端短路，保護(hù)6#處殘壓乘以一個(gè)靈敏系數(shù)來作為II段整定電壓值：Udz=Ud3maxxK1m=16.441x1.2=19.729KV校驗(yàn)：'為保證保護(hù)的選擇性，6#保護(hù)的II段保護(hù)必須與下一段線路的保護(hù)相合，由此來確定6#保護(hù)II段保護(hù)的時(shí)限整定直。6#保護(hù)II段保護(hù)必須與變壓器保護(hù)、7#保護(hù)以及4#保護(hù)相配合。在最大運(yùn)行方式下，由于電壓閉鎖的作用，可以使其與下一段線路的保護(hù)較

好的配合。在最小運(yùn)行方式下，由于電流閉鎖的作用，可以使其與下一段線路的保護(hù)相配合。下面我們討論中間運(yùn)行方式下，6#保護(hù)II段與下一段線路保護(hù)的配合情況。中間運(yùn)行方式有兩種情況：一是系統(tǒng)最大（四臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行）環(huán)網(wǎng)；二是系統(tǒng)最?。ㄈ_(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行）開網(wǎng)。1）在系統(tǒng)最大（四臺(tái)電機(jī)并列運(yùn)行）環(huán)網(wǎng)的情況下,6#保護(hù)II段與下一段線路保護(hù)相配合al.與8#變壓器保護(hù)相配合當(dāng)K5點(diǎn)短路，流過6#處的短路電流為:I_ 1.56 ^ 0.53+0.35?_0546+(0.53+0.35)x0.44+134*0.53+0.35+0.44. 0.53+0.35+0.44 ._477A<Id_578A電流閉鎖。'Kk_史_578_1.2滿足要求d因此，可以與變壓器保護(hù)相配合。a2.與7#保護(hù)相配合%點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為:I_ 1.56 0.53+0.35廣0.546+G.53+°.35)x044+0.44+1.34'爵3+0.35+回40.53+0.35+0.44_397A<578A_匕dz電流閉鎖。Kk_匕_'I'_1.46>1.2滿足要求d因此，可以與7#保護(hù)相配合。a3.與#4保護(hù)相配合K9點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為：I_ 1.56 x0.53'—6.44+0.35)x0.53x0.53+0.35+0.440.53+0.35+0.44_726A>5780.53+0.35+0.44_726A>578A=/dz電流無法閉鎖。6#保護(hù)處殘壓：Ucy_Ucy*x37_Id*x(0.35+0.44)x37工6x(0.35+0.44)x371560_13.6KV<Udz_19.729KV電壓無法閉鎖。下面考慮6#II段保護(hù)與下一段變壓器保護(hù)和#2保護(hù)的配合情況a'2#保護(hù)相配合線路L1短路，流過保護(hù)6#和保護(hù)2#短路電流幾乎相等；2#保護(hù)電流整定值I=214A，而6#II段保護(hù)電流整定值I=578A,且6#II段保護(hù)還有一定的勺動(dòng)作時(shí)限，因此6#保護(hù)II段可以與2#保護(hù)相配合。b'與6#變壓器保護(hù)相配合%。點(diǎn)發(fā)生短路，流過保護(hù)#6處的短路電流為：0.53I= 1.56 x0.53d=0546+&.44+0.35）x0.53+]x0.53+0.35+0.44. 0.53+0.35+0.44=336A<578A=/dz電流閉鎖。K=Idz=竺=1.1>1.2 滿足要求*I336因此可以與變壓器保護(hù)配合。由以上分析可以確定，6#II段時(shí)限應(yīng)與此相關(guān)4#II段時(shí)限相配合，4#II段時(shí)限0.5s,6#II段時(shí)限應(yīng)選1s。2）系統(tǒng)最小（三臺(tái)電機(jī)并列運(yùn)行）開網(wǎng)的情況下,6#保護(hù)II段與下一段線路保護(hù)的配合al.與8#變壓器保護(hù)相配合1.56K5點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為:1.56/= — =560A<578A=/?1.005+0.44+1.34 次電流閉鎖不能滿足要求。6#保護(hù)處殘壓：Ucy=Ucy*x37=Id*x(0.44+1.34)x37-560x(0.44+1.34)x371560=23.64KV>Udz=19.729KV電壓閉鎖。K=^-cy=2'廚=1.2 可以滿足要求*Ud 19.73因此，6#保護(hù)II段可以與變壓器保護(hù)相配合。a2.與7#保護(hù)相配合1.56%點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為:1.56/= — =484A<578A=/?1.005+0.44+0.44+1.34 吹電流閉鎖。

K=&=^^-=1.2 可以滿足要求*Id484因此6#保護(hù)II段可以與7#保護(hù)相配合。a3.與4#保護(hù)相配合1.56K9點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為:1.56I= — =869A>578A=/d1.005+0.44+0.35 dz電流無法閉鎖。6#保護(hù)處殘壓為：Ucy=Ucy*x37=Id*x(0.44+0.35)x37-869x(0.44+0.35)x371560=16.28KV<Udz=19.729KV電壓無法閉鎖。下面考慮6#II段保護(hù)與下一段變壓器保護(hù)和#2保護(hù)的配合情況1.56K1。點(diǎn)短路，流過6#保護(hù)處的短路電流為:1.56/= — =558A<578A=/d1.005+0.44+0.35+1 d電流閉鎖可以滿足要求。6#保護(hù)處殘壓：Ucy=Ucy*x37=Id*x(0.35+0.44+1)x37^58x(0.35+0.44+1)x371560=23.69KV>Udz=19.729KV丫U23.691勺K=工= =1.2k19.73電壓閉鎖。，6#II段保護(hù)可以與變壓器保護(hù)相配合。由以上分析可知,6#II段保護(hù)應(yīng)與4#II段相配合，4#II段的時(shí)限為0.5S,因此6#II段應(yīng)選1S?？偨Y(jié)以上四種運(yùn)行方式下，6#II段保護(hù)與下一段線路保護(hù)相配合的情況，為了6#II段保護(hù)有選擇性的動(dòng)作，其時(shí)限應(yīng)整定為1S。6#保護(hù)IH段過電流保護(hù)整定及校驗(yàn)整定:流過6#保護(hù)的最大負(fù)荷電流為:I= =239A仇max3x37x0.85電流整定值為:

IzK?Kq.KIzK?Kq.Kf.max11x1--x239=309A0.85校驗(yàn)：K4點(diǎn)短路流過保護(hù)6#處的最小短路電流為:匕dmin"賓)—x J53+O.35上二693A匕dmin1.005+0.53+0.35+0.44(0.53+0.35；x0