110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護的整定計算-電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計

課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護題目110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護的整定計算學院班級學生姓名指導(dǎo)教師日期2015年12月26日農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護的整定計算摘要本次設(shè)計是針對與110KV電網(wǎng)在不同運行方式以及短路故障類型的情況下進行的分析計算和整定的。通過具體的短路阻抗的計算發(fā)現(xiàn)電流的三段式保護不能滿足要求，故根據(jù)本次設(shè)計的實際要求，以及繼電保護“四性”的總要求故采用了反應(yīng)相間短路的距離保護。由于本次設(shè)計涉及到不同運行方式下的不同類型的短路阻抗的計算，這對本次設(shè)計增加了難度。在進行設(shè)計時首先要將各元件參數(shù)標準化，而后對每一個保護線路未端短路時進行三相短路阻抗的計算，二相短路阻抗的計算。在整定時對每一個保護距離保護阻抗的整定，并且對其進行靈敏度較驗。這要求進行短路計算，其中包括系統(tǒng)的運行方式，短路點與短路類型的確定原則或依據(jù);要求進行保護方式的選擇及整定計算，其中包括保護方式的原則，各保護的整定計算條件，并用表格列出整定計算結(jié)果;要求進行繪制保護原理接線圖，包括三相原理接線圖及某一元件保護原理展開圖;并要求從可靠性、選擇性、速動性和靈敏性四個方面來評價所采用的保護質(zhì)量。嘗試決定保護1、3、5、7的保護方式，作出保護3的原理圖和展開圖，并對本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護進行評價。關(guān)鍵詞:短路保護整定計算單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)繼電保護運行方式I農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書目錄第一章緒論..................................................................................................................11.1電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀................................................................11.1.1繼電保護發(fā)展歷程....................................................................11.1.2繼電保護的未來發(fā)展................................................................2第二章系統(tǒng)初始條件.................................................32.1主接線圖................................................................................................32.2相關(guān)參數(shù)................................................................................................3第三章三段式電流保護整定計算.......................................53.1計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)........................................................................................53.2最大短路電流計算和整定計算............................................................63.2.1K1點發(fā)生的三相短路...............................................................63.2.2K2點發(fā)生三相短路...................................................................93.2.3K3點發(fā)生三相短路.................................................................113.2.4保護1QF的整定.......................................................................13第四章距離保護整定計算............................................144.1計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)......................................................................................144.2整定值計算..........................................................................................144.2.17QF距離保護整定值計算.......................................................144.2.25QF的距離保護整定...............................................................154.2.33QF的距離保護整定...............................................................16II農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第五章電網(wǎng)的保護裝置和自動裝置設(shè)計................................185.1保護裝置配置......................................................................................185.2自動裝置配置......................................................................................185.3電流、電壓互感器選擇......................................................................19第六章電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置..............................226.1閉鎖裝置作用......................................................................................226.2閉鎖裝置設(shè)計......................................................................................22第七章保護3接線圖................................................24...........................................................247.13QF原理圖................................7.23QF接線圖...........................................................................................24第八章總結(jié)........................................................25參考文獻...........................................................26III農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第一章緒論1.1電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)作為一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，它由發(fā)電機、變壓器、母線、輸配線路及用電設(shè)備通過各種方式連接配置而成，各元件之間通過電或磁發(fā)生聯(lián)系，任何元件發(fā)生故障都將在不同程度上影響系統(tǒng)的正常運行。繼電保護作為電力技術(shù)的一環(huán)，它對保障電力系統(tǒng)安全運行、提高社會經(jīng)濟效益起到舉足輕重的作用。1.1.1繼電保護發(fā)展歷程我國繼電保護技術(shù)在建國后隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展得到了長足進步，在電子技術(shù)、計算機應(yīng)用、通訊技術(shù)不斷更新完善的情況下，在40余年的時間里繼電保護技術(shù)完成了發(fā)展的4個歷史階段。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。期間阿城繼電器廠根據(jù)國外先進的繼電器制造技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展狀況，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)，這是機電式繼電保護繁榮的時代。60年代到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代，其中天津大學與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護，運行于葛洲壩500kV線路上，結(jié)束了我國500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代，這是晶體管繼電保護時代。70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用已處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護時代。我國從20世紀70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在電力系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，就此揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代，不同原理、不同機型的微機線路和主設(shè)備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能1農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。1.1.2繼電保護的未來發(fā)展隨著計算機、區(qū)域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，繼電保護技術(shù)未來趨勢已轉(zhuǎn)向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。2農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第二章系統(tǒng)初始條件2.1主接線圖下圖為某電力系統(tǒng)主接線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺發(fā)電機經(jīng)三臺升壓變壓器由A母線與單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連，其電能通過電網(wǎng)送至B、C、D三個降壓變電所給用戶供電。2×20MVA60MV2×40MVA50KM65KM2×20MVA45KM3×50MVA60MVA20MVAcosφ,0.85X″圖2.1.1電力系統(tǒng)主接線圖2.2相關(guān)參數(shù)1(網(wǎng)絡(luò)中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護，所有變壓器及母線均裝有縱差動保護，變壓器均為Y/?-11接線;2(發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3×50MW，最小發(fā)電容量為2×50MW;3(網(wǎng)絡(luò)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運行;4(允許的最大故障切除時間為0.85s;5(110kV斷路器均采用DW-110型斷路器，它的跳閘時間為0.05,0.08s;26(線路AB、BC、AD和CD的最大負荷電流分別為230、150、230和140A，負荷自起動系數(shù)K=1.5;ss3農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書7(各變電所引出線上后備保護的動作時間如圖所示，?t=0.5s;8(線路的正序電抗均為0.35Ω/km;9(電壓互感器的變比n=110000/100;PT10(其它參數(shù)如圖所示。4農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第三章三段式電流保護整定計算3.1計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選取基準功率,=100MVA和基準電壓為V=VavBB發(fā)電機G的參數(shù):S100BX,X,X,X，,0.129，,0.258G1(B)*G2(B)*G3(B)*F(N)*S50N升壓變壓器的參數(shù):S10.5100BX,X,X,X，,，,0.175T1(B)*T2(B)*T1(N)**T3(B)S10060N50KM線路的參數(shù):S100BX,X,XL，,0.35，50，,0.132*L31(B)*22L1(B)115VN65KM線路參數(shù):S100BX,XL，,0.35，50，,0.172L22(B)*22115VN45KM線路參數(shù):S100BX,XL，,0.35，50，,0.119L44(B)*22115VN降壓變壓器的參數(shù):S10.5100BX,X,X,X,X,X，,，,0.525TT5(B)*TT7(B)*8()*T4(N)*TB4(B)*6(B)*S10020N最大運行方式下的最大電源阻抗:0.2580.175X,(，)||(0.258，0.175),0.217||0.433,0.1451225農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書最小運行方式下的最大電源阻抗:0.2580.175X,，,0.2171223.2最大短路電流計算和整定計算為計算動作電流，應(yīng)該計算最大運行方式下的三相短路電流，為校驗靈敏度要計算最小運行運行方式下兩相短路電流。為計算1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運行方式要求1QF斷開，等值阻抗圖如下:0.1320.172k30.1320.262Xsmin=0.145k1k20.175E0.119Xsmax=0.2170.525圖3.2.1系統(tǒng)等值電抗圖3.2.1K1點發(fā)生的三相短路(1)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖為:Xsmin=0.145E0.119Xsmax=0.217圖3.2.2K1點短路時等值電抗圖最大運行方式時:計算K1點短路時的短路電流，系統(tǒng)的等效阻抗為:6農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書X1,0.145，0.119,0.264100SB,,,0.502KVAIB由上面已經(jīng)計算出，基準電流為:，3V3，115BV115BZ,,,132.26,基準電抗為:B;I33，0.502BE1.05(3)I,,,3.978三相短路電流標幺值為:k1maxX10.264三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,3.978，0.502,1.99KAKkB1max1max最小運行方式時:X1,0.217，0.119,0.336E1.05(3)I,,,3.125三相短路電流的標幺值為:k1minX10.336三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,3.125，0.502,1.57KAKkB1min1min2)保護7QF的整定對保護7QF的三段式電流保護整定計算，三段式包括:瞬時性電流速斷保護、限時電流速斷保護以及定時限電流速斷保護。下面首先對7QF進行瞬時性電流速斷保護的整定:,3,()I,K，I,1.25，1.99,2.49KAset7relK1max,t,0s7下面對一段保護的靈敏度進行校驗:7農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書3EX,maxs,2I7setL,minz1帶入已知數(shù)據(jù)得:E331.05X,maxs,0.261,2I721.2，3.978setL,,,0minzz11由于Lmin<0,因此靈敏度不夠。7QF的限時電流速斷保護整定:I,,,,,,,I,KI,KKI,1.15，1.25，1.29,1.85KAset7relset5relrelK1max,,,t,t，,t,0.5s77對7QF的二段保護進行靈敏度校驗:I1.57,,1minKK,,,0.85,1.37sen,,，可知不滿足條件1.85I7set因此，針對上面的情況，則7QF與相鄰下一段的二段保護相互配合，則得到其整定值為:,,,,,,,,,,,I,KI,KKKI,1.15，1.15，1.25，0.82,1.36KAset7relset5relrelrelK3max靈敏度校驗:I1.28,,1minKK,,,0.94,1.37sen,,,仍然不能滿足要求。1.36I7set由于所給條件有限，不能繼續(xù)對7QF的二段保護進行符合靈敏度系數(shù)的整定。7QF的定時限電流整定:由初始條件知道線路AD的最大負載電流為230A,因此有下式:8農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書,,,KK1.2，1.5,,,relssI,I,，0.23,0.49KAset7LmaxK0.85re,,,t,2.5，3,t,4s7對7QF的定時限速斷保護進行靈敏度校驗:I1.57,,,1minKK,,,3.2,1.5.7sen近后備:,滿足靈敏度要求。,,,0.49I7setI0.94,,,2minKK,,,1.9,1.2.7sen遠后備:，也滿足靈敏性的要求。,,,0.49I7set總結(jié):對于保護7QF的三段式電流保護的整定，由上面的計算過程可以看到，?、?段保護都不能滿足靈敏性要求，可以獲取更多條件來進行整定,同時也可以通過其他保護來整定，例如距離保護等;而?段保護可以滿足靈敏性的要求。3.2.2K2點發(fā)生三相短路(1)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖如下:Xsmin=0.1450.132E0.119Xsmax=0.217圖3.3.3K2點短路時等值電抗圖最大運行方式下有:X1,0.145，0.119，0.132,0.396系統(tǒng)的等效阻抗為:而三相短路電流有名值為:(3)(3)I,I,I,2.65，0.502,1.33KAKkB2max2max最小運行方式下:9農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書X1,0.217，0.119，0.132,0.468系統(tǒng)等效阻抗為:E1.05(3)三相短路電流的標幺值為:I,,,2.24k2minX10.468三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,2.24，0.502,1.12KAKkB2min2min2)保護5QF的整定同7QF的過程一樣對5QF進行相同的整定計算。首先進行瞬時性電流速斷保護:,,I,KI,1.25，1.33,1.66KAset.5relK2max,t,0s5靈敏度校驗:E331.05X,max,0.412s,I2521.2，2.65setL,,,0minzz11因此?段保護不滿足靈敏度要求。對5QF進行限時速斷保護:I,,,,,,,I,KI,KKI,1.15，1.25，0.82,1.18KAset.5relset.3relrelK3max靈敏性校驗:I1.12,,2minKK,,,0.95,1.3.5sen,,，不滿足靈敏性要求。1.18I5set由于缺乏必要的條件，不能對5QF進行與相鄰下一段的二段保護進行配合的整定計算。10農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書定時限電流速斷保護:由初始條件可知線路CD最大負荷電流為120A,因此進行下面的整定:,,,KK1.2，1.5,,,relssI,I,，0.12,0.25KAset7LmaxK0.85re,,,t,2.5，2,t,3.5s7對7QF的定時限速斷保護分別進行近后備和遠后備的靈敏度校驗:I0.94,,,2minKK,,,3.76,1.5.5sen近后備靈敏度校驗:,,,0.25I7setI0.71,,,3minKK,,,2.84,1.2.5sen遠后備靈敏度校驗:,,,0.25I7set總結(jié):通過上面的整定計算，可以看到5QF的?保護滿足靈敏度要求，可以對線路進行保護;而?、?段保護不能達到要求，由于缺乏必要的計算條件，沒有繼續(xù)往下整定，而也可以采用距離保護等保護。3.2.3K3點發(fā)生三相短路(1)本電力系統(tǒng)的等值電抗電路如下圖所示:0.172Xsmin=0.1450.132E0.119Xsmax=0.217圖3.2.4K3點短路時電抗圖最大運行方式下有:X1,0.145，0.119，0.132，0.172,0.568圖3.2.4所示的等效電抗為:則K3點發(fā)生三相短路時的短路電流為:11農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書E1.05(3)I,,,1.85k3maxX10.568三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,1.85，0.502,0.93KAKkB3max3max最小運行方式下:X1,0.217，0.119，0.132，0.172,0..64圖3.2.4所示的等效電抗為:所以K3點發(fā)生三相短路時最小運行方式下短路電流標幺值為:E1.05(3)I,,,1.64k3minX10.64三相短路電流有名值計算為:(3)(3)I,I,I,1.64，0.502,0.82KAKkB3min3min(2)保護3QF的整定對于3QF的瞬時性電流速斷保護整定有:,,I,KI,1.25，0.93,1.16KAset.3relK3max,t,0s3保護3QF的靈敏性校驗:E331.05X,maxs,0.563,2I.321.2，1.16setL,,,0minz0.003031由以上計算知3QF的?段保護靈敏性要求不滿足。而對于3QF的?、?段的保護，因為題目中沒有給出詳細的數(shù)據(jù)，所以不能進行?、?段的整定計算。12農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書同時針對于保護3QF，因為正常運行時有正向電流和反向電流流過，為了增大其工作的可靠性，可以增加一個功率方向繼電器，以防止線路XL2上某一點發(fā)生短路時流過3QF的正向短路電流小于系統(tǒng)正常運行是流過4QF的反向單電流(注:這里正向電流方向是指由母線流向線路)。3.2.4保護1QF的整定保護1QF的整定，根據(jù)圖2.1.1的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，當系統(tǒng)正常運行時不可能有正向電流通過，因此要是有正向電流通過，則線路一定發(fā)生故障。為此只需要在保護1QF處加一個功率方向繼電器就可以實現(xiàn)線路的保護，而不用分析線路的運行方式。由以上計算可知電流保護的?段保護靈敏度都不能滿足要求，在經(jīng)濟條件允許的情況下，為了保證電力系統(tǒng)能更好的運行，且考慮電壓等級為110KV，所以可以采用距離保護。13農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第四章距離保護整定計算4.1計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖有下列參數(shù):Z,XL,0.35，50,17.5ΩL33Z,XL,0.4，50,20ΩL44Z,XL,0.35，65,22.75ΩL22,,,10.5115,Z,X,,X，,，,69.43ΩTT6T6(N)*6S10020N4.2整定值計算4.2.17QF距離保護整定值計算(1)距離?段整定阻抗??Z,KZ,0.85，15.75,13.39Ωset7relL4,t,0s7(2)距離?段整定阻抗與相鄰下級L3配合有:?,Z,KZ,0.85，17.5,14.875Ωset5relL3X15.75L4K,1-,1,,0.77bminX69.43T6按躲過相鄰變壓器出口短路整定有:14農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書X20L4K,(1-),(1,),0bminX20L3??Z,K(X，K，Z),0.70，(16，0，69.431),11.2Ωset7relL4bminT6取以上兩個計算中較小者為?段整定值，因此7QF的?段整定值為:,,Z,11.2,。set7進行靈敏度校驗有:?Z11.2set7Ksen,,,0.71,1.25，不滿足靈敏度要求。Z15.75L4由于上述不滿足靈敏度條件，所以改為相鄰下一段的?段保護相配合。因此?Z,22.12Ω5QF的?段整定值為:set5則按照相鄰下一段整定有:??,,Z,K(X，K，Z),0.8，(20，0.71，22.12),28.56Ωset7relL4bminset5?Z28.56set7Ksen,,,1.428,1.25，滿足要求。Z20L4所以延時整定為:???Z,K(X，K，Z),0.8(，15.75，0.71，14.875),21.05Ωset7relL4bminset5,,,,t,t，,t,1s。754.2.25QF的距離保護整定同理，5QF的整定計算過程同7QF:(1)距離?段整定阻抗??Z,KZ,0.85，17.5,14.875Ωset5relL315農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書,t,0s5(2)距離?段整定阻抗與相鄰下級L3配合有:?,Z,KZ,0.85，24,20.4Ωset3relL2X20，2L3K,1-,1,,0.42bminX/269.431T7???Z,K(X，K，Z),0.8，(20，0.42，20.4),22.85Ωset5relL3bminset3按躲過相鄰變壓器出口短路整定有:X1120L3K,(1-),(1,),0.167bmin2X224L2??Z,K(X，K，Z),0.70，(20，0.167，69.431),22.12Ωset5relL3bminT7取以上兩個計算中較小者為?段整定值，因此5QF的?段整定值為:,,Z,22.12,set5靈敏度校驗有:?Z22.12set5Ksen,,,1.106,1.25，不滿足靈敏性要Z20L3求，但由于缺少相鄰下一段的?段整定值，故不能進行校正。4.2.33QF的距離保護整定3QF的?段距離整定為:?,Z,KZ,0.85，24,20.4Ωset3relL216農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書,t,0s3因為1QF僅需要加裝一個功率方向繼電器或者方向阻抗繼電器即可，所以3QF不需要和1QF的距離保護裝置配合，3QF僅需要和T4的保護配合:,,I?Z,K(Z，KZ/2),0.7，(24，0.85，69.431/2),37.46ΩrelLrelTset324靈敏度校驗:?Z37.46set3Ksen,,,1.1.56,1.25，滿足靈敏度要求。Z24L2同三段式電流保護整定，1QF的距離保護只需增加一個功率繼電器或方向阻抗繼電器即可。17農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第五章電網(wǎng)的保護裝置和自動裝置設(shè)計5.1保護裝置配置(1)主保護的配置由系統(tǒng)可知110KV線路配置有眾聯(lián)保護，全線路上任意點故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行。(2)后備保護的配置考慮保護性能優(yōu)越性:110線路應(yīng)該配距離保護，但是距離保護復(fù)雜而且價格昂貴，維護困難?？紤]經(jīng)濟的優(yōu)越性:可以嘗試配三段式電流保護，同時由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運行，相當于雙電源運行一定要加方向元件。在110KV等級電力網(wǎng)絡(luò)中，三段式電流保護可能在系統(tǒng)最小運行方式下沒有保護范圍，如果系統(tǒng)在最小運行方式下運行的幾率不大的情況下，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護，基本可以保證系統(tǒng)正常運行?？紤]系統(tǒng)的運行方式:110KV高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需要配置零序保護。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運行，也要加方向元件。保證保護不誤動作。繼電保護保護裝置的配置不是一層不變的，要考慮系統(tǒng)運行情況、經(jīng)濟狀況、人員技能、環(huán)境影響等等情況，但是電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)不變:1.自動、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除。2.反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護條件，動作于發(fā)出信號或跳閘。5.2自動裝置配置(1)簡述電力系統(tǒng)自動裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時起控制作用的設(shè)備，主要包括自動重合閘、備用電源自動投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動裝置的型號多、邏輯千變?nèi)f化，在實際運行中會暴露一些問題。電網(wǎng)中自動裝置的配置，需要我們進行全面的考慮。18農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書(2)系統(tǒng)安全自動裝置的配置配置重合閘:在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線路故障。運行經(jīng)驗表明大多數(shù)線路故障是“瞬時性”故障，此時，如果把斷開的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，按照要求，每一個斷路器都應(yīng)該裝有ARD裝置，并與繼電保護后加速配合形成重合閘后加速保護，保證電力系統(tǒng)最大限度的正常供電。配置備用電源自動投入裝置:當線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時，能夠自動迅速、準確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)要求，如果B變電站或C變電站中的兩臺變壓器，為了保證負荷可以長時間的正常運行，應(yīng)該加入AAT裝置。配置低頻、低壓減載裝置:它在電力系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額使電網(wǎng)頻率、電壓急劇下降時,自動切除部分負荷,防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰,使系統(tǒng)恢復(fù)正常,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和對重要用戶的連續(xù)供電。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當?shù)叵到y(tǒng)運行狀況和系統(tǒng)要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰應(yīng)該在變電站B、C、D中配置低頻、低壓減載裝置。5.3電流、電壓互感器選擇(1)電流互感器保護用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號以此來切斷故障電路，以保護供電系統(tǒng)的安全。保護用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。線路發(fā)生故障時的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護用電流互感器必須能夠承受。二次繞組在短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無損傷的一次電流有19農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書效值，稱額定短時熱電流;二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無損傷的一次電流峰值，稱額定動穩(wěn)定電流。電流互感器的額定一次電壓應(yīng)等于或大于回路的額定一次電壓，絕緣水平也應(yīng)滿足相關(guān)標準。電流互感器的額定一次電流應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流或最大工作電流選擇，并應(yīng)能承受該回路的額定連續(xù)熱電流、額定短時熱電流及動穩(wěn)定電流。同時，額定一次電流的選擇，應(yīng)使得在額定變流比條件下的二次電流在正常運行和短路情況下，滿足該回路保護裝置的整定值選擇性和準確性要求。電流互感器額定二次電流有1A和5A兩類:各級電壓的電流互感器額定二次電流選用1A時，可以減輕電流互感器二次負荷，二次電纜截面可減小，節(jié)約投資。一個廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時采用1A和5A。但同一電壓等級的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。所以對電流互感器選擇如下:I由于流過每個斷路器的都一樣，所以它們的型號也一樣，標準電流互gmax感器的二次額定電流為5A。(2)電壓互感器的配置電壓互感器的作用是:把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當二次負載增大時時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側(cè)的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f，電壓互感器是一個被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。電壓互感器一般按以下原則配置:(1)對于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式電壓互感器;當其出線上有電源，需要重合閘鑒定同期或無壓，需要同期并列時，應(yīng)在線路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器;20農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書(2)對于3/2主接線，常常在線路或變壓器側(cè)安裝三相電壓互感器，而在母線上安裝單相互感器以供同期并聯(lián)和重合閘鑒無壓、鑒同期使用;(3)內(nèi)橋接線的電壓互感器可以安裝在線路側(cè)，也可以安裝在母線上，一般不同時安裝。安裝地點的不同對保護功能有所影響;(4)對220kV及以下的電壓等級，電壓互感器一般有兩個次級，一組接為星形，一組接為開口三角形。在500kV系統(tǒng)中，為了繼電保護的完全雙重化，一般選用三個次級的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開口三角形;(5)當計量回路有特殊需要時，可增加專供計量的電壓互感器次級或安裝計量專用的電壓互感器組;(6)在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線路電壓或同期時，應(yīng)在線路側(cè)裝設(shè)兩相式電壓互感器或裝一臺電壓互感器接線間電壓。在大接地電流系統(tǒng)中，線路有檢查線路電壓或同期要求時，應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。通過電流互感器或結(jié)合電容器抽取電壓，盡量不裝設(shè)單獨的電壓互感器。500kV線路一般都裝設(shè)三只電容式線路電壓互感器，作為保護、測量和載波通信公用;(7)電壓互感器二次側(cè)繞組決不允許短路。21農(nóng)業(yè)工程學院課程設(shè)計說明書第六章電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置6.1閉鎖裝置作用電壓互感器相當于一個電壓源，當二次回路發(fā)生短路時將會出現(xiàn)很大的短路電流，如果沒有合適的保護裝置將故障切除，將會使電壓互感器及其二次線燒壞。電壓互感器二次回路在運行中容易發(fā)生單相接地和相間短路，造成保護裝置交流失壓，失壓引起的保護裝置的誤動，造成不應(yīng)有的損失，由于這種不利因素的存在，許多保護裝置在設(shè)計師都考慮了斷線閉鎖回路。電壓互感器二次回路保護設(shè)備，一般采用快速熔斷器或自動空氣開關(guān)。6.2閉鎖裝置設(shè)計電壓回路保護方式的選擇，主要取決于電壓回路所接的繼電保護和自動裝置的特性。當電壓回路故障不會引起繼電保護和自動裝置誤動作的情況下，首先采用簡單方便的熔斷器作為電壓回路的保護;但是在電壓回路故障有可能造成繼電保護和自動裝置不正確動作的場合，應(yīng)采用自動開關(guān)，作為電壓回路的保護，以便在切除電壓回