電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)-課程設(shè)計

前言編者 原則 5 第2節(jié)瞬時電流速斷保護整定計算 7護整定計算 10 第2節(jié)常用電氣簡圖 25 5、中國標準出版社電氣制圖國家標準匯編中國標準出版社2001.56、中國標準出版社電氣簡圖用圖形符號國家標準匯編中國標準出版社2001.47、許建安電力系統(tǒng)微機保護(第二版)中國水利水電出版社2008.78、許建安電力系統(tǒng)繼電保護(第二版)中國水利水電出版社2005.89、王維儉電氣主設(shè)備繼電保護原理與應(yīng)用中國電力出版社199610、能源部西北電力設(shè)計院電氣工程設(shè)計手冊(二)水利電力出版社200111、何永華發(fā)電廠和變電所二次接線圖中國電力出版社199712、王維儉發(fā)電機變壓器繼電保護與應(yīng)用中國電力出版社199813、許建安王風(fēng)華繼電保護整定計算中國水利水電出版社2007力系統(tǒng)繼電保護中國水利水電出版社2004.115、許正亞輸電線路新型距離保護中國水利水電出版社200216、孫國凱電力系統(tǒng)繼電保護原理中國水利水電出版社2002.1黃河水利出版社2008.9梅電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)機械出版社2011.819、許正亞變壓器及中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字式保護中國水利水電出版社200420、葛耀中(第2版)新型繼電保護和故障測距的原理與技術(shù)西安交通大學(xué)出版社國電力出版社2011.10總論電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行，如果設(shè)計與置不能達到目的時，才考慮采用較復(fù)雜的保護裝置。設(shè)計各種電氣設(shè)備的保護時，應(yīng)綜合考慮：；果；全部繼電保護來說，則需編制出一個整定方案。整定計算方案通常可按電力系統(tǒng)的電壓等級或設(shè)備來編制。還可按繼電保護的功能劃分方案分別進行。成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化(包括建設(shè)發(fā)展和運行方式變化)，當超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時，就需要對全部或部分繼電保護重新進行整定，以滿足新的運行需要。護裝置便不能完成保護任務(wù)。當繼電保護的配置和選型均難以滿足電力系統(tǒng)的特殊需要時，必須考慮暫時改變電力系統(tǒng)的需要或采取某些臨時措施加以解決。繼電保護整定計算即有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系用。整定計算的具體任務(wù)有以下幾點：(1)繪制電力系統(tǒng)接線圖；(2)繪制電力系統(tǒng)阻抗圖；(3)建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表；(4)建立電流、電壓互感器參數(shù)表；(5)確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化限度；(6)電力系統(tǒng)各點短路計算結(jié)果列表；；保護功能分類，分別繪制出整定值；(9)編寫整定方案報告書，著重說明整定原則問題、整定結(jié)果評價、存在的問題及采取1、按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計3、按同一功能的保護進行整定計算，選取整定值并做出定值圖；4、對整定結(jié)果分析比較，以選出最佳方案；最后應(yīng)歸納出存在的問題，并提出運行要6、編寫整定方案說明書，一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：(1)方案編制時間、電力系統(tǒng)概況；(2)電力系統(tǒng)運行方式選擇原則及變化限度；(3)主要的、特殊的整定原則；(4)方案存在的問題及對策；(5)繼電保護的運行規(guī)定，如保護的停、投，改變定值、改變使用要求以及對運行方(6)方案的評價及改進方向。用于斷路器跳閘。主保護應(yīng)能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全的要求，有選擇地切除被保護設(shè)備和全線輔助保護是彌補主保護和后備保護的不足而增設(shè)的簡單保護。的電流電壓保護，它延時動作于信號。靠性、選擇性、靈敏性和速動性四項基本要求。故障時，保護應(yīng)不動作。即保護裝置應(yīng)既不拒動也不誤動。保護或斷路器拒動時，則由相鄰的設(shè)備保護裝置切除故障，以盡量縮小停電范圍。之間的靈敏性與動作時間應(yīng)相互配合。靈敏性是指保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)故障的反應(yīng)能力。保護裝置的靈敏性一般用靈敏系數(shù)或保護范圍來衡量。故障參數(shù)的最大、最小值應(yīng)根據(jù)常見的最不利運行方式、短路類型和短路點來計算。在校驗保護裝置的靈敏系數(shù)時，各類短路保護裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)符合繼電保護規(guī)程的規(guī)系統(tǒng)穩(wěn)定計算來確定。有時也可以由電力系統(tǒng)有關(guān)部門提供。在選擇保護方式及對其整定計算時，都必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響，根據(jù)電力系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運行以及選擇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。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最大的運行方式。最小運行方式方式稱為最小運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最小的運行方式。方式為正常運行方式。這種運行方式在一年之內(nèi)的運行時間最長。動或誤動不會引起大面積停電的情況下，可不予考慮?；驒C組來加速恢復(fù)同步。振蕩的特點：電流，保護的測量元件將會誤動作。則保護安裝處的電壓可能降至很低，保護裝置的電壓元件會誤動。不防止電力系統(tǒng)振蕩保護裝置誤動作的方法：(1)利用保護的定值躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。(2)利用保護的延時躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。(3)利用保護的原理躲開系統(tǒng)振蕩對保護的影響。(4)采用振蕩閉鎖裝置。繼電保護的整定值一般通過計算公式計算得出，為使整定值符合系統(tǒng)正常運行及故障狀態(tài)下的規(guī)律，達到正確整定的目的，在計算公式中需要引入各種整定系數(shù)。1、可靠系數(shù)Krel能引起誤動作，為此，整值計算公式中需引入可靠系數(shù)?？煽肯禂?shù)的取值與各種因素有關(guān)，除應(yīng)考慮配合的方式外，還應(yīng)考慮以下情況：(1)按短路電流整定的無時限保護，應(yīng)選較大的系數(shù)。(2)按與相鄰保護的整定值配合的保護，應(yīng)選用較小的系數(shù)。(3)保護動作較快時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(4)不同原理或不同類型的保護之間整定配合時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(5)運行中設(shè)備參數(shù)有變化或計算條件難以準確計算時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(6)在短路計算中，當有零序互感時，因難以精確計算，應(yīng)選用較大的系數(shù)。2、返回系數(shù)K3、分支系數(shù)K將使上一級保護范圍縮短或伸長，整定公式中需引入分支系數(shù)。4、靈敏系數(shù)K靈應(yīng)增量保護)，或整定值與故障量值之比(反應(yīng)欠量保護)。靈敏系數(shù)一般分為主保護靈敏系數(shù)和后備保護靈敏系數(shù)兩種。前者是對被保護對象的全部范圍而言，后者則是對被保護對象的相鄰保護對象的全部而言。校驗靈敏度應(yīng)注意的問題：短路進行。(2)選取不利的短路類型。(3)保護動作時間較長時，應(yīng)計及短路電流的衰減。(4)對于兩側(cè)有電源的線路保護，應(yīng)考慮保護相繼動作對靈敏系數(shù)的影響。(5)經(jīng)Y，d11接線變壓器后不對稱短路，各相中短路電流分布將發(fā)生變化。接于不同相別、不同相數(shù)的保護，其靈敏系數(shù)也不相同。(6)在保護動作的全過程中，靈敏系數(shù)均需滿足規(guī)定的要求。5、自起動系數(shù)K并被切除后，電動機將產(chǎn)生自起動過程，出現(xiàn)很大的自起動電流。(1)動力負荷比重大時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。(2)電氣距離較遠的動力負荷，應(yīng)選用較小的系數(shù)。(3)切除故障時間較長或負荷斷電時間較長時，應(yīng)選用較大的系數(shù)。保護之間實現(xiàn)配合協(xié)調(diào)，以達到選擇性的目的。在保護整定計算時，應(yīng)按該保護在電力系統(tǒng)運行全過程中均能正確工作來設(shè)定不要再考慮該運行狀態(tài)下的整定條件。應(yīng)考慮的狀態(tài)有：(1)短路及復(fù)故障；(2)斷線及非全相運行；(4)負荷電動機自起動；(5)變壓器勵磁涌流；(6)發(fā)電機失磁、進相運行；(7)重合閘及手動合閘，備用電源自動投入；(8)不對稱、不平衡負荷；繼電保護的整定計算方法按保護構(gòu)成原理分為兩種。一種是以差動為基本原理的保護?；兓?，所以階段式保護的整定計算是比較復(fù)雜的，整定結(jié)果的可選性也是比較多的。(1)根據(jù)保護裝置的構(gòu)成原理和電力系統(tǒng)運行特點，確定其整定條件及整定公式中的有(2)按整定條件進行初選整定值，按電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最小運行方式校驗靈敏度，其慮整定條件和最小運行方式的選擇是否恰當，再進一步考慮保護裝置的配置和選型問題。差動保護整定計算可獨立進行，只要滿足電力系統(tǒng)運行變化的限度就可以確定整定值。(1)相鄰上、下級保護之間的配合：元件的配合方法，一般是不可取的。(2)多段保護的整定應(yīng)按保護段分段進行；(3)一個保護與相鄰的幾個下一級保護整定配合或同時應(yīng)滿足幾個條件時進行整定時，(4)多段式保護的整定，應(yīng)改善提高主保護性能為主，兼顧后備性；(5)整個電網(wǎng)中階段式保護的整定方法是首先對電網(wǎng)中所有線路的第一段保護進行整段保護整定計算，直至全網(wǎng)保護全部整定完畢；(6)具有相同功能的保護之間進行配合整定；(7)判定電流保護是否使用方向元件。保護裝置的第Ⅰ段，要求無時限動作，保護區(qū)不小于線路全長的20％；第Ⅱ段應(yīng)能保護(1)如果要求切除下列短路點，保護過于復(fù)雜或難以實現(xiàn)，允許縮短后備區(qū)。①當相鄰線上短路時，在大電源助增影響下，保護不起動；②當相鄰線很長，在末端短路時，保護不起動；③當在變壓器后及帶電抗器的線路上短路時，保護不起動。(2)可按常見的方式及故障類型校驗后備靈敏度；(3)后備保護按非選擇性動作整定，并用重合閘或備用電源自投補救。2、定值配合及動作時間定值的配合由可靠系數(shù)保證。動作時間定值的配合由時間差保證。相鄰線路(或變壓器)第Ⅲ段配合，當靈敏度足夠時，為了降低第Ⅲ段動作時間，也可以與相鄰線路第Ⅱ段配合整定。3、計算用運行方式及短路電流減。對于無時限動作或遠離電廠的保護，整定計算時不考慮短路電流的衰減。電流速斷保護，在不同的線路上有不同的整定原則。1、按躲本線路末端母線故障整定計算公式：I=KIoprelkmax 式中I──電流速斷保護一次定值；K──可靠系數(shù)；relI──本線路末端短路流過保護安裝處最大的短路電流。2、按與相鄰變壓器速動保護配合動重合閘裝置，則有條件增加該線路保護的速動保護區(qū)，并按與變壓器速動保護配合整定。I=KI(2-2)oprelkmax式中K──可靠系數(shù)，取1.3~1.4；relI──變壓器中壓或低壓側(cè)三相短路流過保護安裝處最大的短路電流。(2)當線路末端為一臺變壓器，其主保護為瞬時速斷保護時，按與瞬時速斷保護配合(2-3)I,=K(2-3)opreloprelI,──被配合變壓器瞬時電流速斷保護定值。(3)當線路末端為兩臺同容量并聯(lián)變壓器，其主保護為瞬時速斷保護時，按與瞬時速斷保護配合整定，即I=KI,2(2L)(2-4)oprelop式中K──可靠系數(shù)，取1.1；relI,──被配合變壓器瞬時電流速斷保護定值；L──變壓器速斷保護區(qū)，以變壓器阻抗百分數(shù)表示。(4)按與"T"接線路、"T"接變壓器速動保護配合當具備以下兩個條件要求時，可以按躲降壓變壓器中、低壓側(cè)故障整定。①所有變壓器必須配置帶跳閘自保持的速動保護；1)當系統(tǒng)至變壓器端部阻抗與變壓器本身阻抗相比較可以忽略時，取I=(3~4)IopTe(2-5)式中I──各"T"接變壓器額定電流之和。2)當系統(tǒng)至變壓器端部阻抗與變壓器本身阻抗相比較不能忽略時，取I=a(3~4)IopTe(2-6)式中Σ──表示總和的符號；TZTmaxZ──最大運行方式下系統(tǒng)至變壓器端部阻抗。max3、按保證母線殘壓整定設(shè)故障點在保護區(qū)末端，此時母線殘壓為U=ZI/(Z+ZI)Wsmin(2-7)式中U──母線殘壓，以標么值表示；wZI──電流速斷保護區(qū)，以阻抗標么值表示；Z──系統(tǒng)最小運行方式下，母線短路阻抗標么值；smin令U=0.6，則ZI=1.5Z；wsminI=0.866I/(Z＋1.5Z)＝0.346I/Zopksminsminksmin 按此條件計算出的定值一般偏小，應(yīng)校核與下一級保護是否能配合。當配合有困難時，改用延時電流速斷并校核配合情況。4、按躲振蕩電流整定I=KIoprelawi 式中K──可靠系數(shù)，取1.1~1.2；relI──振蕩電流；swi1Z───兩側(cè)系統(tǒng)之間綜合正序阻抗。5、按躲背后母線故障整定故障不能誤動，故需躲開背后母線最大故障電流，即I=KIoprelkmax(2-10)式中K──可靠系數(shù)，取1.2~1.3；relI──背后母線故障，流經(jīng)保護的最大短路電流。6、保護區(qū)的計算對電流保護而言，最小保護區(qū)按最小運行方式下兩相短路計算。保護區(qū)末端短路時，故障電流等于保護定值，即3II(2)=I(2)==I(2-11)kminZ+Z(2)opsmini式中I(2)──系統(tǒng)最小運行方式下，保護區(qū)末端兩相短路電流；Z──系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源短路阻抗標么值；Z(2)──兩相短路時保護區(qū)，用標么阻抗表示。i2kZ+Z(2)I=KkrelZ+Z(2-12)iL電磁型保護應(yīng)用最多，取K=1.3為例，解得reliLs,maxs.min保護區(qū)以線路阻抗百分值表示時為L(2)=0.666+0.666Z/ZZ/Zis,maxLs.minL其中K=Z/Z──方式系數(shù)；ws,imns.maxK=Z/Z──長度系數(shù)；1Ls,maxL(2)──兩相短路時電流保護最小保護區(qū)百分數(shù)。i：w1L(3)──三相短路時電流保護最小保護區(qū)百分數(shù)。(2-13)(2-14)(2-15)時，改用瞬時電流閉鎖電壓速斷保護以改善保護性能，可根據(jù)具體情況而定。1、按躲本線路末端母線故障整定對于瞬時電流閉鎖電壓速斷保護中的電流元件按保證線路末端故障有足夠靈敏度整定；對于電壓元件(控制保護區(qū)，保證選擇性)，按躲本線路末端母線故障整定。(2-16)opKK(Z+Z)電流元件I=I(2)k(2-16)opKK(Z+Z)電壓元件U=Ures.min=ZLopKK(Z+Z)relrels,minL式中I(2)──線路末端故障最小兩相短路電流A；U──線路末端故障保護安裝處母線最小殘壓標么值；res.minK──靈敏系數(shù)，取1.5；K─可靠系數(shù)，取1.3；relZ──系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗，I──保護所在電壓級基準電流A。b2、按電流電壓元件保護區(qū)相等整定當系統(tǒng)運行方式變化不大時，為了獲得較好的保護區(qū)，可以按電流、電壓元件保護區(qū)I=0.866Ib=0.866IbopZ+ZZ+ZnU=Zu=Zu(2-17)opZ+ZZ+ZiuiuZ──系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗，以標么I、U──電流元件定值A(chǔ)；電壓元件定值(標么值)；opopI──保護所在電壓級基準電流A。b為了躲開線路末端故障以保證選擇性，電壓元件定值應(yīng)取U=IZopLopKIrelb(2-18)得K─可靠系數(shù)，取1.3。relIZU=opb(2-19)中LL則電流、電壓元件表達式為I=bL(2-20)U=L必須注意，按式(2-20)算出的定值，需要校核躲開線路末端故障的可靠性。當線路阻抗較大時，一般不能保證可靠性。電壓元件滿足可靠性要求的條件為Z L≤LZ+0.666ZK(Z L≤Ls.minLrels.minL當上式中K=1.3時，Z≤0.67Z，才能保證可靠性。relLs.min當定值由式(2-20)確定后，電流元件兩相和三相短路保護區(qū)分別為Z(2)=0.866I/IZibops.minIZ(3)=bZ(2-21)iIs.min式中Z(2)、Z(3)───系統(tǒng)最小運行方式下兩相和三相短路的保護區(qū)。當求系統(tǒng)最大運ii行方式下的保護區(qū)時，以Z代替Z，阻抗均為標么值。電壓元件(接于三個相間電壓)兩相或三相短路保護區(qū)為UZ=opZ(2-22)式中Z──系統(tǒng)最大運行方式下最小保護區(qū)。欲求最大保護區(qū)時，以Z代替Z。us.mins.max3、按電流、電壓靈敏度相等整定對于線路變壓器組供電方式，可按線路末端故障，電流、電壓元件均保證靈敏度整定。電流元件按最小運行方式下線路末端兩相短路保證靈敏度整定。電壓元件按最大運行方式下線路末端兩相或三相短路保證靈敏度整定。其計算公式為I=Ik.min=0.866IbopKK(Z+Z)senisenisminLU=KU=KZL(2-23)opsenuresmaxsenuZ+Z式中I──系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端兩相短路流過保護的電流A；U──系統(tǒng)最大運行方式下，線路末端三相短路，保護所在母線殘壓的標么值；res.max((2-29)K、K──電流、電壓元件的靈敏系數(shù)。senisenu當取K=K時，由(2-23)得senisenu0.866IZI=bLopU(Z+Z)(Z+Z)opsminLs.maxL為躲開變壓器低壓或中壓側(cè)故障，電壓元件應(yīng)滿足下式要求，即I(Z+Z)U=opLTopIbKrel(2-24) 式中Z──變壓器阻抗，當數(shù)臺變壓器并聯(lián)運行時，Z為變壓器并聯(lián)阻抗。TTI0.866KZI=brelLop(Z+Z)(Z+Z)(Z+Z)s.minLs.maxLLT0.866Z(Z+Z)(2-26)(2-26)K(Z+Z)(Z+Z)rels.minLs.maxL在實踐中有時碰到由式(2-26)計算結(jié)果，對變壓器低壓側(cè)故障，電流、電壓結(jié)合可靠系數(shù)較低，即K=K=K<1.5。此時，電壓元件定值可由下式計算，以躲開變壓器中、relkiku低側(cè)故障U=Ures.min=opKK(Z+Z+Z)relrels.minLT式中U──變壓器中、低壓側(cè)故障，保護安裝處母線最小殘壓。res.min0.866KIZ(Z+Z+Z)I=relbLs.minLTop(Z+Z)(Z+Z)(Z+Z)s.minLs.maxLLT4、按與本線路末端變壓器速動保護配合整定(2-27) (1)與變壓器差動保護配合電流元件計算公式同(2-16)；電壓元件按與變壓器差動保護配合，并躲開變壓器低壓側(cè)故障整定，即Z+ZU=LTopK(Z+Z+Z)rels.minLTK───可靠系數(shù)，取1.3~1.4；relZ──系統(tǒng)最小運行方式下，保護背后電源至保護安裝處母線短路阻抗，ZZTT。Z(2)與線路末端兩臺并聯(lián)變壓器電流速斷保護配合整定電流元件整定同上，電壓元件定值為U=opK(Z+Z+L(2L)0.5Zrels.minLT(2-30)式中Krel──可靠系數(shù)，取1.1~1.2；L──變壓器速斷保護最小保護區(qū)，以變壓器阻抗Z的百分值表示。Tb+2ZITL=opT±2(0.8662(0.866I/I+2Z)8Z(0.866/IZZ)bopTTops.minXLT(2-31)1、與相鄰線瞬時電流速斷保護配合整定當相鄰線被配合段保護區(qū)末端故障時，該保護應(yīng)具有選擇性，其定值應(yīng)為III=KKII(2-32)式中K──可靠系數(shù)，取1.1~1.2；relK───最大分支系數(shù)；定義：K＝本線路最大分支電流/被配合線路故障電流；b.maxII───相鄰線路瞬時速斷定值。保護動作時間比相鄰速斷保護長一個時限級差。KK=1=(2)最大分支系數(shù)1)單回線保護與單回線保護配合，本線路末端有助增電源時，最大分支系數(shù)按本側(cè)電IZK=1=s2.min(2-33)b.maxIZ+Z+Z當系統(tǒng)S1斷開時，助增系數(shù)K=1，相當于無助增電源的單回線對單回線配合。2)如圖2-1所示單電源線保護與環(huán)網(wǎng)保護配合，本線路末端無助增電源時，最大分支在圖2-2中，設(shè)Z=Z+Z+Z，2號保護電流速斷保護區(qū)為Z，則當保護末端L1L2L3iIZb.maxIZ一Z2iI=IZi保護區(qū)末端故障總的短路電流為II=b1Z+ZZ+Z+ZiZiLZiL(2-34) I/I+ZZ=bopi2II2(b+Z)4Z(bZZ)IIIIs.maxL±opop(2-36)22)與相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護配合整定保證最大、最小方式下均有配合。與電流元件定值配合的計算式同(2-32)，件最小保護區(qū)所對應(yīng)的標么值阻抗為Z則U(Z+Z)ZI=ops1.maxLs2.max1(1U)(Z+Z+Z)ops1.maxLs2.max=Uop(Z+Z)K1Us1.maxLb.minZK=s2.maxb.minZ+Z+ZII=b1Z Ks1.minLI=opI1Z+Zb于是延時電流速斷與電壓元件配合時，可整定為I=1UopIopKZ+ZbrelsmaxLKrel──可靠系數(shù)，取1.1~1.2；Uop相鄰線電壓元件定值(標么值)；Z、Z──最大運行方式下電源阻抗、線路阻抗(標么值)。s1.maxL(2-37)(2-38)(2-39)(2-40)3)與相鄰線距離保護Ⅰ段配合整定設(shè)相鄰線距離保護Ⅰ段定值為ZI，則可利用(2-38)式(但應(yīng)用ZI置換Z及用opopu.minK置換K)，求出距離Ⅰ段保護區(qū)末端故障時流經(jīng)本保護的最大故障電流，保護動b.maxb.min作電流應(yīng)躲開此故障電流，即該保護定值為II=bop(ZI/K)+Z+Zopb.maxs1.maxL(2-41)式中K──可靠系數(shù)，取1.2~1.3；relK──計算式同(2-33)；b.maxZ、Z──最大運行方式下電源阻抗、線路阻抗(標么值)。s1.maxL4)與相鄰線路全線速動保護配合整定這些全線速動保護配合整定。用相應(yīng)的雙回線并聯(lián)阻抗或單回線阻抗置換式(2-40)中ZI時，則式(2-41)即為該定值計算公式。但應(yīng)注意，當雙回線以單回方式運行及單回線全線速動保護退出時，仍應(yīng)與階段式保護配合整定。5)按保證本線路末端故障靈敏度整定I=bopK(Z+Z)sens1.minL(2-42)式中K──靈敏系數(shù)，應(yīng)滿足規(guī)定；Z、Z──最小運行方式下至保護安裝處短路阻抗及線路阻抗(標么值)。s1.minL靈敏度校驗公式為K=I(2)kmin(2-43)sen.minI式中I──最后選取的定值。滿((2-45)1、與相鄰線瞬時電流速斷保護配合整定斷，為獲得選擇性其電流元件需按式(2-32)整定，電壓元件按躲開線路末端變壓器中低壓側(cè)故障整定，即3I(Z+ZT)(2-44)opL(2-44)U=b.maxel式中U、I──本線路保護電壓、電流元件整定值；opopLTK──最大分支系數(shù)；Krel──可靠系數(shù)，取1.3~1.4。在(2-44)中，電壓阻抗均用標么值時(*號省略)，則I(Z+ZT)opLKU=b.maxopIKbrelK=I(2)kminsen.iI電壓元件K=U/U(2-46)sen.uopres.max式中K、K──電流、電壓元件最小靈敏系數(shù)，應(yīng)規(guī)程滿足規(guī)定；uI(2)──本線路末端故障時流過保護安裝處最小兩相短路電流；U──本線路末端故障時保護安裝處母線的最大殘壓。2、按保證線路末端故障靈敏度整定對線路保護第Ⅱ段，全線故障應(yīng)能可靠動作，一般按保證本線路末端故障有靈敏度整I=I(2)kmin=0.866IbopKK(Z+Z)sen.isen.is1.minL(2-49(2-49)ZU=KU=KLsmaxLopsen.ures.maxsensmaxL(2-47)式中Z、Z──保護背后系統(tǒng)最小、最大方式下至保護安裝處母線短路阻抗s1.mins1.max(標么值)；3、與相鄰線瞬時電流閉鎖電壓速斷保護配合整定相鄰線路上下級電流元件之間的配合，計算公式同(2-32)，電壓元件之間的配合計算為IIZUIU=opL+opopIKKbrelrel(2-48)式中II、UI──相鄰線電流閉鎖電壓速斷保護電流、電壓元件定值(標么值)；opU壓元件定值；Z──本線路阻抗標么值；LK──可靠系數(shù)，取1.1~1.2。rel4、與相鄰線距離保護Ⅰ段配合整定電流元件按保證本線路末端故障靈敏度整定，計算公式同(2-47)。電壓元件按躲開相鄰線距離Ⅰ段保護區(qū)末端故障整定，即ZI(Z+ZIop)opLKU=b.maxopIKbrel式中ZI──相鄰線距離Ⅰ段定值(標么值)。當按式(2-49)計算出的定值，不滿足靈敏度的要求時，應(yīng)按與相鄰線距離保護Ⅱ段配合整定，此時以相鄰線ZII置換式(2-49)中的ZI。opop5、與相鄰線路全線速動保護配合整定考慮原則與延時電流速斷保護相同，但計算方法如下：電流元件定值按保證本線路末端故障靈敏度整定，用式(2-47)。電壓元件定值按躲開相鄰線路末端母線故障整定，在式(2-49)中，用相鄰雙回線并聯(lián)阻抗或單回線阻抗置換ZI，則式(2-49)即為定值計算公式。上與相鄰線路后備段相配合，其整定原則如下：1、不帶低壓閉鎖的定時限電流保護整定(1)按躲開本線路最大負荷電流整定對電網(wǎng)中非直饋線為KI/KIop=relKI/K對電網(wǎng)中的直饋線為I=KKI/KoprelssLmaxreK──可靠系數(shù)，取1.15~1.25；relK型繼電器取0.85；K──自起動系數(shù)，取1.5~2.5；I──本線路最大負荷電流。(2)與相鄰單回線定時間電流保護配合整定I=KKIIII(2-50)(2-51)(2-52)式中K──可靠系數(shù)，取1.1~1.2；relK──最大分支系數(shù)，K=Zs2.min；b.maxb.maxZ+Z+ZIIII──保護2定時限過電流保護定值。(3)與相鄰環(huán)網(wǎng)定時限過電流保護配合整定號保護定值為I=KK(I+I)oprelb.maxop2op3II、3號保護被配合段定值；其他符號同前。(2-53)者配合整定，保護定值為I=KKI(2-54)oprelb.maxop.max式中I──2、3號保護中較大值；K──最大分支系數(shù)，求法仿照(2-52)式，若假設(shè)S2斷開，此時，b.maxb.maxiIIIZiIII為2號保護第Ⅲ段保護區(qū)K=b.maxiIIIZiIII為2號保護第Ⅲ段保護區(qū)K──可靠系數(shù)，取1.1~1.2。relI2號保護Ⅲ段保護區(qū)如下式：(I/I+Z)Z=bop2iIII2±bop2bop2s.maxxL(2-55)2iIII(4)與相鄰單回線相間距離Ⅲ段配合整定I=KIrelbop(ZIII/K)+Z+Zopb.maxs1.maxL(2-56)ZIIIⅢ段阻抗定值；Z──S1系統(tǒng)最大方式下短路阻抗；s1.maxZ──線路阻抗；以上阻抗均為標么值；LK──可靠系數(shù)，取1.2~1.3；relK──最大分支系數(shù)；按(2-33)計算。b.max(5)與相鄰環(huán)網(wǎng)的線路相間距離Ⅲ段配合整定KII=relb(2-57)opZZ op2op3K(Z+Z)+Z+Zb.maxop2op3s1.maxxL式中Z、Z──2、3號距離保護Ⅲ段定值(標么值)。op2op3K───最大分支系數(shù)，按(2-33)計算。b.maxP有大電源助增時，均可能如此。為分析簡便，設(shè)為大環(huán)網(wǎng))，1號保護應(yīng)與2、3號距離保KI(2-58)I=rel(2-58)opZ ZZKs1.maxL式中Z──2、3號距離保護Ⅲ段較小定值(標么值)。K───最大分支系數(shù)；在圖2-3中，不考慮S2電源時，K=Z/(Z一Z)；考慮S2電源時：b.maxop.minZZK=s2.minb.max(Z一Z)(Z+Z+Z)opmins1.maxLs2.min式中Z=Z+Z+Z，當Z＞Z時并考慮相繼動作，可取L1L2L3op.minK=Z/(Z+Z+Z)。maxsminsminLsmin(6)保護靈敏度計算從以上整定計算中，選取較大的定值，然后計算靈敏度。1)本線路的靈敏度K本線路末端的靈敏度K為insenI(2-59)式中I(2)───本線路末端最小兩相短路電流。對于電廠附近的線路，要考慮電流衰減；對于高壓電網(wǎng)及遠離電廠的線路，一般取I(2)＝I(3)。2)相鄰元件遠后備靈敏度K,①相鄰元件是線路時的靈敏度為K,=I(2)kmin(2-60)senI式中I(2)───相鄰線路末端兩相短路，流經(jīng)本線路保護的最小兩相短路電流(計算時要考慮對側(cè)電源的最大助增作用)。取I(2)＝I(3)。kmink.minA.對于兩相兩繼式接線保護為K,=I(3)kminIB.對于兩相三繼電器式接線保護為K,=I(3)kminsenI 式中I(3)──Y,d11接線變壓器另一側(cè)三相短路，流經(jīng)本保護的最小三相短路電流。K,=I(2)kmin(2-63)senI2、帶低壓閉鎖的定時限過電流保護電壓元件按躲母線最低運行電壓整定，即U=U/KK(2-64)opL.minrelre式中U──最低運行電壓，U=(0.9~0.95)U額定電壓；L.minL.minNK──可靠系數(shù)，取1.15~1.25；relK──返回系數(shù)，電磁型繼電器，K=1.25。rere3、帶復(fù)合電壓閉鎖的定時限過電流保護正常運行中最大不平衡電壓整定，即U=KU/Koprel2unb.maxre(2-65)式中U──電壓互感器二次負序最大不平衡電壓；unb.maxK──可靠系數(shù)，取1.5~2；relK─返回系數(shù)，電磁型繼電器，K＝0.85。rere保護動作時間按階梯原則。表3-1繼電器線圈和觸點的表示方法圖形符號圖形符號繼電器線圈具有兩個線圈的繼電器=IEC分離表示法動合(常開觸)點=IEC緩慢釋放繼電器的線圈先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點被吸合時延時閉合的動合觸點機械保持繼電器的線圈緩慢吸合繼電器的線圈=IEC組合表示法極化繼電器的線圈快速繼電器的線圈動斷(常閉觸)點圖形符號說明名稱名稱說明=IEC=IEC=IEC=IEC=IEC=IEC=IEC=IEC=IEC2、常用繼電器和保護裝置表示方法名名稱瞬時過電流保護延時過電流保護低電壓起動的過電流保護復(fù)合電壓起動的過電流保護線路縱量差動保護距離保護差動保護零序電流差動保護名稱低電壓繼電器過電壓繼電器低功率繼電器低阻抗繼電器功率方向繼電器接地距離保護定子接地保護轉(zhuǎn)子接地保護圖形符號PZSR圖形符號＜PPZIdI說明=IEC=IEC=IEC=IEC說明表3-3端子和導(dǎo)線的連接圖形符號形式1形式2相序的變更或極性的反向(示出用單線表示n根導(dǎo)線)名稱導(dǎo)線的連接導(dǎo)線的連接導(dǎo)線的跨越導(dǎo)線的交換(換位)名稱端子可拆卸的端子導(dǎo)線的雙導(dǎo)線或電纜的分支和合并形式1形式2說明注：必要時圓圈可畫成圓黑點說明壓器圖形符號3-4變壓器圖形符號名稱說名稱說明名稱(低壓側(cè)中性說明接成接3、電流互感器圖形符號名稱圖形符號說明名稱圖形符號說明器一般符號兩個鐵芯和兩個次級繞組的單次級繞組電流互器脈沖變壓器一個鐵芯、兩個次級繞組的4、接線端子圖形符號接線端子圖形符號如表3-6所示。表3-6接線端子圖形符號名稱圖形符號名稱圖形符號名稱圖形符號普通端子銘牌端子試驗端子終端端子連接端子帶調(diào)整帶熔斷器的端子帶標準端子板圖紙的幅面應(yīng)符合表5-7中規(guī)定的尺寸。表3-7圖紙幅面尺寸基本幅面代號C0841×11891594×8412420×59432973297×4205210210×2975A25無論圖樣是否裝訂，均應(yīng)畫出圖框和標題欄。圖紙尺寸代號及圖框見圖3-1。圖3-1圖紙幅面尺寸和圖框尺寸示意圖必要時允許加長表3-1中的1、2、3號圖紙幅面的長度、寬度，加長部分的尺寸應(yīng)為該圖樣中的標題欄(簡稱圖標)應(yīng)放在圖紙的右下角。1、線路─變壓器組保護方式算例(1)圖示為系統(tǒng)S經(jīng)6km長的35kV線路向變電站B供電的簡化系統(tǒng)接線圖。變電站路阻抗U%=7，保護配置為瓦斯、瞬時電流速斷(帶跳閘自保持)及定時限過電流保護。k負荷電流為165A，電流互感器變比為300/5。計算用的阻抗如圖所示，圖中阻抗均為標么離短路點，不計短路電流衰減。試計算已知最大、最小運行方式下35kV線路保護定值。(2)題解1)瞬時電流速斷定值計算根據(jù)題意，線路保護可按線路─變壓器組方式整定并與變壓器瞬時電流速斷保護配合整定定值。先計算變壓器瞬時電流速斷定值為I==1071.9A再計算變壓器電流速斷保護區(qū)為l=±將I=1071.9AA及l(fā)=0.5536代入，則線路保護定值為最小運行方式下線路末端最小靈敏度計算，即按規(guī)定，35kV以下線路最小靈敏度≥1.5，故該定值不滿足要求。試選用電流閉鎖電壓速斷保護，并觀察其保護性能。電流元件按保證靈敏度整定，既電壓元件按與變壓器電流速斷配合既躲開保護區(qū)末端整定。計算變壓器電流速斷最小保護區(qū)為取有意義的根為作值為最大方式下，線路末端故障電壓元件最小的靈敏度為從計算結(jié)果可看出，電流閉鎖電壓速斷保護能滿足規(guī)程要求。2)定時限過電流保護整定I=165=465.9A本線路末端故障時，最小運行方式下兩相短路靈敏度為 變壓器低壓側(cè)故障，遠后備靈敏度按一臺變壓器運行低壓側(cè)短路計算，三相短路靈敏度為K==1.68保護采用兩相三繼電器接線。2、雙電源單回路與環(huán)網(wǎng)保護配合算例(1)已知某地區(qū)35kV電網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)內(nèi)各線路均配置三段式相間距離保護，聯(lián)絡(luò)線均可使用三相一次非同期重合閘，線路最大負荷電流如圖示。圖中阻抗標么值以電壓37kV、容量100MVA為基準，試計算并確定線路L1的M側(cè)保護配置方案。(2)題解1)瞬時段保護計算與選擇整定原則為相鄰線出口故障不越級動作。wl零，故宜選用電流閉鎖電壓速斷保護。電流元件按保證線路末端故障有靈敏度整定：I=Ik.min==1322AopK1.5電壓元件按躲線路末端故障整定U=res.max==0.165保護區(qū)計算l=ops.maxs.minopL檢查保護是否需帶方向：保護背后母線故障，最大反向三相短路電流為I==1086.3A按躲背后母線故障整定則線路末端靈敏度為K==1.4所以瞬時段可以不帶方向。2)延時段保護計算與選擇opop12網(wǎng)運行，此時保護最大分支系數(shù)，可能大于1(有汲出電流)。當計算結(jié)果小于1時，則取環(huán)網(wǎng)開環(huán)方式，此時分支系數(shù)等于1。①與相鄰L3線路保護配合時，得I=KK==0.669L3線路首端到短路點K支路電流分支系數(shù)為K==0.6144K=0.669=1.089＞1，閉環(huán)運行方式不利，則電流整定值為b.max0.6144K==0.602L2線路首端到短路點電流分配系數(shù)為K==0.4545線路1的保護對線路2的保護最大分支系數(shù)為K==1.3245與2號保護配合定值為I==2255.7AA電壓速斷保護計算：opsen電壓元件按與2、3號保護配合整定，從計算中可知，與2號保護配合較為不利，取與2號保護配合，得op1.2線路末端靈敏度按S1最大運行方式校驗，最小靈敏度為K=op==1.413)受振蕩影響計算果會誤動則需加裝振蕩閉鎖裝置。按兩側(cè)電源均為最大方式6=180。合閘，計算得I===1962.7Ap因?qū)嶋H取值為1412.2A，故躲不開振蕩影響。計算方法同上，計算得保護受振蕩影響動作時間為壓及應(yīng)取定值為nopsen4)定時限過電流保護按躲開線路最大負荷整定，得按與保護2、3號距離保護Ⅲ段配合定值為Z=0.7/3600=23.576，以標么值表示為保護區(qū)已伸入到S2電源內(nèi)，按與2、3號保護配合整定，即線路末端故障靈敏度為K==1.49遠后備靈敏度為nL2停電對L3線路末端故障sen1330故障時在環(huán)網(wǎng)內(nèi)，當不考慮線路兩側(cè)同時拒動時，則一般不會引起1號保護越級動作，故取847A，而不取1330A。但當環(huán)網(wǎng)內(nèi)弧光短路使2、3號保護在動作邊界狀態(tài)時，仍可能引起1號保護越級動作。一、相間保護整定計算1、單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路電流電壓保護整定計算進行步驟(1)短路電流及殘余電壓計算考慮到35~110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護可能采用帶方向或不帶方向的電流電電流I和保護安裝處的殘余電壓U。然后根據(jù)計算結(jié)果，在滿足“繼電保護和自動裝置kres技術(shù)規(guī)程”和題