(完整word版)110KV變電站繼電保護設(shè)計

(完整word版)110KV變電站繼電保護設(shè)計(完整word版)110KV變電站繼電保護設(shè)計PAGEPAGE64(完整word版)110KV變電站繼電保護設(shè)計第一章綜述第一節(jié)繼電保護的發(fā)展簡史繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。繼電保護原理經(jīng)歷一系列的發(fā)展,從開始的單一過電流保護到現(xiàn)在的差動保護、距離保護、高頻保護、微機保護、行波保護以及現(xiàn)在研究的光纖保護.繼電保護裝置也經(jīng)歷了三代,即電磁型繼電保護,晶體管型繼電保護和微機型繼電保護(簡稱微機保護)。與過去的保護裝置相比，微機保護具有巨大的計算、分析和邏輯判斷能力，有存儲記憶功能，可以實現(xiàn)任何性能完善且復(fù)雜的原理。微機保護可連續(xù)不斷地對本身地工作情況進行自檢，其工作可靠性高。此外，微機保護可用同一硬件實現(xiàn)不同地保護原理，這使保護裝置的制造大為簡化，也容易實行保護裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。微機保護除了保護功能外，還可兼有故障濾波、故障測距、事件順序記錄、和調(diào)度計算機交換信息等輔助功能，這對簡化保護的調(diào)試、事故分析和事故處理等都有重大的意義。由于微機保護裝置的巨大優(yōu)越性和潛力，因而受到了運行人員的歡迎，進入90年代以來，在我國得到了大量應(yīng)用，將成為繼電保護裝置的主要型式。可以說微機保護代表著電力系統(tǒng)繼電保護的未來，將成為未來電力系統(tǒng)保護、控制、運行調(diào)度及事故處理的統(tǒng)一計算機系統(tǒng)的組成部分。第二節(jié)繼電保護的作用繼電保護裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)是：一、自動，迅速，有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運行；二、反應(yīng)電氣元件地不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護地條件（例如有無經(jīng)常值班人員），而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。此時一般不要求動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及元件地危害程度規(guī)定一定地延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。第三節(jié)繼電保護的基本要求即在電力系統(tǒng)的電氣元件發(fā)生故障或不正常運行時，保護動作必須具有選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。一、選擇性繼電保護動作的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，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。二、速動性快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減小用戶在電壓降低的情況下工作時間，以及縮小故障元件的損壞程度。三、靈敏性繼電保護的靈敏性，是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。四、可靠性繼電保護動作的可靠性是指在保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，保護不應(yīng)拒動,而在任何其他該保護不應(yīng)該動作的情況下，保護不應(yīng)該誤動作。第四節(jié)繼電保護整定計算的目的繼電保護裝置（一下簡稱繼電保護）屬于二次系統(tǒng)，但它是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地運行起著極為重要的作用。繼電保護整定計算是繼電保護工作的一項重要工作。在電力生產(chǎn)運行和電力工程設(shè)計工作中，繼電保護整定計算是一項必不可少的內(nèi)容。不同的部門其整定計算的目的不同。電力系統(tǒng)的各級調(diào)度部門，其整定計算的目的是對電力系統(tǒng)中已配置安裝好的各種繼電保護，按照具體電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行要求，通過計算分析給出所需的各項整定值，使全系統(tǒng)各種繼電保護有機協(xié)調(diào)地不知，正確的發(fā)揮作用。電力工程的設(shè)計部門，其整定計算的目的是對電力系統(tǒng)進行計算分析，選擇和論證繼電保護的配置及選型的正確性。第五節(jié)繼電保護整定計算的基本任務(wù)繼電保護整定計算的基本任務(wù)，就是要對各種繼電保護給出整定值；而對電力系統(tǒng)中的全部繼電保護來說，則需編制出一個整定方案。整定方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)電壓等級或設(shè)備來編制，并且還可以按繼電保護的功能劃分成小的方案分別進行。各種繼電保護適應(yīng)電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，因而，繼電保護整定方案不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（包括基本建設(shè)發(fā)展和運行方式變化），當(dāng)其超出預(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。對繼電保護整定方案的評價，是以整體保護效果的優(yōu)劣來衡量的，并不著眼于某一套繼電保護的保護效果。有時以降低某一個保護裝置的保護效果來改善整體保護的保護效果，也是可取的。一個整定方案由于整定配合的方法不同，會有不同的保護效果。因此，如何獲得一個最佳的整定方案，將是從事繼電保護整定計算工作的工程技術(shù)人員的研究課題，這是個整定技巧問題。經(jīng)過不斷實踐，若能比較熟練地運用各種整定原則和熟知所保護地電力系統(tǒng)運行特征時，就能做出比較滿意地整定方案。必須指出，任何一種保護裝置地性能都是有限的，或者說任何一種保護裝置對電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該保護裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時，該保護便不能完成任務(wù)了?？傊?，繼電保護整定計算既有自身的整定技巧問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行問題。因此，整定計算要綜合、辯正、統(tǒng)一的運用。第二章系統(tǒng)的保護配置第一節(jié)變壓器保護配置一．變壓器是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備之一電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件。按照現(xiàn)在制造的電力變壓器的結(jié)構(gòu)，變壓器的可靠性很高。但是，由于變壓器發(fā)生故障時造成的影響很大，故應(yīng)加強其繼電保護裝置的功能，以提高電力系統(tǒng)的安全運行水平。針對變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動作可靠，性能良好的繼電保護裝置，一般包括：（一）反映內(nèi)部故障和油面降低的非電氣量（氣體）保護，又稱瓦斯保護；（二）反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護，或電流速斷保護；（三）反應(yīng)變壓器外部相間短路時的過電流保護，復(fù)合電壓起動的過電流保護，負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護，阻抗保護等；（四）反應(yīng)中性點直接接地系統(tǒng)中外部接地短路的變壓器零序電流保護；（五）反應(yīng)大型變壓器過勵磁的變壓器過勵磁保護及過電壓保護；（六）反應(yīng)變壓器過負(fù)荷的變壓器過負(fù)荷保護;（七）反應(yīng)變壓器非全相運行的非全相保護等。二．TOP9720C系列微機變壓器保護是以差動保護、瓦斯保護、后備保護測控、非電量測控（TOP9730）為基本配置的成套變壓器保護裝置，適用于110KV、66KV、35KV等大中型電力變壓器。變壓器主保護分為TOP9720C–12S和TOP9720C–13S兩種型號，TOP9720C–12S適用于110KV及以下電壓等級的雙圈變壓器主保護，TOP9720C–13S適用于110KV及以下電壓等級的三圈變壓器主保護，各保護裝置均滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求。（一）保護配置差動速斷保護二次諧波制動比率差動保護CT斷線判別非電量保護（瓦斯等）（二）主要技術(shù)性能指標(biāo) 1、差動速斷保護 差動速斷電流整定范圍： 2～12In，級差 差動速斷保護動作時間： 在1.3倍動作值下，不大于25ms 差動平衡系數(shù)： 0～50，級差0.1 2、二次諧波制動比率差動保護 差動動作門檻電流： 0.2～1.0In，級差 二次諧波制動系數(shù)： 0.1～0.3，級差0.1 比率制動電流： 0.5～4.0In，級差 比率制動系數(shù)： 0.2～3.0，級差0.1第二節(jié)線路保護配置一、選用距離保護的原則（一）距離保護的基本構(gòu)成：距離保護是反應(yīng)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(dāng)故障點至保護安裝處之間的實際阻抗大于預(yù)定值時，表示故障點在保護范圍之外，保護不動作；當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時，表示故障點在保護范圍之內(nèi)，保護動作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護裝置。當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時，保護裝置的動作性能與通過保護裝置的故障電流的大小無關(guān)。（二）距離和的應(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(dāng)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(dāng)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。（三）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。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0.03～0.1S（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段按階梯特性與相鄰保護相配合，動作時間一般為0.5～1.5S，通常能夠靈敏而較快地切除全線路范圍地故障。由Ⅰ，Ⅱ段構(gòu)成線路地主要保護。第Ⅲ（Ⅳ）段,其動作時間一般在2S以上，作為后備保護段。（四）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)運行方式變化地影響較小，運行中躲過負(fù)荷電流地能力強。在本線路故障時，裝置第Ⅰ段地性能基本上不受電力系統(tǒng)運行方式變化地影響（只要流過裝置地故障電流不小于阻抗元件多允許的精確工作電流）。當(dāng)故障點在相鄰線路上時，由于可能有助增作用，對于第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。二.選用零序電流保護的原則當(dāng)中性點直接接地電網(wǎng)中（又稱大接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生接地短路時，將會出現(xiàn)很大的零序電流，而在正常運行情況下它們是不存在的，因此利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護，就具有顯著的優(yōu)點。因為它不反應(yīng)三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護仍有電流保護的某些弱點，即它受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，靈敏度因此降低；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動段的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，致使零序電流保護各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。當(dāng)零序電流保護的保護效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護。接地距離保護因其保護范圍比較固定，對本線路和相鄰線路的保護效果都會有所改善。三．SEL-321方向距離及方向過流微機保護裝置SEL-321是美國SEL公司推出的方向距離及方向過流微機保護裝置。110KV長線路保護采用這種裝置，因為它具有通用性和經(jīng)濟性，SEL-321微機保護可以完成全部架空線的繼電保護。編程的通用性可使繼電器用于縱聯(lián)和非縱聯(lián)的保護方案繼電器能適用于許多場合，僅選所需的繼電器元件，即可完成基本方案，當(dāng)更復(fù)雜的方案時才選更多的保護元件。保護配置：四階段相間和接地距離保護與下一級保護時間階段配合的二三和四段相間和接地保護的延時，用戶可在繼電器內(nèi)部獨立地設(shè)定任何段可被整定為正向或反向相間和接地距離元件分別整定接地距離選為Mho特性、四邊形特性或兼有兩種特性接地距離元件的四邊形特性提高了高阻故障的靈敏度。補償負(fù)荷電流，防止保護范圍的伸長和縮短采用正序記憶極化量（memory）為相間和接地故障提高擴大保護的電阻范圍獨立的相間，負(fù)序和零序電流時間過流元件四段瞬時/定時負(fù)序和零序電流過流元件三相故障的典型動作時間為一個周波示波和事件報告數(shù)據(jù)前面板整定和顯示四．TOP9720A微機線路保護測控裝置TOP9720A系列微機線路保護裝置是以電流電壓保護及三相重合閘和低周減載為基本配置的成套線路保護裝置，適用于66KV及以下電壓等級的配電線路。根據(jù)可選配置，可具備測控功能。保護配置1．三段相間電流保護（方向或低壓閉鎖）2．反時限過流三相重合閘（檢無壓或檢同期）4．后加速零序保護低周減載過負(fù)荷保護第三章短路電流計算第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算用標(biāo)么值方法計算選基準(zhǔn)容量S＝100MVA，基準(zhǔn)電壓一．變壓器：高壓側(cè)：X中壓側(cè)：X(取為0)低壓側(cè)：X二．系統(tǒng)：（一）．系統(tǒng)XT-1：XXX（二）．系統(tǒng)XT-2：XXX三．線路：（一）．110KV側(cè)線路：XX（二）．35KV側(cè)線路：XXXXXX（三）．10KV線路XXXXXX第二節(jié)系統(tǒng)正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)、零序網(wǎng)一、正序網(wǎng)(正、負(fù)序網(wǎng)相同)阻抗如圖3－1所示：圖3－1正、負(fù)序網(wǎng)阻抗圖二、零序網(wǎng)阻抗如圖3－2所示：圖3－2零序阻抗圖第三節(jié)短路電流計算一．母線的短路電流計算（一）．?dāng)嗦菲鱍F和斷路器QF處于分閘位置（狀況一）1．母線M短路系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－3所示：圖3－3短路點總電抗為：X短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－4所示：圖3－4短路點總電抗為：X短路電流為：I2．母線M短路系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－5所示：圖3－5短路點總電抗為：X短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－6所示：圖3－6短路點總電抗為：X短路電流為：I3.母線M短路與M短路時相同，其值為:系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：XI系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：X短路電流為：I4.母線M短路系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－7所示：圖3－7短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－8所示：圖3－8短路點總電抗為：X短路電流為：I5.母線M短路與M短路時相同，其值為:系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：X短路電流為：I（二）．當(dāng)QF353處于合閘位置，QF103處于分閘位置時（狀況二）1．母線M,M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－9所示：圖3－9短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－10所示：圖3－10短路點總電抗為：短路電流為：I2．母線M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－11所示：圖3－11短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－12所示：圖3－12短路點總電抗為：短路電流為：I3．母線M短路：與M短路時相同，其值為:系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I（三）．當(dāng)QF103處于合閘位置，QF353處于分閘位置時（狀況三）1．母線M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－13所示：圖3－13短路點總電抗為：8短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－14所示：圖3－14短路點總電抗為：8短路電流為：I2．母線M短路：與M短路時相同，其值為:系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：8短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：8短路電流為：I3．母線M,M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－15所示：圖3－15短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算，等值阻抗如圖3－16所示：圖3－16短路點總電抗為：短路電流為：I（四）．當(dāng)QF103和QF353都處于合閘位置時（狀況四）1．母線M,M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I2．母線M,M短路：系統(tǒng)在最大運行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I系統(tǒng)在最小行方式下的短路電流計算：短路點總電抗為：短路電流為：I（五）．當(dāng)一臺變壓器檢修時，QF353和QF103閉合，短路電流的計算同一。二．出線的短路電流計算：（最大運行方式下三相短路電流）（一）斷路器QF和斷路器QF處于分閘位置（狀況一）::（二）．當(dāng)QF353處于合閘位置，QF103處于分閘位置時（狀況二）::（三）．當(dāng)QF103處于合閘位置，QF353處于分閘位置時（狀況三）::(四)．當(dāng)QF103和QF353都處于合閘位置時（狀況四）::三．出線的短路電流計算：（最小運行方式下兩相短路電流）（一）．可根據(jù)公式：經(jīng)過計算得知：式中四．短路電流計算如表3－1所示：表3－1短路電流列表第四章變壓器保護第一節(jié)變壓器主保護一．變壓器保護整定計算計算變壓器各側(cè)一次電流，選擇電流互感器的變比，確定各側(cè)的二次額定電流，列表如表4－1所示：表4－1電流互感器定值名稱各側(cè)數(shù)值額定電壓（KV）11038.511額定電流（A）電流互感器接線方式Y(jié)YY電流互感器計算變比選用電流互感器變比電流互感器二次額定電流（A）VFC板平衡調(diào)整系數(shù)雖然CT二次接線均為星形接線，但由于通過軟件進行相位校正時，在變壓器星形側(cè)同樣存在的接線系數(shù)，所以變壓器星形側(cè)的二次額定電流均考慮的接線系數(shù)1．差動速斷定值（1）躲過空投變壓器時產(chǎn)生的最大勵磁涌流；（2）躲過外部短路時產(chǎn)生的最大不平衡電流。當(dāng)空載變壓器投入電網(wǎng)或變壓器外部故障切除后電壓恢復(fù)時，勵磁涌流高達額定電流的6～8倍的額定電流，當(dāng)差動保護電流互感器選擇合適時，變壓器外部短路流過差動速斷的不平衡電流小于變壓器勵磁涌流，因此差動速斷定值可考慮只躲過變壓器勵磁涌流，即：取中間值為(A)式中－變壓器高壓側(cè)二次額定電流2.差動保護定值（最小動作電流）該定值需躲過最大負(fù)荷電流下的不平衡電流，且要保證變壓器內(nèi)部故障時有足夠的靈敏系數(shù)。即：取中間值為(A)3．基波制動斜率式中－可靠系數(shù)，取為1.4－電流互感器同型系數(shù)，變壓器差動保護取為1－電流互感器誤差，取為0.1－變壓器調(diào)壓系數(shù)，取為0.05－二次電流平衡不精確引起的誤差，取為0.054．最小制動電流一般取變壓器二次額定電流值=8.30(A)5.二次諧波制動判據(jù)（165×0.36－7.14×0.36）>（165－7.14）×0.15滿足要求式中－原邊二次諧波電流；－副邊二次諧波電流；－原邊電流；－副邊電流；－二次諧波制動系數(shù)，取為0.15第二節(jié)變壓器后備保護為了防止變壓器外部故障引起的過電流及作為變壓器之后備保護，在變壓器上裝設(shè)帶低電壓閉鎖的過電流保護裝置。如果其靈敏度不滿足要求，或為了簡化保護接線，也可以裝設(shè)帶復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護。單側(cè)電源的變壓器后備保護裝設(shè)于電源側(cè)，作為差動保護、瓦斯保護的后備或相鄰元件的后備。對于多測電源的變壓器后備保護應(yīng)裝設(shè)于變壓器各側(cè)。主要作為各側(cè)母線和線路的后備保護，要求只動作于本側(cè)的斷路器。（一）變壓器低電壓閉鎖的過電流保護：對升壓變壓器、大容量降壓變壓器，系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)變壓器以及其他負(fù)荷電流變化較大的變壓器等，均可能出現(xiàn)短時間的過負(fù)荷運行方式，當(dāng)采用一般簡單的過電流保護靈敏度不夠時，可裝設(shè)帶電壓閉鎖的過電流保護裝置，這樣其電流定值計算可不考慮變壓器的短時過負(fù)荷電流。對于三繞組變壓器，應(yīng)在各側(cè)分別裝設(shè)電壓閉鎖的過電流保護。對于裝設(shè)在主電源側(cè)（大系統(tǒng)側(cè)）的電壓閉鎖過電流保護，動作后應(yīng)起動總出口繼電器，切除三側(cè)斷路器。為了兩側(cè)之間的配合，可在主電源側(cè)增裝一段帶有方向的保護段（其方向指向該側(cè)母線）。電壓閉鎖元件定值：1．當(dāng)保護只安裝在變壓器高壓側(cè)時，對于35KV側(cè)的最長線路式中—可靠系數(shù)，取＝1.05;—返回系數(shù)，?。?;—最低運行電壓，?。?.9;—額定電壓。式中—校驗點故障時，電壓繼電器裝設(shè)在母線上的最大殘壓。靈敏系數(shù)計算：不滿足要求因此在35KV側(cè)安裝保護靈敏系數(shù)計算：滿足要求2．當(dāng)保護只安裝在變壓器高壓側(cè)時，對于35KV側(cè)的最長線路靈敏系數(shù)計算：式中－保護的動作電壓不滿足要求因此在10KV側(cè)安裝保護靈敏系數(shù)計算：滿足要求（二）復(fù)合電壓閉鎖元件的定值計算復(fù)合電壓閉鎖元件，即由接于相間電壓上的低電壓繼電器和接于負(fù)序電壓上的負(fù)序電壓繼電器組成的電壓閉鎖元件。由于裝設(shè)有負(fù)序電壓繼電器，故在后備范圍內(nèi)發(fā)生不對稱時，負(fù)序電壓元件的靈敏度不受變壓器接線方式之影響（即能夠測量到各側(cè)殘壓的正確值）。1．負(fù)序電壓元件35KV側(cè)：取式中—負(fù)序電壓動作值；===0.229式中—變壓器35KV側(cè)不對稱短路時保護反應(yīng)的最低負(fù)序電壓。靈敏系數(shù)計算：10KV側(cè)：===0.151靈敏系數(shù)計算：滿足要求2．電流元件定值計算按變壓器額定電流整定式中—變壓器額定電流；—可靠系數(shù)，?。?.1；—返回系數(shù)，?。?.85靈敏系數(shù)計算：不滿足要求第三節(jié)變壓器零序電流保護一.變壓器零序電流保護的裝設(shè)及作用（一）在中性點接地系統(tǒng)中，變壓器增設(shè)零序電流保護。對于一般變壓器，零序電流保護接于變壓器中性點的電流互感器回路中（雖然也可接于各側(cè)零序電流濾過器回路，但其保護范圍不如接于中性點處的電流互感器上好）（二）對于雙繞組變壓器，只有高壓側(cè)裝設(shè)接地保護；對有中性點接地的三繞組變壓器，和有三個電壓等級的自耦變壓器，應(yīng)在兩側(cè)分別裝設(shè)接地保護。（三）中性點接地變壓器的零序電流保護，主要為切除母線故障；在相鄰線路上發(fā)生接地故障和在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時盡可能起后備保護作用。（四）對單側(cè)中性點接地變壓器的零序電流保護，其第Ⅰ段零序電流定值可與線路接地保護Ⅰ段相配合，動作時間級差取為△t，動作之后跳母聯(lián)開關(guān)；第Ⅱ段保護動作定值及動作時間與線路零序電流保護最后一段相配合，動作后跳變壓器兩側(cè)開關(guān)；對三繞組變壓器的第Ⅱ段保護還可有兩個時限，以較小時限跳本側(cè)開關(guān)，以較大時限跳變壓器三側(cè)開關(guān)。二、變壓器零序電流保護的定值計算：零序等值阻抗如圖4－1所示：圖4－1=0.6531.264式中－可靠系數(shù)，取為1.1；－零序電流分支系數(shù)；－本側(cè)母線電流Ⅰ段;滿足要求式中－母線故障時，流過變壓器的最小零序電流；－零序電流保護動作電流。第五章線路保護整定計算第一節(jié)110KV距離保護整定計算一．線路的距離保護整定計算距離保護——距離保護反應(yīng)相間短路的保護：1．距離保護Ⅰ段—Ⅰ段保護線路全長的80％:式中—可靠系數(shù)。取為0.8動作時限：0秒2．距離保護Ⅱ段—Ⅱ段保護線路全長（1）與相鄰線路距離保護Ⅰ段配合整定:＝0.303＝0.318式中－最小分支系數(shù)－為相鄰線路Ⅰ段的動作阻抗值（2）躲過變壓器另一側(cè)短路時的阻抗值:=0.527=0.667式中－為變壓器阻抗分別取和較小者為動作值：，靈敏度校驗：滿足要求滿足要求動作時限：0.5秒3．距離保護Ⅲ段－Ⅲ段作為本線路Ⅰ，Ⅱ的后備保護（稱為近后備保護）以及作為相鄰線路保護的后備（稱為遠后備保護）（1）與相鄰線路距離保護Ⅱ段配合整定：＝＝0.521＝＝0.642（2）躲過最大負(fù)荷時的最小負(fù)荷阻抗整定＝＝0.945式中－為相電勢，標(biāo)么值為1－為可靠系數(shù)，取為1.2－為可靠系數(shù)，取為1.1－為自起動系數(shù)，取為1.5－為最大負(fù)荷電流－為靈敏角，取為80－為負(fù)荷阻抗角，按COSφ＝0.8計靈敏度校驗近后備保護：：滿足要求滿足要求遠后備保護：：<1.2不滿足要求改與相鄰線路Ⅲ段配合＝＝0.992近后備保護遠后備保護滿足要求滿足要求動作時限：1秒二．線路的距離保護二次側(cè)整定計算考慮一條輸電線供給兩臺變壓器的情況(A)取為,(一)線路距離Ⅰ段保護將標(biāo)么值轉(zhuǎn)換成有名值：（二）線路距離Ⅱ段保護將標(biāo)么值轉(zhuǎn)換成有名值：（三）線路距離Ⅲ段保護將標(biāo)么值轉(zhuǎn)換成有名值：第二節(jié)110KV零序電流保護一．線路保護（一）側(cè)零序Ⅱ段應(yīng)與和變壓器的零序保護Ⅰ段配合，取其中的大值作為整定值1．與變壓器高壓側(cè)保護115配合因為，應(yīng)采用單相接地短路零序電流作為整定值，采用兩相短路零序電流值作為保護的校驗。保護115的動作電流：分支系數(shù)因此側(cè)保護111的Ⅱ段定值為：2．與線路的保護114配合（1）不加方向元件時，動作電流必須躲過母線接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流。流入接地點的零序電流為：流過保護114的零序電流為：當(dāng)母線短路時系統(tǒng)XT-2流過保護114的零序電流為：在保護114接口端接地短路時，系統(tǒng)XT-1流過保護114的零序電流為：采用這個定值后，在保護114出口處發(fā)生兩相短路時，保護不能動作，因此應(yīng)加方向元件（2）加方向元件后，保護114的Ⅰ段按躲開母線接地的最大零序電流整定保護111的Ⅱ段靈敏度校驗滿足要求二．線路保護（一）側(cè)零序Ⅱ段應(yīng)與和變壓器的零序保護Ⅰ段配合，取其中的大值作為整定值1．與變壓器高壓側(cè)保護115配合分支系數(shù)因此側(cè)保護113的Ⅱ段定值為2．與線路的保護112配合（1）不加方向元件時，動作電流必須躲過母線接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流。流入接地點的零序電流為：流過保護112的零序電流為：(2)加方向元件后，保護112的Ⅰ段按躲開母線接地的最大零序電流整定保護113的Ⅱ段靈敏度校驗滿足要求三．零序電流Ⅲ段－Ⅲ段作為后備保護1．的零序電流Ⅲ段（1）與相鄰線路零序Ⅱ段的配合整定動作電流：（2）按不伸出變壓器另一側(cè)整定（3）按本線路末端接地故障有靈敏度整定（4）按躲過相鄰線路始端三相短路時的不平衡電流整定取以上定值大者進行靈敏度校驗近后備遠后備2．的零序電流Ⅲ段（1）與相鄰線路零序Ⅱ段的配合整定動作電流：（2）按不伸出變壓器另一側(cè)整定(3)按本線路末端接地故障有靈敏度整定(4).按躲過相鄰線路始端三相短路時的不平衡電流整定取以上定值大者進行靈敏度校驗近后備遠后備第三節(jié)35kV線路保護整定計算一．35KV側(cè)線路保護（一）瞬時電流速斷保護：整定原則：按躲開線路末端三相短路的最大短路電流整定。1．有名值：1.507×1.560=2.351(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝2.有名值：1.507×1.628=2.540(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝3．有名值：1.507×1.932=3.014(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝4．有名值：1.507×1.565=2.441(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝5.有名值：1.507×1.560=2.351(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝6.有名值：1.507×1.932=3.014(kA)動作時限：0秒最小保護范圍：＝（二）．定時限電流速斷保護1．（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求2．（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求3.（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求4.（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求5.（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求6.（A）(A)靈敏度校驗：>1.5滿足要求(三)35kV線路保護二次側(cè)整定值計算經(jīng)過計算的整定值計算列表如表5－1所示：表5－135kV線路二次側(cè)電流定值列表電流互感器計算變比呢選用電流互感器變比Ⅰ段的二次定值（A）Ⅲ段的二次定值（A）58.7755.50663.5006.98850.2339.31861.0256.98858.7758.73550.2337.341第四節(jié)10KV側(cè)線路保護一．瞬時電流速斷保護：整定原則：按躲開線路末端三相短路的最大短路電流整定。1．有名值：0.985×5500=5417.5(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝2．有名值：0.726×5500=3993(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝=0.4813.有名值：0.795×5500=4732.5(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝=0.4584.有名值：0.985×5500=5417.5(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝=0.3855.有名值：0.759×5500=4174.5(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝=0.4706.有名值：×5500=3393.5(A)動作時限：0秒最小保護范圍：＝=0.516二、定時限電流速斷保護1．靈敏度校驗：>1.5滿足要求2．靈敏度校驗：>1.5滿足要求3.靈敏度校驗：>1.5滿足要求4.靈敏度校驗：>1.5滿足要求5.靈敏度校驗：>1.5滿足要求6.靈敏度校驗：>1.5滿足要求三、線路保護二次側(cè)整定值計算經(jīng)過計算的整定值計算列表如表5－2所示：表5－210kV線路二次側(cè)定值列表電流互感器計算變比呢選用電流互感器變比Ⅰ段的二次定值（A）Ⅲ段的二次定值（A）90.2927.12966.556.15778.8758.54190.2926.52969.5754.90656.5583.261第六章選擇保護設(shè)備第一節(jié)微機保護測控裝置概述一、系列裝置簡介TOP9720系列保護測控裝置采用“一對一”的設(shè)計原則，既可分散安裝在開關(guān)柜上，也可集中組屏配置，采用全漢化實時顯示各電氣監(jiān)測量，顯示參數(shù)直觀、明了。通過面板按鍵用戶可方便地進行保護、監(jiān)測、事故信息、開關(guān)量狀態(tài)等功能查詢，通過設(shè)置密碼可進行保護及監(jiān)測功能的整定。產(chǎn)品按抗振動、防塵密封、寬溫設(shè)計，適合安裝于開關(guān)柜等環(huán)境條件較為惡劣的現(xiàn)場運行，符合技術(shù)規(guī)范和ISO9001產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。能經(jīng)受惡劣的現(xiàn)場工作環(huán)境的考驗。結(jié)構(gòu)簡單、實用、功能強，具備最優(yōu)的性能價格比。TOP9720系列保護測控產(chǎn)品主要包括：微機變壓器主保護、變壓器后備保護測控、廠（站）用變保護測控、線路保護測控、電動機保護測控、電容器保護測控裝置。二、產(chǎn)品特點1.采用高性能單片機，大容量非易失性存儲器。2.測量精度高，優(yōu)于0.2級,無可調(diào)元件。3.保護回路和監(jiān)控回路具有各自獨立的交流采樣，既保證了監(jiān)測精度，又保證了保護的可靠性和安全性。4.對裝設(shè)專用電度表的用戶，可選配累計脈沖電度輸入。5.裝置設(shè)有RS485/CAN通訊接口，可方便地與其它設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)通信。6.具有完善的自檢測功能。7.記錄100次事件記錄，掉電不丟失。第二節(jié)變壓器微機主保護TOP9720C微機變壓器保護測控裝置：TOP9720C系列微機變壓器保護是以差動保護、瓦斯保護、后備保護測控、非電量測控（TOP9730）為基本配置的成套變壓器保護裝置，適用于110KV、66KV、35KV等大中型電力變壓器。 變壓器主保護分為TOP9720C–12S和TOP9720C–13S兩種型號，TOP9720C–12S適用于110KV及以下電壓等級的雙圈變壓器主保護，TOP9720C–13S適用于110KV及以下電壓等級的三圈變壓器主保護，各保護裝置均滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求。主要技術(shù)性能指標(biāo)： 1、差動速斷保護 ● 差動速斷電流整定范圍： 2～12In，級差 ● 差動速斷保護動作時間： 在1.3倍動作值下，不大于25ms ● 差動平衡系數(shù)： 0～50，級差0.1 2、二次諧波制動比率差動保護 ● 差動動作門檻電流： 0.2～1.0In，級差 ● 二次諧波制動系數(shù)： 0.1～0.3，級差0.1 ● 比率制動電流： 0.5～4.0In，級差 ● 比率制動系數(shù)： 0.2～3.0，級差0.1主變差動原理接線圖和端子排圖如圖6－1和圖6－2所示（詳見附圖）。第三節(jié)變壓器微機后備保護 本裝置針對變壓器一側(cè)的后備保護而設(shè)計。適用于110KV及以下電力變壓器高、中、低側(cè)的后備保護，根據(jù)可選配置，可具備測控功能。功能型號對照表如表6－1所示：表6－1TOP系列產(chǎn)品功能列表裝置型號功能選項復(fù)閉合鎖電過壓流零序過流間隙過壓間隙過流過負(fù)荷遙信事件記錄操作回路遙測遙控遙脈故諧障波錄測波量TOP9720C-20H√√√√√√√TOP9720C-22H√√√√√√√√√√TOP9720C-23S√√√√√√√√√√√主要技術(shù)性能指標(biāo) 1、三段兩時限復(fù)合電壓閉鎖（方向）過電流保護 ● 電流整定范圍： 0．5～99．99A，級差0．01A●低電壓整定范圍： 1．0～120．0V，級差0．1V●負(fù)序電壓整定范圍： 1．0～80．0V，級差0．1V ● 保護動作時間整定范圍： 0．1～99．99S，級差0．01S 2、零序（方向）過流保護 ● 零序電壓整定范圍： 1．0～120．0V，級差0．1V ● 零序電流整定范圍： 0．1～10．00A，級差0．01A ● 保護動作時間整定范圍： 0．1～99．99S，級差0．01S 3、間隙（零序）過壓保護 ● 間隙電壓整定范圍： 1．0～120．0V，級差0．1V ● 保護動作時間整定范圍： 0．1～99．99S，級差0．01S 4、間隙過流保護 ● 間隙電流整定范圍： 0．1～10．00A，級差0．01A ● 保護動作時間整定范圍： 0．1～99．99S，級差0．01S 5、過負(fù)荷保護 ● 電流整定范圍： 0．5～99．99A，級差0．01A ● 保護動作時間整定范圍： 0．1～99．99S，級差0．01S 6、遙測精度 ● 電流： 0．2級 ● 電壓： 0．2級 ● 功率： 0．5級 ● 功率因素： 1．0級 ● 頻率： ±0．02HZ主變后備原理接線圖和端子圖如圖6－3和圖6－4所示（詳見附圖）。第四節(jié)線路保護測控裝置一．SEL-321方向距離及方向過流微機保護裝置SEL-321是美國SEL公司推出的方向距離及方向過流微機保護裝置。它具有以下主要特點：四段相間和接地距離保護、適合各種標(biāo)準(zhǔn)的縱聯(lián)跳閘方案、相、負(fù)序和零序過流保護、兩個獨立的負(fù)序方向元件、適用于單相和三相跳閘結(jié)構(gòu)、振蕩跳閘和閉鎖邏輯、獨特的反負(fù)荷入侵邏輯(load-encroachment)、數(shù)據(jù)示波和一個11周波事件報告、在單I/O板方案上有16個輸出接點和8個輸入接點、在雙I/O板方案上有32個輸出接點和16個輸入接點、SELogic控制方程、6個可選整定值區(qū)、三個串行通訊接口、前面板具有整定和顯示功能、自動自檢、故障測距、表計等功能。SEL-321微機保護作為超高壓、高壓和次級輸電線路的保護、控制和監(jiān)視系統(tǒng)，此包括所有的保護元件和控制邏輯,用來保護任何類型架空輸電線路。此繼電器是一個完整的成套的保護繼電器，包括有縱聯(lián)或非縱聯(lián)（PilotandNon-pilot）方案。SEL-321微機保護的優(yōu)點：SEL-321微機保護提供許多保護元件和特性。利用SELogic體控制方程，你可選擇特殊應(yīng)用的功能。如果你的保護要求改變了繼電器容易接納新的方