某35kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì).doc

《某35kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《某35kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì).doc（20頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

課程設(shè)計(jì)說明書 1 前言 在如今隨著科學(xué)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，會直接影響國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障，如果不能及時(shí)有效控制，就會失去穩(wěn)定運(yùn)行，使電網(wǎng)瓦解，并造成大面積停電，給社會帶來災(zāi)難性的后果。繼電保護(hù)（包括安全自動裝置）是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長時(shí)間大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術(shù)手段。許多實(shí)例表明，繼電保護(hù)裝置一旦不能正確動作，就會擴(kuò)大事故，釀成嚴(yán)重后果。因此，加強(qiáng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要工作。 為滿足電網(wǎng)對繼電保護(hù)提出的可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的效能，必須合理的選擇保護(hù)的整定值，以保持各保護(hù)之間的相互配合關(guān)系。做好電網(wǎng)繼電保護(hù)定值的整定計(jì)算工作是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的必要條件。 繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是：自動，迅速，有選擇性將系統(tǒng)中故障部分切除，使故障元件損壞程度盡量可能降低，并保證該系統(tǒng)無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。反映電器元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力，發(fā)出信號，減負(fù)荷或者延時(shí)跳閘。 2繼電保護(hù)的介紹 2.1繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)原理 繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量,電流、電壓、功率、頻率等的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測量部分和定值調(diào)整部分、邏輯部分、執(zhí)行部分。 繼電保護(hù)原理結(jié)構(gòu)方框圖如下： 圖2.1繼電保護(hù)原理結(jié)構(gòu)方框圖 2.2繼電保護(hù)的基本組成 測量比較部分：測量所要保護(hù)的電氣元件上的電氣參數(shù)并與標(biāo)準(zhǔn)值比較。 邏輯判斷部分：由以上比較結(jié)果判斷系統(tǒng)是在正常運(yùn)行狀態(tài)，還是發(fā)生故障或是在不正常運(yùn)行狀態(tài)。 執(zhí)行部分：根據(jù)判斷出的運(yùn)行狀態(tài)去動作或不動作。 2.3繼電保護(hù)的基本要求 在技術(shù)上必須滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性四個(gè)基本要求。對于作用于斷路器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時(shí)滿足這四個(gè)基本要求，對于作用于信號以及只反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置，這四個(gè)基本要求中有些要求如速動性可以降低。 選擇性:所謂繼電保護(hù)裝置的動作選擇性就是指當(dāng)系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備和線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的設(shè)備或斷路器拒絕動作時(shí)，應(yīng)由相鄰的設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。雖然擴(kuò)大了停電范圍，但控制了故障的擴(kuò)大，它起著對下一段線路的后備保護(hù)作用。 速動性:快速切除故障，可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備的損壞程度，防止故障的擴(kuò)展，提高自動重合閘的成功率，減少對用電單位的影響，迅速恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 故障切除的時(shí)間等于繼電保護(hù)裝置動作時(shí)間與斷路器跳閘時(shí)間之和，對于反應(yīng)故障的繼電保護(hù)，要求快速動作的主要理由和必要性在于： （1）快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性； （2）快速切除故障可以防止故障的擴(kuò)大，提高自動重合閘和備用電源或設(shè)備自動投入成功率，因?yàn)榭焖偾谐收?，對提高故障點(diǎn)餓滅弧速度，縮小短路持續(xù)時(shí)間，防止出現(xiàn)接地故障發(fā)展為相間故障；兩相短路發(fā)展為三相短路；暫時(shí)性故障發(fā)展為永久性故障等。 （3）快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時(shí)間，加速恢復(fù)正常運(yùn)行的過程，保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。 （4）快速切除故障可以減輕電氣設(shè)備和線路的損壞程度，短路電流通過的時(shí)間愈長，則設(shè)備損壞的程度就愈嚴(yán)重，甚至燒毀，特別在發(fā)電機(jī)變壓器的內(nèi)部短路時(shí)，是不允許帶時(shí)限切除故障的。 從上述理由可知，快速切除故障，對提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重大意義。 一般快速保護(hù)的動作時(shí)間為0.08—0.12s，一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.1—0.27s，因此，一般快速保護(hù)切除故障的時(shí)間為0.18—0.27s；最快速保護(hù)的動作時(shí)間為0.02—0.03s，最小的斷路器跳閘時(shí)間為0.04—0.05s，所以最快速保護(hù)切除故障的時(shí)間為0.06—0.08s。 靈敏性:所謂靈敏性，即在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常工作情況下，繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)能力，也就是在保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置以及短路的類型如何，都能敏銳且正確的反應(yīng)。 繼電保護(hù)的靈敏性以靈敏系數(shù)來衡量。 （1）對于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量增加的保護(hù)裝置。 靈敏系數(shù)=保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值∕保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值 如：過電流保護(hù)的靈敏系數(shù)為 式中 ——保護(hù)區(qū)末端金屬性最小短路電流二次值 ——保護(hù)裝置的二次動作電流 （2）對于反應(yīng)故障時(shí)參數(shù)量降低的保護(hù)裝置 靈敏系數(shù)=保護(hù)裝置動作參數(shù)的整定值∕保護(hù)區(qū)末端金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最大計(jì)算值。 可靠性:繼電保護(hù)裝置對它所保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不應(yīng)該拒絕動作。而在保護(hù)范圍內(nèi)之外發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不應(yīng)該誤動作。這種性能稱為可靠性。在實(shí)際的運(yùn)行中，可靠性用動作正確率來表示。 由上述可知，對繼電保護(hù)裝置的四個(gè)基本要求籌兼顧，相互聯(lián)系且又相互制約的。 2.4繼電保護(hù)的任務(wù) 電力系統(tǒng)動行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。不正常運(yùn)行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài)。如過負(fù)荷、過電壓、頻率降低、系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線，如三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)以及變壓器繞組間的匝間短路、單相為線、兩相斷線等。 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求,如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等。 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同,例如有無經(jīng)常值班人員,發(fā)出信號，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動作。 3 35KV電網(wǎng)保護(hù)配置概述 3.1 35KV保護(hù)配置的一般設(shè)計(jì)原則 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。若設(shè)計(jì)與配置不當(dāng)，在出現(xiàn)保護(hù)不正確動作的情況時(shí)，會使得事故停電范圍擴(kuò)大，給國民經(jīng)濟(jì)帶來程度不同的損失，還可能造成設(shè)備或人身安全事故。因此，合理地選擇繼電保護(hù)的配置主案正確地進(jìn)行整定計(jì)算，對保護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有十分重要的意義。 選擇繼電保護(hù)配置方案時(shí)，應(yīng)盡可能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。當(dāng)存在困難時(shí)允許根據(jù)具體情況，在不影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下適當(dāng)?shù)亟档湍承┓矫娴囊蟆? 選擇繼電保護(hù)裝置方案時(shí)，應(yīng)首先考慮采用最簡單的保護(hù)裝置，以求可靠性較高、調(diào)試較方便和費(fèi)用較省。只有當(dāng)最簡單的保護(hù)裝置滿足不了四個(gè)方面的基本要求時(shí)，才考慮近期電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、可能的發(fā)展情況、經(jīng)濟(jì)上的合理性和國內(nèi)外已有的成熟經(jīng)驗(yàn)。 所選定的繼電保護(hù)配置方案還應(yīng)能滿足電力系統(tǒng)和各站、所運(yùn)行方式變化的要求。35千伏及以上的電力系統(tǒng)，所有電力設(shè)備和輸電線路均應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)于短路故障和異常運(yùn)行狀況的繼電保護(hù)裝置。一般情況下應(yīng)包括主保護(hù)和后備保護(hù)。主保護(hù)是能滿足從穩(wěn)定及安十要求出發(fā)，有選擇性地切除被保護(hù)設(shè)備或全線路故障設(shè)備或線路的保護(hù)。后備保護(hù)可包括近后備和遠(yuǎn)后備兩種作用。主保護(hù)和后備保護(hù)都應(yīng)滿足《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的對短路保護(hù)的最小靈敏系數(shù)的要求。 3.2 35KV電網(wǎng)的繼電保護(hù)配置原則 3.2.1相間短路保護(hù) 保護(hù)電流回路的電流互感器采用不完全星形接線，各線路保護(hù)均裝在相同的A、C兩相上。以保證在大多數(shù)兩點(diǎn)接地的情況下只切除一個(gè)故障點(diǎn)。 在線路上發(fā)生短路時(shí)，會引起廠用電或重要用戶母線的電壓低于50～60％Ue時(shí)，應(yīng)快速切除故障，以保證無故障的電動機(jī)能繼續(xù)運(yùn)行。 在單側(cè)電源的單回線路上，可裝設(shè)不帶方向元件的一段或兩段式電流、電壓速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)。 在多電源的單回線路上，可裝設(shè)一段或兩段式電流、電壓速斷保護(hù)和定時(shí)限過電流保護(hù)。必要時(shí)保護(hù)應(yīng)加裝方向元件。如果仍然不能滿足選擇性和靈敏性或速動性的要求，或保護(hù)裝置的構(gòu)成過于復(fù)雜時(shí)，宜采用距離保護(hù)。3～4公里及以下的短線路宜采用縱聯(lián)導(dǎo)引線保護(hù)作主保護(hù)，以帶方向或不帶方向元件的電流保護(hù)作后備保護(hù)。 為簡化環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，可采用故障時(shí)先將網(wǎng)絡(luò)自動解列，故障切除后再自動復(fù)原的辦法來提高保護(hù)的靈敏度。對平行線路，一般宜裝設(shè)橫差動電流方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作主保護(hù)。以接兩回線電流和的兩段式電流保護(hù)或距離保護(hù)作為雙回線運(yùn)行時(shí)的后備保護(hù)以及單回線運(yùn)行時(shí)的主保護(hù)和后備保護(hù)。 3.2.2單相接地保護(hù) 對電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路，宜裝設(shè)由零序電流互感器構(gòu)成的帶方向或不帶方向元件的零序電流保護(hù)。對架空線路，宜裝設(shè)由零序電流濾過器構(gòu)成的帶方向或不帶方向元件的零序電流保護(hù)。在線路的回路數(shù)不多，或零序電流大小，零序電流保護(hù)的靈敏度達(dá)不到要求時(shí)，可利用在母線上裝設(shè)的反應(yīng)于零序電壓的絕緣監(jiān)視裝置兼作線路的單相接地保護(hù)。 3.2.3過負(fù)荷保護(hù) 經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或電纜與架空的混合線路應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)宜帶時(shí)限動作于信號，必要時(shí)也可動作于跳閘。 4 短路計(jì)算 4.1 系統(tǒng)等效圖 如圖4.1所示 圖4.1系統(tǒng)等效圖 4.2基準(zhǔn)參數(shù)選定 本設(shè)計(jì)中選=1000MVA，=，那么35kv側(cè)=37kv，10kv側(cè)=10.5kv。 4.3阻抗計(jì)算 C1系統(tǒng)：最大方式X1=0.06 最小方式X1=0.12 C2系統(tǒng)：最大方式X2=0.1最小方式X2=0.15 線路：L1：X3=l1X1SB/VB2=0.4101000/372=2.92 L2：X4=l3 X1SB/VB2=0.4131000/372=3.8 變壓器： X5=X6=（Uk%/100）SB/S=0.065/1001000/31.5=0.021 4.4短路電流計(jì)算 1）最大運(yùn)行方式,系統(tǒng)化簡如下圖 其中： X7=X1+X3＝2.98 X8= X2+X4＝3.9 X9=X7∥X8＝1.69 X10=X9+X5＝1.711 圖4.2最大運(yùn)行圖 故知35KV母線上短路電流：Id1max=IB1/X9=1.56/1.69=0.923kA 10KV母線上短路電流: Id2max=IB2/X10=5.5/1.711=3.214kA 折算到35KV側(cè): Id21max=IB1/X10=1.56/1.711=0.912kA 對于d3點(diǎn)以XL計(jì)算:Id3max=5.5/(1.711+0.126)=2.994kA 2) 最小運(yùn)行方式下: 系統(tǒng)化簡如圖4.3所示。 圖4.3 最小運(yùn)行圖 因C1停運(yùn),所以僅考慮C2單獨(dú)運(yùn)行的結(jié)果；X11=X8+X5=3.921 所以35KV母線上短路電流：Id1min=IB1/X8=1.56/3.9=0.4kA 所以10KV母線上短路電流：Id2min=IB2/X11=5.5/3.921=1.4kA 折算到35KV側(cè)：Id2lmin= IB1/X11=1.56/3.921=0.39kA 對于d3以XL進(jìn)行計(jì)算：Id3min=5.5/(3.921+1.37)=1.039kA 折算到35KV側(cè)：Id3lmin= 1.56/(3.921+1.37)=0.295kA 5 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算 5.1 瓦斯保護(hù) 變壓器瓦斯保護(hù)是用來反應(yīng)變壓器內(nèi)部的故障，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障，油分解產(chǎn)生氣體或當(dāng)變壓器油面降低時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)動作。 油浸式變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)的，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障，由于短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器的絕緣材料和變壓器油分解而產(chǎn)生大量氣體。這些大量氣體形成氣流并與油流混合沖向油枕的上部。故障愈嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體越多，油流速度越快。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)的保護(hù)，稱為瓦斯保護(hù)。 輕瓦斯保護(hù)的動作值按氣體容積為250~300cm2整定，本設(shè)計(jì)采用280cm2。重瓦斯保護(hù)的動作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.6~1.5cm2整定本，本設(shè)計(jì)采用0.9cm2。瓦斯繼電器選用FJ3-80型 。 5.2 縱聯(lián)差動保護(hù) 變壓器差動保護(hù)能正確區(qū)分被保護(hù)元件的保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障，并能瞬時(shí)切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的短路故障。變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)用來反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。應(yīng)用輸電線路縱聯(lián)差動保護(hù)原理，可以實(shí)現(xiàn)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，對于變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)，比較兩側(cè)有關(guān)電氣量更容易實(shí)現(xiàn)，所以變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。 5.2.1 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的原理 變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)通常采用環(huán)流法接線，如下圖所示，為雙繞組變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的原理接線圖。 圖5.1 縱聯(lián)差動保護(hù)的原理接線圖 要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，就必須適當(dāng)?shù)剡x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。此時(shí)變壓器兩側(cè)電流互感器的二次側(cè)電流。 正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，流過差動繼電器的電流為：差動繼電器KD不動作。 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時(shí)，在差動回路中由于改變了方向或等于零（無電源側(cè)），這時(shí)流過差動繼電器的電流為，該電流為流過短路點(diǎn)的短路電流，使差動繼電器KD可靠動作，并動作于變壓器兩側(cè)斷路器跳閘。 由此可知，變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的保護(hù)范圍是構(gòu)成變壓器差動保護(hù)的兩側(cè)電流互感器之間的范圍。在保護(hù)范圍之外發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)不動作，一側(cè)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件的保護(hù)在整定和整定時(shí)限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可瞬時(shí)動作。 5.2.2 變壓器差動保護(hù)的計(jì)算 確定基本側(cè) 變壓器容量 變壓器額定電壓（H側(cè)） =35kV 變壓器額定電壓（L側(cè)） =10kV 變壓器各側(cè)額定電流的計(jì)算： 高壓側(cè) 低壓側(cè) 電流互感器的計(jì)算變比： 電流互感器的接線方式高壓側(cè)為△，低壓側(cè)為Y。 高壓側(cè) 低壓側(cè) 電流互感器的變比標(biāo)準(zhǔn)化 高壓側(cè) 低壓側(cè) 電流互感器二次連接臂電流 高壓側(cè) 低壓側(cè) 其中為接線系數(shù)。電流互感器為△接線時(shí)?。浑娏骰ジ衅鳛閅接線時(shí)取1 基本側(cè)的確定 故選取低壓側(cè)為基本側(cè) 數(shù)據(jù)如下表所示： 數(shù)據(jù)名稱 各側(cè)數(shù)據(jù) 35kV側(cè) 10kV側(cè) 變壓器額定電流（kA） 0.520 1.817 變壓器連接方式 Y △ 電流互感器接線方式 △ Y 電流互感器的計(jì)算變比 ===180.1 ===363.4 電流互感器的變比標(biāo)準(zhǔn)化 ==200 ==400 電流互感器二次連接臂電流 ===4.50A ===4.54A 確定基本側(cè) 非基本側(cè) 基本側(cè) 表5-1 變壓器差動保護(hù)計(jì)算結(jié)果 5.2.3確定基本側(cè)動作電流 1) 躲過外部故障時(shí)的最大不平衡電流 式中 ——可靠系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.3； ——由于電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的相對誤差，本設(shè)計(jì)取0.05； △U——由變壓器分接頭改變引起的相對誤差，一般可取調(diào)整范圍的一半，本設(shè)計(jì)取0.05； 0.1——電流互感器容許的最大穩(wěn)態(tài)誤差； ——電流互感器同型系數(shù)，接線方式相同時(shí)取0.5，不同時(shí)取1，本設(shè)計(jì)取1； ——非周期分量系數(shù)，取1.5~2，當(dāng)采用速飽和變流器時(shí)，由于非周期分量會使其飽和，抑制不平衡輸出，可取為1，本設(shè)計(jì)取1。 ——折算到10KV側(cè)三相短路電流； 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 取這三個(gè)計(jì)算值中最大者為差動保護(hù)基本側(cè)的一次動作電流，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可以確定=3070.6A 2) 差動繼電器基本側(cè)動作電流 確定差動繼電器各繞組的匝數(shù) 式中 AN——繼電器動作額定安匝 實(shí)際取為8匝，即 式中 ——平衡線圈實(shí)用匝數(shù) ——基本側(cè)差動線圈實(shí)用匝數(shù) 確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù) 實(shí)際取為匝。 由電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的相對誤差為 所以不必重新計(jì)算動作電流。 5.2.4保護(hù)裝置靈敏度校驗(yàn) 差動保護(hù)靈敏度要求值Klm﹥2 本系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，10KV側(cè)出口發(fā)生兩相短路時(shí)，保護(hù)裝置的靈敏度最低。 已知負(fù)荷側(cè)兩相短路時(shí)最小短路電流為： 反應(yīng)到電源側(cè)繼電器的電流為： 電源側(cè)繼電器動作電流為： 　　　　　　　　　　 則差動保護(hù)的最小靈敏系數(shù)為： 故滿足靈敏度要求。 5.3過電流保護(hù) 5.3.1過電流繼電器的整定及繼電器選擇 1） 保護(hù)動作電流按躲過變壓器額定電流來整定 Idz=KkIe1/Kh 式中：Kk—可靠系數(shù)，采用1.2； Kh—返回系數(shù)，采用0.85； 代入數(shù)據(jù)得 Idz=1.2363.4/0.85=513.04A 繼電器的動作電流 Idzj=Idz/nl=513.04/400=1.28A 選用DL-11/2型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為0.5～2A，故動作電流整定值為2。 2） 靈敏度按保護(hù)范圍末端短路進(jìn)行校驗(yàn)。 以線路L1計(jì)算靈敏系數(shù)： 滿足要求。 5.4 過負(fù)荷保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)原理接線圖如下： 圖5.2過負(fù)荷保護(hù)的原理接線圖 繼電器動作電流整定計(jì)算，按躲過變壓器額定電流整定 選用DL-11/6型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為1.5－6A，故動作電流整定值為6A。動作時(shí)限的整定，按躲過允許的短時(shí)最大負(fù)荷時(shí)間整定，一般此時(shí)間取9－15s，本設(shè)計(jì)取10s。延時(shí)時(shí)限取10s，以躲過電動機(jī)的自起動。當(dāng)過負(fù)荷保護(hù)起動后，在達(dá)到時(shí)限后仍未返回，則動作ZDJH裝置。 6 輸電線路的距離保護(hù) 距離保護(hù)是通過測量被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護(hù)，這個(gè)比值被稱為測量阻抗Zm，用來完成這一測量任務(wù)的元件稱為阻抗繼電器KI。 6.1 距離保護(hù)的時(shí)限特性 距離保護(hù)的動作時(shí)間與保護(hù)安裝點(diǎn)至短路點(diǎn)之間的距離的關(guān)系稱為距離保護(hù)的時(shí)限特性。為了滿足速動性、選擇性和靈敏性的要求，目前廣泛采用具有三段動作范圍的階梯型時(shí)限特性。 距離保護(hù)的動作時(shí)間t與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離l的關(guān)系稱為距離保護(hù)的時(shí)限特性，目前獲得廣泛應(yīng)用的是階梯型時(shí)限特性，如圖3—1所示。這種時(shí)限特性與三段式電流保護(hù)的時(shí)限特性相同，一般也作成三階梯式，即有與三個(gè)動作范圍相應(yīng)的三個(gè)動作時(shí)限：、、。 圖6.1 距離保護(hù)的時(shí)限特性 6.2 距離保護(hù)的組成 距離保護(hù)的主要由三段式距離保護(hù)裝置一般由以下元件組成。 （1）起動元件 起動元件的主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動整套保護(hù)，并和阻抗測量元件（ZI、ZⅡ、ZⅢ）組成與門，起動出口回路動作于跳閘，以提高保護(hù)裝置動作的可靠性。起動元件可由過電流繼電器、低阻抗繼電器或反應(yīng)于負(fù)序和零序電流的繼電器構(gòu)成。 （2）阻抗測量元件（ZI、ZⅡ、ZⅢ） 阻抗測量元件的作用是測量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)之間的阻抗（亦即距離），它是距離保護(hù)中的核心元件，一般由阻抗繼電器來擔(dān)任。通常ZⅠ和ZⅡ采用帶有方向性的方向阻抗繼電器，ZⅢ采用偏移特性的阻抗繼電器。 （3）時(shí)間元件 時(shí)間元件用以建立保護(hù)動作所必需的延時(shí)，根據(jù)測量元件的動作結(jié)果以相應(yīng)的不同時(shí)間去發(fā)出跳閘脈沖，以保證保護(hù)動作的選擇性。時(shí)間元件一般由時(shí)間繼電器擔(dān)任。 （4）出口執(zhí)行元件 保護(hù)裝置在動作后由出口執(zhí)行元件去跳閘并且發(fā)出保護(hù)動作信號。 6.3 距離保護(hù)的邏輯 保護(hù)裝置的動作情況如下；正常運(yùn)行時(shí)，起動元件不動作，保護(hù)裝置處于被閉鎖狀態(tài)；當(dāng)正方向發(fā)生短路故障時(shí)，起動元件動作，如果故障位于距離I段范圍內(nèi)，則ZI動作，并與起動元件一起經(jīng)與門瞬時(shí)作用于出口跳閘回路；如果故障位于距離Ⅱ段范圍內(nèi)，則ZI不動而ZⅡ動作，隨即起動Ⅱ段的時(shí)間元件tⅡ，待tⅡ延時(shí)到達(dá)后，通過與門起動出口回路動作于跳閘；如果故障位于距離段范圍內(nèi)，則ZⅢ動作后起動tⅢ，在tⅢ的延時(shí)之內(nèi)，若故障未被其他的保護(hù)動作切除，則在tⅢ延時(shí)到達(dá)后，仍然通過與門和出口回路動作于跳閘，起到后備保護(hù)作用。 7總結(jié) 通過本次課程設(shè)計(jì)對繼電保護(hù)的知識內(nèi)容有了進(jìn)一步的了解和掌握，通過對課本和參考書籍的翻閱，進(jìn)一步提高了自己獨(dú)立思考和利用資料親自完成設(shè)計(jì)的能力，學(xué)會了對原理接線圖和展開圖的分析，也進(jìn)一步學(xué)會了畫電氣工程圖，對繼電保護(hù)有了更深層次的理解和掌握。在設(shè)計(jì)中必須做到明確設(shè)計(jì)目的和題目要求；細(xì)心，嚴(yán)謹(jǐn)、精確,反復(fù)修改,精益求精；使所學(xué)的理論知識更加透徹，從而加深對其的理解；在設(shè)計(jì)中緊扣繼電保護(hù)的四要求：速動性、靈敏性、可靠性、選擇性。通過本次課程設(shè)計(jì)，使得我能夠積極查閱相關(guān)資料，科學(xué)的分析問題，因此培養(yǎng)了我的學(xué)習(xí)積極性、獨(dú)立分析問題的能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力、合作溝通的能力，也增強(qiáng)了我與同學(xué)們的交流溝通。 參考文獻(xiàn) [1] 張保會 尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).第二版.北京：中國電力出版社 [2] 賀家李 宋從矩．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理．第三版．北京：中國電力出版社 [3] 劉介才．工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 孫力華．電力工程基礎(chǔ)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 陳 珩．電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析．北京：中國電力出版社 [6] 李光琦．電力系統(tǒng)暫態(tài)分析．北京：中國電力出版社 第19頁 共20頁