課程設(shè)計---110kv線路繼電保護及其二次回路設(shè)計

1、<p>　　第一章　110ＫＶ系統(tǒng)ＣＴ、ＰＴ選型</p><p>　　1.1　電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)電壓。</p><p>　　電流互感器的額定電流不小于流過電流互感器的長期最大負荷電流</p><p><b>　　戶內(nèi)或戶內(nèi)式</b></p>

2、<p>　　作出電流互感器所接負載的三相電路圖，根據(jù)骨仔的要求確定所需電流互感器的準確級；例如有功功率的測量需要0.5級；過流保護需要3級；差動保護需Ｄ級。</p><p>　　根據(jù)電路圖確定每相線圈所串聯(lián)的總阻抗歐姆數(shù)（包括負載電流線圈的阻抗、連接導線的電阻和接觸電阻），要求其中總歐姆數(shù)最大的一相，不大于選定準確級下的允許歐姆數(shù)。</p><p>　　校驗電動穩(wěn)定性：流過電

3、流互感器最大三相短路沖擊電流與電流互感器原邊額定電流振幅比值，應該不大于動穩(wěn)定倍數(shù)。</p><p>　　校驗熱穩(wěn)定：產(chǎn)品目錄給出一秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)Ｋｔ，要求最大三相或者兩相短路電流發(fā)熱，不允許的發(fā)熱。</p><p>　　結(jié)論：根據(jù)系統(tǒng)電壓等級和系統(tǒng)運行要求，由于缺乏一定的條件，只能根據(jù)最簡單的條件選?。蹋冢住?10型電流互感器，在條件允許的情況下應該根據(jù)系統(tǒng)運行的情況具體選擇。<

4、/p><p><b>　　以下僅作為參考：</b></p><p>　　110KV電流互感器選擇</p><p>　?。?）U1e=U1g=110kV</p><p>　?。?）Igmax=110%I1e</p><p>　?。?）預選：LB7-110 ,技術(shù)參數(shù)如下表</p><

5、p><b>　　(4)校驗：</b></p><p><b>　　①熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　I(4)2tep=26.4(kA2S)</p><p>　　I1e=1200A；Kt=75；t=1s</p><p>　　(I1eKt)2t=(1.2×75)2×1

6、=8100(kA2S)</p><p>　　I(4)2tep<(I1eKt)2t</p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　?、趧臃€(wěn)定校驗：</b></p><p>　　K=135；I1e=1200A；ich=7.83(kA)</p><p&g

7、t;<b>　　(kA)</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　電壓互感器的選擇</b></p><p>　　電壓互感器的額定電壓不小于安裝地點電網(wǎng)額定電壓。</p><p><b>　　戶外或者戶內(nèi)式。</b>

8、</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)形式：</b></p><p>　　一般110ＫＶ及以上電壓，采用三個單相電壓互感器結(jié)成：Ｙ0／Ｙ0／ -12，每個單相電壓互感器變比是；</p><p>　　35KV 電壓互感器，用三個單相接成Ｙ0／Ｙ0／ -12，每一個 單項電壓互感器變比是</p><p>　　對于發(fā)電機

9、自動電壓電壓調(diào)整器的是三個單相電壓互感器，接成△/Y0-12，每個單相變比是；</p><p>　　供發(fā)電機測量、同期及繼電保護是用三相五柱式電壓互感器。</p><p>　　對發(fā)電機電壓母線的電壓互感器，用三相五柱式電壓式。</p><p>　　作出電壓互感器副邊所接負荷的三相電路圖，根據(jù)所接負荷要 </p><p>　　求，確定電壓互感器

10、準確級，一般有功功率測量要用0.5級。</p><p>　　結(jié)論：根據(jù)上面結(jié)構(gòu)形式的要求，不同地方的電壓互感器不同，對于環(huán)網(wǎng)線路的運行根據(jù)電壓等級匹配WVB110-20H型電壓互感器。由于條件不夠具體的配置要按上面的電壓互感器配置的要求來進行。</p><p><b>　　以下僅作為參考：</b></p><p>　　選取WVB110-20H

11、 戶外 ； 額定變比：； </p><p>　　0.2級：150VA 0.5級：150VA 3P級：100VA</p><p>　　第二章 110KV線路繼電保護和自動裝置的配置</p><p>　　2.1 保護裝置的配置</p><p><b>　　主保護的配置</b></p>&

12、lt;p>　　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。</p><p><b>　　后備保護的配置</b></p><p>　　考慮保護性能優(yōu)越性：110線路應該配距離保護，但是距離保護復雜而且價格昂貴，維護困難。</p><p>　　考慮經(jīng)濟的優(yōu)越性：可以嘗試配三段式電流保護，同時由

13、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。</p><p>　　考慮系統(tǒng)的運行方式：110KV高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應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。<

14、;/p><p>　　結(jié)論：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。</p><p>　　2.2 自動裝置配置</p><p><b>　　簡述&l

15、t;/b></p><p>　　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。</p><p>　　系統(tǒng)安全自動裝置的配置</p><p>　　配置重合閘：在電

16、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，就能恢復正常供電。</p><p>　　結(jié)論：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。</p><p>　　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

17、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。</p><p>　　結(jié)論：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，應該加入AAT裝置。</p><p>　　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

18、除部分負荷,防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰,使系統(tǒng)恢復正常,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。</p><p>　　結(jié)論：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、電壓崩潰應該在變電站B、C、D中配置低頻、低壓減載裝置。</p><p>　　第三章 110KV線路繼電保護整定計算</p><p&

19、gt;<b>　　系統(tǒng)條件：</b></p><p><b>　?。保鹘泳€</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　2.相關(guān)數(shù)據(jù)</b

20、></p><p>　　電網(wǎng)中的四條110kV線路的單位正序電抗均為 0.4 Ω/kM；</p><p>　　所有變壓器均為YN,d11 接線，發(fā)電廠的升壓變壓器變比為10.5/121，變電所的降壓變壓器變比為110/6.6；</p><p>　　發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為 3 × 50 MW，最小發(fā)電容量為 2 × 50 MW，發(fā)電機、變壓器

21、的其余參數(shù)如圖示；</p><p>　　系統(tǒng)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運行；</p><p>　　系統(tǒng)允許的最大故障切除時間為 0.85s；</p><p>　　各負荷容量按為其供電的降壓變壓器額定容量考慮，負荷自啟動系數(shù)取1.5；</p><p>　　各變電所引出線上的后備保護的動作時間如圖示，△ t＝0.5s。<

22、;/p><p>　　系統(tǒng)中各110kV母線和變壓器均設(shè)有縱差動保護作為主保護。.</p><p>　　三段式電流保護整定計算</p><p>　　計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：選取基準功率ＳB=100MVA和基準電壓為VB=Vav</p><p>　　最大運行方式下的最大電源阻抗：</p><p>　　最小運行方式下的最大電源阻抗：&l

23、t;/p><p>　　最大短路電流計算和整定計算為計算動作電流，應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8QF斷開，等值阻抗圖如下：</p><p>　　當K1點發(fā)生三相短路時，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下：</p><p><b>　　正序阻抗

24、：</b></p><p><b>　　基準電流：</b></p><p><b>　　基準阻抗：</b></p><p>　　三相短路的正序電流：</p><p><b>　　短路電流：</b></p><p>　　瞬時電流速斷保護，即躲過

25、本線路末端最大短路電流：</p><p>　　1OF電流一段整定值：</p><p><b>　　檢驗靈敏度系數(shù)：</b></p><p><b>　　由此可知靈敏度不夠</b></p><p><b>　　同理可知：</b></p><p>　　當K2

26、點發(fā)生三相短路時，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下：</p><p><b>　　正序阻抗： </b></p><p><b>　　基準電流： </b></p><p><b>　　基準阻抗：</b></p><p>　　三相短路的正序電流：</p><p><

27、b>　　短路電流：</b></p><p>　　瞬時電流速斷保護，即躲過本線路末端最大短路電流：</p><p>　　3OF電流一段整定值：</p><p><b>　　檢驗靈敏度系數(shù)：</b></p><p><b>　　由此可知靈敏度不夠</b></p><

28、p>　　當K3點發(fā)生三相短路時，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下： </p><p><b>　　正序阻抗： </b></p><p><b>　　基準電流： </b></p><p><b>　　基準阻抗：</b></p><p>　　三相短路的正序電流：</p>&l

29、t;p><b>　　短路電流：</b></p><p>　　瞬時電流速斷保護，即躲過本線路末端最大短路電流：</p><p>　　5OF電流一段整定值：</p><p><b>　　檢驗靈敏度系數(shù)：</b></p><p><b>　　由此可知靈敏度不夠</b></

30、p><p>　　4）7QF的整定，僅需要加一個功率方向繼電器就可以了。</p><p>　　結(jié)論：由上訴可知電流保護Ⅰ靈敏度不夠，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：</p><p><b>　　短路電流列表：</b></p><p><b>　　

31、距離保護整定計算</b></p><p><b>　　計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：</b></p><p>　　距離保護整定值計算：</p><p>　?。?） 1QF距離保護整定值計算：</p><p><b>　　一段整定阻抗：</b></p><p><b>　

32、　二段段整定阻抗：</b></p><p>　　與相鄰下級L3段的一段配合：</p><p>　　按躲過相鄰變壓器出口短路整定：</p><p>　　靈敏度校驗：要求>1.25</p><p>　　結(jié)論：=21.569Ω</p><p><b>　　t=0s</b></p&

33、gt;<p>　　3QF距離保護整定值計算：（同理）</p><p>　　5OF距離保護整定值計算： 結(jié)論：考慮到7QF僅需要加裝一個功率方向繼電器或者 方向阻抗繼電器，5QF不需要和7QF的距離保護裝置配合，所以5QF僅需要和T6的保護配合。</p><p><b>　　注意</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求：“

34、系統(tǒng)允許的最大故障切除時間為 0.85s”系統(tǒng)最低等級的后備保護延時時間都已經(jīng)超過了了1.5S，如果按照階梯原則配合，不滿足設(shè)計要求，所以不需要加裝三段保護</p><p>　　第四章 110KV電流環(huán)網(wǎng)繼電保護裝配的配置</p><p>　　4.1 、PSL 620C 系列數(shù)字式線路保護裝置概述</p><p><b>　　1.1 適用范圍 </b

35、></p><p>　　PSL 620C 系列數(shù)字式線路保護裝置是以距離保護、 零序保護和三相一次重合閘為基本配置的成套線路</p><p>　　保護裝置，并集成了電壓切換箱和三相操作箱，適用于 110KV、66KV 或 35KV 輸配電線路。目前該系列</p><p>　　保護裝置有 PSL621C、PSL622C、PSL623C、PSL626C、PSL62

36、7C 五種型號。 </p><p>　　1.2 功能配置及型號</p><p>　　本系列保護裝置基本配置（PSL621C）設(shè)有兩個硬件完全相同的保護 CPU 模件，其中一個保護 CPU</p><p>　　完成距離保護功能，另一個保護 CPU完成零序保護和三相一次重合閘功能，各 CPU插件之間相互獨立。</p><p>　　各種保護功能均由

37、軟件實現(xiàn)。保護的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一”設(shè)計原則。</p><p>　　1.3 性能特點： </p><p><b>　　1）人性化： </b></p><p>　　裝置采用大屏幕全漢化液晶顯示器，可顯示 15×8 個漢字，顯示信息多； </p><p>　　事件和定值全部采用漢字顯示或打印，摒棄字符表述方式；

38、</p><p>　　錄波數(shù)據(jù)以波形方式輸出，包括模擬量和重要開關(guān)量，可由突變量或開關(guān)變位啟動； </p><p>　　定值以漢字表格方式輸出，控制字可按十六進制和按功能兩種方式整定； </p><p>　　全漢化 WINDOWS 界面的調(diào)試和分析軟件 PSview，不但能完成人機對話的功能，還能對保護錄波數(shù)據(jù)分析。 </p><p><

39、;b>　　2）大資源： </b></p><p>　　保護功能模件（CPU）的核心為 32位微處理器，配以大容量的 RAM和 Flash RAM，使得本裝置</p><p>　　具有極強的數(shù)據(jù)處理能力和存儲能力， 可記錄的錄波報告為 8 至50 個， 可記錄的事件不少于 1000條。數(shù)據(jù)存入 FLASHRAM 中，裝置掉電后可保持； </p><p&g

40、t;　　A/D模件采用 16 位的 A/D轉(zhuǎn)換和有源低通濾波，使本裝置具有極高的測量精度； </p><p>　　采用 CAN網(wǎng)作為內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)信息進出流暢，事件可立即上傳； </p><p>　　可獨立整定 32 套定值，供改變運行方式時切換使用。 </p><p><b>　　3） 高可靠性： </b></p><

41、p>　　裝置采用背插式機箱結(jié)構(gòu)和特殊的屏蔽措施，能通過 IEC255－22－4 標準規(guī)定的 IV級（4KV±10％）快速瞬變干擾試驗、IEC255－22－2 標準規(guī)定的 IV級（空間放電 15KV，接觸放電 8KV）靜，電放電試驗，裝置整體具備高可靠性； </p><p>　　組屏可不加抗干擾模件。 </p><p><b>　　4） 開放性： </b>

42、;</p><p>　　通信接口方式選擇靈活，與變電站自動化系統(tǒng)配合，可實現(xiàn)遠方定值修改和切換、事件記錄及錄</p><p>　　波數(shù)據(jù)上傳、壓板遙控投退和遙測、遙信。 </p><p><b>　　5） 透明化： </b></p><p>　　記錄保護內(nèi)部各元件動作行為和錄波數(shù)據(jù)，記錄各元件動作時內(nèi)部各計算值； <

43、;/p><p>　　記錄保護在一次故障中發(fā)出的所有事件和當前運行的定值； </p><p>　　可將數(shù)據(jù)在PSview軟件上分析保護內(nèi)部各元件動作過程。 </p><p>　　6） 免調(diào)試概念： </p><p>　　在采樣回路中，選用高精度、高穩(wěn)定的器件保證正常運行的高精度，避免因環(huán)境改變或長期運行而造成采樣誤差增大； </p>

44、<p>　　細微的軟件自動調(diào)整，提升裝置精度。完善的自檢功能，滿足狀態(tài)檢修的要求； </p><p>　　裝置中無可調(diào)節(jié)元件，無需在現(xiàn)場調(diào)整采樣精度，同時可提高裝置運行的穩(wěn)定性。</p><p>　　具體保護裝置說明請參考PSL620C數(shù)字式線路保護裝置技術(shù)說明書 </p><p>　　第五章 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)</p><p>　　11

45、0KV線路繼電保護及其二次回路設(shè)計，對于我們剛剛畢業(yè)的大學生來說，還是一個比較難的課題。當我剛剛拿起這個畢業(yè)設(shè)計課題時，我有點懵：仿佛就是狗咬刺猬——不知道從何處下手。經(jīng)過自己的反復思索和查找資料，在一步一步地緩慢進行著。睡著時間的流逝，110KV線路繼電保護及其二次回路畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)在也已經(jīng)做到畢業(yè)設(shè)計總結(jié)這一步來了。</p><p>　　回想剛剛走過的一個月的歷程設(shè)計歷程，犧牲了很多休息時間，幾乎每天都在埋頭苦干

46、，桌子上的書一天比一天多。不過雖然很辛苦，但是收獲頗豐，現(xiàn)在以畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)作的過程的形式來總結(jié)如下：</p><p><b>　　準備工作：</b></p><p>　　正常情況下110KV環(huán)網(wǎng)的運行方式是什么？</p><p>　　結(jié)論：根據(jù)設(shè)計要求：發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為 3 × 50 MW，最小發(fā)電容量為 2 × 50

47、MW，系統(tǒng)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運行。</p><p>　　110KV環(huán)網(wǎng)線路應該配備什么樣的保護？ 結(jié)論：主保護：重要的輸電線路需要裝設(shè)縱聯(lián)保護或距離保護。 后備保護：可以裝設(shè)三段式電流保護、零序保護</p><p>　　如果三段式電流保護滿足要求，QF具體整定時，最大運行方怎么樣運行的的？結(jié)論：1QF、3QF、5QF的整定要在8QF斷開的情況下求得最大短

48、路電流，然后在進行整定計算。</p><p>　　短路電流計算的基本知識和計算技巧：是用有名值還是用標么值</p><p><b>　　計算？</b></p><p>　　結(jié)論：系統(tǒng)有多個電壓等級，利用標么值計算可以避免電壓的換算，較為簡單</p><p>　　5) 序網(wǎng)絡(luò)圖該如何畫？</p><p&

49、gt;　　結(jié)論：具體可以參考《電力系統(tǒng)分析》短路電流計算部分。</p><p>　　6) 如果保護不滿足要求該怎么辦？</p><p>　　結(jié)論：計算過程中發(fā)現(xiàn)三段式電流保護一段就不滿足要求，我的措施是換距離保護。</p><p><b>　　2. 網(wǎng)絡(luò)計算</b></p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算。

50、</b></p><p>　　最大短路電流的計算。</p><p><b>　　保護整定值的計算。</b></p><p><b>　　靈敏度的校驗。</b></p><p>　　保護不滿足要求的解決辦法。</p><p>　　3. 查找廠家資料配備CT、PT和保

51、護裝置。 CT、PT的配置主要參考了《發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備》中CT、PT </p><p>　　的配置原則，保護裝置的配置主要對南自保護裝置經(jīng)行了相關(guān)比</p><p><b>　　較。</b></p><p><b>　　4. 繪制圖紙</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求：繪制了110

52、KV線路保護、測量交流回路圖和110KV線路保護、測量直流控制回路圖</p><p>　　以上就是我如何完成本畢業(yè)設(shè)計的過程，創(chuàng)作的過程就是一個學習的過程，有需要才有學習的動力。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計我花了很多時間，但是覺得很值。以前三年的零散知識，通過一次畢業(yè)設(shè)計我又基本重新溫習了一遍，而且加深了印象。知識一個一個的串聯(lián)起來，知識脈絡(luò)變得和清晰。另外，體驗到了如何完成一個大的

53、項目，如何去自己查找知識、學習知識、然后去應用知識。其實這也就達到了大學學習的目的，大學不能學完所有的知識，但是卻可以學到以后繼續(xù)學習的思想和方法，去指導今后的學習。這樣才是大學學習的成功之處。</p><p>　　附錄：110KV線路保護、測量交流回路</p><p>　　110KV線路保護、測量直流控制回路</p><p>　　具體的回路圖可以參看電子檔<

54、/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　1．《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南：繼電保護分冊》韓笑 主編 中國水利水電出版社</p><p>　　2．《電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計指導》鐘松茂、李火元 合編 中國電力出版社。</p><p>　　3．《繼電保護整定計算》許建安 主編 中國水利水電出版社。<

55、/p><p>　　4．《電力系統(tǒng)分析》于永源 楊綺雯 編 中國電力出版社。</p><p>　　5．《發(fā)電廠及變電站二次接線》陳景惠 主編。</p><p>　　6．《電力系統(tǒng)繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范GB50062-1992》。</p><p>　　7．南自PSL 620C 系列數(shù)字式線路保護裝置產(chǎn)品說明書。</p><p&