繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　繼 電 保 護(hù)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　繼電保護(hù)是為了防止電力系統(tǒng)發(fā)生故障所采用的保護(hù)電力系統(tǒng)的裝置。繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變

2、量達(dá)到一定值時(shí)，啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)具有選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的特點(diǎn)。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)任務(wù)是在分析原始資料的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)主變壓器、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置和饋線保護(hù)的配置方案的設(shè)計(jì)和整定計(jì)算。并繪制出B相饋線保護(hù)的原理接線圖和展開圖。</p><p>　　以下設(shè)計(jì)完成了對(duì)主變壓器、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置和饋線保護(hù)的所有設(shè)計(jì)和計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上繪制了B相饋線保護(hù)的原理接線圖和展

3、開圖，完成了課程設(shè)計(jì)所要求的任務(wù)。</p><p>　　關(guān)鍵字：繼電保護(hù) 主變壓器 電容補(bǔ)償 饋線 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)原始資料</p><p><b>　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>

4、;　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　繼電保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　主變壓器保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置配置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　饋線保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　繼電保護(hù)的整定計(jì)算</b></p>&l

5、t;p>　　主變壓器保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置整定計(jì)算</p><p><b>　　饋線保護(hù)整定計(jì)算</b></p><p>　　B相饋線保護(hù)的原理接線圖和展開圖</p><p><b>　　原理接線圖</b></p><p><b>

6、　　展開圖</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)原始資料</p><p><b>　　第一節(jié) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　YN,d11牽引變壓器保護(hù)</p><p>　　并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置保護(hù)</p

7、><p>　　A相饋線保護(hù)(下行)</p><p>　　(不計(jì)復(fù)線牽引網(wǎng)互感)</p><p>　　B相饋線保護(hù)(下行)</p><p>　　(不計(jì)復(fù)線牽引網(wǎng)互感)</p><p><b>　　第三節(jié) 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)安排，主要完成以下幾

8、發(fā)面的工作：</p><p>　　完成主變、并聯(lián)電容裝置、饋線保護(hù)的配置方案設(shè)計(jì)；</p><p>　　完成主變、并聯(lián)電容裝置、饋線保護(hù)的整定計(jì)算；</p><p>　　畫出B相饋線保護(hù)的原理接線圖和展開圖，并作相關(guān)說明。</p><p>　　第二章 繼電保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 主變壓器保護(hù)配

9、置方案設(shè)計(jì)</p><p>　　一.變壓器保護(hù)的必要性</p><p>　　電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的電氣供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。同時(shí)大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性良好，工作可靠的繼電保護(hù)裝置。我們把變壓器的故障分為內(nèi)外兩種，并且據(jù)此來設(shè)立主保護(hù)和后備保護(hù)。</p><p

10、>　　二.主變壓器的主保護(hù)</p><p>　　以瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)作為主變壓器的主保護(hù)。</p><p>　　瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的主保護(hù)。其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。</p><p>　　差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部繞組，絕緣套管及引出線相間短路的主保護(hù)。</p><p>　　三.主變壓器的后備保護(hù)&l

11、t;/p><p>　　1.外部相間短路時(shí)，采用以下后備保護(hù)：</p><p>　　由于外部相間短路會(huì)引起變壓器很大的過電流，因此增加后備保護(hù)對(duì)變壓器的正常工作是十分必要的。</p><p>　　※ 三相低電壓過電流保護(hù)</p><p>　　※ 單相低電壓過電流保護(hù)</p><p>　　2.外部接地短路時(shí)，采用以下后備保

12、護(hù)：</p><p><b>　　※零序過電流保護(hù)</b></p><p><b>　　3.其他后備保護(hù)</b></p><p>　　※ 二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)</p><p><b>　　※ 過負(fù)荷保護(hù)</b></p><p><b>

13、;　　※ 重瓦斯保護(hù)</b></p><p><b>　　※ 主變過熱保護(hù)</b></p><p><b>　　※ 主變通風(fēng)啟動(dòng)</b></p><p><b>　　※ 主變通風(fēng)停止</b></p><p>　　第二節(jié) 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置配置方案設(shè)計(jì)<

14、/p><p>　　一.電容補(bǔ)償裝置保護(hù)簡(jiǎn)述</p><p>　　并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置主要是用來補(bǔ)償牽引網(wǎng)的無功功率。 </p><p>　　根據(jù)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置電氣設(shè)備安裝規(guī)程規(guī)定，對(duì)內(nèi)部裝有熔絲的電容器組成的并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，要求以下保護(hù)：</p><p>　　短路電流的保護(hù)，用于無延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置；</p><p>

15、;　　由高次諧波引起的電容器過負(fù)荷保護(hù)，當(dāng)有效電流等于額定電流130%時(shí)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>　　電容器過電壓保護(hù)，當(dāng)電壓為額定電壓的110%時(shí)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>　　二.電容補(bǔ)償裝置主保護(hù)</p><p>　　※ 電流速斷保護(hù) </p><p>　　用于保護(hù)斷路器到電容器之間的短路故障，無延

16、時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>　　三.電容補(bǔ)償裝置后備保護(hù)</p><p><b>　　※ 過電流保護(hù)</b></p><p>　　用于電容器內(nèi)部故障，接地故障保護(hù)，也做電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。</p><p>　　※ 諧波過電流保護(hù)</p><p>　　諧波使電容器介質(zhì)老化，縮短

17、使用壽命。</p><p><b>　　※ 差電流保護(hù)</b></p><p>　　保護(hù)電容器裝置接地故障。</p><p><b>　　※ 差電壓保護(hù)</b></p><p>　　保護(hù)電容器內(nèi)部故障。</p><p><b>　　※ 低電壓保護(hù)</b&

18、gt;</p><p>　　該保護(hù)的主要任務(wù)是監(jiān)視電容器放電回路是否完整</p><p><b>　　※ 過電壓保護(hù)</b></p><p>　　為減少操作過電壓對(duì)補(bǔ)償裝置和供電裝置電氣設(shè)備的影響</p><p>　　第三節(jié) 饋線保護(hù)配置方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　饋線保護(hù)

19、簡(jiǎn)述</b></p><p>　　交流牽引網(wǎng)為兩個(gè)單相系統(tǒng)，其負(fù)荷特性與一般的電力負(fù)荷不全相同，因此牽引網(wǎng)的工作條件比電力網(wǎng)復(fù)雜、惡劣得多。</p><p>　　牽引負(fù)荷不僅是移動(dòng)的，而且其大小也隨時(shí)都在變化，這主要與線路情況、機(jī)車類型、列車重量和運(yùn)行速度等有關(guān)。牽引網(wǎng)供電距離長(zhǎng)，單位阻抗大，因此在最小運(yùn)行方式下牽引網(wǎng)末端短路時(shí)，其短路電流數(shù)值相當(dāng)小，有時(shí)可與最大負(fù)荷相比，故采

20、用一般的保護(hù)就難以滿足靈敏系數(shù)的要求。</p><p>　　由于牽引負(fù)荷是兩個(gè)單相負(fù)荷，所以在三相系統(tǒng)中造成三相負(fù)荷的不對(duì)稱，使系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下就有較大的負(fù)序電流，因此利用負(fù)序分量起動(dòng)的保護(hù)已不適用。</p><p>　　牽引網(wǎng)短路電流的數(shù)值主要取決與電力系統(tǒng)的供電方式和容量、牽引變電所的總?cè)萘俊恳W(wǎng)的供電方式、故障點(diǎn)的距離以及所采用的接觸懸掛型式和鋼軌型號(hào)等。由于牽引網(wǎng)為長(zhǎng)距離、重

21、負(fù)荷線路，所以遠(yuǎn)點(diǎn)短路時(shí)短路電流的數(shù)值與最大負(fù)荷電流相接近。因此要求采用高靈敏度的保護(hù)裝置。而在近點(diǎn)短路時(shí)其數(shù)值又相當(dāng)大，為避免燒壞接觸導(dǎo)線擴(kuò)大事故范圍，要求保護(hù)裝置快速動(dòng)作。</p><p><b>　　饋線的主保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于任務(wù)書給定的復(fù)線電力牽引網(wǎng)，設(shè)距離保護(hù)二段保護(hù)作為饋線的主保護(hù)。</p><p><b&

22、gt;　　饋線的后備保護(hù)</b></p><p><b>　　※ 電流速斷保護(hù)</b></p><p><b>　　※ 過電流保護(hù)</b></p><p>　　第三章 繼電保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 主變壓器保護(hù)整定計(jì)算</p><p>

23、　　一.差動(dòng)電流保護(hù)（用BCH-2型繼電器整定）</p><p><b>　　1.確定基本側(cè)</b></p><p>　　將變壓器兩側(cè)電流互感器流入差回路的電流中較大的一側(cè)作為基本側(cè)，計(jì)算步驟如下：</p><p>　　變壓器額定電流： 110KV =104.98A</p><p>　　27.5V

24、 =422.11A</p><p>　　電流互感器計(jì)算變比： 110KV nTA.js==</p><p>　　27.5KV nTA.js = </p><p>　　電流互感器實(shí)際變比 ： 110KV nTA.sj=40</p><p>　　27.5KV nTA.sj=160</p>

25、;<p>　　流入差回路的電流： 110KV A</p><p>　　27.5KV </p><p>　　選110KV為基本側(cè)</p><p>　　2．差動(dòng)保護(hù)的一次動(dòng)作電流確定如下</p><p>　　（1）按躲過變壓器空載投入時(shí)的最大勵(lì)磁涌流整定。</p><p>　　Idz

26、=KKIe.T</p><p>　　(2) 躲外部短路時(shí)最大不平衡電流。</p><p>　　Idz=KKIbp.max=KK(Ibp.TA+ Ibp.Δu+ Ibp.ph)</p><p>　　(3)按電流互感器的二次斷線進(jìn)行整定</p><p>　　Idz=KKIe.T=1.2 104.98=125.976A</p><

27、;p>　　取以上計(jì)算結(jié)果中的最大值作為變壓器差動(dòng)保護(hù)的一次動(dòng)作電流</p><p>　　即Idz=125.976A</p><p>　　3．計(jì)算差動(dòng)線圈匝數(shù)及實(shí)際動(dòng)作電流為</p><p><b>　　Idz.js= </b></p><p><b>　　Wcd.js </b></p&g

28、t;<p>　　差動(dòng)線圈的實(shí)際匝數(shù)應(yīng)向下調(diào)整 取Wcd.zd=10匝</p><p>　　繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為 </p><p>　　4．確定27.5KV側(cè)平衡線圈匝數(shù)</p><p><b>　　Wph</b></p><p><b>　　選用Wph=7匝</b&g

29、t;</p><p>　　5.平衡線圈誤差的計(jì)算</p><p>　　Δfph==＜0.05</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果有效</b></p><p><b>　　6.靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　按最小運(yùn)行方式下，電源側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行效驗(yàn)&l

30、t;/p><p><b>　　Klm= ＞2</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　二．二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域日益廣泛的應(yīng)用，比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)作為雙圈及三圈變壓器的主保護(hù)具有動(dòng)作可靠，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、比較

31、、判斷等較為方便簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到用戶的認(rèn)可。　　所謂比率制動(dòng)特性差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)單說就是使差動(dòng)電流定值隨制動(dòng)電流的增大而成某一比率的提高。使制動(dòng)電流在不平衡電流較大的外部故障時(shí)有制動(dòng)作用。而在內(nèi)部故障時(shí)，制動(dòng)作用最小。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)二次諧波閉鎖，還需得到差動(dòng)電流中的二次諧波，如二次諧波達(dá)到一定值，則將差動(dòng)保護(hù)閉鎖。</p><p><b>　　1．動(dòng)作電流：</

32、b></p><p>　　一般按變壓器額定電流的0.2—1倍整定(按額定電流整定)，需考慮接線系數(shù)。</p><p><b>　　Idz= A</b></p><p>　　2 即平衡系數(shù)　　用來對(duì)主變各側(cè)因CT變比不同引起的誤差進(jìn)行校正，以變壓器副邊電流的二次值為基準(zhǔn)，將變壓器原邊電流二次值乘以來進(jìn)行差流判斷。 式中

33、——流入保護(hù)裝置低壓側(cè)二次電流; ——流入保護(hù)裝置高壓側(cè)二次電流。3. 基波制動(dòng)斜率（既比率制動(dòng)系數(shù)），可按下式計(jì)算: ——可靠系數(shù)，取1.3～1.5; ——電流互感器同型系數(shù)，取1。 ——電流互感器10%誤差曲線。滿足誤差取0.1。 ΔU——變壓器調(diào)壓引起的相對(duì)誤差，一般取相鄰二檔變壓比的百分?jǐn)?shù)。</p>&

34、lt;p><b>　　故</b></p><p>　　=1.3（10.1+0.1+0.05）=0.325</p><p>　　4. 諧波制動(dòng)系數(shù)　　根據(jù)變壓器涌流的大小及系統(tǒng)中二次諧波在基波中的含量來整定。一般在10%～25%之間選取。=0.1～0.255.靈敏系數(shù)</p><p>　　按最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路

35、電流進(jìn)行整定。</p><p><b>　　三．零序電流保護(hù)</b></p><p>　　變壓器的接地保護(hù)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)一樣都采用零序電流保護(hù)。變壓器的零序電流保護(hù)一般是接在變壓器中性點(diǎn)接地線的一臺(tái)電流互感器上（3TA）。該保護(hù)裝置是用來防止被保護(hù)變壓器具有接地中性點(diǎn)側(cè)的線圈內(nèi)部及其引出線上的接地短路的，同時(shí)可以作為防止相應(yīng)母線和線路接地短路的后備保護(hù)

36、，由于變壓器已裝設(shè)了差動(dòng)等快速保護(hù)，所以對(duì)于變壓器線圈內(nèi)部及其引出線上的接地短路已能保證快速切除，因此接地保護(hù)主要用來保護(hù)外部接地短路引起的過電流的，所以從動(dòng)作上應(yīng)與線路和母線保護(hù)相配合。</p><p>　　目前牽引變電所主變壓器接地保護(hù)的啟動(dòng)電流是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定的，如下：</p><p>　　式中 ----可靠系數(shù)，取=1.2</p><p>　　---

37、-返回系數(shù)，取=0.85</p><p>　　----變壓器的額定電流。</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　A</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限 t=3.5s</p><p>　　四.三相低壓過電流保護(hù)（作為后備保護(hù)）</p>

38、<p>　　過電流保護(hù)裝置的起動(dòng)電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流進(jìn)行整定，動(dòng)作電流：</p><p><b>　　==229.77A</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn) </b></p><p>　　===1.915＞1.5</p><p><b>　　滿

39、足要求</b></p><p>　　低電壓元件動(dòng)作電壓：一般按母線最低工作電壓整定。</p><p><b>　　V</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　其中L=919.08 20.163 0.55V</p><p>&l

40、t;b>　　故</b></p><p>　　==1.87＞1.5</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：與變壓器低壓側(cè)單相低電壓過電流保護(hù)配合。</p><p>　　五.負(fù)序電流和單相低電壓過電流保護(hù) </p><p>　　對(duì)于大容量的發(fā)動(dòng)機(jī)

41、變壓器組，由于額定電流大，電流元件往往不能滿足遠(yuǎn)后備靈敏度的要求，可采用負(fù)序電流保護(hù)。它是由反應(yīng)不對(duì)稱短路故障的負(fù)序電流元件和反應(yīng)對(duì)稱短路故障的單相式低電壓電流保護(hù)組成。</p><p>　　負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，且在Y,d接線的變壓器另一側(cè)發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，靈敏度不受影響，接線也較簡(jiǎn)單。</p><p>　　動(dòng)作電流：整定原則同三相低電壓過電流保護(hù)。</p><

42、p>　　動(dòng)作電壓：整定原則同三相低電壓過電流保護(hù)。</p><p>　　靈敏系數(shù)：效驗(yàn)原則同三相低電壓過電流保護(hù)。</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限：t=1s</b></p><p><b>　　六.過負(fù)荷保護(hù)</b></p><p>　　變壓器的過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流

43、，保護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。</p><p>　　動(dòng)作電流：按額定電流整定。</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限t=9.0s</p><p><b>　　七．重瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　1.瓦斯保護(hù)可以保護(hù)的故障種類為：（1）變壓器內(nèi)部的多相短路。（2）匝間短路，繞組與鐵芯或外殼短路。

44、（3）鐵芯故障。（4）油面下降或漏油。（5）分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不牢固。</p><p>　　2．動(dòng)作時(shí)間：06---1S</p><p>　　變壓器保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果如下</p><p><b>　　主變壓器參數(shù)</b></p><p><b>　　差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算</b></p&

45、gt;<p>　　過電流及過負(fù)荷保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　第二節(jié) 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置整定計(jì)算</p><p><b>　　一．電流速斷保護(hù)</b></p><p>　?。?）動(dòng)作電流：按躲過電容器投入時(shí)產(chǎn)生的最大涌流進(jìn)行整定。</p><p><b>　　故有</b></p

46、><p>　　（2）靈敏系數(shù)：按最小運(yùn)行方式下，電源側(cè)發(fā)生兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p>　?。?）動(dòng)作時(shí)限：t=0.1s</p><p><b>　　二.過電流保護(hù)</b></p><p><b>　　1動(dòng)作電流：</b></p><p>　?。?）按電容器組電容有10

47、%的偏差，使負(fù)荷增大進(jìn)行整定，則</p><p>　?。?）按電容器允許1.3倍額定電流長(zhǎng)期運(yùn)行進(jìn)行整定。則</p><p>　　（3）合閘涌流不誤動(dòng)進(jìn)行整定</p><p>　　動(dòng)作電流取三者計(jì)算最大值，故</p><p><b>　　2.靈敏系數(shù)</b></p><p>　　3. 動(dòng)作時(shí)限：t

48、=1.0s</p><p>　　三. 諧波過電流保護(hù)</p><p>　　整流式電力機(jī)車負(fù)荷電流中含有大量的高次諧波，其中三次諧波為最多，而牽引網(wǎng)短路電流接近于正弦波，因此可利用三次諧波的含量區(qū)分正常工作與故障狀態(tài)。</p><p><b>　　動(dòng)作方程為：</b></p><p>　　其中：I3、I5、I7、I9、I1

49、1－各并補(bǔ)分支電流中3、5、7、9、11次諧波分量；</p><p>　　Izd－諧波過電流定值，各并補(bǔ)分支共用一份定值．</p><p><b>　　動(dòng)作電流：</b></p><p>　　按等效三次諧波電流為額定電流的1.5倍連續(xù)運(yùn)行2分鐘整定。</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：t=120s</p>&l

50、t;p><b>　　四.差電流保護(hù)</b></p><p>　　1.動(dòng)作電流：按投入電容器組產(chǎn)生的涌流可能造成的不平衡電流整定，則</p><p>　　-----可靠系數(shù)，取1.3</p><p>　　-----同型系數(shù)，取1</p><p>　　-----流互最大允許誤差,取10%</p><

51、p>　　-----涌流有效值，為5倍額定電流。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　差電流繼電器計(jì)算動(dòng)作電流A</p><p><b>　　差動(dòng)線圈計(jì)算匝數(shù)匝</b></p><p>　　差動(dòng)線圈的實(shí)際匝數(shù)應(yīng)向下調(diào)整，取匝</p><p>　　故

52、繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流</p><p>　　2.靈敏系數(shù)：對(duì)于并聯(lián)電容補(bǔ)償支路來說，最小短路電流同額定電流，可以用流過并聯(lián)電容補(bǔ)償支路的額定電流來進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。</p><p><b>　　不符合要求</b></p><p>　　3.動(dòng)作時(shí)限：t=0.1s</p><p><b>　　五.差電壓保護(hù)</b

53、></p><p>　　動(dòng)作電壓的整定需考慮三個(gè)方面：</p><p>　　1.確定電容器組故障后由熔絲切除的電容器臺(tái)數(shù)K，此時(shí)故障電容器組端電壓可能上升到1.1倍額定電壓。</p><p><b>　　由，</b></p><p>　　其中：M 一并朕電容器數(shù)； N 一串朕電容器數(shù)；D－補(bǔ)償度（0.12~0.13

54、）</p><p>　　K－切斷電容器的臺(tái)數(shù)</p><p><b>　　即</b></p><p>　　解得，所以允許切除的電容器臺(tái)數(shù)為5臺(tái)，即K=5。</p><p>　　2.計(jì)算故障電容器組與非故障電容器組間的電壓差值。</p><p>　　3.繼電器的動(dòng)作電壓</p><

55、;p>　　4.動(dòng)作時(shí)間的整定。</p><p>　　為了躲開關(guān)不同期合閘取0.5s</p><p><b>　　六.低電壓保護(hù)</b></p><p>　　按并聯(lián)補(bǔ)償裝置“最后投入，最先開放”的原則而設(shè)計(jì)。設(shè)置低電壓保護(hù)的目的是：</p><p>　　a) 防止在無負(fù)荷時(shí)電容器和變壓器同時(shí)投入；</p>

56、<p>　　b) 在電源恢復(fù)前，使電容器不在投入狀態(tài)。</p><p>　　動(dòng)作方程：U＜Uzd</p><p>　　其中：U一母線電壓基波分量； Uzd一低電壓定值；</p><p>　　動(dòng)作電壓：一般按母線額定電壓的50%---60%整定</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：t=0.5s～1s</p>&l

57、t;p><b>　　七.過電壓保護(hù)</b></p><p>　　用于保護(hù)電容器的過電壓。</p><p>　　動(dòng)作方程：U＞Uzd</p><p>　　其中：U一母線電壓基波分量； Uzd 一過電壓定值</p><p>　　動(dòng)作電壓：一般按母線額定電壓的115%---120%整定，取115%</p&g

58、t;<p>　　動(dòng)作時(shí)限：t= 1s～2s</p><p>　　電容器保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果如下</p><p>　　第三節(jié) 饋線保護(hù)整定計(jì)算</p><p><b>　　交流牽引負(fù)荷的特點(diǎn)</b></p><p>　　移動(dòng)負(fù)荷，大小隨時(shí)變化，這主要與線路情況，機(jī)車類型，列車重量和運(yùn)行速度有關(guān)。 </p&

59、gt;<p>　　負(fù)荷電流大，饋線電流可在0到600～800A的極寬范圍內(nèi)變化，雙機(jī)牽引更高；有些線路高達(dá)2000～3000A</p><p>　　單邊供電時(shí)，供電臂的長(zhǎng)度為20～30km；雙邊供電時(shí)，復(fù)線為40～50km，單線為60～70km。</p><p>　　線路單位阻抗大于普通輸電線路阻抗，0.54∠65°</p><p>　　距離

60、長(zhǎng)，單位阻抗大，在最小運(yùn)行方式下牽引網(wǎng)末端短路時(shí)，電流數(shù)值較小，有時(shí)可與最大負(fù)荷相比，采用一般保護(hù)很難滿足靈敏度的要求。</p><p>　　空載投入機(jī)車變壓器時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，含有大量的二次諧波，其幅值可達(dá)到500～600A；</p><p>　　牽引狀態(tài)下機(jī)車的電流的相位角為25～40°，啟動(dòng)時(shí)55 ～60 °，再生時(shí)可達(dá)90～120 °。正常負(fù)荷下，功率因

61、數(shù)為0.8左右。</p><p>　　機(jī)車的電流是非正弦的,含有大量高次諧波。三次諧波含量最高為20﹪~30﹪。</p><p>　　牽引負(fù)荷是兩個(gè)單相負(fù)荷，在三相系統(tǒng)中造成三相負(fù)荷不對(duì)稱，不適用利用復(fù)序分量保護(hù)。</p><p>　　牽引網(wǎng)短路電流波形基本上是正弦的（機(jī)車退出工作），三次諧波含量不超過2﹪~3﹪ 。</p><p>　　由于

62、牽引負(fù)荷具有以上所提到的一系列特點(diǎn)，所以再簡(jiǎn)單套用一般三相電網(wǎng)的保護(hù)已不能充分滿足其基本要求。反應(yīng)電流值變化的電流保護(hù)，由于靈敏度較低，所以一般不能作為牽引饋線的主保護(hù)。</p><p>　　一.電流速斷保護(hù)（作為輔助保護(hù)，與其他保護(hù)方式相配合）</p><p>　　動(dòng)作電流：按被保護(hù)范圍末端發(fā)生短路的最大短路電流整定。</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：需考慮與電力機(jī)

63、車斷路器跳閘時(shí)間配合。</p><p><b>　　1.A相饋線</b></p><p><b>　?。?） 動(dòng)作電流：</b></p><p><b>　　（2）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　查表得最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)近端15%處短路電流為2295.743A，大于動(dòng)作

64、電流（2153.2173A），故在最小運(yùn)行方式下，速斷保護(hù)范圍大于線路總長(zhǎng)度的15%，靈敏度滿足要求。</p><p>　?。?）動(dòng)作時(shí)限：t=0.1s</p><p><b>　　2.B相饋線</b></p><p><b>　　（1） 動(dòng)作電流：</b></p><p><b>　?。?/p>

65、2）靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　查表得最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)近端15%處短路電流為2405.344A，小于動(dòng)作電流（2571.6223A），故在最小運(yùn)行方式下，速斷保護(hù)范圍小于線路總長(zhǎng)度的15%，靈敏度不滿足要求。</p><p>　?。?）動(dòng)作時(shí)限：t=0.1s</p><p><b>　　二.距離保護(hù)</b></p

66、><p>　　距離保護(hù)既能反映被保護(hù)線路故障時(shí)電壓的降低，又反映電流的升高；采用方向阻抗繼電器時(shí)還可反映相角的變化，即距離保護(hù)同時(shí)反映被保護(hù)元件三個(gè)特性參數(shù)的變化，因此其靈敏度系數(shù)較高，在牽引網(wǎng)保護(hù)中一般均用其作為主保護(hù)。其阻抗元件多采用圓特性的，因此其保護(hù)范圍由牽引網(wǎng)的最小負(fù)荷阻抗所限定，對(duì)于運(yùn)輸繁忙的長(zhǎng)距離線路，仍滿足不了靈敏度系數(shù)的要求。為了提高距離保護(hù)的靈敏度，可采用其他特性形狀的阻抗繼電器。它們的靈敏度系數(shù)

67、都比一般圓特性的高。尤其是四邊形特性阻抗繼電器可得到任意需要的靈敏系數(shù)。下面就以四邊形動(dòng)作特性為例做整定計(jì)算。</p><p>　　距離保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)包括如下內(nèi)容：</p><p>　　1..所選擇的成套保護(hù)裝置或繼電器有偏移特性，數(shù)值如下：</p><p>　　阻抗保護(hù)電阻偏移值為1</p><p>　　阻抗保護(hù)電抗偏移值為1</p

68、><p><b>　　2.TV斷線檢測(cè)</b></p><p>　　距離保護(hù)是在測(cè)量線路阻抗值（Z=U/I）等于或小于整定值時(shí)動(dòng)作，即當(dāng)加在阻抗繼電器上的電壓降低而流過阻抗繼電器的電流增大到一定值時(shí)繼電器動(dòng)作，其電壓產(chǎn)生的是制動(dòng)力矩。電流產(chǎn)生的是動(dòng)作力矩，當(dāng)突然失去電壓時(shí)，制動(dòng)力矩也突然變得很小，而在電流回路則有負(fù)荷電流產(chǎn)生的動(dòng)作力矩，如果此時(shí)閉鎖回路動(dòng)作失靈，距離保護(hù)就

69、會(huì)誤動(dòng)作。所以應(yīng)設(shè)定TV斷線檢測(cè)。</p><p>　　斷線判據(jù)：根據(jù)斷線失壓工作原理的分析，電壓互感器二次一相或兩相斷線的判據(jù)是：</p><p>　　微機(jī)保護(hù)起動(dòng)元件沒有起動(dòng)，同時(shí)滿足</p><p>　　該判據(jù)可以判別一相或兩相斷線失壓,有很高的動(dòng)作靈敏度.當(dāng)判別斷線后,可經(jīng)短延時(shí)閉鎖距離保護(hù),經(jīng)較長(zhǎng)延時(shí)發(fā)出斷線信號(hào).</p><p>

70、　　判別三相斷線,若電壓互感器接在線路側(cè)而僅用電壓判據(jù)時(shí),當(dāng)斷路器未合上前會(huì)出現(xiàn)斷線警告信號(hào).為此,對(duì)三相斷線還需要增加斷路器合閘的位置信號(hào)和線路有電流信號(hào).所以,三相斷線判別是:</p><p>　　微機(jī)裝置保護(hù)啟動(dòng)元件沒有啟動(dòng),斷路器在合閘位置,或者有一相電流大于 (無電流門檻,可取0.04或0.08,是電流互感器二次額定電流);同時(shí)滿足</p><p>　　式中是三相電壓的正序分量.

71、</p><p>　　當(dāng)檢出三相斷線后,應(yīng)閉鎖保護(hù),發(fā)出斷線信號(hào).若不引入斷路器合閘位置信號(hào)僅用電流信號(hào),則當(dāng)實(shí)際電流小于時(shí),斷路器閉鎖將起不到預(yù)期作用.</p><p><b>　　PT斷線閉鎖判據(jù):</b></p><p>　　U<Uzd and 0.5A≤I≤Izd</p><p>　　其中：U、I――

72、―分別為饋線電壓（二次值）、電流（二次值）；</p><p>　　Isd ―――為過流速斷起動(dòng)值．</p><p>　　3.對(duì)于任務(wù)書給定的復(fù)線電力牽引網(wǎng),一般需設(shè)兩段距離保護(hù),根據(jù)所選擇的成套保護(hù)裝置或繼電器的動(dòng)作特性進(jìn)行整定計(jì)算,下面以四邊形動(dòng)作特性為例.按44F整定.其特性的ab邊與橫軸R平行,bc邊的傾斜角()大致與線路阻抗角相同.</p><p>　　ab

73、邊的整定原則是根據(jù)保護(hù)區(qū)間線路電抗值確定,即 這里 的值取1.2, 為兩相鄰變電所之間的線路電抗值.</p><p>　　bc邊的位置由 (由坐標(biāo)原點(diǎn)至bc邊與R軸交點(diǎn)的數(shù)值)決定.繼電器誤動(dòng)的最嚴(yán)重情況是:變壓器母線電壓最低(),負(fù)荷電流最大(),且負(fù)荷功率因數(shù)角最壞()時(shí),此時(shí)最小負(fù)荷電阻值由下式求得.</p><p><b>　　阻抗段:</b></p&g

74、t;<p>　　電阻動(dòng)作值:按躲過最小負(fù)荷阻抗整定.</p><p>　　電抗動(dòng)作值:按能保護(hù)被保護(hù)線路長(zhǎng)度85%對(duì)應(yīng)的電抗整定.</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:需考慮與電力機(jī)車斷路器跳閘時(shí)間配合.</p><p><b>　　(1)A相饋線</b></p><p><b>　　電阻動(dòng)作:<

75、/b></p><p><b>　　)</b></p><p><b>　　電抗動(dòng)作值:</b></p><p><b>　　被保護(hù)線路的電抗</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.1s</p><p><b>　　(2)B相饋線

76、</b></p><p><b>　　電阻動(dòng)作:</b></p><p><b>　　電抗動(dòng)作值:</b></p><p><b>　　被保護(hù)線路的電抗</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.1s</p><p><b>　

77、　阻抗段:</b></p><p>　　電阻動(dòng)作值: 按躲過最小負(fù)荷阻抗整定.</p><p>　　電抗動(dòng)作值: 按能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的電抗整定.</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限: 需阻抗段配合</p><p><b>　　(1)A相饋線</b></p><p><b>　

78、　:電阻動(dòng)作值:</b></p><p>　　大于10,繼電器整定在</p><p><b>　　即可</b></p><p><b>　　電抗動(dòng)作值:</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.6s</p><p><b>　　(2)B相饋線<

79、;/b></p><p><b>　　電阻動(dòng)作:</b></p><p>　　大于10,繼電器整定在</p><p><b>　　即可</b></p><p><b>　　電抗動(dòng)作值:</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.6s</p

80、><p><b>　　三.過電流保護(hù)</b></p><p>　　動(dòng)作電流:按躲過最大負(fù)荷電流整定.</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限: 需阻抗段配合</p><p><b>　　1.A相饋線</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn) </b></

81、p><p><b>　　不滿足要求</b></p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.6s</p><p><b>　　2B相饋線</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p><b>　　不滿足要求</b><

82、;/p><p>　　動(dòng)作時(shí)限:t=0.6s</p><p>　　牽引網(wǎng)饋線保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果如下</p><p>　　第四章 B相饋線保護(hù)的原理接線圖和展開圖</p><p>　　第一節(jié) 原理接線圖</p><p>　　B相饋線采用ZKH型成套保護(hù)裝置。它具有四邊形阻抗元件的牽引饋線成套保護(hù)裝置。主要由電流元件，阻抗元件

83、和自動(dòng)重合閘等部分組成。下圖為ZKH--1型保護(hù)原理框圖。其中，阻抗元件做主保護(hù)，電流元件做輔導(dǎo)保護(hù)用以消除阻抗元件的死區(qū)。電流元件以谷點(diǎn)電壓為其動(dòng)作元件。阻抗元件采用四邊形阻抗繼電器和放電式延時(shí)電路。重合閘元件為由保護(hù)啟動(dòng)，具有后加速的一次晶體管重合閘裝置。</p><p>　　圖中上部為電流元件，中部為阻抗繼電器及自動(dòng)重合閘，下部為出口電路。圖中的電流i來自電流互感器二次測(cè)電流（即15TA1）電壓u來自電壓互

84、感器二次測(cè)電壓，電壓互感器裝在B相27.5KV母線上。DKB有兩個(gè)原繞組，可以調(diào)整整定范圍。YB副邊的兩組可調(diào)抽頭用來改變K1，K2的大小，將繼電器整定到所需要的特性。牽引網(wǎng)電壓因受諧波影響波形也有畸變，如不改善，將影響繼電器的動(dòng)作特性，為此在電壓變換器YB之前加濾波電路，以改善波形。重合閘采用保護(hù)起動(dòng)，故手動(dòng)分閘不會(huì)起動(dòng)重合閘，但手動(dòng)合閘能加速保護(hù)動(dòng)作的作用。</p><p>　　ZKH—1型保護(hù)裝置原理框圖如

85、下圖所示</p><p><b>　　第二節(jié) 展開圖</b></p><p>　　1.交流電流，電壓回路接線圖如下：</p><p><b>　　2.直流回路</b></p><p>　　包括控制回路接線圖和信號(hào)回路接線圖。</p><p>　　平時(shí)，斷路器處于合閘位置時(shí)，

86、分位繼電器FWJ的接點(diǎn)是斷開的。BCJ3節(jié)點(diǎn)平時(shí)也是斷開的。</p><p>　　斷路器事故跳閘后，F(xiàn)WJ動(dòng)作，其接點(diǎn)閉合，3C1放電，重合閘成功；FWJ斷電，其接點(diǎn)斷開，3C1又充電，經(jīng)15----25S后充電結(jié)束，為下次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。</p><p>　　若重合閘失敗，保護(hù)動(dòng)作，BCJ3接點(diǎn)再次閉合，但因3C1來不及充電，不能啟動(dòng)重合閘。</p><p>　　重

87、合閘采用手動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)，故手動(dòng)分閘不會(huì)起動(dòng)重合閘。</p><p>　　手動(dòng)合閘于故障時(shí)，由于3C1來不及充電，，故不能起動(dòng)重合閘。同時(shí)萬能開關(guān)WK將端子22與23接通，起到了手動(dòng)合閘后加速保護(hù)動(dòng)作的作用。</p><p>　　HJW：用于監(jiān)視斷路器合閘位置；</p><p>　　FWJ：用于監(jiān)視斷路器分閘位置；</p><p>　　FTJ：為

88、斷路器的防止跳躍繼電器。</p><p><b>　　控制回路如下圖所示</b></p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過一個(gè)多月的努力和實(shí)踐，我基本完成了任務(wù)要求書中規(guī)定的任務(wù)。在作報(bào)告的過程中，請(qǐng)教了很多老師，和同學(xué)也經(jīng)常討論問題，在這里，謝謝所以幫助過我的老師和同學(xué)們。</p