繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--110kv降壓變電站的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　1.緒論2</b></p><p>　　1.1繼電保護(hù)的發(fā)展2</p><p>　　1.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用3</p><p>　　2系統(tǒng)運(yùn)行方式和變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇5</p><p

2、>　　2.1系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇5</p><p>　　2.2變壓器中性點(diǎn)接地選擇5</p><p>　　3.故障點(diǎn)選擇，各序網(wǎng)絡(luò)制定及短路計(jì)算6</p><p>　　3.1網(wǎng)絡(luò)的制定6</p><p>　　3.2系統(tǒng)等值參數(shù)及短路的計(jì)算8</p><p>　　4 變電站保護(hù)的配置10</p&g

3、t;<p>　　4.1變壓器保護(hù)的配置10</p><p>　　4.2變壓器保護(hù)整定計(jì)算和校驗(yàn)11</p><p>　　4.3 線路保護(hù)的配置12</p><p>　　4.4母線與線路保護(hù)整定計(jì)算與校驗(yàn)13</p><p>　　4.5 母線保護(hù)的配置14</p><p>　　5保護(hù)的綜合評價(jià)1

4、5</p><p>　　5.1 變壓器保護(hù)的綜合評價(jià)15</p><p>　　5.2線路保護(hù)的綜合評價(jià)16</p><p>　　5.3母線保護(hù)綜合評價(jià)16</p><p><b>　　總結(jié)17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p&g

5、t;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)的題目是《110kv降壓變電站的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)》。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在設(shè)計(jì)的過程中，用到了110kV降壓變電站的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)可分為幾部分：設(shè)計(jì)方案的確定；系統(tǒng)短路電流的計(jì)算；主變壓器繼電保護(hù)的配置、整定及校驗(yàn)的確定。 </p><p

6、>　　通過本次設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)的基本方法，鞏固三年以來學(xué)過的知識，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題的能力，而且加深對變電站的全面了解。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】短路計(jì)算、 整定計(jì)算、保護(hù)配置</p><p><b>　　1.緒論 </b></p><p>　　1.1繼電保護(hù)的發(fā)展</p><p>　　繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電

7、力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路是不可避免的，短路的特征就是電流增大。為了保護(hù)發(fā)電機(jī)免受短路的破壞，首先出現(xiàn)了電流超過一預(yù)定值就動作的過電流保護(hù)裝置。熔斷器就是最早的、最簡單的過電流保護(hù)裝置，這種保護(hù)裝置時至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備上。熔斷器的特點(diǎn)是融保護(hù)裝置和切斷電流裝置于一體，因而最為簡單。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，使用電設(shè)備的功率增大，發(fā)電廠、變電站和供電網(wǎng)的接線不斷復(fù)雜，電力系統(tǒng)中正常工作電流和短路電流都不斷增大，

8、熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求，于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置（斷路器）的過電流繼電器。19世紀(jì)90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式（直接反應(yīng)于一次短路電流）的電磁型過電流繼電器20 世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)。這個時期可認(rèn)為是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。20世紀(jì)50年代后，由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展，開始出現(xiàn)了晶體管式繼電保護(hù)裝置。這種保護(hù)裝置體積小、功率損耗小、動作速度快、無機(jī)械轉(zhuǎn)動部

9、分，稱為電子式靜態(tài)保護(hù)裝置。晶體管保護(hù)裝置易受電力系統(tǒng)中或外界的電磁干擾的影響而誤動或損壞，當(dāng)時其工</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行等。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電

10、力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時間減到最短。此外，機(jī)、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn)，特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。因此，系統(tǒng)的繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐等設(shè)備的承變能力，機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也 應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)際需要。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù)。</p>&

11、lt;p>　　1.2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用</p><p>　　電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下的后果：</p><p>　　通過故障點(diǎn)的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；</p><p>　　短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起它們的損壞或

12、縮短它們的使用壽命；</p><p>　　電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；</p><p>　　破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振動，甚至使整個系統(tǒng)瓦解；</p><p>　　電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。例如，因負(fù)荷超過電氣設(shè)備的額定值而引起的電流升高（一般又稱過負(fù)荷），就是

13、一種最常見的不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于過負(fù)荷，使元件載流部分和絕緣材料的溫度不斷升高，加速絕緣的老化和損壞，就可能發(fā)展成故障。此外，系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，都屬于不正常運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。事故，就是指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對用戶少送電或電能質(zhì)量變壞到不能容許的地步，甚至造

14、成人身傷亡和電氣設(shè)備的損壞。</p><p>　　系統(tǒng)事故的發(fā)生，除了由于自然條件的因素（如遭受雷擊等）以外，一般者是由于設(shè)備制造上的缺陷、設(shè)計(jì)和安裝的錯誤、檢修質(zhì)量不高或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)而引起的。因此，只要充分發(fā)揮人的主觀能動性，正確地掌握客觀規(guī)律，加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)和檢修，就可能大大減少事故發(fā)生的機(jī)率，把事故消滅在發(fā)生之前。</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施消除或減少發(fā)

15、生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個要求。這種保護(hù)裝置直到目前為止，大多是由單個繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。在電力式靜態(tài)保護(hù)裝置和數(shù)字式保護(hù)裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器已被電力元件計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電業(yè)部門常用繼電保

16、護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)式由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞則指各種具體的裝置。</p><p>　　繼電保護(hù)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(yùn)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：</p><p>　　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(yùn)行；<

17、;/p><p>　　反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（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。此時一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。</p><p>　　2系統(tǒng)運(yùn)行方式和變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇</p><p>　　2.1系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇</p

18、><p>　　變電站運(yùn)行方式選擇原則：變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺停用。</p><p>　　線路運(yùn)行方式選擇原則：一個發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，另一條線路又故障的方式；雙回路一般不考慮同時停用。</p><p>　　系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定：本系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式是所有設(shè)備全部投入運(yùn)行；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式為發(fā)電

19、機(jī)只有G1或G2一臺投入。所有變壓器星型側(cè)接地。</p><p>　　2.2變壓器中性點(diǎn)接地選擇</p><p>　　(1)變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均要接地。</p><p>　　(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必須接地。</p><p>　　(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。</p><

20、;p>　　(4)為防止操作過電壓，在操作時應(yīng)臨時將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后</p><p>　　再斷開，這種情況不按接地運(yùn)行考慮。</p><p>　　3.故障點(diǎn)選擇，各序網(wǎng)絡(luò)制定及短路計(jì)算</p><p><b>　　3.1網(wǎng)絡(luò)的制定</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是110KV A站變電站繼電保護(hù)，如圖

21、3.1所示，整個系統(tǒng)中選擇了6個短路點(diǎn)d1、d2、d3、d4、d5、d6。根據(jù)整定計(jì)算的需要，保護(hù)的整定原則選擇的短路點(diǎn)。圖3.2、3.3、3.4是d1短路時的正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)圖，其他短路點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖原理一致。</p><p>　　圖3.1 等值電路圖和各短路點(diǎn)</p><p>　　圖3.2 d1短路時的正序網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　圖3.3 d1短路時的負(fù)序網(wǎng)

22、絡(luò)圖</p><p>　　圖3.4 d1短路時的零序網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　3.2系統(tǒng)等值參數(shù)及短路的計(jì)算</p><p>　　基準(zhǔn)功率：SB=100MV·A； 基準(zhǔn)電壓：VB=115KV；</p><p>　　基準(zhǔn)電流：IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502K

23、A；</p><p>　　基準(zhǔn)電抗：ZB=VB/1.732 IB=115×103/1.732×502=132.25Ω；</p><p>　　電壓標(biāo)幺值：E=E(2)=1.05</p><p>　　（1）輸電線路等值電抗計(jì)算</p><p>　?、?A站10KV饋線(設(shè)線路長30km)</p><p>

24、;　　正序以及負(fù)序電抗：XL= X1L=0.4×30=12Ω； XL*= 12/132.25=0.09074</p><p><b>　?、?線路AS2</b></p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XAS2= X1LAS2=0.4×15=6Ω； XAS2*= 6/132.25=0.04537</p><p>　　零

25、序電抗：XAS20=X1LAS2= 3X1LAS2=3×6=18Ω；</p><p>　　XAS20*= XAS20/ZB=18/132.25=0.1361</p><p><b>　?、?線路AB</b></p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XAB= X1LAB=0.4×25=10Ω；</p><p&

26、gt;　　XAB*= XAB/ ZB=10/132.25=0.07561</p><p>　　零序電抗：XAB0= X0LAB= 3XAB=30Ω； XAB*=3 XAB*=0.2268</p><p><b>　?、?線路AC</b></p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XAC=X1LAC=0.4×18=7.2Ω；&l

27、t;/p><p>　　XAC*= XAC/ ZB=7.2/132.25=0.05444</p><p>　　零序電抗：XAC0= 3XAC=21.6Ω； XAC0*= 3XAC* =0.1633</p><p><b>　　⑤ 線路BS1</b></p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XBS1= 0.4

28、×28=11.2Ω； XBS1*= 11.2/132.25=0.08469</p><p>　　零序電抗：XBS10= 3XBS1=33.6Ω； XBS20*= 3XBS1*/ ZB=0.2541</p><p>　　（2）變壓器等值電抗計(jì)算</p><p>　?、?變壓器1B、2B</p><p>　　XT

29、1= XT2=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)≈98.736Ω</p><p>　　XT1*= XT2*=XT1/ ZB=98.736/132.25=0.7466</p><p>　?、?變壓器3B、4B</p><p>　　XT3= XT4 ≈62.9805Ω； </p><p>　　XT3*= XT4*

30、=XT3/ ZB=62.9805/132.25=0.4762</p><p>　?、?變壓器5B、6B等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT5=XT6= XT7=(UK%/100)×(VN2/ SN)≈83.89Ω； </p><p>　　XT6*= XT5*=0.6305</p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算</

31、p><p>　　XG1=0.7109×132.25=94.0165Ω； </p><p>　　XG1* = XG2*=X%SB /SG=0.7109</p><p>　　(4) 最大負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　A母線最大負(fù)荷電流① IfhA ·max = 2S3B/U=2×20000/(1.732

32、×115)=200.8234A</p><p>　?、?B母線最大負(fù)荷電流 IfhB ·max =2 S2B /U =2×15000/(1.732×115)=150.62A</p><p>　　③ A站10KV母線最大負(fù)荷電流按變壓器額定電流取1154.73A</p><p><b>　?。?）負(fù)荷阻抗</b&

33、gt;</p><p>　　XLD1= E/1.732 Id1·max=265.6Ω； XLD2= E/1.732 Id2·max=330.7Ω</p><p>　　XLD3= E/1.732 Id3·max=189.7Ω； XLD4= E/1.732 Id4·max=209.9Ω</p><p><b>　

34、　零序電流</b></p><p>　　d1點(diǎn)短路的零序電流：X0∑=16.75Ω X1∑= X2∑=48.23Ω</p><p>　　I0·min=E/(2Z2∑+Z0∑)= 115/(2×48.23+16.75)=1.066 KA</p><p>　　I0·max=E/(2Z0∑+Z1∑)= 115/(2×

35、;16.75+48.23)=1.477KA</p><p>　　d2點(diǎn)短路的零序電流：X0∑=24.36Ω X1∑= X2∑=43.83Ω</p><p>　　I0·min= 115/(2×43.83+24.36)=0.898 KA； I0·max= 115/(2×24.36+43.83)=1.097 KA</p><p&g

36、t;　　d3點(diǎn)短路的零序電流：X0∑=56.8Ω X1∑= X2∑=47.2Ω</p><p>　　I0·max= 115/(2×47.2+56.8)=0.799 KA； I0·min= 115/(2×56.8+47.2)=0.712 KA</p><p>　　d4點(diǎn)短路的零序電流：X0∑=34.8Ω X1∑= X2∑=45.6Ω

37、</p><p>　　I0·min= 115/(2×45.6+34.8)=0.958 KA； I0·max= 115/(2×34.8+45.6)=1.048 KA</p><p>　　4 變電站保護(hù)的配置</p><p>　　4.1變壓器保護(hù)的配置</p><p>　　根據(jù) GB/T14285—2

38、006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》第4.3.2條規(guī)定：電力變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：0.4 MV.A 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8 MV.A及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　根據(jù)第4.3.3.2條規(guī)定：電壓在10KV以上，容量在10MV.A及以上的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。</p><p>　　根據(jù)第4.3.8.2條規(guī)定：分級絕緣變壓器應(yīng)裝設(shè)用于中性點(diǎn)直

39、接接地和經(jīng)放電間隙接地的兩套零序過電流保護(hù)。還應(yīng)增設(shè)零序過電壓保護(hù)。</p><p>　　根據(jù)第4.3.3.2條規(guī)定：相間短路后備保護(hù)宜采用過電流保護(hù)和復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)或復(fù)合電流保護(hù)。</p><p>　　本保護(hù)變壓器容量為15MV.A ，變壓器絕緣采用分段絕緣，中性點(diǎn)不允許過電壓。應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)、縱聯(lián)差動保護(hù)、變壓器中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)零序過電流保護(hù)和零序過電壓保護(hù)，采用復(fù)合電壓閉鎖、過

40、電流保護(hù)作為其后備保護(hù)。本變電站具體保護(hù)配置見表4.1所示。</p><p>　　表4.1變電站保護(hù)的配置</p><p>　　4.2變壓器保護(hù)整定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p><b>　　變壓器一次額定電流</b></p><p>　　110KV側(cè)：IN=15000/(1.732×110)=0.105KA<

41、;/p><p>　　10KV側(cè)：IN=15000/(1.732×10)=1.15473KA</p><p>　　電流互感器變比 110KV側(cè)：nTA =1.732×105/5= 181.86；選用nTA =250/5</p><p>　　10KV側(cè)：nTA=1154.73/5；選用 nTA =1250/5</p><p&

42、gt;　　電流互感器二次電流 110KV側(cè)：</p><p>　　10KV側(cè)：I2N=1154.73/250=4.6189A</p><p>　　選用二次電流大的一側(cè)作為基本側(cè),確定10KV側(cè)為基本側(cè)</p><p>　?。?）差動保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　①按躲過勵磁涌流來整定：Iset=KrelKuIN=1.3×4&

43、#215;1154.73=6.004596KA</p><p>　　式中Krel取1.3；IN變壓器的額定電流；Ku勵磁涌流的最大倍數(shù)，取4~8，根據(jù)變壓器的額定容量ST關(guān)系曲線取4</p><p>　　按躲過電流互感器二次回路斷線整定：=1.3×1154.73=1.501149KA</p><p>　　按躲開不平衡電流整定Iset=Krel（△fza+△

44、U+0.1KnpKst）Ikmax</p><p>　　=1.3×(0.27+0.05+0.1×1×1)×1154.73=0.63048KA；取數(shù)值大的，Iset為6004.596A</p><p>　　靈敏度Ksen=Imin/Iset>=2,滿足要求</p><p>　?。?）零序電流差動保護(hù)整定計(jì)算</p&g

45、t;<p>　?、侔炊氵^變壓器外部發(fā)生接地短路故障時發(fā)生不平衡電流計(jì)算</p><p>　　Iset0=Krel（fh+△fi+△fII）3I0max=1.3×(0.1+0.05+0.05)×1477=384.02A </p><p>　　Fi為電流互感器誤差，取0.1；△fII取0.05；3I0max為外部故障時流過變壓器的零序電流的最大值</

46、p><p>　?、诎炊氵^變壓器外部三相短路故障所產(chǎn)生的最大不平衡電流計(jì)算</p><p>　　Iset0=KrelfhIdmax=1.5×0.1×332.08=49.81A 取數(shù)值較大者Iset0=384.02A</p><p>　　校驗(yàn)：Ksen0=3I0min/Iset0=2.31≥2，滿足要求</p><p>　?。?/p>

47、3）零序過電流保護(hù)整定</p><p>　　=0.25×2×1154.73/50=23.09A </p><p>　　Kk—可靠系數(shù)，取2； I2e—變壓器二次側(cè)額定電流；Ki—零序電流互感器變比</p><p>　　靈敏系數(shù)Ksen>2；滿足要求</p><p>　　4.3 線路保護(hù)的配置</p>

48、<p>　　根據(jù) GB/T14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》第4.4條3KV ~ 10KV線路保護(hù)4.4.2.1條規(guī)定：單側(cè)電源線路，可裝設(shè)兩段過電流保護(hù)，第一段為不帶時限的電流速斷保護(hù)：第二段為帶時限的的過電流保護(hù)；保護(hù)可采用定時限或反時限特性。保護(hù)的選擇性，靈敏性，可靠性，速動性，經(jīng)濟(jì)性，C站10KV饋線配置電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)。</p><p>　　小電流接地系統(tǒng)（3

49、5KV及以下）輸電線路一般采用三段式電流保護(hù)反應(yīng)相間短路故障：由于小電流接地系統(tǒng)沒有接地點(diǎn)，故單相接地短路僅視作異常運(yùn)行狀態(tài)，一般利用母線上的絕緣檢查裝置發(fā)信號，由運(yùn)行人員分區(qū)停電尋找接地設(shè)備。對于變電站來講，母線上出線回路較多，也涉及供電的連續(xù)性問題，故一般采用零序電流保護(hù)反應(yīng)接地故障。</p><p>　　110KV輸電線路一般采用三段式相間距離保護(hù)作為故障的保護(hù)方式，采用階段式零序電流保護(hù)作為接地短路的保護(hù)

50、方式。對于極個別非常短的線路，如有必要也可以采用縱差保護(hù)作為主保護(hù)。</p><p>　　本系統(tǒng)線路的保護(hù)方式采用三段式相間距離保護(hù)作為故障的保護(hù)方式，采用階段式零序電流保護(hù)作為接地短路的保護(hù)方式。其中，第I段作為線路的主保護(hù)，II、III段作為后備保護(hù)。</p><p>　　4.4母線與線路保護(hù)整定計(jì)算與校驗(yàn)</p><p>　?。?）斷路器501零序電流保護(hù)的整

51、定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p>　　?段按躲開變壓器空載投入的勵磁涌流整定：Iset=KyaIN=3.5×0.378×105=0.389KA</p><p>　　Ky為勵磁涌流系數(shù)；a為變壓器端電壓下降系數(shù)；IN為變壓器高壓側(cè)額定電流</p><p>　　按躲開斷路器三相不同時合閘的最大零序電流整定</p><p>　　Is

52、et=Krel3Iomax=1.1×1477=1.624K7A Iset為1.6247KA； </p><p>　　動作時間：t'=0s</p><p>　　零序電流保護(hù)III段I0IIIdz=KIIIK Ibp·max=1.2×0.864=1.0368KA；</p><p>　　tIII=Δt=0.5</p>

53、<p>　?。?）斷路器501距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p>　　距離保護(hù)?段動作阻抗:Zdz'=KK'ZLAS2=0.85×6=5.1Ω； </p><p>　　動作時限:t'=0s。</p><p>　　距離保護(hù)Ⅲ段的整定計(jì)算：Zf·min =239.03Ω ZdzIII=173.2Ω t=

54、0.5s</p><p>　　靈敏度校驗(yàn)：Ksen =173.2/6=28.9＞1.5 滿足要求</p><p>　　(3)斷路器502保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p>　　距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p>　?、穸握ㄓ?jì)算：按躲過本線路末端短路來整定</p><p>　　取KK'=0.85 Zd

55、z'=KK'ZLAB=0.85×10=8.5Ω</p><p>　　動作時限：t'=0s。</p><p>　?、蚨握ㄓ?jì)算：動作阻抗與相鄰線路BS1的保護(hù)的?段配合</p><p>　　ZdzII=KKII(ZLAB+KIKfh·minZLBS1) Kfh·min= 1 ZdzII= 0.8×(1

56、.07+0.85×11.2)=15.62Ω</p><p>　　按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定</p><p>　　ZdzII=KKII(ZLAB+Kfh·minZTC) Kfh·min= 1 ZdzII= 0.8×(10+42)=41.6Ω</p><p>　　取最小者，即ZdzII=15.62Ω； 動作時

57、間：t1"=Δt=0.5 s</p><p>　　靈敏性校驗(yàn)：Ksen= ZdzII/ZLAB=15.62/1.07=1.56＞1.5,滿足要求</p><p>　　距離保護(hù)Ⅲ段：動作阻抗按躲開最小負(fù)荷阻抗整定</p><p>　　Zf·min=0.9Ue/1.732If·max=0.9×115×1000/350=1

58、70.74Ω</p><p>　　ZdzIII= Zf·min/KKIIIKh Kzq=170.74/1.2×1.15×1=123.3Ω； 動作時間：tIII= 2Δt=1s</p><p>　　靈敏性校驗(yàn)：本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為：</p><p>　　Ksen= ZdzIII/ZLAB=123.3/10=12.3>1.5，

59、 滿足要求</p><p>　　相鄰元件末端短路時的靈敏系數(shù)為：</p><p>　　Kfh·max=1 Ksen=Zdz'''/(ZLAB+ Kfh·maxZLBS1)= 5.8>1.2，滿足要求</p><p>　　II相鄰變壓器末端短路時的靈敏系數(shù)為；</p><p>　　Kfh

60、83;max=1 Ksen= Zdz'''/(ZLAB+ Kfh·maxZTC)== 123.3(10+42)=2.4>1.2， 滿足要求</p><p>　　斷路器502零序電流保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)</p><p>　　零序電流保護(hù)?段： KK'=1.2 ,I0I·dz=KK'3I0·max=1.2×

61、3×1.097=3.95KA</p><p>　　零序電流保護(hù)II段：零序II段的起動電流應(yīng)與下一段線路的零序?段保護(hù)相配合</p><p>　　該保護(hù)的起動電流I0II·dz為：取KK''=1.2，I0II·dz= KK'' I0I·dz =1.2×2.876=3.45KA</p><p

62、>　　動作時限0.5s； 靈敏度校驗(yàn)：Ksen=3I0·min/ I0II·dz=3×1.898/3.45=1.65≥1.5</p><p>　　零序電流保護(hù)III段:與下一線路零序電流III段相配合。兩個保護(hù)之間有分支電路時，起動電流整定為I0III·dz=K"'KI0'''·dz下一線=1.1

63、5;1.04=1.144KA</p><p>　　靈敏度校驗(yàn):作為本線路近后備保護(hù)時，Ksen=3 I0'''·min/ I0'''·dz=3×0.898/1.144=2.4≥2,符合要求 </p><p>　　動作時限:t4'"=2Δt=1s</p><p>　　4

64、.5 母線保護(hù)的配置</p><p>　　根據(jù) GB/T14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》第4.8.4條規(guī)定：對3KV~10KV分段母線宜采用不完全電流差動保護(hù)，保護(hù)裝置僅接入有電源支路的電流保護(hù)裝置由2段構(gòu)成，第一段宜采用無時限或帶時限的電流速斷保護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時，采用電壓閉鎖電流速斷保護(hù)；第二段采用過電流，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時，可將一部分負(fù)荷較大的配電線路接入差動回路，以降低保

65、護(hù)的啟動電流。所以A站10KV側(cè)母線配置不完全差動保護(hù)即簡易母差保護(hù)。</p><p>　　根據(jù) GB/T14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》第4.8.2條規(guī)定：110KV單母線需要快速切除母線上的的故障時，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。根據(jù)4.9.1規(guī)定:110KV電力網(wǎng)的個別重要部分應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。</p><p>　　所以，C站110KV母線配置母聯(lián)差動保護(hù)和斷路器失

66、靈保護(hù)，斷路器失靈保護(hù)作為其近后備保護(hù)。</p><p><b>　　5保護(hù)的綜合評價(jià)</b></p><p>　　5.1 變壓器保護(hù)的綜合評價(jià)</p><p>　　（1）瓦斯保護(hù)：瓦斯保護(hù)主要用來保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，優(yōu)點(diǎn)是簡單，靈敏，經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)是動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，瓦斯保護(hù)只有與差動保護(hù)配合使用才能做到優(yōu)勢互補(bǔ)，效果更

67、佳。瓦斯保護(hù)裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出瞬時“輕瓦斯動作”信號。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器各側(cè)斷路器。變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時，繼電器動作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動作”信號。</p><p>　?。?）差動保護(hù)：差動保護(hù)是一切電氣主設(shè)備的主保護(hù)，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、選擇性好、實(shí)現(xiàn)簡單，

68、它不但能正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件配合，可以無延時地切除區(qū)內(nèi)各種故障。缺點(diǎn)是當(dāng)大型變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重漏油或匝數(shù)很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時，差動保護(hù)不能動作。</p><p>　　（3）零序電流差動保護(hù)：中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的變壓器裝設(shè)零序（接地）保護(hù)作為變壓器住保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)同時裝設(shè)有避雷器和放電間隙時，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)

69、行時的保護(hù)，并增設(shè)一套反映間隙放電電流的零序電流保護(hù)和一套零序電壓保護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時的保護(hù)。后者作為間隙放電電流的零序電流保護(hù)的后備保護(hù)。</p><p>　　5.2線路保護(hù)的綜合評價(jià)</p><p>　　（1）零序電流保護(hù)：可用做中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中主要的接地短路保護(hù)，有較好的靈敏度，接線簡單可靠；但不能反映三相和兩相短路，受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響大。當(dāng)零序電流保護(hù)不能滿足系統(tǒng)要

70、求時，應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)、。</p><p>　　當(dāng)線路配置了接地距離保護(hù)時，根椐運(yùn)行需要還應(yīng)配置階段式零序電流保護(hù)。特別是零序電流保護(hù)中最小定值的保護(hù)段，對檢測經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu)越。</p><p>　?。?）距離保護(hù)：優(yōu)點(diǎn)是能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對保護(hù)動作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中Ⅰ段距離保護(hù)基

71、本不受運(yùn)行方式的影響，而Ⅱ、Ⅲ段受系統(tǒng)運(yùn)行變化的影響也較電流保護(hù)要小一些，保護(hù)區(qū)域比較穩(wěn)定。缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動。對雙側(cè)電源線路，將有全線的30﹪～40﹪的第Ⅱ段時限跳閘，這對穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)來說是不能接受的。阻抗繼電器本身較長復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此距離保護(hù)裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對低些。</p><p>　?。?）階段式電流保護(hù)：由電流速斷保護(hù)、限時電流速斷

72、保護(hù)和定時限過電流保護(hù)組成。電流速斷保護(hù)簡單可靠、動作迅速，但電流速斷不能保護(hù)線路全長、保護(hù)范圍受運(yùn)行方式影響大；限時電流速斷保護(hù)能切除本線路上速斷保護(hù)范圍以外的故障，同時也能作為速斷保護(hù)的后備保護(hù)，由于延時動作，不能滿足速動性要求，可能損壞設(shè)備并擴(kuò)大停電范圍；定時限過電流保護(hù)，能作為相鄰元件的后備保護(hù)，保護(hù)范圍大，動作時限長。階段式電流保護(hù)把三段保護(hù)靈敏系數(shù)與動作時限相互配合，能保證迅速有選擇性地切除故障。</p>&l

73、t;p>　　5.3母線保護(hù)綜合評價(jià)</p><p>　　電流差動保護(hù)用來切除母線故障，電壓等級低采用不完全電流差動保護(hù)。復(fù)合電壓閉鎖保護(hù)防止誤動作提高可靠性；斷路器失靈保護(hù)作為母線近后備保護(hù)，當(dāng)斷路器失靈而不能切除故障，失靈保護(hù)動作后，切除連接于拒絕動作斷路器所在母線上的其他斷路器全部切除，以消除故障，優(yōu)點(diǎn)是能切除故障，缺點(diǎn)是容易誤動作、造成大面積停電。</p><p><b&

74、gt;　　總結(jié)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，我根據(jù)在學(xué)校所學(xué)知識實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì),沒想到看起來簡單的設(shè)計(jì)，實(shí)際干起來卻有太多疑問。有時為了弄懂一個數(shù)據(jù)，除了要一遍遍的查找資料，還要向老師同學(xué)屢屢請教,有時還要抱著原來所學(xué)過的課程再進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步理解了繼電保護(hù)的工作原理，在課程設(shè)計(jì)中自己動腦子解決遇到的問題，書本上的知識有了用武之地，這鞏固和深化了自己的只是結(jié)構(gòu)。 經(jīng)過兩周多

75、的努力，終于有了以下這份綜合課程設(shè)計(jì)。雖然設(shè)計(jì)的內(nèi)容中還存在</p><p>　　許多的缺陷，但確是這兩周辛勤勞動的結(jié)果。</p><p>　　只有通過課程設(shè)計(jì)，才能將所學(xué)的知識得以應(yīng)用，與現(xiàn)實(shí)生活緊密連接，才能在實(shí)踐中不斷鞏固和加深理論知識，提高獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力，也是工程實(shí)用技能的訓(xùn)練。同時培養(yǎng)了我們獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力，綜合應(yīng)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，查閱

76、圖書能力等等。同時通過此次課程設(shè)計(jì)也讓我發(fā)現(xiàn)自己的不足，我希望在今后的工作和生活中改正不足，不斷進(jìn)步！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　韓笑.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊[M].北京:中國水利電力出 版社，2003</p><p>　　何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析上、下冊[M].武漢:華中科技大學(xué)出版