某110kv變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目 某110/10KV變電站 </p><p>　　繼電保護(hù)設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程與自動化 </p><p>　　班 級 </p><

2、;p>　　學(xué) 生 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能已經(jīng)成為各方面建設(shè)及人們生活中不可缺少的能源，電能的使用已遍及各行各業(yè)，電力系統(tǒng)電能質(zhì)量逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，如何保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)

3、行成為重要研究對象，變電站作為電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用，是電能傳輸與控制的樞紐，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。繼電保護(hù)裝置作為變電站重要二次設(shè)備，對一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，迅速反應(yīng)異常和事故，然后作用于斷路器，進(jìn)行保護(hù)控制。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置是一種有繼電器和其他輔助元件構(gòu)成的安全裝置，它能夠反映電氣元件的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)信號

4、，是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保證。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時發(fā)出跳閘信號將故障設(shè)備切除，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時繼電保護(hù)發(fā)出信號以便運(yùn)行人員及時對不正常工作狀態(tài)進(jìn)行處理，防止不正常運(yùn)行工作狀態(tài)發(fā)展成為故障而造成事故。</p><p>　　該設(shè)計(jì)研究的對象主要是針對110kV變電站繼電保護(hù)裝置，其中包括主變壓器的保護(hù)以及母線保護(hù)、110KV線路保護(hù)、10KV線路保護(hù)。</p>

5、<p>　　本設(shè)計(jì)共分為八章，第一章是設(shè)計(jì)說明書，主要是對該設(shè)計(jì)要求，條件以及設(shè)計(jì)的相關(guān)理念進(jìn)行闡述說明；第二章是電氣主接線及短路計(jì)算，繪出了電力系統(tǒng)的電氣主接線，并對其進(jìn)行了短路計(jì)算；第三章是繼電保護(hù)的基本知識；第四章則是變壓器保護(hù)；第五章是母線保護(hù)；第六章是線路保護(hù)。該設(shè)計(jì)基本上能滿足110kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的要求，以及能保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求。</p><p><b>

6、;　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言2</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)說明1</p><p>　　第二章 電氣主接線及短路計(jì)算

7、2</p><p>　　2.1電氣主接線及二次接線如圖2</p><p>　　2.2短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)2</p><p>　　2.3短路計(jì)算的方法2</p><p>　　2.3主要設(shè)備及選型3</p><p>　　2.4三相短路計(jì)算4</p><p>　　2.4.1 短路電流接線

8、圖：4</p><p>　　第三章 繼電保護(hù)的基本知識8</p><p>　　3.1繼電保護(hù)的任務(wù)是:8</p><p>　　3.2繼電保護(hù)裝置的組成：9</p><p>　　3.3對繼電保護(hù)的基本要求：9</p><p>　　第四章 主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1

9、電力變壓器的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式11</p><p>　　4.1.1變壓器故障11</p><p>　　4.1.2變壓器不正常工作狀態(tài)11</p><p>　　4.1.3變壓器保護(hù)方式11</p><p>　　4.1.4 變壓器異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)的配置12</p><p>　　4.2變壓

10、器氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)）12</p><p>　　4.2.1本變電站瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)的簡介12</p><p>　　4.2.2.氣體保護(hù)工作原理13</p><p>　　4.3變壓器差動保護(hù)14</p><p>　　4.3.1變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的原理14</p><p>　　4.3.2變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計(jì)算

11、15</p><p>　　4.4變壓器電流速斷保護(hù)17</p><p>　　4.5變壓器相間短路的后備保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)17</p><p>　　第五章 母線保護(hù)19</p><p>　　5.1母線保護(hù)設(shè)計(jì)原則19</p><p>　　5.1.1母線的短路故障19</p><p>　

12、　5.1.2母線故障的保護(hù)方式19</p><p>　　5.2母線保護(hù)原理20</p><p>　　5.2.1 母線完全差動20</p><p>　　5.2.2母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù)21</p><p>　　5.2.3斷路器失靈保護(hù)23</p><p>　　5.3 110kv母線保護(hù)23</

13、p><p>　　5.4 10kv母線保護(hù)24</p><p>　　第六章 線路保護(hù)26</p><p>　　6.1無時限電流速斷保護(hù)26</p><p>　　6.2帶時限電流速斷保護(hù)27</p><p>　　6.3定時限過電流保護(hù)28</p><p>　　6.4 110kv 線路保護(hù)2

14、8</p><p>　　6.5 10KV線路保護(hù)29</p><p>　　第七章、總結(jié)與體會31</p><p><b>　　謝辭31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　附錄34</b><

15、;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定保護(hù)方案。</p><p>　　首先是計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，確定運(yùn)行方式；接著我繼電保護(hù)的基本知識做了一個大致的介紹。然后主要講的是對電力變壓器的保護(hù)，分為氣體瓦斯

16、保護(hù)，差動保護(hù)，電流速斷保護(hù)和變壓器相間短路的后背保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)。并對母線進(jìn)行了保護(hù)設(shè)計(jì)，分別介紹了保護(hù)設(shè)計(jì)的原則和母線各種保護(hù)的原理，緊接著根據(jù)實(shí)際情況，對110kv母線和10kv母線做了保護(hù)的整定計(jì)算。最后主要設(shè)計(jì)了110kv和10kv出線的線路保護(hù)，采用了三段式對110kv進(jìn)線和10kv出線分別做了線路保護(hù)。除此之外，還分別繪制了電氣主接線圖和二次回路圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：母線保護(hù)，線路保護(hù)，

17、主變壓器保護(hù)； </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This graduation design is for 110 kV electric power system ，the main contents is the relay protection, and according to relay protection s

18、cheme principle， choice the proper protection and calculate with the delicate extent checkout, to assurance project in protection.</p><p>　　First，I calculated the short-circuit current .Then I made a general

19、 introduction of relay protection of basic knowledge. The following basically is designed for the power transformer which divided into gas gas protection, differential protection, the protection and transformer and veloc

20、ity of short-circuit protection and overload protection. Then, bus protection design are introduced, which including the design principle and the bus protection principles of various protection, then according to </p&

21、gt;<p>　　KEYWORDS : Bus protection，Line protection，Transformer protection;</p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　為確保110kV變電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行，即便是遇到事故故障也能迅速準(zhǔn)確的切斷事故故障，使其不擾亂電力系統(tǒng)的供電的正常秩序，我對該變電

22、站設(shè)計(jì)了一系列的繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　本設(shè)計(jì)共分為七大章，第一章為設(shè)計(jì)說明書，這是對該設(shè)計(jì)的一種闡述說明；第二章主要講的是電氣主接線及短路計(jì)算，第三章對繼電保護(hù)的基本知識做了一個大致的介紹，第四章是電力變壓器的保護(hù)，其中包括主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)分析、變壓器的主保護(hù)和后備保護(hù)以及其他保護(hù)等；第五章則分為110kV母線保護(hù)、10kV母線保護(hù)等節(jié)敘述的，主要是對母線保護(hù)的配置與計(jì)算；第六章則是線路部分，內(nèi)容同

23、樣包括了110kV進(jìn)線線路保護(hù)、10kV出線線路保護(hù)等節(jié)；第七章則是我對本次設(shè)計(jì)的總結(jié)與體會。</p><p>　　該畢業(yè)設(shè)計(jì)是考驗(yàn)我們電氣工程及自動化畢業(yè)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將調(diào)查研究、設(shè)計(jì)、計(jì)算等資料進(jìn)行分析整理、歸納總 結(jié)后形成的說明性文件。它是畢業(yè)設(shè)計(jì)的文字表達(dá)形式，也是畢業(yè)生必須要完成的基本訓(xùn)練的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。它通常由畢業(yè)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行，是考核學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思維和方法進(jìn)

24、行工程設(shè)計(jì)能力的基本依據(jù)。</p><p>　　該設(shè)計(jì)包括以下任務(wù)：</p><p>　　1.根據(jù)一次部分電氣主接線設(shè)計(jì)和負(fù)荷情況，進(jìn)行短路電流計(jì)算；</p><p>　　2.進(jìn)行110/10kV主變壓器保護(hù)的配置與整定計(jì)算；</p><p>　　3.進(jìn)行110kV電源進(jìn)線，110kV母線分段斷路器保護(hù)的配置與整定計(jì)算；</p>

25、<p>　　4.進(jìn)行10kV饋出線，10kV母線分段斷路器保護(hù)的配置與整定計(jì)算；</p><p>　　5.繪制電氣主接線圖，繪制110kV線路控制回路圖，繪制主變高、低壓側(cè)操作及控制信號回路圖；繪制10kV線路二次回路接線圖。</p><p>　　6.編寫設(shè)計(jì)說明書，編寫計(jì)算書。</p><p>　　第二章 電氣主接線及短路計(jì)算</p>&

26、lt;p>　　2.1電氣主接線及二次接線如圖</p><p><b>　　見附錄。</b></p><p>　　2.2短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)</p><p>　　在電力系統(tǒng)中短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極為嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。這一切都離不開短路電流計(jì)算。概括起

27、來，計(jì)算短路電流的主要目的在于：</p><p>　?。?）、為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計(jì)算短路沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性，計(jì)算短路電流的周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性；</p><p>　?。?）、為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電站的電氣主接線提供必要的依據(jù)；</p><p>　　（3）、為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動裝置并正

28、確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。</p><p>　　在實(shí)際短路計(jì)算中，為了簡化計(jì)算工作，通常采用一些簡化假設(shè)，其中包括：</p><p>　?。?）、負(fù)荷用恒定電抗表示或略去不計(jì)；</p><p>　?。?）、認(rèn)為系統(tǒng)中各元件參數(shù)恒定，在高壓網(wǎng)絡(luò)中不計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納，即各元件均用純電抗表示，并認(rèn)為系統(tǒng)中個發(fā)電機(jī)的電勢同相位，從而避免了復(fù)數(shù)的運(yùn)算；</p>

29、<p>　?。?）、系統(tǒng)除不對稱故障處出現(xiàn)局部不對稱外，其余部分是三相對稱的。</p><p>　　2.3短路計(jì)算的方法</p><p>　　本變電的短路計(jì)算采用最常用的標(biāo)么值計(jì)算法。</p><p>　　因?yàn)楸咀冸娝鶎儆谙鄬^復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計(jì)算短路電流時采用標(biāo)么制進(jìn)行計(jì)算比較簡便。標(biāo)么制屬于相對電位制的一種，在標(biāo)么制計(jì)算時，各電氣元件的參數(shù)都

30、用標(biāo)么值表示。在短路計(jì)算中所遇到的電氣量有功率、電壓、電流和電抗等四個量。某一電氣量的標(biāo)么值就是它的實(shí)際值（有名值）與一個預(yù)先選定的同單位的基準(zhǔn)值的比值。下面我們就要標(biāo)么值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。</p><p>　　2.3主要設(shè)備及選型</p><p><b>　　主變壓器</b></p><p>　　型號： SFZ7-3150

31、0/110, 31500KVA</p><p>　　額定電壓： 11081.25%/10.5KV</p><p>　　接線組別： Yd 11 </p><p>　　阻抗電壓： Uk=10.2%</p><p><b>　　110kv設(shè)備</b></p><p>&

32、lt;b>　　110KV斷路器</b></p><p>　　型號： LW-126/T3150-40</p><p>　　額定電壓： 126kv</p><p>　　額定電流： 3150A</p><p>　　開端能力： 40KA</p><p><b>　　110KV

33、隔離開關(guān)</b></p><p>　　型號： GW22-126DW11</p><p>　　額定電壓： 126KV</p><p>　　額定電流： 1250A</p><p>　　1秒熱穩(wěn)定電流：31.5KA</p><p>　　動穩(wěn)定電流： 80KA</p><p&

34、gt;<b>　　電容式電壓互感器</b></p><p>　　型號： TYD110/-0.02H, TYD110/-0.01H</p><p>　　額定電壓： 110//0.1/0.1/0.1KV, 110//0.1//0.1KV</p><p><b>　　氧化鋅避雷器</b></p>

35、<p>　　型號： Y10W1-108/281</p><p>　　HY5WZ1-17/45</p><p><b>　　電流互感器</b></p><p>　　型號： LCWB6-110W2</p><p>　　級次組合： 5P20/5P20/5P20/0.5/0.2S</

36、p><p>　　額定電流比： 2400/5</p><p><b>　　10kv開關(guān)柜</b></p><p>　　真空斷路器： ZN65-12</p><p>　　額定電壓： 12KV</p><p>　　進(jìn)線及分段開關(guān)：4000A 40KA</p><p>　　饋線

37、開關(guān)： 1250A 31.5KA</p><p>　　10kv并聯(lián)電容器 </p><p>　　型號： TBB10-6000/200-AK</p><p>　　額定容量： 6000kvar</p><p><b>　　2.4三相短路計(jì)算</b></p><p>　　2.4

38、.1 短路電流接線圖：</p><p>　　圖2-1短路電流接線圖</p><p><b>　　數(shù)據(jù)計(jì)算</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中取=100MVA</p><p>　　各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：</p><p>　　變壓器： Xb=

39、 （2.1）</p><p><b>　　==0.269</b></p><p>　　輸電線路：XL= XL=0.0301 （2.2）</p><p>　　所以，110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖</p&g

40、t;<p><b>　　圖2-2等值阻抗圖</b></p><p>　　d-1 110KV母線發(fā)生短路時的短路電流</p><p>　　E*=1 Sd=100MV.A Ud=Uav</p><p>　　I* = ==33.2

41、（2.3）</p><p>　　I = I* Id = 33.2=17.38KA （2.4）</p><p><b>　　短路沖擊電流峰值:</b></p><p>　　Ish=Ksh17.38=1.817.38=44.32KA （2.5）</p>&l

42、t;p><b>　　短路容量:</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　d-2 10kv母線發(fā)生短路時</p><p><b>　　假設(shè)雙變并列運(yùn)行：</b></p><p>　　X*=0.0301+0.269/2=0.1646&

43、lt;/p><p><b>　　I*==6.075</b></p><p>　　I = I*Id =6.075=33.4KA</p><p><b>　　短路沖擊電流峰值</b></p><p>　　Ish=Ksh33.4=1.833.4=85.2KA</p><p><b

44、>　　短路容量:</b></p><p><b>　　假設(shè)單變運(yùn)行：</b></p><p>　　X* =0.0301+0.269=0.2991</p><p>　　I* = =3.343</p><p>　　I = I*Id =3.343=18.38KA</p><p><

45、;b>　　短路沖擊電流峰值</b></p><p>　　Ish=Ksh18.4=1.818.4=46.9KA</p><p><b>　　短路容量:</b></p><p>　　因此，短路電流計(jì)算結(jié)果如下表：</p><p>　　表1，短路電流計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　根據(jù)

46、系統(tǒng)提供資料得知：</p><p>　　主變按本期規(guī)?？紤]時變電站110KV母線上最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為9.33KA；</p><p>　　主變按最終規(guī)?？紤]時變電站110KV母線上最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為17.38KA。</p><p>　　為了將來主變增容時不更換其他設(shè)備，所以本次設(shè)備選型按最終規(guī)模考慮，主變參數(shù)按選型變壓器SFZ9-63000/1

47、10參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　由上表可以看出，最終規(guī)模形成后，此站在正常運(yùn)行方式下不允許主變并列運(yùn)行（倒閘操作過程除外）。在設(shè)計(jì)時應(yīng)該考慮以此為設(shè)備選型依據(jù)</p><p>　　第三章 繼電保護(hù)的基本知識</p><p>　　電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實(shí)施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實(shí)施低壓配電,供電和用電。發(fā)電---

48、-輸電----配電----用電構(gòu)成了一個有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運(yùn)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,但是沒有發(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,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且

49、最危險的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會產(chǎn)生如下后果:</p><p>　　(1)故障點(diǎn)的電弧使故障設(shè)備損壞；</p><p>　　(2)比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)生熱效應(yīng)和電動力效應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；</p><p>　　(3)部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的正常生活；</p>

50、<p>　　(4)破壞電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；</p><p>　　故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)若不及時正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時正確處理故障和不正常運(yùn)行狀態(tài),避免事故發(fā)生,就產(chǎn)生了繼電保護(hù),它是一種重要的反事故措施。繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置,且繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心,它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運(yùn)行

51、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。</p><p>　　3.1繼電保護(hù)的任務(wù)是:</p><p>　　(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時,能自動,迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,避免故障元件繼續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。</p><p>　　(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時,能及時反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)

52、出信號或跳閘。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置的基本原理:</p><p>　　我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,許多參量比正常時候都了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護(hù)的判據(jù)，構(gòu)成保護(hù)。比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點(diǎn)，可構(gòu)成過電流保護(hù)；利用短路時母線電壓降低的特點(diǎn)可構(gòu)成低電壓保護(hù)；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構(gòu)成距離保護(hù)；利用電壓與

53、電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)。除此之外，根據(jù)線路內(nèi)部短路時，兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動原理的保護(hù)。當(dāng)然還可以根據(jù)非電氣量的變化來構(gòu)成某些保護(hù)，如反應(yīng)變壓器油在故障時分解產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的氣體保護(hù)。</p><p>　　原則上說：只要找出正常運(yùn)行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的保護(hù)，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。</p><p>

54、　　3.2繼電保護(hù)裝置的組成：</p><p>　　被測物理量－－→測量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號</p><p><b>　　↑ </b></p><p><b>　　整定值</b></p><p>　　測量元件：其作用是測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等）

55、，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出邏輯信號，從而判斷保護(hù)是否該起動。</p><p>　　邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。</p><p>　　執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時跳閘，不正常

56、運(yùn)行時發(fā)信號，正常運(yùn)行時不動作等。</p><p>　　3.3對繼電保護(hù)的基本要求：</p><p>　　選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運(yùn)行，以盡量減小停電范圍。</p><p>　　速動性：是指保護(hù)快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護(hù)動作時間和斷路器的跳閘時間。</p><p>　

57、　靈敏性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。</p><p>　　可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。</p><p>　　第四章 主變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　4

58、.1電力變壓器的故障、不正常工作狀態(tài)及其保護(hù)方式</p><p>　　4.1.1變壓器故障</p><p>　　變壓器故障分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障。油箱內(nèi)故障，主要有繞組的相間短路、接地短路和匝間短路等。油箱內(nèi)產(chǎn)生的高溫電弧，不僅會損壞絕緣、燒毀鐵芯。而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解產(chǎn)生大量氣體，有可能引起變壓器油箱爆炸。油箱外故障，主要有套管和引出線上的相間短路及接地短路。</

59、p><p>　　4.1.2變壓器不正常工作狀態(tài)</p><p>　　變壓器不正常工作狀態(tài)，主要有外部短路引起的過電流、過負(fù)荷、油箱漏油引起的油位下降、冷卻系統(tǒng)故障、油溫升高、外部接地短路引起中性點(diǎn)過電壓、繞組過電壓或頻率降低引起過勵磁等。</p><p>　　4.1.3變壓器保護(hù)方式</p><p>　　變壓器保護(hù)分為電量保護(hù)和非電量保護(hù)。反應(yīng)變

60、壓器故障的保護(hù)動作于跳閘，反應(yīng)變壓器不正常工作狀態(tài)的保護(hù)動作與信號。</p><p>　　對于上述故障和不正常工作狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)：</p><p>　　（1）.氣體保護(hù)，又稱瓦斯保護(hù)。反應(yīng)油箱內(nèi)故障和油面降低。</p><p>　?。?）.縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路、中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路。</p>

61、;<p>　?。?）.相間短路后備保護(hù)。反應(yīng)外部相間短路引起的過電流和作為氣體保護(hù)、縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。例如：過電流保護(hù)、低電壓啟動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)、負(fù)序過電流保護(hù)等。</p><p>　?。?）.零序保護(hù)。用于反應(yīng)變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），以及外部元件的接地短路。變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)；變壓器中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行時，應(yīng)裝設(shè)零序電流、電

62、壓保護(hù)。</p><p>　?。?）.過負(fù)荷保護(hù)。反應(yīng)變壓器過負(fù)荷。</p><p>　?。?）.過勵磁保護(hù)。反應(yīng)500kv及以上變壓器過勵磁。</p><p>　　4.1.4 變壓器異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)的配置</p><p><b>　?、贉囟刃盘栄b置；</b></p><p>　　以檢

63、測變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速，對變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝置。</p><p><b>　?、诶鋮s風(fēng)機(jī)自啟動。</b></p><p>　　用變壓器一相電流的70%來啟動冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過高。</p><p>　　根據(jù)以上要求并聯(lián)系實(shí)際，決定為本變電所

64、配置以下的保護(hù)。</p><p>　　4.2變壓器氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)）</p><p>　　4.2.1本變電站瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)的簡介</p><p>　　按GB50062-92規(guī)定，800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器均應(yīng)裝瓦斯保護(hù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用瓦斯保護(hù)作為主保護(hù)之一，瓦斯保護(hù)是反映變壓器

65、內(nèi)部故障最有效最靈敏的保護(hù)裝置，是最重要的變壓器的保護(hù)之一 ，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護(hù)動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)裝置。</p><p>　　對于變壓器油箱內(nèi)的故障，差動保護(hù)對此無反應(yīng)。

66、又如變壓器繞組產(chǎn)生少數(shù)線匝的匝間短路,雖然短路匝內(nèi)短路電流很大會造成局部繞組嚴(yán)重過熱產(chǎn)生強(qiáng)烈的油流向油枕方向沖擊,但表現(xiàn)在相電流上卻并不大,因此差動保護(hù)沒有反應(yīng),但瓦斯保護(hù)對此卻能靈敏地加以反應(yīng),這就是差動保護(hù)不能代替瓦斯保護(hù)的原因。</p><p>　　瓦斯保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)，對緩慢發(fā)展的故障，其靈敏性比變壓器的差動保護(hù)優(yōu)越，能夠反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種類型的故障，但對變壓器油箱外部套管引出線上的短路不能反應(yīng)

67、，對絕緣突發(fā)性擊穿的反應(yīng)不及差動保護(hù)；而且在強(qiáng)烈地震期間和變壓器新投入時，瓦斯保護(hù)不能投到跳閘位置,所以瓦斯保護(hù)一般與差動保護(hù)共同使用構(gòu)成變壓器的主保護(hù)。</p><p>　　4.2.2.氣體保護(hù)工作原理</p><p>　　油浸式變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)的，變壓器油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生的電弧或內(nèi)部某些部件發(fā)熱時，使變壓器絕緣材料和變壓器油分解產(chǎn)生氣體（含有瓦斯成分）。利用氣體上升

68、、右面下降和氣體壓力構(gòu)成的保護(hù)裝置，成為氣體保護(hù)。</p><p>　　氣體保護(hù)分為輕氣體和重氣體。輕氣體主要反應(yīng)變壓器內(nèi)部輕微故障和變壓器漏油，動作于信號。重氣體主要反應(yīng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障，動作于跳閘。</p><p>　　當(dāng)變壓器出現(xiàn)內(nèi)部故障時，產(chǎn)生的氣體將聚集在瓦斯繼電器的上部，使油面降低。當(dāng)油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水銀接點(diǎn)接通，發(fā)出信號。如果是嚴(yán)重故障，油流會沖擊擋板

69、，使之偏轉(zhuǎn)，并帶動擋板后的連動桿向上轉(zhuǎn)動，挑動與水銀接點(diǎn)卡環(huán)相連的連動環(huán)，使水銀接點(diǎn)分別向與油流垂直的兩側(cè)轉(zhuǎn)動，兩水銀接點(diǎn)同時接通，使開關(guān)跳閘或發(fā)出信號。 </p><p>　　圖4-1 瓦斯繼電器的安裝示意圖</p><p>　　氣體保護(hù)動作迅速，靈敏度高。但它不反應(yīng)油箱外的引出線和套管上的任何故障，因此必須與變壓器縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）配合，共同作為變壓器的主保護(hù)。 </p

70、><p>　　圖4-2瓦斯保護(hù)原理示意圖</p><p>　　4.3變壓器差動保護(hù)</p><p>　　對于大容量的變壓器，縱差保護(hù)是必不可少的主保護(hù)，它可以反應(yīng)變壓器繞組、套管及引出線的各種故障，與氣體保護(hù)相配合作為變壓器的主保護(hù)。</p><p>　　4.3.1變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的原理</p><p>　　縱聯(lián)差動保護(hù)

71、是反應(yīng)被保護(hù)變壓器各端流入和流出電流的相量差。對雙繞組變壓器實(shí)現(xiàn)縱差動保護(hù)的原理接線如下圖所示。</p><p>　　圖4-3差動保護(hù)的原理接線圖</p><p>　　為了保證縱聯(lián)差動保護(hù)的正確工作，應(yīng)使得在正常運(yùn)行和外部故障時，兩個二次電流相等，差回路電流為零。在保護(hù)范圍內(nèi)故障時，流入差回路的電流為短路點(diǎn)的短路電流的二次值，保護(hù)動作。 應(yīng)使</p><p><

72、;b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。</p><p>　　縱聯(lián)差動保護(hù)有較高的靈敏度。</p><p>　　4.3.2變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　主變 SFZ-31

73、500/110,31500KVA</p><p>　　110+8×1.25%/10.5KV</p><p>　　Yd11，Uk=10.2%</p><p>　　根據(jù)第2章提供的一次部分的原始數(shù)據(jù)，計(jì)算如下：</p><p>　　I1e==165 （4.

74、2）</p><p>　　I2e==1732.1 （4.3）</p><p>　　110KV側(cè)CT采用△接線可得：</p><p>　　ni（d）== （4.4）</p><p>　　10KV

75、側(cè)CT采用Y形接線：</p><p>　　ni（y）==346 （4.5）</p><p>　　則實(shí)際額定電流即差動保護(hù)臂中的電流：</p><p>　　IN1==4.76 (4.6)</p>

76、<p>　　IN1==4.33 (4.7)</p><p><b>　　則不平衡電流：</b></p><p>　　Iab= IN1- IN1=4.76-4.33=0.43 （4.8）</p>&

77、lt;p><b>　　表2，計(jì)算數(shù)據(jù)表</b></p><p>　　在變壓器的各側(cè)中，二次額定電流最大一側(cè)稱為基本側(cè)。從表中可以看出，取110kv側(cè)作為基本側(cè)。</p><p>　?。?）計(jì)算差動保護(hù)基本動作電流</p><p>　　A）躲過勵磁涌流條件</p><p>　　Iop=KrelITN.d=1.3

78、15;165=214.5 (A) （4.9）</p><p>　　其中為可靠系數(shù)，取1.3，而ITN.d==165為變壓器的額定電流。</p><p>　　B）在正常運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次回路斷線時引起差動保護(hù)誤動作，保護(hù)裝置的動作電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流（條件）</p><p>　　I

79、op=KrelIL.max=1.3×165=214.5 (A) （4.10）</p><p>　　C） 躲過外部短路時最大不平衡電流的條件</p><p>　　Iop=Krel（KstKerr+?U+?fs）I（3）k2.max </p><p>　　=1.3（110.1+0.1+0.05）9.33=3.03

80、 (4.11)</p><p>　　其中Kst為電流互感器同型系數(shù)，型號相同時取0.5，型號不同時取1，這里為避免以后更換設(shè)備的方便故取1；Kerr為非周期分量引起的誤差，取1；?fs建議采用中間值0.05；?U取0.1；I（3）k2.max為變壓器外部最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，由前面的計(jì)算結(jié)果知=9.33。</p><p>　　綜合上述三種不同情況下計(jì)算

81、的動作電流，取最大值為最終計(jì)算結(jié)果則：</p><p>　　Ik=214.5（A） (4.12)</p><p>　　4.4變壓器電流速斷保護(hù)</p><p>　　對6.3MVA以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)動作時限大

82、于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。他與氣體保護(hù)配合，可以保護(hù)變壓器內(nèi)部和電源側(cè)套管及引出線上全部故障。</p><p>　　保護(hù)動作電流取下列兩條件的較大者作為整定值:1、躲開變壓器負(fù)荷側(cè)母線上短路時流過保護(hù)的最大短路電流： </p><p>　　Iset = KrelIk。max (4.13)&l

83、t;/p><p>　　Krel為可靠系數(shù)，取1.3～1.4；Ik。max為變壓器負(fù)荷側(cè)母線母線上最大短路電流。</p><p><b>　　單變運(yùn)行時：</b></p><p>　　Iset = KrelIk。max</p><p>　　=1.3×18.3=23.79

84、 (4.14)</p><p><b>　　雙變運(yùn)行時：</b></p><p>　　Iset = KrelIk。max</p><p>　　=1.3×33.4=43.42 (4.15)</p><p&g

85、t;　　2、躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流 </p><p>　　Iset=(3～5)IN</p><p>　　=（3～5）×158.1=474.3～790.5（A） (4.16)</p><p>　　綜合上述兩種不同情況下計(jì)算的動作電流，取最大值為最終計(jì)算結(jié)果則：</p><p>

86、　　Ik = 790.5</p><p><b>　　靈敏系數(shù)校驗(yàn)：</b></p><p>　　Ksen = Ik1.min/ Ik </p><p>　　= =19.04 ﹥2 （4.17）</p><p>　　Ik1.min為110kv側(cè)兩相短路電流。<

87、;/p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　4.5變壓器相間短路的后備保護(hù)及過負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　相間短路的后備保護(hù)用于反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）的后備保護(hù)，其動作時限按電流保護(hù)的階梯形原則來整定，延時動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，并發(fā)相應(yīng)信號。一般采用過流保

88、護(hù)、復(fù)合電壓起動過電流保護(hù)或負(fù)序電流單相低電壓保護(hù)等。</p><p>　　變壓器的后備保護(hù)的整定</p><p>　　(1)復(fù)合電壓啟動過流保護(hù),下面對它進(jìn)行整定與靈敏性校驗(yàn):</p><p>　　過電流元件動作值按躲開主變額定電流整定,即:</p><p>　　Iop = ==213（A） (4

89、.17)</p><p>　　其中Krel是可靠系數(shù),一般為1.15～1.25,這里取1.15,是返回系數(shù),這里取0.85, 為主變額定電流。</p><p><b>　　保護(hù)的靈敏性校驗(yàn):</b></p><p>　　Ksen===70.6﹥1.3 （4.18） </p><p>　　

90、為110kv側(cè)母線短路電流，Iop為過電流元件動作值。</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　(2)過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：</p><p>　　取可靠系數(shù)Krel為1.05,返回系數(shù)Kres為0.85,IN為保護(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。</p><p><b>　　其額定電流為：&

91、lt;/b></p><p>　　In = (4.19)</p><p>　　所以： </p><p>　　Iop= IN = 165=203.8 (4.20)</p><p>　　為了防止過負(fù)荷保護(hù)外部短

92、路時誤動作，其動作時限應(yīng)比變壓器后備</p><p>　　保護(hù)動作時限長一個Δt，一般取9～10s。</p><p>　　第五章 母線保護(hù)</p><p>　　母線故障如未裝設(shè)專用的母線保護(hù)，需靠相鄰元件的保護(hù)作為后備，將延長故障切除時間，并且往往要擴(kuò)大停電范圍，甚至釀成系統(tǒng)性大面積停電。由于母線保護(hù)涉及開關(guān)較多，誤動作后果特別嚴(yán)重，所以要求它比其他保護(hù)具有更高

93、的安全性。</p><p>　　5.1母線保護(hù)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　5.1.1母線的短路故障</p><p>　　母線式電能集中和分配的場所，是電力系統(tǒng)的重要組元件之一。母線發(fā)生故障將使接于母線的所有元件被迫切除，造成大面積用戶停電，電器設(shè)備遭到嚴(yán)重迫害，甚至使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行破壞，導(dǎo)致電力系統(tǒng)瓦解，后果十分嚴(yán)重。</p><p>　

94、　母線故障的原因有：母線絕緣子和斷路器套管的閃絡(luò)，裝于母線上的電壓互感器和裝在母線和斷路器之間的電流互感器故障，母線隔離開關(guān)和空氣斷路器的支持絕緣子損壞，運(yùn)行人員的誤操作等。</p><p>　　母線上發(fā)生的短路故障，主要是各種類型的接地和相間短路。</p><p>　　5.1.2母線故障的保護(hù)方式</p><p>　　母線故障，如保護(hù)動作遲緩，將會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)

95、定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大，因此母線必須選擇合適的保護(hù)方式。母線故障的保護(hù)方式有兩種：一種是利用供電元件的保護(hù)兼母線故障保護(hù)，另一種是采用專用母線保護(hù)。</p><p>　　一般來說母線故障可以利用供電元件的保護(hù)來切除。</p><p><b>　　圖5-1母線保護(hù)圖</b></p><p>　　B處的母線故障，可由1DL處的Ⅱ或Ⅲ段切除，2

96、DL和3DL處的發(fā)電機(jī)、變壓器的過流保護(hù)切除。</p><p>　　缺點(diǎn)：延時太長，當(dāng)雙母線或單母線時，無選擇性。所以下列情況應(yīng)裝設(shè)專門的母線保護(hù)：</p><p>　　母線保護(hù)應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)其可靠性，并盡量簡化結(jié)構(gòu)。對電力系統(tǒng)的單母線和雙母線保護(hù)采用差動保護(hù)一般可以滿足要求，所以得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　母線上連接元件較多，所以母差保護(hù)的基本原則為：<

97、/p><p>　?。?）、幅值上看：正常運(yùn)行和區(qū)外故障時，即</p><p>　　母線故障時 ＝0 動作</p><p>　　（2）、相位上看：正常運(yùn)行和區(qū)外故障時，流入、流出電流反相位</p><p>　　母線故障時 流入電流同相位</p><p>　　母差保護(hù)分為：1 母線完全差動2.電流比相式

98、差動保護(hù) 3.斷路器失靈保護(hù) </p><p>　　由設(shè)計(jì)的已知條件可知,110kV母線均是采用單母線接線,對于單母線我們可以采用母線完全電流差動保護(hù)。</p><p><b>　　5.2母線保護(hù)原理</b></p><p>　　5.2.1 母線完全差動</p><p>　　母線完全差動保護(hù)的原理接線圖如圖5.4所示,和

99、其它元件的差動保護(hù)一樣,也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。在母線的所有連接元件上必須裝設(shè)專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側(cè)的端子互相連接,在外側(cè)的端子也互相連接,差動繼電器則接于兩連接線之間,差動電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣,在一次側(cè)電流總和為零時,在理想的情況下,二次側(cè)電流的總和也為零。此圖為母線外部K點(diǎn)短路的電流分布圖,設(shè)電流流進(jìn)母線的方向?yàn)檎较颉D

100、中線路I,II接于系統(tǒng)電源,而線路III則接于負(fù)載。</p><p>　　(1)在正常和外部故障時(K點(diǎn)),流入母線與流出母線的一次電流之和為零,即:</p><p><b>　　（5.1） </b></p><p>　　而流入繼電器的電流為:</p><p><b>　?。?.2）</b><

101、;/p><p>　　因電流互感器變比nTA相同,在理想情況下流入差動繼電器的電流為零,即Ig=0 </p><p>　　但實(shí)際上,由于電流互感器的勵磁特性不完全一致和誤差的存在,在正常運(yùn)行或外部故障時,流入差動繼電器的電流為不平衡電流,即: </p><p>　　圖5-2 母線完全電流差動保護(hù)的原理接線圖</p><p&g

102、t;　　其中Iunb是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。</p><p>　　(2)母線故障時,所有有電源的線路,都向故障點(diǎn)供給故障電流,即:</p><p>　　（5.3） 其中Ik是故障點(diǎn)的總短路電流,此電流數(shù)值很大,足以使差動繼電器動作。</p><p>　　5.2.2母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù)</p><p>　　由設(shè)計(jì)的

103、已知條件可知,110kV側(cè)的母線是采用雙母線帶旁路母線接線,這種接線方式有一個特點(diǎn)就是它的運(yùn)行方式不是固定不變的,而是有多種運(yùn)行方式。所以雙母線固定連接運(yùn)行的完全差動保護(hù)對它來說缺乏靈活性,為了克服此缺點(diǎn),我采用另一種差動保護(hù)——母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù),它很適用于雙母線連接元件運(yùn)行方式經(jīng)常改變的母線上。</p><p>　　母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù)的原理是比較母線聯(lián)絡(luò)斷路器回路的電流與總差動電流的相

104、位關(guān)系。該保護(hù)的單相原理接線如圖5.5所示。它的主要元件是起動元件KD和選擇元件1KW,2KW 。起動元件KD接于所有引出線的總差動電流,KW的兩個繞組分別接入母聯(lián)斷路器回路的電流和總差動回路的電流,通過比較這兩個回路中電流的相位來獲得選擇性。在圖5.5(a)所示雙母線接線中,假設(shè)I,II母線并列運(yùn)行,I母線和II母線的連接元件中均有電源線路,規(guī)定母聯(lián)電流I5的正方向?yàn)橛蒊I母線流向I母線,則當(dāng)I母線上的K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時,母聯(lián)電流I

105、5為：</p><p>　?。?.4） </p><p>　　短路電流Ik為： </p><p>　　故,當(dāng)忽略各電源間相角差和各元件阻抗角差時,I5和Ik同相位,如圖5.5(b)所示。</p><p>　　II母線上的K2

106、點(diǎn)發(fā)生短路故障時,母聯(lián)電流I5為： </p><p>　　短路電流Ik仍如式(5.21)所示,所以I5與Ik反相位,如圖5.5(c)所示?？梢?以圖示I5為正方向時,若I5與Ik同相位,則判別為I母線上發(fā)生了短路故障。在圖5.14(a)接線中,差動繼電器KD中的電流為：</p><p>　?。?.5） </p><p>　　(a)

107、 (b) (c)</p><p>　　(a) 原理接線圖; (b), (c) 相量關(guān)系</p><p>　　圖5-3 母聯(lián)電流與短路電流相位比較</p><p>　　所以電流Ik的相位就是短路電流IK的相位,并且KD動作時,即表示I母線或II母線發(fā)生了短路故障。1KW,2KW是故障母線的選擇元件,進(jìn)行I

108、5與Ik的相位比較。當(dāng)與同時從1KW的兩個繞組的同極性端流進(jìn)時,1KW處于動作狀態(tài),對2KW處,從同極性端流出,處于不動作狀態(tài)；當(dāng)-與同時從2KW的兩個繞組的同極性端流進(jìn)時,2KW處于動作狀態(tài),對1KW處, -從同極性端流出,處于不動作狀態(tài)。</p><p>　　由以上分析可見,KD,1KW動作時,判別為I母線短路故障；KD,2KW動作時,判別為II母線上發(fā)生了短路故障。</p><p>

109、　　母線差動保護(hù)的動作原理建立在基爾霍夫電流定律的基礎(chǔ)上。把母線視為一個節(jié)點(diǎn)，在正常運(yùn)行和外部故障時流入母線電流之和為零，而內(nèi)部短路時為總短路電流。假設(shè)母線上各引出線電流互感器的變比相同，二次側(cè)同極性端連接在一起，按照圖一接線則在正常及外部短路時繼電器中電流為零。 　　實(shí)際上由于電流互感器有誤差，在外部短路時繼電器中有不平衡電流出現(xiàn)，差動保護(hù)的啟動電流必須躲開最大的不平衡電流才能保證選擇性。</p><p

110、>　　5.2.3斷路器失靈保護(hù)</p><p>　　電力系統(tǒng)中，有時會出現(xiàn)系統(tǒng)故障、繼電保護(hù)動作而斷路器拒絕動作的情況。這種情況下，可導(dǎo)致設(shè)備燒毀，擴(kuò)大事故范圍，甚至使系統(tǒng)得穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞。因此，對于較重要的設(shè)備，應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)。</p><p>　　斷路器失靈保護(hù)有稱后備接線，它是防止因斷路器拒絕動而擴(kuò)大事故的一項(xiàng)措施，斷路器失靈保護(hù)的工作原理是，當(dāng)線路、變壓器或母線發(fā)生短

111、路并伴隨斷路器失靈時。相應(yīng)的繼電保護(hù)動作，出口中間繼電器發(fā)出斷路器跳閘脈沖。由于短路故障未被切除，故障元件的繼電器仍處于動作狀態(tài)，此時利用裝設(shè)在故障元件上的故障判別元件，來判別斷路器仍處于合閘狀態(tài)。如故障元件出口中間繼電器觸點(diǎn)和故障判別元件的觸點(diǎn)同時閉合時，失靈保護(hù)被啟動。在經(jīng)過一個時限后失靈保護(hù)出口繼電器動作，跳開與失靈的斷路器相連的母線上的各個斷路器，將故障切除。</p><p>　　保護(hù)由啟動元件、時間元件

112、、閉鎖元件和出口回路組成，為了提高保護(hù)動作的可靠性，啟動元件必須同時具備下列兩個條件才能啟動：</p><p>　?。?）故障元件的保護(hù)出口繼電器動作后不返回</p><p>　　（2）在故障保護(hù)元件的保護(hù)范圍內(nèi)短路依然存在，即失靈判別元件啟動。</p><p>　　為防止失靈保護(hù)誤動作，在失靈保護(hù)接線中加設(shè)了閉鎖元件，常用的閉鎖元件由負(fù)序電壓。零序電壓和低電壓繼電

113、器組成，通過“與”門構(gòu)成斷路器失靈保護(hù)的跳閘出口回路。</p><p>　　5.3 110kv母線保護(hù)</p><p>　　完全電流差動保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　差動繼電器的動作電流按以下原則整定：</p><p>　?。?）按躲開母線外部的最大不平衡電流整定，即：</p><p><b>　?。?

114、.5）</b></p><p>　　—可靠系數(shù)，取1.3。</p><p>　　—電流互感器變比誤差，取0.1</p><p>　　—非周期分量系數(shù)，一般電流繼電器取1.5～2。</p><p>　　—母線差動保護(hù)外部短路時流過的最大短路電流。</p><p>　　由于起動元件采用BCH—2型差動繼電器，故

115、取=1，=0.1，=1.3。</p><p>　　起動電流：Idz= =1.30.1117380=2259.4（A）</p><p>　　二次電流為：Idz.j==37.65(A) （5.6）</p><p>　　(2)由于母線差動保護(hù)電流回路中連接元件較多，接線復(fù)雜，因此，電流互感器二次回路斷線的

116、幾率比較大，為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時引起保護(hù)誤動作，啟動電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流Iop，即</p><p>　　Iop = （5.7）</p><p>　　= = 376.5 </p><p>　　為可靠系數(shù)，取1.3；為保護(hù)處的短路

117、電流；為電流互感器變比。 </p><p><b>　　靈敏度按下式計(jì)算</b></p><p>　　Ksen = = (5.8)</p><p>　　=46.1≥2 滿足要求。</p><p>　　式中－母線短路時短路電流。&l