HF110KV變電站繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)教案資料

1、hf110kv變電站繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)教案資料h f110k v變電站繼電愛護(hù)課程設(shè)計(jì)名目前言 (2)1 概述繼電愛護(hù)裝置是能反響電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電愛護(hù)根本任務(wù)：自動(dòng)，快速，有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于連續(xù)遭到損壞，保證其他無故障局部快速?gòu)?fù)原正常運(yùn)行。反響電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并依據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電愛護(hù),在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)根本要求:選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、牢靠性。一選擇性：指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，愛護(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

2、量縮小停電范圍。二速動(dòng)性：快速切除故障?？焖偾谐收系膬?yōu)點(diǎn)，進(jìn)步系統(tǒng)穩(wěn)定性；削減用戶在低電壓下的動(dòng)作時(shí)間；削減故障元件的損壞程度,避開故障進(jìn)一步擴(kuò)大。三靈敏性：指在規(guī)定的愛護(hù)范圍內(nèi),對(duì)故障狀況的反響力量。滿足靈敏性要求的愛護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時(shí),不管短路點(diǎn)的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反響出來。四牢靠性：該動(dòng)作的故障,它能牢靠動(dòng)作,即不發(fā)生回絕動(dòng)作拒動(dòng)；而在不該動(dòng)作時(shí)，他能牢靠不動(dòng)，即不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作簡(jiǎn)稱誤動(dòng)。上述四個(gè)根本要求是分析討論繼電愛護(hù)性能的根底，也是貫穿全設(shè)計(jì)的一個(gè)根本線索。它們之間既沖突，又在肯定條件下統(tǒng)一。2系統(tǒng)運(yùn)行方式2.1運(yùn)行方式的選擇變電站運(yùn)行方式選擇原那么：變電站的

3、母線上無論接幾臺(tái)變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺(tái)停用。線路運(yùn)行方式選擇原那么：一個(gè)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(shí)停用。系統(tǒng)運(yùn)行方式確實(shí)定：本系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式是全部設(shè)備全部投入運(yùn)行；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式為發(fā)電機(jī)g1或g2投入。全部變壓器星型側(cè)接地。2.2變壓器中性點(diǎn)接地選擇(1)變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均要接地。(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必需接地。(3)t接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。(4)為防止操作過電壓，在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后再斷開，這種狀況不按接地運(yùn)行考

4、慮。3故障點(diǎn)選擇與序網(wǎng)絡(luò)制定本次設(shè)計(jì)是110kv a站變電站繼電愛護(hù)，如圖3.1所示，整個(gè)系統(tǒng)中選擇了6個(gè)短路點(diǎn)d1、d2、d3、d4、d5、d6。依據(jù)整定計(jì)算的需要，愛護(hù)的整定原那么選擇的短路點(diǎn)。圖3.2、3.3、3.4是d1短路時(shí)的正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)圖，其他短路點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖原理全都。圖3.1 等值電路圖和各短路點(diǎn)圖3.2 d1短路時(shí)的正序網(wǎng)絡(luò)圖圖3.3 d1短路時(shí)的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖圖3.4 d1短路時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)圖4 變電站愛護(hù)的配置4.1 線路愛護(hù)的配置依據(jù) gb/t142852006繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程第4.4條3kv 10kv線路愛護(hù)4.4.2.1條規(guī)定：?jiǎn)蝹?cè)電源線路，可裝設(shè)兩段過電流

5、愛護(hù)，第一段為不帶時(shí)限的電流速斷愛護(hù)：其次段為帶時(shí)限的的過電流愛護(hù)；保護(hù)可采納定時(shí)限或反時(shí)限特性。愛護(hù)的選擇性，靈敏性，牢靠性，速動(dòng)性，經(jīng)濟(jì)性，a站10kv饋線配置電流速斷愛護(hù)和定時(shí)限過電流愛護(hù)。小電流接地系統(tǒng)35kv及以下輸電線路一般采納三段式電流愛護(hù)反響相間短路故障：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樣運(yùn)行狀態(tài)，一般利用母線上的絕緣檢查裝置發(fā)信號(hào)，由運(yùn)行人員分區(qū)停電查找接地設(shè)備。對(duì)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，故一般采納零序電流愛護(hù)反響接地故障。110kv輸電線路一般采納三段式相間間隔 愛護(hù)作為故障的愛護(hù)方式，采納階段式零序電流愛護(hù)作為接地短路

6、的愛護(hù)方式。對(duì)于極個(gè)別特別短的線路，如有必要也可以采納縱差愛護(hù)作為主愛護(hù)。本系統(tǒng)線路的愛護(hù)方式采納三段式相間間隔 愛護(hù)作為故障的愛護(hù)方式，采納階段式零序電流愛護(hù)作為接地短路的愛護(hù)方式。其中，第i段作為線路的主愛護(hù)，ii、iii段作為后備愛護(hù)。4.2 母線愛護(hù)的配置依據(jù) gb/t142852006繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程第4.8.4條規(guī)定：對(duì)3kv10kv分段母線宜采納不完全電流差動(dòng)愛護(hù)，愛護(hù)裝置僅接入有電源支路的電流愛護(hù)裝置由2段構(gòu)成，第一段宜采納無時(shí)限或帶時(shí)限的電流速斷愛護(hù)，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時(shí)，采納電壓閉鎖電流速斷愛護(hù)；其次段采納過電流，當(dāng)靈敏系數(shù)不符合要求時(shí)，可將一局部負(fù)荷較大的

7、配電線路接入差動(dòng)回路，以降低愛護(hù)的啟動(dòng)電流。所以a站10kv側(cè)母線配置不完全差動(dòng)愛護(hù)即簡(jiǎn)易母差愛護(hù)。依據(jù) gb/t142852006繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)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(shí)，應(yīng)裝設(shè)專用的母線愛護(hù)。依據(jù)4.9.1規(guī)定:110kv電力網(wǎng)的個(gè)別重要局部應(yīng)裝設(shè)斷路器失靈愛護(hù)。所以，a站110kv母線配置母聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)和斷路器失靈愛護(hù)，斷路器失靈愛護(hù)作為其近后備愛護(hù)。4.3變壓器愛護(hù)的配置依據(jù) gb/t142852006繼電愛護(hù)和平安自動(dòng)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)如下愛護(hù)：0.4 mv.a 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器和0.8 mv

8、.a及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護(hù)。依據(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(dòng)愛護(hù)。依據(jù)第4.3.8.2條規(guī)定：分級(jí)絕緣變壓器應(yīng)裝設(shè)用于中性點(diǎn)挺直接地和經(jīng)放電間隙接地的兩套零序過電流愛護(hù)。還應(yīng)增設(shè)零序過電壓愛護(hù)。依據(jù)第4.3.3.2條規(guī)定：相間短路后備愛護(hù)宜采納過電流愛護(hù)和復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流愛護(hù)或復(fù)合電流愛護(hù)。本愛護(hù)變壓器容量為20mv.a ，變壓器絕緣采納分段絕緣，中性點(diǎn)不允許過電壓。應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)愛護(hù)、變壓器中性點(diǎn)側(cè)裝設(shè)零序過電流愛護(hù)和零序過電壓愛護(hù)，采納復(fù)合電壓閉鎖、過電流愛護(hù)作為其后備愛護(hù)。本變電站詳細(xì)愛護(hù)配置見表

9、4.1所示。表4.1變電站愛護(hù)的配置5 主要愛護(hù)的綜合評(píng)價(jià)5.1 變壓器愛護(hù)的綜合評(píng)價(jià)1瓦斯愛護(hù)：瓦斯愛護(hù)主要用來愛護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔，靈敏，經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)是動(dòng)作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，瓦斯愛護(hù)只有與差動(dòng)愛護(hù)協(xié)作用法才能做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，效果更佳。瓦斯愛護(hù)裝置接線由信號(hào)回路和跳閘回路組成。變壓器內(nèi)部發(fā)生細(xì)微故障時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出瞬時(shí)“輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)峻故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，劇烈的油流沖擊擋板，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)峻漏油使油面降低時(shí)，繼電器動(dòng)作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。2差動(dòng)愛護(hù)：差動(dòng)愛護(hù)是一切電氣主設(shè)

10、備的主愛護(hù)，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、選擇性好、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔，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協(xié)作，可以無延時(shí)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)峻漏油或匝數(shù)很少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時(shí)，差動(dòng)愛護(hù)不能動(dòng)作。3零序電流差動(dòng)愛護(hù)：中性點(diǎn)挺直接地電網(wǎng)的變壓器裝設(shè)零序接地愛護(hù)作為變壓器住愛護(hù)的后備愛護(hù)和相鄰元件接地短路的后備愛護(hù)。當(dāng)變壓器中性點(diǎn)同時(shí)裝設(shè)有避雷器和放電間隙時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流愛護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)挺直接地運(yùn)行時(shí)的愛護(hù)，并增設(shè)一套反映間隙放電電流的零序電流愛護(hù)和一套零序電壓愛護(hù)作為變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)的愛護(hù)。后者作為間隙放電電流的零序電流愛護(hù)的后備愛護(hù)。5.2線路愛護(hù)的綜合評(píng)價(jià)1零序電流愛護(hù)：可用做中性點(diǎn)挺直接地系統(tǒng)中主要的接地短路愛護(hù)，有較好的靈敏度，接線簡(jiǎn)潔牢靠；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)零序電流愛護(hù)不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)接地間隔 愛護(hù)、。當(dāng)線路配置了接地間隔 愛護(hù)時(shí)，根椐運(yùn)行需要還應(yīng)配置階段式零序電流愛護(hù)。特殊是零序電流愛護(hù)中最小定值的愛護(hù)段，對(duì)檢測(cè)經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu)越。2間隔 愛護(hù)：優(yōu)點(diǎn)是能滿足多電源冗雜電網(wǎng)對(duì)愛護(hù)動(dòng)作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時(shí)反響電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作的，因此間隔 愛護(hù)較電流愛護(hù)有較高的靈敏度。其中段間隔