西南交大繼電保護(hù)二次課程設(shè)計(jì)(B相饋線)

1、后方文建大孝課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)I）報(bào)告題目專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師熊列彬電氣工程學(xué)院二。一年 月至二。一年 月課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名#學(xué)生學(xué)號(hào)2010#4學(xué)生專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生班級(jí)#級(jí)電氣#班發(fā)題日期2012年10月29日完成日期2012年12月21日課程名稱二次系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師熊列彬設(shè)計(jì)題目電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)）主要目的：加深學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所 學(xué)知識(shí)的能力，使之在繼電保護(hù)配置、整定計(jì)算分析、變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)之間的接口設(shè) 計(jì)等方面得到進(jìn)一步訓(xùn)練，同時(shí)提高學(xué)生運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)與資料的動(dòng)手能力

2、，促 進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)1）任務(wù)要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)要求等）一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1. YN,d11牽引變壓器參數(shù)變量名稱變量值變量名稱變量值最小運(yùn)行方式變壓器一次側(cè)三相短路 電流（A）1775.89過電流保護(hù)可靠系數(shù)1.2最小運(yùn)行方式變壓器二次側(cè)三相短路 電流（A）1429.25低電壓保護(hù)可靠系數(shù)1.2最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)末端短路電流（A）919.08過電流保護(hù)返回系數(shù)0.95最小運(yùn)彳f方式27.5KV母線電壓（kV）24低電壓保護(hù)返回系數(shù)1.05牽引變壓器容量（MVA）20牽引變壓器過負(fù)荷系數(shù)1.5牽引變壓器一次側(cè)額定電流（A）104.98牽引變壓器

3、一次側(cè)母線電壓（kV）110牽引變壓器二次側(cè)額定電流（A）422.11變壓器中性點(diǎn)C梭比32牽引變壓器一次側(cè)C破線系數(shù)1.732過負(fù)荷保護(hù)可靠系數(shù)1.45牽引變壓器二次側(cè)C破線系數(shù)1二次諧波閉鎖條件0.18牽引變壓器一次側(cè)C餞比40重瓦斯保護(hù)（M/S）0.61牽引變壓器二次側(cè)C餞比160主變過熱（C）75全引變壓器一次明P彼比1100主變通風(fēng)扇動(dòng)信號(hào)（C）55牽引受壓器一次惻PI交比275生生通風(fēng)停止信號(hào)（C ）45左痂速斷保護(hù)口罪系數(shù)1.2牢引父正器父比420MV摩引變壓器涌流倍數(shù)52.并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置參數(shù)變量名稱義量值變量名稱義量值最小運(yùn)行方式變壓器二次側(cè)兩相短路電流（A）1429.25電

4、容器組涌流倍數(shù)5AT目并聯(lián)電谷器組谷量（kVar） （4 升4串連接）1600過電壓保護(hù)返回系數(shù)0.95明目并聯(lián)電容器組容量（kVar） （4并4串連接）1600電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)1.3變壓器二次側(cè)母線額定電壓 （kV）27.5過電流保護(hù)可靠系數(shù)1.05變壓器二次側(cè)母線最高電壓 （kV）31.5諧波過電流保護(hù)可靠系數(shù)1.2變壓器二次側(cè)母線P侵比275差流保護(hù)可靠系數(shù)1.3電容器組P度比275電壓保護(hù)可靠系數(shù)1.2緋目電容器組C餞比10電流保護(hù)返回系數(shù)0.95琳目電容器組C餞比10差電壓保護(hù)返回系數(shù)0.95"目電容器組額定電流（A）38.1電容器組同型系數(shù)1耕目電容器組額定電流（A）

5、38.1低電壓保護(hù)返回系數(shù)1.05電容器組額定電壓（kV）42差壓保護(hù)靈敏系數(shù)1.53.A相饋線參數(shù)變量名稱變量值變量名稱變量值牽引網(wǎng)末端最大短路電流（A）1656.321饋線C餞比126最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)近端15叫 短路電流（A）2295.743牽引變壓器二次側(cè)母線P度比275最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)末端短路電流（A）919.08阻抗保護(hù)電抗可靠系數(shù)1.2供電臂最大負(fù)荷電流（A）1364阻抗保護(hù)電阻可靠系數(shù)1.1牽引變壓器二次側(cè)母線最低工作 電壓（kV）24電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)1.3供電臂長度（km）20.163阻抗保護(hù)電阻偏移值（歐）1牽引網(wǎng)單位阻抗電抗值（歐/千米）0.509阻抗保護(hù)電抗偏移值

6、（歐）1阻抗保護(hù)靈敏角（。）65阻抗保護(hù)PTW線電流檢測(cè)可靠系數(shù)1.2牽引負(fù)荷阻抗角（）36.87牽引網(wǎng)單位阻抗電阻值（歐/十米）0.234.B相饋線參數(shù)變量名稱變量值變量名稱變量值牽引網(wǎng)末端最大短路電流（A）1978.171饋線C佼比80最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)近端15%處短路 電流（A）2405.344牽引變壓器二次側(cè)母線P餃比275最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)末端短路電流（A）1046.38阻抗保護(hù)電抗可靠系數(shù)1.2供電臂最大負(fù)荷電流（A）970阻抗保護(hù)電阻可靠系數(shù)1.1牽引變壓器二次側(cè)母線最低工作電 壓（kV）24電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)1.3供電臂長度（KM）12.14阻抗保護(hù)電阻偏移值（歐）1牽引網(wǎng)單

7、位阻抗電抗值（歐/千米）0.509阻抗保護(hù)電抗偏移值（歐）1阻抗保護(hù)靈敏角（0 ）65阻抗保護(hù)P硒線電流檢測(cè)可靠系數(shù)1.2牽引負(fù)荷阻抗角（° ）36.87牽引網(wǎng)單位阻抗電阻值（歐/千米）0.23說明：饋線保護(hù)整定計(jì)算時(shí)，不計(jì)復(fù)線牽引網(wǎng)上下互感。二、系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)主接線如附圖1和附圖2所示。課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)I）主要任務(wù)：1）所有學(xué)生都必須完成主變、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、饋線保護(hù)的配置方案設(shè)計(jì)；2）所有學(xué)生都必須完成主變、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、饋線保護(hù)的整定計(jì)算；3）學(xué)號(hào)尾數(shù)為0、1的學(xué)生必須畫出主變保護(hù)的原理接線圖和保護(hù)的展開圖，并作相應(yīng)說明；4）學(xué)號(hào)尾數(shù)為2、3的學(xué)生必須畫出Af目饋線保護(hù)的原

8、理接線圖和保護(hù)的展開圖，并作相應(yīng)說 明；5）學(xué)號(hào)尾數(shù)為4、5的學(xué)生必須畫出琳目饋線保護(hù)的原理接線圖和保護(hù)的展開圖，并作相應(yīng)說 明；6）學(xué)號(hào)尾數(shù)為6、7的學(xué)生必須畫出Af目并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置保護(hù)的原理接線圖和保護(hù)的展開圖, 并作相應(yīng)說明；7）學(xué)號(hào)尾數(shù)為8和9的學(xué)生必須畫出 球目并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置保護(hù)的原理接線圖和保護(hù)的展開圖, 并作相應(yīng)說明；注1:展開圖需包括電流電壓回路接線圖、控制回路接線圖和信號(hào)回路接線圖；江2:小要求對(duì)電流、電壓互感器日勺英載能力進(jìn)仃校驗(yàn)，不要求回出屏卸伸置圖、屏后接線圖 和端子排列；注3:僅要求針對(duì)一個(gè)斷路器畫出控制回路。課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)）進(jìn)度安AE：（共8周）在耳J 丁 P內(nèi)

9、容安排時(shí)間1課程設(shè)計(jì)講解、任務(wù)布置第9周2答疑，周4下午14: 0015: 00, X2611第1015周3交報(bào)告，周4下午14: 0015: 00, X2611第16周課程設(shè)計(jì)（實(shí)訓(xùn)）參考文獻(xiàn)：1張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，中國電力出版社，2005年2潘啟敬.牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)，中國鐵道出版社，1996年3張玉諸.發(fā)電廠及變電所的二次接線，華北電力學(xué)院4王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用，中國電力出版社，1996年5各種繼電器、繼電保護(hù)產(chǎn)品樣本6各種設(shè)計(jì)施工圖指導(dǎo)教師簽字系主任審 核簽字注：1、發(fā)題日期為每學(xué)期第 9周周一，完成日期根據(jù)實(shí)際情況填寫（一般不超過進(jìn)度安 排）。2、頁面

10、不夠可附加頁附圖1牽引變電所主接線示意圖15TA115TA27QFoxQQcbQ10STA13TA3W-1 1 1- 1差勁 過流 冊(cè)僵邃計(jì)量5TAQSNn3QFqyHrAl irou過流 卜1】7A2差動(dòng)X 5QF9QS3TA零序電流TV327 5kV+ 18TAi18WQF9Moil6d>X L丫人=h =人)H-1QFM人_kL QSQS 8 9注：圖中僅畫出了一臺(tái)牽引主變壓器，接在 27.5kV母線的并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置附圖2給出附圖2并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置接線示意圖27 . 5kV27 . 5kV21TAi21TA22TR12TR224TA 1 24TA 24TR14TR2摘要在本次課程

11、設(shè)計(jì)中，按照題目的要求分別對(duì)主變壓器、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、饋線三部分依據(jù)保護(hù)配置原則，設(shè)置了相應(yīng)的保護(hù)方案并計(jì)算出了整定值。最后繪制了 B相饋線的保護(hù)原理接線圖和展開圖。首先對(duì)于主變壓器的保護(hù)，采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)為主保護(hù)，以電氣量和非電氣量分別來檢測(cè)變壓器可能存在的故障?？紤]到存在相間短路和接地短路的故障情況，從而設(shè)置低電壓?jiǎn)?dòng)過流保護(hù)和零序過流保護(hù)為后備保護(hù)。其次對(duì)于并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，我運(yùn)用了繼電保護(hù)課程中所學(xué)的知識(shí)，設(shè)置電流速斷保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)、電壓差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)，而用過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、諧波過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)作為后備保護(hù)。然后在A、 B 饋線的保護(hù)設(shè)定中，參考母線保護(hù)的

12、整定原則和輸電線路的整定原則后，利用電流速斷保護(hù)和距離保護(hù)作為主保護(hù)，過電流保護(hù)為后備保護(hù)的方式來保護(hù)饋線。同時(shí)考慮到線路上的瞬時(shí)故障較多，可以采用重合閘前加速保護(hù)與繼電保護(hù)配合的方式，從而提高供電的可靠性。最后，按照題目要求，繪制出了 B 相饋線的保護(hù)原理圖和展開圖，包括電流保護(hù)和距離保護(hù)兩部分。并且對(duì)信號(hào)回路和控制回路作了相應(yīng)說明。關(guān)鍵詞：電流保護(hù) 距離保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 保護(hù)原理圖電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)目錄正文31 .主變壓器保護(hù)的配置方案設(shè)計(jì) 32 .主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算 32.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 32.2 相間短路的后備保護(hù)一一三相低電壓過電流保護(hù)（110kV） 42.3

13、相間短路的后備保護(hù)一一單相低電壓過電流保護(hù)（27.5kV） 52.4 接地短路的后備保護(hù)一一零序過電流保護(hù) 52.5 非電量保護(hù)一一重瓦斯保護(hù)整定計(jì)算 62.6 其他保護(hù)一一過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算 63 .并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的配置方案 64 .并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置整定計(jì)算 64.1 主保護(hù)一一電流速斷保護(hù) 64.2 主保護(hù)一一電流差動(dòng)保護(hù) 74.3 主保護(hù)一一電壓差動(dòng)保護(hù) 84.4 后備保護(hù)一一過電流保護(hù) 94.5 后備保護(hù)過電壓保護(hù) 104.6 后備保護(hù)一一諧波過電流保護(hù) 104.7 后備保護(hù)一一低電壓保護(hù) 105 .饋線保護(hù)的配置 116 .饋線保護(hù)的整定計(jì)算 116.1 A相饋線保護(hù)整定計(jì)算 1

14、16.1.1 主保護(hù)一一電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算 116.1.2 主保護(hù)一一距離保護(hù)的整定計(jì)算 126.1.3 后備保護(hù)一一過電流保護(hù)整定計(jì)算 126.2 B相饋線保護(hù)整定計(jì)算 136.2.1 主保護(hù)一一電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算 136.2.2 主保護(hù)一一距離保護(hù)的整定計(jì)算 136.2.3 后備保護(hù)一一過電流保護(hù)整定計(jì)算 146.3 重合閘的設(shè)定147.B相饋線保護(hù)原理的接線圖和展開圖 157.1 保護(hù)原理框圖157.2 保護(hù)接線圖167.3 保護(hù)操作回路圖17總結(jié)18參考文獻(xiàn)資料1921正文1.主變壓器保護(hù)的配置方案設(shè)計(jì)變壓器的主保護(hù)通常采用差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。其后備保護(hù)裝設(shè)相間短路和接 地短路

15、保護(hù)。由系統(tǒng)主接線附圖1和相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可知變壓器的容量和結(jié)構(gòu)。從 而根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)出主變壓器的保護(hù)配置方案。主保護(hù)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；相間短 路的后備保護(hù)有以下幾種：過電流保護(hù)、低電壓?jiǎn)?dòng)保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)保護(hù)的過電 流保護(hù)。但由于第一種和第三種方法的靈敏度難以滿足要求，故采用低電壓?jiǎn)?dòng)保 護(hù)。接地短路保護(hù)的后備保護(hù)采用單臺(tái)變壓器的零序電流保護(hù)。對(duì)于變壓器內(nèi)部的某 些輕微故障，靈敏性可能不能滿足要求，因此變壓器通常還裝設(shè)有反應(yīng)油箱內(nèi)部油、 氣、溫度等特征的非電量保護(hù)。根據(jù)題目中給出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以配置瓦斯保護(hù)。其 他保護(hù)采用過負(fù)荷保護(hù)。綜合以上觀點(diǎn)有：(1)主保護(hù)：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；(2)后備

16、保護(hù)：三相低電壓過電流保護(hù)、單相低電壓過電流保護(hù)作為相間短路的后備保護(hù)，零序過電流保護(hù)作為接地短路的后備保護(hù)；(3)非電量保護(hù)：瓦斯保護(hù)；(4)其他保護(hù)：過負(fù)荷保護(hù)；2 .主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算2.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 電力變壓器的縱差保護(hù)整定原則一般按照躲過變壓器空載投入時(shí)的最大勵(lì)磁浪涌電流 整定(折算至變壓器電流互感器二次側(cè)電流)，并需考慮接線系數(shù)。整定計(jì)算如下：I set = Krei Kj h =1.2 5 104.98 = 629.88A式中：Krei：縱差保護(hù)可靠系數(shù)，表中提供數(shù)據(jù)為1.2K卬 變壓器勵(lì)磁涌流倍數(shù)，表中提供數(shù)據(jù)為 5；靈敏度校驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下，電源側(cè)發(fā)生兩

17、相短路的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)：KsenI D.minI set,3 1775.89二 2.44 22629.88故靈敏度滿足要求。其中：I D.min ：最小運(yùn)行方式下，電源側(cè)發(fā)生兩相金屬性短路的短路電流;2.2 相間短路的后備保護(hù)一一三相低電壓過電流保護(hù)(110kV)(1)動(dòng)作電流的整定:采用低電壓繼電器后，電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運(yùn)行變壓器切除 或電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷，而是按大于變壓器的額定電流整定，即Iset=>NK re1.2- 104.98 =132.6A1.2；0.95式中：Krel：過電流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為Kre：過電流保護(hù)返回系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)

18、為0.95 ;Iin：變壓器一次側(cè)額定電流，表中給出數(shù)據(jù)為104.98A;靈敏度檢驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下變壓器高壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行:KsenI D.minI set3 1775.89=11.6 22132.6其中：I D.min：最小運(yùn)行方式下，高壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流;(2)動(dòng)作電壓的整定:按躲過正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定，計(jì)算如下:j=_=7857kVKrelKre 1.2 1.05其中：gm,：變壓器母線最低工作電壓，表中給出數(shù)據(jù)為24kV；.Krel：低電壓保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)位 1.2；Kre：低電壓保護(hù)返回系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為1.05；題目中未給出變壓

19、器靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大殘 壓。此處不能對(duì)動(dòng)作電壓進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。2.3 相間短路的后備保護(hù)一一單相低電壓過電流保護(hù)(27.5kV)單相低電壓過電流保護(hù)的整定與三相低電壓過電流保護(hù)基本相同。只是動(dòng)作時(shí)限 應(yīng)該與饋線的電流保護(hù)相配合。(1)動(dòng)作電流的整定：K1.2Iset 曳 I2N = 422.11 =533.2AKre0.95式中：Krei：過電流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為1.2；Kre：過電流保護(hù)返回系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為0.95;Ln：變壓器二次側(cè)額定電流，表中給出數(shù)據(jù)為 422.11A;靈敏度檢驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行:Ks

20、enI D.minI set,3 1429.25 c” c2.32 22533.2其中：I D.min ：最小運(yùn)行方式下，低壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流;靈敏度滿足要求。(2)動(dòng)作電壓的整定此處電壓的整定與三相低電壓過電流保護(hù)相同，即UsetU L.minK . Krel re24000二19047.6V1.2 1.052.4 接地短路的后備保護(hù)一一零序過電流保護(hù)由于負(fù)荷為單相負(fù)荷，線路不設(shè)零序保護(hù)，110kV側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)設(shè)置。變壓器零 序電流保護(hù)動(dòng)作電流按70%勺額定電流整定：K1.2Iset = rel 70% IN =0.7 104.98 =92.82AKre0.95式中：Krel：過電

21、流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為1.2；Kre:過電流保護(hù)返回系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為0.95;2.5 電量保護(hù)一一重瓦斯保護(hù)整定計(jì)算電力變壓器通常是利用變壓器油作為絕緣和冷卻物質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，在故障電流和電弧的作用下，電壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大 量氣體，氣體排出的多少與排出的速度，與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)，可以利用這 種氣體來實(shí)現(xiàn)變壓器的瓦斯保護(hù)。規(guī)程規(guī)定對(duì)于容量為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，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中，可以讀出重瓦斯保護(hù)為0.6到1 M/S,可以設(shè)置其值為: = 0.8m/ s2.6 其他保護(hù)一一過

22、負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算變壓器若過負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)使其繞組、硅鋼片過熱，絕緣老化，縮短設(shè)備使用壽 命。因此應(yīng)盡量避免過負(fù)荷運(yùn)行。變壓器在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一旦出現(xiàn)過負(fù)荷，保護(hù)裝置 延時(shí)告警，提醒運(yùn)行值班人員及時(shí)采取措施，調(diào)整運(yùn)行方式或壓限負(fù)荷。整定計(jì)算公 式為：I set = Krei I n =1.45 104.98 = 152.22A式中：Krel：過負(fù)荷保護(hù)可靠系數(shù)，表中提供數(shù)據(jù)為1.45；其動(dòng)作時(shí)限較長，一般取120s于是有：tset =120s3 .并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的配置方案(1)主保護(hù)：電流速斷保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)、電壓差動(dòng)保護(hù)； 后備保護(hù)：過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、諧波過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)；4 .

23、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置整定計(jì)算4.1 主保護(hù)一一電流速斷保護(hù)該保護(hù)用于斷路器到電容器連接端的短路故障。動(dòng)作電流由躲開電容器投入時(shí)產(chǎn) 生的最大涌流整定，A、B相的整定計(jì)算如下：A _ _ _ _ _ A 一_ _ _I set = K KI YL.max =KkK , in =1.3 5 38.1 二 247.65AI set - K K I YLmax = KkK"NB =1.3 5 38.1 =247.65A式中：Kk ：電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為1.3;K R：為電容器組涌流倍數(shù)，表中數(shù)據(jù)為 5;IA：為A相電容器組額定電流；I：:為B相電容器組額定電流；靈敏度校驗(yàn)按最小運(yùn)行

24、方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行靈敏度 校驗(yàn)。A、B兩相電容器補(bǔ)償裝置保護(hù)靈敏度：d .minAI setIzd .minBI setKA senKB sen1429.25247.651429.25247.65= 5.77 1.5= 5.77 1.5動(dòng)作時(shí)間按躲過并補(bǔ)裝置的最大合閘涌流整定，A、B兩相均取為:tset = 0.5s4.2 主保護(hù)電流差動(dòng)保護(hù)電流差動(dòng)保護(hù)用于電容器裝置接地故障的主保護(hù)。其動(dòng)作電流按照投入電容器組 產(chǎn)生的涌流可能造成的不平衡電流整定。A B相整定如下：St =&1&fmaxImax=1.3 10.1190.5 = 24.765AImax

25、= 1xCLIA =5I；=538.1 = 190.5AIBet =KreiKtxfmaxImax=1.3 10.1190.5 = 24.765AI Imax = 1XcXLIB =5IB=538.1 = 190.5A式中：Krei：差流保護(hù)可靠系數(shù)，表中數(shù)據(jù)為1.3；Ktx：同型系數(shù)，頂流互與底流互同型時(shí)取0.5,不同型取1,此處取1fmax ：流互最大允許誤差，取0.1 ；Imax：電容器投入時(shí)涌流有效值Xc：并補(bǔ)裝置電容器容抗;Xl：并補(bǔ)裝置電抗器感抗;靈敏度校驗(yàn)：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)。IAset38.1

26、24.765= 1.54 1.238.124.765= 1.54 1.2靈敏度均滿足要求動(dòng)作時(shí)限取為：tset =0.1s4.3 主保護(hù)電壓差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)是一種靈敏度高、保護(hù)范圍大、不受合閘涌流、高次諧波及電壓波動(dòng)影 響的保護(hù)方式。它能檢出電容器的內(nèi)部故障并限制事故擴(kuò)大。動(dòng)作電壓的確定電容器組故障后由熔絲切除的電容器臺(tái)數(shù)為K,此時(shí)故障電容器組端電壓可能上升到1.1倍的額定電壓。整定值計(jì)算如下：將數(shù)值代入計(jì)算有:MU max-1.1U cnN M -K 1 - D K可以得到：K > 3.42 ,取整數(shù)部分，得K =4 ;式中：M :并聯(lián)電容器數(shù)為4;N :串聯(lián)電容器數(shù)為4;D :補(bǔ)償度

27、，一般取0.12-0.13 ;Umax：母線最高電壓，表中給出為 31.5KV；Ucn：電容器額定電壓21Kv;計(jì)算差壓：= 31.5kVM -(N -1)(M -K) uN(M -K)(1-D) K計(jì)算定值:.U 31.5Uset =21kVKsr1.5式中：Ksr：差壓保護(hù)靈敏系數(shù)，取1.5;動(dòng)作時(shí)限一般取0.1s到0.2s,這里整定為:tset =0S4.4 后備保護(hù)一一過電流保護(hù)10%B用于電容器組內(nèi)部故障，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。由于電容器組電容有 的偏差，使負(fù)荷增大，電容器允許1.3倍的額定電流長期運(yùn)行，合閘不涌動(dòng)。故 兩相電容器動(dòng)作值整定為：Kre1.05 1.3 38.10

28、.95= 54.74AKre1.05 1.3 38.10.95= 54.74A式中：Krei：過電流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為1.05；Kre：電流保護(hù)返回系數(shù)，表中給出數(shù)據(jù)為 0.95；靈敏度校驗(yàn)按照最小運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行靈敏 度校驗(yàn)：K AsenIk.minIsAt1429.25 =26.11 1.254.74K BsenIk.minIBset1429.25 =26.11 1.254.74靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限為躲過并補(bǔ)裝置的最大合閘電流，因此取:tset =0.5s4.5 后備保護(hù)一一過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)用于保護(hù)電容器過電壓、饋線母線的過電壓，受電容器設(shè)

29、備諧波過負(fù) 荷和電動(dòng)機(jī)機(jī)車組的允許過電壓方面的限制。此處饋線母線的額定電壓大于電容器的 額定電壓，故需要用饋線的母線電壓來計(jì)算整定值。過電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓一般按額定電壓的110哌J 130姍定：Uset = 120%U N = 1.2 27.5 = 33kV動(dòng)作時(shí)限按躲過牽引網(wǎng)可能發(fā)生的瞬時(shí)過電壓整定，通常取1到2秒，這里整定為:tset = 1.5S4.6 后備保護(hù)一一諧波過電流保護(hù)諧波會(huì)使損耗功率變大導(dǎo)致發(fā)熱，諧波過流保護(hù)分別由各并補(bǔ)分支的諧波過流保 護(hù)構(gòu)成當(dāng)任一并補(bǔ)分支滿足諧波過流保護(hù)出口動(dòng)作條件時(shí)，裝置驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘。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。A、B兩

30、相電容器高次諧波過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為:iSet11AlKrel1.5 38.11.2=47.625AIBetIBnKrel1.5 38.11.2=47.625A其中：Krel：諧波過電流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出為1.2；I hn :電容器允許諧波電流值,Ihn = 1.5In ；動(dòng)作時(shí)限定值取為：tset =120s4.7 后備保護(hù)一一低電壓保護(hù)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：(1)防止在無負(fù)荷時(shí)電容器和變壓器同時(shí)投入;(2)在電源恢復(fù)時(shí)，僅電容器不在投入狀態(tài)。動(dòng)作電壓的整定一般按額定電壓的50%-60附算，如下：Uset =(0.5-0.6)Uc

31、n =0.5 21=10.5KV動(dòng)作時(shí)限按大于牽引母線上所接饋線短路保護(hù)的最長動(dòng)作時(shí)延，取 0.5-1stset = 0.75s5 .饋線保護(hù)的配置A、B相饋線采以下相同的配置方案：(1)主保護(hù)：電流速斷保護(hù)、距離保護(hù)I、II段(2)后備保護(hù)：過電流保護(hù)(3)其他：重合閘與繼電器的配合6.饋線保護(hù)的整定計(jì)算6.1 A相饋線保護(hù)整定計(jì)算6.1.1 -保護(hù)一一電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算 電流速斷保護(hù)為系統(tǒng)發(fā)生近金屬性短路時(shí)保護(hù)裝置快速出口而設(shè)，作為輔助保護(hù)以消 除距離保護(hù)的保護(hù)死區(qū)，其動(dòng)作電流按照躲開被保護(hù)范圍末端的最大短路電流來整止：lSet =K同 1k.max =1.3父 1656.321 =

32、2153.22A式中：Krel ：電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出值為 1.3；Ik.max：牽引網(wǎng)末端最大短路電流;靈敏度校驗(yàn)是隨著運(yùn)行方式和故障類型變化的，最小保護(hù)范圍為在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式 下兩相短路時(shí)出現(xiàn)。一般情況，應(yīng)按這種運(yùn)行方式和故障類型來校驗(yàn)，要求大于線路 全長的15%- 20%保護(hù)范圍的計(jì)算公式為：I 1 = I .set K.L.min2 Zs.maxz1 Lmin由表中給出的數(shù)據(jù)有：Ik.min15% =2295.743A 凰=2153.22A分別代入(1)式，可以得到 如下結(jié)果：Lmin. set > L5%滿足靈敏度要求。保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)該大于機(jī)車保護(hù)動(dòng)作時(shí)限（0.06

33、到0.8s）,故電流速斷動(dòng)作時(shí)限 整定為：tset =0.1s6.1.2 主保護(hù)一一距離保護(hù)的整定計(jì)算距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特性，測(cè)量電壓與電流的比值。該 比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值則保護(hù)動(dòng)作。為保 護(hù)線路全長，采用兩段距離保護(hù)，阻抗繼電器采用方向圓特性 ，保護(hù)靈敏角設(shè)置為 65°。距離保護(hù)I段的整定距離I段阻抗動(dòng)作值的整定按口能保護(hù)線路全長的85%ft行整定：Zset=0.85LZ0=0.85 20.163 0.509 65； =8.72 65其中L ：供電臂長度；Z。：牽引網(wǎng)單位阻抗；Q:線路阻抗角即阻抗保護(hù)靈敏角；考慮到與機(jī)

34、車斷路器跳閘時(shí)間配合，保護(hù)動(dòng)作時(shí)限選為：tset = 0.1S距離保護(hù)II段的整定阻抗動(dòng)作值按能保護(hù)相鄰線路全長進(jìn)行整定：Zsei =Krel 2L Z0/q：y.2 2 20.163 0.509 65； = 24.63 65 set rei0式中：Krei：阻抗保護(hù)電抗可靠系數(shù)，表中提供數(shù)據(jù)為 1.2；考慮到與距離I段動(dòng)作時(shí)限相配合，取距離II段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限：tset = 0.5S6.1.3 后備保護(hù)一一過電流保護(hù)整定計(jì)算過電流保護(hù)可作為下級(jí)線路主保護(hù)拒動(dòng)和斷路器拒動(dòng)時(shí)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時(shí)作為 本線路主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù)，其定值通常按照躲開最大負(fù)荷電流來整定。Iset =Kre/Amax

35、= 1.2 1364 = 1636.8A其中Krei：過電流保護(hù)可靠系數(shù)，表中給定值為1.2；Ik.max：最大負(fù)荷電流;靈敏度校驗(yàn):Ksen(ss)I k.minI set919.08-0.56 ： 1.21636.8其中Iksm)n ：最小運(yùn)行方式牽引網(wǎng)末端短路電流;可見靈敏度不滿足要求;考慮到與距離保護(hù)I段相配合，設(shè)定過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限:t =0.6s按照牽引供電的特點(diǎn)，裝置一次自動(dòng)重合閘，時(shí)限設(shè)定為 2s6.2 B相饋線保護(hù)整定計(jì)算前面已經(jīng)對(duì)A相饋線保護(hù)進(jìn)行了整定計(jì)算，因?yàn)?A、B相的保護(hù)設(shè)定原理都一樣 于是以下主要針對(duì)B相整定的計(jì)算過程進(jìn)行闡述。6.2.1 -保護(hù)一一電流速斷保護(hù)的整

36、定計(jì)算 整定值為：Iset =Krel Ik.max =1.3 1978.171 = 2571.62A式中：Krel ：電流速斷保護(hù)可靠系數(shù)，表中給出值為 1.3；Ik.max：牽引網(wǎng)末端最大短路電流；靈敏度分析有:Ik.min15% = 2405.344A Iset =2571.62A代入公式可得：Lmin.set < L15% 于是靈敏度不滿足要求。電流保護(hù)速斷動(dòng)作時(shí)間的設(shè)定為：tset =0s6.2.2 主保護(hù)一一距離保護(hù)的整定計(jì)算距離保護(hù)I段的整定距離I段阻抗動(dòng)作值的整定按口能保護(hù)線路全長的85%ft行整定：Zset =0.85LZ0/q：,=0.85 12.14 0.509 6

37、5 =5.25 65保護(hù)動(dòng)作時(shí)限選為：tset =0.1s距離保護(hù)II段的整定阻抗動(dòng)作值按能保護(hù)相鄰線路全長進(jìn)行整定：Zset =Krel 2L Z0.=1.2 2 12.14 0.509 65=14.83 65set rei0式中：Krei：阻抗保護(hù)電抗可靠系數(shù)，表中提供數(shù)據(jù)為 1.2；考慮到與距離I段動(dòng)作時(shí)限相配合，取距離II段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限：tset = 0.5S6.2.3 后備保護(hù)一一過電流保護(hù)整定計(jì)算整定值計(jì)算：Iset =Krel 1kBmax =1.2 970 = 1164A靈敏度校驗(yàn)：1046.380.899 ：二 1.21164I (ss) K_ I k.min sen 一 -

38、 I set可見靈敏度不滿足要求；t 0.6s過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限：6.3 重合閘的設(shè)定在電力系統(tǒng)的故障中，大多數(shù)是輸電線路的故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路故障 大都是“瞬時(shí)性”的。此時(shí)如果把斷開的線路斷路器再合上，就能夠恢復(fù)正常的供 電。因此在電力系統(tǒng)中廣泛采用了當(dāng)斷路器跳閘以后能夠自動(dòng)地將斷路器重新合閘的 自動(dòng)重合閘裝置。為了能盡量利用重合閘所提供的條件以加速切出故障，繼電保護(hù)與 之配合時(shí)，一般采用重合閘前加速和重合閘后加速。根據(jù)題目中所給出的條件，饋線 母線電壓為27.5KV,所以采用重合閘前加速保護(hù)。整定時(shí)間設(shè)置為：tset = 2s7.B相饋線保護(hù)原理的接線圖和展開圖綜合上一章中對(duì)饋線保

39、護(hù)的配置，我們可以將其劃分為兩類。一、電流保護(hù)。二、距離保護(hù)。其中電流保護(hù)設(shè)置了電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，而距離保護(hù)則設(shè)置 了阻抗距離保護(hù)I、II段。以下是其饋線保護(hù)的原理框圖和接線圖。7.1 保護(hù)原理框圖信號(hào)I1 > I SD跳閘tsDI1圖7.1.1電流速斷保護(hù)原理框圖其中I1為從二次回路測(cè)量得到的數(shù)值，當(dāng)I1Isd時(shí)速斷保護(hù)經(jīng)過延時(shí)tsD動(dòng)作跳閘。I2/I1> KYLI1 -Kh(I24I34I5) >1 GL圖7.1.2過電流保護(hù)原理框圖信號(hào)其中I1、I2、I3、I5分別為基波、二次、三次、五次諧波分量;Kh為諧波抑制加權(quán)系數(shù);I2/I1至Kyl為諧波閉鎖的條件。PT

40、斷線I2/I1> KYL 阻抗I段在動(dòng)作區(qū)內(nèi)信號(hào)圖7.1.3阻抗I距離段保護(hù)原理框圖其中I2/I1之Kyl為諧波閉鎖的條件;PT斷線I 2/11 > K YL 阻抗II段在動(dòng)作區(qū)內(nèi)信號(hào)圖7.1.4阻抗II段距離保護(hù)原理框圖其中I2/I1 ±Kyl為諧波閉鎖的條件;7.2 保護(hù)接線圖討目15TA1測(cè)量15TA215TA1S1VS2保護(hù)15TA2S1S21L31L«+WC-WC1Y91Y11丫10-電流回路 電壓回路圖7.2.1 B相饋線保護(hù)接線圖其中1L1、1L2、1L3、1L4、1Y9 1Y10分別對(duì)應(yīng)到附錄中饋線保護(hù)測(cè)控裝置背面端子 圖J1交流插件部分。并且利用15TA2電流互感器測(cè)得的數(shù)值實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)和距離保護(hù) 的功能。7.3保護(hù)操作回路圖0|JA圖7.3.1 B相饋線保護(hù)操作回路圖總結(jié)經(jīng)過這幾周課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和完成，我感觸最深的是僅僅從課本中學(xué)習(xí)的知識(shí) 是不足以解決實(shí)際問題的。比方說我們?cè)谠O(shè)置主變壓器、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、饋線 的保護(hù)裝置時(shí)，我們需要設(shè)