繼電保護(hù)的設(shè)計

1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計1 緒論 如今，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，繼電保護(hù)器在35kV變電站中的應(yīng)用也越來越廣泛，他不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全，而且還保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，因此，做好繼電保護(hù)的整定對于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。繼電保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用與電力系統(tǒng)，農(nóng)網(wǎng)和小型發(fā)電系統(tǒng)，是電網(wǎng)及電氣設(shè)備安全可靠運行的保證。加強繼電保護(hù)管理，健全溝通橋梁，加強繼電保護(hù)定值正定檔案管理是提高繼電保護(hù)定值整定的必要措施。 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要

2、環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。2 繼電保護(hù)相關(guān)理論知識2.1  

3、;繼電保護(hù)的概述  研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)。2.2 繼電保護(hù)的任務(wù) 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。2.3 繼電保護(hù)基本原理  繼電保護(hù)裝置的作用是起到反事故的自動裝置的作用，必須正確地區(qū)分“正?！迸c“不正常”運行狀態(tài)、被保護(hù)元件

4、的“外部故障”與“內(nèi)部故障”，以 實 現(xiàn) 繼 電 保 護(hù) 的 功能 ， 因 此，通過檢測各種狀態(tài)下被保護(hù)元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據(jù)反映的物理量的不同，保護(hù)裝置可以構(gòu)成下述各種原理的保護(hù)。2.3.1 反映電氣量的保護(hù)   電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比值(阻抗)和它們之間的相位角改變等現(xiàn)象。因此，在被保護(hù)元件的一端裝沒的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發(fā)生故障時這些基本參數(shù)與正常運行時的差別，就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是： （1）電流增大：短路時故障

5、點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。 （2）電壓降低：當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。 （3）電流與電壓之間的相位角改變：正常運行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù) 角 ，一 般 約 為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線 路 的阻抗角決定的，一般為60°85°，而在保護(hù)反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°（-60°-85°)。 （4）測量阻抗發(fā)生變化：測量阻抗即測量點(保護(hù)安裝處)電壓與電流之

6、比值，正常運行時，測量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。 （5）不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。2.3.2 反映非電氣量的保護(hù) 如反應(yīng)溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構(gòu)成電力變壓器的瓦斯保護(hù)、溫度保護(hù)等。2.4 對繼電保護(hù)裝置的要求  繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本

7、要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護(hù)裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。 （1）選擇性 選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。 （2）速動性  速動性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。一般必須快速切除的故障有： 1)使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。

8、2)大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內(nèi)部故障。 3)中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。 4)可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號造成強烈干擾的故障。故障切除時間包括保護(hù)裝置和斷路器動作時間，一般快速保護(hù)的動作時間為0.04s0.08s，最快的可達(dá)0.01s0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06s0.15s，最快的可達(dá)0.02s0.06s。  對于反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護(hù)裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。 （3）靈敏性  靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行

9、情況時，保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。  能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。  系統(tǒng)最大運行方式：被保護(hù)線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運行方式；  系統(tǒng)最小運行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運行方式。（4）可靠性

10、  可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護(hù)最根本的要求。  安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。  信賴性：要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不拒動。  繼電保護(hù)的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。即使對于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，保護(hù)不誤動和不拒動對系統(tǒng)的影響也會發(fā)生變化。  以上四個基本要求是設(shè)計、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評價繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，

11、要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。繼電保護(hù)相當(dāng)于一種在線的開環(huán)的自動控制裝置，根據(jù)控制過程信號性質(zhì)的不同，可以分模擬型(它又分為機電型和靜態(tài)型)和數(shù)字型兩大類。對于常規(guī)的模擬繼電保護(hù)裝置，一般包括測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。測量部分從被保護(hù)對象輸入有關(guān)信號，再與給定的整定值比較，以判斷是否發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)；邏輯部分依據(jù)測量部分輸出量的性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或其組合，進(jìn)行邏輯判斷，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動作；執(zhí)行部分依據(jù)前面環(huán)節(jié)判斷得出的結(jié)果子以執(zhí)行：跳閘或發(fā)信號。2.5  繼電保護(hù)裝置的組成   一般情況而言，整套繼電保護(hù)裝置由測量元件、邏輯

12、環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。 (1）測量比較部分：測量比較部分是測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動。 （2）邏輯部分：邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。  （3）執(zhí)行輸出部分：執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正常運行時不動作等。  2.6  工

13、作回路   要完成繼電保護(hù)任務(wù)，除了需要繼電保護(hù)裝置外，必須通過可靠的繼電保護(hù)工作回路的正確工作，才能完成跳開故障元件的斷路器、對系統(tǒng)或電力元件的不正常運行發(fā)出警報、正常運行狀態(tài)不動作的任務(wù)。   繼電保護(hù)工作回路一般包括：將通過一次電力設(shè)備的電流、電壓線性地傳變?yōu)檫m合繼電保護(hù)等二次設(shè)備使用的電流、電壓，并使一次設(shè)備與二次設(shè)備隔離的設(shè)備，如電流、電壓互感器及其與保護(hù)裝置連接的電纜等；斷路器跳閘線圈及與保護(hù)裝置出口間的連接電纜，指示保護(hù)動作情況的信號設(shè)備；保護(hù)裝置及跳閘、信號回路設(shè)備的工作電源等。 3 設(shè)計概述：3.1設(shè)計依據(jù):（1）繼

14、電保護(hù)設(shè)計任務(wù)書。（2）國標(biāo)GB50062-92電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范。（3）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（山東工業(yè)大學(xué)）。3.2設(shè)計規(guī)模：本設(shè)計為35KV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300KVA，電壓等級為35/10KV。3.3設(shè)計原始資料：3.3.1 35KV供電系統(tǒng)圖,如圖1所示。3.3.2系統(tǒng)參數(shù)：電源I短路容量： SIDmax=200MVA；電源短路容量： SDmax=250MVA；供電線路：L1=L2=15km，L3=L4=10km，線路阻抗：XL=0.4/km。圖1 35KV系統(tǒng)原理接線圖3.3.3 35KV變電所主接線圖，如圖2所示 S SI L3 L4 DL1 L1 L2 B1

15、 B 2 DL6 DL7DL8 織 膠 印 配 煉 備 布 木 染 電 鐵 用 廠 廠 廠 所 廠 圖2 35KV變電所主接線圖B1、B2主變?nèi)萘?、型號?300kVA之SF1-6300/35型雙卷變壓器，Y-/11之常規(guī)接線方式，具有帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭，可進(jìn)行有載調(diào)壓。其中Uk %=7.5。運行方式：以SI、S全投入運行，線路L1L4全投。DL1合閘運行為最大運行方式；以S停運，線路L3、L4停運，DL1斷開運行為最小運行方式。已知變電所10KV出線保護(hù)最長動作時間為1.5s。3.3.4 10KV母線負(fù)荷情況，見下表：負(fù)荷名稱最大負(fù)荷（Kw）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）織布廠1200

16、0.851架空線8膠木廠11000.851架空線7印染廠14000.852架空線13配電所15000.852架空線10煉鐵廠17000.852架空線104 變電所繼電保護(hù)和自動裝置規(guī)劃：4.1系統(tǒng)分析及繼電保護(hù)要求： 本設(shè)計35/10KV系統(tǒng)為雙電源35KV單母線分段接線，10KV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷多為化工型，屬一二類負(fù)荷居多。4.2本系統(tǒng)故障分析：(1)本設(shè)計中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路及中性點不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。(2)電力變壓器的故障，分為外部故障和內(nèi)部故障兩類。變壓器的外部故障常見的是高低壓套管及引線故障，它

17、可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。變壓器的內(nèi)部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。 (3)變壓器的不正常運行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及不允許的油面下降。4.3 10KV線路繼電保護(hù)裝置：根據(jù)線路的故障類型，按不同的出線回路數(shù)，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下：(1)單回出線保護(hù)：適用于織布廠和膠木廠出線。采用兩段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時限，0S跳閘。(2)雙回路出線保護(hù)：適用于印染廠、配電所和煉鐵廠出線。采用平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護(hù)加電流保護(hù)。其中橫聯(lián)方向差動保護(hù)為主保護(hù)。電流保護(hù)作為橫聯(lián)方向差動保護(hù)的后備保護(hù)

18、。4.4 主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置：變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護(hù)、異常運行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)如下：（1）主保護(hù)：瓦斯保護(hù)（以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。（2）后備保護(hù)：過電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、過負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過負(fù)荷而引起的過電流）。（3）異常運行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)：溫度保護(hù)（以檢測變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機自啟動（用變壓器一相電流的70%來啟動冷卻風(fēng)機，防止變壓器油溫過高）。4.5 變電

19、所的自動裝置:（1） 針對架空線路的故障多系雷擊、鳥害、樹枝或其它飛行物等引起的瞬時性短路，其特點是當(dāng)線路斷路器跳閘而電壓消失后，隨著電弧的熄滅，短路即自行消除。若運行人員試行強送，隨可以恢復(fù)供電，但速度較慢，用戶的大多設(shè)備（電動機）已停運，這樣就干擾破壞了設(shè)備的正常工作，因此本設(shè)計在10KV各出線上設(shè)置三相自動重合閘裝置（CHZ），即當(dāng)線路斷路器因事故跳閘后，立即使線路斷路器自動再次重合閘，以減少因線路瞬時性短路故障停電所造成的損失。（2）針對變電所負(fù)荷性質(zhì)，縮短備用電源的切換時間，提高供電的不間斷性，保證人身設(shè)備的安全等，本設(shè)計在35KV母聯(lián)斷路器（DL1）及10KV母聯(lián)斷路器（DL8）處

20、裝設(shè)備用電源自動投入裝置（BZT）。（3） 頻率是電能質(zhì)量的基本指標(biāo)之一,正常情況下,系統(tǒng)的頻率應(yīng)保持在50Hz，運行頻率和它的額定值見允許差值限制在0.5Hz內(nèi)，頻率降低會導(dǎo)致用電企業(yè)的機械生長率下降，產(chǎn)品質(zhì)量降低，更為嚴(yán)重的是給電力系統(tǒng)工作帶來危害，而有功功率的缺額會導(dǎo)致頻率的降低，因此，為保證系統(tǒng)頻率恒定和重要用戶的生產(chǎn)穩(wěn)定，本設(shè)計10KV出線設(shè)置自動頻率減負(fù)荷裝置（ZPJH），按用戶負(fù)荷的重要性順序切除。4.6 本設(shè)計繼電保護(hù)裝置原理概述：（1） 10KV線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時通過保護(hù)裝置的電流來選擇動作電流的，以動作電流的大小來控制保護(hù)裝置的保護(hù)范圍；有無時限電流速斷和延時電

21、流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計選用無時限電流速斷保護(hù)。（2） 10KV線路過電流保護(hù):是利用短路時的電流比正常運行時大的特征來鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動作的選擇性由過電流保護(hù)裝置的動作具有適當(dāng)?shù)难訒r來保證，有定時限過電流保護(hù)和反時限過電流保護(hù)；本設(shè)計與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時限過電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來切除電流速斷保護(hù)范圍以外的故障，其保護(hù)范圍為本線路全部和下段線路的一部分。（3） 平行雙回線路橫聯(lián)方向差動保護(hù)：是通過比較兩線路的電流相位和數(shù)值相同與否鑒別發(fā)生的故障;由電流起動元件、功率方向元

22、件和出口執(zhí)行元件組成，電流起動元件用以判斷線路是否發(fā)生故障，功率方向元件用以判斷哪回線路發(fā)生故障，雙回線路運行時能保證有選擇的動作。該保護(hù)動作時間0S，由于橫聯(lián)保護(hù)在相繼動作區(qū)內(nèi)短路時，切除故障的時間將延長一倍，故加裝一套三段式電流保護(hù)，作為后備保護(hù)。（4） 變壓器瓦斯保護(hù)：是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點閉合，這時讓其作用于信號，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強烈的油流，沖擊繼電器，使

23、繼電器動作，接點閉合，這時作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù)。 （5）變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)：是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動繼電器并接在回路壁中，在正常運行和外部短路時，二次電流在臂中環(huán)流，使差動保護(hù)在正常運行和外部短路時不動作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過。但實際上由于變壓器的勵磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動保護(hù)需解決這些問題，方法有：·靠整

24、定值躲過不平衡電流·采用比例制動差動保護(hù)。·采用二次諧波制動。·采用間歇角原理。·采用速飽和變流器。 本設(shè)計采用較經(jīng)濟(jì)的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵磁涌流的能力。5 短路電流計算5.1 系統(tǒng)等效電路圖：如圖4所示 S S 1 2 0.4 0.5 5 6 3 4 0.292 0.292 0.438 0.438 DL1 d17 8 1.19 1.19 DL6 d2 XL=3.628 D3 圖4 系統(tǒng)等效電路圖 （各阻抗計算見4.3）5.2基準(zhǔn)參數(shù)選定： SB=100MVA，UB=Av即：35kV側(cè)UB=37KV，10kV側(cè)UB=1

25、0.5KV。IB1=SB/3UB1=1.56kAIB2=SB/3UB2=5.5kA5.3阻抗計算（均為標(biāo)幺值）：1）系統(tǒng)：X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.42) 線路：L1，L2：X3=X4=l1X1SB/VB2=0.4×15×100/372=0.438 L3，L4： X5=X6=l3SB/VB2=0.4×10×100/372=0.2923) 變壓器：B1，B2：X7=X8=（Uk%/100）SB/S=0.075×100/6.3=1.19 5.4 短路電流計算： 1） 最大運行方式：2） 系統(tǒng)化簡如圖4所示。 3） 其中

26、： X9=X2+X3X40.719 X10= X1+X5X60.546X11=X10X90.31 X12=X11+X71.5據(jù)此，系統(tǒng)化簡如圖5所示故知35KV母線上短路電流： Id1max=IB1/X11=1.56/0.31=5.032(KA) 10KV母線上短路電流: Id2max=IB2/X12=5.5/1.5=3.667(KA)折算到35KV側(cè): Id21max=IB1/X12=1.56/1.5=1.04(KA)對于d3點以煉鐵廠計算： Id3max=5.5/(1.5+3.628)=1.073(KA) 2) 最小運行方式下:系統(tǒng)化簡如圖6所示。因S停運,所以僅考慮S單獨運行的結(jié)果；X1

27、3=X9+X7=0.719+1.19=1.909所以35KV母線上短路電流：Id1min=IB1/X9=1.56/0.719=2.17(kA) 所以10KV母線上短路電流：Id2min=IB2/X13=5.5/1.909=2.88(kA)折算到35KV側(cè)： Id2lmin = IB1/X13=1.56/1.909=0.817(kA)對于d3以煉鐵廠進(jìn)行計算Id3min=5.5/ (1.909+3.628)=0.993(kA)折算到35KV側(cè)： Id3lmin = 1.56/(1.909+3.628)=0.282(kA)6. 主變繼電保護(hù)整定計算及繼電器選擇6.1瓦斯保護(hù) 輕瓦斯保護(hù)的動作值按氣

28、體容積為250300cm2整定，本設(shè)計采用280 cm2。 重瓦斯保護(hù)的動作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.61.5 cm2整定本，本設(shè)計采用0.9 cm2。瓦斯繼電器選用FJ3-80型。6.2縱聯(lián)差動保護(hù)： 選用BCH-2型差動繼電器。6.2.1 計算Ie及電流互感器變比，列表如下：6.2.2 確定基本側(cè)動作電流：1） 躲過外部故障時的最大不平衡電流 Idz1KKIbp （1）利用實用計算式： Idz1=KK（KfzqKtxfi+U+fza）Id2lmax式中：KK可靠系數(shù)，采用1.3； Kfzq非同期分量引起的誤差，采用1； Ktx 同型系數(shù)，CT型號相同且處于同一情況時取0.5，型號不同時取1

29、，本設(shè)計取1。 U變壓器調(diào)壓時所產(chǎn)生的相對誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計取0.05。fza繼電器整定匝書數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差，暫無法求出，先采用中間值0.05。代入數(shù)據(jù)得 Idz1=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05) ×1.04=270.4（A）2） 躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時的勵磁涌流 Idz1= KK Ie （2）式中：KK可靠系數(shù)，采用1.3； Ie變壓器額定電流：代入數(shù)據(jù)得 Idz1= 1.3×103.9=135.1(A)3) 躲過電流互改器二次回路短線時的最大負(fù)荷電流 Idz1= KKTfhm

30、ax （3）式中： KK可靠系數(shù)，采用1.3； Idz1正常運行時變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流。代入數(shù)據(jù)得 Idz1=1.3×103.9=135.1(A)比較上述（1），（2），（3）式的動作電流，取最大值為計算值， 即： Idz1=270.4（A）6.2.3確定基本側(cè)差動線圈的匝數(shù)和繼電器的動作電流將兩側(cè)電流互感器分別結(jié)于繼電器的兩組平衡線圈，再接入差動線圈，使繼電器的實用匝數(shù)和動作電流更接近于計算值；以二次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè)，基本側(cè)的繼電器動作電流及線圈匝數(shù)計算如下： 基本側(cè)（35KV）繼電器動作值 IdzjsI=KJXIdzI/nl 代入數(shù)據(jù)得 Idzj

31、sI= ×270.4/40=11.71（A）基本側(cè)繼電器差動線圈匝數(shù) WcdjsI=Awo/ IdzjsI式中：Awo為繼電器動作安匝，應(yīng)采用實際值，本設(shè)計中采用額定值，取得60安匝。代入數(shù)據(jù)得 WcdjsI=60/11.71=5.12(匝)選用差動線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較WcdjsI小而相近的數(shù)值，作為差動線圈整定匝數(shù)WcdZ。即：實際整定匝數(shù)WcdZ=5（匝） 繼電器的實際動作電流 IdzjI=Awo/ WcdZ=60/5=12（A） 保護(hù)裝置的實際動作電流 IdzI= IdzjINl/Kjx=12×40/=277.1A6.2.4 確定非基本側(cè)平衡線圈和工作線圈的匝

32、數(shù) 平衡線圈計算匝數(shù) Wphjs=Wcdz/Ie2JI-Wcdz=5×(4.5/4.33-1)=0.19(匝)故，取平衡線圈實際匝數(shù)Wphz=0工作線圈計算匝數(shù)Wgz= Wphz+Wcdz=5(匝)6.2.5 計算由于整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差fza fza= (Wphjs- Wphz)/( Wphjs+ Wcdz) =(0.19-0)/(0.19+5)=0.04 此值小于原定值0.05，取法合適，不需重新計算。6.2.6 初步確定短路線圈的抽頭根據(jù)前面對BCH-2差動繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的“C-C”抽頭，實際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過變壓器空載投入試驗最后確定。6.2.7 保護(hù)裝置靈敏度校驗差動保護(hù)靈敏度要求值Klm2本系統(tǒng)在最小運行方式下，10KV側(cè)出口發(fā)生兩相短路時，保護(hù)裝置的靈敏度最低。本裝置靈敏度 Klm=0.866KjxIdlmin/Idzl =0.866×1×0.817/0.2771=2.55>