110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算-電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護(hù)題目110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算學(xué)院班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師日期2015年12月26日農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算摘要本次設(shè)計(jì)是針對(duì)與110KV電網(wǎng)在不同運(yùn)行方式以及短路故障類型的情況下進(jìn)行的分析計(jì)算和整定的。通過(guò)具體的短路阻抗的計(jì)算發(fā)現(xiàn)電流的三段式保護(hù)不能滿足要求，故根據(jù)本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，以及繼電保護(hù)“四性”的總要求故采用了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)。由于本次設(shè)計(jì)涉及到不同運(yùn)行方式下的不同類型的短路阻抗的計(jì)算，這對(duì)本次設(shè)計(jì)增加了難度。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要將各元件參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，而后對(duì)每一個(gè)保護(hù)線路未端短路時(shí)進(jìn)行三相短路阻抗的計(jì)算，二相短路阻抗的計(jì)算。在整定時(shí)對(duì)每一個(gè)保護(hù)距離保護(hù)阻抗的整定，并且對(duì)其進(jìn)行靈敏度較驗(yàn)。這要求進(jìn)行短路計(jì)算，其中包括系統(tǒng)的運(yùn)行方式，短路點(diǎn)與短路類型的確定原則或依據(jù);要求進(jìn)行保護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算，其中包括保護(hù)方式的原則，各保護(hù)的整定計(jì)算條件，并用表格列出整定計(jì)算結(jié)果;要求進(jìn)行繪制保護(hù)原理接線圖，包括三相原理接線圖及某一元件保護(hù)原理展開圖;并要求從可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性四個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)所采用的保護(hù)質(zhì)量。嘗試決定保護(hù)1、3、5、7的保護(hù)方式，作出保護(hù)3的原理圖和展開圖，并對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞:短路保護(hù)整定計(jì)算單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)運(yùn)行方式I農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄第一章緒論..................................................................................................................11.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀................................................................11.1.1繼電保護(hù)發(fā)展歷程....................................................................11.1.2繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展................................................................2第二章系統(tǒng)初始條件.................................................32.1主接線圖................................................................................................32.2相關(guān)參數(shù)................................................................................................3第三章三段式電流保護(hù)整定計(jì)算.......................................53.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)........................................................................................53.2最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算............................................................63.2.1K1點(diǎn)發(fā)生的三相短路...............................................................63.2.2K2點(diǎn)發(fā)生三相短路...................................................................93.2.3K3點(diǎn)發(fā)生三相短路.................................................................113.2.4保護(hù)1QF的整定.......................................................................13第四章距離保護(hù)整定計(jì)算............................................144.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)......................................................................................144.2整定值計(jì)算..........................................................................................144.2.17QF距離保護(hù)整定值計(jì)算.......................................................144.2.25QF的距離保護(hù)整定...............................................................154.2.33QF的距離保護(hù)整定...............................................................16II農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第五章電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)................................185.1保護(hù)裝置配置......................................................................................185.2自動(dòng)裝置配置......................................................................................185.3電流、電壓互感器選擇......................................................................19第六章電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置..............................226.1閉鎖裝置作用......................................................................................226.2閉鎖裝置設(shè)計(jì)......................................................................................22第七章保護(hù)3接線圖................................................24...........................................................247.13QF原理圖................................7.23QF接線圖...........................................................................................24第八章總結(jié)........................................................25參考文獻(xiàn)...........................................................26III農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第一章緒論1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)作為一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，它由發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸配線路及用電設(shè)備通過(guò)各種方式連接配置而成，各元件之間通過(guò)電或磁發(fā)生聯(lián)系，任何元件發(fā)生故障都將在不同程度上影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)作為電力技術(shù)的一環(huán)，它對(duì)保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益起到舉足輕重的作用。1.1.1繼電保護(hù)發(fā)展歷程我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)在建國(guó)后隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、通訊技術(shù)不斷更新完善的情況下，在40余年的時(shí)間里繼電保護(hù)技術(shù)完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。50年代，我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。期間阿城繼電器廠根據(jù)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)，這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代。60年代到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代，其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上，結(jié)束了我國(guó)500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代，這是晶體管繼電保護(hù)時(shí)代。70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用已處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究，1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定，并在電力系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，就此揭開了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè)，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能1農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。1.1.2繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)、區(qū)域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)已轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。2農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第二章系統(tǒng)初始條件2.1主接線圖下圖為某電力系統(tǒng)主接線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)三臺(tái)升壓變壓器由A母線與單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連，其電能通過(guò)電網(wǎng)送至B、C、D三個(gè)降壓變電所給用戶供電。2×20MVA60MV2×40MVA50KM65KM2×20MVA45KM3×50MVA60MVA20MVAcosφ,0.85X″圖2.1.1電力系統(tǒng)主接線圖2.2相關(guān)參數(shù)1(網(wǎng)絡(luò)中各線路采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，所有變壓器及母線均裝有縱差動(dòng)保護(hù)，變壓器均為Y/?-11接線;2(發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3×50MW，最小發(fā)電容量為2×50MW;3(網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行;4(允許的最大故障切除時(shí)間為0.85s;5(110kV斷路器均采用DW-110型斷路器，它的跳閘時(shí)間為0.05,0.08s;26(線路AB、BC、AD和CD的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230和140A，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)K=1.5;ss3農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書7(各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖所示，?t=0.5s;8(線路的正序電抗均為0.35Ω/km;9(電壓互感器的變比n=110000/100;PT10(其它參數(shù)如圖所示。4農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第三章三段式電流保護(hù)整定計(jì)算3.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選取基準(zhǔn)功率,=100MVA和基準(zhǔn)電壓為V=VavBB發(fā)電機(jī)G的參數(shù):S100BX,X,X,X，,0.129，,0.258G1(B)*G2(B)*G3(B)*F(N)*S50N升壓變壓器的參數(shù):S10.5100BX,X,X,X，,，,0.175T1(B)*T2(B)*T1(N)**T3(B)S10060N50KM線路的參數(shù):S100BX,X,XL，,0.35，50，,0.132*L31(B)*22L1(B)115VN65KM線路參數(shù):S100BX,XL，,0.35，50，,0.172L22(B)*22115VN45KM線路參數(shù):S100BX,XL，,0.35，50，,0.119L44(B)*22115VN降壓變壓器的參數(shù):S10.5100BX,X,X,X,X,X，,，,0.525TT5(B)*TT7(B)*8()*T4(N)*TB4(B)*6(B)*S10020N最大運(yùn)行方式下的最大電源阻抗:0.2580.175X,(，)||(0.258，0.175),0.217||0.433,0.1451225農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書最小運(yùn)行方式下的最大電源阻抗:0.2580.175X,，,0.2171223.2最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算為計(jì)算動(dòng)作電流，應(yīng)該計(jì)算最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，為校驗(yàn)靈敏度要計(jì)算最小運(yùn)行運(yùn)行方式下兩相短路電流。為計(jì)算1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運(yùn)行方式要求1QF斷開，等值阻抗圖如下:0.1320.172k30.1320.262Xsmin=0.145k1k20.175E0.119Xsmax=0.2170.525圖3.2.1系統(tǒng)等值電抗圖3.2.1K1點(diǎn)發(fā)生的三相短路(1)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖為:Xsmin=0.145E0.119Xsmax=0.217圖3.2.2K1點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖最大運(yùn)行方式時(shí):計(jì)算K1點(diǎn)短路時(shí)的短路電流，系統(tǒng)的等效阻抗為:6農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書X1,0.145，0.119,0.264100SB,,,0.502KVAIB由上面已經(jīng)計(jì)算出，基準(zhǔn)電流為:，3V3，115BV115BZ,,,132.26,基準(zhǔn)電抗為:B;I33，0.502BE1.05(3)I,,,3.978三相短路電流標(biāo)幺值為:k1maxX10.264三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,3.978，0.502,1.99KAKkB1max1max最小運(yùn)行方式時(shí):X1,0.217，0.119,0.336E1.05(3)I,,,3.125三相短路電流的標(biāo)幺值為:k1minX10.336三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,3.125，0.502,1.57KAKkB1min1min2)保護(hù)7QF的整定對(duì)保護(hù)7QF的三段式電流保護(hù)整定計(jì)算，三段式包括:瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)以及定時(shí)限電流速斷保護(hù)。下面首先對(duì)7QF進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)的整定:,3,()I,K，I,1.25，1.99,2.49KAset7relK1max,t,0s7下面對(duì)一段保護(hù)的靈敏度進(jìn)行校驗(yàn):7農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書3EX,maxs,2I7setL,minz1帶入已知數(shù)據(jù)得:E331.05X,maxs,0.261,2I721.2，3.978setL,,,0minzz11由于Lmin<0,因此靈敏度不夠。7QF的限時(shí)電流速斷保護(hù)整定:I,,,,,,,I,KI,KKI,1.15，1.25，1.29,1.85KAset7relset5relrelK1max,,,t,t，,t,0.5s77對(duì)7QF的二段保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn):I1.57,,1minKK,,,0.85,1.37sen,,，可知不滿足條件1.85I7set因此，針對(duì)上面的情況，則7QF與相鄰下一段的二段保護(hù)相互配合，則得到其整定值為:,,,,,,,,,,,I,KI,KKKI,1.15，1.15，1.25，0.82,1.36KAset7relset5relrelrelK3max靈敏度校驗(yàn):I1.28,,1minKK,,,0.94,1.37sen,,,仍然不能滿足要求。1.36I7set由于所給條件有限，不能繼續(xù)對(duì)7QF的二段保護(hù)進(jìn)行符合靈敏度系數(shù)的整定。7QF的定時(shí)限電流整定:由初始條件知道線路AD的最大負(fù)載電流為230A,因此有下式:8農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書,,,KK1.2，1.5,,,relssI,I,，0.23,0.49KAset7LmaxK0.85re,,,t,2.5，3,t,4s7對(duì)7QF的定時(shí)限速斷保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn):I1.57,,,1minKK,,,3.2,1.5.7sen近后備:,滿足靈敏度要求。,,,0.49I7setI0.94,,,2minKK,,,1.9,1.2.7sen遠(yuǎn)后備:，也滿足靈敏性的要求。,,,0.49I7set總結(jié):對(duì)于保護(hù)7QF的三段式電流保護(hù)的整定，由上面的計(jì)算過(guò)程可以看到，?、?段保護(hù)都不能滿足靈敏性要求，可以獲取更多條件來(lái)進(jìn)行整定,同時(shí)也可以通過(guò)其他保護(hù)來(lái)整定，例如距離保護(hù)等;而?段保護(hù)可以滿足靈敏性的要求。3.2.2K2點(diǎn)發(fā)生三相短路(1)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖如下:Xsmin=0.1450.132E0.119Xsmax=0.217圖3.3.3K2點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖最大運(yùn)行方式下有:X1,0.145，0.119，0.132,0.396系統(tǒng)的等效阻抗為:而三相短路電流有名值為:(3)(3)I,I,I,2.65，0.502,1.33KAKkB2max2max最小運(yùn)行方式下:9農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書X1,0.217，0.119，0.132,0.468系統(tǒng)等效阻抗為:E1.05(3)三相短路電流的標(biāo)幺值為:I,,,2.24k2minX10.468三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,2.24，0.502,1.12KAKkB2min2min2)保護(hù)5QF的整定同7QF的過(guò)程一樣對(duì)5QF進(jìn)行相同的整定計(jì)算。首先進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù):,,I,KI,1.25，1.33,1.66KAset.5relK2max,t,0s5靈敏度校驗(yàn):E331.05X,max,0.412s,I2521.2，2.65setL,,,0minzz11因此?段保護(hù)不滿足靈敏度要求。對(duì)5QF進(jìn)行限時(shí)速斷保護(hù):I,,,,,,,I,KI,KKI,1.15，1.25，0.82,1.18KAset.5relset.3relrelK3max靈敏性校驗(yàn):I1.12,,2minKK,,,0.95,1.3.5sen,,，不滿足靈敏性要求。1.18I5set由于缺乏必要的條件，不能對(duì)5QF進(jìn)行與相鄰下一段的二段保護(hù)進(jìn)行配合的整定計(jì)算。10農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書定時(shí)限電流速斷保護(hù):由初始條件可知線路CD最大負(fù)荷電流為120A,因此進(jìn)行下面的整定:,,,KK1.2，1.5,,,relssI,I,，0.12,0.25KAset7LmaxK0.85re,,,t,2.5，2,t,3.5s7對(duì)7QF的定時(shí)限速斷保護(hù)分別進(jìn)行近后備和遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗(yàn):I0.94,,,2minKK,,,3.76,1.5.5sen近后備靈敏度校驗(yàn):,,,0.25I7setI0.71,,,3minKK,,,2.84,1.2.5sen遠(yuǎn)后備靈敏度校驗(yàn):,,,0.25I7set總結(jié):通過(guò)上面的整定計(jì)算，可以看到5QF的?保護(hù)滿足靈敏度要求，可以對(duì)線路進(jìn)行保護(hù);而?、?段保護(hù)不能達(dá)到要求，由于缺乏必要的計(jì)算條件，沒(méi)有繼續(xù)往下整定，而也可以采用距離保護(hù)等保護(hù)。3.2.3K3點(diǎn)發(fā)生三相短路(1)本電力系統(tǒng)的等值電抗電路如下圖所示:0.172Xsmin=0.1450.132E0.119Xsmax=0.217圖3.2.4K3點(diǎn)短路時(shí)電抗圖最大運(yùn)行方式下有:X1,0.145，0.119，0.132，0.172,0.568圖3.2.4所示的等效電抗為:則K3點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流為:11農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書E1.05(3)I,,,1.85k3maxX10.568三相短路電流的有名值為:(3)(3)I,I,I,1.85，0.502,0.93KAKkB3max3max最小運(yùn)行方式下:X1,0.217，0.119，0.132，0.172,0..64圖3.2.4所示的等效電抗為:所以K3點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)最小運(yùn)行方式下短路電流標(biāo)幺值為:E1.05(3)I,,,1.64k3minX10.64三相短路電流有名值計(jì)算為:(3)(3)I,I,I,1.64，0.502,0.82KAKkB3min3min(2)保護(hù)3QF的整定對(duì)于3QF的瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)整定有:,,I,KI,1.25，0.93,1.16KAset.3relK3max,t,0s3保護(hù)3QF的靈敏性校驗(yàn):E331.05X,maxs,0.563,2I.321.2，1.16setL,,,0minz0.003031由以上計(jì)算知3QF的?段保護(hù)靈敏性要求不滿足。而對(duì)于3QF的?、?段的保護(hù)，因?yàn)轭}目中沒(méi)有給出詳細(xì)的數(shù)據(jù)，所以不能進(jìn)行?、?段的整定計(jì)算。12農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書同時(shí)針對(duì)于保護(hù)3QF，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)有正向電流和反向電流流過(guò)，為了增大其工作的可靠性，可以增加一個(gè)功率方向繼電器，以防止線路XL2上某一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)流過(guò)3QF的正向短路電流小于系統(tǒng)正常運(yùn)行是流過(guò)4QF的反向單電流(注:這里正向電流方向是指由母線流向線路)。3.2.4保護(hù)1QF的整定保護(hù)1QF的整定，根據(jù)圖2.1.1的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不可能有正向電流通過(guò)，因此要是有正向電流通過(guò)，則線路一定發(fā)生故障。為此只需要在保護(hù)1QF處加一個(gè)功率方向繼電器就可以實(shí)現(xiàn)線路的保護(hù)，而不用分析線路的運(yùn)行方式。由以上計(jì)算可知電流保護(hù)的?段保護(hù)靈敏度都不能滿足要求，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，為了保證電力系統(tǒng)能更好的運(yùn)行，且考慮電壓等級(jí)為110KV，所以可以采用距離保護(hù)。13農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第四章距離保護(hù)整定計(jì)算4.1計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖有下列參數(shù):Z,XL,0.35，50,17.5ΩL33Z,XL,0.4，50,20ΩL44Z,XL,0.35，65,22.75ΩL22,,,10.5115,Z,X,,X，,，,69.43ΩTT6T6(N)*6S10020N4.2整定值計(jì)算4.2.17QF距離保護(hù)整定值計(jì)算(1)距離?段整定阻抗??Z,KZ,0.85，15.75,13.39Ωset7relL4,t,0s7(2)距離?段整定阻抗與相鄰下級(jí)L3配合有:?,Z,KZ,0.85，17.5,14.875Ωset5relL3X15.75L4K,1-,1,,0.77bminX69.43T6按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定有:14農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書X20L4K,(1-),(1,),0bminX20L3??Z,K(X，K，Z),0.70，(16，0，69.431),11.2Ωset7relL4bminT6取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為?段整定值，因此7QF的?段整定值為:,,Z,11.2,。set7進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)有:?Z11.2set7Ksen,,,0.71,1.25，不滿足靈敏度要求。Z15.75L4由于上述不滿足靈敏度條件，所以改為相鄰下一段的?段保護(hù)相配合。因此?Z,22.12Ω5QF的?段整定值為:set5則按照相鄰下一段整定有:??,,Z,K(X，K，Z),0.8，(20，0.71，22.12),28.56Ωset7relL4bminset5?Z28.56set7Ksen,,,1.428,1.25，滿足要求。Z20L4所以延時(shí)整定為:???Z,K(X，K，Z),0.8(，15.75，0.71，14.875),21.05Ωset7relL4bminset5,,,,t,t，,t,1s。754.2.25QF的距離保護(hù)整定同理，5QF的整定計(jì)算過(guò)程同7QF:(1)距離?段整定阻抗??Z,KZ,0.85，17.5,14.875Ωset5relL315農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書,t,0s5(2)距離?段整定阻抗與相鄰下級(jí)L3配合有:?,Z,KZ,0.85，24,20.4Ωset3relL2X20，2L3K,1-,1,,0.42bminX/269.431T7???Z,K(X，K，Z),0.8，(20，0.42，20.4),22.85Ωset5relL3bminset3按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定有:X1120L3K,(1-),(1,),0.167bmin2X224L2??Z,K(X，K，Z),0.70，(20，0.167，69.431),22.12Ωset5relL3bminT7取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為?段整定值，因此5QF的?段整定值為:,,Z,22.12,set5靈敏度校驗(yàn)有:?Z22.12set5Ksen,,,1.106,1.25，不滿足靈敏性要Z20L3求，但由于缺少相鄰下一段的?段整定值，故不能進(jìn)行校正。4.2.33QF的距離保護(hù)整定3QF的?段距離整定為:?,Z,KZ,0.85，24,20.4Ωset3relL216農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書,t,0s3因?yàn)?QF僅需要加裝一個(gè)功率方向繼電器或者方向阻抗繼電器即可，所以3QF不需要和1QF的距離保護(hù)裝置配合，3QF僅需要和T4的保護(hù)配合:,,I?Z,K(Z，KZ/2),0.7，(24，0.85，69.431/2),37.46ΩrelLrelTset324靈敏度校驗(yàn):?Z37.46set3Ksen,,,1.1.56,1.25，滿足靈敏度要求。Z24L2同三段式電流保護(hù)整定，1QF的距離保護(hù)只需增加一個(gè)功率繼電器或方向阻抗繼電器即可。17農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第五章電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)5.1保護(hù)裝置配置(1)主保護(hù)的配置由系統(tǒng)可知110KV線路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線路上任意點(diǎn)故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。(2)后備保護(hù)的配置考慮保護(hù)性能優(yōu)越性:110線路應(yīng)該配距離保護(hù)，但是距離保護(hù)復(fù)雜而且價(jià)格昂貴，維護(hù)困難?？紤]經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性:可以嘗試配三段式電流保護(hù)，同時(shí)由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在110KV等級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)中，三段式電流保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒(méi)有保護(hù)范圍，如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行的幾率不大的情況下，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)，基本可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式:110KV高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需要配置零序保護(hù)。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動(dòng)作。繼電保護(hù)保護(hù)裝置的配置不是一層不變的，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況、經(jīng)濟(jì)狀況、人員技能、環(huán)境影響等等情況，但是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)不變:1.自動(dòng)、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除。2.反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。5.2自動(dòng)裝置配置(1)簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時(shí)起控制作用的設(shè)備，主要包括自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的型號(hào)多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)暴露一些問(wèn)題。電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的配置，需要我們進(jìn)行全面的考慮。18農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(2)系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的配置配置重合閘:在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大多數(shù)線路故障是“瞬時(shí)性”故障，此時(shí)，如果把斷開的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，按照要求，每一個(gè)斷路器都應(yīng)該裝有ARD裝置，并與繼電保護(hù)后加速配合形成重合閘后加速保護(hù)，保證電力系統(tǒng)最大限度的正常供電。配置備用電源自動(dòng)投入裝置:當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)要求，如果B變電站或C變電站中的兩臺(tái)變壓器，為了保證負(fù)荷可以長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，應(yīng)該加入AAT裝置。配置低頻、低壓減載裝置:它在電力系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額使電網(wǎng)頻率、電壓急劇下降時(shí),自動(dòng)切除部分負(fù)荷,防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰,使系統(tǒng)恢復(fù)正常,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)重要用戶的連續(xù)供電。如圖所示:該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行狀況和系統(tǒng)要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰應(yīng)該在變電站B、C、D中配置低頻、低壓減載裝置。5.3電流、電壓互感器選擇(1)電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)以此來(lái)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。線路發(fā)生故障時(shí)的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)用電流互感器必須能夠承受。二次繞組在短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無(wú)損傷的一次電流有19農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書效值，稱額定短時(shí)熱電流;二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無(wú)損傷的一次電流峰值，稱額定動(dòng)穩(wěn)定電流。電流互感器的額定一次電壓應(yīng)等于或大于回路的額定一次電壓，絕緣水平也應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。電流互感器的額定一次電流應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流或最大工作電流選擇，并應(yīng)能承受該回路的額定連續(xù)熱電流、額定短時(shí)熱電流及動(dòng)穩(wěn)定電流。同時(shí)，額定一次電流的選擇，應(yīng)使得在額定變流比條件下的二次電流在正常運(yùn)行和短路情況下，滿足該回路保護(hù)裝置的整定值選擇性和準(zhǔn)確性要求。電流互感器額定二次電流有1A和5A兩類:各級(jí)電壓的電流互感器額定二次電流選用1A時(shí)，可以減輕電流互感器二次負(fù)荷，二次電纜截面可減小，節(jié)約投資。一個(gè)廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時(shí)采用1A和5A。但同一電壓等級(jí)的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。所以對(duì)電流互感器選擇如下:I由于流過(guò)每個(gè)斷路器的都一樣，所以它們的型號(hào)也一樣，標(biāo)準(zhǔn)電流互gmax感器的二次額定電流為5A。(2)電壓互感器的配置電壓互感器的作用是:把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載增大時(shí)時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來(lái)滿足一、二次側(cè)的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f(shuō)，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是“檢測(cè)元件”。電壓互感器一般按以下原則配置:(1)對(duì)于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式電壓互感器;當(dāng)其出線上有電源，需要重合閘鑒定同期或無(wú)壓，需要同期并列時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器;20農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(2)對(duì)于3/2主接線，常常在線路或變壓器側(cè)安裝三相電壓互感器，而在母線上安裝單相互感器以供同期并聯(lián)和重合閘鑒無(wú)壓、鑒同期使用;(3)內(nèi)橋接線的電壓互感器可以安裝在線路側(cè)，也可以安裝在母線上，一般不同時(shí)安裝。安裝地點(diǎn)的不同對(duì)保護(hù)功能有所影響;(4)對(duì)220kV及以下的電壓等級(jí)，電壓互感器一般有兩個(gè)次級(jí)，一組接為星形，一組接為開口三角形。在500kV系統(tǒng)中，為了繼電保護(hù)的完全雙重化，一般選用三個(gè)次級(jí)的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開口三角形;(5)當(dāng)計(jì)量回路有特殊需要時(shí)，可增加專供計(jì)量的電壓互感器次級(jí)或安裝計(jì)量專用的電壓互感器組;(6)在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線路電壓或同期時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)裝設(shè)兩相式電壓互感器或裝一臺(tái)電壓互感器接線間電壓。在大接地電流系統(tǒng)中，線路有檢查線路電壓或同期要求時(shí)，應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。通過(guò)電流互感器或結(jié)合電容器抽取電壓，盡量不裝設(shè)單獨(dú)的電壓互感器。500kV線路一般都裝設(shè)三只電容式線路電壓互感器，作為保護(hù)、測(cè)量和載波通信公用;(7)電壓互感器二次側(cè)繞組決不允許短路。21農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第六章電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置6.1閉鎖裝置作用電壓互感器相當(dāng)于一個(gè)電壓源，當(dāng)二次回路發(fā)生短路時(shí)將會(huì)出現(xiàn)很大的短路電流，如果沒(méi)有合適的保護(hù)裝置將故障切除，將會(huì)使電壓互感器及其二次線燒壞。電壓互感器二次回路在運(yùn)行中容易發(fā)生單相接地和相間短路，造成保護(hù)裝置交流失壓，失壓引起的保護(hù)裝置的誤動(dòng)，造成不應(yīng)有的損失，由于這種不利因素的存在，許多保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)師都考慮了斷線閉鎖回路。電壓互感器二次回路保護(hù)設(shè)備，一般采用快速熔斷器或自動(dòng)空氣開關(guān)。6.2閉鎖裝置設(shè)計(jì)電壓回路保護(hù)方式的選擇，主要取決于電壓回路所接的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的特性。當(dāng)電壓回路故障不會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作的情況下，首先采用簡(jiǎn)單方便的熔斷器作為電壓回路的保護(hù);但是在電壓回路故障有可能造成繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置不正確動(dòng)作的場(chǎng)合，應(yīng)采用自動(dòng)開關(guān)，作為電壓回路的保護(hù)，以便在切除電壓回