《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》兩臺(tái)三繞組變壓器線路繼電保護(hù)

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》

兩臺(tái)三繞組變壓器線路繼電保護(hù)

一、目的任務(wù)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生接受專業(yè)訓(xùn)練的

重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的一次培養(yǎng)訓(xùn)練和檢驗(yàn)。通過課程設(shè)計(jì)，

使學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)理論知識(shí)，并利用所學(xué)知識(shí)解決設(shè)計(jì)中的一些基本問題,

培養(yǎng)和提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算，識(shí)圖、繪圖，以及查閱、使用有關(guān)技術(shù)資料的能力。

本次課程設(shè)計(jì)主要以中型企業(yè)變電所主變壓器及相鄰線路為對(duì)象，主要完成繼電

保護(hù)概述、主變壓器及線路繼電保護(hù)方案確定、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)裝置整

定計(jì)算、繪保護(hù)配置圖等設(shè)計(jì)和計(jì)算任務(wù)。為以后深入學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課、進(jìn)行畢

業(yè)設(shè)計(jì)和從事實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、主要內(nèi)容

(1)熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程，分析原始資料，借閱參考資料。

(2)繼電保護(hù)概述，主變壓器繼電保護(hù)方案確定，線路保護(hù)方案的確定。

(3)短路電流計(jì)算。

(4)繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算。

(5)各種保護(hù)裝置的選擇。

(6)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，繪圖等。

教學(xué)時(shí)

序號(hào)實(shí)踐/實(shí)習(xí)/實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱機(jī)動(dòng)

數(shù)

熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程，分析原始資料，

14

借閱參考資料等

繼電保護(hù)概述，主變壓器、線路繼電保護(hù)方案確定

26

等

3各繼電保護(hù)原理圖設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算等8

4繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算10

5各種保護(hù)裝置的選擇4

6撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，繪圖等8

7考核4

44

合計(jì)

（2周）

2、原始數(shù)據(jù)

某變電所電氣主接線如圖1所示，已知兩臺(tái)變壓器均為三繞組、油

浸式、強(qiáng)迫風(fēng)冷、分級(jí)絕緣，浸SZ7-50迫0/110,其參數(shù)如下:SN=50MVA；電壓為

11O±8X1.25^/38.5+5%/10.5kV；接線為YN/y/dll(YO/y/A-12-11)；

短路電壓UHM(%)=10.5,UHL(%)=18,UML(%)=6.5O兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行,ILOkV

側(cè)的中性點(diǎn)只有一臺(tái)接地，若只有一臺(tái)運(yùn)行，則運(yùn)行變壓器中性點(diǎn)必須接地，其

余參數(shù)如圖lo

3、設(shè)計(jì)任務(wù)

結(jié)合系統(tǒng)主接線圖，要考慮L1L2兩條UOkV高壓線路既可以并聯(lián)運(yùn)行也可

以單獨(dú)運(yùn)行。針對(duì)某一主變壓器及相鄰線路的繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，變壓器的后備

保護(hù)(定時(shí)限過電流電流)作為線路的遠(yuǎn)后備保尹。

已知條件如下：

(1)變壓器35kV母線單電源輻射形線路L5L6的保護(hù)方案擬定為三段式電流

保護(hù)，保護(hù)采用兩相星形接線，饋出線定時(shí)限過流保護(hù)最大的時(shí)限為2.5s,

線路L5L6的正常最大負(fù)荷電流為380A,

（2）變壓器10kV母線母線單電源輻射形線路L3L4的保護(hù)方案擬定為三段式

電流保護(hù)，保護(hù)采用兩相星形接線，饋出線定時(shí)限過流保護(hù)最大的時(shí)限為

2.2s,線路L5L6的正常最大負(fù)荷電流為200A,

（3）L1L各線路均裝設(shè)距離保護(hù)，試對(duì)其相間短路保護(hù)I,IT,ITT段進(jìn)行整定

計(jì)算,即求各段動(dòng)作阻抗Z°J,Zo」,Zj和動(dòng)作時(shí)限"、t「、并校驗(yàn)

其靈敏度,線路L1L2的最大負(fù)荷電流為變壓器額定電流的2倍，功率因數(shù)

cos（p=0.9,各線路每千米阻抗Zl=0.4Q,阻抗角（pL=70°,電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)

Kss=1.5,繼電器的返回系數(shù)Kre=1.2,并設(shè)Krel'=0.85,Krel''=0.8,

Krel'''=l.2,距離III段采用方向阻抗繼電器，

（4）變壓溶主保護(hù)采用能保護(hù)整個(gè)變壓器的無時(shí)限縱差保護(hù)，變壓器的后備保

護(hù)作為線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。變壓器相鄰線路L1L2零序電流I段整定值為

1670A,變壓器相鄰線路零序電流III段整定值為560A.

注：

名單序號(hào)為5,6的同學(xué),用圖中SkmaxTOlOMVA,Skmin-510MVA進(jìn)

行計(jì)算L1=L2=6.5km,L3=L4=10km,L5=L6=25km

繼電保護(hù)概述

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，外界因素（如雷擊、鳥害等）、內(nèi)部因素（絕緣老化，

損壞等）及操作等，都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障

有：單相接地；三相短路；兩相短路；兩相接地短路；斷線等。

電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有：過負(fù)荷，過電壓，非全相運(yùn)行，振蕩，次同步

諧振，同步發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁異步運(yùn)行等。

可見，繼電器是一種自動(dòng)電器，當(dāng)它的輸人量達(dá)到繼電器的整定值時(shí)，它的

輸出量發(fā)生突變而使斷路器跳閘。它由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件組成。測

量元件將被保護(hù)對(duì)象（電氣設(shè)備或輸電線路）輸入的信息（如電流、電壓等）與預(yù)先

給定的信息（稱為整定位）進(jìn)行比較，鑒別被保護(hù)對(duì)象有無故障或不正常工作情況,

并輸出相應(yīng)的信息。邏輯元件根據(jù)測量元件輸出的信息，判斷保護(hù)裝置是否該動(dòng)

作于跳閘或動(dòng)作于信號(hào)，是否需要延時(shí)等，輸出相應(yīng)的信息。執(zhí)行冗件根據(jù)邏輯

元件輸出的信息，送出跳閘指令至斷路器拌制問路或發(fā)出報(bào)管信息至報(bào)警信號(hào)回

路。報(bào)警信號(hào)的作用是向運(yùn)行人員提示系統(tǒng)或設(shè)備異常的信息，以便及時(shí)進(jìn)行檢

查和處理，防止事故擴(kuò)大。

電氣設(shè)備從正常工作到不正常工況或故障狀態(tài)，它的電氣量（如電流、電壓

的大小和它們之間的相位角等）往往會(huì)發(fā)生顯著的變化,最基本的保護(hù)是電流保

護(hù)和阻抗保護(hù)。電流保護(hù)是根據(jù)故障時(shí)電流顯著大于正常負(fù)荷值而動(dòng)作的保護(hù),

即當(dāng)I2Izd時(shí)電流保護(hù)動(dòng)作，式中Izd稱為電流整定值。阻抗保護(hù)是根據(jù)緝線

電壓和線路電流的比值動(dòng)作的，即當(dāng)U/IWZzd時(shí)阻抗保護(hù)動(dòng)作，式中Zzd稱為

阻抗整定位。dl點(diǎn)短路后，短路時(shí)的阻抗主要是短路點(diǎn)到母線之間連接線路的

阻抗，短路點(diǎn)距離母線越近，測量阻抗越小，故阻抗保護(hù)又稱為距離保護(hù)。此外，

還有根據(jù)被保護(hù)元件（設(shè)備）內(nèi)部、還是外部短路時(shí)，被保護(hù)元件兩端電流的相件

或功率的方向差別，分別構(gòu)成的差動(dòng)保護(hù)、相差高頻、方向高頻保護(hù)等。

繼電保護(hù)裝置必須滿足的四個(gè)基本要求：

1選擇性：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置只將故障設(shè)備切除，使停電范

圍盡量縮小，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。

2速動(dòng)性：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求能快速切除故障以提高電力系統(tǒng)并列

運(yùn)行的穩(wěn)定性；減少用戶在電壓降低的異常情況下的運(yùn)行時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)不致因

電壓降低時(shí)間過長而處于停止轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，并利于電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)，以

加速恢復(fù)正常運(yùn)行的進(jìn)程；止匕外，還可避免擴(kuò)大事故，減輕故障元件的損壞程度。

3靈敏性：是指保護(hù)對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力,

對(duì)于保護(hù)范圍內(nèi)故障，不論短路點(diǎn)的位置在哪里，短路類型如何，運(yùn)行方式怎樣

變化，保護(hù)均應(yīng)靈敏正確地反應(yīng)。

4可靠性：就是在保護(hù)范圍以內(nèi)發(fā)生屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，不應(yīng)該由于

它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作；而在其它任何不屬于它動(dòng)作的情況下，不應(yīng)該誤動(dòng)作。

保護(hù)原理的介紹

1.縱差動(dòng)保護(hù)：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，即輸電線的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，是用某種通信通道將

輸電線兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將各端的電氣量（電流、功率的方向等）

傳送到對(duì)端，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍

外，從而決定是否切斷被保護(hù)線路。

2.零序保護(hù)：三相電流平衡時(shí)，沒有零序電流，不平衡時(shí)產(chǎn)生零序電流，零字保

護(hù)就是用零序互感器采集零序電流，當(dāng)零序電流超過一定值（綜合保護(hù)中設(shè)定），

綜合保護(hù)接觸器吸合，斷開電路。

零序電流互感器內(nèi)穿過三根相線矢量。正常情況下，三根線的向量和為零，零序

電流互感器無零序電流。當(dāng)人體觸電或者其他漏電情況下：三根線的向量和不為

零，零序電流互感器有零序電流，一旦達(dá)到設(shè)定值，則保護(hù)動(dòng)作跳閘。

3.瓦斯保護(hù)：瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，對(duì)變壓器匝間和層間鐵芯故

障、套管內(nèi)部故隙、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故隙均能靈敏動(dòng)作。

當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣

體，從油箱向油枕流動(dòng)，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣

流與油流而動(dòng)作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)

4.距離保護(hù)：該裝置的主要元件為距離（阻抗）維電器，它可根據(jù)其端子上所加

的電壓和電流測知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測量阻

抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，其測量阻抗小，動(dòng)作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)

安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長，這樣就保證了保護(hù)有選擇性地切

除故障線路。

用電壓與電流的比值（即阻抗）構(gòu)成的繼電保護(hù)，又稱阻抗保護(hù)，阻抗元件的阻

抗值是接入該元件的電壓與電流的比值：U/I=Z,也就是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的

阻抗值。因線路的阻抗值與距離成正比，所以叫矩離保護(hù)或阻抗保護(hù)。距離保護(hù)

分為接地距離保護(hù)和相間距離保護(hù)等。

距離保護(hù)分的動(dòng)作行為反映保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近。與電流保護(hù)和電壓

保護(hù)相比，距離保護(hù)的性能受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小。

5.電流速斷保護(hù)：電流速斷保護(hù)按被保護(hù)設(shè)備的短路電流整定，是指當(dāng)短路電流

超過整定值時(shí)，則保擰裝置動(dòng)作，斷路器跳閘。電流速斷保護(hù)一般沒有時(shí)限，不

能保護(hù)線路全長（為避免失去選擇性），即存在保護(hù)的死區(qū).為克服此缺陷，常

采用帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)以保護(hù)線路全長.時(shí)限速斷的保護(hù)范圍不僅包括線路

全長，而深入到相鄰線路的無時(shí)限保護(hù)的一部分，其動(dòng)作時(shí)限比相鄰線路的無時(shí)

限保護(hù)大一個(gè)級(jí)差.

6.短路故障的主保護(hù)：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，重瓦斯保護(hù)，壓力釋放保護(hù)。其次，根據(jù)

變壓器的容量，電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可配置零差保護(hù)及分側(cè)差動(dòng)保護(hù)。

7.短路故障的后備保護(hù)：符合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，零序過電流及零序方向過

電流保護(hù)，負(fù)序過電流及負(fù)序方向過電流保護(hù)，符合電壓鎖閉功率方向保護(hù)，低

阻抗保護(hù)等。

8.異常運(yùn)行保護(hù)：過負(fù)荷保護(hù)，過勵(lì)磁保護(hù)，變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù)，輕瓦斯保

護(hù)，溫度，油位保護(hù)及冷卻器全停保護(hù)等。

9.氣體保護(hù)：對(duì)于0.8郵A及以上的油浸式變壓器和0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸

式變壓器，均應(yīng)安裝氣體保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)延時(shí)

動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯氣體時(shí)，應(yīng)動(dòng)作斷開變壓器各側(cè)斷路器。

10.電流速斷保護(hù)：對(duì)于6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以

及10MVA及以下廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行變壓器，當(dāng)后備時(shí)限大于0.5s時(shí)應(yīng)

裝設(shè)電流速斷保護(hù)。

11.縱差保護(hù):對(duì)于6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行變壓器，以及1DMVA

及以上廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（簡稱縱差保

護(hù)）。

12.零序電流保護(hù)：對(duì)于110KVA及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器，應(yīng)在變

壓器中性點(diǎn)接地上裝設(shè)反映接地故障的零序電流保護(hù)。對(duì)于只有部分變壓器中性

點(diǎn)接地運(yùn)行的變壓器，當(dāng)變壓器為分級(jí)絕緣，&序電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)首先切除

中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，如果故障未消失再切除中性點(diǎn)接地的變壓器，以

防止中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓。

13.過勵(lì)磁保護(hù)：對(duì)于高壓側(cè)電壓為500KV或容量再2400MVA及以上的變壓器，

當(dāng)頻率降低和電壓升高引起的變壓器工作磁密過高時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。該保

護(hù)由兩段構(gòu)成，低定值動(dòng)作于信號(hào)，高定值作用于斷路器跳閘。

14.對(duì)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻故障應(yīng)按電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)要求，裝設(shè)

作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置。

運(yùn)行方式確定

電力系統(tǒng)不同運(yùn)行方式會(huì)大大影響保護(hù)配置的性能，設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)應(yīng)該能滿足

系統(tǒng)在各種運(yùn)行方式下對(duì)繼電保護(hù)性的要求，所以需要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行分

析，在分析計(jì)算之后得到的結(jié)果對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算和對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行靈敏

度校驗(yàn)。

最大運(yùn)行方式：在同一地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路故障流經(jīng)保護(hù)安裝處電流最大的

系統(tǒng)運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式，同理對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的等值阻抗最小，Zs=Zs.mine

在本次設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式為兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，加上L1和L2線路同

時(shí)運(yùn)行。

最小運(yùn)行方式：在同一地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路故障流經(jīng)保護(hù)安裝處電流最

小的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的等值阻抗最大Zs二Zs.max。在本

次設(shè)計(jì)過程中兩臺(tái)變壓器只有YN/dll接線的變壓器單獨(dú)運(yùn)行，加上L1線路運(yùn)行

時(shí)為本系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式。

計(jì)算內(nèi)容：

1.制定短路等值電路圖。

取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，準(zhǔn)電壓為Udl=10.5kV、Ud2=37kV、

Ud3=115kV,即基準(zhǔn)電流為

100XIO：，

=5500(A)

A/3X10.5

Id3=V^?=1560(A)

100X103

=502.0(A)

A/3X115

⑴計(jì)算電源系統(tǒng)基準(zhǔn)電抗的標(biāo)幺值

100

X=s<i=0n10

As.minQww-

Qk.max

x=Sd100-020

510一SU

⑵計(jì)算變壓器各側(cè)阻抗標(biāo)幺值

UKI%=ix(10.54-18-6.5)=11

UK2%=Jx(10.5-18+6.5)=-0.5

UK3%=￡><(18+6.5-10.5)=7

V_UK1％Sd_H、,100

1J1=0.22

—100STN一麗八而

—5%Sd-0.53

XvtM-=-0.01

100STN10050

UK3%Sd齋X黑=0.14

XT.L=

100STN

(3)線路的基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值

XII=X12=X&M=O.4X6.5X股=0.020

Ud3

X13=X14==0.4XIOXT^=3.628

U(]i1U.t>

X15=X16=X1Z3^=0.4X25X^=0.730

圖2正序等值電路圖

o

XSMAX=0?3

一XSY【N=0-6

□Xj=O.03

YX2=0.06

XTHnxTH

0.2210.22

圖3零序等值電路圖

2.短路電流計(jì)算

(l)k5點(diǎn)短路電流

⑶二502

“5mQ.1+0.01=4563.6(A)

502

I餡max=X=1976.1(A)

0.2+0.02

(2)kl點(diǎn)短路電流

1(3)5500

J-kl.max-=11702.1(A)

y^(kl).min0.1+0.01+0.22+0.14

5500

I露n=x9482.8(A)

y^(kl).max0.2+0.02+0.224-0.14

璐min=挈X璃min=苧X9482.8=8212.3(A)

(3)k2點(diǎn)短路電流

4875

蹊=xj；1111n=0.1+0.0；算.22—0.01=(A)

蹊=Xf：：=0.2+0.02鬻22—0.01=3627.9(A)

璃.min=蹊.min=X3627.9=3141.9(A)

(4)k3點(diǎn)短路電流

I<i3______________1560

=1485.7(A)

XE(k3)n.n—0.14-0.01+0.22-0.01+0.73

1560

1gLm=xL"=1344.8(A)

y^(k3).max0.2+0.02+0.22-0.01+0.73

璃mn=挈X璐"=建X1344.8=1164.63(A)

(5)k4點(diǎn)短路電流

Id2

T(3)_______________5500

1k4.max=1342.1(A)

￡(k4).min0.1+0.01+0.22+0.14+3.628

=0.2+0.02+022+0.14+3.628=1307°(A)

mm=4x1307=1131.9(A)

暇

一、35kV母線線路L5L6電流保護(hù)

(1)一段整定

T(3)_1d3_______________156°______________=7(A}

lk3.,nax-x_0.1+0.01+0.22—0.01+0.73_

Iset5=KfeiXIk3.Inax

=1.3X1485.7=1931.4(A)

此段為速斷保護(hù)t=0S

⑵三段整定

Till_義KssT

1?et5TZ'max

八re

1.15X1.8

X380=925.4(A)

0.85

可以推出，三段整定為t=2.5S

二、10kV母線線路L3L4電流保護(hù)

(1)一段整定

T(3)Ll25500

Ak4.max1342.1(A)

XE(k.1)iniii0.1+0.014-0.224-0.14+3.628

【set4—Kg]XI1<4.max

=1.3X1342=1744.6(A)

此段為速斷保護(hù)t=OS

(2)三段整定

-i-ni_XKsaT

'set—T7'max

=I%]2x200=541.2(A)

U.oO

可以推出，三段整定為2.2S

三、L1L2距離保護(hù)

1.線路阻抗

ZLLL2=0.4X6.5=2.6(。)

ZL3,L4=0.4X10=4(Q)

ZL5,L6=O.4X25=1O(Q)

2.變壓器等值阻抗

35kV:磯=臀>粵=貴米喘=25.4(。)

1UUOT-LUUOU

10.5kV:2“3=蓋^乂普=蓋*嗡=43.6(0)

1UUbr1UUol)

3.線路整定

I段整定

Zop=K；elZ[

一0.85X2.6-2.21(0)

動(dòng)作延時(shí)：#=0(s)

II段整定

l)35kV側(cè)

Z*=K；%(ZA_B+ZT12+Kb.minZjet.3)

=0.8x(2.6+43.6+0.85x4)=39.68(Q)

2)10.5kV側(cè)

z*=Krel(ZA-B+ZTI3+Kb.minZjet.3)

=0.8x(2.6+25.4+0.85x10)=29.2(0)

取以上兩個(gè)計(jì)算值中較小者為II段整定值,即取Z*=29(。)

3).靈敏度校驗(yàn)

Kncn=攀=券=11J5>1.25(滿足)

動(dòng)作延時(shí)婕=￡/+△￡=0.5(s)

III段整定

1）整定阻抗,按躲開最小負(fù)荷阻抗整定

變壓器35kV側(cè)額定電流

1=^0000=824

35XA/3

最大負(fù)荷電流

21=824.8X2=1649.6（A）

1）整定阻抗,按躲開最小負(fù)荷阻抗整定

Ui.min0.9X110

Z].mE=34.65(Q)

1D.maxA/3X1.6496

因采用的是方向阻抗繼電器，即

KrelZ[.min

7III—

40P

K'KrcCOsGp^t—中L)

kpD—COS-1(0.9)=25.8°

KfcZimin_______1.2X34.65

ZQ=32.22(Q)

人—儂仁一口）1.5X1.2Xcos(70°-25.8°)

2）靈敏度校驗(yàn)

Ksen⑴=曹=今差=12.39>1.5（滿足）

尺皿⑵=熹=瑞=4.4。>1.2（滿足）

動(dòng)作延時(shí)：0ra=1.5（s）

四、變壓器計(jì)算

名稱變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)

額定電壓11038.511

變壓器額

dududu

定電流

TA接線方

5000050000_50000,26243

式r——?q/———(?O

V3X110避X38.5A/3X11

選擇TA

通義262_500通義750_15003000

標(biāo)準(zhǔn)變比

55555

差動(dòng)臂中

73X262.曾^3X7502§?4437

的電流==

100=上54300—4JJ600

表2

⑴確定制動(dòng)繞組的接入方式，制動(dòng)繞組接入38.5kV側(cè)，此時(shí)穿越變壓器的短路

甩流最大。

(2)計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的一側(cè)動(dòng)作電流

1)按躲過UOkV外部故障最大不平衡電流。

,klnuix11702

xkl.max==1068.4

XT115/10.5

lop=Krcl(KstKcrr+AU+Am)Iy.raax

=1.3X(IX0.1+0.1+0.05)X1068=347.1(A)

2)按躲過變壓器勵(lì)磁涌流計(jì)算

lop=KrelITNH=1.5X262=393(A)

3)按躲過電流互感器二次回路斷線

lop=KreiITN.H=1.3X262=340.6(A)

4)取以上最大一次動(dòng)作電流I3二315A,差動(dòng)繼電器基本側(cè)動(dòng)作電流為

Io.=黑媼=叱.93=6.8(A)

Pr

KTA.H，UU

確定差動(dòng)繞組數(shù)

AN100±4

=14.7(匝)

Lp.r6.8

取整則為15匝，繼電器動(dòng)作電流I3j=*=6.7(A),保護(hù)裝置實(shí)際動(dòng)作電流

10

6.7X100

=386.8(A)

5)38kV側(cè)的平衡繞組

In2(110)In2(385)

Wb(38.5)=r,-1=4七；.33x15=。.73(匝)

.1N2(38.5)」4.8

nkv側(cè)的平衡繞組

Wb⑴)=[=""J"x15=0.58(匝)

取平衡繞組整定匝數(shù)Wb(38.5)=Wb(lD=l匝，取工作繞組1+15=16匝。

6)整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的誤差為

Wb(38.5)-Wb(385).set_0.58—1

△加(38.5)==-0.0269576<0.05

Wb(38,5)+Wop.set0.58+15

0.73-1

=-0.0171647<0.05

叫ULwb(11)+Wop.MCt0.73+15

7)制動(dòng)系數(shù)

△()()

Kres=Krei(K8t+Kerr+U110+AU38.5+△胴的⑸)

=1.3(1X0.14-0.1+0.054-0.017)=0.3471

制動(dòng)繞組匝數(shù)

0.3471X16

=_=6.2(匝)

Vre8re8tga079-

取整為6匝

8)校驗(yàn)靈敏系數(shù)

T(2)8212

%=_McLmin_=750.0(A)

115/10.510.95

取最大負(fù)荷電流

In-max=1=1.3X262=340.6(A)

a.負(fù)荷產(chǎn)生的制動(dòng)安匝

KII

AWe=--wz=1X31臂義6=20.4(安匝)

KTAJLUU

b.總制動(dòng)安匝

73X1068

AW=AW+1…Wz=20.4+X6=131.4(安匝)

ZE100

c.計(jì)算繼電器動(dòng)作安匝

=

AWj=Ij.IWSy.I=Ij.IlW8y.nIj.IIIWSy.in

V^X750r8212”,v^X3142“…八/…由、

—100-X15+1-300"xl6~―600—*16=778.0(女匝)

AWa(安匝)

800

700

一/^0角而定的

動(dòng)作區(qū)

600/制動(dòng)區(qū)或/

8動(dòng)作區(qū)

)0/0

4

3

300

52

200

2制作區(qū)

100

60

100200280300400500AWz

（安匝）

圖4,BCH-1特性曲線圖

由AW』和AWz確定圖中k點(diǎn)，AW,確定h點(diǎn)，兩點(diǎn)連線交于動(dòng)

作區(qū)域于p點(diǎn)縱坐標(biāo)即為計(jì)算的動(dòng)作安匝為80匝

最小靈敏系數(shù)

Ks.min=點(diǎn)憶=等=9.725>2（合格）

AVVop.iOU

2.llOkV側(cè)復(fù)合電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)整定計(jì)算.

⑴電流原件動(dòng)作電流

K13

lop=$ITN=不裝X262=400.71（A）

KroU.oo

400.71

【op.r=4.0(A)

100

⑵電壓元件的動(dòng)作電壓

uop.r=(0.6~0.7)UN2=(0.6-0.7)x100=70V

⑶負(fù)序電壓元件動(dòng)作電壓

u2op-(0.06-0.12)^2-(0.06-0.12)x100-10V

（4）校驗(yàn)靈敏度系數(shù)

凡*=蟹=需*=1?87>1方（合格）

作UkV線路后備保護(hù)

%,=於=募1r=2.82>1.5（合格）

電壓元件裝于llkV側(cè)，故僅需校驗(yàn)作為線路后背保護(hù)即可

“70X110030/100

K?--------------------=1.70>1.3(合格)

sm,n10X0.4X1132X110/11

若UOkV側(cè)僅采用過流保護(hù)，則1“=彳1Q需V-9X262=8O1.4（A）,靈敏系數(shù)

U?ou

7^0

K.==0.94<1.3不滿足，這正好說明用復(fù)合電壓啟動(dòng)過流保護(hù)可提

sIuinoUl.4

高靈敏性。

3.38.5kV側(cè)方向過流保護(hù)

功率方向元件動(dòng)作方向?yàn)樽儔浩髦赶蚰妇€，其動(dòng)作電流為

1.3X1.3

lop.rX750=5.0(A)

0.85x300

庫"蟹=普=2.。9>1.5（合格）

做15后備保護(hù)靈敏度系數(shù)

%麗=a=黑=0?78<L5(不合格)

4.11OkV零序過電流保護(hù)

接線圖可知不需與下級(jí)配合，按過電流保護(hù)動(dòng)作值躲過最大不平衡電流計(jì)算

IOp.r=KrelKstKerr=1.5X0.5X0.IX鬻=3.7(A)

電壓元件動(dòng)作電壓為

QTT

U°N=(0.05~0.1)^^=15V

AXTV

_u：_38.5'2

XL說一下加~T4.82(。)

Z|.一(0.22+0.14—0.01)—0.35

Zo.=(0.224-0.14)=0.36

2Zi+Z0=(2X0.35+0.36)X14.8=15.69

3EPH/2ZIZ()

K.+X

smin3.7X100:1

3X38.5X103/通

=11.5>1.5(合格)

15.69X3.7X100

動(dòng)作實(shí)現(xiàn)整定

①以0.5S跳中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器

②以1S跳中性點(diǎn)接地的變壓器

sS

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