35kV雙回線路繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)實(shí)現(xiàn)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)1力和效益。但是，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生自然或人為故障，如果不能及時(shí)有效控制，繼電保護(hù)(包括安全自動(dòng)裝置)是保障電力設(shè)備安全和防止及限制電力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)設(shè)計(jì)和整定計(jì)算，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要工作保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在幾十年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。(1)機(jī)電式繼電保護(hù)階段。(2)晶體管式繼電保護(hù)階段。(3)集成電路式繼電保護(hù)階段。(4)計(jì)算機(jī)式繼電保護(hù)階段。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。可以說(shuō)從20世紀(jì)90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)障后的動(dòng)作特性，掌握微機(jī)保護(hù)中各種保護(hù)的整定方法、接線方法。掌握判定微2第一章課程設(shè)計(jì)題目要求(1)線路長(zhǎng)20km,線路阻抗0.4Q/km,每回線通過(guò)最大負(fù)荷電流為500A,系統(tǒng)歸算到電壓35kV的阻抗最大值為0.9Ω,最小值為0.75Ω,接線圖如下圖(3)A站直流操作電源為220V。BG說(shuō)明書(shū)應(yīng)有下列內(nèi)容：(1)題目(2)選擇電流互感器變比(3)雙回線路繼電保護(hù)的配置及繼電保護(hù)整定計(jì)算(4)繼電器型號(hào)和出口中間繼電器附加電阻的選擇(5)繪制繼電保護(hù)原理圖和展開(kāi)圖等電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)3按照《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》(GB14285-93)及《電力裝置的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50062-92)的要求，35kV及以上中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)的線路，對(duì)相間短路和單相接地，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)后備方式。對(duì)單側(cè)電源線路，可裝設(shè)一段或兩段式電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。對(duì)單相接地故障，應(yīng)在發(fā)電廠和變電站母線上，裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置，監(jiān)視裝置反映零序電壓，動(dòng)作于信號(hào)。可能時(shí)常出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷的電纜線路，或電纜與架空混合線路，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)宜帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。由于本系統(tǒng)中35kV出線線路為單側(cè)電源線路，可考慮配置一段電流速斷保護(hù)、一段延時(shí)電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)及三相一次重合閘。微機(jī)保護(hù)型號(hào)選擇南瑞繼保的RCS-901系列超高壓線路成套保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)4微機(jī)保護(hù)裝置一般由模擬量輸入，開(kāi)關(guān)量輸入，微機(jī)系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)量輸出，人機(jī)對(duì)話，外部通信等6部分組成，其中微型機(jī)主系統(tǒng)是核心部件，其他5部分是外圍接口部件。模擬量輸入部分是將互感器輸入的模擬電信號(hào)正確的變換成離散化的數(shù)字量，也稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。按信號(hào)傳遞順序，交流模擬量輸入部分主要包括以下幾部分：1)輸入變換及電壓形成他接受來(lái)自電力互感器二次側(cè)的電壓、電流信號(hào)，并將這些信號(hào)進(jìn)一步變小，同時(shí)使互感器與保護(hù)裝置內(nèi)部之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離喝電磁屏蔽。信號(hào)的變換對(duì)交流電壓可直接采用電力變換器，對(duì)于交流電流，由于通常使用的弱電子器件為電壓輸入型器件，因此還需將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為電壓形成。2)低通濾波器作用是抑制輸入信號(hào)中歲保護(hù)無(wú)用的較高的頻率的成分，以便采樣時(shí)易于滿(mǎn)足采樣定理的要求。3)采樣保持器S/H所謂采樣保持，就是在某一刻抽取輸入信號(hào)的瞬時(shí)值，并維持適當(dāng)時(shí)間不變。4)多路轉(zhuǎn)換器它可有CPU通過(guò)編碼器控制將多通道輸入信號(hào)(由S/H送來(lái))依次與一路輸出端連接，與輸出端與模數(shù)變換器的輸入端項(xiàng)鏈。此時(shí)，只用一路模數(shù)變換器即可實(shí)現(xiàn)所有通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換，能大大簡(jiǎn)化電路和降低成本5)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D它將由S/H抽取并保持的輸入模擬信號(hào)的瞬時(shí)值變換為相應(yīng)的數(shù)字值，實(shí)現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的變換。開(kāi)關(guān)量輸入部分：泛指那些反映“是"或“非”兩種狀態(tài)的邏輯變量，如斷路器的“合”或“分”閘狀態(tài)、開(kāi)關(guān)或繼電器觸點(diǎn)的“通”或“斷”狀態(tài)、控制信號(hào)的“有”或“無(wú)”狀態(tài)等。這些磚頭正好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的"1"“O”所以開(kāi)關(guān)量可作為數(shù)字量讀入，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)53.3、微機(jī)主系統(tǒng)CPU、整個(gè)微機(jī)保護(hù)的指揮中樞，程序的運(yùn)行依賴(lài)于CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)；存儲(chǔ)器、它用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、提供定時(shí)采樣觸發(fā)信號(hào)、形成中斷控制等作用；控制電路、它用以保證整個(gè)微機(jī)數(shù)字電路的有效連接和協(xié)調(diào)工作。開(kāi)關(guān)輸入量部分為正確地發(fā)出開(kāi)關(guān)量操作命令提供輸出通道，并在微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)外部之間實(shí)現(xiàn)光電隔離。微機(jī)保護(hù)裝置通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出的“0”或“1”狀態(tài)來(lái)控制執(zhí)行回路。人機(jī)對(duì)話部分建立起微機(jī)保護(hù)裝置與使用者之間的信息聯(lián)系，以便對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行人工操作、調(diào)試和得到反饋信息。外部通信部分提供信息通道與變電站計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)以及電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)更高一級(jí)的信息管理和控制功能，如信息交互、數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)方操作及遠(yuǎn)方維護(hù)等。6電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)2微機(jī)保護(hù)裝置原理av◎4-aNo-圖2.1系統(tǒng)連接圖方向、變化量距離繼電器，RCS-901A將零序過(guò)流保護(hù)Ⅱ段退出，IⅢ段不經(jīng)方向電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)7單相重合閘時(shí)，零序過(guò)流加速經(jīng)60ms跳控制回路斷線控制回路斷線低壓減載動(dòng)作低頻減載動(dòng)作外部閉鎖重合閘手跳閉鎖事件記錄不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)投入保護(hù)啟動(dòng)投入合閘&充電時(shí)間&&圖2-2三相一次重合閘原理圖否則總是加速經(jīng)振蕩閉鎖的距離Ⅱ段；手合時(shí)總是加速距離Ⅲ段。三相的跳閘位置繼電器的接點(diǎn)輸入；保護(hù)單跳固定、保護(hù)三跳固定為本保護(hù)動(dòng)作跳閘形成的跳閘固定，單相故障，動(dòng)作；外部單跳固定、外部三跳固定分別為其它保護(hù)來(lái)的單跳起動(dòng)重合、三跳起動(dòng)“0”,則重合閘退出。本裝置重合閘退出并不代表線路重合閘退出，保護(hù)仍是8手置于運(yùn)行位置(單重、三重或綜重)且定值中重合閘投入控制字置“1”時(shí)，本裝置重合閘投入。TV斷線時(shí)重合放電。重合閘充電在正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，重合閘投入、無(wú)TWJ、無(wú)壓力低閉重輸入、TV斷線和其它閉重輸入經(jīng)15秒后充電完成。本裝置重合閘為一次重合閘方式，用于單開(kāi)關(guān)的線路，一般不用于3/2開(kāi)關(guān)方式，可實(shí)現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘和綜合重合閘。重合閘的起動(dòng)方式有本保護(hù)跳閘起動(dòng)、其它保護(hù)跳閘起動(dòng)和經(jīng)用戶(hù)選擇的不對(duì)應(yīng)起動(dòng)。三相重合時(shí)，可選用檢線路無(wú)壓重合閘、檢同期重合閘，也可選用不檢而直接重合閘方式。檢無(wú)壓時(shí)，檢查線路電壓或母線電壓小于30伏時(shí)，檢無(wú)壓條件滿(mǎn)足，而不管線路電壓用的是相電壓還是相間電壓；檢同期時(shí)，檢查線路電壓和母線電壓大于40伏且線路電壓和母線電壓間的相位在整定范圍內(nèi)時(shí)，檢同期條同期時(shí)，檢測(cè)線路電壓與母線A相電壓的相角差是否在(中一定值)至(中+定值)范圍內(nèi)，因此不管線路電壓用的是哪一相電壓還是哪一相間電壓，保護(hù)能夠過(guò)電流保護(hù)原理接線圖見(jiàn)圖2.3.過(guò)流保護(hù)投人過(guò)流保護(hù)投人ON低電壓閉鎖投入ON&方向保護(hù)投入ON正方向→事件記錄&&圖2.3過(guò)電流保護(hù)原理接線圖9距離保護(hù)用戶(hù)選擇“投負(fù)荷限制距離”,則I、Ⅱ、Ⅲ段的接地和相間距離起動(dòng)時(shí)，如果按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定的振蕩閉鎖過(guò)流元件尚未動(dòng)作或動(dòng)作不到10ms,則開(kāi)放振蕩閉鎖160ms,另外不對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件、對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件和非全相運(yùn)行振閉開(kāi)放元件任一元件開(kāi)放蕩閉鎖”去閉鎖I、Ⅱ段距離保護(hù)，否則距離保護(hù)I、Ⅱ段不經(jīng)振蕩閉鎖而直接相運(yùn)行再故障時(shí)，距離Ⅱ段受振蕩閉鎖開(kāi)放元件控制，經(jīng)120ms延時(shí)三相加速跳閘。于故障線路時(shí)三相跳閘可由二種方式：一是受振閉控制的Ⅱ段距離繼電器在合閘過(guò)程中三相跳閘，二是在三相合閘時(shí)，還可選擇“投三重加速Ⅱ段距離”、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)3微機(jī)保護(hù)裝置接線微機(jī)保護(hù)接線如下圖所示本2本2+五防接點(diǎn)-+五防接點(diǎn)--一豇T.ⅡL四一控制電源肺位監(jiān)視合間回路重合間防靴回路手合煜合濕8手就外接保護(hù)物問(wèn)1保護(hù)貓間靴間回路合飲監(jiān)視機(jī)卡保護(hù)2;?保護(hù)電流?2;?保護(hù)電流?零序電流母線電壓?零序電壓線路電壓接地X—O—AA12閉鎖重合閘開(kāi)入1%-D7-圖2-6開(kāi)關(guān)輸入輸出接線圖第三章整定保護(hù)計(jì)算第三章整定保護(hù)計(jì)算某變電站在35kV母線雙回平行線路如圖所示，已知：(1)線路長(zhǎng)20km,線路阻抗0.4Ω/km,每回線通過(guò)最大負(fù)荷電流為300A,系統(tǒng)歸算到電壓35kV的阻抗最大值為0.9Ω,最小值為0.75Ω,接線圖如下圖所(2)B站后備保護(hù)時(shí)間為1.5s;(3)A站直流操作電源為220V。G電流互感器變比的選擇：因每回線通過(guò)最大負(fù)荷電流為300A,可得雙回線路繼電保護(hù)的配置及繼電保護(hù)整定計(jì)算：平行保護(hù)線路的保護(hù)整定計(jì)算，在B站側(cè)進(jìn)行保護(hù)計(jì)算(1)電流平衡保護(hù)計(jì)算。電流啟動(dòng)元件動(dòng)作電流，按躲開(kāi)外部短路的最大不平式中：KREL——電流互感器的10%誤差，取0.1;電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)KNP——非周期分量因素，去1.5;K電流互感器的同型系數(shù)，取0.5;電流元件的相繼動(dòng)作區(qū)，由圖解法求得1%=16.9%電流元件的靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足要求(2)電流電壓連鎖速斷保護(hù)的整定計(jì)算。電流電壓連鎖速斷保護(hù)作為單回路運(yùn)行的主保護(hù)，整定計(jì)算如下：式中Z正常運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電源阻抗最小保護(hù)范圍為21%。(3)過(guò)電流保護(hù)計(jì)算。過(guò)電流保護(hù)作為雙回線和單回線運(yùn)行的后備保護(hù)，靈敏度校驗(yàn)：符合要求變電所A側(cè)采用橫差動(dòng)保護(hù)，電流元件的動(dòng)作值為：靈敏系數(shù)按線路中點(diǎn)短路校驗(yàn)滿(mǎn)足要求電流元件的相繼動(dòng)作區(qū)為：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)第四章微機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)第四章微機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)過(guò)電流啟動(dòng)的動(dòng)作條件為：max(Ia,Ib,Ic)>min(IZD);其中IZD為各段過(guò)流元件定值。過(guò)流保護(hù)為三段式相過(guò)電流保護(hù)，各段可獨(dú)立整定成帶或不帶方向、經(jīng)或不經(jīng)電壓閉鎖，加速時(shí)是否經(jīng)電壓閉鎖由控制字整定，與被加速段無(wú)關(guān)。過(guò)流方向元件采用正序電壓和相電流比相判別，動(dòng)作區(qū)為正序電壓超前故障相電流-10度～120度。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。零序保護(hù)、三相一次重合閘、低周減載和失靈啟動(dòng)與PSL621C相同。交流電流電壓異常判斷與PSL621C相同。當(dāng)PT失壓后，過(guò)流保護(hù)的方向元件將不能正常工作，過(guò)流保護(hù)各段不再帶方向，不經(jīng)電壓閉鎖。此時(shí)過(guò)流I段根據(jù)控制字選擇是否經(jīng)至少200毫秒延時(shí)出口。根據(jù)技術(shù)功能指標(biāo)模擬量測(cè)量精度誤差不大于±5%。由于保護(hù)最小整定值為1所以當(dāng)電流小于202.9×(1-5%)時(shí)保護(hù)可靠不動(dòng)作。當(dāng)短路電流值大于202.9×(1+5%)時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。由短路電流整定計(jì)算可知：當(dāng)電流在0A-202.9A時(shí)，三段保護(hù)均不動(dòng)作。當(dāng)電流在202.9A-577.3A時(shí)，過(guò)電流保護(hù)Ⅲ段動(dòng)作經(jīng)過(guò)1.0秒跳閘。當(dāng)電流在577.3A-865.8A時(shí)，線路Ⅲ段過(guò)電流保護(hù)啟動(dòng)，線路Ⅱ段限電流速斷保護(hù)啟動(dòng)，最后由線路Ⅱ段延時(shí)電流速斷保護(hù)經(jīng)0.5s切除。當(dāng)電流大于865.8A時(shí)，線路Ⅲ段過(guò)電流保護(hù)啟動(dòng)，線路Ⅱ段延時(shí)電流速斷保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)啟動(dòng)，線路I段電流速斷保護(hù)也啟動(dòng)，最后由線路I段電流速斷保護(hù)立即跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù)，也作為過(guò)負(fù)荷時(shí)的保護(hù)的過(guò)電流保護(hù)。時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。本設(shè)計(jì)采用的是微機(jī)保護(hù)，微機(jī)保護(hù)具有強(qiáng)大的分析、計(jì)算和邏輯判斷能序記錄、與調(diào)度計(jì)算機(jī)交換信息等輔助功能電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)繼電保護(hù)是切除電力系統(tǒng)的故障，防止事故擴(kuò)大的最為有效的技術(shù)手段，必須保證其動(dòng)作的正確性、靈敏性。當(dāng)今時(shí)代，電網(wǎng)內(nèi)存在越級(jí)跳閘、誤動(dòng)等情況，因此，為了保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，確保工農(nóng)業(yè)連續(xù)生產(chǎn)，極需進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的靈敏性、正確性。堅(jiān)持學(xué)習(xí)，知識(shí)才能得到鞏固和提高。今后，我將更加努力學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，以便走上工作崗位后能更好的為社會(huì)服務(wù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及其他課程理論知識(shí)和利用生產(chǎn)時(shí)間知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，相互交流，共同面對(duì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅是對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用，還是對(duì)個(gè)人心理的考驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來(lái)了。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂