【正文】 保護(hù) 1的零序整定 （ 1） 無(wú)時(shí)限電流零序電流保護(hù)： 按躲過(guò)相鄰下一線路出口即本線路末端單相或兩相接地短路時(shí)，可能出現(xiàn)的最大 3倍零序電流 max3oI 即： m a x1 3 orelIopI IKI ? （其中 relIK =） 取 max3oI 的最大值則有： max3oI =? 502= m a x1 3 orelIopI IKI ? =? = stI 0? 以在距 1 號(hào)短路器 15%處最小短路電流來(lái)檢驗(yàn)靈敏度： 取 max3oI 的最小值即： max3oI =? 502= 滿足靈敏性 (2)帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù) : ① 與相鄰下一級(jí)線路 BC 段 5DL 零序電流保護(hù)第 I段相配合，即： m in51bopIrelIIopII K IKI ? 取 max3oI 的最大值則有： max3oI =? 502= 5opII = relIK ? max3oI =? = 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 33 瓦斯保護(hù) ： 瓦斯保護(hù)的概述 保護(hù)能反應(yīng)油潤(rùn)式變壓器油箱內(nèi)的各種故障時(shí)變壓器內(nèi)部故障的保
。 （ 3） 與相鄰雙回線路的零序保護(hù)配合整定。 maxbK ———— 最大分支系數(shù)。 其中 m a x)3(m a x derstnpL IKKKI ? 式中 npK ———— 非周期分量系數(shù)取 1～ 2； erK —————— 電流互感器的 10%誤差，取 。 2） 當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù) II 段配合整定； m in21bIIoprelIIopII K IKI ? 3)零序 II 段的靈敏度檢驗(yàn)： ~1m inm in ??opIIosII IIK （ 3）零序電流保護(hù) III 段保護(hù)的整定 此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。 2）零序電流保護(hù) I段的保護(hù)最小保護(hù)范圍亦要 求不小于本保護(hù)線路長(zhǎng)度的 15%。 （ 2） 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小。 （ 3） 變電所的變壓器中性點(diǎn)分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點(diǎn) 因班應(yīng)不接地運(yùn)行，以簡(jiǎn)化零序電流保護(hù)的整定計(jì)算；雙側(cè)電源受電的變壓器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺(tái)數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按變壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。 （ 1） 總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確定中性點(diǎn)是否接地；其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮。為了適應(yīng)某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù)的效果。另一方面，零序電流保護(hù)仍有 電流 保護(hù)的 某些弱點(diǎn)，即它受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段性 能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，靈敏度很低。 雖然距離保護(hù)第 I 段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是，它只能保護(hù)線路全長(zhǎng) 80%～85%，它不能無(wú)時(shí)限除線路上任一點(diǎn)的短路，一般 15%～ 20%范圍內(nèi)的短路要考帶 時(shí)限的距離 II 段來(lái)切除，特別是雙側(cè)電源的線路有 30%～ 40%線長(zhǎng)的短路，不能從兩端瞬時(shí)切除。它不僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大。 (3)相間距離保護(hù) III 段整定計(jì)算 1）躲過(guò)被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗 采用方向阻抗繼電器 )( m a x1 Ls e lLSSrer e lIII NIIIs e l C O SIKKK UZ ???? 式中， relIIIK ———— 相間距離保護(hù)第 III 段可靠系數(shù)，取 ～ 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 28 NU ———— 電網(wǎng)的額定相電壓； maxLI ———— 最大負(fù)荷電流； sel? ———— 阻抗元件的最大靈敏角，取 度。 取所有與相鄰元件相間短路保護(hù)配合計(jì)算值中的最小值為整定值。 三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算原則與三段式電流保護(hù)的整定計(jì)算原則相同。 3）單回輻射線路與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路保護(hù)相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行方式下，在線路末端故障時(shí)計(jì)算。 1）對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的引路保護(hù)配合 這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。此時(shí)，線路上、下相鄰個(gè)距離保護(hù)的 I、II 段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第 III 段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合（因有時(shí)距離保護(hù) III 段與相鄰保護(hù)的第II 段配合），故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng)作。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第 I 段可允許按伸入 至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的 80%85%計(jì)算，但應(yīng)躲開(kāi)分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第I 段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（因變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路），而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路回復(fù)正常供電。 （ 1） 距離保護(hù)定值配合的基本原則 距離保護(hù)定值配合的基本原則如下： a. 距離保護(hù)裝置 具有階梯特性時(shí)，其相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即 兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相互配合。 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 25 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方 式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定，特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。第 III(IV)段，其動(dòng)作時(shí) 間一般在 2s 以上，作為后備保護(hù)段。 2. 距離保護(hù)各段動(dòng)作特性 距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。該保護(hù)的主要元件（測(cè)量元件）為阻抗繼電器，動(dòng)作時(shí)間具有階梯性。過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。當(dāng)靈敏度或速動(dòng)性不能滿足要求時(shí)，應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)。雙電源單回線路，可裝設(shè)多段式距離保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)加裝高頻保護(hù)作為主保護(hù)，把多段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)。 主變壓器的保護(hù)方式和整定計(jì)算 相間繼電保護(hù)方式整定計(jì)算 （由于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)） — 220KV 線路繼電保護(hù)的配置原則 在 110220KV 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，線路的相間短路保護(hù)及單相接地保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘。 對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器的靈敏度的要求不同，可采用過(guò)電流保護(hù)，復(fù)合由電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，負(fù)序電流和單相式電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作與跳閘。 A/(√ 3 ) = （ 2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1）電力系統(tǒng)（ SOC = 500MVA） X1*= 100/500= 2）架空線路（ XO = /km） X2* = 8 1OO/37178。 Ij （ 5）計(jì)算短路點(diǎn)容量，短路電流沖擊值 短路容量 Ｓ ＝Ｕ jId 短路電流沖擊值 Iej = （ 6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果 標(biāo)幺值 短路電流的計(jì)算 假設(shè)： 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷開(kāi)容量為 500MVA，架空線的長(zhǎng)度為 8km，試求工廠35kv 母線上 k1 點(diǎn)短路和 10kv 母線上 k2 點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。 （ 2）選擇導(dǎo)體和電氣用的短路電流，在電氣連接回路中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間，（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。這樣，由于變比的標(biāo)準(zhǔn)化使得其實(shí)際變比與計(jì)算變比不一致，從而產(chǎn)生不平衡電流。具體方法是將 Y、 d11 接線的變壓器星型接線側(cè)的電流互感器接成三角型接線，三角型接線側(cè)的電流互感器接成星性接線，這樣可以使兩側(cè)電流互感器二次接臂上的電流 I 2AB 和 I 2ab 相位一致，如圖 （ a） 所示。 IIIK ?? 為了保證動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流 Iset 應(yīng)按躲開(kāi)外部短路時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電流來(lái)鑒定， 即 m a x?? unbre lse t IKI 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 17 式中 Krel —— 可靠系數(shù)，其值大于 1. 從式中可見(jiàn)，不平衡電流 Iunb 愈大，繼電器的動(dòng)作電流也愈大， Iunb 太大，就會(huì)降低內(nèi)部短路時(shí)保護(hù)的靈敏度，因此，減小不平衡電流及其對(duì)保護(hù)的影響，就成為實(shí)現(xiàn)變壓器縱差保護(hù)的主要問(wèn)題。 ??? III K 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為 39。 若上述條件滿足，則當(dāng)正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，流入差動(dòng)繼電器的電流為零 0139。TATA KIKIII ??? 即 TTATA KIIKK ??39。1139。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差保護(hù)的正確工作，就須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)電流相等。 a 變比 由于線路電壓等級(jí)均為 110KV， TV 二次側(cè)電壓為 100V 故線路上所有的 TV 變變比均為 10031003110000 。 綜上所述本次設(shè)計(jì)的電網(wǎng)為 110KV 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 。 決定了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》簡(jiǎn)述了主變110— 500KV 側(cè)采用直接接地方式： a 、凡是自耦變壓器，其中性點(diǎn)須直接接地或經(jīng)小阻抗接地。 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 14 消弧線圈無(wú)法補(bǔ)償諧波電流，而有些城市或工廠中諧波電流所占比例為 5%～15%，僅諧波電流就足 以支持電弧穩(wěn)定燃燒。 以電纜線路為主的城鄉(xiāng)配網(wǎng)， 變電所覆蓋面較大， 出線較多且一般為電纜線路，系統(tǒng)電容電流也較大，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和運(yùn)行實(shí)踐， 電纜線路發(fā)生接地故障大約 50%為瞬間故障。 選擇中性點(diǎn)接地電阻必須根據(jù)電網(wǎng)的具體條件，考慮限制弧光接地過(guò)電壓、繼電保護(hù)靈敏度、對(duì)通訊干擾、安全等因素。 中性點(diǎn)接地電阻的選擇： 中性點(diǎn)電阻為耗能元件，也是阻尼元件 (消弧線圈是諧振元件 )； 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地運(yùn)行方式的特點(diǎn)： 根據(jù)我局變電所運(yùn)行情況顯示，調(diào)匝式價(jià)格較底，但調(diào)整級(jí)數(shù)較少，不能完全適應(yīng)系統(tǒng)變化。系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行一段時(shí)間； 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 適用于單相接地故障電容電流 IC 10A，瞬間性單相接地故障較多的架空線路為 主的配電網(wǎng)。通訊干擾??； 此類型電網(wǎng)瞬間單相接地故障率占 60%～ 70%，希望瞬間接地故障不動(dòng)作于跳閘。 6～ 35kV 配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，即中性點(diǎn)非有效接地方式。一般來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式也就是變電所中變壓器的各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。 4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。 對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)： 1）、對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè) 2）、對(duì)三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開(kāi)未裝保護(hù)的斷路器。 3）速動(dòng)性：是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障。 2）靈敏性：保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。 長(zhǎng) 沙 航 空 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 8 第二章 系統(tǒng)運(yùn)行方式及選擇 任務(wù)與要求 、任務(wù) 根據(jù) 工廠主變壓器的實(shí)際情況設(shè)計(jì)主變壓器的保護(hù)系統(tǒng)。 （ 4）、零序后備保護(hù) 對(duì)兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓或降壓變壓器，當(dāng)其與大接地電流電網(wǎng)連接時(shí)，一般需在變壓器上裝設(shè)零序后備保護(hù)。（考試大注冊(cè)安全工程師） 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置由變壓器兩側(cè)的電流互感器和繼電器等組成，兩個(gè)電流互感器串聯(lián)形成環(huán)路，電流繼電器并接在環(huán)路上。 對(duì)于容量為 1000kVA 及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 （ 3）防御外部相間短路并作瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（或電流速斷保護(hù)）后備的過(guò)電流保護(hù)（或復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、或負(fù)序電流保護(hù)）。 A 及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在 6300KV A 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并 作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。容量在 800KV 變壓器油箱內(nèi)部故障 ： （ 1） 各項(xiàng)繞組之間的相間短路； （ 2）