【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分支裝設(shè)相間短路后備保護(hù)。 （ 16） 如變壓器低壓側(cè)無(wú)專用母線保護(hù)，變壓器高壓側(cè)相間短路后備保護(hù)，對(duì)低壓側(cè)母線相間短路靈敏度不夠時(shí)，為提高切除低壓側(cè)母線故障的可靠性 ，可在變壓器低壓側(cè)配置兩套相間短路后備保護(hù)。該兩套后備保護(hù)接至不同的電流互感器。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 6 線路保護(hù)配置原則 按照《 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》可知： 110kV～ 220kV 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)按 規(guī)程 裝設(shè)反應(yīng)相間短路和接地短路的保護(hù)。 （ 1） 110kV 雙側(cè)電源線路符合下列條件之一時(shí)，應(yīng)裝設(shè)一套全線速動(dòng)保護(hù)。 ； b．線路發(fā)生三相短路，如使發(fā)電廠廠用母線電壓低于允許值（一般為 60%額定電壓），且其他保護(hù)不能無(wú)時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí)； c．如電力網(wǎng)的某些線路采用 全線速動(dòng)保護(hù)后，不僅改善本線路保護(hù)性能，而且能夠改善整個(gè)電網(wǎng)保護(hù)的性能。 （ 2） 對(duì)多級(jí)串聯(lián)或采用電纜的單側(cè)電源線路，為滿足快速性和選擇性的要求，可裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。 （ 3） 110kV 線路的后備保護(hù)宜采用遠(yuǎn)后備方式。 （ 4） 單側(cè)電源線路，可裝設(shè)階段式相電流和零序電流保護(hù)，作為相間和接地故障的保護(hù)，如不能滿足要求，則裝設(shè)階段式相間和接地距離保護(hù)，并輔之用于切除經(jīng)電阻接地故障的一段零序電流保護(hù)。 （ 5） 雙側(cè)電源線路，可裝設(shè)階段式相間和接地距離保護(hù)，并輔之用于切除經(jīng)電阻 接地故障的一段零序電流保護(hù)。 配置方案 電力系統(tǒng)運(yùn)行中最常發(fā)生的故障是相間短路和單相接地，參考以上設(shè)計(jì)原則，做出設(shè)計(jì)方案如下： 對(duì)于 110kV輸電線路，可配置反映相間短路的距離保護(hù)和反映單相接地的三段式零序電流保護(hù)。由于三段式電流保護(hù)接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、靈敏度高、延時(shí)小，但也存在缺點(diǎn)，即對(duì)于短線路或運(yùn)行方式變化很大的網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求。對(duì)于相間短路考慮到以上原因，我們采用距離保護(hù)。 對(duì)于單相接地，我們采用零序電流保護(hù)，如果靈敏度不滿足要求，就改用接地距離保護(hù)。 線路保護(hù)配置方案 全網(wǎng)線路共裝設(shè) 6個(gè)保護(hù)（ BH1BH6） :BH1配置能反應(yīng)相間短路故障的距離保護(hù) I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反應(yīng)接地故障的零序保護(hù) Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保護(hù)靈敏度不足，故不裝設(shè)）； BH2配置能反應(yīng)相間短路故障的距離保護(hù) I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反應(yīng)接地故障的零序保護(hù) Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保護(hù)靈敏度不足，故不裝設(shè)）； BH3配置能反應(yīng)相間短路故障的距離保護(hù) I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反應(yīng)接地故障的零序保護(hù) Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保護(hù)靈敏度不足，故不裝設(shè)）； BH4配置能反應(yīng)相間短路故障的距離保護(hù) I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反應(yīng)接地故障的零序保護(hù) Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保護(hù)靈敏度不足，故不裝設(shè)）； BH5配置能反應(yīng)相間短路故障的距離保護(hù) I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反應(yīng)接地故東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 7 障的零序保護(hù) Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保護(hù)靈敏度不足，故不裝設(shè)）。 電網(wǎng)各部分保護(hù)配置見(jiàn)表 。 表 各部分保護(hù)配置 發(fā)電機(jī) 變壓器組 變壓器組 輸電線路 差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、定子單相接地保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù) 瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流零序保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)勵(lì)磁保護(hù) 相間距離保護(hù)（ I、 Ⅱ、Ⅲ ） 零序電流保護(hù)（ Ⅱ、Ⅲ ） 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 8 第三章 短路計(jì)算 計(jì)算短路電流的目的是為了選擇保護(hù)方式和確定保護(hù)裝置的整定參數(shù)。因此要求計(jì)算得比較準(zhǔn)確。計(jì)算短路電流時(shí)，運(yùn)行方式的確定非常重要，因?yàn)樗P(guān)系到所選定的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理簡(jiǎn)單可靠，以及是否能滿足靈敏度的要求等一系列問(wèn)題。 短路電流計(jì)算原則： （ 1）忽略發(fā)電機(jī)、變壓器等阻抗參數(shù)的電阻部分，并假定旋轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)序電抗等于正序阻抗。 （ 2） 發(fā)電機(jī)電勢(shì)可以假定均等于 1（標(biāo)幺值）且相位一致。 （ 3）不考慮短路電流的衰減以及強(qiáng)勵(lì)的作用。 （ 4）不計(jì)線路電容電流和負(fù)荷電流的影響。 （ 5） 不計(jì)故障的電阻和接地電阻。 參數(shù) 計(jì)算 在電力系統(tǒng)計(jì)算中，廣泛采用標(biāo)幺值。標(biāo)幺制是相對(duì)單位制中的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示。 標(biāo)幺值 =實(shí)際有名值（任意單位） /基準(zhǔn)值（與有名值同單位） 標(biāo)幺值是一個(gè)沒(méi)有量綱的數(shù)值 .對(duì)于同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選基準(zhǔn)值不同時(shí)，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè)物理量的標(biāo)幺值時(shí)，必須同時(shí)說(shuō)明其基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)有意義的。 采用標(biāo)幺值的目地是為了簡(jiǎn)化計(jì)算和便于對(duì)計(jì)算結(jié)果做出分析評(píng)價(jià)，在選擇基準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮盡量實(shí)現(xiàn)這些目的。 電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇，在符合電路基本關(guān)系的前提下，原則上可以任意選 取。四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式，因此，四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其余兩個(gè)則由其關(guān)系式?jīng)Q定。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 9 110kV 系統(tǒng)接線簡(jiǎn)圖如圖 所示： 發(fā) 電 廠ABCG 1G 2G 3T 1T 2T 3乙 變 電 所T 6T71 . 0 sS等 效電 力系 統(tǒng)甲 變 電 所T 4T 51 . 5 s3 6 k m2 5 k m2 7 k m2 5 M V * 33 1 . 5 M V * 34 0 M W * 22 0 M W * 2B H 1B H 2B H 5B H 6B H 3B H 4 圖 110kV 系統(tǒng)圖 基準(zhǔn)值 為了計(jì)算方便取 基準(zhǔn)容量： BS =100MVA ， 基準(zhǔn)電壓： BU =115V，則 ： 基準(zhǔn)電流： 5023 ?? BBB USIA， 基準(zhǔn)電抗： ??BBB SUZ Ω 各條線路電抗標(biāo)幺值： * 1 221 100* L * 0. 4 * 36 * 0. 10 9115BSBSB BSZz U? ? ? （ 31） * 0 220 100* L * * 36 * 27115BSBSB BSZz U? ? ? 發(fā)電機(jī)的 G 電抗標(biāo)幺值： 25 2 9 .4 1c o s 0 .8 5NN PS ?? ? ?MVA * NSXX S? ? ? ? （ 32） * * 0 . 4 0 5 1 3 2 . 2 5 5 3 . 5 1GGBX X Z? ? ? ? ? 變壓器 T 的電抗標(biāo)幺值： 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 10 * % 10 .5 * 10 0 = 310 0 10 0 * 31 .5KBT NUSX S?? （ 33） *TT * 0 . 3 3 1 3 2 . 2 5 4 3 . 6 4BX X Z? ? ? ? ? 系統(tǒng) S 的參數(shù) S 的最大運(yùn)行方式正序阻抗 ： *2 21 . m a x . m a x 115* 0 . 1 1 * 1 4 . 5 5100avs s BUZZ S? ? ? ? （ 34） S 的最大運(yùn)行方式零序阻抗 ： *2 20 . m a x 0 . m a x 115* 0 . 4 * 5 2 . 9100avs s BUZZ S? ? ? ? 最大運(yùn)行方式下正序阻抗標(biāo)幺值： . m a x. m a x BZX Z? ? ? 最大運(yùn)行方式下零序阻抗標(biāo)幺值： 0 . m a x0 . m a x = BZX Z?? 其余各數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表 。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 11 表 參數(shù)計(jì)算結(jié)果 原始數(shù)據(jù) 標(biāo)幺值 有名值 (? ) 正序 零序 正序 零序 系統(tǒng) S最大運(yùn)行方式正序阻抗 系統(tǒng) S最小運(yùn)行方式正序阻抗 系統(tǒng) S最大運(yùn)行方式零序阻抗 系統(tǒng) S最小運(yùn)行方式零序阻抗 發(fā)電機(jī) 25 發(fā)電廠變壓器 甲變電所變壓器 40MW 乙變電所變壓器 20MW 線路 SB 36km 線路 AB 25km 10 30 線路 BC 27km 運(yùn)行方式分析 變壓器中性點(diǎn)接地方式選擇原則 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn) 生很大的零序電流分量，利用零序分量構(gòu)成保護(hù)，可作為一種主要的接地保護(hù)。大地的電流系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，零序電流的大小和分布與變壓器中性點(diǎn)的數(shù)目和位置有密切關(guān)系，中性接地點(diǎn)的數(shù)目越多，意味著系統(tǒng)零序總阻抗越小，零序電流越大；中性點(diǎn)接地位置的不同，則意味著零序電流的發(fā)布不同。通常，變壓器中性點(diǎn)接地位置和數(shù)目按如下兩點(diǎn)原則考慮：一是使零序電流保護(hù)裝置在系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式下保護(hù)范圍基本保持不變，且具有足夠的靈敏度和可靠性；二是不使變壓器承受危險(xiǎn)的過(guò)電壓。為此，應(yīng)該使得變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置盡可能保持不變。具體選擇 原則： （ 1） 當(dāng)中間變電 所母線有穿越電流情況或變壓器低壓側(cè)有電源時(shí)，因此至少有一臺(tái)變壓 中性點(diǎn)接地，以防止由于接地短路引起的過(guò)電壓。 （ 2） 電廠并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)該將部分變壓器的中性點(diǎn)接地。 （ 3） 當(dāng)終端變電所電壓器低壓側(cè)無(wú)電源時(shí)，變壓器應(yīng)該不接地運(yùn)行。 （ 4） 對(duì)于雙母線按照固定連接方式運(yùn)行的變電所，每組母線上至少應(yīng)該有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地。 （ 5） 當(dāng)變壓器中性點(diǎn)絕緣水平較低時(shí)，中性點(diǎn)必須接地。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 12 當(dāng)使用全絕緣變壓器時(shí)，按照規(guī)程 裝設(shè)零序過(guò)電流保護(hù) ，在 滿足變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的要求 之外， 應(yīng)增設(shè)零序過(guò)電壓 保護(hù)，當(dāng)變壓器所連接的電力網(wǎng)失去接地中性點(diǎn)時(shí)，零序過(guò)電壓保護(hù)經(jīng) ～ 時(shí)限動(dòng)作斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。 為限制分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的中性點(diǎn)過(guò)電壓，在變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)放電間隙。此時(shí)應(yīng)裝設(shè)用于中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)放電間隙接地的兩套零序過(guò)電流保護(hù)。此外，還應(yīng)增設(shè)零序過(guò)電壓保護(hù)。用于中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器按 條的規(guī)定裝設(shè)保護(hù)。用于經(jīng)間隙接地的變壓 器，裝設(shè)反應(yīng)間隙放電的零序電流保護(hù)和零序過(guò)電壓保護(hù)。當(dāng)變壓器所接的電力網(wǎng)失去接地中性點(diǎn)，又發(fā)生單相接地故障時(shí)，此電流電壓保護(hù) 動(dòng)作，經(jīng) ～ 時(shí)限動(dòng)作斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。 最大最小方式 繼電保護(hù)整定計(jì)算用的運(yùn)行方式，是在電力系統(tǒng)確定好運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上、在不影響繼電保護(hù)效果的前提下，在提高繼電保護(hù)對(duì)運(yùn)行方式變化的適應(yīng)能力而進(jìn)一步選擇。 確定運(yùn)行方式的限度，就是確定最大和最小運(yùn)行方式，它應(yīng)該滿足常見(jiàn)運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，在不影響保護(hù)效果的前提下，適當(dāng)加大變化范圍。其一般原則如下： （ 1） 必須考慮搶修與故障兩種狀態(tài)的重疊情況出現(xiàn)。 （ 2） 不考慮極少見(jiàn)的特殊方式。必要時(shí)，可采取臨時(shí)的特殊措施加以解決 。 最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來(lái)校驗(yàn)所用的開(kāi)關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來(lái)校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。 短路計(jì)算 以下計(jì)算以 B 點(diǎn)為例 ， 繪制 B 點(diǎn) 最大及最小方式下 正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)圖，見(jiàn) 圖 、圖、圖 、圖 、圖 、圖 最大運(yùn)行方式 G 1G 2G 3X G 1 = 0 . 4 0 5 X T 1 = 0 . 3 3X A B 1 = 0 . 0 7 6X S 1 . m a x = 0 . 1 1 X S B 1 = 0 . 1 0 9S X G 2 = 0 . 4 0 5 X T 2 = 0 . 3 3X A B 2 = 0 . 0 . 0 7 6X S 2 . m a x = 0 . 1 1 X S B 2 = 0 . 1 0 9 圖 B 點(diǎn)發(fā)生接地故障的正序網(wǎng)圖 圖 B 點(diǎn)發(fā)生接地故障的負(fù)序網(wǎng)圖 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)論文 13 X T 0 = 0 . 3 3 X A B 0 = 0 . 2 2 7X S 0 . m a x = 0 . 4X S B 0 = 0 . 3 2 7 圖 B 點(diǎn)發(fā)生接地故障的零序網(wǎng)圖 1 . m a x . m i n 1 1 . m i n 1( ) / / ( ) (0 . 2 4 5 0 . 0 7 6 ) / / (0 . 1 1 0 . 1 0 9 ) 0 . 1 3 0G T A B S S BX X X X X? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 2 . m a x . m a x 2 2 .