繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--牽引變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-09 17:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 長(zhǎng)，這是由于它必須與相臨元件配合的原因，另外其靈敏性不高的情況下，都是由相臨元件主保護(hù)完成動(dòng)作。⑵近后備保護(hù)，即本元件加設(shè)專門的后備保護(hù)。其缺點(diǎn)就是保護(hù)及操作回路很復(fù)雜，使供電系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間普遍加長(zhǎng)。目前牽引變電所高壓側(cè)接線有雙T接線、橋形接線、單母線接線及雙母線接線四種接線方式。其中雙T接線方式一般多采用兩回進(jìn)線，任一電源線路故障，則由輸電線路兩側(cè)繼電保護(hù)動(dòng)作，使兩端斷路器跳閘而斷開(kāi)。為了防止110KV線路單相接地時(shí)，在中性點(diǎn)不接地的變壓器高壓側(cè)產(chǎn)生反饋過(guò)電壓，必須在110KV線路電源側(cè)的斷路器切斷前，將變壓器低壓側(cè)斷路器切除，為此可采用零序保護(hù)。此外，當(dāng)110KV發(fā)生相間短路時(shí)，也應(yīng)將變壓器的斷路器切斷，為此應(yīng)增設(shè)方向電流保護(hù)或低電壓保護(hù)，作為線路相間短路保護(hù)。當(dāng)110KV故障時(shí)，功率方向?yàn)橛勺儔浩鞯蛪簜?cè)流向高壓側(cè)，于是功率方向繼電器將保護(hù)啟動(dòng)，切斷故障。由于本次設(shè)計(jì)進(jìn)線選擇是雙T接線方式，故在此僅對(duì)T接方式進(jìn)線保護(hù)作以上說(shuō)明，另外兩種接線方式此略。變壓器存在空載合閘、正常運(yùn)行、短路故障和不正常工作四種情況?？蛰d合閘將產(chǎn)生較大的沖擊性勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電流含有大量的二次諧波電流分量和衰減性直流分量。短路故障又分為內(nèi)部和外部故障兩種，其中內(nèi)部故障指相間短路、單相匝間短路、層間短路、單相接地短路及鐵心燒損等；變壓器外部故障指套管、引出線短路、燒損等。不正常工作狀態(tài)主要包括變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、油溫過(guò)高、油面過(guò)低，這些將導(dǎo)致變壓器線圈與鐵芯的過(guò)熱，加速絕緣老化。牽引變壓器保護(hù)裝置的設(shè)置必須滿足以下要求：⑴當(dāng)變壓器正常運(yùn)行和空載合閘以及外部故障被切除時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作。⑵當(dāng)變壓器發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠而迅速地動(dòng)作。⑶當(dāng)變壓器出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)能給出相應(yīng)的信號(hào)。根據(jù)電力設(shè)計(jì)規(guī)程的規(guī)定，牽引變壓器可設(shè)置如下保護(hù)：⑴主保護(hù)瓦斯保護(hù)用于反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的短路故障。差動(dòng)保護(hù)既能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)的短路故障，也能反應(yīng)變壓器油箱外引出線及母線上發(fā)生的短路故障。主保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作，且動(dòng)作后變壓器各側(cè)斷路器均跳閘，變壓器退出運(yùn)行。⑵后備保護(hù)過(guò)電流保護(hù)：作為變壓器短路故障的后備保護(hù)，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，后備保護(hù)經(jīng)一定延時(shí)后動(dòng)作，變壓器退出運(yùn)行。后備保護(hù)包括變壓器110kv側(cè)過(guò)電流保護(hù)和中性點(diǎn)零序過(guò)電流保護(hù)。110kv側(cè)過(guò)電流保護(hù)實(shí)際采用低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，以提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度。變壓器外部短路故障的電流保護(hù)：。輔助性保護(hù)包括變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和輕瓦斯保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作后，只發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。本次設(shè)計(jì)選擇的是215000KVA Y/△型變壓器。保護(hù)可選擇為Y/△接地三相變壓器的保護(hù)，主要有瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。由于本次設(shè)計(jì)為復(fù)線單邊供電方式，故牽引網(wǎng)饋線保護(hù)有兩種方案：⑴第一段用電流速斷，做主保護(hù)，按躲避分區(qū)亭最大短路電流整定，第二段為距離保護(hù)，作為分區(qū)亭保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)和本段線路的近后備保護(hù)。若最小運(yùn)行方式下，電流速斷保護(hù)的范圍小于饋線長(zhǎng)度的五分之一，則一段二段都用距離保護(hù)。注意：①饋線保護(hù)第二段的動(dòng)作時(shí)限②計(jì)算短路后繼電器的測(cè)量阻抗時(shí)要考慮兩回路的互感。③應(yīng)考慮到分區(qū)亭后短路時(shí)所測(cè)量的電弧電阻會(huì)加大一倍。分區(qū)亭設(shè)于兩個(gè)牽引變電所的中間，可使相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段(同一供電臂的上、下行或兩相鄰變電所的兩供電臂)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或單獨(dú)工作。如果分區(qū)亭兩側(cè)的某一區(qū)段接觸網(wǎng)發(fā)生短路故障，可由供電的牽引變電所饋電線斷路器及分區(qū)亭斷路器，在繼電保護(hù)的作用下自動(dòng)跳閘，將故障段接觸網(wǎng)切除，而非故障段的接觸網(wǎng)仍照常工作，從而使事故范圍縮小一半。綜上分析，可得本變電所繼電保護(hù)初選方案如下：⑴110KV進(jìn)線側(cè)的保護(hù)方案：由于110KV進(jìn)線側(cè)的接線方式為雙T接線，因此不需要專門在進(jìn)線側(cè)設(shè)繼電保護(hù)，其保護(hù)由電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)完成。⑵電力變壓器保護(hù)方案：針對(duì)變壓器的內(nèi)部故障，設(shè)置瓦斯保護(hù)：重瓦斯——跳閘，輕瓦斯——給信號(hào)。設(shè)置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，反應(yīng)變壓器的繞組，引出線及套管上各種短路故障。采用變壓器相間短路的后備保護(hù)作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)及相鄰線路的后備保護(hù)——低壓起動(dòng)的A相及B相過(guò)電流保護(hù)。在110KV側(cè)裝設(shè)低壓起動(dòng)的三相過(guò)電流保護(hù)。接地保護(hù)：裝設(shè)于變壓器中性點(diǎn)接地的電流互感器上，用于判斷單相接地故障。⑶交流牽引網(wǎng)饋線保護(hù)方案初選：采用DTK2 成套保護(hù)裝置為主保護(hù)，另設(shè)一套過(guò)電流保護(hù)裝置作為后備保護(hù)的兩段保護(hù)⑷分區(qū)亭保護(hù)方案：兩段距離保護(hù)第二章 短路計(jì)算圖21 系統(tǒng)等效電路圖⑴元件標(biāo)幺值計(jì)算：其中 % =由于 110kv側(cè)進(jìn)線不設(shè)專門保護(hù)，故對(duì)點(diǎn)不用進(jìn)行短路計(jì)算⑵對(duì)點(diǎn)短路計(jì)算：點(diǎn)最大三相短路電流：點(diǎn)最小三相短路電流點(diǎn)最大兩相短路電流：圖22 系統(tǒng)單相等效圖選擇短路點(diǎn)如圖 ⑴元件標(biāo)幺值計(jì)算：取 % 饋線長(zhǎng)度左：；右：左饋線阻抗右饋線阻抗⑵短路點(diǎn)計(jì)算：此圖中的 點(diǎn)等同于圖21中的點(diǎn)，故、點(diǎn)最大短路電流、點(diǎn)最小短路電流選擇、點(diǎn)短路時(shí)：左饋線右饋線：圖23 分區(qū)亭短路示意圖
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