【文章內容簡介】 西華大學畢業(yè)設計說明書 繼電保護裝置的基本原理 : 繼電保護裝置要起到反事故的自動裝置的作用，必須正確地區(qū)分“正?！迸c“不正?！边\行狀態(tài)、被保護元件的“外部故障”與“內部故障”，以實現(xiàn)繼電保護的功能。因此，通過檢測各種狀態(tài)下被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據反映的物理量的不同，保護裝置可以構成下述各種原理的 保護： （ 1） 反映電氣量的保護 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比 （阻抗）和它們之間的相位角改變等現(xiàn)象。因此，在被保護元件的一端裝設的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發(fā)生故障時暈些參數與正常運行時的差別，就可以構成各種不同原理的繼電保護裝置。例如，反映電流增大構成過電流保護；反映電壓降低（或升高）構成低電壓（或過電壓）保護；反映電流與電壓間相位變化構成方向保護；反映電壓與電流的比值的變化構成距離保護。除此以外，還可根據在被保護元件內部和外部短路時，被保護元件兩端電流相位或功率方向的 差別，分別構成差動保護、高頻保護等。 同理，由于序分量保護靈敏度高，也得到廣泛應用。 （ 2）反映非電氣量的保護 如反應溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構成電力變壓器的瓦斯保護、溫度保護等。繼電保護相當于一種在線的開環(huán)的自動控制裝置，根據控制過程信號性質的不同，可以分模擬型（它又分為機電型和靜態(tài)型）和數字型兩大類。對于常規(guī)的模擬繼電保護裝置，一般包括測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。 繼電保護裝置的組成： 被測物理量－－→測量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號 ↑ 整定值 測量元件：其作用是測量從被保護對象輸入的有關物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，根據比較結果給出邏輯信號，從而判斷保護是否該起動。 邏輯元件：其作用是根據測量部分輸出量的大小，性質，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關系工作，最后確定是否應跳閘或發(fā)信號，并將有關命令傳給執(zhí)行元件。 執(zhí)行元件：其作用是根據邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時 不 動作等。 第 16 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 對繼電保護的基本要求 ： 選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量減小停電范圍。 速動性：是指保護快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護動作時間和斷路器的跳閘時間。 靈敏性：是指在規(guī)定的保護范圍內，保護對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區(qū)內故障時，不論短路點的置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。 可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。 出線保護 的配置 110kV 側出線的保護配置 對于 A1： 距離Ⅰ段保護 定值計算按躲過線路末端故障整定，即 .1dz k xZ K Z l? .1 24 k x lZ K Z? ? ? ? ? 距離Ⅲ段保護 按躲過線路最大負荷時的負荷阻抗配合整定 。當距離 III 段為全阻抗起動元件時，其整定值為 .m in. fhdz III k f zqdZZ K K K? kK ：可靠系數，取 ~； fK ：返回系數，取 ~； zqdK ：負荷的自起動系數，按負荷性質可取 ~； .minfhZ ： 最小負荷阻抗值。即 . m in . m a x( 0 .9 ~0 .9 5 ) U / 3= efhfhZ I .maxfhI ；線路最大負荷電流。所以 . m a x . m a x= = 1. 16 8fh gI I kA 第 17 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 . m in 0 . 9 1 1 0 / 3= = 4 8 . 9 3 71 . 1 6 8fhZ ? ? . 4 8 . 9 3 7= = 3 1 .2 1 11 . 2 1 . 1 5 1 . 5d z IIIZ ??? 距離 III 段的靈敏度 . 3 1 .2 1 1 1 .3 1 .224d z IIIvm ZK Zx l? ? ? ?（滿足） 2IIIts? 表 110kV側出線的保護配置情況表 保護 A1 A2 A3 A4 距離 I段 （主保護） 整定 ? 17? ? ? 距離 III段 （后備保護） 整定 ? ? ? ? 校驗 ? 35kV 側出線的保護配置 表 35kV側出線的保護配置情況表 保護 B1 B3 主保護 I段保護的整定 I段保護的整定 7kA 保護范圍 % 保護范圍 % 后備保護 III段保護的整定 III段保護的整定 校驗 校驗 保護 B4 B2 B5 B6 主保護 瞬時電流閉鎖電壓速斷保護整定 保護范圍 % % % % 后備保護 III段電流保護的整定 校驗 ? 第 18 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 例： 對于出線 B4： 瞬時電流閉鎖電壓速斷保護 ( 2 ) m i n 3 . 0 1 6 2 . 0 1 11 . 5ddz vmII k AK? ? ? . m i n0 . 2 6 2 0 . 2 6 2 0 . 4 5( ) 1 . 3 ( 0 . 1 8 6 0 . 2 6 2 ) 0 . 5 8 2xldzk x l x lZU k AK Z Z? ? ? ?? ? ? . m i n. m a x0 . 1 8 6 0 . 1 8 6 2 . 5 4 80 . 1 0 2 / /0 . 2 8 8 0 . 0 7 3xlfxlZk Z? ? ? ? . m a x0 .2 6 2 3 .5 8 90 .0 7 3xlcxlZk Z? ? ? 保護區(qū)： 11 2 2 . 7 8 % 2 0 %1 . 3 0 . 3 1 . 3 2 . 5 4 8 0 . 3 3 . 5 8 9fcl KK? ? ? ?? ? ? ? III 段電流保護的整定： . . m a x 1 .2 1 .3 0 .4 9 2 0 .9 0 30 .8 5r e l s td z I I I LreKKI I k AK ?? ? ? ? ( 2 ) . m i n 3 .0 1 6 3 .3 4 1 .50 .9 0 3ks e n III opIK I? ? ? ? 10kV 側出線的保護配置 表 10kV側出線的保護配置情況 保護 C1 C2 C3 C4 主保護 I 段保護的整定 保護范圍 60% 20%? % % % 后備 保護 III 段電流保護的整定 校驗 ? 保護 C5 C6 C7 C8 主保護 I 段保護的整定 保護范圍 % % % % 后備 保護 III段電流保護的整定 校驗 第 19 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 變壓器的保護配置 變壓器配置 本設計中變壓器配置的主保護有瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護、零序電流差動保護，并以過負荷保護、過電流保護作為后備保護。 （一）瓦斯保護 800kV 及以上的油浸式變壓器和 400kV 以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦 斯保護。瓦斯保護用來反應變壓器油箱內部的短路故障及油面降低，其中重瓦斯保護動作于跳開變壓器各電源測，輕瓦斯保護動作于發(fā)出信號。 瓦斯保護有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設于油箱與油枕之間的連接導管上。其中輕瓦斯按氣體容積進行整定，整定范圍為： 250～ 300cm3,一般整定在250cm3 。重瓦斯按油流速度進行整定，整定范圍為： ～ ,一般整定在1m/s 。圖 （二）縱 差動保護 本次設計所采用的變壓器 型號均 為： SFSZ1063000/110。對于這種大型變壓器而言，它都必需裝設單獨的變壓器差動保護，這是因為變壓器差動保護通常采用三側電流差動，其中高電壓側電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側電流分別引自變壓器中壓側電流互感器和低壓側電流互感器，這樣使差動保護的保護范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內相間 第 20 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 短路，高壓側接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們 使 用縱 差動保護作為兩臺變壓器的主保護，其接線原理圖如 圖 示。 圖 保護配置的整定 （一）縱聯(lián)差動保護整定 對于本次設計來說，變壓器的主保護有縱聯(lián)差動 保護和瓦斯保護，其中瓦斯保護一般不需要進行整定計算，所以對縱 聯(lián) 差動保護進行整定如下： 本次設計因 BCH BCH2 型差動繼電器構成的差動保護裝置，但靈敏度不滿足要求，因此最后采用 BCH4 型。 由 BCH4 型差動繼電器構成差動保護的整定計算。 (1) 按系統(tǒng)平均電壓（或變壓器額定電壓）及最大變壓器容量計算變壓器各側的二次側額定電流。 名稱 變壓器 B1 和 B2 額定電壓 Ue /kV 110 第 21 頁 西華大學畢業(yè)設計說明書 額 定電流 Ie/A 63000 743 110 ?? 63000 9 4 4 .7 8 33 3 8 .5 ?? 31500 1 7 3 2 .1 0 23 1 0 .5 ?? CT 接線方式 △ △ Y 選 CT 變比 500/5 1400/5 2600/5 CT 一 側計算 572． 727 1636． 364 1732． 102 標準變比 100 280 520 CT Ie2/A （ 2）計算出變壓器 的 各側在外部故障時之最大短路電流 1. max kA? 2. m ax kA? 3. m ax kA? （ 3）確定繼電器抽動線圈 在 110kV側的電流互感器并聯(lián)后接入。 （ 4）選 10kV 側為基本側： . . . . 1. 5 3. 33 1 4. 99 7dz j jb K e j jbI K I A? ? ? ? （ 5）確定繼電器制動線圈匝數，基本側選用制動線圈最大匝數： . 20zdj jbW ? 匝 其他側： ... . . 2. 3 . 3 3 12 0 1 1 . 6 3 35 . 7 2 7e j jbz d I z d j j eIIWW I? ? ? ? 取 12 匝 ... . . 2. 3 . 3 3 12 0 1 1 . 45 . 8 4 4e j jbz d I z d j j e IIIWW I? ? ? ? 取 12 匝 （ 6）計算各側之差動匝數（包括平衡線圈在內） 基本側： /0.. ..() 55 114 .9 9 7c j jb d z j jbAWW I? ? ? 取 11 匝 2 . .. . ( 1 1 0 ) . . 2. 3 . 3 3 11 1 6 . 3 9 85 . 7 2 7e j jbc I c j jb eIIWW I? ? ? ? ? 取 . 6cIW ? . .( 3 5 ) 3 .