【文章內(nèi)容簡介】 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)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“正常”與“不正?！边\行狀態(tài)、被保護元件的“外部故障”與“內(nèi)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(jù)反映的物理量的不同，保護裝置可以構(gòu)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(shè)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(shù)與正常運行時的差別，就可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護裝置。例如，反映電流增大構(gòu)成過電流保護；反映電壓降低（或升高）構(gòu)成低電壓（或過電壓）保護；反映電流與電壓間相位變化構(gòu)成方向保護；反映電壓與電流的比值的變化構(gòu)成距離保護。除此以外，還可根據(jù)在被保護元件內(nèi)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(gòu)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(yīng)用。 （ 2）反映非電氣量的保護 如反應(yīng)溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構(gòu)成電力變壓器的瓦斯保護、溫度保護等。繼電保護相當(dāng)于一種在線的開環(huán)的自動控制裝置，根據(jù)控制過程信號性質(zhì)的不同，可以分模擬型（它又分為機電型和靜態(tài)型）和數(shù)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(guān)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(jù)比較結(jié)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(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，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(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。 執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。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(xué)畢業(yè)設(shè)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(nèi)，保護對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)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(yīng)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(cè)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(fù)荷時的負(fù)荷阻抗配合整定 。當(dāng)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(shù)，取 ~； fK ：返回系數(shù)，取 ~； zqdK ：負(fù)荷的自起動系數(shù)，按負(fù)荷性質(zhì)可取 ~； .minfhZ ： 最小負(fù)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(fù)荷電流。所以 . m a x . m a x= = 1. 16 8fh gI I kA 第 17 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(cè)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(cè)出線的保護配置 表 35kV側(cè)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(cè)出線的保護配置 表 10kV側(cè)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(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 變壓器的保護配置 變壓器配置 本設(shè)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(fù)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(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦 斯保護。瓦斯保護用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)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(shè)于油箱與油枕之間的連接導(dǎo)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(shè)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(shè)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(cè)電流差動，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)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(nèi)相間 第 20 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 短路，高壓側(cè)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(shè)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(shè)計因 BCH BCH2 型差動繼電器構(gòu)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(gòu)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(cè)的二次側(cè)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(cè)計算 572． 727 1636． 364 1732． 102 標(biāo)準(zhǔn)變比 100 280 520 CT Ie2/A （ 2）計算出變壓器 的 各側(cè)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(cè)的電流互感器并聯(lián)后接入。 （ 4）選 10kV 側(cè)為基本側(cè)： . . . . 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(shù)，基本側(cè)選用制動線圈最大匝數(shù)： . 20zdj jbW ? 匝 其他側(cè)： ... . . 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(cè)之差動匝數(shù)（包括平衡線圈在內(nèi)） 基本側(cè)： /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 .