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正文內(nèi)容

某220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-01-06 20:39 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 n并聯(lián)運(yùn)行變壓器的最 少臺(tái)數(shù); TNI. — 每臺(tái)變壓器的額定電流。 2)對(duì)降壓變壓器,應(yīng)考慮負(fù)荷中電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)的最大電流,即: TNssL IKI .max. ? ( 18) 式中 ssK 綜合負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù),對(duì)于 110kV的降壓變壓站,低壓 610kV側(cè)取 ssK =,中壓 35kV側(cè)取 ssK =; TNI. 正常工作時(shí)的最大負(fù)荷電流,一般選擇變壓器額定電流。 ( 3)保護(hù)的靈敏度系數(shù) 校驗(yàn) 16 opkIIK )2( ? ( 19) 作為近后備保護(hù),取變壓器低壓側(cè)母線為校驗(yàn)點(diǎn),要求 senK =~ ;作為遠(yuǎn)后備保護(hù),取相鄰線路末端為校驗(yàn)點(diǎn),要求 senK ≥ 。 ( 4)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比相鄰元件保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限打一個(gè)階梯時(shí)限 t? 。 三、過負(fù)荷保護(hù) 對(duì)于 及以上電力變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行,并作為其他符合的備用電源時(shí),應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況,將設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。對(duì)于自耦變壓器和多繞組變壓器,保護(hù)應(yīng)能反映公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的情況,過負(fù)荷保護(hù)采用單相式,帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。在無人值班的變電所,必要時(shí)過負(fù)荷保護(hù)可 動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。 中小容量的變壓器過負(fù)荷保護(hù)采用定時(shí)限動(dòng)作特性,動(dòng)作電流也是按最大允許負(fù)荷電流下能可靠返回的條件整定。它的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與變壓器允許的過負(fù)荷時(shí)間相配合,同時(shí)應(yīng)大于相間故障后備保護(hù)的最大延時(shí),一般可增大( 1~ 2) t? 。 對(duì)于升壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在主電源側(cè)(低壓側(cè));三繞組升壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)裝設(shè)在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源側(cè);如三側(cè)均有電源,三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 對(duì)于降壓變壓器,雙繞組變壓器的過負(fù)荷保護(hù) 裝設(shè)在高壓側(cè)。單側(cè)電源的三繞組降壓變壓器,過負(fù)荷保護(hù)裝在電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè);若三側(cè)容量相同,過負(fù)荷保護(hù)僅在電源側(cè)裝設(shè)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器,三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 (一)變壓器的過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的,過負(fù)荷保護(hù)作用于信號(hào),同時(shí)閉鎖有載調(diào)壓。所以只采用一個(gè)電流元件,接于任一相電流中,經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 (二)過負(fù)荷保護(hù)的整定 過負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲開變壓器的額定電流整定,即 17 TNrerel IKKI .op ? ( 110) 式中 relK 可靠系數(shù),取 ; reK 返回系數(shù),取 。 過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比變壓器的 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大一個(gè) t? ,一般取 5~10S。此外,有些過負(fù)荷保護(hù)采用反時(shí)限特性及測(cè)量過負(fù)荷倍數(shù)有效值來構(gòu)成。 變壓器接地短路后備保護(hù) 一、變壓器接地短路后備保護(hù)的配置原則 與 110kV 及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)連接的降壓變壓器、升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器,對(duì)外部單相接地短路引起的過電流,應(yīng)裝設(shè)接地短路后備保護(hù),該保護(hù)宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的接地故障。 1)在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng) 中,如變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,對(duì)單相接地引起的變壓器過電流,應(yīng)裝設(shè)零序過電流保護(hù),保護(hù)可由兩段組成,其動(dòng)作電流與相關(guān)線路零序過電流保護(hù)相配合。 2)對(duì)自耦變壓器和高、中壓側(cè)均直接接地的三繞組變壓器,為滿足選擇性要求,可增設(shè)零序方向元件,方向宜指向各側(cè)母線。 3)普通變壓器的零序過電流保護(hù),宜接到變壓器中性點(diǎn)引出線回路的電流互感器;零序方向過電流保護(hù)宜接到高、中壓側(cè)三相電流互感器的零序回路;自耦變壓器的零序過電流保護(hù)應(yīng)接到高、中壓側(cè)三相電流互感器的零序回路。 4)高壓側(cè)電壓為 500kV 及以上的變 壓器,應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù),在變壓器允許的過勵(lì)磁范圍內(nèi),保護(hù)作用于信號(hào),當(dāng)過勵(lì)磁超過允許值時(shí),可動(dòng)作于跳閘。 5)為提高切除自耦變壓器內(nèi)部單相接地短路故障的可靠性,可增設(shè)只接入高、中壓側(cè)和公共繞組回路電流互感器的星形接線電流分相差動(dòng)保護(hù)或零序差動(dòng)保護(hù)。 針對(duì) 2變壓器高壓側(cè)( 110kV 及以上)單相接地短路應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù),作為變壓器高壓繞組和相鄰元件接地故障主保護(hù)的后備。 二、中性點(diǎn)直接接地變壓器的零序電流保護(hù) 零序電流保護(hù)的配置 中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行變壓器的零序電流保護(hù)原理接線圖如圖 13 所示。圖中零序 18 電流保護(hù)Ⅰ段作為變壓器及母線的接地故障后備保護(hù),其啟動(dòng)電流和延時(shí) 1t 應(yīng)與相鄰元件單相接地保護(hù)Ⅰ段配合,通常以較短延時(shí) 1t =~ 動(dòng)作于跳母聯(lián)或分段斷路器,以較長的延時(shí) t12 ???tt 有選擇地動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)斷路器。 圖 13 零序電流保護(hù)Ⅱ段作為引出線接地故障的后備保護(hù),其動(dòng)作電流和延時(shí) 3t 應(yīng)與相鄰元件接地后備段相配合。通常 3t 應(yīng)比相鄰元件零序保護(hù)后備段最大延時(shí)大一個(gè) t? ,以斷開母聯(lián)斷路器或分段斷路器, tt ??? 34t 動(dòng)作與斷開變壓器各側(cè)斷路器。 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 ( 1)零序Ⅰ段的動(dòng)作電流按與相鄰元件零序電流Ⅰ段或Ⅱ段或快速主保護(hù)相配合整定,即 ??? ? Lopb rarelop IKKI .. ( 111) 式中 ? 零序Ⅰ段的動(dòng)作電路; relK 可靠系數(shù),可取 ; ?braK 零序電流分支習(xí)俗,其值等于相鄰元件零序電流保護(hù)Ⅰ段保 護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí),流過本保護(hù)的零序電流與流過故 障線路的零序電流之比,取各種運(yùn)行方式的最大值; ? 與之配合的相鄰元件零序電流保護(hù)相關(guān)段的動(dòng)作電流。 零序電流Ⅰ段的動(dòng)作時(shí)限為 ~?t 、 tt ??? 12t 。 變壓器零序電流保護(hù)原理信號(hào)跳 、2Q F 19 ( 2)零序電流Ⅱ段的動(dòng)作電流按與相鄰元件零序后備保護(hù)動(dòng)作電流配合整定,即 ⅡⅡⅡ ?? .. opb rarelop IKKI ( 112) 式中 Ⅱ 零序Ⅱ段的動(dòng)作電流; relK 可靠系數(shù),可取 ; ⅡbraK 零序電流分支系數(shù),其值等于相鄰元件零序電流保護(hù)后備 段 保護(hù)區(qū)末端發(fā)生接地短路時(shí),流過本保護(hù)的零序電流與流過 故障線路的零序電流之比,取各種運(yùn)行方式的最大值; Ⅱ 與之配合的相鄰元件零序電流保護(hù)后備段動(dòng)作的電路。 零序電流Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限為 tt ??? 、 tt ??? 34t 。 是指相鄰元件零序保護(hù)后備段最大延時(shí)時(shí)間。 ( 3)靈敏系數(shù)校驗(yàn)。保護(hù)的靈敏系數(shù)為 opsen IIK.0? ( 113) 式中 零 序Ⅰ段(零序Ⅱ段)校驗(yàn)點(diǎn)接地短路時(shí)流過保護(hù)的最小 零序電流; 零序Ⅰ段(零序Ⅱ段)零序電流保護(hù)的動(dòng)作電流。 階段式電流保護(hù) 一、對(duì)相間短路,應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護(hù)裝置: 1)單側(cè)電源線路:可裝設(shè)一段或兩段式電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù),必要時(shí)可增設(shè)復(fù)合電壓閉鎖元件。 由幾段線路串聯(lián)的單側(cè)電源線路及分支線路,如上述保護(hù)不能滿足選擇性、靈敏性和速 動(dòng)性的要求時(shí),速斷保護(hù)可無選擇地動(dòng)作,但應(yīng)以自動(dòng)重合閘來補(bǔ)救。此時(shí),速斷保護(hù)應(yīng)躲開降壓變壓器低壓母線的短路。 2) 中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的單側(cè)電源線路裝設(shè)一段或兩段三相式電流保護(hù),作為相間故障的主保護(hù)和后備保護(hù);裝設(shè)一段或兩段零序電流保護(hù),作為接地故障的主保護(hù)和后備保護(hù)。 串聯(lián)供電的幾段線路,在線路故障時(shí),幾段線路可以采用前加速的方式同時(shí)跳閘, 20 并用順序重合閘和備用電源自動(dòng)投入裝置來提高供電可靠性。 3)可能出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或電纜與架空混合線路,應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù),保護(hù)宜帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào),必 要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。 根據(jù)上述線路保護(hù)配置裝設(shè)規(guī)則第一條,本電網(wǎng)中 35kV 線路采用電流速斷保護(hù)作為主保護(hù),過電流保護(hù)作為后備保護(hù)。 二、階段式電流保護(hù)原理 電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著由電源向符合輸送電能的任務(wù),正常運(yùn)行時(shí)線路上流的是負(fù)荷電流;當(dāng)電力線路發(fā)生相間短路時(shí),故障相的電流會(huì)急劇增大(是正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流的幾倍)、電壓會(huì)急劇下降、電流和電壓的相角急劇變化、測(cè)量阻抗會(huì)減小??梢愿鶕?jù)這些變化構(gòu)成各種相間短路保護(hù),下面介紹三段式電流保護(hù)。 1.本電網(wǎng) 35kV 線路的主保護(hù)采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。 整定原則:保護(hù)的動(dòng)作電流是按躲過線路末端最大短路電流來整定的??杀WC在其他各種運(yùn)行方式和短路類型下,其保護(hù)范圍據(jù)不至于超出本線路范圍。但是,保護(hù)范圍就必然不能包括被保護(hù)線路的全長,因?yàn)橹挥挟?dāng)短路電流大于保護(hù)的動(dòng)作電流時(shí),保護(hù)才能動(dòng)作。最大的保護(hù)范圍為 maxI ,最小的保護(hù)范圍為 minI ??梢钥闯觯@種保護(hù)的缺點(diǎn)是不能保護(hù)線路的全長,而且隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式及故障 類型的不同,其保護(hù)范圍也要發(fā)生的相應(yīng)變化。無時(shí)限電流速斷保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是:因?yàn)椴环磻?yīng)下一線路的故障,所以動(dòng)作時(shí)限將不受下一線路保護(hù)時(shí)限的牽制,可以瞬時(shí)動(dòng)作。 整定原則:按躲過相鄰線路瞬時(shí)電流速斷確定整定值。 無時(shí)限電流速斷保護(hù)(也稱電流 I 段保護(hù))雖然能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作,但卻不能保護(hù)線路的全長。因此,必須裝設(shè)第 II段保護(hù),即限時(shí)電流速斷保護(hù),用以反應(yīng)無時(shí)限電流速斷保護(hù)區(qū)外的故障。對(duì)第 II 保護(hù)的要求是能保護(hù)線路的全長,還要有盡可能短的動(dòng)作時(shí)限。 限時(shí)電流速斷保護(hù)要求保護(hù)線路的全長,那么其保 護(hù)區(qū)必然會(huì)延伸至下一線路。因?yàn)楸揪€路末端短路時(shí)流過保護(hù)裝置的短路電流與下一線路始端短路時(shí)的短路電流相等,再加上還有運(yùn)行方式下保護(hù)范圍必然會(huì)延伸到下一線路。為盡量縮短動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)限,通常要求限時(shí)電流速斷延伸至下一線路的保護(hù)范圍不能超過下一線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍,因?yàn)榫€路的 L1 限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流 應(yīng)大于下一 21 線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流 。 35kV 線路的后備保護(hù)采用定時(shí)限過電流保護(hù)。 整定原則:動(dòng)作電流必須大于負(fù)荷電流,在最大負(fù)荷電流時(shí)保護(hù)裝置不動(dòng)作,當(dāng)下一級(jí)線路發(fā)生外部短路時(shí),如果本級(jí)電流繼電器已經(jīng)起動(dòng),則在下級(jí)保護(hù)切除故障電流之后,本級(jí)保護(hù)應(yīng)能可靠地返回。 無時(shí)限電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)相配合能保護(hù)線路全長,可作為線路的主保護(hù)用。為防止本線路的主保護(hù)發(fā)生拒動(dòng),必須給線路裝設(shè)后備保護(hù),以作為本線路的近后備和下一線路的遠(yuǎn)后備。這種后備保護(hù)通常采用定時(shí)限過電流保護(hù)(又稱為第 III 段保護(hù)),其動(dòng)作電流按躲過最大 負(fù)荷電流整定,動(dòng)作時(shí)限按保證選擇性的階梯時(shí)限來整定。定時(shí)限過電流保護(hù)原理接線圖與限時(shí)電流速斷保護(hù)相同,但由于保護(hù)范圍和保護(hù)的作用不同,其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限則不同。 工作原理:正常運(yùn)動(dòng)時(shí),線路流過負(fù)荷電流,保護(hù)不動(dòng);當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),保護(hù)啟動(dòng),經(jīng)過保證選擇性的延時(shí)動(dòng)作,將故障切除。 母線保護(hù)原理及配置 一、引起母線故障的原因 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,母線故障大多是單相接地短路和由其引起的相間短路。造成母線短路的主要原因是:①母線絕緣子、斷路器套管以及電壓、電流互感器、避雷器 等的套管和支持絕緣子的閃絡(luò)或損壞;②運(yùn)行人員的誤操作,如帶地線誤合閘或帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)產(chǎn)生電弧等。盡管母線故障幾率比線路要少,并且通過提高運(yùn)行維護(hù)水平和設(shè)備質(zhì)量、采用防誤操作閉鎖裝置,可以大大減少母線故障的次數(shù)。但是,由于母線在電力系統(tǒng)中所處的重要地位,利用母線保護(hù)來減小故障所造成的影響仍是十分必要的。 二、母線保護(hù)的方式 母線保護(hù)的方式主要利用供電元件的保護(hù)裝置來保護(hù)母線和裝設(shè)專用的母線保護(hù)兩種。 利用供電元件的保護(hù)裝置保護(hù)母線 由于低壓電網(wǎng)中發(fā)電廠或變電站母線大多采用單母線 接線或單母分段接線,且與系統(tǒng)的電氣距離較遠(yuǎn),母線故障一般不致對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性帶來嚴(yán)重影響,所 22 以通??刹谎b設(shè)專用的母線保護(hù),而是利用供電元件(發(fā)電機(jī)、變
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