【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 備方式。當(dāng)距離、零序電流保護(hù)靈敏度不滿足要求或 110kV 線路涉及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行問題或?qū)Πl(fā)電廠、重要負(fù)荷影響很大時(shí)，考慮裝設(shè)全線路快速動(dòng)作的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù)，距離、零序電流（或接地距離）保護(hù)作為后備保護(hù)。必須指出，目前 110kV 數(shù)字式線路保護(hù)裝置一般同時(shí)具有接地距離保護(hù)與零序電流保護(hù)功能，在零序電流保護(hù)整定特別是 Ⅱ 段整定出現(xiàn)靈 敏度不滿足要求的情況下，可考慮通過降低電流定值，延長(zhǎng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等方法進(jìn)行整定，由于接地距離保護(hù)一般靈敏度都能滿足要求，因此保護(hù)對(duì)于接地短路的速動(dòng)性不會(huì)受到影響。 線路自動(dòng)裝置的配置原則 可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇地、較快地切除相同短路故障。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。 （ 1）反映接地短路。 110kV 線路如果不裝設(shè)全線的速動(dòng)保護(hù)，則應(yīng)當(dāng)裝設(shè)階梯式或反時(shí)限零序電流速斷保護(hù) [17]。 （ 2）反映相間短路。針對(duì)本次設(shè)計(jì)中，單側(cè)電源單回的 110kV線路，若不裝設(shè)全線的速動(dòng)保護(hù)，則可以安裝三相多段式電流電壓保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。在整定后不能滿足靈敏度或者速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)當(dāng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。在正常運(yùn)行方式下，保護(hù)安裝處短路，且電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)在 以上時(shí)，可以考慮裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)。 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將發(fā)生很大的零序電流分量，零序電流只在故障點(diǎn)與中性點(diǎn)接地的變壓器之間流動(dòng)，并由大地構(gòu)成回路。零序 電流的分布網(wǎng)絡(luò)就是零序網(wǎng)絡(luò)。電測(cè)電源線路的零序電流保護(hù)一般為三段式，終端線路也可以采用兩段式： （ 1）零序電流 I 段電流定值按躲過本線路末端接地故障最大三倍零序電流整定，線路附近有其他零序互感較大的平行線路時(shí)，應(yīng)計(jì)互感的作用。 （ 2）三段式保護(hù)的零序電流 II 段電流定值，應(yīng)按保本線路末端接地故障時(shí)有不小于規(guī)定的靈敏系數(shù)整定的，還應(yīng)與相鄰線路零序電流 Ⅰ 段或 Ⅱ 段配合，動(dòng)作時(shí)間按配合關(guān)系整定。 （ 3）三段式保護(hù)的零序電流 Ⅲ 段作本線路經(jīng)電阻接地故障和相鄰元件接地故障的后備保護(hù)，其電流一次定值不應(yīng)大于 300A，在躲過本線 路末端變壓器其他各側(cè)三相短路最大不平衡電流的前提下，力爭(zhēng)滿足相鄰線路末端故障有靈敏系數(shù)的要求，校核與相鄰線路零序電流 Ⅱ 段或 Ⅲ 段的配合情況，動(dòng)作時(shí)間按配合關(guān)系整定。 （ 4）終端線路的零序電流 I 段保護(hù)范圍允許伸入線路末端供電變壓器（或 T接供電變壓器），變壓器故障時(shí)，線路保護(hù)的無選擇性動(dòng)作由重合閘來補(bǔ)救。 （ 5）終端線路的零序電流最末一段作本線路經(jīng)電阻接地故障和線路末端變壓器故障的后備保護(hù)，其電流定值應(yīng)躲過線路末端變壓器其他各側(cè)三相短路最大不平衡電流。 （ 6）采用前加速方式的零序電流保護(hù)各段定值可以不與相鄰線路保 護(hù)配合，其定值根據(jù)需要整定，線路保護(hù)的無選擇性動(dòng)作由順序重合閘來補(bǔ)救。 對(duì)于 110kV 輸電線路，因三相斷路器為同時(shí)動(dòng)作，不存在單相重合閘操作，因此，整定過程中無需考慮單相重合閘時(shí)的非全相運(yùn)行問題。 110kV 電網(wǎng)變壓器保護(hù)的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。雖然它無旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性較高，但在實(shí)際運(yùn)行中仍然會(huì)發(fā)生故障和不正常的工作狀態(tài)。尤其是大容量的變壓器，一旦發(fā)生故障，造成的損失將會(huì)很大。因此，有必要針對(duì)變壓器的故障和不 正常工作狀態(tài)，裝設(shè)性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠的繼電保護(hù)裝置。 電力變壓器運(yùn)行的可靠性很高。由于變壓器發(fā)生故障時(shí)造成的影響很大，因此應(yīng)加強(qiáng)其繼電保護(hù)裝置的功能，以賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 11 提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，按技術(shù)規(guī)程的規(guī)定電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則一般為： （ 1）針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，其中輕瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于斷開各側(cè)斷路器； （ 2）應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于斷開各側(cè)斷路器； （ 3）對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過電流 ，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘； （ 4）對(duì) 110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘； 變壓器可能發(fā)生的故障及異常運(yùn)行情況有：繞組及其引出線的相間短路，中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路，繞組的匝間短路 ，外部相間短路引起的過電流，中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地 短路引起的過電流，中性點(diǎn)過電壓，過負(fù)荷，油面降低，變壓器溫度升高及冷卻系統(tǒng)故障等。針對(duì)上述可能發(fā)生的故障及異常運(yùn)行情況，變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)： 1. 瓦斯保護(hù) 適用于油浸式變壓器，它反應(yīng)油箱內(nèi)的故障。當(dāng)油箱內(nèi)的故障產(chǎn)生輕微瓦 斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。 2. 電流速斷保護(hù) 對(duì) 以下廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及 10MVA 以下 的廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于 時(shí)，應(yīng)裝設(shè)此保護(hù)。 3. 縱差動(dòng)保護(hù) 適用于 以上 廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及 10MVA 以上的廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器。它是變壓器的主保護(hù)。 4. 零序電流差動(dòng)保護(hù) 當(dāng)縱差動(dòng)保護(hù)對(duì)單相接地短路靈敏度不符合要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)此保護(hù)，以提高單相接地短路時(shí)保護(hù)的靈敏度。 5. 相間短路的后備保護(hù) 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 對(duì)降壓變壓器宜采用過電流保護(hù)；當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；對(duì) 63MVA 以下的升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器宜采用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用阻抗保護(hù)；對(duì) 63MVA 以上的升壓變壓器宜采用負(fù)序電流和單噢相式低電壓起動(dòng) 的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用阻抗保護(hù)。 對(duì)雙繞組變壓器應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時(shí)限。帶兩段時(shí)限時(shí)，以較短時(shí)限跳母聯(lián)或分段斷路器，使有可能縮小故障影響范圍；以較長(zhǎng)時(shí)限斷開變壓器各側(cè)的斷路器。 6. 單相接地保護(hù) 變壓器的單相接地保護(hù)應(yīng)按下述原則設(shè)置： （ 1）零序電流保護(hù) 對(duì)于直接接地系統(tǒng)中的變壓器，一般裝設(shè)零序電流保護(hù)，用以反應(yīng)變壓器外部接地短路引起的過電流，同時(shí)作為變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護(hù)，零序電流由兩段組成，每段保護(hù)一般帶兩個(gè)時(shí)限，以較小時(shí)限斷開母段或分段斷 路器，以縮小故障影響范圍，以較長(zhǎng)時(shí)限有選擇性地?cái)嚅_變壓器各側(cè)的斷路器。 （ 2）零序電壓保護(hù) 適用于 110kV 及以上中性點(diǎn)不直接接變壓器，用以反應(yīng)外部接地短路引起的過電壓。 該保護(hù)用于反應(yīng)對(duì)稱性負(fù)荷引起的過電流，容量為 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器及其他負(fù)荷作備用電源時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)按于一相電流上，延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，對(duì)于無人值班的變電所過負(fù)荷保護(hù)用減負(fù)荷，必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。 110kV 電網(wǎng)發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置 發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心，要保證發(fā)電機(jī)的安全、可靠 運(yùn)行，就必須對(duì)其各種故障和異常工作情況，按照發(fā)電機(jī)容量及重要程度，裝設(shè)完備的繼電保護(hù)裝置發(fā)電機(jī)主要裝設(shè)以下保護(hù)： 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短路故障的主要保護(hù)，對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí)，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 13 發(fā)生匝間短路時(shí)，被短接線匝內(nèi)通過的電流可能超過機(jī)端三相短路電而傳統(tǒng)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也不能反應(yīng)，應(yīng)裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 相間短路后備保護(hù) 發(fā)電機(jī)相間短路的 后備保護(hù)有：過電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù)。 失磁保護(hù) 發(fā)電機(jī)失磁是指，勵(lì)磁電流突然消失或下降到靜穩(wěn)極限所對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流以下，失磁后對(duì)系統(tǒng)和機(jī)組來說都有較大的影響。因此對(duì)勵(lì)磁電流突然消失或下降的失磁故障，應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)裝置。 100MW 以下，不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，宜裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。此外，發(fā)電機(jī)還有定子繞組單相接地保護(hù)，勵(lì)磁回路接地保護(hù)，失步保護(hù)，逆功率保護(hù)，過勵(lì)磁保護(hù)，低頻率保護(hù)等。 110kV 電網(wǎng)其他的保護(hù)配置 母線保護(hù) ： 母線上通常都有較多的連接元件，如母線保護(hù)誤動(dòng)作，將使這些連接元件都停止運(yùn)行，從而造成大面積的停電事故。因此，對(duì)母線保護(hù)應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)可靠性的要求。為了防止誤動(dòng)作，應(yīng)增設(shè)簡(jiǎn)單可靠的閉鎖裝置。另外，高壓母線保護(hù)如果動(dòng)作遲緩，常常會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大化。因此，母線保護(hù)必須無延時(shí)動(dòng)作。 重要發(fā)電廠或 110kV 及以上電壓重要變電所的 35~65kV 母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求需要快速切除母線上的故障時(shí)或線路上故障使母線電壓低于 60%額定電壓時(shí)應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。 電容器的保護(hù) ： 本設(shè)計(jì) 所討論的電容器的保護(hù)指并聯(lián)電容器組，為了抑制高次諧波和合閘涌流，一般在電容器組主回路中串接入一只小電抗器。但是電容器組內(nèi)均裝有放電裝置，高壓電容器通常用電抗器或電壓互感器作為放電裝置。因此為了保證電力電容器安全運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。具體保護(hù)要求如下： （ 1）電容器組和斷路器之間連接線的短路，可裝設(shè)帶有短時(shí)限的電流速斷和三段定時(shí)限 過流保護(hù)（其中第三段可整定為反時(shí)限段）或二段定時(shí)限過流保護(hù) ，動(dòng)作于跳閘。 （ 2）當(dāng)電容器組中故障電容器切除到一定數(shù)量，引起電容器端電壓超過 110％額定電壓，保護(hù)應(yīng)將整組電容器斷 開，為此應(yīng)裝設(shè)過電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作與信號(hào)跳閘。 （ 3）電容器內(nèi)部故障及其引出線的短路，宜對(duì)每臺(tái)電容器分別裝設(shè)專用的熔斷器，熔絲的額定電流可為電容器額定電流的 ～ 倍。 （ 4）電容器組單相接地故障，可利用電容器組所連接母線上的絕緣監(jiān)察裝置進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)電容器組所連接母線有引出線時(shí)，可按線路的單相接地保護(hù)的規(guī)定南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 裝設(shè)保護(hù)，但安裝在絕緣支架上的電容器組，可不再裝設(shè)單相接地保護(hù)。 （ 5）對(duì)電容母線失壓應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 （ 6）對(duì)于電網(wǎng)中出現(xiàn)的高次諧波有可能導(dǎo)致電容器過負(fù)荷時(shí)，電容器組宜 裝設(shè)過 負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 （ 7）電容器組的自動(dòng)投切功能 （ 8）單星形電壓差動(dòng)保護(hù) 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 15 4 系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算 發(fā)電廠參數(shù)的計(jì)算 發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式 ：NBdG SSXX ??* 對(duì)于無窮大容量系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式： SSX BS ??* 式中： 39。39。dX —— 發(fā)電機(jī) 次暫態(tài)電抗 BS —— 基準(zhǔn)容量 100MVA NS —— 發(fā)電機(jī)額定容量 MVA S? —— 系統(tǒng)出口母線三相短路容量，取 800MVA 短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的阻抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)功率 SB =100MVA 基準(zhǔn)電壓 Uav =UB =115kv 基準(zhǔn)電抗：??? SUZ 發(fā)電機(jī) 2 11X = 21X = dX39。39。 * BS / 1S =*100/（ 25/） = 發(fā)電機(jī) 3 31X = dX39。39。 * BS / 2S =*100/（ 50/） = 主變 2 變壓器電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式： NBKT S SUX 100(%)* ? 式中： (%)KU —— 變壓器短路電壓百分值 BS —— 基準(zhǔn)容量 100MVA NS —— 變壓器額定容量 MVA 11TX = 21TX = KU %* BS / 1TS =%*100/= 31TX = KU %* BS / 3TS =%*100/63= 10TX = 11TX =08*=, 30TX = 31TX =*= 變電所參數(shù)的計(jì)算 變電所 1 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 設(shè) 1—— 高壓側(cè) 2—— 低壓側(cè) 3—— 中壓側(cè) 1KU =21 （ 21?KU %+ 31?KU % 32?KU %） =21 (%+%) =% 2KU =21 ( 21?KU %+ 32?KU % 3