【正文】
0 )* 2 (1)*( 2 ) ( 0 ) ff ff fxI Ix x= = =+ +兩相短路時,因為(1,1)( 0 ) ( 2 )// ff ff x X X Δ= = =+,電源電勢用次暫態(tài)電勢取( 0) 39。39。 f V = E = j ,所以0 秒時的短路正序電流為:( 0)(1)* (1,1) ffVI= = =2 f 處發(fā)生短路時,短路點的零序電流為:22 2( 2)2 (0)* 2 (1)*( 2) ( 0) ff ff fxI Ix x= = =+ +綜上所示,當2 f 發(fā)生短路時的短路點最大零序電流為: 2 ( 0 )max( ) f I = kA故110kV 發(fā)生短路時各線路的零序電流保護整定如下:零序Ⅰ段: 39。 39。2 (0)max 3 3 ( ) op rel f I =k I = = kA零序Ⅲ段:線路1L. .max max. 1 1 1 1170 117( ) o unb np st k L I =k k ΔfI = = kAI o p = krel I n = 117 = (kA)線路2 L . .max max . 2 1 1 1820 182( ) o u n b n p st k L I = k k ΔfI = = kAI o p = krel I n = 182 = (kA)線路3L I o .u n k n pk st fI k max . L3 1 1 2330 233(kA) = Δ = =I o p = k rel I n = 233 = (kA)線路4 LI o .u n k n pk st fI k max . L4 1 1 1640 164(kA) = Δ = =. . max 1 .1 5 1 6 4 1 8 8 .6 ( ) o p rel o u n b I = k I = = kA其中, rel k 是可靠系數(shù),;np k 是非周期分量影響系數(shù),~,其它為1;st k 是電流互感器的同型系數(shù),不同為1;Δf 是電流互感器誤差,;k I 是各輸電線路的最大短路電流,k I 、k I 、k I 和k I 節(jié)中所示。繼電器選用MLP71 系列多功能微機線路成套保護及自動裝置。 發(fā)電機保護配置 保護配置的原理,而當繞組內部(中性點到輸出端斷路器)有短路現(xiàn)象時,卻存有死區(qū)??v差保護是用于發(fā)電機內部繞組的短路保護,適用于與外電路并網(wǎng)且中性點側有引出線的機組,該保護具有快速性,可靠性。 號互感器ILH 裝在輸出斷路器DL 附近4 號互感器4LH 裝在發(fā)電機中性點引出線上,1LH 和4LH 型號變比相同,電流互感器的極性同名端用“.”號表示,CJ 為差動電流繼電器,而互感器之間的范圍即為保護動作區(qū)。我們令1LH 和4LH 一次側電流分別為I1 和I2,二次側電流分別為i1 和i2。顯然當發(fā)電機正常運行時,有I1=I2,因為兩互感器變比相同,故有i1=i2, i2 由結點a 流進Cj,由結點b 流出。而I1 經(jīng)結點b 流進CJ,由結點a 流出。根據(jù)克霍夫第一定律流入和流出結點的電流應相等。即實際上繼電器CJ 中的電流及Ic=I1=I2=0,所以CJ不動作.a 縱差保護原理接線圖當保護區(qū)外部短路時(如Dl 點)電源互感器ILH 和4LH 的一次電流是發(fā)電機向故障點供給的短路電流,仍然有i1= i2(不過此時I1 和I2 值很大),i1=i2,CJ 中電流ic=O,CJ 也不動作。僅當保護區(qū)內部短路時(如發(fā)電機引出線上D2 點)互感器4LH 一次側電流為發(fā)電機供電,而ILH 的一次側電流則由外電網(wǎng)供電,此時由于il 的方向變化,導致il 的方向變化,故繼電器CJ 中的電流iC=i1+12,即CJ 中流過與故障點總短路電流成比例的電流當此電流大于CJ 的起動電流時,CJ 就動作,從而使發(fā)動機解列。由上述分析知,按差動原理構成的保護裝置可瞬時動作切除故障。—2 型繼電器的單相差動保護原理繼電器是較早設備中常用的單相保護繼電器。在實際電路中,考慮的問題遠比上述原理復雜。因為在外部短路時及正常工作時,由于1LH 和4LH 到保護屏的距離不一樣互感器的特性也不完全一致(另外還有電流相位差)等因素,差動回路中電流繼電器有不平衡電流存在,可能造成CJ 誤動作。BCH—2 型繼電器采用的是具有速飽和特性的中間變流器,其原理因與差動保護本身關系不大,限于篇幅,不再贅述。 中Wl 為差動線圈,W2 為平衡線圈,在正常工作及外部短路時,W2 產生的磁通能抵消WI 所產生的不平衡電流,從而在W2 中不產生感應電流,CJ 不動作。 BCH—2 型繼電器動作保護原理圖 保護配置的整定(一)原始數(shù)據(jù)計算折合至110kV 平均電壓的發(fā)電機次暫態(tài)電抗值為: 39。39。 39。39。 100 2 5Bd x dex x SS= = = ,發(fā)電機額定電流為: 25 ( )3 3 eeeI S kAU= = =(二)差動保護整定(1)按躲開外部故障最大不平衡電流整定,即:3.max100 10 1 809( )3 dz rel fzq tx i d I k k k f I A= = = (2)按躲開電流互感器二次回路斷線時整定,即: 1400 1820( ) I = k I = = A取dz I =1820A,折合至二次側為:Idz . j =1821820 /(4000 / 5) = (A),BCH2 工作線圈匝數(shù)為:.60 60( )g dz jWI= = = 匝,取26 匝。(三)發(fā)電機定子繞組接地保護(1)發(fā)電機額定電流為: 1400( ) e I = A ,LXHM1 型零序電流互感器額定電流為1750A。(2)保護動作電流計算. ..2. .2 1400 1750 ( )10 9 9b p b c b p zcb pd z cl j jkE EI Az z z = + = + =+ +一次最大不平衡電流為:.1 .2 2. .2(1 ) 39 (1 9 ) ( )10jb p b pd z clzI I w Az= + = + =保護動作電流為:1 ( 3 39。39。 ) 1 ( 2 ) ( )d z rel cf rel b p fI k I k I Ak= + = + = ,該電流小于5A,故可采用。繼電器動作電流計算為:.2. .2 ( ) 39(1 9 ) (1 ) 10d zd z jjd z clz I A zwz= = =+ +繼電器選用DD11/60 系列多功能微機成套保護及自動裝置。6 結論綜合前面的說明與計算結果可知該110kV 電力系統(tǒng)繼電保護的具體配置如下表: 保護配置表保護對象主保護后備保護變壓器縱聯(lián)差動保護、瓦斯保護復合電壓啟動過電流保護、零序電流保護母線電流相位比較式母線差動保護___________________________輸電線路距離Ⅰ、Ⅲ保護零序電流Ⅰ、Ⅲ保護發(fā)電機縱聯(lián)差動保護定子繞組接地保護經(jīng)過查找資料以及相關書籍可以得到本次畢業(yè)設計需配置的保護的型號如下:(1)變壓器保護裝置:采用NSP712 變壓器差動保護,適用于110 kV 電壓等級的雙圈、三圈變壓器,滿足三側差動的要求。主要功能:1 差動速斷保護;比率差動保護,采用二次諧波制動;2 復合電壓過流保護;零序電壓保護;過負荷保護;3 CT 斷線判別等功能。(2)母線差動保護裝置:采用DSA2391 母線差動保護裝置,本裝置為由大規(guī)模可編程邏輯電路和intel 80296 為主CPU 實現(xiàn)的母線差動保護,適用于110kV 及以下電壓等級的主接線為單母分段型及雙母線型最大8 個元件的母線差動保護。(3)線路成套保護及自動裝置:采用MLP71 系列多功能微機線路成套保護及自動裝置,本裝置適用于110kV 電網(wǎng)長/短輸電線路。MLP71 系列是反映輸電線路各種類型故障和不正常狀態(tài)的成套保護及自動裝置,包含了相間電流、相間距離、接地距離、零序電流方向等保護段和低周、低壓解列備用電源自動投入等8 種自動裝置功能。(4)發(fā)電機套保護及自動裝置:采用DD11/60 型系列多功能微機線路成套保護及自動裝置,本裝置適用于110kV 發(fā)電機電壓器組微機保護。DD11/60 系列是反映輸電線路各種類型故障和不正常狀態(tài)的成套保護及自動裝置。7 總結與體會本次畢業(yè)設計的主要內容是對110kV 電力系統(tǒng)繼電保護的配置。經(jīng)過對設計要求設計內容的分析可知,首先要利用電力系統(tǒng)分析的知識,求出各短路點的短路電流,從而確定各短路點短路時系統(tǒng)的最大及最小運行方式,由于電力系統(tǒng)分析的相關知識掌握得比較好,因此這一步進行得比較順利。接下來在最大最小運行方式下求出各出線的最大最小三相短路電流,兩相短路電流和相應的最大負荷電流,在計算這一步過程中遇到了一些小困難,通過查找相關的書籍,同時在老師的指導下也很快的邁了過去。其次根據(jù)經(jīng)驗習慣,通過方案比較,論證選擇了一套初始的保護。為了能夠確定這些保護是否滿足要求,是否有足夠的實用性,我們還需要對它們進行整定計算和靈敏性校驗對于110kV 側輸電線路,經(jīng)過對電流I,III 段保護的靈敏性校驗不合格后,改用了距離保護,它的整定計算和靈敏性校驗與電流保護相類似,因此很好處理,但是110kV 側還必須考慮接地故障保護,我采用的是零序電流保護,因為這種保護平時很少做過練習所以感覺比較陌生,經(jīng)過多日的參考相關書籍,以及在同學的幫助和老師的輔導下,渡過了難關。對于變壓器,它涉及的保護較多,主保護是縱聯(lián)差動保護與瓦斯保護的配合后備保護主要有復合電壓啟動過電流保護,零序電流保護和過負荷保護。其中縱聯(lián)差動保護的整定計算和靈敏性校驗過程比較繁瑣,我根據(jù)工具書《電力系統(tǒng)繼電保護配置原理及整定計算》上的框架來進行整定和校驗,中間雖然走了不少的彎路,遇到了不少的困難,但經(jīng)過認真分析,仔細思考后問題仍然得以解決,剩下的復合電壓啟動過電流保護,零序電流保護和過負荷保護的整定與校驗都容易理解,不難計算,這些是我畢業(yè)設計能順利完成的一個基礎;對于母線來說,采用了母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護這種保護簡單,可靠又經(jīng)濟,恰倒好處。這種保護靈活性高,適用于母線連接元件運行方式經(jīng)常變動的母線。這些保護就目前國內繼電保護的發(fā)展水平來說并不是最完美的它有它的缺陷但也有自身的優(yōu)勢,它只能從某些方面來滿足繼電保護的四大基本要求隨著社會的發(fā)展,它將會被新一代保護所代替,這是無法避免的,是社會進步的必然結果。8 謝辭本次接近兩個星期的畢業(yè)設計能夠順利完成離不開老師的盡責輔導和同學們的熱心幫助。在老師的悉心輔導下,成功的完成了本次設計。在設計過程中,無論是在構思步驟,分析系統(tǒng)網(wǎng)絡圖,配置保護,還是保護的整定計算和靈敏性校驗上,老師都給與了我極大的幫助,在我設計遇到困難無法進行時,給予幫助和引導。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、盡責無私的奉獻精神使我深受啟迪。我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識,也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。兩半年來,老師們在學習上、生活上給與了我無微不至的關懷和照顧,是他們讓我逐步成長起來的,沒有他們的幫助就不會有現(xiàn)在今天知性的我,自信的我。沒有他們也就不會有我今天的成績,在這里我表示由衷的感謝。老師,您辛苦了!最后,衷心感謝在百忙之中評閱論文的各位專家!9 參考文獻[1] 馬永翔,:中國林業(yè)出版社;北京大學出版社2006.[2] 賀家李,:中國電力出版社,2004.[3] 何仰贊,:華中科技大學出版社,2002.[4] 西安交通大學,:電力工業(yè)出版社,1992.[5] 張寶會,:中國電力出版社,2005.[6] 盧繼平,:重慶大學出版社,2003.[7] :中國電力出版社,2001.[8] 江善清、2007.[9] ,2007.[10] :清華大學出版社,1997.[11] :中國電力出版社,2000.[12] 繼電保護通訊(七十二).江蘇電機工程,2007.[13] :中國電力出版社1998.