【導(dǎo)讀】電保護(hù)配置原理，對所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗，確定方案中的保護(hù)。其中變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析、保護(hù)整定計算和靈。補(bǔ)，后備保護(hù)是復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)。完全電流差動保護(hù)，簡單可靠。110kV側(cè)的輸電線路采用了距離Ⅰ、Ⅲ保護(hù)，由。于它的電壓等級較高，還考慮了零序電流Ⅰ、Ⅲ保護(hù)?？v差動保護(hù)，后備保護(hù)采用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。

　　

【正文】 ? ?2 0 1 6 5. . . 1389.2 . 3 jb d z j jb AI d z jb I e z jb? ?? ? ? （ ） 變壓器差動保護(hù)參數(shù)計算結(jié)果如下表 ： 表 變壓器差動保護(hù)參數(shù)計算結(jié)果 變壓器 1B 2B 3B 4B 額定電壓 /kV 110 110 110 110 額定電流 Ie/A 165 165 185 185 互感器的接線方式 D d y y 互感器的計算變比 58/5 58/5 320/5 320/5 互感器的選擇變比 100/5 100/5 400/5 400/5 電流互感器 二次額定電流 58/20= 58/20= 320/80=4 320/80=4 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 26 (5) 校驗保護(hù)的靈敏系數(shù) : 當(dāng)系統(tǒng)在最小運行方式下 ,線路 4L 處開環(huán)運行發(fā)生兩相短路時 ,保護(hù)裝置靈敏系數(shù)最低 ,即 : ? ?33 31 1 0 3 2 6. m in2. . m in 12 6 .3 21385..k Ijx fk I djxk im IId z jb d z jb???? ? ? ? ? （ ） 顯然靈敏度滿足要求。其中 . .minId? 是變壓器差動保護(hù)范圍內(nèi)短路時總的 最小短路電流有名值 (歸算到基本側(cè) )。 jxk 是保護(hù)的接線系數(shù) ,這里取 1 。 (二 ) 變壓器的后備保護(hù)的整定 (1)復(fù)合電壓啟動過流保護(hù) ,下面對它進(jìn)行整定與靈敏性校驗 : 過電流元件動作值 Iop 按躲開廠變額定電流 .NstI 整定 ,即 : 對于 12BB、 、 2B ： ? ?1 . 1 5 3 1 5 0 0 213. 0 . 8 5 3 1 1 5k r e l AIIo p N s tk re? ? ? ? ?? （ ） 其中 Krel 是可靠系數(shù) ,一般為 ～ ,這里取 ,kre 是返回系數(shù) ,這里取 最小運行方式下 ,線路 4L 開環(huán)運行兩相短路時 ,保護(hù)的靈敏性校驗 : 3 ( 3 ) 3 21072 1. m in 2 8. 57 1. 3213I fK se n Iop?? ? ? ? （ ） 滿足要求。 對于 3B 、 4B ： ? ?1 . 1 5 2 0 0 0 0 135.0 . 8 5 3 1 1 5k r e l AIIo p N s tk re? ? ? ? ?? （ ） 最小運行方式下 , 線路 4L 開環(huán)運行兩相短路時 ,保護(hù)的靈敏性校驗 : 3 ( 3 ) 3 21072 1. m in 2 13 .5 1. 3135I fK se n Iop?? ? ? ? （ ） 滿足要求。 (2)過負(fù)荷保護(hù)的整定計算： 取可靠系數(shù) Krel為 ,返回系數(shù) Kres為 ,IN為保護(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。 對于 34BB、 、 2B 其額定電流為： ? ?31500 1653 1 1 0 AI N ??? （ ） 所以： ? ?1 . 0 5 3 3 1 4 0 90 . 8 5k r e l AIIo p e r Nk r e s? ? ? ? （ ） 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 27 對于 3B 、 4B ,其額定電流為： ? ?20210 1053 1 1 0N AI ??? （ ） 所以： ? ?1 . 0 5 1 0 5 1 2 90 . 8 5k r e l AIIo p e r Nk r e s? ? ? ? （ ） 繼電器選用 NSP712 系列多功能微機(jī)成套保護(hù)及自動裝置 。 母線的保護(hù)配置 保護(hù)配置的原理 電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點 ,它起著匯總和分配電能的作用。所以發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件。 母線運行是否安全可靠 ,將直接影響發(fā)電廠 ,變電站和用戶工作的可靠性 ,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時 ,甚至?xí)茐恼麄€系統(tǒng)的穩(wěn)定。 引起母線短路故障的主要原因有 :由于空氣污潰 ,導(dǎo)致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡(luò)；母線電壓和電流互感器的故障；運行人員的誤操作 ,如帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)、帶接地線合斷路器。 母線故障的類型 ,主要是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較 ,母線故障的幾率雖較小 ,但造成的后果卻十分嚴(yán)重。因此 ,必須采取措施來消除或減少母線故障所造成的后果。 由設(shè)計的已知條件可知 ,110kV母線均是采用單母線接線 ,對于單母線我們可以 采用母線完全電流差動保護(hù)。 母線完全差動保護(hù)的原理接線圖如圖 所示 ,和其它元件的差動保護(hù)一樣 ,也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。在母線的所有連接元件上必須裝設(shè)專用的電流互感器 ,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同 ,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側(cè)的端子互相連接 ,在外側(cè)的端子也互相連接 ,差動繼電器則接于兩連接線之間 ,差動電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。這樣 ,在一次側(cè)電流總和為零時 ,在理想的情況下 ,二次側(cè)電流的總和也為零。此圖為母線外部 K點短路的電流分布圖 ,設(shè)電流流進(jìn)母線的方向為正方向。 圖中線路 I,II接于系統(tǒng)電源 ,而線路 III 則接于負(fù)載。 (1)在正常和外部故障時 (K 點 ),流入母線與流出母線的一次電流之和為零 ,即 : 0I II IIII I I I? ? ?? ? ? ? ?? （ ） 而流入繼電器的電流為 : 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 28 1 2 3 1g I II IIITAI I I I I I In? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ????? （ ） 因電流互感器變比 nTA相同 ,在理想情況下流入差動繼電器的電流為零 ,即 Ig=0 但實際上 ,由于電流互感器的勵磁特性不完全一致和誤差的存在 ,在正常運行或外部故障時 ,流入差動繼電器的電流為不平衡電流 ,即 : g unbII??? 圖 母線完全電流差動保護(hù)的原理接線圖 其中 Iunb是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。 (2)母線故障時 ,所有有電源的線路 ,都向故障點供給故障電流 ,即 : 11g I II KT A T AI I I Inn? ? ? ???? ? ????? （ ） 其中 Ik是故障點的 總短路電流 ,此電流數(shù)值很大 ,足以使差動繼電器動作。 (二 )母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù) 由設(shè)計的已知條件可知 ,110kV側(cè)的母線是采用 雙母線帶旁路母線接線 ,這種接線方式有一個特點就是它的運行方式不是固定不變的 ,而是有多種運行方式。所以雙母線固定連接運行的完全差動保護(hù)對它來說缺乏靈活性 ,為了克服此缺點 ,我采用另一種差動保護(hù) —— 母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù) ,它很適用于雙母線連接元件運行方式經(jīng)常改變的母線上。 母聯(lián)電流相位比較式母線差動保護(hù)的原理是比較母線聯(lián)絡(luò)斷路器回路的電流與總差動電流的相位關(guān)系。該保護(hù)的 單相原理接線如圖 所示。它的主要元件是起動元件 KD 和選擇元件 1KW,2KW 。起動元件 KD 接于所有引出線的總差動電流 ,KW 的兩個繞組分別接入母聯(lián)斷路器回路的電流和總差動回路的電流 ,通過比較這兩個回路中電流的相位來獲得選擇性。在圖 (a)所示雙母線接線中 ,假某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 29 設(shè) I,II 母線并列運行 ,I母線和 II 母線的連接元件中均有電源線路 ,規(guī)定母聯(lián)電流 I5的正方向為由 II 母線流向 I母線 ,則當(dāng) I母線上的 K1點發(fā)生短路故障時 ,母聯(lián)電流 I5為： 5 3 4I I I? ? ??? （ ） 短路電流 Ik為： 1 2 3 4kI I I I I? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） 故 ,當(dāng)忽略各電源間相角差和各元件阻抗角差時 ,I5和 Ik同相位 ,如圖 (b)所示。 II 母線上的 K2點發(fā)生短路故障時 ,母聯(lián)電流 I5為： 5 1 2I I I? ? ???? ? ????? （ ） 短路電流 Ik仍如式 ()所示 ,所以 I5與 Ik反相位 ,如圖 (c)所示?？梢?,以圖示 I5為正方向時 ,若 I5與 Ik同相位 ,則判別為 I 母線上發(fā)生了短路故障。在圖 (a)接線中 ,差動繼電器 KD中的電流為： KkTAII n?? ? （ ） (a) (b) (c) (a) 原理接線圖 。 (b), (c) 相量關(guān)系 母聯(lián)電流與短路電流相位比較 所以電流 Ik的相位就是短路電流 IK的相位 ,并且 KD 動作時 ,即表示 I 母線或II 母線發(fā)生了短路故障。 1KW,2KW 是故障母線的選擇元件 ,進(jìn)行 I5與 Ik的相位比某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 30 較 。當(dāng)wI?與kI?同時從 1KW 的兩個繞組的同極性端流進(jìn)時 ,1KW 處于動作狀態(tài) ,對2KW 處 ,從同極性端流出 ,處于不動作狀態(tài)；當(dāng) wI?與kI?同時從 2KW 的兩個繞組的同極性端流進(jìn)時 ,2KW 處于動作狀態(tài) ,對 1KW 處 , wI?從同極性端流出 ,處于不動作狀態(tài)。 由以上分析可見 ,KD,1KW 動作時 ,判別為 I 母線短路故障； KD,2KW 動作時 ,判別為 II母線上發(fā)生了短路故障。 電流差動保護(hù)配置的整定 （一）差電流起動元件整定 差電流起動元件的動作電流滿足兩個整定條件： （ 1）按躲開母線外部的最大不平衡電流整定，即： . m a xk k k II d re l LH fzq d? （ ） krel — 可靠系數(shù)，取 。 LHk — 電流互感器變比誤差，取 kfzq — 非周期分量系數(shù)，一般電流繼電器取 ～ 2。 .maxId — 母線差動保護(hù)外部短路時流過的最大 短路電流。 由于起動元件采用 BCH— 2型差動繼電器，故取 1kfzq? =1， ? =， ? = （ ） 起動電流： 1 . 3 0 . 1 1 1 4 2 7 6 1 8 5 4 . 7 ( ). m a xk k k I AI dz r e l LH fz q d? ? ? ? ? ? （ ） 二次電流為： 1 8 5 4 .7 1 5 .4 6 ( ). 600 5 AI d z j ?? （ ） BCH— 2型差動匝數(shù)為： ( ) 6 0 3 . 8 8 ( ). 1 5 . 4 6AWW cd jI dz? ? ? 匝 （ ） 取 Wcd =3 匝， .Idzj =16A。由于母線保護(hù)用 110kV 系統(tǒng)中，故 BCH— 2 短路線匝為〝 B— B〞。 起動元件靈敏度計算： ? ?2 12167( 2) . m i n3I dK lmI dz? ? ?? （ ） 滿足要求。 （ 2）電壓閉鎖元件 三個相間電壓元件 的動作電壓按躲開正常運行的最底電壓整定，由于母線某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計 31 短路時的電壓閉鎖元件的靈敏度較高，為簡化計算可直接取 .Udzj =60～ 65v。 復(fù)合電壓閉鎖元件整定、負(fù)序電壓元件動作電壓按經(jīng)驗公式： 0 .0 eUUdz ?（ ～ ）=（ ～ ） Ue （ ） ，零序電壓元件動作電壓按經(jīng)驗公式 15 dz ?（ ～ ） V=（ 15～ 20） v。 （ ） 負(fù)序電壓元件和零序電壓元件的靈敏度應(yīng)高于差電流起動元件靈敏度。 零序電壓元件 ? 03 65 9 .86 . UK U dz? ? ? （ ） 零序電壓元件 .0Udz =18 03 65 3 .618.0dlm U