【導(dǎo)讀】在分析原始資料的基礎(chǔ)上，對(duì)110kV電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)的設(shè)計(jì)。電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛·地位最為重要的能源。電力系統(tǒng)的安裝穩(wěn)定對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)·人民。的生活乃至社會(huì)穩(wěn)定都有著極為重大的影響。統(tǒng)的穩(wěn)定，保持供電的連續(xù)性，保障人身的安全，防止或減輕設(shè)備的損壞。由于最初的繼電保護(hù)裝置是機(jī)電式繼電器為主構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。護(hù)裝置已發(fā)展成為由電子元件或微型計(jì)算機(jī)為主構(gòu)成的，但仍沿用此名稱。目前常用繼電保護(hù)一詞。泛指繼電保護(hù)技術(shù)或各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。的需要，相繼出現(xiàn)超高壓電網(wǎng)和大容量機(jī)組，致使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題日益出，因此對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)提出了更高的要求。繼電保護(hù)裝置可視為由測(cè)量部分·邏輯部分和執(zhí)行部分等部分組成。對(duì)作用于跳閘的繼電保護(hù)。裝置在技術(shù)上有四個(gè)基本要求：選擇性·速動(dòng)性·靈敏性和可靠性，以上四個(gè)基本要求是分析研究

　　

【正文】 保證在本線路末端發(fā)生三相短路時(shí)，能可靠啟動(dòng)。其靈敏系數(shù)具體要求如下： 1）負(fù)序電流分量氣動(dòng)元件在本線路末端發(fā)生金屬性兩相短路時(shí)，靈敏系數(shù)大于 4。 2）單獨(dú)的零序或負(fù)序電流分量啟動(dòng)元件 在本線路末端發(fā)生金屬性單相和兩相接地故障時(shí)，靈敏系數(shù)大于 4。 3）負(fù)序電流分量啟動(dòng)元件在距離 III 段保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端發(fā)生金屬性兩相接地故障時(shí)，靈敏系數(shù)大于 2。 4）單獨(dú)的零序或負(fù)序電流分量啟動(dòng)元件在距離 III 段保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端發(fā)生金屬性單相和兩相接地故障時(shí)，靈敏系數(shù)大于 2。 5）相電流突變量啟動(dòng)元件在本線路末端發(fā)生各類金屬性短路故障時(shí)，靈敏系數(shù)大于 4；在距離III 段保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端各類金屬性故障時(shí)，靈敏系數(shù)大于 2. （ 3）繼電保護(hù)四統(tǒng)一接線的短時(shí)開放式振蕩閉鎖回路元件的整定。 1）判別振蕩用的相電流 元件定值按可靠躲過正常負(fù)荷電流整定。 2）振蕩閉鎖整組復(fù)歸時(shí)間應(yīng)大于下一線路重合閘周期加上重合于永久性故障保護(hù)再次動(dòng)作的最長(zhǎng)時(shí)間，并保留有一定裕度。 （ 4）保護(hù)動(dòng)作區(qū)末端金屬性相間短路的最小短路電流，應(yīng)大于距離保護(hù)相應(yīng)段最小精確工作電流的兩倍。 （ 5）相間距離 I 段的定值按可靠躲過本線路末端相間故障整定，一般為本線路阻抗的 ~. （ 6）相間距離 II 段定值按本線路末端發(fā)生金屬性相間短路故障有足夠靈敏度整定，并與下一線路相間距離 I 段或縱聯(lián)保護(hù)配合，動(dòng)作時(shí)間取 左右。若配合 有困難時(shí)，可與線路距離 II 段配合整定。 （ 7）相間距離 II 段保護(hù)中應(yīng)有對(duì)本線路末端故障有足夠靈敏度的延時(shí)段保護(hù)，其靈敏系數(shù)應(yīng)滿足如下要求： 1） 20km 以下線路不小于 2） 20~50km 線路不小于 3） 50km 以上線路不小于 （ 8） 相間距離 III段定值按可靠躲過本線路的最大過負(fù)荷電流對(duì)應(yīng)的最小阻抗整定，并與下一線路相間距離 II段配合。當(dāng)下一線路相間距離 I、 II段采用短時(shí)開放原理時(shí)，本線路相間距離 III段可能失去選擇性，若配合有困難可與下一線路相間距離 III段配合。 （ 9）相間距離 III段動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于系統(tǒng)振蕩周期，在環(huán)網(wǎng)中本線路相間距離 III段與下一線路相間距離 II段之間整定配合時(shí)，可適當(dāng)選取解列點(diǎn)。 （ 10）相間距離保護(hù)之間按金屬性短路故障進(jìn)行整定配合，不計(jì)及故障電阻影響。 對(duì)于線路來(lái)說，采用距離保護(hù)第 Ⅰ 、 Ⅱ 段作為主保護(hù)，第Ⅲ段其動(dòng)作時(shí)間一般在 2s 以上，作為后備保護(hù)，用來(lái)反映相間短路故障。 （ 1）相間距離Ⅰ段的整定計(jì)算：距離保護(hù)段為無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段，它應(yīng)該只反應(yīng)本線路的故障，下級(jí)線路出口發(fā)生短路故障時(shí)，應(yīng)可靠不 動(dòng)作，所以其測(cè)量元件的整定阻抗，應(yīng)該按躲過本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來(lái)整定。 = ZMN 式中 IsetZ — 距離Ⅰ段的整定阻抗 IrelK — 可靠系數(shù)，由于距離保護(hù)為欠量動(dòng)作，所以 IrelK 1，考慮到繼電器誤差、互感器誤差和參數(shù)測(cè)量誤差等因素，一般取 LZ — 本線路的正序阻抗 （ 2）相間距離Ⅱ段的整定計(jì)算：距離保護(hù)Ⅱ段 的整定阻抗，應(yīng)按以下兩個(gè)原則進(jìn)行（一般其中最小值為整定值） 與相鄰線路距離保護(hù)第Ⅰ段的動(dòng)作阻抗相配合 即 = KrelII (ZMN + ) 式中 IIrelK —— 為可靠系數(shù) ，一般取 ； LZ —— 本線路的正序阻抗； —— 最小分支系數(shù)； —— 相鄰線路距離保護(hù)的第Ⅰ段。 與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合：當(dāng)被保護(hù)線路的末端母線接有變壓器時(shí)，距離Ⅱ段應(yīng)與變壓器的快速保護(hù)（一般是差動(dòng)保護(hù)）相配合，其動(dòng)作范圍不應(yīng)超出變壓器快速保護(hù)的范圍。 = KrelII (ZMN +KbZT) 式中 IIrelK —— 可靠系數(shù)，考慮變壓器阻抗誤差較大，一般取 ； —— 變壓器低壓側(cè)母線故障時(shí)，實(shí)際可能的最小分支系數(shù)； TZ —— 變壓器的等值正序阻抗。 （ 3）相間距離Ⅲ段的整定計(jì)算：距離Ⅲ段為后備段，正常運(yùn)行時(shí)不應(yīng)動(dòng)作，因此按躲開最小符合阻抗 整定，即 = (~)UN/√3I Krescos (φL ?φset) 式中 IIIrelK —— Ⅲ段可靠系數(shù)，一般取 ； resK —— 阻抗繼電器返回系數(shù)，一般取 ； —— 可能流過本線路的最大負(fù)荷電流，考慮到電機(jī)自起動(dòng)系數(shù)，可取 ～ 3 倍的額定負(fù)荷電流，畢業(yè)設(shè)計(jì)中可考慮取 2； L? —— 負(fù)荷阻抗角，一般取 ?25 ； set? —— 整定阻抗角，一般取 ?78 。 靈敏度校驗(yàn)： 如作為線路近后備，要求保護(hù) 1的靈敏系數(shù) Ksen = MN≥ 如作為線路遠(yuǎn)后備，要求保護(hù) 1的靈敏系數(shù) Ksen = III(ZMN + ) ≥ 零序電流保護(hù) 110kV 線路發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生零序電壓和零序電流。零序電壓的特點(diǎn)是故障點(diǎn)的電壓最高，至變壓器中性點(diǎn)接地處為零；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。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生接地故障出現(xiàn)零序電流這一特征，可以構(gòu)成零序電流保護(hù)，它反應(yīng)零序電流增大而動(dòng)作 。從原理上講，零序 電流保護(hù)與反應(yīng)相間短路的電流保護(hù)類似，一般也有三段構(gòu)成，不同的是，零序電流保護(hù)只反應(yīng) 相電流中的零序分量。對(duì)于 110kV 輸電線路，因三相斷路器為同時(shí)動(dòng)作，不存在三相重合閘操作，因此，整定 過程中無(wú)須考慮單相重合閘時(shí)的非全相運(yùn)行問題。 零序Ⅰ段（無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù)）按如下原則進(jìn)行整定計(jì)算：躲過被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)流過本保護(hù)的最大零序電流，即 式中 —— 線路末端發(fā)生接地故障時(shí)流 過保護(hù)安裝處的最大零序電流 IrelK —— 可靠系數(shù)，取 在計(jì)算最大零序電流 時(shí)，應(yīng)考慮以下兩個(gè)因素： （ 1） 系統(tǒng)應(yīng)為最大運(yùn)行方式，即短路點(diǎn)看進(jìn)去的正序、負(fù)序等值阻抗為最小 （ 2） 應(yīng)選擇零序電流最大的接地故障。當(dāng) ?? ? 10 ZZ 時(shí)，選擇單相接地故障；當(dāng) ?? ? 10 ZZ 時(shí)，選擇兩相接地故障。 當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)： 當(dāng)發(fā)生兩相接地短路時(shí)： 限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序Ⅱ段），其動(dòng)作值 應(yīng)與相鄰線路零序Ⅰ段配合，即 （ ） 式中 —— 相鄰線路零Ⅰ段一次定值； IIrelK —— 可靠系數(shù)，取 ； bK —— 分支系數(shù)，其值為相鄰線路零序Ⅰ段保護(hù)末端接地短路時(shí)，故障線路的零序電流與流過被保護(hù)線路的零序電流之比，取最小值。 動(dòng)作時(shí)限： （ ） 零序Ⅱ的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)流過保護(hù)的最小 3 倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，即 對(duì)于線路 1L ，由于線路末端連接的是終端變壓器，所以按以下方法整定： 定時(shí)限零序過電流保護(hù)（零序Ⅲ段），零序Ⅲ段是接地短路的后備保護(hù)，在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的終端線路上，也可作為主保護(hù)。其定值 一般按躲過線路末端三相短路時(shí)流過本保護(hù)的最大不平衡電流來(lái)整定，即 式中 IIIrelK —— 可靠系數(shù)，取 ～ ； —— 本線路末端三相短路時(shí)，流過保護(hù)的最大不平衡電流； aperK —— 非周期分量系數(shù)，取 1～ 2； erK —— 電流互感器誤差，取 ； ?? —— 本線路末端三相短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流。 類似于反應(yīng)相間故障的定時(shí)限過電流保護(hù)，零序Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)限也按階梯時(shí)限特性整定。 靈敏度： 由于線路 L7是終端線路，開關(guān) 9的零序保護(hù)按足夠的靈敏度整定。 1 .零序 I段： =3*Imin*KLm=3*267*= ==0s 2 . 零序 II段：按三倍最小零序電流整定，靈敏度按 2整定 =3*259/2= == 3 .零序 III段：按三倍最小零序電流整定，靈敏度按 =3*259/= =同時(shí)校驗(yàn)當(dāng)變壓器低壓側(cè)三相短路時(shí)，保護(hù)能否躲過由此產(chǎn)生的不平衡電流。 =*=**40000/（√ 3*115） = =1s 4 .零序 IV段：按三倍最小零序電流 整定，靈敏度按 =3*259/= = 6 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)工作圍繞 “110kV電網(wǎng) II 繼電保護(hù)整定計(jì)算及變電所 UPS設(shè)計(jì) ”這一課題來(lái)展開工作 。 針對(duì)本次整定計(jì)算所整定的 110kV電網(wǎng)，研究了該電網(wǎng)的繼電保護(hù)整定計(jì)算，包括距離保護(hù) Ⅰ 、Ⅱ 、 Ⅲ 段，零序保護(hù) Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 段和及變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)等。距離保護(hù) Ⅰ 段為無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段，它應(yīng)該只反應(yīng)本線路的故障，下級(jí)線路出口發(fā)生短路故障時(shí)，應(yīng)可靠不動(dòng)作，所以其測(cè)量元件的整定阻抗，應(yīng)該按躲過本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來(lái)整定；距離保護(hù) Ⅱ 段對(duì)不同的情況按不同的規(guī)則整定，當(dāng)相鄰下級(jí)為線路時(shí)，應(yīng)與相鄰線路距離保護(hù) Ⅰ 段相配合，當(dāng)下級(jí)為變壓器時(shí)，應(yīng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合；距離保護(hù) Ⅲ 段 的整定按以下幾個(gè)原則整定，按與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù) Ⅱ 、 Ⅲ 段 配合整定或按與相鄰下級(jí)變壓器的電流、電壓保護(hù)配合或者按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定。零序電流 Ⅰ 段按躲開下級(jí)線路出口處接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流來(lái)整 定；零序 Ⅱ 段應(yīng)與下級(jí)線路的零序電流速斷保護(hù)范圍的末端相配合，并高出一個(gè)時(shí)限；零序 Ⅲ 段 保護(hù)的作用相當(dāng)于相間短路的過電流保護(hù)，在一般情況下是作為后備保護(hù)使用的。對(duì)于變壓器，選擇非電氣量 保護(hù)瓦斯保護(hù)和縱差保護(hù)為主保護(hù)，復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)為后備保護(hù)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定原則是 1）躲過外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流， 2）躲過變壓器最大勵(lì)磁涌流，3）躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流。 針對(duì)交流不間斷電源需要考慮的問題，分別分析了交流不間斷電源的原理和功能，從 原理上做了相應(yīng)說明。對(duì)于變電站 UPS 的接線 形式和負(fù)載接入，本設(shè)計(jì)也借鑒了一些研究性的論文，做了相應(yīng)的介紹。同時(shí)，對(duì)交流不間斷電源系統(tǒng)開關(guān)選擇也做了原理性的分析。 限于作者能力和時(shí)間的限制，本課題的研究尚有許多不足之處，對(duì)于繼電保護(hù)整定計(jì)算只掌握了一些基類型的整定計(jì)算，而且也缺少交流不間斷電源在實(shí)際運(yùn)行中的實(shí)例，使得本設(shè)計(jì)缺乏理論與實(shí)際的聯(lián)系。 本論文是在宋麗群教授的悉心指導(dǎo)和安排下完成的， 宋教授嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、積極進(jìn)取的探索精神、寬廣的胸懷及公平正直的處世態(tài)度使我終身受益 。作為一名本科生，在知識(shí)的掌握及分析問題、處理問題的能力等方面尚有許 多欠缺之處，宋麗群教授在這方面給予我很好的指導(dǎo)。 在論文完成之際，我再次由衷深深地感謝宋教授對(duì)我的方方面面的關(guān)心。 同時(shí)也謹(jǐn)借此機(jī)會(huì)向關(guān)心、教育、和幫助我的各位電力學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師表示衷心的感謝 ! 難忘在學(xué)習(xí)和做論文期間各位同學(xué)的熱心幫忙和支持，我們這組的同學(xué)表示我誠(chéng)摯的謝意 ! 最后，在此感謝審閱、評(píng)論本論文及參加答辯的專家和老師。 參考文獻(xiàn) [1] 許建安主編 . 《繼電保護(hù)整定計(jì)算》 .北京：中國(guó)水利水電出版社 .2021 [2] 于則徐．變壓器中性點(diǎn)保護(hù)方式的分析．浙江電力， 2021， 5： 1644． [3] 張祥軍主編 .《供配電技術(shù)》 .北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 .2021 [4] 王友懷．變壓器中性點(diǎn)接地方式對(duì)零序保護(hù)的影響．湖北電力， 2021， [5] 劉治全．主變中性點(diǎn)接地方式的選擇．自動(dòng)控制， 2021， 1： 2021． [6] 穆利曉． 10kV電網(wǎng)如何選取主變中性點(diǎn)接地方式．繼電器， 2021， 6： 2429 [7] 中野義映 .高電壓技術(shù) [M].張喬根 ,譯 .北京 :科學(xué)出版社 ,2021. [8] 呂景順 ,王寅仲 .關(guān)于變 壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙的討論 [J].甘肅電力技術(shù) ,2021(2):4246. [9] DL/T 6201997 交流電氣裝置的過電壓保護(hù)與絕緣配合 [S]. [10] 彭向陽(yáng) ,鐘定珠，李謙，等 .主變壓器中性點(diǎn)保護(hù)間隙保護(hù)問題分析與建議 [J].南方電網(wǎng)技術(shù)研究 ,2021,1(2):3943. [11] 王維儉 . 電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用 . 北京： 中國(guó)電力出版社 .1996. [12] Brenci M. Thermochromic Transducer Optical Fiber Temperature Sensor[M]. SPIE Proceeings. 198