【導(dǎo)讀】繼電保護(hù)可靠性是對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的最基本性能要求，它又分為兩個(gè)方面，即可信賴性與安全性。器的控制操作，以終止故障或系統(tǒng)事故的發(fā)展。繼電保護(hù)速動(dòng)性是指繼電保護(hù)應(yīng)以允許的可能最快速度動(dòng)作。于斷路器跳閘，以斷開故障或終止異常狀態(tài)發(fā)展。繼電保護(hù)靈敏性是指繼電保護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障及。構(gòu)進(jìn)行編排，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)判別，發(fā)出警告信號(hào)或斷路器跳閘命令的硬件設(shè)備。護(hù)電力系統(tǒng)的，則通稱為電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置。變壓器外部故障系指變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各。間發(fā)生的相間故障等。率降低引起的過勵(lì)磁等。為了防止變壓器在發(fā)生各種類型故障和不正常運(yùn)行是造成不應(yīng)有的損失，其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。400kvA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。壓器，容量為6300kvA以L。推的要求，裝設(shè)可作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上發(fā)

　　

【正文】 )SGSI KAI KAI KA??? 由此，可得： ( 1 )1. 1 .1 5 1 .1 1 0 .2 7 2 .5 3 ( )KI KA? ? ? ? 所以，零序電流分支系數(shù)為： ( 1 )2.0. ( 1 )1. 1 .6 4 0 .6 52 .5 3Kfz KIK I? ? ? 故， . 0 . . 0 . 1 .1 0 .6 5 1 .6 4 1 .1 7 3 ( )d z P h O fz d z x lI K K I KA? ? ? ? ? ? ? 即，繼電器動(dòng)作的零序電 流為： .0 . 1173 0 .2 9 ( )1 0 0 0 0 / 5d z jIA?? 電力變壓器的過勵(lì)磁保護(hù) 變壓器過勵(lì)磁時(shí)，對(duì)變壓器的直接危害是由于過熱引起的。耐受過勵(lì)磁能力，實(shí)質(zhì)是耐受過熱的能力，過勵(lì)磁倍數(shù)和允許的時(shí)間之間具有反時(shí)限特性。所以，理想的過勵(lì)磁保護(hù)應(yīng)具有反時(shí)限特性。 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 54 頁 2 母線的繼電保護(hù) 在發(fā)電廠和變壓器中，戶外和戶內(nèi)配電裝置的母線是電能集中與分配的重要環(huán)節(jié)，它的安全運(yùn)行對(duì)不間斷供電具有極為重要的意義。雖然對(duì)母線進(jìn)行著嚴(yán)格的監(jiān)視和維護(hù)，但它們有可能發(fā)生故障 。母線故障的原因一般是：母線絕緣子及套管閃絡(luò)；電壓互感器或裝于斷路器之間的電流互感器故障；母線隔離開關(guān)在操作時(shí)絕緣子損壞；運(yùn)行人員的誤操作等。 母線故障是發(fā)電廠和變電所中電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一，它將使連接在故障母線上的所有元件，在故障母線修復(fù)期間或切換到另一組母線所必須的時(shí)間內(nèi)停電；樞紐變電所高壓母線故障時(shí)，由于母線電壓極度降低，若不快切除故障，將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 母線保護(hù)方式有兩種： 1）。利用供電元件的保護(hù)切除母線故障； 2）。裝設(shè)專用母線保護(hù)。 母線專用保護(hù)應(yīng)能保證快速性和選擇性，并應(yīng)有足夠的靈 敏性和工作可靠性。按差動(dòng)原理構(gòu)成的母線保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。在直接接地系統(tǒng)中，母線保護(hù)采用三相式接線，以便反應(yīng)相間及單相短路。在非直接接地系統(tǒng)中可采用兩相式接線。 （一） 220KV 母線完全電流差動(dòng)保護(hù)與整定計(jì)算 ： （ 1） 差動(dòng)繼電器的起動(dòng)電流應(yīng)按如下條件考慮，并選擇其中較大的一個(gè)。 1． 按躲開外部故障的時(shí)所產(chǎn)生的最大不平衡電流，當(dāng)所有電流互感器均按 10%誤差曲線選擇，且差動(dòng)繼電器采用具有速飽和鐵心的繼電器時(shí)，其起動(dòng)電流按下式計(jì)算： . . m a xd z j K b pI K I?? 上式之中：（ . m a x . m a x0 .1bp K dI K I? ? ?，而 .maxdI 在母線范圍外任華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 54 頁 一連接元件上短路時(shí)，流過差動(dòng)保護(hù)電流互感器的最大短路電流；） 由于單側(cè)電源，所以對(duì)于 220KV 母線而言，流過差動(dòng)保護(hù)電流互感器安裝處的電流是一樣的，與變壓器無關(guān)。由前面的計(jì)算可知：.m ax 3( )dI KA? 電流互感器變比，按連接元件中最大負(fù)荷電流來選擇：都取10000/ 5ln ? 。 因此，. . m a x 170300 . 1 / 1 . 3 0 . 1 1 . 1 2 ( )1 0 0 0 0 / 5d z j k d lI k I n A? ? ? ? ? ? ? 2． 由于母線差動(dòng)保護(hù)電流回路中連接的元件較多，接線復(fù)雜，因此，電流互感器二次回路斷線的機(jī)率就比較大，為了防止在正常運(yùn)行情況下，任一電流互感器二次回路斷線時(shí)，引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作，起動(dòng)電流應(yīng)大于任一連接元件中最大的負(fù)荷電流 .maxfI ，即 . . m a x ./dz j K f lI K I n?? 其中， .maxfI 誤確定值時(shí)，可按 .max ? 計(jì)算。 則，可得： . ) . m a x 0 . 9 6 5 9 7/ 1 . 3 3 . 8 6 ( )1 0 0 0 0 / 5d z ja K f lI K I n A?? ? ? ? ? 所以，差動(dòng)電流互感器的動(dòng)作電流整定值應(yīng)為： （ A）。 （ 2） 靈敏度校驗(yàn)： 當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)采用下式校驗(yàn)靈敏度系數(shù)，其值一般應(yīng)大于 2. 既， .min..dlmdz j lIK In? ? 。 （其中， .mindI 實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的連接元件最小時(shí)，在母線上發(fā)生故障的最小短路電流值） 即，在 220KV 母線上發(fā)生兩相短路時(shí)，短路電流值最小，其值計(jì)算如下： 由前面 計(jì)算可知，二相短路時(shí)的附加電抗為： 2 ? ? 。 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 54 頁 所以，二相短路時(shí)的正序增廣網(wǎng)絡(luò)為： 通過星網(wǎng)變化可得： 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 共 54 頁 39。39。139。39。21 10 0 62 ( ) 65 3 23 01 10 0 38 ( ) 69 3 23 0SSI KAI KA? ? ??? ? ?? 2 0 0 / 0 . 8 50 . 2 8 0 . 6 5 9100caX ? ? ? 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線可得： 39。39。* ? 則， 39。39。 2 0 0 / 0 . 8 51 . 5 8 5 0 . 9 3 6 ( )3 2 3 0GI K A? ? ?? 二相短路故障電流系數(shù) (2) 3m ? ，所以 K點(diǎn)二相短路時(shí)故障點(diǎn)的短路電流為： 39。39。( 2 ) 3 ( 3. 86 2 3. 63 8 0. 93 6) 14 .6 1 ( )I KA? ? ? ? 故，靈敏度 ： . m in..14610 2 . 8 93 . 8 6 1 0 0 0 0 / 5dlmd z j lIK In? ? ??? （一） 110KV 母線完全電流差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算： 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 共 54 頁 由于系統(tǒng)是單側(cè)電 源供電，所以， 110KV 和 220KV 母線的完全電流差動(dòng)保護(hù)電流繼電器的起動(dòng)電流整定值相同。 即，可采用整定系數(shù)完全相同的一套保護(hù)裝置。 （二） 母線保護(hù)整定計(jì)算： 1. 母線保護(hù)裝設(shè)原則： 1） 對(duì)于變電所 610KV 分段或不分段的單母線，如果接在母線上的出線不帶電抗器，或?qū)χ?，小容量變電所接在母線上的出線帶電抗器，并允許帶時(shí)限切除母線故障時(shí)，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)。 2） 對(duì)于大容量變電所 610KV 單母線分段或雙母線經(jīng)常需要并列運(yùn)行且出線帶電抗器時(shí)，采用接于每一段母線供電元件（變壓器，分段斷路器，同 期調(diào)相機(jī)）和電流上的兩相，兩段或不完全母線差動(dòng)保護(hù)，其保護(hù)動(dòng)作于變壓器低壓側(cè)斷路器，分段斷路器和同步調(diào)相機(jī)斷路器跳閘。 3． 整定計(jì)算： 由于，本系統(tǒng) 10KV 母線分段且母線上的出線不帶電抗器，故不需要裝設(shè)專用的母線保護(hù)。母線故障可利用裝設(shè)在變壓器斷路器的后備保護(hù)和分段斷路器的保護(hù)來切除。當(dāng)分段斷路器的保護(hù)需要低壓起動(dòng)元件時(shí)，分段斷路器上可不裝設(shè)保護(hù)，而利用變壓器的后備保護(hù)以第一段時(shí)限動(dòng)作于分段斷路器跳閘。 3 輸電線路的繼電保護(hù) 鄭州熱電廠至石佛變電站 220KV 輸電線路整定計(jì)算： 1. 三段式電流保 護(hù)： 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁 共 54 頁 （ 1） 第一段：電流速斷保護(hù)整定計(jì)算： 按躲過下一條線路出口處短路的條件整定。 既， 39。39。.2 . . m a xdz K d BI K I?? 其中， . .maxdBI 為 d2點(diǎn)短路時(shí)流過保護(hù) 2 的最大短路電流。 其時(shí)，與保護(hù)有直接關(guān)系的系統(tǒng)等值阻抗圖如下所示： 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁 共 54 頁 化簡，求出轉(zhuǎn)移電抗為： * ? 則，計(jì)算電抗為：() 2 0 0 / 0 . 8 50 . 1 4 2 3 0 . 3 3 5100caX ? ? ? 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線（ 0S） : 39。39。*39。39。200 / ( )3 230II KA?? ? ?? 故，繼電器動(dòng)作電流為： 39。39。. 2 . . m a x 1 .2 1 .8 9 2 .2 7 ( )d z K d BI K I KA? ? ? ? ? （ 2） 第二段：限時(shí)電流速斷保護(hù)： 按不應(yīng)超過保護(hù) 3 的電流速斷保護(hù)的范圍整定。 因此，在單側(cè)電源供電的情 況下，它的起動(dòng)電流應(yīng)按下式整定： 39。39。 39。39。 39。.2 .3Kdz dzI K I?? ， 39。 ()ts? 而，保護(hù) 3的電流速斷保護(hù)整定值為： 39。39。.3 . .m axdz K d CI K I?? 其中， . .maxdCI 是 d2 點(diǎn)短路時(shí)的最大短路電流，其值計(jì)算如下： 由以上的網(wǎng)絡(luò)可化簡得： 轉(zhuǎn)移電抗為： * ? 計(jì)算電 抗為： 2 0 0 / 0 . 8 5( ) 0 . 3 4 4 3 0 . 8 1100X c a ? ? ? 查汽輪機(jī)運(yùn)算曲線可得： 39。39。*39。39。200 / 9( )3 230II KA?? ? ?? 則， 39。39。.3 . . m a x 1 .2 0 .7 6 9 0 .9 2 ( )d z K d CI K I KA? ? ? ? ? 所以， 39。39。 39。39。 39。.2 .3 1. 1 0. 92 1. 01 ( )d z K d zI K I KA? ? ? ? ? 39。39。 39。23 0 . 0 6 0 . 5 0 . 5 6 ( )t t t s? ? ? ? ? ? 該段保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)：為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的反應(yīng)能力 。 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40 頁 共 54 頁 即， . . m in39。39。.2dBlm dzIK I? 由經(jīng)驗(yàn)公式得知： . . m i n . . m a x82 .5 % 0. 82 5 1. 89 1. 56 ( )d B d BI I KA? ? ? ? ? . .min39。39。.2dBlm dzIK I? = ??. (3) 第三段：定時(shí)限過電流保護(hù)。 按躲開最大負(fù)荷電流來整定。即， 39。39。39。.2 . m a xK zqdz fhKKIIK??? 如果取： .max ? . 則，由于： 2 0 0 / 0 .8 5 0 .5 9 ( )3 2 3 0eI K A??? 所以， . m a x ) 9 3 ( )f k aI KA? ? ? 39。39。39。. 2 . m a x 1 . 2 5 1 . 5 0 . 5 3 1 . 1 7 ( )0 . 8 5K z qd z fhKKI I K AK? ?? ? ? ? ? 39。39。39。 39。39。22 0. 56 0. 5 1. 06 ( )t t t s? ? ? ? ? ? 保護(hù)靈敏度校驗(yàn)： . . m in39。39。39。.21 . 5 6 1 . 3 3 1 . 21 . 1 7dBlmdzIK I? ? ? ? 鄭州熱電廠至石佛變電站單回線路實(shí)施接地保護(hù)整定，采用零序電流三段保護(hù)： 1） 第一段：零序電流速斷保 護(hù)整定： 按躲開下一條線路出口處單相或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流整定。 即， 39。 KI K I?? 1. 正序網(wǎng)絡(luò)化簡： 1 ? ? 2. 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)化簡： 華北水利水電學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁 共 54 頁 2 ? ? ： 0 ? ? 所以， K 點(diǎn)發(fā)生二相短路接地時(shí)，附加電抗： ( 1 ,1 ) 20 0 . 1 6 0 3 0 . 1 4 0 . 0 7 50 . 1 6 0 3 0 . 1 4XXX ??? ? ?? ? ??? 作出增廣網(wǎng)絡(luò)為： 求得： 39。39。 ( )I KA? 二相短路接地時(shí)故障電流系數(shù)： ( 1 , 1 ) 20222039。39。( 1 ,