【正文】 a)正序阻抗圖 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼 電保護(hù)設(shè)計(jì) 31 b)正序阻抗化簡(jiǎn)圖 最大運(yùn)行方式下： ))()()( ()(1 ????????? dX = 最小運(yùn)行方式下： ))()() 1 5 ( ()(1 ????????? xX = 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 a) 零序阻抗圖 。 —— 整定阻抗角， ?78 ； 則：)c os (3/ m a I I s e tlLssreI I Ir e l Ns e t IKKK UZ ?? ?? = ??????? ? )2578c os (20 3/ ?? 靈敏度校驗(yàn) 1）當(dāng)作為本線路末段短路的近后備保護(hù)時(shí) : ??? lIIIse tIIIse t ZZK 滿足要求。 )c os (3/ m a s e tlLssr e sIIIr e l Ns e t IKKK UZ ?? ?? 式中 UN—— 母線額定相電壓； IIIrelK —— III 可靠系數(shù)，一般取 ； Kres—— 阻抗繼電器的返回系數(shù)，一般取 ； —— 流過(guò)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流； Kss—— 電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)，取 2； 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 它能同時(shí)滿足于相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。 動(dòng)作延時(shí)，與相鄰保護(hù) 3 的 I 段配合，則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。relK TZ 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； 39。 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼 電保護(hù)設(shè)計(jì) 29 則 IIsetZ = lZ + I nsetZ. =*8+*1*=? ：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。 （ 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(guò)本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來(lái)整定 。 0,minnestI —— 下一級(jí)線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。 ? ? 2 . 41 3 kA0 . 50 20 . 20 81Z113k . m a x ??????EI ? ? kA3 6 1 . m a xe r ra p e ru n b . m a x ????? IKKI kA4 3 4 6 n b . m a xI I Ir e lI I I0 . o p ???? IKI 2）零序Ⅲ段的靈敏度校驗(yàn)： 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 3 4 6 5 3 *331m in,0 ??? I I IopI I Ise n IIK 滿足要求。 （ 2） 定時(shí)限零序過(guò)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)。當(dāng)相鄰變壓器或中性點(diǎn)改為不接地運(yùn)行時(shí)，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開(kāi)時(shí) =1 動(dòng)作時(shí)限： ttt ??? III 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(guò)保護(hù)的最小 3 倍零序電流來(lái)校驗(yàn)，即 3IIK ? ，要求 senK 為 ～ 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼 電保護(hù)設(shè)計(jì) 27 kA5 0 6 5 3 s e nm i . o p ???? KII 0,minI —— 本線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流 動(dòng)作時(shí)間： 當(dāng)與相鄰線路Ⅱ段配合時(shí)，整定時(shí)間要長(zhǎng)一些，即 = 110. .opnt +? t 式中 110. .opnt — 相鄰線路零序電流保護(hù)第Ⅱ段的最大動(dòng)作時(shí)間。 此段保護(hù)一般是起 后備保護(hù)作用。 stI 00? 。 IopII .0)1( min03 ?? ，滿足靈敏性要求。 =KIrel=3= 2) 保護(hù)范圍： 零序電流Ⅰ段 的保護(hù)范圍計(jì)算，通常用圖解法決定，也可參照相間電流保 護(hù)Ⅰ段 的計(jì)算方法。 在故障分析中推得：當(dāng) ?0Z＞ ?1Z時(shí)， )(0KI ＜ )1(0KI ；當(dāng)?0Z = ?1Z 時(shí)， )(0KI = )1(0KI ；當(dāng) ?0Z ＜ ?1Z 時(shí)， )(0KI ＞ )1(0KI ，故當(dāng) ?0Z ≥ ?1Z 時(shí)，取單相接地短路時(shí)的電流；當(dāng) ?0Z≤ ?1Z時(shí)，取兩相接地短路 時(shí)的電流。 以線路 L1 為例： 當(dāng) L1 線路末端發(fā)生接地短路時(shí)，畫(huà)正序網(wǎng)絡(luò)圖如下： 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼 電保護(hù)設(shè)計(jì) 23 a) 正序阻抗圖 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 b)正序阻抗化簡(jiǎn)圖 最大運(yùn)行方式下： ))()()( ()(1 ???????? dX 最小運(yùn)行方式下： ))()()( ()(1 ???????? xX a)零序阻抗圖 賈元達(dá)：某縣城區(qū) 110kv 變電站繼 電保護(hù)設(shè)計(jì) 25 化簡(jiǎn)得： 2 3 )3 6 ()2 7 )1 3 ((0 ?????X （ 1）無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù)（零序 1 段）動(dòng)作電流 一般按如下原則整定： 1）躲過(guò)被保護(hù)線路末端接地短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最大零序電流，即 IopoI. = relK *3AonTImax. relK —— 可靠系數(shù)，取 AnT —— 電流互感器變比， 300/5 —— 區(qū)外接地短路 的最大三倍零序電流，對(duì)于 7L 線路取本線路末端接地短路時(shí)最大三倍零序電流。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(lèi)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。 零序電流保護(hù)反映中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)零序電流分量，零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序過(guò)濾器， 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。 —— 整定阻抗角， ?78 ； 則：)c os (3/ m a I I s e tlLssreI I Ir e l Ns e t IKKK UZ ?? ?? = ??????? ? )2578c os ( 3/ ?? 靈敏度校驗(yàn) 1）當(dāng)作為本線路末段短路的近后備保護(hù)時(shí) : ??? lIIIse tIIIse t ZZK 滿足要求 。 )c os (3/ m a s e tlLssr e sIIIr e l Ns e t IKKK UZ ?? ?? 式中 UN—— 母線額定相電壓； IIIrelK —— III 可靠系數(shù)，一般取 ； Kres—— 阻抗繼電器的返回系數(shù)，一般取 ； 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 —— 流過(guò)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流； Kss—— 電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)， 取 2； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 它能同時(shí)滿足于相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。 動(dòng)作延時(shí)，與相鄰保護(hù) 3 的 I 段配合，則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。relK TZ 式中 relK —— 可靠系數(shù)，取 ； 39。 則 IIsetZ = lZ + I nsetZ. =*8+*1*=? ：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。 （ 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(guò)本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來(lái)整定 。 當(dāng)距離、零序電流保護(hù)靈敏度不滿足要求或 110kV 線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題或?qū)Πl(fā)電廠、重要負(fù)荷影響很大時(shí)，可考慮裝設(shè)全線速動(dòng)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)。39。39。39。 （ 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(guò)負(fù)荷時(shí)，電容器組宜裝設(shè)過(guò) 負(fù)荷保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。 （ 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)。 （ 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(guò) 110％額定電壓，保護(hù)應(yīng)將整組電容器斷開(kāi)，為此應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)，帶時(shí)限動(dòng)作與信號(hào)跳閘。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。 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。因此，母線保護(hù)必須無(wú)延時(shí)動(dòng)作。為了防止誤動(dòng)作，應(yīng)增設(shè)簡(jiǎn)單可靠的閉鎖裝置。 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。 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(zhuān)用的失磁保護(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(lái)說(shuō)都有較大的影響。 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(guò)的電流可能超過(guò)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)。 保護(hù)按于一相電流上，延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，對(duì)于無(wú)人值班的變電所過(guò)負(fù)荷保護(hù)用減負(fù)荷，必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。 （ 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(guò)電壓。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(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。 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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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)。它是變壓器的主保護(hù)。 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)。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。 電力變壓器運(yùn)行的可靠性很高。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。 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。 （ 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(wú)選擇性動(dòng)作由順序重合閘來(lái)補(bǔ)救。 （ 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(wú)選擇性動(dòng)作由重合閘來(lái)補(bǔ)救。 （ 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。零序電流的分布網(wǎng)絡(luò)就是零序網(wǎng)絡(luò)。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)。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)。 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]。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。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(guò)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