【正文】 不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行 維護條件的不同 ,例如有無經(jīng)常值班人員 ,發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。 對繼電保護的基本要求 對動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 緒論 2 動性、靈敏性、可靠性。 ① 選擇性： 選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。當(dāng)主保護未動作時，由近后備或遠后備切除故障，使停電面積最小。 ② 速動性： 快速切除故障。 QFbh ttt ?? ； t －故障切除時間； bht 保護動作時間； QFt 斷路器動作時間； 一般的快速保護動作時間為 ～ ，最快的可達 ～ 。 ③ 靈敏性： 指在規(guī)定的保護范圍內(nèi)，對故障情況的反應(yīng)能力。 通常，靈敏性用靈敏系數(shù)來衡量，并表示為 lmK 。 在《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中，對各類保護的靈敏系數(shù) Klm的要求都作了具體規(guī)定 ,在具體裝置的靈敏度校驗時可按照規(guī)程規(guī)定的靈敏性系數(shù)來校驗。 影響可靠性有內(nèi)在的和外在的因素，內(nèi)在的因素主要是 裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的合 理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡明，觸點多少等。 上述四個基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎(chǔ)，也是貫穿全課程的一個基本線索。 繼電保護裝置的基本原理 我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時 ,許多參量比正常時候都了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護的判據(jù)，構(gòu)成保護。除此之外，根據(jù)線路內(nèi)部短路時，兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動原理的保護。 原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的保護，且差別越明顯，保護性能越好。 邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。如：故障時跳閘，不正常 運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。 ② 根據(jù)被保護對象的不同可分為：發(fā)電機保護、輸電線保護、母線保護、變壓器保護、電動機保護等。 ③ 根據(jù)保護裝置的組成 元件不同可分為：電磁型、半導(dǎo)體型、數(shù)字型及微機保護裝置等。 當(dāng)某一電氣設(shè)備裝設(shè)有多種保護裝置時，其中起主要保護作用的保護裝置稱為主保護；作為主保護裝置備用保護的保護裝置稱為后備保護。 保護運行方式分析 在選擇保護方式及對其整定計算時，都必須考慮系統(tǒng)運方式變化帶來 的影響， 所選用的保護方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求。靈敏性的校驗應(yīng)根據(jù)最小運行方式來進行，因為在最小運行方式下靈敏性滿足要求，則其他運行方式下，也一定滿足要求。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最大的運行方式。對繼電保護而言，是指短路時流過保護的短路電流最小的運行方式。這種運行方式在一年之內(nèi)的運行時間最長。 繼電保護的未來發(fā)展 繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展 。原華北電力學(xué)院研制的微機線路保護硬件已經(jīng)歷了 3個發(fā)展階段：從 8位單 CPU 結(jié)構(gòu)的微機保護問世，不到 5年時間就發(fā)展到多 CPU 結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。 網(wǎng)絡(luò)化 計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。到目前為止，除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應(yīng)保護安裝處的電氣量。 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化 在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。 因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 緒論 6 設(shè)計的題目和要求 題目的基本資料 ① 某電力系統(tǒng)接線圖如 下 圖 所示： 圖 110KV電網(wǎng)接線圖 ② 系統(tǒng)及元件參數(shù)： 該 110KV 系統(tǒng)由火力發(fā)電廠和三個降壓變電站通過四回 110KV 線路構(gòu)成；線路 AC 長度 90公里，線路 AB 長度 50公里，線路 BC長度 40 公里，線路 CD長度 25公里；線路單位長度電抗 ??? , 013xx? ； 發(fā)電廠 的最大發(fā)電容量為 2 2 5 5 0 1 0 0M W M W M W? ? ?，最小發(fā)電容量 50MW ，正常發(fā)電容量為 75MW ； 發(fā)電機參數(shù)： G G2 參數(shù) 功率為 2 25MW? ，次暫態(tài)電抗為 ，功率因素 ； G3 參數(shù) 功率 50MW ，次暫態(tài)電抗為 ，功率因素 ； 變壓器參數(shù)：接線組別均為 YN , 11d ， 110 2 ?? ， %KU ? ；發(fā)電廠機組 2 變壓器容量 2 ? ，機組 3 變壓器容量 60MVA ，變電站 B、 C變壓器容量為 4 20MVA? ，變電站 D變壓器容量為 15MVA ； 各變電站主接線形式：發(fā)電廠升壓站 A 高壓側(cè)的母線接線為雙母線接線型式，發(fā)電機 G1， G2 出口通過單母線分段聯(lián)結(jié)；變電站 B 高壓側(cè)母線接線為單母線分段型式，變電站 C 高壓側(cè)的 母線接線為雙母線接線型式，變電站 D 高壓側(cè)母線接線為單母線接線型式；中心點接地情況： 發(fā)電廠升壓變壓器中心點均直接接地運行，其它變壓器中心點不接地；變電攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 緒論 7 站 B、 C、 D低壓側(cè) 10KV 母線接線為單母線接線型式； 變電站 B、 C的 10KV 母線負荷均為 20MW ,功率因素 ；變電站 D 的 10KV母線負荷 12MW ,功率 因素 ；負荷側(cè)最長后備保護動作時間 ? ，負荷自啟動系數(shù)為 ；?? 。 畢業(yè)設(shè)計目的 ① 在鞏固《電力系統(tǒng)繼電保護》課程所學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，鍛煉運用所學(xué)知識分析和解決生產(chǎn)實際問題的能力。 ③ 初步掌握繼電保護設(shè)計的內(nèi)容、步驟和方法。 設(shè)計的要求 在相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計 規(guī)程，掌握繼電保護設(shè)計的基本步驟和設(shè)計方法； 應(yīng)掌握電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理及其保護配置的基本原則和整定計算的基本原則；發(fā)電廠及電力系統(tǒng)運行的基本知識；電力系統(tǒng)計算、故障分析的基本方法。 根據(jù)系統(tǒng)運行方式和系統(tǒng)分析計算，對線路 L4 的繼電保護方式進行配置選擇，并對所選保護進行整定計算，在此基礎(chǔ)上進行保護評價和保護動作分析。 110kV 及以上電壓等級的電力系統(tǒng)，均屬于大接地電流系統(tǒng)。 110kV 線路通常采用三段式相間距離保護方式作為攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 緒論 8 主保護 ,距離保護通過測量被保護線路始端電壓和線路電流的比值來動作的一種保護。并對所選擇的保護方式進行整定計算，保證靈敏度滿足要求。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 短路電流計算基本知識 9 2 短路電流計算 基本知識 短路電流計算概述 供電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路時，很大的短路電流會使電器設(shè)備過熱或受電動力作用而遭到損壞，同時使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓大大降低，因而破壞了網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 用電設(shè)備的正常工作。 短路計算的作用 短路計算的作用是： ① 校驗電氣設(shè)備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 ； ② 校驗開關(guān)的遮斷容量 ； ③ 確定繼電保護及安全自動裝置的定值 ； ④ 為系統(tǒng)設(shè)計及選擇電氣主接線提供依據(jù) ； ⑤ 進行故障分析 ； ⑥ 確定輸電線路對相鄰?fù)ㄐ啪€的電磁干擾常用的計算方法是阻抗矩陣法，并利用迭加原理，令短路后網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) 與 短路前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) 故障分量狀態(tài)，在短路點加一與故障前該節(jié)點電壓大小相等、方向相反 的電勢，再利用阻抗矩陣即可求得各節(jié)點故障分量的電壓值，加上該節(jié)點故障前電壓即得到短路故障后的節(jié)點電壓值。 短路電流 的危害及限制措施 短路電流的危害 短路電流將引起下列嚴重后果：短路電流往往會有電弧產(chǎn)生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設(shè)備和傷害周圍人員。短路也同時引起系統(tǒng)電壓大幅度降低 ，特別是靠近短路點處的電壓降低得更多，從而可能導(dǎo)致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)功率分布的突然變化和電壓的嚴重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)解列，這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此，必須切除部分用戶。 短路電流的限制措施 為保證系統(tǒng)安全可靠地運行，減輕短路造成的影響，除在運 行維護中應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切原因外，還應(yīng)盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常值。此外，還應(yīng)考慮采用限制短路電流的措施，如合理選擇電氣主接線的形式或運行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值；加裝限電流電抗器；采用分裂低壓繞阻變壓器等。線路施工，維護人員工作完畢，應(yīng)立即拆除接地線。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 系統(tǒng)中 各元件 的主要 參數(shù) 的計算 11 3 系統(tǒng)中 各元件 的主要 參數(shù) 的 計算 電網(wǎng)等值 計算 圖 為計算簡便、清晰、 有條理，對 原 題目 原理圖進行 計算性 設(shè)計修改； 因 計算為 線路 L4 繼電保護整定計算，應(yīng)在線路 CD（ 即線路 L4） 上 連接一個 斷路器 保護 7，如下 圖 ： 圖 110KV 電網(wǎng)等值 計算 圖 基準(zhǔn)值選擇 基準(zhǔn)功率： BS 100MV A??，基準(zhǔn)電壓： BU 115V? 。對水電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫運行方式選擇。 線路運行方式選擇原則 ① 一個發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修， 另一條線路有故障的方式。 流過保護的最大、最 小短路電流計算方式的選擇 ① 相間保 護 對單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護的最大短路電流出現(xiàn)在最大運行方式； 而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運行方式。 對于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過保護的電大短路電流應(yīng)選取開環(huán)運行方式，開環(huán)點應(yīng)選在所整定保護線路的相鄰下一線線路上。 ② 零序電流保護 對于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護的最大零序短路電流與最小零序電流，其選擇方法可參照相間短路 中所述，只需注意變壓器接地點的變化。 選取流過保護的最大負荷電流的原則如下： 1)備用電源自動投入引起的增加負荷； 2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉(zhuǎn)移； 3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)運行，負荷的轉(zhuǎn)移； 4)對于雙側(cè)電源的線路，當(dāng)一側(cè)電源突然切除發(fā)電機，引起另一側(cè)增加負 荷。因此，在對繼電保護進行整定計算之前，首先應(yīng)該分析運行方式。因此，系統(tǒng)的最大運行方式不一定就是保護的最大運行方式；系統(tǒng)的最小運行方式也不一定就是保護的最小運行方式。對輸電線路 L4繼電保護保護而言，其最大運行方式應(yīng)該是在 電網(wǎng)所有發(fā)電機組全部 運行 ， TT T T7 全部不運行 下 ，下路全部運行 ； 輸電線路 L4繼電保護 保護的最小運行方式應(yīng)該是：在 電網(wǎng)發(fā)電機 G1 或 G2 投入運行， G3 不運行，其余設(shè)備全部運行方式下， 線路 L1+L2 與 L3 并聯(lián)運行 ，再與 L4 串聯(lián)運行 。整定計算方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級或設(shè)備來編制，還可按繼電保護的功能劃分方案分別進行。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化（包括建設(shè)發(fā)展和運行方式變化），當(dāng)超出預(yù)定的適應(yīng)范圍時，就需要對全部或部分繼電 保護重新進行整定，以滿足新的運行需要。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護裝置所能承擔(dān)的最大變化限度時，該保護裝置便不能完成保護任務(wù)。 繼電保護整定計算既有自身的整定問題，又有繼電保護的配置與選型問題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行問題。 整定計算的具體任務(wù)有以下幾點： ① 繪制電力系統(tǒng)接線圖； ② 繪制電力系統(tǒng)阻抗圖； ③ 建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表； ④ 建立電流、電壓互感器參數(shù)表； ⑤ 確定繼電保護整定需要滿足的電力系統(tǒng)規(guī)模及運行方式變化限度； ⑥ 電力系統(tǒng)各點短路計算結(jié)果列表； ⑦ 建立各種繼電保護整定計算表； ⑧ 按繼電保護功能分類，分別繪制出整定值； ⑨ 編寫整定方案報告書，著重說明整定原則、結(jié)果評價、存在的問題及采取的對等。 整定配合基本原則 電力系統(tǒng)中的繼電保護是按斷路器 配置裝設(shè)的，因此，繼電保護必須按斷路器分級進行整定