《畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 某縣城區(qū) 110kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 某縣城區(qū) 110kV 變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（56頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書某縣城區(qū)110kV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 賈 元 達(dá) 班 級 學(xué) 號： K繼保zb082 240085313 所 在 學(xué) 院： 康 尼 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱：電氣工程及其自動化（繼電保護(hù)） 指 導(dǎo) 教 師： 李 敏 2012 年 06月 南京 賈元達(dá)：某縣城區(qū)110kv變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)Undergraduate DesignSome county in the city 110 kV substation relay protection design BYJIA Yuan-daSupervised byProfessor LI Min School of Ka

2、ngni College Nanjing Institute of Technology June 2012 Nanjing摘要隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電所在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)配電網(wǎng)的特點(diǎn)，對原零序電流保護(hù)整定計(jì)算，變壓器的保護(hù)與整定計(jì)算。本設(shè)計(jì)的任務(wù)包括有：110kV變電站的繼電保護(hù)及自動裝置的配置，對XL-1，XL-6線路保護(hù)進(jìn)行整定，對變電所3#進(jìn)行變壓器保護(hù)配置及整定。設(shè)計(jì)對原始資料進(jìn)行分析,對110kV變電所進(jìn)行短路電流的計(jì)算，線路相間保護(hù)的整定計(jì)算及選型，零序電流保護(hù)整定計(jì)算，并根據(jù)主變保護(hù)和線路保護(hù)的原則，分別對主變和線路進(jìn)行繼電保護(hù)和自動裝置的整定計(jì)算。變

3、壓器互感器變比的確定和選型及系統(tǒng)正負(fù)零序的序網(wǎng)和等值阻抗圖的繪制，為以后的各種整定計(jì)算做好充分的準(zhǔn)備。 最后對變電所3#進(jìn)行保護(hù)配置及整定計(jì)算，采用縱差保護(hù)，瓦斯保護(hù)為主保護(hù)。關(guān)鍵詞 繼電保護(hù)，運(yùn)行方式，主保護(hù)AbstractAlong with the continuous power system development, substations in the power system is playing an increasingly important role. This design duty includes: The line protective relay device

4、disposition, to the XL-1, the XL-6 line protection carries on setting, carries on the transformer protection disposition to the transformer substation and setting. The design has first carried on the movement way analysis, the network parameter computation, LH, YH changes compared to the determinati

5、on and the equivalent impedance diagram draws, setting the computation will prepare for full for later. Designed to carry on system to circulate the analysis ofwith way first, the calculation of the network parameter, transformer with each other the feeling machine change a ratio to really settle an

6、d choose the type and system plus or minus zero preface net and equivalent resistance diagram of the prefaces to draw, for later various whole settle a calculation to work well full preparation.Finally 3#110kV carries on the protection disposition to the transformer substation and setting the comput

7、ation, uses the vertical difference protection, the gas protection primarily protects.Key Words protect after the electricity,circulate a way,the lord protect目 錄摘要IIAbstractIII緒論.11 原始資料分析2 1.1系統(tǒng)運(yùn)行方式分析2 1.2 各負(fù)荷點(diǎn)最大負(fù)荷電流的計(jì)算32 LH、YH的變比的選擇5 2.1 各線路LH變比的選擇5 2.2 變壓器兩側(cè)LH變比的確定6 3 110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)配置 9 3.1 110kV電網(wǎng)線

8、路保護(hù)的配置及選型9 3.2 110kV電網(wǎng)變壓器保護(hù)的配置103.3 110kV電網(wǎng)發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置12 3.4 110kV電網(wǎng)其他的保護(hù)配置134 系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算15 4.1發(fā)電廠參數(shù)的計(jì)算154.2變電所參數(shù)的計(jì)算154.3線路參數(shù)的計(jì)算17 5 線路L1和L6的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)205.1線路L1的距離保護(hù)整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)20 5.2線路L1零序電流保護(hù)整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)225.3 線路L6的距離保護(hù)整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)285.4 線路L6零序電流保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)306 變壓器保護(hù)的配置與整定366.1變壓器可能發(fā)生的故障及異常情況366.2根據(jù)以上各種故障和異常情況

9、配置以下保護(hù)36 6.3變壓器的保護(hù)整定.38設(shè)計(jì)小結(jié)46謝辭47參考文獻(xiàn)48 緒論隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，機(jī)組容量不斷增大，電壓等級也越來越高，對繼電保護(hù)的要求必然相應(yīng)提高，要求選擇性更好，可靠性更高，動作速度更快。因而促進(jìn)了繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，使保護(hù)的新原理、新裝置不斷問世。繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和保護(hù)裝置的使用不當(dāng)，有可能會造成人身和設(shè)備安全事故，嚴(yán)重的會造成電力系統(tǒng)崩潰。因此繼電保護(hù)的配置和選型在電網(wǎng)中極為重要。由于電力系統(tǒng)是一個整體，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時實(shí)現(xiàn)的，各設(shè)備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路發(fā)生短路故障時，在瞬間就會影響到整個電力系統(tǒng)的其它部分

10、，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時間必須很短，通常切除故障的時間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設(shè)在每個電氣設(shè)備或線路上的自動裝置，即繼電保護(hù)才能實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)是關(guān)于110kV變電所及相關(guān)線路的短路計(jì)算，保護(hù)裝置的選擇及其整定計(jì)算。本次設(shè)計(jì)是在畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，依靠大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)理論知識，旨在提高自己的技術(shù)理論水平，熟悉保護(hù)裝置的原理及其特點(diǎn)，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用的目的。在進(jìn)行本次設(shè)計(jì)的過程中，我參閱了大量的文獻(xiàn)資料，得到了老師和同學(xué)的幫助，在此特別感謝李敏老師的辛勤指導(dǎo)！由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在不足之處，希望老師多加批評指正賈元達(dá)：某縣城區(qū)110kv變

11、電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)1 原始資料分析 1.1系統(tǒng)運(yùn)行方式分析 1縣城區(qū)110kV變電站繼電保護(hù) 2原始數(shù)據(jù)： （1）整定計(jì)算原則及相關(guān)說明 （2）電氣接線圖電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變比，直接影響到保護(hù)的性能。因此對繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。在選擇保護(hù)方式及對其進(jìn)行整定計(jì)算時，都必須考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運(yùn)行好事下，都能滿足選擇性和靈敏性的需求。發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇原則：（1）一個發(fā)電廠有兩臺機(jī)組時，一般應(yīng)該考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故障；當(dāng)有三臺以上機(jī)組時，則選擇其中兩臺容量較大機(jī)組同時停用的方式。對于電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫運(yùn)行方式選擇。（2

12、）一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺停用。1最大運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需求，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運(yùn)行。對繼電保護(hù)來說，是短路時通過保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)行方式。最大負(fù)荷為100MVA。2最小運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最新負(fù)荷，考慮停一部分設(shè)備，使電廠停一臺25MVA發(fā)電機(jī)及一臺63MVA的變壓器，對保護(hù)來說，是短路時通過保護(hù)的短路電流的最小運(yùn)行方式。最小負(fù)荷為50MVA。 1.2 各負(fù)荷點(diǎn)最大負(fù)荷電流的計(jì)算Ifh.max1高= =154AIfh.max1低= =87AIfh.max2= =37AIfh.max3= =99AIfh.max4= =136A

13、Ifh.max5= =96A各斷路器最大、最小運(yùn)行方式的分析3#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。4#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。5#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。6#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。7#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。8#斷路器最大運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組全投，線路、停。各斷路器最小運(yùn)行方式為發(fā)電廠機(jī)組停一臺發(fā)電機(jī)，線路全投。 - 49 - 賈元達(dá)：某縣城區(qū)110kv變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)2 LH、YH的變比的選擇2.1 各線路LH變比的選擇粗略的估計(jì)系統(tǒng)的潮流分布，估計(jì)出每條線路的最大負(fù)荷電流確定LH的變比，

14、線路上的功率分布取決于線路帶負(fù)荷大小各線路的Ifh.max如下：Ifh.maxL1=154+87=241AIfh.maxL2=87AIfh.maxL3=154+87=241A Ifh.maxL4=136/2=68A Ifh.maxL5=68A Ifh.maxL6=37+99=136A Ifh.maxL7=37AIfh.maxL8=99A1) 型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于35kv及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。2) 一次回路電壓 為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電壓；為電流互感器額定電壓。3) 一次回路電流：為電流互感器安裝處的一次回

15、路最大工作電流；為電流互感器原邊額定電流。4) 準(zhǔn)確等級：電流互感器的準(zhǔn)確等級的確定，須先知電流互感器二次回路所接測量儀表的類型 及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求的表記類來選擇。 故各線路的LH變比如下： nL(1.3.6)=300/5 nL(2.4.5.7.8) =100/5一次電流選擇1.25Ie Ie= Sj/（Uj）=2*25/(*110)=262A = 1.25Ie =327A 各線路PT變比選用300/5 所有母線上的電壓互感器變比均選為：ny 11002.2 變壓器兩側(cè)LH變比的確定1、電流互感器變比的選擇：一次電流選擇I 1.25I Ie= =210AI= 1.25Ie =

16、263A 電流互感器變比選用300/5 2、所有母線上的電壓互感器變比均選為：ny 1100（1）各線路CT變比選用 300/5, 由所查得的型號為:LCW-110其中： L電流互感器C瓷絕緣W戶外型電流互感器參數(shù)：表2-1電流互感器參數(shù)表型號額定電流比級次組合二次負(fù)荷/10% 倍數(shù)LCWD-110（50-100）-（300-600）/5D/11.2二次負(fù)荷/倍數(shù)1.215（2）高壓電壓互感器（接線方式：Y0/Y0/開口三角）： 選擇JCC6-110N型電壓互感器，單相全密封戶外式油浸電壓互感器。技術(shù)參數(shù)如下表9表2-2高壓側(cè)電壓互感器參數(shù)表一次繞組額定電壓（V）測量繞組額定電壓（V）保護(hù)繞組

17、額定電壓（V）剩余電壓繞組額定電壓（V）型號100JCC-110變壓器兩側(cè)CT的變比確定如下：1、變電所1（額定容量SN=50MVA） 名稱變壓器各側(cè)數(shù)值 額定電壓(KV) 110 35 10額定電流(KA) =0.251 =0.750 =2.624變壓器接線方式 Y Y LH接線方式 YLH計(jì)算變比 2653/5 LH實(shí)際選取變比 300/5 1000/5 3000/5 2、變電所2（額定容量SN=7.5MVA） 名稱變壓器各側(cè)數(shù)值 額定電壓(KV) 110 10額定電流(KA) =0.0377 =0.394 變壓器接線方式 Y LH接線方式 YLH計(jì)算變比 394/5LH實(shí)際選取變比 10

18、0/5 500/53、變電所3（額定容量SN=15MVA） 名稱變壓器各側(cè)數(shù)值 額定電壓(KV) 110 10額定電流(KA) =0.0754 =0.788 變壓器接線方式 Y LH接線方式 YLH計(jì)算變比 788/5LH實(shí)際選取變比 200/5 1000/54、變電所4（額定容量SN=20MVA） 名稱變壓器各側(cè)數(shù)值 額定電壓(KV) 110 10額定電流(KA) =0.1004 =1.0498變壓器接線方式 Y LH接線方式 YLH計(jì)算變比 1049.8/5LH實(shí)際選取變比 200/5 1200/55、變電所5（額定容量SN=20MVA） 名稱變壓器各側(cè)數(shù)值 額定電壓(KV) 110 10

19、額定電流(KA) 變壓器接線方式 Y LH接線方式 YLH計(jì)算變比 1050/5LH實(shí)際選取變比 200/5 1200/53 110kV電網(wǎng)繼電保護(hù)配置3.1 110kV電網(wǎng)線路保護(hù)的配置及選型3.1.1線路保護(hù)的配置方案及選型針對本次設(shè)計(jì)的110kV變電所，其線路保護(hù)雖然與220kV的有很多共同之處，但是區(qū)別于220kV線路宜采用的近后備保護(hù)方式，110kV線路宜采用遠(yuǎn)后備方式。110kV線路保護(hù)配置一般裝設(shè)反應(yīng)相間故障的距離保護(hù)和反應(yīng)接地故障的零序方向電流保護(hù)（或接地距離保護(hù)），采用遠(yuǎn)后備方式。當(dāng)距離、零序電流保護(hù)靈敏度不滿足要求或110kV線路涉及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行問題或?qū)Πl(fā)電廠、重要負(fù)荷影響

20、很大時，考慮裝設(shè)全線路快速動作的縱聯(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)。必須指出，目前110kV數(shù)字式線路保護(hù)裝置一般同時具有接地距離保護(hù)與零序電流保護(hù)功能，在零序電流保護(hù)整定特別是段整定出現(xiàn)靈敏度不滿足要求的情況下，可考慮通過降低電流定值，延長保護(hù)動作時間等方法進(jìn)行整定，由于接地距離保護(hù)一般靈敏度都能滿足要求，因此保護(hù)對于接地短路的速動性不會受到影響。3.1.2線路自動裝置的配置原則1.距離保護(hù) 可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇地、較快地切除相同短路故障。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，則應(yīng)考慮采用

21、距離保護(hù)裝置。（1）反映接地短路。110kV線路如果不裝設(shè)全線的速動保護(hù)，則應(yīng)當(dāng)裝設(shè)階梯式或反時限零序電流速斷保護(hù)17。（2）反映相間短路。針對本次設(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)。在整定后不能滿足靈敏度或者速動性的要求時，則應(yīng)當(dāng)裝設(shè)相間距離保護(hù)作為本線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。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1.2以上時，可以考慮裝設(shè)電流速斷保護(hù)作為輔助保護(hù)。2.零序保護(hù) 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將發(fā)生很大的零序電流分量，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，

22、并由大地構(gòu)成回路。零序電流的分布網(wǎng)絡(luò)就是零序網(wǎng)絡(luò)。電測電源線路的零序電流保護(hù)一般為三段式，終端線路也可以采用兩段式：（1）零序電流I段電流定值按躲過本線路末端接地故障最大三倍零序電流整定，線路附近有其他零序互感較大的平行線路時，應(yīng)計(jì)互感的作用。（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段或段配合，動作時間按配合關(guān)系整定。（3）三段式保護(hù)的零序電流段作本線路經(jīng)電阻接地故障和相鄰元件接地故障的后備保護(hù)，其電流一次定值不應(yīng)大于300A，在躲過本線路末端變壓器其他各側(cè)三相短路最大不平衡電流的前提下，力爭滿足相鄰線路末端故障有

23、靈敏系數(shù)的要求，校核與相鄰線路零序電流段或段的配合情況，動作時間按配合關(guān)系整定。（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，線路保護(hù)的無選擇性動作由重合閘來補(bǔ)救。（5）終端線路的零序電流最末一段作本線路經(jīng)電阻接地故障和線路末端變壓器故障的后備保護(hù)，其電流定值應(yīng)躲過線路末端變壓器其他各側(cè)三相短路最大不平衡電流。（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)的無選擇性動作由順序重合閘來補(bǔ)救。對于110kV輸電線路，因三相斷路器為同時動作，不存在單相重合閘操作，因此，整定過程中無需考慮單相重合閘時

24、的非全相運(yùn)行問題。3.2 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。雖然它無旋轉(zhuǎn)部件，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠性較高，但在實(shí)際運(yùn)行中仍然會發(fā)生故障和不正常的工作狀態(tài)。尤其是大容量的變壓器，一旦發(fā)生故障，造成的損失將會很大。因此，有必要針對變壓器的故障和不正常工作狀態(tài)，裝設(shè)性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠的繼電保護(hù)裝置。電力變壓器運(yùn)行的可靠性很高。由于變壓器發(fā)生故障時造成的影響很大，因此應(yīng)加強(qiáng)其繼電保護(hù)裝置的功能，以提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，按技術(shù)規(guī)程的規(guī)定電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則一般為：（1）針對變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦

25、斯保護(hù)，其中輕瓦斯瞬時動作于信號，重瓦斯瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器；（2）應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，瞬時動作于斷開各側(cè)斷路器；（3）對由外部相間短路引起的變壓器過電流，根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對變壓器靈敏度的要求不同，可采用過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動的過電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，帶時限動作于跳閘；（4）對110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)，帶時限動作于跳閘；變壓器可能發(fā)生的故障及異常運(yùn)行情

26、況有：繞組及其引出線的相間短路，中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路，繞組的匝間短路，外部相間短路引起的過電流，中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流，中性點(diǎn)過電壓，過負(fù)荷，油面降低，變壓器溫度升高及冷卻系統(tǒng)故障等。針對上述可能發(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。當(dāng)油箱內(nèi)的故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應(yīng)瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。2. 電流速斷保護(hù)對6.3MVA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)動作時限大于0.5s時，應(yīng)

27、裝設(shè)此保護(hù)。3. 縱差動保護(hù)適用于6.3MVA以上廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，以及10MVA以上的廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器。它是變壓器的主保護(hù)。4. 零序電流差動保護(hù)當(dāng)縱差動保護(hù)對單相接地短路靈敏度不符合要求時，應(yīng)增設(shè)此保護(hù)，以提高單相接地短路時保護(hù)的靈敏度。5. 相間短路的后備保護(hù)對降壓變壓器宜采用過電流保護(hù)；當(dāng)靈敏度不滿足要求時，應(yīng)采用復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)；對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)合電壓起動的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時，應(yīng)采用阻抗保護(hù)；對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的過電流保護(hù)，當(dāng)靈敏度不滿足要求時，應(yīng)采用

28、阻抗保護(hù)。對雙繞組變壓器應(yīng)裝于主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩段時限。帶兩段時限時，以較短時限跳母聯(lián)或分段斷路器，使有可能縮小故障影響范圍；以較長時限斷開變壓器各側(cè)的斷路器。6. 單相接地保護(hù)變壓器的單相接地保護(hù)應(yīng)按下述原則設(shè)置：（1）零序電流保護(hù)對于直接接地系統(tǒng)中的變壓器，一般裝設(shè)零序電流保護(hù)，用以反應(yīng)變壓器外部接地短路引起的過電流，同時作為變壓器內(nèi)部接地短路的后備保護(hù)，零序電流由兩段組成，每段保護(hù)一般帶兩個時限，以較小時限斷開母段或分段斷路器，以縮小故障影響范圍，以較長時限有選擇性地?cái)嚅_變壓器各側(cè)的斷路器。（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

29、接地短路引起的過電壓。7.過負(fù)荷保護(hù)該保護(hù)用于反應(yīng)對稱性負(fù)荷引起的過電流，容量為0.4MVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行的變壓器及其他負(fù)荷作備用電源時，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)按于一相電流上，延時動作于信號，對于無人值班的變電所過負(fù)荷保護(hù)用減負(fù)荷，必要時動作于跳閘。3.3 110kV電網(wǎng)發(fā)電機(jī)保護(hù)的配置發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心，要保證發(fā)電機(jī)的安全、可靠運(yùn)行，就必須對其各種故障和異常工作情況，按照發(fā)電機(jī)容量及重要程度，裝設(shè)完備的繼電保護(hù)裝置發(fā)電機(jī)主要裝設(shè)以下保護(hù)：1、 縱聯(lián)差動保護(hù)縱聯(lián)差動保護(hù)作為反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線相間短路故障的主要保護(hù)，對發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時，

30、發(fā)電機(jī)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器共用縱聯(lián)差動保護(hù)。2、 橫聯(lián)差動保護(hù)發(fā)生匝間短路時，被短接線匝內(nèi)通過的電流可能超過機(jī)端三相短路電而傳統(tǒng)的縱聯(lián)差動保護(hù)也不能反應(yīng)，應(yīng)裝設(shè)橫聯(lián)差動保護(hù)。3、 相間短路后備保護(hù)發(fā)電機(jī)相間短路的后備保護(hù)有：過電流保護(hù)、低電壓起動的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)和阻抗保護(hù)。4、 失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁是指，勵磁電流突然消失或下降到靜穩(wěn)極限所對應(yīng)的勵磁電流以下，失磁后對系統(tǒng)和機(jī)組來說都有較大的影響。因此對勵磁電流突然消失或下降的失磁故障，應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)裝置。100MW以下，不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用半導(dǎo)

31、體勵磁系統(tǒng)時，宜裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。此外，發(fā)電機(jī)還有定子繞組單相接地保護(hù)，勵磁回路接地保護(hù)，失步保護(hù)，逆功率保護(hù)，過勵磁保護(hù)，低頻率保護(hù)等。3.4 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。因此，對母線保護(hù)應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)可靠性的要求。為了防止誤動作，應(yīng)增設(shè)簡單可靠的閉鎖裝置。另外，高壓母線保護(hù)如果動作遲緩，常常會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使事故擴(kuò)大化。因此，母線保護(hù)必須無延時動作。重要發(fā)電廠或110kV及以上電壓重要變電所的3565kV母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求需要快速切除母線上的故障時或線路

32、上故障使母線電壓低于60%額定電壓時應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)。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。但是電容器組內(nèi)均裝有放電裝置，高壓電容器通常用電抗器或電壓互感器作為放電裝置。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。具體保護(hù)要求如下：（1）電容器組和斷路器之間連接線的短路，可裝設(shè)帶有短時限的電流速斷和三段定時限過流保護(hù)（其中第三段可整定為反時限段）或二段定時限過流保護(hù)，動作于跳閘。（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110額定電壓，保護(hù)應(yīng)將整組電容器斷開，為此應(yīng)裝

33、設(shè)過電壓保護(hù)，帶時限動作與信號跳閘。（3）電容器內(nèi)部故障及其引出線的短路，宜對每臺電容器分別裝設(shè)專用的熔斷器，熔絲的額定電流可為電容器額定電流的1.52.0倍。（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，可按線路的單相接地保護(hù)的規(guī)定裝設(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)。（5）對電容母線失壓應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)，帶時限動作于信號或跳閘。（6）對于電網(wǎng)中出現(xiàn)的高次諧波有可能導(dǎo)致電容器過負(fù)荷時，電容器組宜裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，帶時限動作于信號或跳閘。（7）電容器組的自動投切功能（8）單星形電壓差動保護(hù)4 系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算

34、4.1發(fā)電廠參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式：對于無窮大容量系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式： 式中： 發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗 基準(zhǔn)容量100MVA 發(fā)電機(jī)額定容量MVA 系統(tǒng)出口母線三相短路容量，取800MVA短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的阻抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)功率 S=100MVA 基準(zhǔn)電壓 U=U=115kv基準(zhǔn)電抗：發(fā)電機(jī)1#、2# = = * / =0.1347*100/（25/0.8）=0.431發(fā)電機(jī)3 # =* / =0.1347*100/（50/0.8）=0.2155主變1#、2# 變壓器電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式：式中： 變壓器短路

35、電壓百分值 基準(zhǔn)容量100MVA 變壓器額定容量MVA =%*/=10.5%*100/31.5=0.333 =%*/=10.5%*100/63=0.167 =0.8=08*0.333=0.267, =0.8=0.8*0.167=0.1344.2變電所參數(shù)的計(jì)算1、變電所1#設(shè)1高壓側(cè) 2低壓側(cè) 3中壓側(cè)=（%+%-%） =(10.75%+6.25%) =8.5%=(%+%-%) =(10.75%-6.25%)=2.25%=(%+%-%)=(6.25%-10.75%)=-2.25%=*/=8.5%*100/50=0.170=*/=2.25%*100/50=0.045=*/=-2.25%*100/

36、50=-0.045=0.8*=0.136 =0.8*=0.036=-0.0362、變電所2#= =%*/=10.5%*100/7.5=1.4=0.8*=1.123、 變電所3#= =%*/=10.5%*100/15=0.7=0.8*=0.564、 變電所4#= =%*/=10.5%*100/20=0.525=0.8*=0.425、變電所5#= =%*/=10.5%*100/20=0.525 =0.8*=0.4表4-1變壓器容量（MVA）變壓器類型短路電壓（%）繞組電抗A廠低31.5雙繞組10.5%0.333 高63雙繞組10.5%0.1671#變電所50三繞組10.5%0.212#變電所75雙

37、繞組10.5%1.43#變電所15雙繞組10.5%0.74#變電所20雙繞組10.5%0.5255#變電所20雙繞組10.5%0.5254.3線路參數(shù)的計(jì)算，見表（4-2）算例(XL-1)： S=100MVAU=115KV線路1的電抗值標(biāo)么值： X=0.4L=0.4*40 =0.121X=3X=0.363其他的線路計(jì)算與XL-1線路一致，所以得到以下結(jié)果并以表格的形式列出如下：表4-2線路阻抗長度正序電抗零序電抗XL-10.4400.1210.363XL-20.4200.0600.18XL-30.4300.0910.273XL-40.4300.0910.273XL-50.4300.0910.2

38、73XL-60.4300.0910.273XL-70.4250.0760.227XL-80.4200.0600.18 電抗器參數(shù)： U=6KVI=1A S=100MVA U=10.5X=0.06=0.06=0.188系 統(tǒng) 等 值 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)5 線路L1和L6的整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)110kV線路一般配置反應(yīng)相間的故障的距離保護(hù)和反應(yīng)接地故障的零序方向保護(hù)（或基地距離保護(hù)），采用遠(yuǎn)后備方式。 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)行問題或?qū)Πl(fā)電廠、重要負(fù)荷影響很大時，可考慮裝設(shè)全線速動的縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù)，距離、零序電流(或

39、接地距離)保護(hù)作為后備保護(hù)。5.1線路L1的距離保護(hù)整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)對于線路來說，采用距離保護(hù)第、段作為主保護(hù)，第段其動作時間一般在2s以上，作為后備保護(hù)，用來反映相間短路故障。（1）相間距離段的整定計(jì)算：距離保護(hù)段為無延時的速動段，它應(yīng)該只反應(yīng)本線路的故障，下級線路出口發(fā)生短路故障時，應(yīng)可靠不動作，所以其測量元件的整定阻抗，應(yīng)該按躲過本線路末端短路時的測量阻抗來整定。 （3.16）式中 距離段的整定阻抗可靠系數(shù)，由于距離保護(hù)為欠量動作，所以 Z0，所以選擇兩相接地故障，當(dāng)發(fā)生兩相接地短路時：流過線路L1末端的最大零序電流為I0.max=0.6531kA即：=KIrel3I0.max=1.

40、330.6531=2.54709kA2) 保護(hù)范圍： 零序電流段 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)段 的計(jì)算方法。保護(hù)范圍應(yīng)不小于線路全長的25% 20% 。，滿足靈敏性要求。3) 整定的作延時為：零序電流段的動作時間為保護(hù)裝置的固有動作時限。（2）零序電流保護(hù)段保護(hù)的整定零序電流段的段的整定原則，除了對本線路末端接地故障有足夠的靈敏度且動作時間滿足規(guī)定要求外，為本線路進(jìn)行單相重合閘時不應(yīng)誤動作當(dāng)相鄰線路接地故障時，在故障和重合閘過程中不會誤動作。此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。零序電流保護(hù)段保護(hù)按滿足以下條件整定：限時零序電流速斷保護(hù)（零序段），其動作值應(yīng)與相鄰線路零序

41、段配合即 式中 相鄰線路零段一次定值； 可靠系數(shù)，取1.1； 分支系數(shù)，其值為相鄰線路零序段保護(hù)末端接地短路時，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。當(dāng)相鄰變壓器或中性點(diǎn)改為不接地運(yùn)行時，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開時=1動作時限： 零序的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端接地短路時流過保護(hù)的最小3倍零序電流來校驗(yàn)，即，要求為1.31.5 本線路末端短路時在小方式運(yùn)行下的最小零序電流動作時間：當(dāng)與相鄰線路段配合時，整定時間要長一些，即 =+t式中 相鄰線路零序電流保護(hù)第段的最大動作時間。按其他條件整定時，動作時間只是時間的級差t。（2）定時限零序過電流保護(hù)（零序段），零序段是接地

42、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流過本保護(hù)的最大不平衡電流來整定，即 式中 可靠系數(shù)，取1.21.3； 本線路末端三相短路時，流過保護(hù)的最大不平衡電流； 非周期分量系數(shù)，取12； 電流互感器誤差，取0.1； 本線路末端三相短路時，流過保護(hù)的最大短路電流。 2）零序段的靈敏度校驗(yàn)： 滿足要求。 式中 本線路末端短路時在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。 下一級線路末端短路時在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。3） 零序電流保護(hù)段的動作時間：5.3 線路L6的距離保護(hù)整定計(jì)算和靈敏度校驗(yàn)對于線路來說，采用距離保護(hù)第、段作為主保護(hù)，第段其動作時

43、間一般在2s以上，作為后備保護(hù)，用來反映相間短路故障。（1）相間距離段的整定計(jì)算：距離保護(hù)段為無延時的速動段，它應(yīng)該只反應(yīng)本線路的故障，下級線路出口發(fā)生短路故障時，應(yīng)可靠不動作，所以其測量元件的整定阻抗，應(yīng)該按躲過本線路末端短路時的測量阻抗來整定。 （3.16）式中 距離段的整定阻抗可靠系數(shù)，由于距離保護(hù)為欠量動作，所以 Z0，所以選擇兩相接地故障，流過線路L6末端的最大零序電流為I0.max=0.4611kA即：=KIrel3I0.max=1.330.4611=1.799kA2) 保護(hù)范圍： 零序電流段 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)段 的計(jì)算方法。保護(hù)范圍應(yīng)不小于

44、線路全長的25% 20% 。，滿足靈敏性要求。3) 整定的作延時為：零序電流段的動作時間為保護(hù)裝置的固有動作時限。（2）零序電流保護(hù)段保護(hù)的整定零序電流段的段的整定原則，除了對本線路末端接地故障有足夠的靈敏度且動作時間滿足規(guī)定要求外，為本線路進(jìn)行單相重合閘時不應(yīng)誤動作當(dāng)相鄰線路接地故障時，在故障和重合閘過程中不會誤動作。此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。零序電流保護(hù)段保護(hù)按滿足以下條件整定：限時零序電流速斷保護(hù)（零序段），其動作值應(yīng)與相鄰線路零序段配合即 式中 相鄰線路零段一次定值； 可靠系數(shù)，取1.1； 分支系數(shù)，其值為相鄰線路零序段保護(hù)末端接地短路時，故障線路的零序電流與流過被保護(hù)線路的零序電

45、流之比，取最小值。當(dāng)相鄰變壓器或中性點(diǎn)改為不接地運(yùn)行時，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開時=1動作時限： 零序的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端接地短路時流過保護(hù)的最小3倍零序電流來校驗(yàn)，即，要求為1.31.5 本線路末端短路時在小方式運(yùn)行下的最小零序電流動作時間：當(dāng)與相鄰線路段配合時，整定時間要長一些，即 =+t式中 相鄰線路零序電流保護(hù)第段的最大動作時間。按其他條件整定時，動作時間只是時間的級差t。（2）定時限零序過電流保護(hù)（零序段），零序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流過本保護(hù)的最大不平衡電流來整定，即 式中 可靠系數(shù)，取1.21.3； 本線路末端三相短路時，流過保護(hù)的最大不平衡電流； 非周期分量系數(shù)，取12； 電流互感器誤差，取0.1； 本線路末端三相短路時，流過保護(hù)的最大短路電流。