220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程系機(jī)電工程系 電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （ 07 級(jí)本科級(jí)本科 1 班）班） 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化 姓姓 名：名： xxx 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 000000000 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： xxx 職稱(chēng)：職稱(chēng)： 講師講師 完成日期：完成日期： 2010 年年 12 月月 1 日日 1 目錄 摘 要 .2 第一章 引言 .3 第二章 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念 .5 第三章 本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù) .6 第四章 課程設(shè)計(jì)的目的 .7 第五章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .8 第六章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過(guò)程 .9 一.電網(wǎng)分析和保護(hù)初步選擇.9 二.參數(shù)計(jì)算.9 2.1

2、基準(zhǔn)值 .9 2.2 發(fā)電機(jī) .10 2.3 變壓器 .10 2.4 線路 .10 三.運(yùn)行方式.10 3.1 運(yùn)行方式的確定 .10 3.2 變壓器中性點(diǎn)接地 .10 四.相間保護(hù)配置.12 4.1 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù) .12 4.2 距離保護(hù) .15 五.自動(dòng)重合閘裝置.17 5.1 自動(dòng)重合閘裝置的配置原則 .17 5.2 重合閘整定計(jì)算 .19 第七章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .20 致 謝 .21 參考文獻(xiàn) .22 2 摘 要 本文對(duì) 220kv 電網(wǎng)的繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法進(jìn)行了較為全面 的論述，其中對(duì) 220kv 電網(wǎng)的護(hù)包括有距離保護(hù)，橫聯(lián)保護(hù)，自動(dòng)重合閘裝置的一些特 殊問(wèn)題的

3、解決方法。本文所遇到的問(wèn)題在 220kv 電網(wǎng)中也較為普遍的。 關(guān)鍵詞： 220kv 電網(wǎng)；繼電保護(hù)；自動(dòng)重合閘； abstract this paper presents the design principle and methods of caculations for relay protections and automations of 220 kv power system.it consists of distance protection, current protection and auto-reclosing device.it relate to some concr

4、ete measure for problems.and these problems are univensal in the 220kv power system. keywords 220kv power system ;relay protection; automation; 第一章 引言 3 在電力系統(tǒng)中，各種類(lèi)型的、大量的電氣設(shè)備通過(guò)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起，受 地理、氣候及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生不可避免 。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變 電、輸電、配電和用電等 5 個(gè)環(huán)節(jié)組成。由于其特殊性，這 5 個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí) 時(shí)平衡、缺一不可，且?guī)缀跏窃谕粫r(shí)間內(nèi)完成的。在電力系

5、統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故， 都有可能對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。由于 220kv 系統(tǒng)中包含一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng) 。一次系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單、直觀，并在考慮和設(shè)置上較為容易;而二次系統(tǒng)相對(duì)較為復(fù)雜，且 包括了大量的繼電保護(hù)裝置 、自動(dòng)裝置和二次回路，所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng) 中用來(lái)對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)。為確保 220kv 供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。 4 第二章 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念 電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來(lái)力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自 動(dòng)化（agc 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬 的綜合程序以及

6、scada 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門(mén)的變電站綜合自動(dòng)化即 建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)人值班.dts 即調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便） ,配電自動(dòng)化(das 已經(jīng)實(shí)現(xiàn),尚待發(fā)展). 對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)是一個(gè) 地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大 系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動(dòng) 安全保護(hù),網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運(yùn)行的安 全可靠，

7、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。 發(fā)展過(guò)程 20 世紀(jì) 50 年代以前，電力系統(tǒng)容量在幾百萬(wàn)千瓦左右,單機(jī)容量不超過(guò) 10 萬(wàn)千瓦,電力系統(tǒng)自動(dòng)化多限于單項(xiàng)自動(dòng)裝置，且以安全保護(hù)和過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)為主。 例如,電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的各種繼電保護(hù),汽輪機(jī)的危急保安器,鍋爐的安全閥,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速和 發(fā)電機(jī)電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),并網(wǎng)的自動(dòng)同期裝置等。5060 年代, 電力系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到上 千萬(wàn)千瓦,單機(jī)容量超過(guò) 20 萬(wàn)千瓦,并形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和綜合自動(dòng) 化方面提出了新的要求。廠內(nèi)自動(dòng)化方面開(kāi)始采用機(jī)、爐、電單元式集中控制。系統(tǒng)開(kāi) 始裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和以離線計(jì)算為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)功率分配裝置，并廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)通信

8、技術(shù)。各種新型自動(dòng)裝置如晶體管保護(hù)裝置、可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、電氣液壓式調(diào)速器等 得到推廣使用。7080 年代，以計(jì)算機(jī)為主體配有功能齊全的整套軟硬件的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān) 控系統(tǒng) (scada)開(kāi)始出現(xiàn)。20 萬(wàn)千瓦以上大型火力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始采用實(shí)時(shí)安全監(jiān)控和閉 環(huán)自動(dòng)起停全過(guò)程控制。水力發(fā)電站的水庫(kù)調(diào)度、大壩監(jiān)測(cè)和電廠綜合自動(dòng)化的計(jì)算機(jī) 監(jiān)控開(kāi)始得到推廣。各種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置中廣泛采用微型計(jì)算機(jī)。 第三章 本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 5 （1）本設(shè)計(jì)為 220kv 電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； （2）搜集原始資料； （3）完成對(duì)本系統(tǒng)的故障分析； （4）對(duì) 220kv 線路繼電保護(hù)裝置、主變壓器繼電保護(hù)裝置

9、設(shè)置、變電所的自動(dòng)裝置 的設(shè)計(jì)； （5）對(duì)重合閘的整定與計(jì)算； （6）完成設(shè)計(jì)報(bào)告。 第四章 課程設(shè)計(jì)的目的 6 （1）完成對(duì) 220kv 電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （2）學(xué)會(huì)使用 visio 軟件進(jìn)行電氣繪圖； （3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握變壓器縱連差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算和靈敏度的校驗(yàn)以及 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算及繼電器選擇； （4）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)； （5）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握資料的查詢(xún)（圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)）的方法，同時(shí)使電力網(wǎng)繼 電保護(hù)原理課程和電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程中所獲得的知識(shí)在工程設(shè)計(jì)工作中綜合地加 以應(yīng)用，從而使理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。 第五章 課程設(shè)計(jì)

10、任務(wù)書(shū) 7 1. 課程設(shè)計(jì)題目：220kv 電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2. 課程設(shè)計(jì)考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定： 課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)學(xué)生必須寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告，課程設(shè)計(jì)的成績(jī)分三部分。 1、 現(xiàn)場(chǎng)考核：考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力，占成績(jī) 20%。 2、 書(shū)面考核：考察課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量，占成績(jī) 60%。 3、 紀(jì)律考核：考察學(xué)生的出勤情況和工作態(tài)度，占成績(jī) 20%。 3設(shè)計(jì)報(bào)告的主要內(nèi)容包括： 報(bào)告統(tǒng)一采用 a4 打印紙，其版面要求如下：頁(yè)邊距：上為 2.2，下為 2.2，左為 2.2，右為 2.2；頁(yè)眉頁(yè)腳均為 1.1；文檔網(wǎng)格選“指定行和字符網(wǎng)格”，字符每行 39， 行為每頁(yè) 35。字體要求：每部分的標(biāo)題統(tǒng)一用四號(hào)

11、，正文用小四。設(shè)計(jì)內(nèi)容布置按下面 格式進(jìn)行。 目錄： 設(shè)計(jì)中文摘要及摘要英文翻譯 1、引言 2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一般概念 3、本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 4、課程設(shè)計(jì)的目的 5、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 6、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過(guò)程 7、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 8、參考文獻(xiàn) 第六章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及過(guò)程 8 一一.電網(wǎng)分析和保護(hù)初步選擇電網(wǎng)分析和保護(hù)初步選擇 根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同，運(yùn)行要求不同，再在滿足繼電保護(hù)“四性” （速動(dòng)性、選擇性、 靈敏性、可靠性）的前提下，求取其電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。 對(duì)于 220kv 大接地電流電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)相間故障和接地故障的保護(hù)裝置。 （1）對(duì)于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中單回線上，一般可裝設(shè)無(wú)時(shí)

12、限和帶時(shí)限的電流及電 壓速斷裝置為主保護(hù)帶階段時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)裝置作為后備保護(hù)。 在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的電網(wǎng)上，可先考慮用帶方向或不帶方向的階段式電流或電壓保護(hù)作 為主保護(hù)，當(dāng)這類(lèi)保護(hù)在選擇性，靈敏性及速動(dòng)性上不能滿足要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)距離保 護(hù)。 （2） 、在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動(dòng)切除故障時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)高頻保護(hù)作為主 保護(hù)，距離保護(hù)作為后備保護(hù)，否則，一般情況，應(yīng)裝設(shè)階段式距離保護(hù)。 （3） 、在平行線路上，對(duì)于 220kv 線路，一般應(yīng)裝設(shè)橫差方向保護(hù)或全線速動(dòng)的高頻 保護(hù)作為主保護(hù)。以距離保護(hù)或階段式保護(hù)帶方向或不帶方向電流或電壓作為后備保護(hù)。 對(duì)于單相和多相接地短路故障，一般應(yīng)裝設(shè)帶方

13、向的或不帶方向的無(wú)時(shí)限和帶時(shí)限 的零序電流速斷保護(hù)及靈敏的零序過(guò)電流保護(hù)。如果零序電流保護(hù)不能滿足選擇性和靈 敏性的要求，可采用接地距離保護(hù)。在平行線路上，一般裝設(shè)零序橫差動(dòng)方向保護(hù)作為 主保護(hù)，如果根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性等要求，需裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)，與上述相同，也可以 用一套高頻保護(hù)，同時(shí)作為相間短路和接地短路的保護(hù)，而以接每一回線或接于兩回線 電流之上的階段零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。 綜上，線路 ab 選用雙高頻，一為方向高頻保護(hù)，另一為高頻閉鎖距離保護(hù)，兩個(gè) 保護(hù)互為后備，瞬時(shí)動(dòng)作切除故障。線路 bc 選用橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)有相繼動(dòng)作區(qū)。 線路 cd 用相差高頻保護(hù)，為中短線路，一側(cè)背靠系統(tǒng)

14、ii 全部線路均用距離保護(hù)作后備， 由于主保護(hù)已經(jīng)全線速動(dòng)，所以距離裝 ii、iii 段。接地保護(hù)采用零序電流保護(hù)作為主保 護(hù)，用接地距離作為后備保護(hù)。 二二.參數(shù)計(jì)算參數(shù)計(jì)算 2.1 基準(zhǔn)值 mva1000sbkv230uu pb 2.2 發(fā)電機(jī) 計(jì)算公式： n bd g s sx x 100 % 2.3 變壓器 計(jì)算公式： n bs t s su x 100 % 9 2.4 線路 計(jì)算公式： 2 b b u s rr 2 b b u s x 三三.運(yùn)行方式運(yùn)行方式 3.1 運(yùn)行方式的確定 在選擇保護(hù)方式及其進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，都必須考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化帶來(lái)的影響。 所選用的保護(hù)方式，應(yīng)在各種運(yùn)

15、行方式下，都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對(duì)過(guò)量保 護(hù)來(lái)說(shuō)，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)的整定值， 以保證選擇性，因?yàn)橹?要在最大運(yùn)方式下能保證選擇性，在其它運(yùn)行方式下也一定能保證選擇性；靈敏度的校 驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏度符合要求，在其它 運(yùn)行方式下，靈敏也一定能滿足要求。對(duì)某些保護(hù)，在整定計(jì)算時(shí)，還要按正常運(yùn)行方 式來(lái)決定動(dòng)作值或計(jì)算靈敏度。 1最大運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都要投入運(yùn)行（或大部分投入運(yùn) 行）以及選定的接地中性點(diǎn)全部接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱(chēng)為最大運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái) 說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)

16、行方式。 2最小運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn) 行方式稱(chēng)為最小運(yùn)行方式。在有水電廠的系統(tǒng)要考慮水電廠運(yùn)行受水能狀態(tài)限制的運(yùn)行 方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的餓短路電流最小的運(yùn)行方式。 3正常運(yùn)行方式 根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機(jī)，變壓器和線路的運(yùn)行方 式稱(chēng)為正常運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式在一年內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)。 對(duì)更復(fù)雜的系統(tǒng)，最大，最小運(yùn)行方式的判斷是比較困難的，有時(shí)需要經(jīng)過(guò)多次計(jì) 算才能確定。 對(duì)于某些特殊運(yùn)行方式，運(yùn)行很短，對(duì)保證保護(hù)的選擇性或靈敏度有困難時(shí)，且在 保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)不會(huì)引起大面積停電的情況下，可

17、以不予考慮。 3.2 變壓器中性點(diǎn)接地 在接地電流系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及其分布情況，對(duì)電網(wǎng)中不同 接地點(diǎn)的零序電壓和零序電流有很大影響，因此，變壓器的中性點(diǎn)是否接地應(yīng)根據(jù)不同 運(yùn)行方式，電網(wǎng)發(fā)生接地短路時(shí)，要求在滿足保護(hù)裝置特性配合的情況下，中性點(diǎn)接地 變壓器的數(shù)目盡可能少而且在系統(tǒng)處于不同運(yùn)行方式下發(fā)生單相接地短路時(shí)，零序電壓 和零序電流應(yīng)盡可能不變。 1、 再單目運(yùn)行的發(fā)電廠和高壓母線上有電源聯(lián)絡(luò)線的變電所，變壓器中性點(diǎn)應(yīng)接地。 10 2、在具有兩臺(tái)以上變壓器，而且是雙母線固定連接方式運(yùn)行的發(fā)電廠和高壓母線有 兩回以上電源聯(lián)絡(luò)線的變電所，每組母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)

18、直接接 地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，每組母線上仍保留一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)直接 接地。 3、在單電源網(wǎng)絡(luò)中，終端變電站的變壓器中性點(diǎn)一般不應(yīng)接地。 4、在多電源網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一個(gè)中性點(diǎn)接地，以防防止中性點(diǎn)不接 地點(diǎn)電源因某種原因與其他電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。 5、變壓器低壓側(cè)接入電源，當(dāng)大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生接地短路而該電源的容量能夠 維持接地點(diǎn)發(fā)生的電弧時(shí)，則變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)該接地，如果該電源的容量不足 以維持接地電弧時(shí)，則變壓器中性點(diǎn)允許不接地。 6、為變于線路接地保護(hù)配合，在低壓側(cè)設(shè)有 電源的樞紐變電站，部分變壓器的中 性點(diǎn)應(yīng)直接接地。 7、接在分支上的變電所，

19、低壓側(cè)雖無(wú)電源，但變壓器低壓側(cè)是并聯(lián)運(yùn)行的，為使橫 連差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)該接地。 根據(jù)上述原則的要求，在本網(wǎng)絡(luò)中做如下選擇： 1、a 廠主變中性點(diǎn)應(yīng)接地，當(dāng)線路 ab 發(fā)生接地短路故障時(shí)，該主變 將流入零 序電流 ，故應(yīng)當(dāng)接地。 2、c 廠 1#、2#主變及 3#、4#主變?yōu)殡p母線同時(shí)運(yùn)行，且在 ii 最小運(yùn)行方式下 4#機(jī) 停運(yùn)，故選擇 1#、3#接地即可。 3、d 變電站 1#、2#均為自耦變壓器，為了在 i 最大運(yùn)行方式，ii 最小方式下運(yùn)行， 系統(tǒng) ii 或 cd 線路上發(fā)生接地短路 時(shí)，主變均可流過(guò)零序電流，故 1#、2#主 變均應(yīng)接地。 4、b 變電站及 e 變電站

20、均為單電源的終端變電站故變壓器中性點(diǎn)可不接地，為了 e 母上的保護(hù)整定計(jì)算，e 母變選擇一臺(tái)接地。 四四.相間保護(hù)配置相間保護(hù)配置 4.1 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 相間橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)整定計(jì)算 相間橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)用于兩側(cè)裝有四個(gè)斷路器的雙回線。這種保護(hù)只保護(hù) 相間短路故障。 一、不帶電壓起動(dòng)的橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)的整定 11 這種保護(hù)只給處差電流元件動(dòng)作電流。差電流元件動(dòng)作電流按滿足以下三個(gè)條件 整定。 （1） 、按躲開(kāi)單回線運(yùn)行的最大負(fù)荷電流整定。即考慮另一回線路有一側(cè)向線路 充電，充電側(cè)的橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。其動(dòng)作值計(jì)算公式為 max.fh f k dz i k k i 式中可靠

21、系數(shù)，取 1.2； k k 返回系數(shù)，其大小按保護(hù)的具體類(lèi)型決定，電磁型電流繼電器取 1.5； f k 單回線運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流。 max.fh i （2） 、按躲開(kāi)雙回線外部短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大不平衡電流整定，其計(jì)算公式為 )ii (kiki bp bpkmax.bpkdz 2 i kkki )3( .max. d fzqtxlh bp )3( max. dfzq 1 . cl bp ikki 式中 可靠系數(shù)，取 1.31.5； k k 雙回線路外部短路時(shí)產(chǎn)生的最大不平衡電流； max.bp i 由兩組電流互感器特性不同引起的不平衡電流； bp i 由雙回線路阻抗不相等引起的不平衡電流 b

22、p i 電流互感器比誤差系數(shù)，取 0.1； lh k 電流互感器同型系數(shù)，同型式者取 0.5，不同型式者取 1； tx k 雙回線路的正序差電流系數(shù)，由計(jì)算或?qū)崪y(cè)決定； 1 . cl k 短路電流的非周期分量系數(shù)，一般電流繼電器取 1.52；對(duì)能躲非周期 fzq k 分量的繼電器取 11.3； 雙回線路外部三相短路時(shí)流過(guò)雙回線路中的最大總短路電流，短路點(diǎn) )3( .max. d i 分別選在兩側(cè)母線上，取其中最大者。 （3）按躲雙回線路中一回線路發(fā)生接地短路時(shí)，相繼動(dòng)作中先跳開(kāi)對(duì)側(cè)三相短 路器后流過(guò)非故障相線路中的最大短路電流（即非故障相的差電流）整定，即 fg. dkdz iki 式中 可靠

23、系數(shù)，取 1.3； k k 當(dāng)雙回線路內(nèi)部的一回線路發(fā)生接地短路，而短路點(diǎn)選在本側(cè)零序 fg. d i 12 橫差動(dòng)電流方向保護(hù)相繼動(dòng)作區(qū)分界點(diǎn)（或本側(cè)接地保 i 段范圍末端以外且又處于對(duì)側(cè) 接地保護(hù) i 段范圍以?xún)?nèi)）時(shí)，對(duì)側(cè)短路器首先跳開(kāi)三相后，流過(guò)非故障相線路的最大短 路電流。 二、相間電壓元件的整定 相間電壓元件有三個(gè)，分別接于 ab、bc、ca 相別，其動(dòng)作電壓按躲開(kāi)正常運(yùn) 行的最低電壓整定，即 fk e fk min dz kk u)95 . 0 9 . 0( kk u u 式中 可靠系數(shù)，取 1.1； k k 返回系數(shù)，其大小按保護(hù)的具體類(lèi)型決定，電磁型電壓繼電器取 f k 1.2

24、； 最低運(yùn)行電壓，一般可?。?.90.95）； min u e u 電網(wǎng)的額定相間電壓。 e u 三、帶零序電壓閉鎖的橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)的整定 零序電壓元件的動(dòng)作電壓按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電壓整定，即 o .bpko .dz uku 式中 可靠系數(shù)，取 1.52.0； k k 正常運(yùn)行條件下，電壓互感器開(kāi)口三角形的最大不平衡電壓，此 o .bp u 電壓一般不超過(guò) 5v。電容式電壓互感器比電磁式電壓互感器的不平衡電壓略高，可實(shí)測(cè) 得到。 零序電壓元件的動(dòng)作電壓值，此值為 3 倍零序電壓值。 o .dz u 四、相間橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)靈敏度校驗(yàn)及相繼動(dòng)作區(qū)的計(jì)算 1、差電流元件靈敏度計(jì)

25、算 其靈敏度計(jì)算為 dz min. d lm i i k 式中雙回線內(nèi)部短路，流過(guò)橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)的最小短路電流，其短 min. d i 路點(diǎn)選在一回線路的中點(diǎn)或選在一回線路的末端。 靈敏度要求：當(dāng)雙回線路中的一回線路中點(diǎn)短路時(shí)，在兩側(cè)斷路器均未跳開(kāi)之前，其 中一側(cè)保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)不小于 2；而在任何一側(cè)跳開(kāi)之后，按線路末端短路時(shí)的靈敏 度應(yīng)不小于 1.5。 13 2、相間電壓元件的靈敏度計(jì)算 其靈敏度計(jì)算為 max.cy dz lm u u k 式中當(dāng)雙回線路內(nèi)部短路時(shí)，橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)所在母線的最 max.cy u 大殘余相間電壓。 對(duì)電壓元件的靈敏度要求與對(duì)電流元件的要求相同。

26、3、負(fù)序電壓元件的靈敏度計(jì)算 其靈敏度計(jì)算為 2 . dz min. 2 . d lm u u k 式中當(dāng)雙回線路內(nèi)部短路時(shí)，橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)所在母線的最 min. 2 . d u 大負(fù)序相間電壓。 對(duì)負(fù)序電壓元件的靈敏度要求與對(duì)電流元件的要求相同。 4、零序電壓元件的靈敏度計(jì)算 其靈敏度計(jì)算為 0 . dz min. 0 . d lm u u3 k 式中當(dāng)雙回線路內(nèi)部短路時(shí)，橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)所在母線的最小 min. 0 . d u 零序相間電壓。 對(duì)零序電壓元件的靈敏度要求與對(duì)差電流元件的要求相同。 5、電流相繼動(dòng)作區(qū)的計(jì)算 橫聯(lián)差動(dòng)電流相繼動(dòng)作區(qū)一般以百分?jǐn)?shù)表示，其計(jì)算公式為 %1

27、00 i i i min. d dz xj 式中橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)差電流動(dòng)作值； dz i 相繼動(dòng)作區(qū)分界點(diǎn)處短路的總短路電流，一般短路點(diǎn)近似選在保護(hù)對(duì) min. d i 端的母線上。 電流相繼動(dòng)作區(qū)是表示橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)切除故障速度的一個(gè)指標(biāo)。一般要求相繼動(dòng)作 區(qū)不應(yīng)大于 50%。雙回線路兩側(cè)的橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)差電流元件整定值應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。當(dāng) 兩側(cè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)使用的電流互感器型式相同時(shí)，兩側(cè)應(yīng)選取相同的整定值。 4.2 距離保護(hù) 一、距離保護(hù)整定計(jì)算： （一） 、當(dāng)被保護(hù)線路無(wú)中間分支線路（或分支變壓器）時(shí) 按躲過(guò)本線路末端故障整定，一般可按被保護(hù)線路正序阻抗的 80%85%計(jì)算，即 14 xlkdz

28、zkz 式中距離保護(hù)段的整定阻抗； dz z 被保護(hù)線路的正序阻抗； xl z 可靠系數(shù)，可取 0.8-0.85； k k 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按 t1=0s（即保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間）整定。 （二） 、當(dāng)線路末端僅為一臺(tái)變壓器時(shí)（即線路變壓器組） 其整定值按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過(guò)變壓器其它各側(cè)的母線故障 整定 bkbxlkdz zkzkz 式中線路末端變壓器的阻抗； b z 可靠系數(shù)，取 0.75； kb k 可靠系數(shù)，取 0.80.85； k k 線路正序阻抗。 xl z 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間同上。 （三） 、當(dāng)線路末端變電所為兩臺(tái)及以上變壓器并列運(yùn)行且變壓器裝設(shè)有差動(dòng)保護(hù)時(shí) 如果本線路上裝設(shè)

29、有高頻保護(hù)時(shí)，距離段仍可按“（一） ”的方式整定。當(dāng)本 線路上未裝設(shè)高頻保護(hù)時(shí)，則可以按躲過(guò)本線路末端或終端變電所其它母線故障整定。 bkbxlkdz zkzkz k k 可靠系數(shù)，取 0.80.85； 可靠系數(shù)，取 0.75； kb k 線路正序阻抗； xl z 線路末端變壓器并聯(lián)阻抗； b z dz z距離保護(hù)段的動(dòng)作阻抗。 二、距離保護(hù)段的整定計(jì)算 （一） 、按與相鄰線路距離保護(hù)段配合整定 1dzzkxlkdz zkkzkz 被保護(hù)線路阻抗； xl z 相鄰距離保護(hù)段的動(dòng)作阻抗； 同上； 1dz z k k 助增系數(shù)，選取可能的最小值。 z k 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間=t t 為時(shí)間級(jí)差，一般取

30、0.5s. 2 t （二） 、按躲過(guò)相鄰變壓器其他側(cè)母線故障整定 bzkbxlkdz zkkzkz 本線路正序阻抗； 相鄰變壓器阻抗； xl z b z 同上； 同上； -同上。 k k kb k z k （三） 、按與相鄰距離保護(hù)段相配合 15 2dzzkxlkdz zkkzkz 相鄰距離保護(hù)段動(dòng)作阻抗值； 2dz z 同上； 同上； k k z k 被保護(hù)線路正序阻抗。 xl z 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ： =+ 2 t 1 t 0 t 三、距離保護(hù)段整定計(jì)算 按與相鄰距離保護(hù)段相配合 此時(shí)，保護(hù)的整定值計(jì)算為 2dzzkxlkdz zkkzkz 相鄰距離保護(hù)段動(dòng)作阻抗； 2dz z 同上； 同上；

31、 同上； xl z k k z k 距離保護(hù)段動(dòng)作時(shí)間按以下條件分別整定： （一） 、相鄰距離段在重合閘后不經(jīng)振蕩比鎖控制，且距離段保護(hù)范圍不伸出相鄰變 壓器的其他母線時(shí) =+t 3 t 2 t 相鄰距離段在重合閘后不經(jīng)振蕩閉鎖控制時(shí)的段動(dòng)作時(shí)間。 2 t （二） 、當(dāng)段保護(hù)范圍伸出相鄰變壓器的其他母線時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間整定為 =+t 3 t b t -相鄰變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。 b t （三） 、按與相鄰距離保護(hù)段配合 動(dòng)作阻抗計(jì)算為 3dzkkxlkdz zkkzkz 相鄰距離保護(hù)段的動(dòng)作阻抗； 3dz z 同上； 同上； 同上。 xl z k k z k 距離段動(dòng)作時(shí)間為： =+t 3

32、t 3 t 式中-相鄰距離保護(hù)段動(dòng)作時(shí)間。 3 t （四） 、按躲過(guò)線路最大負(fù)荷時(shí)的負(fù)荷阻抗配合整定 當(dāng)為方向阻抗元件時(shí)： 動(dòng)作阻抗為 )cos( min xlfhzqdfk fh dz kkk z z 可靠系數(shù)，取 1.21.25； 返回系數(shù)，取 1.151.25； k k f k 負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)，按負(fù)荷性質(zhì)可取 1.52.5； zqd k 16 -最小負(fù)荷阻抗值，=(0.9-0.95)/ minfh z minfh z e u maxfh i 五五.自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)重合閘裝置 5.1 自動(dòng)重合閘裝置的配置原則 一、自動(dòng)重合閘裝置的配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀,電壓等級(jí),系統(tǒng)穩(wěn)定要求,

33、負(fù)荷 狀況,線路上所裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置及斷路器性能,以及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素決.其簡(jiǎn)要原 則時(shí): 1. 單側(cè)電源線路 包括輻射狀單回線,平行線或環(huán)狀線路,其特點(diǎn)是僅有一個(gè)電源,不存在非同期重合問(wèn) 題,一般采用三相重合閘,裝于線路供電側(cè). 2. 雙側(cè)電源線路 雙側(cè)電源線路分以下幾種情況: (1)110kv 及以下電壓級(jí)的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò),在電源與負(fù)荷技術(shù)條件允許的情況下,可采用 非同期重合閘. (2)當(dāng)并列運(yùn)行的系統(tǒng)或發(fā)電廠之間的聯(lián)絡(luò)線,在三條以上,且任何時(shí)候不會(huì)少于兩條 時(shí),可考慮選用不檢查同期的三相重合閘. (3)當(dāng)并列運(yùn)行的系統(tǒng)或發(fā)電廠之間,可能出現(xiàn)單回線運(yùn)行時(shí),應(yīng)根據(jù)計(jì)算,在不允許 采用非同期重合

34、閘時(shí),可采用檢查無(wú)壓及同期重合閘. (4)在沒(méi)有其他聯(lián)系的雙回線上,當(dāng)不能采用非同期重合閘時(shí),可采用檢查相鄰線路有 電流的重合閘或無(wú)壓,同期檢定重合閘. (5)在雙側(cè)電源單回線上,單不能采用非同期重合閘時(shí),可根據(jù)具體情況,采用下列重 合閘形式: 1)一般采用解列重合閘,由系統(tǒng)向小電源系統(tǒng)輸送功率.當(dāng)線路故障后,系統(tǒng)側(cè)跳開(kāi)線路 斷路器,小電源側(cè)從解列點(diǎn)斷開(kāi),基本上應(yīng)保證對(duì)重要負(fù)荷供電,待系統(tǒng)側(cè)檢查線路無(wú)電壓 重合成功后,再在解列點(diǎn)使用同期并列. 2)當(dāng)線路裝有全線速動(dòng)保護(hù)和快速的斷路器時(shí),在兩側(cè)電勢(shì)實(shí)際擺開(kāi)角度的允許沖擊電 流范圍內(nèi),可采用三相快速重合閘. 二、前加速三相一次重合閘的整定 前加速

35、重合閘方式，是在靠近電源首端線路 i 斷路器 a 上裝設(shè)非選擇性動(dòng)作的無(wú)時(shí)限 保護(hù)及有選擇性動(dòng)作的帶時(shí)限保護(hù)和重合閘裝置。而在串聯(lián)線路 2 的斷路器 b 上，僅裝 有時(shí)限的保護(hù)裝置。 無(wú)時(shí)限保護(hù)按躲過(guò)變壓器低壓故障裝置。這樣當(dāng)線路 2 故障時(shí)，無(wú)時(shí)限保護(hù)立即動(dòng)作， 將斷路器 a 斷開(kāi)。然后重合閘動(dòng)作，將線路 i 重新投入，并將無(wú)時(shí)限保護(hù)退出。假設(shè)線 路故障 是瞬時(shí)性的或者是變壓器故障，已被本身瞬時(shí)保護(hù)切除，則可恢復(fù)正常供電。如 17 果線路 2 是永久性故障，則重合閘之后線路 2 上的斷路器 s，將被時(shí)限的保護(hù)有選擇性 的切除。 為了保證重合閘后帶是時(shí)限的電流保護(hù)裝置能夠有選擇的切除故障，無(wú)時(shí)

36、限電流迅斷 裝置被切除動(dòng)作的是時(shí)限應(yīng)大于電網(wǎng)內(nèi)偶選擇帶電時(shí)限電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。一般必須 在故障切除電流繼電器返回后，加速繼電器約經(jīng) 0.4 秒左右的時(shí)限延時(shí)返回到原來(lái)的位 置。 重合閘前加速保護(hù)動(dòng)作的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、切除故障快、重合閘成功的可能性大；其 缺點(diǎn)是切除永久性故障時(shí)間長(zhǎng)。 a 1 b 2 三、檢查電路無(wú)電壓重合閘的計(jì)算 （1） 無(wú)電壓元件：按正常額定電壓下有靈敏度整定，即 lm e dz k u u 式中 線路額定電壓； e u 靈敏度，一般取 24。 lm k 通常，電壓整定值選 0.5 倍額定電壓，即可滿足要求。 （2） 重合閘動(dòng)作時(shí)間。對(duì)于雙側(cè)電源三相重合閘的時(shí)間，除滿足單側(cè)

37、電源西那路上所 提出的要求外，還要考慮線路兩側(cè)保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。 設(shè)線路一側(cè)為 m 側(cè)，另一側(cè)為 n 側(cè)，整定原則是當(dāng)本側(cè)重合時(shí)，應(yīng)確保對(duì)側(cè)已經(jīng)跳 開(kāi)，并且故障已熄弧去游離。因此可按下式考慮： xylntmaxndzmhmch ttttt 即 ymhxylntmaxndzmch tttttt 式中n 側(cè)保護(hù)動(dòng)作最大時(shí)限； maxndz t n 側(cè)斷路器跳閘時(shí)限； nt t 消弧去游離時(shí)限； xyl t m 側(cè)斷路器合閘時(shí)限； mh t 18 裕度時(shí)限。 y t 5.2 重合閘整定計(jì)算 一 單側(cè)電源三相重合閘的整定 1. 單側(cè)電源線路帶有用戶(hù)負(fù)荷 當(dāng)線路故障斷路器跳閘后,用戶(hù)負(fù)荷中

38、不能參加自啟動(dòng)的設(shè)備須自動(dòng)跳閘.允許重新帶電的 負(fù)荷,在斷路器重合后恢復(fù)供電,重合時(shí)間主要決定于故障點(diǎn)去游離時(shí)間. 2. 重合閘動(dòng)作時(shí)間的整定 (1) 對(duì)于不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式,其重合閘動(dòng)作時(shí)間整定為 tch = txyl +ty-th 式中 tch 重合閘整定時(shí)間; txyl消弧及去游離時(shí)間; ty 裕度時(shí)間,一般取 0.10.15s th斷路器合閘時(shí)間。 （2）對(duì)保護(hù)啟動(dòng)方式，其重合閘動(dòng)作時(shí)間整定為 tch=tt+ txyl + ty- 式中 tt 重合閘整定時(shí)間； ty- 斷路器跳閘時(shí)間。 （3）為了保證瞬時(shí)性故障能可靠消除，提高重合閘裝置動(dòng)作的成功率，但側(cè)電 源線路重合閘動(dòng)作時(shí)間一般取 0.81s。 3. 重合閘后加速繼電器復(fù)歸時(shí)間的選擇 該時(shí)間應(yīng)按