輸電線路的繼電保護(hù)成設(shè)計(jì)

1、代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時(shí)代。國內(nèi)微機(jī)保護(hù)的研究開始于70年代末期，起步較晚，但發(fā)展很快。1984年我國第一套微機(jī)距離保護(hù)樣機(jī)在試運(yùn)行后通過鑒定并批量生產(chǎn)，以后每年都有新產(chǎn)品問世；1990年第二代微機(jī)線路保護(hù)裝置正式投入運(yùn)行。目前，高壓線路、低壓網(wǎng)絡(luò)、各種主電氣設(shè)備都有相應(yīng)的微機(jī)保護(hù)裝置在系統(tǒng)中運(yùn)行，特別是線路保護(hù)已形成系列產(chǎn)品，并得到廣泛應(yīng)用。我國在2000年220kV及以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)率為43.99，線路微機(jī)保護(hù)占86，到2003年底，220kV以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)已占到70.29，線路的微機(jī)化率達(dá)到97.6。實(shí)際運(yùn)行中，微機(jī)保護(hù)的正確動(dòng)作率要明顯

2、高于其他保護(hù)，一般比平均正常動(dòng)作率高0.20.3個(gè)百分點(diǎn)。國產(chǎn)微機(jī)保護(hù)經(jīng)過多年的實(shí)際運(yùn)行，依靠先進(jìn)的原理和技術(shù)及良好的工藝已全面超越進(jìn)口保護(hù)。從80年代220KV及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)全部采用進(jìn)口保護(hù)，到現(xiàn)在220KV系統(tǒng)繼電保護(hù)基本國產(chǎn)化，反映了繼電保護(hù)技術(shù)在我國的長(zhǎng)足發(fā)展和國產(chǎn)繼電保護(hù)設(shè)備的明顯優(yōu)勢(shì)。微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的成熟與發(fā)展是近三十年來繼電保護(hù)領(lǐng)域最顯著的進(jìn)展。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，現(xiàn)在人們已普遍認(rèn)可了微機(jī)保護(hù)在電網(wǎng)中無可替代的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)保護(hù)具有自檢功能，有強(qiáng)大的邏輯處理能力、數(shù)值計(jì)算能力和記憶能力，并且具備很強(qiáng)的數(shù)字通信能力，這一切都是電磁繼電器、晶體管繼電器所難以匹敵的。計(jì)算機(jī)技

3、術(shù)的進(jìn)步，更高性能、更高精度的數(shù)字外圍器件的采用，一直是微機(jī)繼電保護(hù)不斷發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。 微機(jī)保護(hù)經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，其未來趨勢(shì)向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。第一章 繼電保護(hù)的配置1.1 6kV線路L1719保護(hù)配置選擇電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置配置的總原則是當(dāng)

4、電網(wǎng)中任一元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)盡可能快速的將故障元件切除，使故障損失限制到最小，并快速恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。3-110kv電網(wǎng)的繼電保護(hù)，應(yīng)當(dāng)滿足可靠性、靈敏性、速動(dòng)性、選擇性四項(xiàng)基本要求。按照繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程（GB14285-93）及電力裝置的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50062-92）的要求對(duì)于310kV中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)的線路，對(duì)相間短路和單相接地，應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)。保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)后備方式。對(duì)單側(cè)電源線路，可裝設(shè)三段式過電流保護(hù)。第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)（保護(hù)范圍小于被保護(hù)線路的全長(zhǎng)一般設(shè)定為被保護(hù)線路的全長(zhǎng)的85），第二段為限時(shí)電流速斷保護(hù)（保護(hù)范圍

5、能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)或下一回線路的15%），第三段為定時(shí)限過電流保護(hù)（保護(hù)范圍能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)和相鄰線路的全長(zhǎng)）。 對(duì)單相接地故障，應(yīng)在發(fā)電廠和變電站母線上，裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置，監(jiān)視裝置反映零序電壓，動(dòng)作于信號(hào)?？赡軙r(shí)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路，或電纜與架空混合線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)宜帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，必要時(shí)可動(dòng)作于跳閘。由于本系統(tǒng)中出線6kV線路均為單側(cè)電源線路，可考慮配置一段電流速斷保護(hù)、一段限時(shí)電流速斷保護(hù)、一段定時(shí)限過電流保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)及三相一次重合閘。根據(jù)變電所的主接線圖和一次設(shè)備的具體參數(shù)，并通過南瑞繼保選擇MT-L54X裝置作為微機(jī)保護(hù)器。第二章 微機(jī)保護(hù)裝置的簡(jiǎn)介與接線方法

6、微機(jī)保護(hù)的現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜的保護(hù). 微機(jī)具有高速運(yùn)算、邏輯判斷和記憶能力，微機(jī)保護(hù)是通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，具有極大的靈活性，也因而微機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的保護(hù)功能，也可以實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)保護(hù)模式無法實(shí)現(xiàn)的新功能。目前，微機(jī)保護(hù)的平均無故障時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十萬小時(shí)以上，這說明了微機(jī)保護(hù)是十分可靠的。微機(jī)保護(hù)經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。近年來，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及光電子技術(shù)日新月異的進(jìn)步，現(xiàn)代電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的新形勢(shì)，對(duì)微機(jī)保護(hù)技術(shù)

7、的發(fā)展提出了許多新的課題及挑戰(zhàn)。文章對(duì)現(xiàn)代微機(jī)保護(hù)軟硬件技術(shù)的發(fā)展及設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入分析和闡述，提出了新的設(shè)計(jì)思路和解決問題的新概念新方法。 特高壓輸電線和直流輸電在國內(nèi)的建設(shè)、大容量緊湊型輸電技術(shù)的應(yīng)用、FACTS技術(shù)的發(fā)展，變電站自動(dòng)化技術(shù)的成熟以及集成智能化電力設(shè)備（智能開關(guān)及組合電器）、電子或光電式互感器的投入運(yùn)行都對(duì)微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展提出了新的課題，他們對(duì)保護(hù)運(yùn)行的可靠性、抗干擾能力、快速性、靈敏性，保護(hù)的構(gòu)成方式，保護(hù)動(dòng)作行為的改進(jìn)，保護(hù)裝置的高速通信能力以及保護(hù)新原理研究等方面提出了更高的要求。在新的硬件和軟件基礎(chǔ)上，這些性能需求能夠得到更好的滿足和實(shí)現(xiàn)。 微機(jī)保護(hù)在現(xiàn)場(chǎng)的普遍應(yīng)用

8、已經(jīng)為現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)人員帶來了無可比擬的優(yōu)越性，不僅保護(hù)的正確動(dòng)作率大大提高，而且由于其調(diào)試的方便性使調(diào)試工作量大為減少，從而縮短了調(diào)試時(shí)間。然而，實(shí)現(xiàn)裝置內(nèi)部100%的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視和自檢，特別是加強(qiáng)對(duì)裝置內(nèi)部薄弱部位的監(jiān)視以及實(shí)現(xiàn)裝置的全自動(dòng)化測(cè)試，不僅是繼電保護(hù)裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，更是現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)工作者不斷追求的目標(biāo)。微機(jī)繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)1.維護(hù)調(diào)試方便： 目前國內(nèi)大量使用的整流型或晶體管型繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工作量很大，尤其是一些復(fù)雜保護(hù)，例如距離保護(hù)，調(diào)試一套常常需要一周，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。究其原因，這類保護(hù)裝置是布線邏輯的，保護(hù)的每一種功能都有相應(yīng)的硬件器件和連線來實(shí)現(xiàn)。為確認(rèn)保護(hù)裝

9、置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗(yàn)來校核一遍。微機(jī)保護(hù)則不同，它的硬件是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來實(shí)現(xiàn)的。換言之，它是一個(gè)只會(huì)做幾種單調(diào)的、簡(jiǎn)單操作的硬件，配以軟件，把許多簡(jiǎn)單操作組合完成各種復(fù)雜功能的。因而只要用幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作就可以 檢驗(yàn)微機(jī)的硬件是否完好?；蛘哒f如果微機(jī)硬件有故障，將會(huì)立即表現(xiàn)出來，如果硬件完好，對(duì)于以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計(jì)時(shí)一樣（這很容易檢查），就必然會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，用不著逐臺(tái)作各種模擬試驗(yàn)來檢驗(yàn)每一種功能是否正確。實(shí)際上如果經(jīng)檢查，程序和設(shè)計(jì)時(shí)的 完全一樣，就相當(dāng)于布線邏輯的保護(hù)裝置的各種功能已被檢查完畢。一般微機(jī)保護(hù)裝置都具有自檢功

10、能，對(duì)硬件各部分和存放在EPROM中的程序不段進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常會(huì)發(fā)出警報(bào)。通常只要接上電源后沒有警報(bào)，就可確認(rèn)裝置完好。所以對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置可以說幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運(yùn)行維護(hù)的工作量。2.可靠性高： 計(jì)算機(jī)在程序指揮下，有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，因而它可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)保護(hù)很難辦到的自動(dòng)糾錯(cuò)，即自動(dòng)地識(shí)別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動(dòng)作。另外，它有自診斷能力，能夠自動(dòng)檢測(cè)出本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動(dòng)，因此可靠性很高。3.易于獲得附加功能： 應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，如果配置一個(gè)打印機(jī)，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。例如保護(hù)各部分的動(dòng)作順序和

11、動(dòng)作時(shí)間記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點(diǎn)的位置。這將有助于運(yùn)行部門對(duì)事故的分析和處理。4.靈活性大： 由于計(jì)算機(jī)保護(hù)的特性主要有軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護(hù)的特性和功能。從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。5.保護(hù)性能得到很好改善： 由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使很多原有型式的繼電保護(hù)中存在的技術(shù)問題，可找到新的解決辦法。例如對(duì)接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護(hù)如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。6.保護(hù)裝置體積縮?。?一套微機(jī)保護(hù)裝置，可以實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能，例如一套LFP-901A微機(jī)保護(hù)裝置有3個(gè)獨(dú)立的CPU可以實(shí)現(xiàn)距離

12、保護(hù)、零序保護(hù)、自動(dòng)重合閘等功能。因此在組屏?xí)r，體積要縮小，便于現(xiàn)場(chǎng)的按裝維護(hù)。微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行原理微機(jī)保護(hù)裝置的數(shù)字核心一般由CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、Watchdog等組成。目前數(shù)字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所說的單片機(jī);輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換回路（將CT、PT所測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成更低的適合內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換的電壓量，2.5V、5V或10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉(zhuǎn)換）和數(shù)字量輸入輸出通道（人機(jī)接口和各種告警信號(hào)、跳閘信號(hào)及電度脈沖等）。2.1. PSL620C系列裝置簡(jiǎn)介 SL620C系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置是以距離保護(hù)、零序保護(hù)和三相一次重合閘

13、為基本配置的成套線路保護(hù)裝置，并集成了電壓切換箱和三相操作箱，適用于110KV、66KV或35KV輸配電線路。目前該系列保護(hù)裝置有PSL621C、PSL622C、PSL623C、PSL626C四種型號(hào)。 本系列裝置基本配置（PSL621C）設(shè)有兩個(gè)硬件完全相同的保護(hù)CPU模件，其中一個(gè)保護(hù)CPU完成距離保護(hù)功能，另一個(gè)保護(hù)CPU完成零序保護(hù)和三相一次重合閘功能，各CPU插件之間相互獨(dú)立。各種保護(hù)功能均由軟件實(shí)現(xiàn)。保護(hù)的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)原則。2.1.1 裝置的特點(diǎn)：1、個(gè)性化：裝置采用大屏幕全漢化液晶顯示器，可顯示158個(gè)漢字，顯示信息多。事件和定植全部采用漢字顯示或打印，舍棄了字符表

14、述方式。濾波數(shù)據(jù)波形方式輸出，包括模擬量和重要開關(guān)量，可由突變量或開關(guān)變位啟動(dòng)。定植以漢字表格方式輸出，控制字可按十六進(jìn)制和按功能兩種方式整定。全漢化WINDOWS界面的調(diào)試和分析軟件PSview，不但能完成人機(jī)對(duì)話的功能，還能對(duì)保護(hù)錄波數(shù)據(jù)分析2、大資源：保護(hù)功能摸件模件（CPU）的核心為32位微處理器，配以大容量的RAM和FlashRAM。使得本裝置具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)能力，可記錄的錄波報(bào)告為8-50個(gè)，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據(jù)存入FlashRAM中，裝置掉電后可保持。A/D模件采用16位的A/D轉(zhuǎn)換和有源低通濾波，使本裝置具有極高的測(cè)量精度。采用CAN網(wǎng)作為內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)

15、，數(shù)據(jù)信息進(jìn)出流暢，事件可立即上傳。可獨(dú)立整定32套定植，供改變運(yùn)行方式時(shí)切換使用。3、高可靠性： 裝置采用背插式箱結(jié)構(gòu)和特殊的屏蔽措施，能通過IEC255-22-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級(jí)（4KV10%）快速瞬變干擾實(shí)驗(yàn)，IEC255-22-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級(jí)（空間放電15KV，接觸放電8KV）靜電放電實(shí)驗(yàn)，裝置整體具備高可靠性。組屏可不加抗干擾模件。4、開放性 通信接口方式選擇靈活，與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配合，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方定植修改和切換、事件記錄和錄波數(shù)據(jù)上傳、壓板遙控投退和遙測(cè)、遙信。5、透明化記錄保護(hù)內(nèi)部各元件動(dòng)作行為和錄波數(shù)據(jù)，記錄各元件動(dòng)作時(shí)內(nèi)部各計(jì)算值。記錄保護(hù)在一次鼓掌中發(fā)出的所有事件和當(dāng)前

16、運(yùn)行的定值可將數(shù)據(jù)在PSview軟件上分析保護(hù)內(nèi)部各元件動(dòng)作過程。6、免調(diào)試概念在采樣回路中，選用高精度、高穩(wěn)定的器件。 由于本線路電壓等級(jí)為35KV，所以采用PSL626C2.1.2 PSL626C線路保護(hù)裝置PSL626C適用于小電流接地系統(tǒng)，保護(hù)功能配置：三段式相間距離、僅在有零序電流才投入的用于保護(hù)異地兩點(diǎn)接地的兩段式接地距離、三段式方向過流、低周減載和三相一次重合閘。距離保護(hù)、過流保護(hù)和低周減載，可以通過壓板控制投退。三相一次重合閘由重合閘方式開關(guān)投退。 裝置啟動(dòng)元件除了突變量啟動(dòng)元件外，還配備了一個(gè)過電流啟動(dòng)元件。過電流啟動(dòng)的動(dòng)作條件為：max() 且持續(xù)時(shí)間大于30ms，為過流段

17、電流定值。 相間距離由相間偏移阻抗元件和正序方向元件組成，接地距離由接地偏移阻抗元件、正序方向元件和零序電抗元件組成。接地距離僅在距離壓板投入、接地距離控制字投入并且零序電流大于0.5倍額定電流時(shí)才投入。距離保護(hù)不再采用選相元件。距離保護(hù)可以由控制字選擇振蕩閉鎖功能是否投入。 過流保護(hù)為相過流保護(hù)，設(shè)有段、段、段和加速段，各段可獨(dú)立整定成帶方向或不帶方向。方向元件采用正序電壓和相電流比相判別。動(dòng)作范圍：-10度到120度。為消除死區(qū)，過流方向元件帶有記憶功能。電壓閉鎖回路在三個(gè)線電壓中的任意一個(gè)高于低電壓定值時(shí)動(dòng)作，閉鎖相應(yīng)段過流保護(hù)。 三相一次重合閘比PSL621C多一種同期方式，即檢查鄰線

18、有流。裝置有一個(gè)發(fā)本線路有電流信號(hào)的開出繼電器和一個(gè)鄰線有電流的開入端子，用作“檢查鄰線有流”重合閘方式的配合。本線路有電流的判據(jù)：a)最大的相電流大于等于0.4b)最大的相電流小于0.4、大于0.04且不是電容電流本線路無電流的判據(jù)：a)最大的相電流小于等于0.4b)最大的相電流小于0.4、大于0.04且是電容電流2.1.3三段式電流保護(hù)三段式電流保護(hù)，各段電流及時(shí)間定值可獨(dú)立整定，通過分別設(shè)置保護(hù)軟壓板來控制這兩段保護(hù)的投退，圖2-1所示為A相1段過電流原理圖，B,C及2段原理圖類同。2.1.4三段電流電壓方向保護(hù)三段電流電壓方向保護(hù)，每一段保護(hù)的電壓閉鎖元件及方向元件均可單獨(dú)投退，通過分

19、別設(shè)置保護(hù)軟壓板控制著三段保護(hù)的投退。圖 2-2所示為A相1段電流電壓方向原理圖，B,C相及2，3段原理圖雷同。2.1.5過流加速保護(hù)裝置設(shè)置了獨(dú)立的加速保護(hù)段，設(shè)有加速斷電流定值及相應(yīng)的時(shí)間定值?？赏ㄟ^軟壓板控制投退，還可通過控制字選擇合閘前加速或合閘后加速，合閘后加速保護(hù)包括手合于鼓掌加速跳與自動(dòng)重合于故障加速跳。裝置的手合加速回路不需要由外部手動(dòng)合閘把手的觸點(diǎn)來啟動(dòng)，直接以TWJ來啟動(dòng)。本保護(hù)在斷路器有流或處于合位后開放3S2.1.6零序電流保護(hù)裝置設(shè)有可整定延時(shí)的一段零序電流保護(hù)，可通過軟壓板投退，同時(shí)通過控制字可選擇跳閘/告警。在不接地或小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，其接地故障點(diǎn)零序電

20、流基本為電容電流，且幅值很小，用零序過流來檢測(cè)接地故障很難保證其選擇性。因此需要裝設(shè)小電流接地選線裝置進(jìn)行接地選線。2.1.7低電壓保護(hù)裝置設(shè)有可整定延時(shí)的一段低電壓保護(hù)，可通過軟壓板投退，同時(shí)通過控制字可選擇跳閘/告警。在系統(tǒng)故障時(shí)電壓降低，可配置低電壓保護(hù)來甩掉部分負(fù)荷。本保護(hù)在有流時(shí)投入，在母線TV斷線可選擇閉鎖。盡管該保護(hù)中配置了許多種保護(hù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行各方面的保護(hù)，但出于對(duì)本網(wǎng)實(shí)際情況的考慮，我們只選擇電流保護(hù)和距離保護(hù)作為主要的保護(hù)。由于35KV電網(wǎng)的零序電流保護(hù)沒有具體的整定原則，所以不選擇零序電流保護(hù)。下面對(duì)這兩個(gè)保護(hù)逐個(gè)進(jìn)行介紹并整定：2.2 線路相間電流保護(hù) 輸電線路發(fā)生短路故

21、障時(shí)，其主要特征是電流增大、電壓降低，利用這兩個(gè)特點(diǎn)可以構(gòu)成電流保護(hù)和電壓保護(hù)。根據(jù)電流整定值選取的原則不同，電流保護(hù)可分為無時(shí)限電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過流保護(hù)三種。2.2.1線路相間電流保護(hù)整定原則過流保護(hù)邏輯方框圖（一）無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算1.動(dòng)作電流的整定原則根據(jù)電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的要求，可以使電流保護(hù)的動(dòng)作不帶時(shí)限，構(gòu)成瞬動(dòng)保護(hù)。為了保證動(dòng)作的選擇性，采取動(dòng)作電流按躲過被保護(hù)線路外部短路時(shí)最大短路電流來整定。這種保護(hù)裝置稱為無時(shí)限電流速斷保護(hù)。保護(hù)1的動(dòng)作電流I可按大于最大運(yùn)行方式下線路末端短路是流過被保護(hù)元件的短路電流來整定，即 I= KIK- 電流保護(hù)第I段可

22、靠系數(shù)，當(dāng)采用DL-10型電磁型電流繼電器時(shí)，取1.21.3；當(dāng)采用GL-10型感應(yīng)型電流繼電器時(shí)，取1.51.6；I系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，線路末端k2點(diǎn)三相短路時(shí)，一次側(cè)暫態(tài)短路電流周期分量有效值，即 按與相鄰變壓器保護(hù)配合整定。當(dāng)相鄰元件為變壓器時(shí)，可以采取與變壓器保護(hù)配合的方式整定以擴(kuò)大保護(hù)范圍。其中：1) 當(dāng)變壓器采用縱聯(lián)保護(hù)時(shí) I= KI式中 I- 變壓器低壓側(cè)母線短路時(shí)，流過本線路的最大短路電流； K - 可靠系數(shù)，取1.31.42) 當(dāng)變壓器采用無時(shí)限電流速斷保護(hù)時(shí) I= K式中 - 并列運(yùn)行變壓器的電流速斷定值； K - 可靠系數(shù)，取1.1同理可得最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)的最大保

23、護(hù)范圍為 式中- 最大運(yùn)行方式下系統(tǒng)等值阻抗要求最小保護(hù)范圍不小于本線路全長(zhǎng)的15%；最大保護(hù)范圍不小于本線路全長(zhǎng)的50%。3.動(dòng)作時(shí)限的整定 無時(shí)限電流速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)間僅為保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間，整定時(shí)限為0s（二）無時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的整定計(jì)算 當(dāng)無時(shí)限電流速斷保護(hù)的靈敏度不滿足要求時(shí)，可采用無時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)，以提高保護(hù)的靈敏度。該保護(hù)的測(cè)量元件由電流繼電器和電壓繼電器共同組成。它們的觸點(diǎn)構(gòu)成“與”門邏輯關(guān)系，只有當(dāng)兩個(gè)繼電器都動(dòng)作時(shí)，才能作用于斷路器跳閘。 保護(hù)的整定原則與無時(shí)限電流速斷保護(hù)一樣，躲開被保護(hù)線路外部故障。由于它采用了兩個(gè)測(cè)量元件，因此在外部短路時(shí)，只有一個(gè)測(cè)量元

24、件不動(dòng)作，保護(hù)就能保證選擇性。保護(hù)的整定方法是保證在經(jīng)常運(yùn)行方式時(shí)，有較大的保護(hù)范圍。因此，保護(hù)的動(dòng)作電流為 =式中 - 系統(tǒng)等值相電勢(shì) - 系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下的系統(tǒng)等值阻抗 - 線路單位長(zhǎng)度阻抗 - 經(jīng)常運(yùn)行方式下保護(hù)長(zhǎng)度，取0.8倍的線路全長(zhǎng)就是系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行方式下，保護(hù)區(qū)末端三相短路電流。按保護(hù)范圍相等整定，此時(shí)低電壓元件也應(yīng)剛好動(dòng)作，所以它的動(dòng)作電壓為 在被保護(hù)線路外部短路時(shí)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作，在經(jīng)常運(yùn)行方式大的運(yùn)行方式下，保護(hù)的選擇性由低電壓元件來保證；反之，由電流元件保證。（三）帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算由于無時(shí)限電流速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，其保護(hù)范圍外的故障必須由另外的保護(hù)來切除

25、。為了保證速動(dòng)性的要求，用盡可能短的時(shí)限來切除該部分的故障，可以增設(shè)第二套保護(hù)即段電流速斷保護(hù)。1. 動(dòng)作電流的整定原則(1) 相鄰線路裝有無時(shí)限電流速斷保護(hù)時(shí) I=KI式中 I- 相鄰線路無時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流 K- 可靠系數(shù) 取 1.11.2(2) 相鄰線路裝有無時(shí)限閉鎖電壓速斷保護(hù)時(shí)，保護(hù)動(dòng)作電流的整定必須與其電流元件和電壓元件的動(dòng)作值配合，并取大者為整定值。其中： 1) 與電流元件配合時(shí)，可按上式計(jì)算，但式中的I應(yīng)改用相鄰線路無時(shí)限電流閉鎖電壓速斷保護(hù)元件的動(dòng)作電流。 2) 與電壓元件配合時(shí) =式中 - 相鄰線路電壓元件最小保護(hù)區(qū)末端短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)的最大短路電流 K- 可靠系數(shù)

26、 取 1.11.2 2. 動(dòng)作時(shí)限的整定當(dāng)與相鄰線路電流段保護(hù)配合時(shí)，動(dòng)作時(shí)限為 式中 - 相鄰線路段保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，按0s計(jì) t - 時(shí)限級(jí)差，一般取0.5s 當(dāng)與相鄰線路電流段保護(hù)配合時(shí)，動(dòng)作時(shí)限為 (四) 定時(shí)限過流保護(hù)的整定計(jì)算 1. 按躲過線路可能流過的最大負(fù)荷電流整定 式中 - 通過保護(hù)的最大負(fù)荷電流 - 可靠系數(shù)，取1.151.25 - 返回系數(shù)，取0.85 - 負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)，取253. 、動(dòng)作時(shí)限的整定原則按階梯原則整定，即 式中 - 相鄰元件過電流保護(hù)的最大延時(shí)。(五)低電壓閉鎖過電流保護(hù)的整定計(jì)算當(dāng)采用過電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí)，可采用低電壓閉鎖過電流保護(hù)。其整定計(jì)算方

27、法如下：1. 電流元件動(dòng)作電流的計(jì)算 式中 - 流過保護(hù)的正常負(fù)荷電流；2. 電壓元件動(dòng)作電壓的計(jì)算 0.7式中 - 最小工作線電壓 - 額定線電壓 - 可靠系數(shù)，取0.9 - 返回系數(shù) ，取1.153. 電流元件的靈敏度校驗(yàn)同近后備和遠(yuǎn)后備的校驗(yàn)4. 電壓元件的靈敏度校驗(yàn) 式中 - 被保護(hù)線路末端短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大剩余電壓。5. 動(dòng)作時(shí)間的整定動(dòng)作時(shí)間的整定按階梯原則進(jìn)行。上面所計(jì)算的各種保護(hù)的動(dòng)作電流和動(dòng)作電壓的一次數(shù)值。如果要求計(jì)算次側(cè)動(dòng)作值，可按下述兩式進(jìn)行：二次動(dòng)作電流為 =式中 - 動(dòng)作電流一次值 - 電流互感器的接線系數(shù)，采用星形接線時(shí)，取1；采用三角形接線時(shí)，取 - 電流

28、互感器的變比二次動(dòng)作電壓為 式中 - 動(dòng)作電壓的一次值 - 電壓互感器的變比此外，對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷的電纜線路或電纜與架空線的混合線路應(yīng)裝設(shè)過負(fù)保護(hù)。其動(dòng)作電流按下式計(jì)算 =式中 - 可靠系數(shù)，取1.05； - 返回系數(shù)，取0.85 - 電纜線路的額定電流。2.3重合閘繼電器 本裝置的重合閘為三相一次重合閘。重合閘由本保護(hù)跳閘接點(diǎn)返回時(shí)啟動(dòng)、斷路器位置啟動(dòng)或“其他保護(hù)動(dòng)作”開入量啟動(dòng)。重合閘放電條件： 1.有“閉鎖重合閘”開入 2.控制回路斷線10秒后跳位繼電器動(dòng)作 3.保護(hù)永跳動(dòng)作或重合閘動(dòng)作 4.有手合或手跳開入 5.有遙跳或遙合命令 6.“低氣壓閉鎖重合閘”開入持續(xù)400毫秒后重合閘啟動(dòng)

29、（重合閘啟動(dòng)后禁止“低氣壓閉鎖重合閘”開入） 7.充電未滿時(shí)保護(hù)啟動(dòng)、保護(hù)動(dòng)作或跳位繼電器動(dòng)作 8.重合閘啟動(dòng)后重合閘計(jì)時(shí)條件不滿足持續(xù)10秒 9.跳位繼電器動(dòng)作持續(xù)30秒 以上任一條件滿足時(shí)重合閘放電。 重合閘充電條件：1. 重合閘放電條件均不滿足 2. 保護(hù)未啟動(dòng) 3. 保護(hù)未動(dòng)作 4. 跳位繼電器返回 以上所有條件都滿足時(shí)重合閘充電。 由控制字選擇在開關(guān)偷跳時(shí)是否啟動(dòng)重合閘，開關(guān)偷跳后，重合閘按整定檢同期方式動(dòng)作。重合閘有四種方式：非同期、檢無壓、檢同期、檢無壓方式在有壓時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)檢同期。在線路抽取電壓或母線電壓小于0.75倍額定電壓時(shí)檢同期元件閉鎖。2.4微機(jī)保護(hù)裝置安裝位置上圖中畫圈出

30、為電流三段保護(hù)安裝位置，下圖為繼電保護(hù)裝置連接圖。2.5裝置接線電源模件原理及輸入接線圖 TRIP跳閘出口模件電原理及接點(diǎn)輸出圖 第三章 保護(hù)定值的整定3.1 6kV線路L1719保護(hù)整定計(jì)算當(dāng)出線線路發(fā)生單相短路點(diǎn)直接接地時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)分析相關(guān)內(nèi)容，可得：If1=If0=1011(A)；當(dāng)出線線路發(fā)生兩相直接短路時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)分析相關(guān)內(nèi)容，可得：If1 =2520(A)此時(shí)無零序電流；當(dāng)出線線路發(fā)生兩相短路接地時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)分析相關(guān)內(nèi)容，可得： If1=2880(A)If0=-2880*=-720（A）當(dāng)出現(xiàn)線路發(fā)生三相短路時(shí)，根據(jù)電力系統(tǒng)分析相關(guān)內(nèi)容，可得：If1=5040（A）此時(shí)

31、無零序電流；取出線線路發(fā)生兩相短路接地時(shí)零序電流最小值720A為短路電流值靈敏系數(shù)校驗(yàn)滿足要求。3.2 出線電流速斷保護(hù)整定計(jì)算動(dòng)作電流的整定：Iop。I=Krel*Ikmin=1.3*720= 936 A；速斷保護(hù)區(qū)計(jì)算：Iop。I=*所以L=2km,所以保護(hù)范圍為2/2.5=80%3.3 出線限時(shí)電流速斷保護(hù)整定計(jì)算1啟動(dòng)電流的整定：Iop.II=KrelII Iop。I=1.2*936=1123 (A)2延時(shí)電流速斷時(shí)間：一般考慮與相鄰下一級(jí)線路保護(hù)I段配合，由于線路為直供用戶線路，無下一級(jí)線路可配合，取：T2=0.5秒；3.4 出線定時(shí)限過電流保護(hù)整定計(jì)算1啟動(dòng)電流計(jì)算：Iop.III

32、=*=912（A）2、過電流保護(hù)時(shí)間T3=1.0秒第四章 微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4.1保護(hù)動(dòng)作范圍電流互感器最大誤差系數(shù)，按其銘牌參數(shù)取0.050.1，由于保護(hù)最小整定值為Iop.III=912A所以當(dāng)電流小于912（1-10%）時(shí)保護(hù)可靠不動(dòng)作。當(dāng)短路電流值大于912（1+10%）時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)由短路電流整定計(jì)算可知：Iop。I=Krel1.33.6= 4.68k AIop.II = Iop。I=4.86=0.0585KAIop.III =Il.max =0.364KA當(dāng)電流在0A-433A時(shí)， 三段保護(hù)均不動(dòng)作。當(dāng)電流在433A-585A時(shí)，線路段過電流保護(hù)經(jīng)過1.0秒跳閘。當(dāng)電流在585A-4680A時(shí)，線路段過電流保護(hù)動(dòng)作，線路段延時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，最后由線路段延時(shí)電流速斷保護(hù)經(jīng)0.3迅速跳閘。當(dāng)電流大于4680A時(shí)，線路段過電流保護(hù)動(dòng)作，線路段延時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，線路段電流速斷保護(hù)動(dòng)作，最后由線路段電流速斷保護(hù)立即跳閘。結(jié)論本次設(shè)計(jì)是針