繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)110kv電網(wǎng)繼電保護(hù)配置與線路保護(hù)整定計(jì)算

1、南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)1 概述 電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線以及用電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置能夠快速、可靠、有選擇地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受損壞，既能保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常，又能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效方法之一。而課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在校期間的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，對實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)（或研究）的綜合性訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新精神，增強(qiáng)工程觀念，以便更好地適應(yīng)工作的需求。本次課程設(shè)計(jì)為給110kv電網(wǎng)繼

2、電保護(hù)配置與線路保護(hù)整定計(jì)算，學(xué)習(xí)規(guī)程確定系統(tǒng)運(yùn)行方式，變壓器運(yùn)行方式。選擇各元件保護(hù)方式，計(jì)算發(fā)電機(jī)、變壓器、線路的參數(shù)，確定保護(hù)方式及互感器變比；首先選擇過電流保護(hù)，對電網(wǎng)進(jìn)行短路電流計(jì)算，包括適中電流的正序、負(fù)序、零序電流的短路計(jì)算，整定電流保護(hù)的整定值。在過電流保護(hù)不滿足的情況下，相間故障選擇距離保護(hù)，接地故障選擇零序電流保護(hù)，同時(shí)對距離保護(hù)、零序電流保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。2 運(yùn)行方式2.1最大最小運(yùn)行方式 繼電保護(hù)整定計(jì)算用的運(yùn)行方式，是在電力系統(tǒng)確定好遠(yuǎn)行方式的基礎(chǔ)上、在不影響繼電保護(hù)效果的前提下，為提高繼電保護(hù)對運(yùn)行方式變化的適應(yīng)能力而進(jìn)一步選擇的。 確定運(yùn)行方式的限度，就是確定最大

3、和最小運(yùn)行方式，它應(yīng)滿足常見運(yùn)行方式為基礎(chǔ)、在不影響保護(hù)效果的前提下，適當(dāng)加達(dá)變化范圍。其一般原則如下： (1) 必須考慮搶修與故障兩種狀態(tài)的重疊出現(xiàn)。 (2) 不考慮極少見的特殊方式。必要時(shí)，可采取臨時(shí)的特殊措施加以解決。 最大運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最小的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最大的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)所選用的開關(guān)電器的穩(wěn)定性。 最小運(yùn)行方式，是系統(tǒng)在該方式下運(yùn)行時(shí)，具有最大的短路阻抗值，發(fā)生短路后產(chǎn)生的短路電流最小的一種運(yùn)行方式。一般根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式的短路電流值來校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度。2.2接地運(yùn)行方式2.2.1中性

4、點(diǎn)有效接地系統(tǒng)發(fā)生單項(xiàng)短路時(shí)，三相立即切除，供電的可靠性差，對低電壓無變化，適用于110kv及以上的系統(tǒng)。2.2.2中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對打的電壓為零，各相對低電壓等于相電壓。發(fā)生單項(xiàng)接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對地電壓可達(dá)相電壓，完好相對低電壓可達(dá)線電壓，接地相對地電壓為零。適用于電壓小于500kv的裝置。根據(jù)以上說明本系統(tǒng)變壓器（t1、t2、t3）有一臺或兩臺采用中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，另外的采用中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)，終端變壓器（t4、t5、 t6、t7）采用中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)2.3本電網(wǎng)運(yùn)行方式本電網(wǎng)的最大運(yùn)行方式為系統(tǒng)s在最大運(yùn)行方式下發(fā)電廠三臺發(fā)電機(jī)同時(shí)投入運(yùn)行，廠內(nèi)有一至兩臺

5、主變壓器中性點(diǎn)接地，變電所兩臺主變壓器并列運(yùn)行，作為終端變壓器一般不接地。 本電網(wǎng)的最小運(yùn)行方式為系統(tǒng)s在最小運(yùn)行方式下發(fā)電廠有一臺發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行，即發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行，廠內(nèi)有一至兩臺主變壓器中性點(diǎn)接地，變電所兩臺主變壓器獨(dú)自運(yùn)行，作為終端變壓器一般不接地。3保護(hù)配置3.1發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)配置3.1.1配置原則1) 根據(jù)國家電網(wǎng)公司防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（國電發(fā)2000589號）第20.1.4條規(guī)定，“為提高繼電保護(hù)的可靠性，對重要的路線和設(shè)備必須堅(jiān)持設(shè)立兩套獨(dú)立的主保護(hù)的原則，并且兩套保護(hù)宜為不同原理和不同廠家的產(chǎn)品，對重要元件應(yīng)充分考慮 后背保護(hù)的設(shè)置，200mw及以上容量的發(fā)

6、電機(jī)設(shè)備應(yīng)配置兩套完整的互相獨(dú)立的主保護(hù)和后備保護(hù)”。2) 根據(jù)國電公司25項(xiàng)反措第11.6條要求精神，防止發(fā)電機(jī)變壓器組和變壓器的主斷路器出現(xiàn)非全相運(yùn)行，引起設(shè)備事故或擴(kuò)大為系統(tǒng)事故，220kv及以上發(fā)電機(jī)變壓器組和變壓器的主斷路器及母聯(lián)、母線分段斷路器應(yīng)選用三相聯(lián)動(dòng)的雙跳斷路器。3) 發(fā)變組保護(hù)技術(shù)要求高，對運(yùn)行安全性，可靠性有嚴(yán)格的要求，必須選用有良好運(yùn)行實(shí)績的危機(jī)發(fā)變組保護(hù)。根據(jù)以上的原則110kv輸電線路方式為：相間距離保護(hù)和零序電流保護(hù)。其中段、作為主保護(hù)，段作為后備保護(hù)。3.1.2 發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)方式的選擇與配置3.1.2.1 發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)配置 （1）差動(dòng)保護(hù)發(fā)電機(jī)

7、定子繞組相間短路是一種嚴(yán)重的故障，為防止其危害，要裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（2）發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù)大型發(fā)電機(jī)由于額定電流大，定子繞組每相都由兩個(gè)或以上的并聯(lián)支路組成。同一支路或同相不同支路繞組之間的短路稱為匝間短路。發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行中，定子繞組由于電暈腐蝕，長期受熱，機(jī)械振動(dòng)以及機(jī)械磨損等因素的影響，匝間絕緣將會逐步劣化。發(fā)生匝間短路后，在匝間電勢的作用下，短路繞組內(nèi)將形成很大的短路環(huán)流，其值甚至超過機(jī)端三相短路電流，因此定子繞組匝間短路是發(fā)電機(jī)不容忽視的一種嚴(yán)重故障形式。（3）發(fā)電機(jī)定子繞組的接地保護(hù)發(fā)電機(jī)發(fā)生單相接地故障的危害，主要表現(xiàn)在故障點(diǎn)的電弧將燒傷鐵芯并進(jìn)一步擴(kuò)大定子繞組的損壞范圍。

8、同時(shí)繞組發(fā)生一點(diǎn)接地后，如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則當(dāng)繞組再發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí)，就會造成匝間或相間故障，使發(fā)電機(jī)定子遭受更嚴(yán)重的損壞。 （4）主變零序保護(hù)大型電力變壓器高壓側(cè)所連接的都是中性點(diǎn)直接接地的高壓電力系統(tǒng)，配置于變壓器高壓側(cè)的零序保護(hù)，是用來作為變壓器、相鄰母線及輸電線路的單相接地故障的后備保護(hù)。（5）低阻抗保護(hù)低阻抗保護(hù)用于防護(hù)發(fā)電機(jī)及變壓器內(nèi)部相間短路，作為發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的后備，并兼作220kv母線短路的近后備以及220kv輸電線路的遠(yuǎn)后備。（6）對稱過負(fù)荷保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)范圍外部故障，而故障元件的保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，為了能可靠切除故障，在發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。同時(shí)也作為發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的后備

9、。 （7）不對稱過負(fù)荷保護(hù)不對稱過負(fù)荷保護(hù)不僅作為發(fā)電機(jī)相間短路的后備，而且是大型發(fā)電機(jī)反應(yīng)轉(zhuǎn)子表層過熱的主保護(hù)。電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或三相負(fù)荷不平衡時(shí)，定子繞組將流過負(fù)序電流，建立起相對轉(zhuǎn)子兩倍轉(zhuǎn)速的負(fù)序磁場。在轉(zhuǎn)子表層感應(yīng)出數(shù)值很大的100hz電流，引起轉(zhuǎn)子表層過熱、局部灼傷，甚至造成護(hù)環(huán)受熱松脫。此外，產(chǎn)生的100hz交變電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，將引起機(jī)組振動(dòng)。對于大型汽輪發(fā)電機(jī)，由于熱容量相對較小，所以發(fā)熱條件是決定機(jī)組承受負(fù)序電流能力的主要依據(jù)。 （8）發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁指的是勵(lì)磁電流突然消失或下降到靜態(tài)極限所對應(yīng)的勵(lì)磁電流以下（即部分失磁）。失磁的原因主要有：轉(zhuǎn)

10、子繞組短路、勵(lì)磁回路開路、勵(lì)磁系統(tǒng)故障、滅磁開關(guān)誤跳閘以及誤操作等。（9）發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)大型機(jī)組由于自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器故障或功頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)遲緩，在滿載下突然甩負(fù)荷后，出現(xiàn)危及絕緣安全的過電壓是比較常見的現(xiàn)象。 過電壓是造成發(fā)電機(jī)或變壓器過勵(lì)磁的原因之一，因此過電壓保護(hù)尚具有不完全的過勵(lì)磁保護(hù)的功能。（8）過勵(lì)磁保護(hù)引起發(fā)變組中主變過勵(lì)磁的原因有：1）發(fā)電機(jī)在低速下預(yù)熱或啟動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速尚未上升到額定值時(shí)，誤加勵(lì)磁并升壓到額定值，即因頻率較低而導(dǎo)致過勵(lì)磁。2）發(fā)電機(jī)并列過程中，誤加較大勵(lì)磁，使變壓器電壓超過額定值而導(dǎo)致過勵(lì)磁。3）機(jī)組停運(yùn)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，若滅磁開關(guān)未跳，而電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器（avr）仍作用

11、調(diào)壓，而導(dǎo)致過勵(lì)磁。4）機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)，由于電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器（avr）調(diào)整慣性，特別當(dāng)其失靈或停運(yùn)時(shí)，則由于頻率升高趕不上電壓急劇升高而導(dǎo)致過勵(lì)磁。 （11）逆功率保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)由于機(jī)爐保護(hù)動(dòng)作或調(diào)速系統(tǒng)故障，可能會出現(xiàn)主汽門突然關(guān)閉的情況，此后隨著汽輪機(jī)動(dòng)能的消失，發(fā)電機(jī)將迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，即由向系統(tǒng)輸出有功功率變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收有功功率，此即為逆功率。 （12）發(fā)電機(jī)失步保護(hù)發(fā)電機(jī)或機(jī)組群在受到大的擾動(dòng)時(shí)（如相鄰設(shè)備短路故障延時(shí)切除或相鄰大型機(jī)組發(fā)生低勵(lì)故障），并與系統(tǒng)或與系統(tǒng)其余部分電勢間相角的搖擺可能會不斷擴(kuò)大，以致超過180進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)，即為失步，或稱不穩(wěn)定振蕩。3.1.3本電網(wǎng)

12、變壓器的運(yùn)行方式 發(fā)電廠變壓器的運(yùn)行方式為有一至兩臺主變壓器中性點(diǎn)接地，作為終端變壓器一般不接地。3.1.4 本電網(wǎng)發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)類型 本電網(wǎng)中發(fā)變組應(yīng)該裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、失磁保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、定子單相接地保護(hù)、過電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等。表1保護(hù)方式的選擇與配置輸電線路發(fā)電機(jī)-變壓器組相間距離保護(hù)（段）零序電流保護(hù)（段）差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)、失磁保護(hù)、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、定子單相接地保護(hù)、過電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等 3.2線路保護(hù)配置3.2.1配置原則1）110kv系統(tǒng)線路保護(hù)現(xiàn)按遠(yuǎn)后備原則考慮實(shí)施，只配置一套線路微機(jī)保護(hù)。保護(hù)的主要工能為相間距離保護(hù)、接地距離保護(hù)、零序電流保護(hù)和

13、三相一次重合閘。2）同一變電所宜采用同一制造廠的產(chǎn)品。對于110kv線路，保護(hù)和監(jiān)控了兩個(gè)獨(dú)立的單元機(jī)箱應(yīng)裝設(shè)在同一屏上。一面屏上可裝設(shè)兩條線路的保護(hù)和監(jiān)控，以避免不必要的連線，簡化回路接線，提高抗干擾力。3）地區(qū)發(fā)電廠至變電所的110kv聯(lián)絡(luò)線可根據(jù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行或繼電保護(hù)整定配合需要可裝設(shè)一套完整的縱聯(lián)距離保護(hù)（有條件時(shí)可考慮采用光纖通道）。3.2.2本電網(wǎng)線路保護(hù)類型本設(shè)計(jì)中線路發(fā)生相間短路時(shí)采用相間距離保護(hù)（段），接地短路時(shí)采用零序電流保護(hù)（段）。 3.3互感器變比 3.3.1電壓互感器變比根據(jù)電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊韓笑宋麗群主編，電壓互感器的選擇：1） 一次電壓與二次電壓

14、的選擇與配置電壓互感器的一次繞組額定電壓有3kv、6kv、20kv、35kv、110kv、220kv、500kv各級，電壓互感器二次繞組分主二次繞組及輔助二次繞組兩類，即主二次繞組的額定電壓是按下述原則設(shè)計(jì)的：一次繞組接于線電壓時(shí)，二次繞組額定電壓為100v；一次線路接于相電壓時(shí)，二次繞組的額定電壓為。輔助二次繞組的額定電壓按下述原則設(shè)計(jì)：中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為100v；中性點(diǎn)不接待或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，二次繞組額定電壓為。在本次設(shè)計(jì)中選擇的電壓互感器變比是3.3.2電流互感器選擇3.3.2.1選擇原則為降低工程造價(jià)，在設(shè)計(jì)上通常采用測量儀表與繼電保護(hù)共用一組電流互感器

15、的方式，一個(gè)電流互感器內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)鐵芯，每個(gè)鐵芯上有一個(gè)二次繞組，測量儀表和繼電保護(hù)接不同的二次繞組，且供測量儀表的鐵芯與供繼電保護(hù)的鐵芯在特性上有較大差別。測量鐵芯是按電流互感器正常運(yùn)行條件設(shè)計(jì)的，鐵芯截面小，飽和倍數(shù)低；而保護(hù)用鐵芯是按短路條件設(shè)計(jì)的，鐵芯截面大，飽和倍數(shù)高。1） 一次電流的選擇測量儀表用電流互感器的一次電流一般應(yīng)取。其中，為發(fā)電機(jī)或變壓器的額定電流，對線路應(yīng)是最大負(fù)荷電流。對于直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的測量儀表用電流互感器應(yīng)選用。繼電保護(hù)用電流互感器額定電流應(yīng)大于該電氣主設(shè)備可能出現(xiàn)的最大長期負(fù)荷電流。2)二次電流的選擇標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次額定電流為5a或1a。110kv及以上的電

16、流互感器的額定二次電流宜選1a，這樣可大幅度降低電纜中的有功損耗，在相同的條件下可減輕電流互感器的二次負(fù)擔(dān)，減小電流回路電纜截面，以降低工程造價(jià)。3)額定輸出容量的選擇電流互感器的額定輸出容量是指在額定一次電流、額定變比條件下，保證所要求的準(zhǔn)確級時(shí)，所能輸出的最大容量。可根據(jù)二次負(fù)載所消耗的容量來計(jì)算電流互感器的輸出容量。電流互感器二次負(fù)載所消耗的容量為式中電流互感器的二次額定電流，a;二次回路的負(fù)載阻抗，可采用實(shí)際測量值或通過計(jì)算得到。選擇電流互感器的額定輸出容量。額定容量標(biāo)準(zhǔn)值為5va、10va、15va、20va、25va、30va、40va、50va、60va、80va、100va。注

17、意，對測量儀表用互感器的額定容量只要稍大于二次負(fù)載即可，以保證短路時(shí)鐵芯能迅速飽和，使測量儀表免遭過大的電流所造成的損壞。3)準(zhǔn)確級的選擇為滿足保護(hù)、測量的需要，各個(gè)鐵芯具有的準(zhǔn)確級可以不同。保護(hù)用電流互感器應(yīng)選p級或tp級。p級一般保護(hù)用電流互感器，其誤差是在穩(wěn)態(tài)正弦一次電流條件下的誤差，p級可分為5px,10px兩種，如5p10,5p20,10p10,10p20等，其中“p”表示保護(hù)用鐵芯，p之前的數(shù)字表示綜合誤差即準(zhǔn)確等級，p之后的數(shù)字表示極限準(zhǔn)確倍數(shù)。極限準(zhǔn)確倍數(shù)指電流互感器能滿足綜合誤差要求的最大一次電流值與電流互感器額定一次電流之比值，如5p20的含義是該互感器為保護(hù)用，在一次側(cè)流

18、過的最大電流為其一次額定電流20倍時(shí)，該互感器的綜合誤差不大于5%。在設(shè)計(jì)時(shí)，推薦采用10p型電流互感器鐵芯，只有對精度有特殊要求而10p型鐵芯不能滿足時(shí)才采用造價(jià)相對較高的5p型電流互感器鐵芯。對于測量用電流互感器鐵芯，準(zhǔn)確等級用有0.1級、0.2級、0.3級、0.5級1級、3級、5級等，測量和表計(jì)用的電流互感器一般為0.5級。只作為測量用的允許用1級，對非重要的測量允許使用3級。使用了規(guī)定準(zhǔn)確等級的電流互感器后，并不能確保實(shí)際的電流誤差控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。必須保證二次負(fù)載實(shí)際的消耗伏安數(shù)不超過電流互感器的額定容量。此外，對繼電保護(hù)用電流互感器的一次最大短路電流不應(yīng)超過電流互感器的極限準(zhǔn)確倍

19、數(shù)。3.3.2.2 整定線路sc電流互感器的選擇 所整定線路sc流過的最大負(fù)荷電流即在發(fā)電廠有兩臺發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行，兩變電所都在運(yùn)行狀態(tài)下流過線路sc的電流： 故所選電流互感器的變比為800a1a表2互感器變比選擇名 稱電流互感器電壓互感器變 比 800a/1a110kv/0.1kv4整定計(jì)算4.1參數(shù)計(jì)算4.1.1 標(biāo)幺值計(jì)算（1）發(fā)電機(jī)g電抗標(biāo)幺值可利用公式=0.129求得例如發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值0.129=0.129=0.110同理可求得發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值，見表格3所示。（2）變壓器t電抗標(biāo)幺值可利用公式=求得例如變壓器的電抗標(biāo)幺值同理可求得變壓器電抗標(biāo)幺值，見表格3所示。（3）線路l正序電

20、抗標(biāo)幺值可利用公式=求得例如線路sc的正序電抗標(biāo)幺值=同理可求得線路abbcca的正序電抗標(biāo)幺值，見表格3所示。（4）線路l零序電抗標(biāo)幺值可利用公式=求得例如線路sc的零序電抗標(biāo)幺值=同理可求得線路abbcca的正序電抗標(biāo)幺值，見表格3所示。 表3 發(fā)電機(jī)變壓器線路阻抗值表正序負(fù)序零序發(fā)電機(jī)0.1100.110變壓器0.1000.1000.0800.3330.3330.2660.4200.4200.336線路ab標(biāo)么值0.0420.0420.126有名值5.5545.55416.66bc標(biāo)么值0.0760.0760.228有名值10.0510.0530.15ca標(biāo)么值0.0540.0540.1

21、26有名值7.1417.14116.66sc標(biāo)么值0.1660.1660.498有名值21.9521.9565.864.2相間距離保護(hù)4.2.1距離保護(hù)整定原則 （1）距離段的整定計(jì)算 動(dòng)作阻抗按躲本線路末端接地故障整定為 (4.1)式中 可靠系數(shù)，一般取0.80.85; 本線路的正序阻抗 動(dòng)作時(shí)間 （2）距離段的整定計(jì)算 動(dòng)作阻抗按與相鄰變壓器t6的快速保護(hù)相配合整定為 (4.2) 式中 可靠系數(shù)，考慮變壓器阻抗誤差較大，一般取0.70.75 最小分支系數(shù) 靈敏度校驗(yàn) 距離保護(hù)段，應(yīng)能保護(hù)線路全長，本線路末端短路時(shí)應(yīng)有足夠的靈敏度?？紤]各種誤差因素，要求靈敏系數(shù)應(yīng)滿足 (4.3) 動(dòng)作時(shí)間的

22、整定距離保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)間，應(yīng)比與之配合的相鄰元件保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級差。 (4.4) （3）距離段的整定計(jì)算 考慮到電動(dòng)機(jī)子啟動(dòng)的情況下，保護(hù)段必須立即返回的要求，采用全阻抗特性，則整定值為 (4.5)式中 可靠系數(shù)，一般取1.21.25； 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)系數(shù)，取1.5； 阻抗測量元件的返回系數(shù)，取1.15； 最小負(fù)荷阻抗，一般。 靈敏度校驗(yàn)。 距離保護(hù)的段既作為本線路、段保護(hù)的近后備，又作為相鄰下級設(shè)備的遠(yuǎn)后備保護(hù)，靈敏度應(yīng)分別進(jìn)行校驗(yàn)。 作為近后備時(shí)，按本線路末端短路校驗(yàn)，計(jì)算式為 （4.6）作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰設(shè)備末端短路校驗(yàn)，計(jì)算式為 （4.7） 式中 相鄰設(shè)備的阻抗； 分支系數(shù)最大

23、值。 動(dòng)作時(shí)限 （4.8）式中 與本保護(hù)配合的相鄰元件保護(hù)段（x為或段）最大的動(dòng)作時(shí)間。 （4）轉(zhuǎn)換成二次值 （4.9）4.2.2 s側(cè)距離保護(hù)整定4.2.2.1 s側(cè)距離段整定 （1）動(dòng)作阻抗 距離段動(dòng)作阻抗按躲本線路末端接地故障整定，根據(jù)式（4.1）可得距離段動(dòng)作阻抗一次值為16.85，根據(jù)式（4.9）可得距離段動(dòng)作阻抗二次值為13.42。 （2）動(dòng)作時(shí)間 距離段動(dòng)作時(shí)限為0s4.2.2 1.1s側(cè)距離段整定 （1）動(dòng)作阻抗 距離段分別與下一級線路ca段、線路bc段和變壓器配合，并取三者較小者作為段整定阻抗，由于校驗(yàn)靈敏系數(shù)不滿足，故該與下線路ca段配合，校驗(yàn)靈敏系數(shù)滿足，得距離段動(dòng)作阻抗

24、一次值為46.31，根據(jù)式（4.9）可得距離段動(dòng)作阻抗二次值為33.34。 （2）動(dòng)作時(shí)間 距離段動(dòng)作時(shí)限為1s4.2.2.1.2s側(cè)距離段整定 （1）動(dòng)作阻抗 距離段動(dòng)作阻抗按躲開最小的負(fù)荷阻抗整定，根據(jù)式（4.5）可得距離段動(dòng)作阻抗一次值為69.11，根據(jù)式（4.9）可得距離段動(dòng)作阻抗二次值為49.75。 （2）動(dòng)作時(shí)間 距離段動(dòng)作時(shí)限為2.5s4.2.2.2 c側(cè)距離保護(hù)整定 由于c側(cè)沒有下一級線路，故只需整定段和段。4.2.2.2.1 c側(cè)距離段整定(1）動(dòng)作阻抗 距離段動(dòng)作阻抗按躲本線路末端接地故障整定，根據(jù)式（4.1）可得距離段動(dòng)作阻抗一次值為17.680，根據(jù)式（4.9）可得距離

25、段動(dòng)作阻抗二次值為12.858。（2）動(dòng)作時(shí)間 距離段動(dòng)作時(shí)限為0s4.2.2.2.2 c側(cè)距離段整定（1）動(dòng)作阻抗 距離段動(dòng)作阻抗按躲開最小的負(fù)荷阻抗整定，根據(jù)式（4.5）可得距離段動(dòng)作阻抗一次值為49.155，根據(jù)式（4.9）可得距離段動(dòng)作阻抗二次值為35.749。（2）動(dòng)作時(shí)限距離段動(dòng)作時(shí)限為1s 表4 相間距離保護(hù)整定值表 保護(hù)段整定段一次值二次值時(shí)限t（s）靈敏系數(shù)s側(cè)段18.6513.420/段46.3133.3412.03段69.1149.752.5近：2.68 遠(yuǎn)(1)2.16(2)1.98 c側(cè)段18.6513.560/iii段69.1149.751近：2.684.3零序保護(hù)

26、4.3.1整定原則1） 零序電流保護(hù)段的整定計(jì)算 動(dòng)作電流按躲過區(qū)外接地短路的最大三倍零序電流整定位 (1.9)式中 可靠系數(shù)，取值不小于1.3； 區(qū)外接地短路的最大三倍零序電流，對于單回線一般取本線路末端接地短路時(shí)的最大三倍零序電流。必須考慮正序等值阻抗和零序等值阻抗的比值，當(dāng)時(shí)取單相接地電流，時(shí)取兩相接地短路的電流；保護(hù)范圍零序電流段的保護(hù)范圍應(yīng)不小于線路全長的15%20%。動(dòng)作時(shí)間 零序電流段的動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)限。2)零序電流保護(hù)段的整定計(jì)算. 動(dòng)作電流 按本線路末端接地短路時(shí)有足夠靈敏度整定，即 (1.10)式中 相鄰線路末端接地故障的最小零序電流；靈敏系數(shù)，取值不小于1

27、.3。動(dòng)作時(shí)間在相鄰保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的基礎(chǔ)上高一個(gè)時(shí)間級（0.5s）。4.3.2 s側(cè)零序電流保護(hù)整定4.3.2.1 s側(cè)零序電流段整定（1）動(dòng)作電流零序電流段的動(dòng)作電流應(yīng)該躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)流過本線路的最大零序電流，可得零序電流段的動(dòng)作電流一次值為5616.94a，可得零序電流段的動(dòng)作電流二次值為7.018a。（2）動(dòng)作時(shí)限零序電流段的動(dòng)作時(shí)限為0s4.3.2.2 s側(cè)零序電流段整定(1)動(dòng)作電流 零序電流段保護(hù)區(qū)不超出相鄰線路零序電流段保護(hù)區(qū)，可得零序電流段的動(dòng)作電流一次值為1856.4a,可得零序電流段的動(dòng)作電流二次值為2.30a。(2) 動(dòng)作時(shí)限 零序電流段的動(dòng)作時(shí)

28、限為0.5s4.3.2.3 s側(cè)零序電流整定(1)動(dòng)作電流 零序電流段可得零序電流段的動(dòng)作電流一次值為329.8a，可得零序電流段的動(dòng)作電流二次值為0.412a。(2)動(dòng)作時(shí)限 零序電流段的動(dòng)作時(shí)限為2.5s 4.3.3 c側(cè)零序電流保護(hù)整定由于c側(cè)沒有下一級線路，故只需整定段和段。4.3.1 c側(cè)零序電流段整定 (1）動(dòng)作電流零序電流段的動(dòng)作電流應(yīng)該躲過被保護(hù)線路末端發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)流過本線路的最大零序電流，可得零序電流段的動(dòng)作電流一次值為5238.7a，可得零序電流段的動(dòng)作電流二次值為6.548a。 （2）動(dòng)作時(shí)間 零序電流段動(dòng)作時(shí)限為0s4.3.2 c側(cè)距離段整定 （1）動(dòng)作電流

29、 零序電流段可得零序電流段的動(dòng)作電流一次值為269.55a，根據(jù)式（4.6)可得零序電流段的動(dòng)作電流二次值為0.336a。 （2）動(dòng)作時(shí)限 零序電流段動(dòng)作時(shí)限為1s表5 零序保護(hù)電流整定值表保護(hù)段整定段電流值 (一次側(cè)值)電流值 (二次側(cè)值)動(dòng)作時(shí)間（s）靈敏系數(shù)保護(hù)1段5614.927.0180/段1856.42.32011.6段329.80.4122.5近9.55遠(yuǎn)（1）21.40（2）9.88保護(hù)2段5238.76.5480/段269.550.3361近5.685小結(jié)本設(shè)計(jì)中為110kv輸電線路及變壓器組t1選擇合理的保護(hù)方式，110k輸電線路采用了反應(yīng)相間故障的距離保護(hù)整定計(jì)算和反應(yīng)接

30、地故障的零序保護(hù)整定計(jì)算，本方案整定線路sc段。對于被保護(hù)線路保護(hù)方式的選擇分相間短路時(shí)線路的距離保護(hù)，和接地短路時(shí)線路的接地零序保護(hù)。距離保護(hù)是利用短路時(shí)的電壓，電流同時(shí)變化的特征，測量電壓與電流的比值，反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離而工作的保護(hù)。一般分三段整定，其中i段可以保護(hù)全線路的80%85%，按躲過本線路末端故障時(shí)測量阻抗，其動(dòng)作時(shí)間為0s，可以做到速斷，ii段可以和相鄰線路保護(hù)配合，也可以和相鄰變壓器配合，既與相鄰線路的距離i段配合，若靈敏度不滿足則與相鄰線路保護(hù)ii段 配合，也按躲過相鄰變壓器低壓側(cè)故障時(shí)整定，動(dòng)作時(shí)間一般為0.5s1.0s通常能靈敏而快速切除全線路范圍內(nèi)的故障。由

31、i段和ii段構(gòu)成線路的主保護(hù)，iii段按躲過最小負(fù)荷阻抗整定，動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。利用短路時(shí)的電壓，電流的變化特征，通過測量故障阻抗來確定故障所處的范圍，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，靈敏度高，動(dòng)作情況受到電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的影響小，能在多側(cè)電源的高壓及超高壓復(fù)雜電力系統(tǒng)中應(yīng)用。對于電流，電壓保護(hù)來說，距離保護(hù)的構(gòu)成，接線和算法都比較復(fù)雜，裝置自身的可靠性稍差。零序電流保護(hù)反應(yīng)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中發(fā)生接地故障短路時(shí)的零序電流分量，零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序?yàn)V過器，通常有三段組成，i段按躲開下段線路出口處單項(xiàng)接地故障時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流來整定，其保護(hù)范圍不小于線路全長的15%20%，動(dòng)作時(shí)

32、限為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)限。ii段按與相鄰線路零序保護(hù)配合，既與相鄰線路零序電流保護(hù)的i段配合整定，若為單項(xiàng)接地時(shí)，靈敏度校驗(yàn)應(yīng)按照兩相接地短路時(shí)計(jì)算，若不滿足，可按與相鄰線路零序電流保護(hù)ii段配合整定。動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)超過1.5s，iii段躲過本線末端相間短路時(shí)最大不平衡電流，與相鄰線路首端最大兩相短路電流來整定，靈敏度按照相鄰元件末端接地短路時(shí)，流過本保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn)。零序電流保護(hù)直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響很小。此外，由于線路零序阻抗遠(yuǎn)較正序阻抗大，故線路始端與末端短路時(shí)，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序一段保護(hù)范圍較大，也較穩(wěn)定，零序二段保護(hù)的靈敏系數(shù)也易于滿足要求。方向性零序

33、保護(hù)沒有電壓死區(qū)。課程設(shè)計(jì)使所學(xué)課程的知識進(jìn)行強(qiáng)化，提高了分析問題和解決問題的能力，拉近課堂與工程設(shè)計(jì)的距離，掌握了對電力系統(tǒng)各元件配置相應(yīng)的保護(hù)和對線路的整定。并且進(jìn)行設(shè)計(jì)技能、計(jì)算繪圖及編寫說明書的初步訓(xùn)練。能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。6 參考文獻(xiàn)1劉萬順.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析.北京：中國電力出版社,2006。2崔家佩等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算.北京：水利電力出版社，1995。3李斌.隆賢林. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置. 北京：中國水利水電出版社，2007。4許建安 .繼電保護(hù)整定計(jì)算.北京：中國水利水電出版社， 2001。5馬永翔 .電力系統(tǒng)繼電保護(hù).重慶大學(xué)出版社，2007。6東北電力設(shè)計(jì)院.繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程dl400-91.電力 版社，1991。7西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（二）.北京：水利電力出 社，1990。計(jì)算書1參數(shù)的計(jì)算11發(fā)電機(jī)阻抗計(jì)算 =0.129100/50/0.8=0.110 1.2變