電網(wǎng)的零序電流保護設計-本科畢業(yè)設計論文（可編輯）

1、 本科畢業(yè)設計 論文 電網(wǎng)的零序電流保護設計學 院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 年級班別 學 號 學生姓名 指導教師 目 錄0 緒 論101 本課題研究背景及意義102 繼電保護的發(fā)展概況1103 論文的主要工作21 原始資料分析32 系統(tǒng)各元件參數(shù)計算及各序網(wǎng)絡圖的繪制421 元件參數(shù)標么值計算422 正負零序網(wǎng)絡圖的繪制63 線路短路電流計算84 中性點直接接地系統(tǒng)的零序保護整定計算1941 零序保護的概念與構(gòu)成特點1942 零序電流保護的整定原則2043 對零序電流保護的評價2444 220KV電網(wǎng)零序保護的整定計算255 結(jié) 論41致謝42參 考 文 獻43附錄44摘要電力系統(tǒng)繼電保護

2、是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行限制電力系統(tǒng)大面積停電事故最基本和最有效的技術(shù)手段零序電流保護廣泛地作為電力系統(tǒng)接地短路的保護根據(jù)接地短路時零序電流的出現(xiàn)和大小作為故障特征量變壓器接地方式非全相運行單相自動重合閘等因素對零序電流保護的運行產(chǎn)生重要的影響必要時需要采取相應閉鎖裝置本設計根據(jù)繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的應用介紹了220kV電網(wǎng)繼電保護的零序電流保護的整定設計設計過程如下首先對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的參數(shù)進行計算繪制出各序序網(wǎng)圖然后選擇合理的運行方式計算各母線發(fā)生各種金屬性短路故障時通過線路保護裝置的短路電流根據(jù)所得數(shù)據(jù)及所選的運行方式選擇最佳的配合保護并對各保護進行分析和整定計算確定零序電流保護的整

3、定值以及三相重合閘裝置選型關鍵詞閉鎖裝置零序電流保護三相重合閘Abstract Power system protection is to ensure the security and stability of the power system operationrestrictions on a large scale power blackouts most basic and most effective technological meansZero-sequence current protection as a broad grounding power system short

4、-circuit protection According to a short ground zero sequence current size of the emergence and features as faulttransformer earthingphase operationSingle-phase automatic reclosing of factors such as zero-sequence current protection of the operation have a major impactneed to take the necessary corr

5、esponding device According to the design of protective relaying equipment in the power systemthe application Details on the 220 kV high voltage power grid relay the zero-sequence current protection of the entire set design Design process are as followsfirst on the power system network parametersto m

6、ap out the sequence sequence network map then choose a reasonable mode of operationCalculation of the bus occurred metallic short-circuit fault circuit protection device by the short circuit currentAccording to the data collected and choice of the mode of operation with the best choice of protection

7、 and the protection of analysis and tuningidentify zero-sequence current protection of the setting value and three-phase reclosing devices SelectionKey wordsLocking devicesZero-sequence protectionThree-phasematic reclosing0 緒 論01 本課題研究背景及意義在中性點直接接地的電網(wǎng)中接地故障占故障總次數(shù)的絕大多數(shù)一般在90以上線路的電壓等級愈高所占的百分比愈大母線故障變壓器差動

8、保護范圍內(nèi)高壓配電裝置故障的情況也類似一般也約占7080明顯可見接地保護是高壓電網(wǎng)中最重要的一種保護4該電網(wǎng)為中性點直接接地電網(wǎng)對于系統(tǒng)中發(fā)生的接地故障必須配置相應的保護裝置一般裝設多段式零序電流方向保護根據(jù)重合閘方式的不同零序電流方向保護可采用三段式或四段式根據(jù)非全相運行時線路零序電流大小的不同零序電流保護可能有兩個一段或兩個二段對重要線路零序電流保護的第二段在動作時限和靈敏系數(shù)上均應滿足一定要求當電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復雜時運行方式變化又很大時零序保護的靈敏度可能變壞應考慮選擇接地保護以改善接地保護性能但是為了保護經(jīng)高阻抗接地故障時相鄰線路有較多的后備保護作用同時也為選擇性的配合在裝設接地保護的線路

9、仍設有多段式零序電流方向保護因此合理配置與正確使用零序保護裝置是保障電網(wǎng)安全運行地重要條件從電網(wǎng)安全運行地角度出發(fā)電網(wǎng)對継電保護裝置提出了嚴格地四性要求即選擇性速動性靈敏性可靠性因此電網(wǎng)中継電保護定值的整定計算工作一直是継電保護人員地一項重要工作它直接關系到電網(wǎng)運行的安全做好這項工作是電網(wǎng)安全運行地必要條件本設計中我通過零序電流保護和自動裝置的設計配置原則綜合運用所學專業(yè)知識對電網(wǎng)的零序電流保護科學地進行整定02 繼電保護的發(fā)展概況1繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的電力系統(tǒng)中的短路是不可避免的短路必然伴隨著電流的增大因而為了保護發(fā)電機免受短路電流的破壞首先出現(xiàn)了反應電流超過一預定值

10、的過電流保護19世紀90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用與斷路器的一次式直接反應于一次短路電流的電磁型過電流繼電器1901年出現(xiàn)了感應型過電流繼電器1908年提出了比較被保護元件兩端電流的電流差動保護原理導致了距離保護裝置的出現(xiàn)并在20世紀50年代完善了行波保護裝置和發(fā)展了半導體晶體管式繼電保護裝置在80年代后期標志著靜態(tài)繼電保護從第一代晶體管式向第二代集成電路式的過渡90年代向微機保護過渡目前微機保護裝置已取代集成電路式繼電保護裝置成為靜態(tài)繼電保護裝置的主要形式隨著新的零序電流互感器系列用于電力系統(tǒng)產(chǎn)生零序接地電流時與繼電保護裝置或信號裝置配合使用使裝置元件動作實現(xiàn)保護或監(jiān)控LZH-LJKL

11、XK 系列零序電流互感器適用于電纜線路采用ABS 工程塑料外殼樹脂澆注成全密封絕緣性能好外型美觀具有靈敏度高線性度好運行可靠安裝方便可根據(jù)系統(tǒng)的運行方式中性點不接地電阻接地消弧線圈接地選用相適應的零序電流互感器附圖1 220KV系統(tǒng)圖2 系統(tǒng)各元件參數(shù)計算及各序網(wǎng)絡圖的繪制21 元件參數(shù)標么值計算取基準容量基準電壓為平均額定電壓根據(jù)附圖1附表1和附表2的數(shù)據(jù)計算各元件的各序電抗標幺值com 發(fā)電機的參數(shù)1W廠水輪發(fā)電機1MVA機組229529MVA機組2R廠水輪發(fā)電機3S系統(tǒng)4N系統(tǒng)com 線路的參數(shù)160km線路2230線路3250線路4185km線路530km線路6170km線路com 變

12、壓器的參數(shù)12240MVA變壓器320MVA變壓器2R廠3系統(tǒng)SN1各側(cè)短路電壓百分比1-高壓側(cè) 2-中壓側(cè) 3-低壓側(cè)則各側(cè)電抗22 正負零序網(wǎng)絡圖的繪制com 正序負序零序等值阻抗根據(jù)21系統(tǒng)各元件參數(shù)歸算結(jié)果和變壓器中性點接地情況我們可以畫出該系統(tǒng)的正序負序和零序等值阻抗圖分別如圖2-1a圖2-2a和圖2-3所示各元件參數(shù)結(jié)果標幺值一并標示在圖中同時對等值阻抗分別進行簡化簡化過程略簡化結(jié)果如圖2-1b圖2-2b和圖2-3所示ab 圖2-1 正序等值網(wǎng)絡圖 a等值標么阻抗圖 b 簡化圖 a b 圖2-2 負序等值網(wǎng)絡圖 a等值標么阻抗圖 b 簡化圖 圖2-3 零序等值網(wǎng)絡圖3 線路短路電流

13、計算31 運行方式的確定原則各線路保護的運行方式按下列原則確定1對單側(cè)電源的輻射形線路AB保護的最大運行方式由以下兩條件決定1電源在以下運行情況下運行WR水電廠所有機組變壓器均投入SN等值系統(tǒng)按最大容量發(fā)電變壓器均投入2系統(tǒng)所有線路和選定的接地中性點均投入2對單側(cè)電源的輻射形線路AB保護的最小運行方式是1電源在以下運行方式情況下運行W廠停230MVA機組R廠停775機組一臺S系統(tǒng)發(fā)電容量為300MVAN系統(tǒng)發(fā)電容量為240MVA2雙回線路BC單回線運行3對雙側(cè)電源和多側(cè)電源的環(huán)形網(wǎng)路中的線路保護的最大運行方式是1電源在以下運行情況下運行WR水電廠所有機組變壓器均投入SN等值系統(tǒng)按最大容量發(fā)電變

14、壓器均投入環(huán)網(wǎng)開環(huán)開環(huán)點在線路相鄰的下一級線路上4對雙側(cè)電源和多側(cè)電源的環(huán)形網(wǎng)路中的線路保護的最小運行方式是1電源在以下運行情況下運行W廠停230MVA機組R廠停775MVA機組一臺S系統(tǒng)發(fā)電容量為300MVAN系統(tǒng)發(fā)電容量為240MVA2線路閉環(huán)運行停運該線路背后可能的機組和線路32 短路計算方式的制定 1各級電壓可采用計算電壓值或平均電壓值而不考慮變壓器電壓分接頭實際位置的變動 2發(fā)電機及調(diào)相機的正序阻抗課采用t 0時的瞬態(tài)值 3不計線路電容和負荷電流的影響4發(fā)電機電動勢標么值可以假定等于1且兩側(cè)發(fā)電機電動勢相位一致只有在計算線路非全相運行電流和全相震蕩電流時才考慮相線路兩側(cè)發(fā)電機綜合電動

15、勢間有一定的相角差 5不考慮短路電流的衰減不計短路暫態(tài)電流中的非周期分量但具體整定時應考慮其影響 6不計故障點的相間電阻和接地電阻37忽略發(fā)電機變壓器架空線路電纜線路等阻抗參數(shù)的電阻部分并假設旋轉(zhuǎn)電機的負序電抗等于正序電抗33 短路電流計算舉例根據(jù)上述運行方式的確定原則我們可以計算各線路各工況下的短路電流在計算短路電流時由于工作量非常大且各條線路的計算方法相同因此我僅選取了其中一條線路進行短路電流計算并列出計算過程求取250km線路的短路電流計算結(jié)果列于表3-2中 最小運行方式下W廠停230MVA機組R廠停775MVA機組一臺S系統(tǒng)發(fā)電容量為300MVAN系統(tǒng)發(fā)電容量為240MVA表3-1 發(fā)

16、電機及等值系統(tǒng)的參數(shù)名稱每臺機額定容量MVA額定電壓Ue KV 額定功率因素cos正序電抗負序電抗W廠2352923529230151108508303502505080362R廠23254775138084030435S系統(tǒng)30011505061N系統(tǒng)24011505061B母線故障時計算經(jīng)250km線路流過C端的短路電流系統(tǒng)正 負 零序網(wǎng)及零序網(wǎng)絡的制定如下1系統(tǒng)正序等值圖變換如下圖3-1 系統(tǒng)正序等值網(wǎng)絡圖化簡2 系統(tǒng)負序等值圖變換如下圖3-2 系統(tǒng)負序等值網(wǎng)絡圖化簡3系統(tǒng)零序等值圖變換如下圖3-3 系統(tǒng)零序等值網(wǎng)絡圖化簡4B母線故障時計算線路BC的短路電流結(jié)果如下注各化簡過程用圖示來表

17、示1三相短路1正序短路電流流過250kmBC線路通過C側(cè)的短路電流化成有名值2兩相短路1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3單相短路1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3零序短路電流化成有名值4兩相短路接地1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3零序短路電流化成有名值在C母線故障時計算經(jīng)250KM線路流過B端的短路電流5系統(tǒng)正序等值圖變換如下圖3-4 系統(tǒng)正序等值網(wǎng)絡圖化簡6系統(tǒng)負序等值圖變換如下圖3-5 系統(tǒng)負序等值網(wǎng)絡圖化簡7系統(tǒng)零序等值圖變換如下圖3-6 系統(tǒng)零序等值網(wǎng)絡圖化簡8C母線故障時計算線路BC的短路電流結(jié)果如下注各化簡過程用圖示來表示1三相短路

18、1正序短路電流流過250kmBC線路通過C側(cè)的短路電流化成有名值2兩相短路1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3單相短路1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3零序短路電流化成有名值4兩相短路接地1正序短路電流化成有名值2負序短路電流化成有名值3零序短路電流化成有名值表3-2 在系統(tǒng)最小運行方式下BC線路的短路計算結(jié)果 線路BC250km的短路電流計算結(jié)果運行方式短路類型C母線故障流過B側(cè)B母線故障流過C側(cè)保護的電流KA保護的電流KAId1Id23Id0Id1Id23Id0最小運行方式 04190670 0191018603060337015901550477025302

19、790192 031700830258050501530276 基于時間緊迫我只驗算了BC這段線路的短路電流數(shù)據(jù)其他線路由本小組的其他同學驗算4 中性點直接接地系統(tǒng)的零序保護整定計算41 零序保護的概念與構(gòu)成特點com流保護概念接地短路時必有零序電流而在正常負荷狀態(tài)下零序電流沒有或很小因此利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護就具有顯著的優(yōu)點電流增大是電網(wǎng)發(fā)生短路故障所呈現(xiàn)出的最主要特點因此可以通過檢測流過保護安裝處的零序電流幅值來判定故障狀態(tài)這種反應零序電流增大而動作的保護稱為零序電流保護7com 接地短路時零序分量的特點在電力系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時可利用對稱分量的方法將電流和電壓分解為正序負序和零

20、序分量并利用復合序網(wǎng)來表示它們之間的關系零序電流可以看成是在故障點出現(xiàn)一個零序電壓而產(chǎn)生的它必須經(jīng)過變壓器接地的中性點構(gòu)成回路對零序電流的方向仍然采用母線流向故障點為正而對零序電壓的方向是線路高于大地的電壓為正零序電流分量的參數(shù)具有如下特點由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的由故障點經(jīng)由線路流向大地當忽略回路的電阻時按照規(guī)定的正方向畫出的零序電流可見流過故障點兩側(cè)線路保護的零序電流和段而當計及回路電阻時例如取零序阻抗角為則相量圖如圖4-1b所示零序電流和段零序電流的分布主要決定于送電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗而與電源的數(shù)目和位置無關當變壓器的中性點不接地時則用零序電流和零序電壓的幅值

21、以及它們的相位關系即可實現(xiàn)接地短路的零序電流和方向保護142 零序電流保護的整定原則零序電流保護和相間電流保護一樣廣泛采用階段式一般是三段零序段為瞬時動作的零序電流速斷只保護線路的一部分零序段為零序電流限時速斷可保護線路全長并與相鄰線路保護相配合動作一般帶05秒延時零序段為零序過電流保護作為本線路及相鄰線路的后備保護1零序電流段保護在發(fā)生單相或兩相接地短路時也可以求出零序電流隨線路長度變化的關系曲線然后相似于相間短路電流保護的原則進行保護的整定計算零序電流速斷保護的整定原則如下1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流3一般取為1213即 41躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時所出現(xiàn)的最大零序電流3

22、即為 4按躲開非全相運行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩的最大零序電流整定為此設置兩個零序電流段保護一個是按條件 1 和 2 整定 由于其定值較小保護范圍較大因此稱為靈敏段 它的主要任務是對全相運行狀態(tài)下的接地故障起作用具有較大的保護范圍而當單相重合閘起動時則將其自動閉鎖需待恢復全相運行時才能重新投入另一個是段裝設它的主要目的是為了在單相重合閘過程中其它兩相又發(fā)生接地故障時用以彌補失去靈敏段的缺陷段段段 4可靠系數(shù)取13不平衡系數(shù)取01非周期分量系數(shù)取2變壓器低壓側(cè)三相短路最大短路電流2零序電流段保護零序電流段保護躲過下段線路第段保護范圍末端接地短路時通過本保護裝置的最大零序電流同時還帶有高出一個 的時限

23、以保證動作的選擇性段 4可靠系數(shù)取11512分支系數(shù)按實際情況選取可能的最大值相鄰下一級線路的零序電流保護段段 4 4則保護1的段整定為 4切除或中性點改為不接地運行時則該支路即從零序等效網(wǎng)絡中斷開此時4靈敏性的校驗為了能夠保護本線路的全長限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時具有足夠的反應能力這個能力通常用靈敏系數(shù)來衡量對反應于數(shù)值上升而動作的過量保護裝置靈敏系數(shù)的含義是 式中故障參數(shù)的計算值應根據(jù)實際情況合理地采用最不利于保護動作的系統(tǒng)運行方式和故障類型來選定但不必考慮可能性很小的特殊情況設此電流為代入上式中則靈敏系數(shù)為 45零序電流段保護的靈敏系數(shù)應按照本線路末端

24、接地短路時的最小零序電流來檢驗并滿足15的要求當由于線路比較短或運行方式變化比較大靈敏度不滿足要求時可考慮用下列方式解決使零序電流段保護與下一條線路的零序電流段保護配合時限再抬高一級取為1s保留0的零序電流段保護同時再增一個與下一條線路的零序電流段保護配合的段段一個定值較大能在正常運行方式和最大運行方式下以較短的延時切除本線路上所發(fā)生的接地故障另一個較長延時能保證在各種運行方式下線路末端時保護裝置具有足夠的靈敏系數(shù)從電網(wǎng)接線的全局考慮改用接地距離保護零序電流段保護零序電流段保護是作為本線路和相鄰線路的后備保護在接地系統(tǒng)中的終端線路上它也可以作為主保護使用零序電流段按如下原則整定1來整定引入可靠

25、系數(shù)即為 42 有中性點接地變壓器時 起動電流整定為 4可靠系數(shù)一般取為1112 分支系數(shù)即在相鄰的零序段保護范圍末端發(fā)生接地短路時故障線路中零序電流與流過本保護裝置中零序電流之比保護裝置的靈敏系數(shù)當作為本條線路近后備保護時按本線路末端發(fā)生接地故障時的最小零序電流來校驗要求 當作為相鄰元件的遠后備保護時按相鄰元件保護范圍末端發(fā)生接地故障時流過本保護的最小零序電流應考慮圖3-2所示的分支電路使電流減小的影響來校驗要求3當本段保護整定時間等于或低于本線路相間保護某段的時間時其整定值還必須躲開該段相間保護范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流即 4圖4-2 零序過電流保護的時限特性4方向性零序電流保護

26、在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡中電源處變壓器的中性點一般至少有一臺要接地由于零序電流的實際流向是由故障點流向各個中性點接地的變壓器因此在變壓器接地數(shù)目比較多的復雜網(wǎng)絡中就需要考慮零序電流保護動作的方向性問題零序功率方向元件接于零序電壓和零序電流之上反應于零序功率的方向而動作當保護范圍內(nèi)部故障時按規(guī)定的電流電壓正方向看超前于為對應于保護安裝地點背后的零序阻抗角為的情況此時零序功率方向元件應正確動作并工作在最靈敏的條件之下所以零序功率方向元件的最大靈敏角 由于越靠近故障點的零序電壓越高因此零序方向元件沒有電壓死區(qū)作為相鄰元件的后備保護應采用相鄰元件末端短路時在本保護安裝處的最小零序電流電壓或功率的二次側(cè)數(shù)

27、值與功率方向元件的最小起動電流電壓或起動功率之比來計算靈敏系數(shù)并要求943 對零序電流保護的評價在中性點直接接地系統(tǒng)中采用專門的零序電流保護與利用三相星形接線的電流保護來保護單相短路相比較具有一系列優(yōu)點1相間短路的過電流保護是按躲開最大負荷電流整定二次起動電流一般為57A而零序過電流保護則按躲開不平衡電流整定其值一般為23A由于發(fā)生單相接地短路時故障相的電流與零序電流相等零序過電流保護有較高的靈敏度2相間短路的電流速斷和限時電流速斷保護直接受系統(tǒng)運行方式變化的影響很大而零序電流保護受系統(tǒng)運行方式變化的影響要小得多而且由于線路零序阻抗遠較正序阻抗為大X0 235X1故線路始端與末端接地短路時零序

28、電流變化顯著曲線較陡因此零序段的保護范圍較大也較穩(wěn)定零序段的靈敏系統(tǒng)也易于滿足要求3當系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀態(tài)時如系統(tǒng)振蕩短時過負荷等三相是對稱的相間短路的電流保護均受它們的影響而可能誤動作需要采取必要的措施予以防止而零序電流保護則不受它們的影響4在110kV及以上的高壓和超高壓系統(tǒng)中單相接地故障約占全部故障的7090而且其它的故障也往往是由單相接地發(fā)展起來的零序電流保護的缺點是1對于短線路或運行方式變化很大的情況零序電流保護往往不能滿足系統(tǒng)運行所提出的要求 2零序電流保護受中性點接地數(shù)目和分布的影響因此電力系統(tǒng)實際運行時因保證零序網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定實際上在中性點直接接地的電網(wǎng)中由于零序電

29、流保護簡單經(jīng)濟可靠因而獲得了廣泛的應用544 220KV電網(wǎng)零序保護的整定計算com 系統(tǒng)接線示意圖與各線路的零序電流通過對系統(tǒng)的分析得到系統(tǒng)的零序電網(wǎng)接線圖如圖4-3另各母線在每種短路方式下分別故障時通過系統(tǒng)各線路的短路電流計算得出表4-1 圖4-3 系統(tǒng)接線示意簡圖表4-1 各母線故障時流過電網(wǎng)的零序電流線路 長度 運行方式故障類型A母故障 A B母故障 A C母故障 A D母故障 A E母故障 A ABL60d15580000d115230000Mind15150000d115070000BCL23011351111071241Mind1356965828d11

30、34100941136BCL250d1357574932d1132102981137Mind1326459726d113192861034CDL185d1499713326d1141212916331Mind1487811221d1141111314828CEL30d1153335934626d11144547542739Mind1142828629511d11144041638666DEL170d12443139139d112556169164Mind12334117114d112549154148com 各保護裝置的零序電流保護整定計算1保護1零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出

31、現(xiàn)的最大零序電流取13根據(jù)公式41即 起動時間 2選定2176A0S由于本線路處于系統(tǒng)的末端沒有下一線路可以配合故不需要設零序段保護段保護段保護4起動時間計算選定509A 0 S 2效驗靈敏度查表得最小電流為1521A則2保護2零序保護的整定 1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定397A0 S2段保護4 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護1段選定150A05S2效驗靈敏度查表得最小電流為192A根據(jù)式子43段保護段段保護段段選定39A10S2效驗靈敏度則3保護3零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定432A0

32、S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護1段選定167A05S2效驗靈敏度查表得最小電流為207A則3段保護段段保護段段選定44A10S2效驗靈敏度則4保護4零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定1852A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護3段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即選定218A05S3效驗靈敏度查表得最小電流858A則3段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于2的整定電流值與本線段5保護5零序保護的整

33、定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定639A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護4段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即選定255A05S3效驗靈敏度查表得最小電流342A則3 段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于1的整定電流值太小對靈敏度過高故選定183A10S4效驗靈敏度則6保護6零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定635A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護5

34、段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即選定132A05S3效驗靈敏度查表得最小電流336A則3段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于1的整定電流值太小對靈敏度過高故選定101A15S4效驗靈敏度則7保護7零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定503A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護3段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即選定136A05S3效驗靈敏度查表得最小電流234A則

35、3段保護段 2按與C母線115KV側(cè)零序保護1200A10S配合整定即3比較上述兩條件由于1的整定電流值太小靈敏度過高故選定86A15S4效驗靈敏度則8保護8零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定659A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護7段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即選定254A05S3效驗靈敏度查表得最小電流351A則2段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于1的整定電流值太小靈敏度過高故選定132A10S4

36、效驗靈敏度則9保護9零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定2882A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護8段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3只按躲開變壓器低壓側(cè)母線相間短路的最大不平衡電流整定即起動時間選定696A05S4效驗靈敏度查表得最小電流1533A則3段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于1的整定電流值太小靈敏度過高故選定354A10S4效驗靈敏度則10保護10零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出

37、現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定2882A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護9段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即因為按1整定靈敏度不夠故選定109A05S3效驗靈敏度查表得最小電流177A則3段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于2的整定電流值與本線路段保護11保護11零序保護的整定1段保護1躲開單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流取13即起動時間 2選定417A0 S2段保護 1按與相鄰下一級線路的零序電流保護9段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一

38、側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即因為按1整定靈敏度不夠故選定109A05S3效驗靈敏度查表得最小電流195A則3段保護段 2按不伸出本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定即3比較上述兩條件由于2的整定電流值與本線路段保護5 結(jié) 論根據(jù)對系統(tǒng)原始材料的分析最大運行方式最小運行方式的短路計算求出零序電流的整定基本符合靈敏度要求必要時也可以增設或改用接地距離保護加以改善本零序電流保護設計作為220KV電網(wǎng)線路的后備保護采用了三相重合閘方式大大提高了電網(wǎng)的保護性能各段保護裝置的方向性是從母線流向線路降低了重合閘的誤動性零序方向元件繼電器在零序電流保護中是個判別功能元

39、件要它比零序電流個保護有較高的靈敏度故采用了按零序電流保護中最后一段保護的保護范圍末端進行校驗并成功保證了靈敏度由于時間關系本文并沒有對零序電流保護裝置的內(nèi)部控制作深入的研究只是通過閱讀大量的文獻對零序電流保護內(nèi)部控制理論作了大概的了解今后需要不斷的努力對這個領域作更加深入的了解和研究另外雖然本次設計的短路計算和整定是手算的但潮流計算和次暫態(tài)分析都是通過計算機計算分析的所以在今后的工作學習中仍需不斷努力深入研究繼電保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制使得理論和實際能夠更好的聯(lián)系起來更加充實自己的理論和實踐知識在電力系統(tǒng)零序電流保護研究的道路上人們依然要繼續(xù)去探索繼續(xù)驗證相信隨著新的控制理論的出現(xiàn)和繼電器技

40、術(shù)的發(fā)展電力系統(tǒng)繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的應用將會越來越來重要參 考 文 獻1 賀家李電力系統(tǒng)繼電保護原理M北京中國電力出版社20046-89-582 許建安電力系統(tǒng)繼電保護M北京中國水利水電出版社200511-363 許建安繼電保護整定計算M北京中國水利水電出版社20013-534 王梅義高壓電網(wǎng)繼電保護運行與設計M北京中國電力出版社20076-155 鄭貴林王麗娟現(xiàn)代繼電保護概論M武漢武漢大學出版社20032-266 李佑光林東電力系統(tǒng)繼電保護原理及新技術(shù)M北京科學出版社200378-1207 尹項根曾克娥電力系統(tǒng)保護原理與應用M武漢華中科技大學出版社200113-868 何仰贊溫增銀電力

41、系統(tǒng)分析M武漢華中科技大學出版社20021-2309 崔家佩孟慶炎陳永芳熊炳耀電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算M北京中國電力出版社1993239-27410 Vajira Pathiranacomg Impedance Measurement to Improve the Reliability of Traveling-wave Distance ProtectionDeptof Electrical and Computer Engineering University of Manitoba200311 Giuseppe Fazio Vincenzo Laurpoli France

42、sco MuziVariable-Window Algorithm for Ultra-High-Speed Distance ProtectionIEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY200312 張保會尹項根電力系統(tǒng)繼電保護M北京中國電力出版社2006153-18613 朱聲石高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)M北京中國電力出版社199569-12514 王梅義等高壓電網(wǎng)繼電保護運行技術(shù)M北京電力工業(yè)出版社198136-48附錄附圖1系統(tǒng)由水電站W(wǎng)R和兩個等值的110KV系統(tǒng)SN通過六條220KV線路構(gòu)成一個整體整個系統(tǒng)的最大開機容量為150929MVA最小開機容量

43、為100779MVA兩種情況下各電源的開機容量如附表1所示各發(fā)電機變壓器容量和連接方式已在圖中示出附表1 系統(tǒng)各電源的開機情況代號開機情況說明第一種運行情況第二種運行情況WR水電廠所有機組變壓器均投入SN等值系統(tǒng)按最大容量發(fā)電變壓器均投入W廠停230MVA機組R廠停775機組一臺S系統(tǒng)發(fā)電容量為300MVAN系統(tǒng)發(fā)電容量為240MVA最大開機情況最小開機情況2系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)如下1發(fā)電機及等值系統(tǒng)的參數(shù)附表2 發(fā)電機及等值系統(tǒng)的參數(shù)名稱總?cè)萘縈VA每臺機額定容量MVA額定電壓Ue KV 額定功率因素cos正序電抗負序電抗最大最小W廠29529235292352923015110850830

44、3502505080362R廠31023254775138084030435S系統(tǒng)47630011505061N系統(tǒng)42824011505061負序電抗按下列情況計算對水電廠WR的發(fā)電機X2 145Xd對系統(tǒng)SN最大汽輪發(fā)電機發(fā)電機X2 122Xd2變壓器的參數(shù)如附圖1所示3輸電線路的參數(shù) 如附圖1所示 計算時線路單位長度的電抗為X1 X2 041kmX0 3X1線路阻抗為4變壓器中性點接地的數(shù)目和位置 為了使接地短路時變壓器不會受到過電壓的危害又能使零序電流的分布基本不變系統(tǒng)中各變電站的變壓器接地情況如下表所示附表3 變壓器中性點接地情況表變電站名稱RWSN變壓器臺數(shù)4223220KV側(cè)中性

45、點接地變壓器臺數(shù)2112襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅

46、羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆

47、袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿

48、袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀

49、裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀

50、荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿嗉莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆

51、薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃

52、蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂