110kv電網(wǎng)距離保護(hù)設(shè)計(jì)(共23頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)接線圖如圖所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺(tái)機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。 參數(shù)如下：電動(dòng)勢：發(fā)電機(jī)：線路：線路阻抗：距離保護(hù)：負(fù)荷功率因數(shù)角為30°，線路阻抗角均為75°，變壓器均裝有快速差動(dòng)保護(hù)。圖 110kV電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖2分析要設(shè)計(jì)的內(nèi)容隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行、故障期間以及故障后的恢復(fù)過程中，許多控制操作日趨高度自動(dòng)化。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)一次泛指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的原理設(shè)

2、計(jì)、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過繼電保護(hù)裝置的斷路器跳閘線圈的一般套具體設(shè)備，如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信設(shè)備。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號或跳閘。此時(shí)一般不要求迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免暫短的運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾引起的誤動(dòng)。 在距離保護(hù)中應(yīng)滿足以下四個(gè)要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏

3、性。這幾個(gè)之間，緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一，必須根據(jù)具體電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每個(gè)電力原件的繼電保護(hù)。充分發(fā)揮和利用繼電保護(hù)的科學(xué)性、工程技術(shù)性，使繼電保護(hù)為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮最大效能。 這次課程設(shè)計(jì)以最常見的110KV電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，要求對整個(gè)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)方面的課程有綜合的了解。特別是對繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)、電路、發(fā)電廠的電氣部分有一定的研究。重點(diǎn)進(jìn)行了距離保護(hù)和振蕩閉鎖的分析，繼電保護(hù)中距離保護(hù)、最大和最小運(yùn)行方式的具體計(jì)算。3運(yùn)行方式分析3.1 保護(hù)1最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式的分析圖3

4、.1-1 保護(hù)1的最大運(yùn)行方式3.1.1 保護(hù)1的最大運(yùn)行方式分析 保護(hù)1的最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)1的電流最大即G1、G2兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，而變壓器T1、T2都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則式中Zs.min為保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最小阻抗。式中Ik.1.max為流過保護(hù)1的最大短路電流3.1.2保護(hù)1的最小運(yùn)行方式分析 保護(hù)1的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)1的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作，變壓器T1、T2中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則式中Zs.max為保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最大阻抗。式中Ik.1.min為流過保護(hù)1的最小短路電流。3.2 

5、;保護(hù)2最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式的分析圖3.2-1 保護(hù)2的最大運(yùn)行方式3.2.1 保護(hù)2的最大運(yùn)行方式分析 保護(hù)2最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)2的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，則式中為流過保護(hù)2的最大短路電流。3.2.2 保護(hù)2的最小運(yùn)行方式分析 保護(hù)2的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)2的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作時(shí)運(yùn)行方式，則 式中Ik.2.min為流過保護(hù)2的最小短路電流。3.3保護(hù)3最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式的分析圖3.3-1 保護(hù)3的最大運(yùn)行方式3.3.1 保護(hù)3的最大運(yùn)行方式分析 保護(hù)3的最大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)3

6、的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，則 式中Ik.3.max為流過保護(hù)3的最大短路電流。3.3.2 保護(hù)3的最小運(yùn)行方式分析 保護(hù)3的最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)3的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則 式中為流過保護(hù)3的最小短路電流。3.4 保護(hù)4最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式的分析圖3.4-1 保護(hù)4的最大運(yùn)行方式3.4.1保護(hù)4的最大運(yùn)行方式分析 保大運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)4的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行，而變壓器T5、T6都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，則式中為流過保護(hù)3的最大短路電流。3.4.2 保護(hù)4的最小運(yùn)行方式分析保護(hù)4的

7、最小運(yùn)行方式就是指流過保護(hù)4的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作，變壓器T3、T4中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式，則 式中為流過保護(hù)4的最小短路電流。4 距離保護(hù)的配置和整定距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測量電壓與電流的比值，該值反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值則動(dòng)作保護(hù)。距離保護(hù)一般有啟動(dòng)、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾個(gè)部分構(gòu)成。4.1 保護(hù)1的配置和整定 圖4.1 保護(hù)1距離保護(hù)的定性分析圖4.1.1 保護(hù)1距離保護(hù)第I段整定（1）保護(hù)1的I段的整定阻抗為式中為保護(hù)1距離的I段的

8、整定阻抗；LA-B為被保護(hù)線路LA-B的長度；Z1為被保護(hù)線路單位長度的正序阻抗；為可靠系數(shù)。（2）動(dòng)作時(shí)間第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。4.1.2 保護(hù)1距離保護(hù)第段整定 （1）整定阻抗：按下面兩個(gè)條件選擇。 當(dāng)與相鄰下級線路距離保護(hù)I段相配合時(shí)式中為保護(hù)3距離I段的整定阻抗；LB-C為被保護(hù)線路LB-C的長度。式中為保護(hù)1距離II段的整定阻抗；為可靠系數(shù)。于是得 ： 當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，選取最小的 （2）靈敏度校驗(yàn)不滿足要求那么取保護(hù)3的II段即則代入滿足要求。（3）動(dòng)作時(shí)限4.1.3  保護(hù)1距離保護(hù)第段整定&

9、#160;（1）整定阻抗：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定，有式中最小負(fù)荷阻抗. 為正常運(yùn)行母線電壓的最低值，為被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流。式中為保護(hù)1距離III段的整定阻抗；為可靠系數(shù)。（2）靈敏度校驗(yàn)  本線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)： 滿足靈敏度要求。相鄰變壓器末端短路時(shí)靈敏系數(shù)：滿足要求。（3）動(dòng)作時(shí)限 4.2  保護(hù)2距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)圖4.2-1 保護(hù)2距離保護(hù)的定性分析圖4.2.1 保護(hù)2距離保護(hù)第I段整定 （1）保護(hù)2的I段的整定阻抗為式中為保護(hù)2距離的I段的整定阻抗。（2）動(dòng)作時(shí)限第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保

10、護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。4.2.2保護(hù)2距離保護(hù)第段整定（1）保護(hù)2的III段的整定阻抗為 整定阻抗：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定，有式中最小負(fù)荷阻抗. 為正常運(yùn)行母線電壓的最低值,為被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流。（2）靈敏度校驗(yàn)  本線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)：滿足要求。相鄰變壓器末端短路時(shí)靈敏系數(shù)：滿足要求。（3）動(dòng)作時(shí)限4.2保護(hù)3距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)圖4.3-1 保護(hù)3距離保護(hù)的定性分析圖4.3.1 保護(hù)3距離保護(hù)第I段整定 （1）保護(hù)3的I段的整定阻抗為式中為保護(hù)3距離I段的整定阻抗；為被保護(hù)線路的長度。 （2）動(dòng)作時(shí)間

11、第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。 4.3.2保護(hù)3距離保護(hù)第段整定 （1）保護(hù)2的III段的整定阻抗為 整定阻抗：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定，有式中最小負(fù)荷阻抗. 為正常運(yùn)行母線電壓的最低值，. 為被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流。（2）靈敏度校驗(yàn)  本線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)：滿足要求。相鄰變壓器末端短路時(shí)靈敏系數(shù)：滿足要求。 （3）動(dòng)作時(shí)限4.4 保護(hù)4距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)圖4.4-1 保護(hù)4距離保護(hù)的定性分析圖4.4.1 保護(hù)4距離保護(hù)第段整定 （1）保護(hù)4的I段的整定阻抗為式中為

12、保護(hù)4距離I段的整定阻抗。 （2）動(dòng)作時(shí)間 第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。4.4.2 保護(hù)4距離保護(hù)第段整定 （1）整定阻抗：按下面兩個(gè)條件選擇。當(dāng)與相鄰下級線路距離保護(hù)I段配合時(shí)，式中為保護(hù)2距離I段的整定阻抗；于是得: 當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，（2）選取最小的（3）靈敏度校驗(yàn) 滿足靈敏度要求。（4）動(dòng)作時(shí)限與相鄰保護(hù)2的I段配合，它能同時(shí)滿足與相鄰線路保護(hù)以及相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。4.4.3 保護(hù)4距離保護(hù)第段整定 （1）整定阻抗：按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定，有 式中為保護(hù)4距離III

13、段的整定阻抗。 （2）靈敏度校驗(yàn)  本線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)為滿足靈敏度要求。 相鄰變壓器末端短路時(shí)靈敏系數(shù)。滿足要求。 (3) 動(dòng)作時(shí)限與相鄰設(shè)備保護(hù)配合有它能同時(shí)滿足與相鄰線路保護(hù)和相鄰變壓器保護(hù)的配合要求。5 振蕩閉鎖分析并聯(lián)運(yùn)行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間出現(xiàn)功率角大范圍周期勝變化的現(xiàn)象，稱為電力系統(tǒng)振蕩。電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，系統(tǒng)兩側(cè)等效電動(dòng)勢間的夾角占可能在0度到360度范圍內(nèi)作周期勝變化，從而使系統(tǒng)中各點(diǎn)的電壓、線路電流、功率大小和方向以及距離保護(hù)的測量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。這樣，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的失步振蕩時(shí)，功角在0360之間變化，以上

14、述這些量為測量對象的各種保護(hù)的測量元件，就有可能因系統(tǒng)振蕩而誤動(dòng)作。電力系統(tǒng)的失步振蕩屬于嚴(yán)重的不正常運(yùn)行狀態(tài)，而不是故障狀態(tài)，大多數(shù)情況下能夠通過自動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)自行恢復(fù)同步，或者在預(yù)定的地點(diǎn)由專門的振蕩解列裝置動(dòng)作解開已經(jīng)失步的系統(tǒng)。如果在振蕩過程中繼電保護(hù)裝置無計(jì)劃地動(dòng)作，切除了重要的聯(lián)絡(luò)線，或斷開了電源和負(fù)荷，不僅不利于振蕩的白動(dòng)恢復(fù)，而且還有可能使事故擴(kuò)大，造成更為嚴(yán)重后果。所以在系統(tǒng)振蕩時(shí)，要采取必要的措施，防止保護(hù)因測量元件動(dòng)作而誤動(dòng)。這種用來防止系統(tǒng)振蕩時(shí)保護(hù)誤動(dòng)的措施，就稱為振蕩閉鎖。 振蕩中心近似位于錯(cuò)誤！未找到引用源。12Z27.125處兩側(cè)電源電壓幅值相等，則系

15、統(tǒng)振蕩時(shí)測量阻抗的變化軌跡為一條直線圖5-1 測量阻抗的變化軌跡5.1保護(hù)1的振蕩閉鎖分析（1）保護(hù)1的段保護(hù)。=20.4，振蕩中心處于其范圍內(nèi)，故其測量阻抗會(huì)受振蕩影響，可能會(huì)引起誤動(dòng)，由于段保護(hù)為速斷保護(hù)，需要加振蕩閉鎖，防止其誤動(dòng)。振蕩閉鎖措施可以采用電流的負(fù)序、零序分量或突變量來實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。在系統(tǒng)沒有故障時(shí)，距離保護(hù)一直處于閉鎖狀態(tài)，因?yàn)橄到y(tǒng)振蕩時(shí)，系統(tǒng)處于三相對稱狀態(tài)，不會(huì)有零序分量或負(fù)序分量，不會(huì)誤動(dòng)作。 （2）保護(hù)1的段保護(hù)范圍也包含振蕩中心，也會(huì)受影響，須加振蕩閉鎖?？梢圆捎脺y量阻抗變化率不同構(gòu)成振蕩閉鎖，在系統(tǒng)振蕩時(shí)，阻抗由線路阻抗緩慢變化到振蕩中心到保

16、護(hù)安裝處的線路阻抗，變化率低，而短路時(shí)，阻抗發(fā)生突變，阻抗變化率高，可以采用一個(gè)高整定值阻抗元件和一個(gè)低阻抗元件，當(dāng)阻抗從高變到低的時(shí)間很短就開放保護(hù)，反之閉鎖保護(hù)。 （3）保護(hù)1的段保護(hù)范圍仍然包含振蕩中心，但其有1s的延時(shí)，而測量阻抗落入其動(dòng)作區(qū)的時(shí)間很短，所以它不會(huì)誤動(dòng)作。 5.2  保護(hù)2的振蕩閉鎖分析 保護(hù)2只裝有段距離保護(hù)，它保護(hù)范圍為線路A-B的一部分，包含了振蕩中心，需要設(shè)置與保護(hù)1的段相同的振蕩閉鎖，以防止其誤動(dòng)作。 5.3 保護(hù)3的振蕩閉鎖分析 保護(hù)3只配置了段距離保護(hù)，但其保護(hù)范圍為BC線路的一部分，不

17、包含振蕩中心，無須設(shè)置振蕩閉鎖，但由于不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式，振蕩中心有可能轉(zhuǎn)移到BC段，故最好加上振蕩閉鎖環(huán)節(jié)，可以增強(qiáng)其通用性 5.4 保護(hù)4的振蕩閉鎖分析 （1）保護(hù)4的1段保護(hù)的保護(hù)范圍為B-C，不包含振蕩中心，不用設(shè)置振蕩閉鎖環(huán)節(jié)，但為保持通用性，可以自帶振蕩閉鎖 （2）保護(hù)4的段保護(hù)包含B-C全部和A-B的一部分，可能會(huì)包含振蕩中心，距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測量電壓與電流的比值，該值反映故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值則動(dòng)作保護(hù)。距離保護(hù)一般有啟動(dòng)、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾個(gè)

18、部分構(gòu)成。（3）保護(hù)4的段保護(hù)雖然包含振蕩中心，但是其動(dòng)作時(shí)限為1s比較長，而測量阻抗落入其動(dòng)作范圍的時(shí)間短，不會(huì)引起誤動(dòng)作，故不需要設(shè)置振蕩閉鎖。6結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)輸電線路的距離保護(hù)，線路的電流電壓保護(hù)構(gòu)成簡單，可靠性好，用于中、低壓電網(wǎng)一般能滿足對保護(hù)性能的要求。但是由于其靈敏度受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，有時(shí)保護(hù)范圍很小，再者，該保護(hù)的整定計(jì)算比較麻煩，這使得其在35KV及以上的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中很難適用，為此本文研究了性能更好的保護(hù)原理和方案：距離保護(hù)。 文中對保護(hù)1的各段保護(hù)整定值進(jìn)行了計(jì)算與靈敏度校驗(yàn)，并針對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的振蕩和短路過渡電阻的影響進(jìn)行了分析，然后對保護(hù)1的各

19、段動(dòng)作過程進(jìn)行了理論推斷。在保護(hù)1的各段整定值和靈敏度計(jì)算完成后，還對各段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行了精確計(jì)算，這是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)楦鞫伪Ｗo(hù)的動(dòng)作選擇性主要由這兩個(gè)數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷。然后對設(shè)計(jì)提出的系統(tǒng)震蕩和短路過渡電阻對系統(tǒng)的影響進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析，并確定距離保護(hù)的范圍，并分析系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下振蕩時(shí)，保護(hù)1的各段距離保護(hù)的動(dòng)作情況。7 心得體會(huì)通過一周的繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)，雖然時(shí)間不長，但期間有許多事情讓我難忘，我從中學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識。對距離保護(hù)設(shè)計(jì)的過程有了一個(gè)很大程度了解，為以后的工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中我們應(yīng)該學(xué)會(huì)如何和同學(xué)一起合作，以提高工作效率。合作

20、之間其實(shí)并不是單純的操作，相互呼應(yīng)，還可以提高我們的實(shí)際解決問題的能力。通過這次設(shè)計(jì)，我深刻的認(rèn)識到了，理論知識和實(shí)踐相結(jié)合是教學(xué)環(huán)節(jié)中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有這樣才能提高自己的實(shí)際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己的獨(dú)立思考、勇于克服困難、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。從而，為自己以后學(xué)習(xí)和工作打下基研。只有自己親手做了，才會(huì)明白其實(shí)很多事是很簡單的，只要你敢做，就沒有你做不到的事。誰都有第一次，誰都會(huì)認(rèn)為第一次是最難的。通過這次課程設(shè)計(jì)，我對距離保護(hù)設(shè)計(jì)整定計(jì)算過程有了一個(gè)大致的了解，對設(shè)計(jì)的思路、基本方法、步驟有了深刻的認(rèn)識。盡管在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多困難，但老師指導(dǎo)給了我們很大的幫助，自己對距離保護(hù)設(shè)計(jì)有了大概的了解，也是學(xué)習(xí)繼電保護(hù)原理理論知識的一次實(shí)際應(yīng)用，把我們的理論和實(shí)際聯(lián)系了起來，在這次的設(shè)計(jì)過程中，我們組先根據(jù)派發(fā)的任務(wù)收集， 調(diào)查有關(guān)的資料書籍，然后進(jìn)入起草方案階段，其間與同組同學(xué)進(jìn)行方案的討論，修改。有不懂的地方向老師請教，大家都有很大的收獲時(shí)間過得真快，為期一周半的繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)就已經(jīng)結(jié)束。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很