太原地區(qū)220kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的方案選擇與整定計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書太原地區(qū)220kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的方案選擇與整定計(jì)算學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):學(xué)院:系名:專業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師:2011 年 6月AbstractPower system has a close relationship with industry and living of human been, so its very important to guarantee the steady running of power system. When power grid suffers faults such as short circuit or disconnect of

2、 line, the corresponding measures should be taken to get the grid back to steady state. R elay, which equipped in power grid, is one of the most important measures.When the grid suffers a short circuit fault, the relays in the grid, which h ave cooperate relation, find the element that the fault loc

3、ates in, and insulate t his element from the grid rapidly. So the rest grid can steadily run. To guaran tee the relays in the grid can work correctly, how to cooperate among these re lays must accord with the correlative rule. So the relay setting should be comp uted correctly.Relay setting is done

4、by human before, which costs a lot of time and is easy to incur computing misplay. With the development of computer and its la nguage, relay setting based on computer has a great progress.KEY WORDS: relay,short circuit,relay setting摘要電力系統(tǒng)與工業(yè)生產(chǎn)、人們的生活密切相關(guān),如何保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行就顯得尤為重要。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路、斷線等故障時(shí),就要采取相關(guān)措施,使

5、系統(tǒng)以盡量小的代價(jià)恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。作用于電力系統(tǒng)單個(gè)元件的繼電保護(hù)裝置就是這些措施中最為重要的一種。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí),安裝于系統(tǒng)各個(gè)元件上的有著相互配合關(guān)系的保護(hù)裝置判別出發(fā)生故障的元件,并迅速將故障元件從系統(tǒng)中隔離出來(lái),使得系統(tǒng)剩余部分能正常運(yùn)行。要使得電網(wǎng)中的保護(hù)裝置能夠正確地動(dòng)作,就必須使各個(gè)保護(hù)裝置間在定值和動(dòng)作時(shí)間上根據(jù)相關(guān)規(guī)則保持正確的配合關(guān)系,也就是要做好電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算工作。早前的繼電保護(hù)整定是通過(guò)人工手動(dòng)計(jì)算,不僅費(fèi)時(shí),也容易出現(xiàn)計(jì)算失誤。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展高級(jí)程序語(yǔ)言的出現(xiàn),基于計(jì)算機(jī)的繼電保護(hù)計(jì)算軟件得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。關(guān)鍵詞:繼電保護(hù),短路,整定計(jì)

6、算目錄1引言 (11.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概論 (11.2 對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的基本要求 (21.3 繼電保護(hù)的構(gòu)成 (21.4 微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn) (32 220KV電網(wǎng)元件參數(shù)的計(jì)算 (42.1 設(shè)計(jì)原則和一般規(guī)定 (42.2 220KV電網(wǎng)元件參數(shù)計(jì)算原則 (42.3 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算 (52.4 輸電線路參數(shù)的計(jì)算 (113 輸電線路上TA、TV及中性點(diǎn)接地的選擇 (123.1 輸電線路上T A、TV變比的選擇 (123.2 變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇 (124 短路電流的計(jì)算 (144.1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的 (144.2 運(yùn)行方式確定的原則 (155 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇

7、與整定計(jì)算 (175.1 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇 (175.1.1 零序電流保護(hù)的特點(diǎn) (175.1.2 110220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中線路零序繼電保護(hù)的配置原則 (175.1.3 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇 (175.1.4 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇 (175.2 電流保護(hù)的整定計(jì)算 (185.2.1 零序電流保護(hù)整定配合的其他問(wèn)題 (225.3 零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)及使用范圍 (236 相間距離保護(hù)整定計(jì)算 (246.1 概述 (246.2 相間距離保護(hù)裝置整定值配合的原則 (256.3 距離保護(hù)裝置阻抗繼電器的接線方式和整定阻抗 (266.4 相間距離保護(hù)的整定計(jì)

8、算 (276.5 距離保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用范圍 (377 自動(dòng)重合閘 (397.1 自動(dòng)重合閘的基本概述 (397.1.1 概述 (397.1.2 自動(dòng)重合閘的配置原則 (397.2 自動(dòng)重合閘的基本要求 (408 結(jié)論 (42參考文獻(xiàn) (43致謝 (441 引言本文研究的是關(guān)于220KV電網(wǎng)繼電保護(hù)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握和鞏固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)專業(yè)理論知識(shí),熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技能,根據(jù)技術(shù)規(guī)范,選擇和論證繼電保護(hù)的配置選型的正確性并培養(yǎng)自己在實(shí)踐工程中的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立工作能力。此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是220KV電網(wǎng)繼電保護(hù)的配置和整定,設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:概論;計(jì)算系統(tǒng)中各元件

9、的主要參數(shù);輸電線路上TA、TV變比的選擇及中性點(diǎn)接地的選擇;電力網(wǎng)短路電流的計(jì)算;電力網(wǎng)光纖差動(dòng)保護(hù)選擇與整定計(jì)算;電力網(wǎng)相間距離繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算;電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算;自動(dòng)重合閘的選擇。由于各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的,因而,對(duì)于繼電保護(hù)整定方案的配合不同會(huì)有不同的保護(hù)效果,如何確定一個(gè)最佳的整定方案,將是從事繼電保護(hù)工作的工程技術(shù)人員的研究課題?？傊?繼電保護(hù)既有自身的整定技巧問(wèn)題,又有繼電保護(hù)配置與選型的問(wèn)題,還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問(wèn)題。尤其,對(duì)于本文中220KV高壓線路分相電流差動(dòng)保護(hù)投運(yùn)前的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),一直是困擾技術(shù)人員的一個(gè)問(wèn)題,由于

10、線路兩端距離的限制,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不能像試驗(yàn)室那樣方便。另外,光纖保護(hù)在長(zhǎng)距離和超高壓輸電線路上的應(yīng)用還有一定的局限性,在施工和管理應(yīng)用上仍存在不足,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、施工工藝和保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高,光纖保護(hù)將占據(jù)線路保護(hù)的主導(dǎo)地位。1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概論由于電力系統(tǒng)是一個(gè)整體,電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的,各設(shè)備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此,當(dāng)某一設(shè)備或線路發(fā)生短路故障時(shí),在瞬間就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其它部分,為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時(shí)間必須很短,通常切除故障的時(shí)間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設(shè)在每個(gè)電氣設(shè)備或線路上的自動(dòng)裝置,即繼電保護(hù)

11、,才能實(shí)現(xiàn)。因此,繼電保護(hù)的基本任務(wù)有:(1當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí),繼電保護(hù)能自動(dòng)地、迅速地和有選擇性地動(dòng)作,使斷路器跳閘,將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,并使系統(tǒng)無(wú)故障的部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行,使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。(2當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí),根據(jù)不正常運(yùn)行情況的種類和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件,繼電保護(hù)裝置則發(fā)出信號(hào),以便由值班人員及時(shí)處理或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。1.2 對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的基本要求繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù),必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。(1 選擇性所謂繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí),其繼電保護(hù)僅將故障

12、的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)裝置將故障切除。(2 速動(dòng)性所謂速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重大的意義。(3 靈敏性所謂繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí),保護(hù)裝置的反映能力。(4 可靠性所謂保護(hù)裝置的可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作時(shí),不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作;而在不屬于它動(dòng)作的任何情況下,則應(yīng)該可靠不動(dòng)作。1.3 繼電保護(hù)的構(gòu)成繼電保護(hù)裝置可視為由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等組成,如圖1.1所示: 圖1.1 模

13、擬型繼電保護(hù)裝置原理框圖(1測(cè)量部分測(cè)量部分是測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)電氣量,并與已給定的整定值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果,判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)的部件。(2邏輯部分邏輯部分是根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合,使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時(shí)序邏輯關(guān)系工作,最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào),并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分的部件。(3執(zhí)行部分執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào),最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的對(duì)外操作的任務(wù)的部件。如檢測(cè)到故障時(shí),發(fā)出動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘;在不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出告警信號(hào);在正常運(yùn)行時(shí),不產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)。1.4 微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)(1 維護(hù)調(diào)試方

14、便微機(jī)保護(hù)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。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(lái)檢驗(yàn)每一種功能是否正確。(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)。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。(4 靈活性大由于計(jì)算機(jī)保護(hù)的特性主要由軟件決定,因此,只要改變軟件就可

15、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,使很多原有形式的繼電保護(hù)中存在的技術(shù)問(wèn)題,可找到新的解決辦法。例如對(duì)接地距離的允許過(guò)度電阻的能力,距離保護(hù)如何區(qū)別振蕩和短路等問(wèn)題都以提出許多新的原理和解決辦法。2 220KV電網(wǎng)元件參數(shù)的計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)原則和一般規(guī)定電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,防止事故發(fā)生或擴(kuò)大起了重要作用。應(yīng)根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)(二次部分原則或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接線及要求進(jìn)行電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)應(yīng)滿足繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程(SDJ6-83、1102

16、20kV電網(wǎng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置運(yùn)行條例等有關(guān)專業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求。繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置由于本身的特點(diǎn)和重要性,要求采用成熟的特別是符合我國(guó)電網(wǎng)要求的有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)。電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置應(yīng)符合可靠性、安全性、靈敏性、速動(dòng)性的要求。要結(jié)合具體條件和要求,從裝置的選型、配置、整定、實(shí)驗(yàn)等方面采取綜合措施,突出重點(diǎn),統(tǒng)籌兼顧,妥善處理,以達(dá)到保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。2.2 220KV電網(wǎng)元件參數(shù)計(jì)算原則(1參數(shù)計(jì)算需要用到標(biāo)幺值或有名值,因此做下述簡(jiǎn)介。在標(biāo)幺制中,單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示,標(biāo)幺值的定義如下:標(biāo)幺值=實(shí)際有名值(任意單位/基準(zhǔn)值(與有名值同單位當(dāng)選定電壓、電流、阻抗和

17、功率的基準(zhǔn)值分別為UB、IB、ZB和SB時(shí),相應(yīng)的標(biāo)幺值為: U*=U/UBI*=I/IBZ*=Z/ZBS*=S/SB使用標(biāo)幺值,首先必須選定基準(zhǔn)值。電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取,但四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè),其余兩個(gè)則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值,原則上沒有限制,但習(xí)慣上多選定UB 和SB。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB、ZB, 可得:I B=SB/ U BZB=U B/IB=U²B/SBU B和SB原則上選任何值都可以,但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來(lái)選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓,S B可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機(jī)

18、的總功率;有時(shí)也可取一整數(shù),如100、1000MVA等。 圖2.1 主接線圖2.3 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī):太二: 2X =fP S X N Bd cos /侯海: 3X =N P d X /=0.265×85.0/500100侯村: 4X = NP d X / =0.1833×85.0/300100= 0.05 變壓器參數(shù)的計(jì)算(1 雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算公式:N N K T S U U X 100(%2=雙繞組變壓器電抗有名值:N Bk T S S U X 100(%=*式中: (%K U 變壓器短路電壓百分值;N U 發(fā)電機(jī)的額定電壓; B U 基準(zhǔn)電壓230kv; B

19、 S 基準(zhǔn)容量1000MVA; N S 變壓器額定容量.太一:1T X =NB K S S U 100%=3601001000.14=0.039 太二: 2T X =NB K S S U 100%=2501001001.13=0.052 侯海: 3T X =侯村: 4T X =N B K S S U 100%=370100100雙繞組變壓器 太一:=太二:=侯海:=侯村:=自耦變壓器 =0.085 三繞組變壓器治峪站、馬莊站、新店站 =0.063 晉陽(yáng)站、小店站、南社站 =0.077 太鋼站、古交站 =0.071 輸電線=xL=0.308=0.001 太一線 1#:X1#2#:X2#=xL=0

20、.315=0.001 3#:X3#4#:X4#對(duì)普通(非自耦三繞組變壓器,按如上方法求得的三個(gè)電抗中,有一個(gè)可能是負(fù)值,這是由于這種變壓器的三個(gè)繞組中,必有一個(gè)在結(jié)構(gòu)上處于其它兩個(gè)繞組之間,而這個(gè)處于居中位置的繞組與位于它兩側(cè)兩個(gè)繞組間的兩個(gè)漏抗之和又小于該兩繞組相互間的漏抗。例如,中壓繞組居中,且有Ud(%+ Ud (% Ud(%的關(guān)系。因此,這種等值電抗為負(fù)值的現(xiàn)象并不真正表示該繞組有容性漏抗。普通三繞組變壓器出現(xiàn)這種現(xiàn)并不少見,但因這一負(fù)值電抗的絕對(duì)值往往很小,在近似計(jì)算中常取其為零。 2.4 輸電線路參數(shù)的計(jì)算(1 輸電線路參數(shù)計(jì)算公式線路零序阻抗為: Z0 = 3Z1負(fù)序阻抗為: Z

21、2 = Z1 線路阻抗有名值的計(jì)算:正、負(fù)序阻抗: Z1 = Z2 = ( +j L零序阻抗: Z0 = 3Z1 線路阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算:正、負(fù)序阻抗: Z1* = Z2* =( +j L零序阻抗: Z0* = 3Z1*太一線 1#:X1#2#:X2#3#:X3#4#:X4#3 輸電線路上TA、TV及中性點(diǎn)接地的選擇3.1 輸電線路上T A、TV變比的選擇(1 TA的配置原則型號(hào):電流互感器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。一次電壓:Ug=UnUg電流互感器安裝處一次回路工作電壓;Un電流互感器的額定電壓.一次回路電流:I1nIgmaxIgmax電流互感器安裝處一次回路最大電流;I1n電流

22、互感器一次側(cè)額定電流.準(zhǔn)確等級(jí):用于保護(hù)裝置為0.5級(jí),用于儀表可適當(dāng)提高。二次負(fù)荷:S2SnS2電流互感器二次負(fù)荷;Sn電流互感器額定負(fù)荷.輸電線路上CT的選擇:根據(jù)最大極限電流來(lái)選擇。(2 TA變比及型號(hào)的選擇TA二次側(cè)的電流為5A3.2 變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇通常,變壓器中性接地位置和數(shù)目按如下兩個(gè)原則考慮:一是使零序電流保護(hù)裝置在系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式下保護(hù)范圍基本保持不變,且具有足夠的靈敏度和可靠性;二是不使變壓器承受危險(xiǎn)的過(guò)電壓。為此,應(yīng)使變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置盡可能保持不變。(1 變壓器中性點(diǎn)接地的位置和數(shù)目的具體選擇原則1對(duì)單電源系統(tǒng),線路末端變電站的變壓器一般不應(yīng)接地,以

23、提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)線路;對(duì)多電源系統(tǒng),要求每個(gè)電源點(diǎn)都有一個(gè)中性點(diǎn)接地,以防止接地短路的過(guò)電壓對(duì)變壓器產(chǎn)生危害。2電源端的變電所只有一臺(tái)變壓器時(shí),其變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地;變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí),應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí),再將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。若由于某些原因,變電所正常情況下必須有二臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,則當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí),應(yīng)將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。3雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí),應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地的方式運(yùn)行,并把他們分別接于不同的母線上。當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接

24、地的變壓器停運(yùn)時(shí),應(yīng)將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行;低電壓側(cè)無(wú)電源的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)不接地運(yùn)行,以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接線。4對(duì)于其他由于特殊原因不滿足上述規(guī)定者,應(yīng)按特殊情況臨時(shí)處理。例如,可采用改變保護(hù)定值、停運(yùn)保護(hù)或增加變壓器接地運(yùn)行臺(tái)數(shù)等方法進(jìn)行處理,以保證保護(hù)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4 短路電流的計(jì)算4.1 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的(1電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的是:1 在選擇電氣主接線時(shí),為了比較各種接線方案或確定某一接線是否要采取限制短路電流的措施時(shí),需進(jìn)行短路計(jì)算。2 在選擇電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠的工作,同時(shí)又力求節(jié)省投資,這需要全面地進(jìn)行

25、短路計(jì)算。3 在選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí),需進(jìn)行各種短路電流計(jì)算,依次據(jù)短路電流的大小及特性,來(lái)確定保護(hù)裝置的型號(hào)及整定值。(2短路計(jì)算的假定條件本設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算采用以下假定條件及原則:1 故障前為空載, 即負(fù)荷略去不計(jì),只計(jì)算短路電流的故障分量。2 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。3 故障前所有接點(diǎn)的電壓均等于平均額定電壓, 其標(biāo)幺值為1.4 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和勵(lì)磁電流.在本次設(shè)計(jì)中所有線路和元件的電阻都略去不計(jì)。 圖4.1 正序網(wǎng)絡(luò)圖 4.2 運(yùn)行方式確定的原則計(jì)算短路電流時(shí),運(yùn)行方式的確定非常重要,因?yàn)樗P(guān)系到所選的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理、簡(jiǎn)單可靠以及是否能滿足靈敏度要求等一

26、系列問(wèn)題。保護(hù)的運(yùn)行方式是以通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流的大小來(lái)區(qū)分的。(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)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)行方式稱為最小運(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)的短路電流最小的運(yùn)行方式。用標(biāo)幺值計(jì)算電路參數(shù),確定短路點(diǎn),計(jì)算短路電流值。等值電路圖如下圖4.1所示: 圖4.3 等值電路圖如上圖所示,利用近似計(jì)算計(jì)算各元件電抗參數(shù),取基準(zhǔn)容量SB

27、=100MVA,則各段電壓和電流基準(zhǔn)值分別為: 5 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算5.1 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇5.1.1 零序電流保護(hù)的特點(diǎn)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路,將產(chǎn)生很大的零序電流分量,利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù),可做為一種主要的接地短路保護(hù)。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒有零序分量產(chǎn)生,所以它有較好的靈敏度。另一方面,零序電流保護(hù)仍有電流保護(hù)的某些弱點(diǎn),即它受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大,靈敏度將因此降低;特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中,由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小,甚至沒有保護(hù)范圍,致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化,使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間

28、很長(zhǎng),靈敏度很低。5.1.2 110220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中線路零序繼電保護(hù)的配置原則對(duì)于單回線路接地短路,可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù),在終端線路,保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路,宜采用多段式接地距離保護(hù),有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。5.1.3 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇計(jì)算零序電流大小和分布的運(yùn)行方式選擇,是零序電流保護(hù)整定計(jì)算的第一步。選擇運(yùn)行方式就是考慮零序電流保護(hù)所能適應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路變化大小的問(wèn)題。總的原則是,不論發(fā)電廠或是變電所,首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確定中性點(diǎn)是否接地;其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變

29、化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí),也可采取幾臺(tái)變壓器組合的方法,使零序電抗變化最小。5.1.4 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇(1輻射形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分之系數(shù)與短路的位置無(wú)關(guān)。(2環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小。但實(shí)際上整定需要最大分支系數(shù),故還是選擇開環(huán)運(yùn)行方式。(3環(huán)外線路對(duì)環(huán)內(nèi)線路的分支系數(shù)也與短路點(diǎn)有關(guān),隨著短路點(diǎn)的移遠(yuǎn),分支系數(shù)逐漸增大,可以增加到很大很大,但具體整定并不是選一個(gè)最大值,而應(yīng)按實(shí)際整定配合點(diǎn)的分支系數(shù)計(jì)算。5.2 電流保護(hù)的整定計(jì)算(一保護(hù)1的電流保護(hù)整定計(jì)算(1保護(hù)第I段 動(dòng)作電流 1.3 A 動(dòng)作時(shí)限(2保護(hù)第II段與相鄰線路

30、保護(hù)BC的第段相配合: 校驗(yàn)靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限(3 保護(hù)第III段 校驗(yàn)靈敏度作為近后備時(shí): 作為遠(yuǎn)后備時(shí): 動(dòng)作時(shí)限(二保護(hù)3的電流保護(hù)整定計(jì)算(1保護(hù)第I段 動(dòng)作時(shí)限(2保護(hù)第II段與相鄰線路保護(hù)CD的第段相配合: 校驗(yàn)靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限(3 保護(hù)第III段 校驗(yàn)靈敏度作為近后備時(shí):作為遠(yuǎn)后備時(shí): 動(dòng)作時(shí)限(三保護(hù)5的電流保護(hù)整定計(jì)算(1保護(hù)第I段 動(dòng)作電流 1.3 A 動(dòng)作時(shí)限與相鄰線路保護(hù)DF的第段相配合: 校驗(yàn)靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限(3 保護(hù)第III段 校驗(yàn)靈敏度作為近后備時(shí): 作為遠(yuǎn)后備時(shí): 動(dòng)作時(shí)限(四保護(hù)8的電流保護(hù)整定計(jì)算(1保護(hù)第I段 動(dòng)作電流 1.3 A 動(dòng)

31、作時(shí)限(2保護(hù)第II段與相鄰線路保護(hù)AG的第段相配合: 校驗(yàn)靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限(3 保護(hù)第III段 校驗(yàn)靈敏度作為近后備時(shí): 作為遠(yuǎn)后備時(shí): 動(dòng)作時(shí)限(五保護(hù)11的電流保護(hù)整定計(jì)算(1保護(hù)第I段 動(dòng)作電流 1.3 A 動(dòng)作時(shí)限(2保護(hù)第II段與相鄰線路保護(hù)DF的第段相配合: 其中,分支系數(shù):=3.7=6 校驗(yàn)靈敏度滿足要求 動(dòng)作時(shí)限(3 保護(hù)第III段 校驗(yàn)靈敏度作為近后備時(shí):作為遠(yuǎn)后備時(shí): 動(dòng)作時(shí)限5.2.1 零序電流保護(hù)整定配合的其他問(wèn)題(1各段保護(hù)的整定時(shí)間均應(yīng)按整定配合原則增加時(shí)間級(jí)差。(2當(dāng)分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而變大時(shí),例如有零序互感的平行線路,保護(hù)的整定配合應(yīng)按相配合保護(hù)段

32、的保護(hù)范圍末端進(jìn)行計(jì)算,一般可用圖解法整定。(3與相鄰雙回線路的零序保護(hù)配合整定。當(dāng)雙回線路裝設(shè)了橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)時(shí),為提高靈敏度,可按與橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)配合整定,即按雙回線路全線為快速保護(hù)范圍考慮,但時(shí)間整定要考慮橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相繼動(dòng)作的延時(shí);如考慮雙回線運(yùn)行中將橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)停用的情況時(shí),可相應(yīng)提出將雙回線路運(yùn)行臨時(shí)改為單回線路運(yùn)行的措施。(4變壓器勵(lì)磁涌流衰減過(guò)程是很長(zhǎng)的,為避免小定值的零序電流保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作,需要在電流數(shù)值和整定時(shí)間上加以考慮。經(jīng)驗(yàn)證明,零序電流保護(hù)的最小整定值應(yīng)不小于0.5倍變壓器額定電流,動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不小于3s。(5雙回線路的零序電流保護(hù),因線路長(zhǎng)度太短或零序互感影響嚴(yán)重而靈敏度

33、很差時(shí),可考慮不同運(yùn)行方式采用不同整定值的辦法加以改善,即在同一保護(hù)段下采用兩個(gè)或更多的整定值,分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)或更多的運(yùn)行方式的變化。當(dāng)然,這樣處理不僅需要對(duì)運(yùn)行調(diào)度部門提出規(guī)定限制,也給現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行調(diào)試增加了工作量。5.3 零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)及使用范圍接地電流系統(tǒng)中,采用零序電流保護(hù)和零序方向電流保護(hù)與采用三相完全星形接線的電流保護(hù)和方向電流保護(hù)來(lái)防御接地短路相比較,前者具有較突出的優(yōu)點(diǎn):(1 靈敏度高(2 延時(shí)小(3 在保護(hù)安裝處正向出口短路時(shí),零序功率方向元件沒有電壓死區(qū),而相間短路保護(hù)功率方向元件有電壓死區(qū)。(4 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生如振蕩、短時(shí)過(guò)負(fù)荷等不正常運(yùn)行情況時(shí),零序電流保護(hù)不動(dòng)作。(5 在

34、電網(wǎng)變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置不變的條件下,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí),零序電流變化較小,因此,零序電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍長(zhǎng)而穩(wěn)定。(6 采用了零序電流保護(hù)后,相間短路的電流保護(hù)就可以采用兩相星形接線方式,并可和零序電流保護(hù)合用一組電流互感器,又能滿足技術(shù)要求,而且接線也簡(jiǎn)單。應(yīng)該指出,在110KV及以上電壓系統(tǒng)中,單相接地短路故障約占全部故障的80%90%,而其它類型的故障,也往往是由單相接地發(fā)展起來(lái)的。所以,采用專門的零序電流保護(hù)就有其更重要的意義。6 相間距離保護(hù)整定計(jì)算6.1 概述(1 距離保護(hù)的基本概念對(duì)一個(gè)被保護(hù)元件,在其一端裝設(shè)的保護(hù),如能測(cè)量出故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離并于保護(hù)范圍對(duì)

35、應(yīng)的距離比較,即可判斷出故障點(diǎn)位置從而決定其行為。這種方式顯然不受運(yùn)行方式和接線的影響,這樣構(gòu)成的保護(hù)就是距離保護(hù)。顯然,它是適應(yīng)新的情況的保護(hù)。(2 距離保護(hù)的基本特性和特點(diǎn)1 距離保護(hù)的基本構(gòu)成距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小(距離大小的阻抗繼電器為主要元件(測(cè)量元件,動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(hù)裝置。2 距離保護(hù)的應(yīng)用距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中,能有選擇性的、較快的切除相間故障。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)行方式多變,采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí),則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。3 距離保護(hù)各段動(dòng)作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段,必要時(shí)也可采用四段。

36、其中第I段可以保護(hù)全線路的80%85%,其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.030.1s(保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間,前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第II段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合,動(dòng)作時(shí)間一般為0.51.5s,通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III(IV段,其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上,作為后備保護(hù)段。4 距離保護(hù)裝置特點(diǎn)由于距離保護(hù)主要反映阻抗值,一般說(shuō)其靈敏度較高,受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較小,運(yùn)行中躲開負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小,因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定。特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)

37、保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活,是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。(3 110220kv線路繼電保護(hù)的配置原則在110220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,線路的相間短路保護(hù)及單相接地保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘。在下列情況下,應(yīng)裝設(shè)全線任何部分短路時(shí)均能速動(dòng)的保護(hù):根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時(shí);線路發(fā)生三相短路,使廠用電或重要用戶母線電壓低于60%額定電壓,且其保護(hù)不能無(wú)時(shí)限和有選擇地切除短路時(shí);如某些線路采用全線速動(dòng)保護(hù)能顯著簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)保護(hù),并提高保護(hù)的選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。6.2 相間距離保護(hù)裝置整定值配合的原則(1保護(hù)定值配合的基本原則如下:1距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí),其相鄰上、下級(jí)

38、保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合,即兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合,距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。2在某些特殊情況下,為了提高保護(hù)某段的靈敏度,或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間,采用所謂“非選擇性動(dòng)作,再由重合閘加以糾正”的措施。3采用重合閘后加速方式,達(dá)到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式,除了加速故障切除,以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外,還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。(2 距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù)(或分支系數(shù)的選擇及計(jì)算助增系數(shù)(或分支系數(shù)的正確計(jì)算,直接影響到距離保護(hù)定植及保護(hù)范圍的大小,也就影響了保護(hù)各段的相互配合及靈敏度。正確選擇與計(jì)算

39、助增系數(shù),是距離保護(hù)計(jì)算配合的重要工作內(nèi)容之一。1對(duì)于輻射狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的線路保護(hù)配合時(shí)這種系統(tǒng),其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在線路的末端,主電源側(cè)采取大運(yùn)行方式,分支電源采用小運(yùn)行方式。2環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)算這種電力網(wǎng)中的助增系數(shù)隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。在計(jì)算時(shí),應(yīng)采用開環(huán)運(yùn)行的方式,以求出最小助增系數(shù)。3單回輻射線路與環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路保護(hù)相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行方式下,在線路末端故障時(shí)計(jì)算。4環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)外輻射線路保護(hù)間相配合時(shí)應(yīng)按環(huán)網(wǎng)開環(huán)計(jì)算。應(yīng)該指出,上述原則無(wú)論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi),還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。距離保護(hù)的基本特性和特

40、點(diǎn):(1距離保護(hù)的基本構(gòu)成距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小(距離大小的阻抗繼電器為主要元件(測(cè)量元件,動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(hù)裝置。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大于預(yù)定值時(shí),表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外,保護(hù)不動(dòng)作當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí),表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之內(nèi),保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件(方向特性及時(shí)間元件,即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。(2距離保護(hù)的應(yīng)用距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中,能有選擇性的、較快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí),距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作;當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí),它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作,切除故障。

41、因此,在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,運(yùn)行方式多變,采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí),則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。(3距離保護(hù)各段動(dòng)作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段。其中第段可以保護(hù)全線路的80%85%,其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.030.1s(保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間,前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合,動(dòng)作時(shí)間一般為0.51.5s,通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由、段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第段,其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上,作為后備保護(hù)段。6.3 距離保護(hù)裝置阻抗繼電器的接線方式和整定阻抗(1 阻抗繼電器的接線方式阻抗繼電器的電流及電壓回路的介入,有

42、各種不同的接線方式,譬如:有接入相電壓和相電流的;有接入相間電壓和相電流之差的;有接入相間電壓和相電流的等等。對(duì)于不同的接線方式,在各種類型的短路故障情況下,所測(cè)得的阻抗值是不同的。(2 阻抗繼電器的整定阻抗在進(jìn)行距離保護(hù)裝置的定值計(jì)算時(shí),首先按照計(jì)算原則及要求,算出各保護(hù)段的一次整定阻抗值。計(jì)算的結(jié)果用線路的一次正序相阻抗表示。這樣就可給出距離保護(hù)定值配置圖,根據(jù)實(shí)際情況可以按以下這種方式給出調(diào)試用定值。方式為:根據(jù)所計(jì)算出的距離保護(hù)各段的一次定值,直接給出距離保護(hù)各段的“整定阻抗” 。該定值為當(dāng)線路三相短路時(shí),從保護(hù)區(qū)末端至保護(hù)安裝處每相線路正序阻抗的一次歐姆值。至于考慮由該一次“整定阻抗

43、”換算至電流互感器及電壓互感器二次側(cè)的“整定阻抗”以及繼電器接線系數(shù)等因素影響時(shí)的計(jì)算工作,均由實(shí)驗(yàn)部門根據(jù)實(shí)際情況確定。6.4 相間距離保護(hù)的整定計(jì)算1號(hào)斷路器相間距離保護(hù)的整定計(jì)算(1 相間距離保護(hù)第段的整定相間距離保護(hù)第段的整定值:相間短路的短路電流計(jì)算公式:Z K Z AB rel op II=1= 0.85×(6.28+j32=0.85×32.61078.9° = 5.34+j27.20=27.71978.9°(相間距離保護(hù)第段的靈敏度用保護(hù)范圍表示,即為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的85%。相間距離保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間:01=I t op (S (2 相間距

44、離保護(hù)II 段的整定與相鄰線路BC 的6QF 的相間距離保護(hù)第段相配合Z K Z BC rel op IIZ K K Z K Z op b rel AB rel op I +=6min ,'1=7.426+j35.703=36.46778.3°(2相間距離保護(hù)第段的靈敏度校驗(yàn):不滿足靈敏度的要求。故可按躲過(guò)相鄰線路BC 的6QF 的相間距離保護(hù)第段相配合: Z K K Z K Z op b rel BC rel op I +=4min ,'6=0.85×(1.806+j7.36+0.8×1.156×0.85×(3.925+j20

45、=4.009+j21.978=22.34179.7°(Z K K Z K Z op b rel AB rel op +=6min ,'1=10.787+j57.073=58.08379.3°(3相間距離保護(hù)第段的靈敏度校驗(yàn):滿足靈敏度的要求。 4相間距離保護(hù)第段的動(dòng)作時(shí)間為:t op 1=0.5(S (3 相間距離保護(hù)III 段的整定1躲過(guò)被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗:最小負(fù)荷阻抗計(jì)算:(=031.1826283/10002209.03/9.0max ,min ,A B L N L I U Z當(dāng)采用方向阻抗元件時(shí),整定阻抗為:(L m ss re rel L op CO

46、S Z K K K Z -=m 最大靈敏角,取9.78 L 線路負(fù)荷阻抗角,取87.36 2與相鄰線路BC 的6QF 的相間距離保護(hù)第段相配合: Z K K Z K Z op b rel AB rel op III III III +=6min ,'1=0.85×32.61078.9°+0.8×1.699×29.98278.9° =68.47078.9°(取其中最小者:Z op III1=68.47078.9°(3相間距離保護(hù)第段靈敏度校驗(yàn):.68=2.10>1.5 滿足靈敏度的要求。 當(dāng)作遠(yuǎn)后備時(shí)K b ma

47、x ,=2.176 Z K Z Z K BC b AB op s max ,1min ,+=III III =578.7176.2610.32470.68+=1.40>1.2 滿足靈敏度要求。4相間距離保護(hù)第段動(dòng)作時(shí)間為:=III top 13(S 1AB 線路最大運(yùn)行方式的短路計(jì)算即當(dāng)保護(hù)1發(fā)生短路時(shí),保護(hù)3斷開 圖6.1 AB最大運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =50 化為有名值 兩相短路: =40=34.64 化為有名值 2AB線路最小運(yùn)行方式的短路計(jì)算即當(dāng)保護(hù)1發(fā)生短路時(shí),保護(hù)3不斷開,閉環(huán)運(yùn)行 圖6.2 AB最小運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流

48、值為:三相短路: =55.56 化為有名值 兩相短路: =55.56=48.12 化為有名值 3BC線路最大運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)3發(fā)生短路時(shí),保護(hù)5斷開 圖6.3 BC最大運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =43.48 化為有名值 兩相短路: =43.48=37.65 化為有名值 4BC線路最小運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)3發(fā)生短路時(shí),保護(hù)5不斷開,閉環(huán)運(yùn)行 圖6.4 BC最小運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =62.5 化為有名值 兩相短路: =62.5=54.13 化為有名值 5CD線路最大運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)5發(fā)生短路時(shí),保護(hù)8斷開 圖

49、6.5 CD最大運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =47.62 化為有名值 兩相短路: =47.62=41.24 化為有名值 6CD線路的最小運(yùn)行方式即保護(hù)5發(fā)生短路時(shí),保護(hù)8不斷開,閉環(huán)運(yùn)行 圖6.6 CD最小運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =62.5 化為有名值 兩相短路: =62.5=54.13 化為有名值 7DF線路最大運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)8發(fā)生短路,保護(hù)10斷開 圖6.7 DF最大運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =30.3 化為有名值 兩相短路: =30.3=26.24 化為有名值 8DF線路最小運(yùn)行方式

50、的短路計(jì)算即保護(hù)8發(fā)生短路,保護(hù)10不斷開,閉環(huán)運(yùn)行 圖6.8 DF最小運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路=45.45 化為有名值 兩相短路: =45.45=39.36 化為有名值 9AG線路最大運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)11發(fā)生短路,保護(hù)9斷開 圖6.9 AG最大運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =50 化為有名值 兩相短路: =50=43.3 化為有名值 10AG線路最小運(yùn)行方式的短路計(jì)算即保護(hù)11發(fā)生短路,保護(hù)9不斷開,閉環(huán)運(yùn)行 圖6.10 AG最小運(yùn)行方式的正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖故障點(diǎn)有效相電流值為:三相短路: =55.56 化為有名值 兩相短路: =

51、55.56=48.12 化為有名值 動(dòng)作阻抗 6.5 距離保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用范圍根據(jù)距離保護(hù)的工作原理,它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。它不僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大,而且又反應(yīng)電壓的降低,因而靈敏度比電流、電壓保護(hù)高。保護(hù)裝置距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響,其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響也較小,同時(shí)保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響,因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定,且動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。距離保護(hù)的工作受到各種因素的影響,如系統(tǒng)振蕩、短路點(diǎn)的過(guò)度電阻和電壓回路的斷線失壓等。因此,在保護(hù)裝置中需采取各種防止或減少這些因素影響的措施,如振蕩閉鎖、瞬時(shí)測(cè)定和電壓回路的斷線失壓閉鎖等,需應(yīng)

52、用復(fù)雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器,使整套保護(hù)裝置比較復(fù)雜,可靠性相對(duì)比電流保護(hù)低。雖然距離保護(hù)仍存在一些缺點(diǎn),但是,由于它在任何形式的網(wǎng)絡(luò)均能保證有選擇性的動(dòng)作。因此,廣泛地以內(nèi)功用在35KV及以上電壓的電網(wǎng)中。通常在35KV電壓網(wǎng)絡(luò)中,距離保護(hù)可作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相間短路的主保護(hù);110220KV的高壓電網(wǎng)和330500KV的超高壓電網(wǎng)中,相間短路距離保護(hù)和接地短路距離保護(hù)主要作為全線速動(dòng)主保護(hù)的相間短路和接地短路的后備保護(hù),對(duì)于不要求全線速動(dòng)保護(hù)的高壓線路,距離保護(hù)則可作為線路的主保護(hù)。7 自動(dòng)重合閘7.1 自動(dòng)重合閘的基本概述7.1.1 概述在110KV級(jí)以上電壓的大接地電流系統(tǒng)中,由于架

53、空線路的線間距離較大,相間故障的機(jī)會(huì)比較少,而單相接地短路的機(jī)會(huì)比較多。在高壓輸電線路上,若不允許采用快速非同期三相重合閘,而采用檢同期重合閘,又因恢復(fù)供電的時(shí)間太長(zhǎng),滿足不了穩(wěn)定運(yùn)行的要求時(shí),就采用單相重合閘方式。單相重合閘是指只把發(fā)生故障的一相斷開,然后再進(jìn)行單相重合,而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運(yùn)行,這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果線路發(fā)生的是瞬時(shí)性故障,則單相重合閘成功即恢復(fù)三相的正常運(yùn)行。如果是永久性故障,單相重合不成功,則根據(jù)系統(tǒng)的具體情況,如不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行時(shí),則應(yīng)再次切除單相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。目前一般都是采用重合不成功時(shí)跳開三相的方式。當(dāng)采用單相重合

54、閘時(shí),如線路發(fā)生相間短路時(shí),一般都跳開三相斷路器,不進(jìn)行三相重合;如有其它原因斷開三相斷路器時(shí),也不進(jìn)行重合。7.1.2 自動(dòng)重合閘的配置原則自動(dòng)重合閘的配置原則根據(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、負(fù)荷狀況、線路上裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置及斷路器性能,以及其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素決定。其配置原則:(11KV及以上架空線路及電纜與架空混合線路,在具有斷路器的條件下,當(dāng)用電設(shè)備允許且無(wú)備用電源自動(dòng)投入時(shí),應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置;(2旁路斷路器和兼作旁路的母聯(lián)斷路器或分段斷路器,應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置;(3低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器,可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置;(4必要時(shí),母線故障也可采用自動(dòng)重合閘裝置。

55、總結(jié)多年來(lái)自動(dòng)重合閘運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)可知,線路自動(dòng)重合閘的配置和選擇應(yīng)根據(jù)不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)際運(yùn)行條件和規(guī)程要求具體確定。在本此所設(shè)計(jì)的220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,采用綜合自動(dòng)重合閘裝置。7.2 自動(dòng)重合閘的基本要求(1 自動(dòng)重合閘裝置不應(yīng)動(dòng)作的情況有:由值班人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開時(shí)。手動(dòng)投入斷路器,由于線路上存在故障,隨即由保護(hù)動(dòng)作將其斷開.因?yàn)樵谶@種情況下,故障大多都是屬于永久性的。它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未能消除或者是保安地線沒有拆除等原因造成的。因此,即使再重合一次也不可能成功。 .在某些不允許重合的情況下例如,斷路器處于不正常狀態(tài)(如氣壓、液壓降低等以及變壓器內(nèi)部故障,差動(dòng)或瓦斯保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí),均應(yīng)使閉鎖裝置不進(jìn)行重合閘。(2除上述條件外,當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘后,重合閘都應(yīng)該動(dòng)作,使斷路器重新合閘。在某些情況下(如使用單相重合閘時(shí),也允許只在保護(hù)動(dòng)作于跳閘后進(jìn)行重合閘。(3基于以上的要求,應(yīng)優(yōu)先采用斷路器操作把手與斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式,即當(dāng)斷路器操作把手在合閘位置