35KV變電站繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說明

1、 . . . 1 緒 論1.1 變電站繼電保護(hù)的發(fā)展變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技

2、術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。繼電保護(hù)的未來發(fā)展，繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢： 高速數(shù)據(jù)處理芯片的應(yīng)用 微機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化 保護(hù)、控制、測量、信號(hào)、數(shù)據(jù)通信一體化 繼電保護(hù)的智能化。1.2 繼電保護(hù)裝置的基本要求繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置屬于二次部分，它對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性。1.3 繼電保護(hù)整定繼電保護(hù)整定的基本任務(wù)

3、就是要對(duì)各種繼電保護(hù)給出整定值，而對(duì)電力系統(tǒng)中的全部繼電保護(hù)來說，則需要編出一個(gè)整定方案。整定方案通?？砂措娏ο到y(tǒng)的電壓等級(jí)或者設(shè)備來編制，并且還可按繼電保護(hù)的功能劃分小方案分別進(jìn)行。例如：35kV變電站繼電保護(hù)可分為：相間短路的電壓、電流保護(hù)，單相接地零序電流保護(hù)，短線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)等。整定計(jì)算一般包括動(dòng)作值的整定、靈敏度的校驗(yàn)和動(dòng)作時(shí)限的整定三部分。并且分為： 無時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定。 動(dòng)作時(shí)限的整定。 帶時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定。1.4 本文的主要工作在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我主要做了關(guān)于35kV變電站的繼電保護(hù), 充分利用自己所學(xué)的知識(shí)，嚴(yán)格按照任務(wù)書的要求，圍繞所要設(shè)計(jì)的主接線圖的可靠性，

4、靈活性，經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，包括：負(fù)荷計(jì)算、主接線的選擇、短路電流計(jì)算、主變壓器繼電保護(hù)的配置以與線路繼電保護(hù)的計(jì)算與校驗(yàn)的研究等等。2 設(shè)計(jì)概述2.1設(shè)計(jì)依據(jù)1) 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書。2) 國標(biāo)GB50062-92電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)。3) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（工業(yè)大學(xué)）。2.2設(shè)計(jì)規(guī)模本設(shè)計(jì)為35kV降壓變電所。主變?nèi)萘繛?300kVA，電壓等級(jí)為35/10kV。2.3設(shè)計(jì)原始資料1) 35kV供電系統(tǒng)圖,如圖2.1所示。2) 系統(tǒng)參數(shù)：電源I短路容量：SIDmax=200MVA；電源短路容量：SDmax=250MVA；供電線路：L1=15km，L2=10km，線路阻抗：XL=0.

5、4/km。圖2.135kV系統(tǒng)原理接線圖3) 變電站10kV側(cè)母線負(fù)荷情況表2.1 10kV母線側(cè)負(fù)荷情況負(fù) 荷名 稱最大負(fù)荷（kW）功 率因 數(shù)導(dǎo) 線型 號(hào)線路電抗標(biāo)幺值回路數(shù)供 電方 式線路長度（km）織布廠12000.85LGJ-350.3451架空線8膠木廠12000.85LGJ-350.3451架空線8印染廠12000.85LGJ-350.3451架空線8配電所16000.85LGJ-350.3451架空線10煉鐵廠17000.85LGJ-350.3451架空線104) B1、B2主變?nèi)萘?、型?hào)為6300kVA之SF1-6300/35型雙卷變壓器，Y-/11之常規(guī)接線方式，具有帶負(fù)荷

6、調(diào)壓分接頭，可進(jìn)行有載調(diào)壓。其中Uk %=7.5。5) 運(yùn)行方式：以SI、S 全投入運(yùn)行，線路L1L2全投。QF1合閘運(yùn)行為最大運(yùn)行方式；以S停運(yùn)，線路L2停運(yùn)，QF1斷開運(yùn)行為最小運(yùn)行方式。6) 已知變電所10kV出線保護(hù)最長動(dòng)作時(shí)間為1.5s。3 主接線方案的選擇與負(fù)荷計(jì)算3.1主接線設(shè)計(jì)要求電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性與經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。對(duì)一個(gè)電廠而言，電氣主

7、接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)組容量、電廠規(guī)模與電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性和方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 1）運(yùn)行的可靠性：可靠性是指一個(gè)元件，一個(gè)系統(tǒng)，在規(guī)定的時(shí)間與一定的條件下完成預(yù)定功能的能力，供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，對(duì)發(fā)電廠，變電所主接線可靠性的要求程度，與其在電力系統(tǒng)中的地位，作用有關(guān)，而地位作用則是由其容量，電壓等級(jí)，負(fù)荷大小以與類別等因素決定。具體要求有：斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障

8、時(shí)以與母線或隔離開關(guān)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)出線的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并保證對(duì)一二類負(fù)荷的供電；盡量避免發(fā)電廠或變電所全部停運(yùn)的可能性；對(duì)裝有大型機(jī)組的發(fā)電廠或超高壓變電所應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。2）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí)，能夠通過倒換開關(guān)的運(yùn)行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以與在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。盡量做到年運(yùn)行費(fèi)小，包括電能損耗。折舊費(fèi)與大修費(fèi)，日常小修費(fèi)等維護(hù)費(fèi)。其中電能損耗

9、主要由變壓器引起，因此，要合理的選擇主變壓器的形式，容量，臺(tái)數(shù)和避免變壓而增加電能損耗。并在可能的情況下，采取一次設(shè)計(jì)，分期投資，投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。3.2變電站主接線的選擇原則1) 當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2) 當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。3) 當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組接線。4) 為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。5) 接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。6) 610kV固定式

10、配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。采用610 kV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。7) 由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。8) 當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)與母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。3.3接線方案選擇對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35kV與以上的變電站，通常是經(jīng)變電站總降壓變電所降為10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)下一級(jí)變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘泳€圖表示變電站接受和分配電能的路徑

11、，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）與其連接線組成，通常用單線表示。主接線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。3.3.1一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖單母分段接線：即用分段斷路器或分段隔離開關(guān)將母線分成若干段。這種主接線圖兼有外橋式接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所分段的單母線與不分段的相比較，提高了接線的可靠性和靈活性。兩母線可分裂運(yùn)行（分段斷路器斷開）也可并列運(yùn)行（分段斷路器接通）；重要用戶可以用雙回路接于不同

12、母線段，保證不間斷供電；任一母線或母線隔離開關(guān)檢修，只停運(yùn)該段，其他段可繼續(xù)供電，減小了停電圍。適用圍 ：610kV配電裝置，出線回路數(shù)為6回與以上時(shí)；3563kV配電裝置，出線回路為48回時(shí)；110-220kV配電裝置，出線回路為34回時(shí)。多數(shù)情形中，分段數(shù)和電源數(shù)一樣。本次設(shè)計(jì)的35kV變電站出線回路側(cè)為48回，而且多為一、二級(jí)負(fù)荷，是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二次側(cè)單母線分段的總降壓變電所主接線（即全橋式接線）3.3.2一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器跨

13、接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與橋式結(jié)線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進(jìn)線斷路器，這對(duì)改善線路斷路器的工作與其繼電保護(hù)的整定都極為有利。3.3.3一次側(cè)采用橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器的側(cè)，靠近變壓器，因此稱為

14、橋式結(jié)線。這種接結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。這種橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。3.3.4一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。并且對(duì)于35kV的配電裝置，此接線方式的回路數(shù)多在8回以上或者連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)。3.4 35kV變電所主接線簡圖綜上所述：本次設(shè)計(jì)采用一、二次側(cè)均為單母分段總

15、降壓變電所這種接線圖3.1 35kV變電所主接線圖3.5 負(fù)荷計(jì)算3.5.1負(fù)荷計(jì)算的容和目的1) 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。2) 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以與選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。3) 平均負(fù)荷為一段時(shí)間用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜

16、電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。3.5.2 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法與二項(xiàng)式法等幾種。需要系數(shù)法公式簡單，計(jì)算方便，適用于各類變、配電所和供配電干線以與長期運(yùn)行而且負(fù)載平穩(wěn)的用點(diǎn)設(shè)備和生產(chǎn)車間（如鍋爐引風(fēng)機(jī)、水源泵站、集中空壓站）的負(fù)荷計(jì)算。但不適合用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少，各臺(tái)間容量懸殊且工作制度不同時(shí)的電力負(fù)荷計(jì)算。二項(xiàng)式法將負(fù)荷分為基本部分和附加部分，后者系考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備的影響。適用于機(jī)修類用電設(shè)備的計(jì)算，其他各類車間和車間變電所設(shè)計(jì)亦常采用。二項(xiàng)式法所得計(jì)算結(jié)果一般偏大。利用系數(shù)法以概率論為基礎(chǔ)，

17、根據(jù)設(shè)備利用率并考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)以與各臺(tái)間功率差異的影響確定計(jì)算負(fù)荷與平均負(fù)荷間的偏差量（這反映在最大系數(shù)于1的部分），從而求得最大負(fù)荷。這種計(jì)算方法更具客觀性和普遍性，適用于各種類型負(fù)荷的計(jì)算，所求得的結(jié)果更接近實(shí)際。但由于國對(duì)利用系數(shù)缺乏切實(shí)的工作和數(shù)據(jù)的積累，計(jì)算方法本身也較上述兩種方法復(fù)雜，故尚未得到廣泛采用。在本次設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法確定3.5.3本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算?。焊鶕?jù)原始數(shù)據(jù)表可算出： ；則 （3.1） （3.2） （3.3） （3.4） （3.5） （3.6）由于規(guī)程要求0.9，而由上面計(jì)算可知 =0.790.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。電容器具有投資省，有功功率損耗小，運(yùn)行維護(hù)方

18、便，故障圍小等特點(diǎn)，因此采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。公式依據(jù)為： （3.7）式中：Qc需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量，kvar；P30全企業(yè)的有功計(jì)算負(fù)荷，kW；平均負(fù)荷系數(shù)，取0.70.8；qc補(bǔ)償率，kvar / kW，查閱相關(guān)工程手冊，可以得出qc=0.396將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式3.6中得： (3.8)故需要補(bǔ)償容量為1700kvar，選擇兩臺(tái)容量850 kvar的電容器并列補(bǔ)償運(yùn)行。4 短路電流計(jì)算4.1引言在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面：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需要采用限制短路電流的措施，均需進(jìn)

19、行必要的短路電流計(jì)算。2)在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對(duì)地安全距離。4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5)接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以與進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件

20、有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡。一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法）本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算4.2基準(zhǔn)參數(shù)選定SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側(cè)UB1=37kV，10kV側(cè)UB2=10.5kV。（4.1） （4.2）4.3阻抗計(jì)算（均為標(biāo)幺值）1) 系統(tǒng)： （4.3）

21、 （4.4）2) 35kV線路：L1： （4.5） L2： （4.6）3)變壓器：B1，B2：（4.7）4) 15kV線路：線路阻抗（XL）分為兩類：織布廠、膠木廠、印染廠： （4.8）煉鐵廠、配電所： （4.9）系統(tǒng)等效電路圖如圖4.1所示圖4.1 系統(tǒng)等效電路圖 （各阻抗計(jì)算見4.3）4.4短路電流計(jì)算1) 最大運(yùn)行方式系統(tǒng)化簡如圖4.2a所示其中：（4.10）（4.11）（4.12）（4.13）據(jù)此，系統(tǒng)化簡如圖4.2b所示 a) b)圖4.2 最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖故知35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)）三相短路電流周期分量有效值（4.14）其他三相短路電流（4.15）（4.16

22、）（4.17）三相短路容量（5.18）10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)）（4.19）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值（4.20）其他三相短路電流（4.21）（4.22） （4.23）三相短路容量（4.24）對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 三相短路電流周期分量有效值 （4.25）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 （4.26）其他三相短路電流（4.27）（4.28）（4.29）三相短路容量（4.30）對(duì)于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路：三相短路電流周期分量有效值 （4.31）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值 （4.32

23、）其他三相短路電流（4.33）（4.34）（4.35）三相短路容量（4.36）2) 最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)化簡如圖4.3所示圖4.3 最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的等效電路圖因S停運(yùn),所以僅考慮S單獨(dú)運(yùn)行的結(jié)果（4.37）所以35kV母線上短路電流（d1點(diǎn)）三相短路電流周期分量有效值（4.38）其他三相短路電流（4.39）（4.40）（4.41）三相短路容量（4.42）所以10kV母線上短路電流（d2點(diǎn)）（4.43）折算到35kV側(cè)：三相短路電流周期分量有效值（4.44）其他三相短路電流（4.45）（4.46）（4.47）三相短路容量（4.48）對(duì)于d3點(diǎn)以煉鐵廠、配電所計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路 （4

24、.49）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值（4.50）其他三相短路電流（4.51）（4.52）（4.53）三相短路容量（4.54）對(duì)于d3點(diǎn)以織布廠、膠木廠、印染廠計(jì)算此時(shí)10kV負(fù)荷側(cè)的線路： （4.55）折算到35kV側(cè)三相短路電流周期分量有效值（4.56）其他三相短路電流（4.57）（4.58）（4.59）三相短路容量（4.60）4.5 短路電流計(jì)算結(jié)果表4.5.1最小運(yùn)行方式三相短路電流（kA）三相短路容量（MVA）IK（3）I（3）I（3）ish（3）Ish（3）Sk（3）d-1點(diǎn)1.661.661.664.2332.507106.6d-2點(diǎn)0.7330.7330.7331.

25、8691.10746.99d-3點(diǎn)0.2800.2800.2800.7140.42317.930.3190.3190.3190.8130.48220.46表4.5.2最大運(yùn)行方式三相短路電流(kA)三相短路容量(MVA)IK（3）I（3）I（3）ish（3）Ish（3）Sk（3）d-1點(diǎn)3.923.923.929.9965.92251.3d-2點(diǎn)0.980.980.982.4991.4862.97d-3點(diǎn)0.3100.3100.3100.7140.42317.930.3590.3590.3590.9150.54223.05變電所繼電保護(hù)與故障分析5.1本系統(tǒng)故障分析本設(shè)計(jì)35/10kV系統(tǒng)為雙

26、電源35kV單母線分段接線，10kV側(cè)單母線分段接線，所接負(fù)荷屬一二類負(fù)荷居多。1) 本設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)具有非直接接地的架空線路與中性點(diǎn)不接地的電力變壓器等主要設(shè)備。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。2) 電力變壓器的故障，分為外部故障和部故障兩類。 變壓器的外部故障常見的是高低壓套管與引線故障，它可能引起變壓器出線端的相間短路或引出線碰接外殼。 變壓器的部故障有相間短路、繞組的匝間短路和絕緣損壞。3) 變壓器的不正常運(yùn)行過負(fù)荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升與油位過低。5.2線路繼電保護(hù)裝置根據(jù)線路的故障類型，設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置如下：1) 10kV負(fù)荷側(cè)單回出線保

27、護(hù)，采用兩段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0s跳閘。2) 35kV 線路的保護(hù)，采用三段式電流保護(hù)，即電流速斷保護(hù)、帶時(shí)限電流保護(hù)與過電流保護(hù)。其中電流速斷保護(hù)為主保護(hù)，不帶時(shí)限，0s跳閘。5.3主變壓器繼電保護(hù)裝置變壓器為變電所的核心設(shè)備，根據(jù)其故障和不正常運(yùn)行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏與提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，設(shè)置相應(yīng)的主保護(hù)、異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)如下：1) 主保護(hù)：瓦斯保護(hù)（以防御變壓器部故障和油面降低）、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路）。2) 后備保護(hù)：過電流保護(hù)（以反應(yīng)變壓器外部相間故障）、

28、過負(fù)荷保護(hù)（反應(yīng)由于過負(fù)荷而引起的過電流）。3) 異常運(yùn)行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)：溫度保護(hù)（以檢測變壓器的油溫，防止變壓器油劣化加速）和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)（用變壓器一相電流的70%來啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，防止變壓器油溫過高）。5.4本設(shè)計(jì)繼電保護(hù)原理概述1) 10kV線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流來選擇動(dòng)作電流的，以動(dòng)作電流的大小來控制保護(hù)裝置的保護(hù)圍；有無時(shí)限電流速斷和延時(shí)電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無時(shí)限電流速斷保護(hù)。2) 10kV線路過電流保護(hù):是利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng)作的選擇性由過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適

29、當(dāng)?shù)难訒r(shí)來保證，有定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時(shí)限過電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來切除電流速斷保護(hù)圍以外的故障，其保護(hù)圍為本線路全部和下段線路的一部分。3) 變壓器瓦斯保護(hù)：是利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器部故障；當(dāng)變壓器部發(fā)生故障時(shí)，電弧使油與絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時(shí)，油箱氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)讓其作用于信號(hào)，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)重時(shí)，油箱產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電

30、器動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，這時(shí)作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù)。4) 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：是按照循環(huán)電流的原理構(gòu)成。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動(dòng)繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，二次電流在臂中環(huán)流，使差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)不動(dòng)作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器部發(fā)生相間短路時(shí)，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位一樣，使繼電器有電流流過。但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁涌流、接線方式與電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動(dòng)保護(hù)需解決這些問題，方法有：靠整定值躲過不平衡電流采用

31、比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。采用二次諧波制動(dòng)。采用間歇角原理。采用速飽和變流器。本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵(lì)磁涌流的能力。6 主變繼電保護(hù)整定計(jì)算與繼電器選擇6.1概述按GB5006292電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障與異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：繞組與其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部相間短路引過的過電流；中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流與中性點(diǎn)過電壓；過負(fù)荷；油面降低；變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對(duì)于高壓側(cè)為35kV與以上的總降壓變電所主變壓器來

32、說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000kVA與以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300kVA與以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。主保護(hù)和后備保護(hù)：35kV供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱為主保護(hù)；而動(dòng)作比較慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)

33、備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱為后備保護(hù)。后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動(dòng)作的主保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長,而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來彌補(bǔ)不可。近后備和遠(yuǎn)后備：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)；由本級(jí)電氣設(shè)備或線路的另一

34、套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)；輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單保護(hù)，稱為輔助保護(hù)。6.2瓦斯保護(hù) 作用：用來反映變壓器部故障和油面降低，它反應(yīng)于油箱部故障所產(chǎn)生的氣體或油箱漏油而動(dòng)作，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作于信號(hào)的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定：對(duì)于容量為10MVA以上的變壓器，整定容積為250300cm2。瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分，通常按氣體繼電器的油流速度整定。（油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導(dǎo)管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關(guān)）。輕瓦斯保護(hù)的動(dòng)作

35、值按氣體容積為250300cm2整定，本設(shè)計(jì)采用280 cm2。重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.61.5cm2整定，本設(shè)計(jì)采用0.9 cm2。瓦斯繼電器選用FJ3-80型。瓦斯保護(hù)的接線原理圖如下：圖6.1瓦斯保護(hù)的接線原理圖6.3差動(dòng)保護(hù)：（主保護(hù)）作用：用來反映變壓器繞組和引出線上的相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路以與繞組匝間短路、容量在10000kVA與以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件1) 應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流2) 應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流3) 在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大

36、負(fù)荷時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作結(jié)合設(shè)計(jì)要求和實(shí)際條件只對(duì)其做縱差動(dòng)保護(hù)的整定，所選繼電器型號(hào)為BCH2型差動(dòng)繼電器。計(jì)算變壓器各側(cè)的一次與二次電流值（在額定容量下）并選擇電流互感器的變比，可按下表計(jì)算。由于35 kV側(cè)二次電流大，因此以35kV側(cè)為基本側(cè)。6.3.1 計(jì)算Ie與電流互感器變比，列表如下（表6.1）： S =6300kVA U1e = 35kV U2e=10 kV表6.1 變壓器縱差動(dòng)保護(hù)用互感器變比選擇名稱各側(cè)數(shù)據(jù)高壓（H）低壓（L）額定電壓Y（35kV）（10kV）變壓器各側(cè)額定電流變壓器接線方式Y(jié)CT接線方式Y(jié)選擇CT一次電流的計(jì)算值346.4ACT計(jì)算變比實(shí)選CT變比nlCT二

37、次回路額定電流不平衡電流Ibp平衡系數(shù)1確定基本側(cè)基本側(cè)非基本側(cè)由上表可以看出，35kV側(cè)電流互感器的二次回路額定電流大于10kVA側(cè)。因此35kV為基本側(cè)。6.3.2 確定基本側(cè)動(dòng)作電流：1) 躲過外部故障時(shí)的最大不平衡電流（6.1）利用實(shí)用計(jì)算式：（6.2）式中：Kk可靠系數(shù)，采用1.3； Kfzq非同期分量引起的誤差，采用1； Ktx同型系數(shù)，CT型號(hào)一樣且處于同一情況時(shí)取0.5，型號(hào)不同時(shí)取1，本設(shè)計(jì)取1。U變壓器調(diào)壓時(shí)所產(chǎn)生的相對(duì)誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計(jì)取0.05。fza繼電器整定匝書數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差，暫無法求出，先采用中間值0.05。f I 電流互感器的最

38、大相對(duì)誤差，取0.1。代入數(shù)據(jù)得：（6.3）2) 躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁涌流（6.4）式中：Kk可靠系數(shù)，采用1.3； Ie變壓器額定電流：代入數(shù)據(jù)得：（6.5）3) 躲過電流互改器二次回路短線時(shí)的最大負(fù)荷電流（6.6）式中： Kk可靠系數(shù)，采用1.3； Idz1正常運(yùn)行時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流；采用變壓器的額定電流。代入數(shù)據(jù)得：（6.7）比較上述（6.3）（6.5）（6.7）式的動(dòng)作電流，取最大值為計(jì)算值，即：6.3.3確定基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù)和繼電器的動(dòng)作電流將兩側(cè)電流互感器分別接于繼電器的兩組平衡線圈，再接入差動(dòng)線圈，使繼電器的實(shí)用匝數(shù)和動(dòng)作電流更接近于計(jì)算值；以二

39、次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè)，基本側(cè)的繼電器動(dòng)作電流與線圈匝數(shù)計(jì)算如下：基本側(cè)（35kV）繼電器動(dòng)作值 （6.8）代入數(shù)據(jù)得：（6.9）基本側(cè)繼電器差動(dòng)線圈匝數(shù) （6.10）式中：Awo為繼電器動(dòng)作安匝，應(yīng)采用實(shí)際值，本設(shè)計(jì)中采用額定值，取得60安匝。代入數(shù)據(jù)得 (匝) （6.11）選用差動(dòng)線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較WcdjsI小而相近的數(shù)值，作為差動(dòng)線圈整定匝數(shù)WcdZ。即：實(shí)際整定匝數(shù)（匝）（6.12）其中差動(dòng)線圈實(shí)用匝數(shù)Wc.s = 4匝, 平衡線圈I實(shí)用匝數(shù)WI.ph. s= 1匝。繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流 A （6.13）保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作電流 （6.14）6.3.4確定非基本側(cè)平衡

40、線圈和工作線圈的匝數(shù)平衡線圈計(jì)算匝數(shù) (匝) （6.15）故，取平衡線圈實(shí)際匝數(shù) （6.16）工作線圈計(jì)算匝數(shù) (匝)（6.17）6.3.5計(jì)算由于整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對(duì)誤差fza （6.18）由于小于原定值0.05，取法合適，不需重新計(jì)算。6.3.6初步確定短路線圈的抽頭根據(jù)前面對(duì)BCH-2差動(dòng)繼電器的分析，考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小，勵(lì)磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的“C-C”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號(hào)、性能等，抽頭是否合適，應(yīng)經(jīng)過變壓器空載投入試驗(yàn)最后確定。6.3.7保護(hù)裝置靈敏度校驗(yàn)差動(dòng)保護(hù)靈敏度要求值本系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，10kV側(cè)出口發(fā)生兩相

41、短路時(shí)，保護(hù)裝置的靈敏度最低。本裝置靈敏度 （6.19）滿足要求。6.4過電流保護(hù)：（后備保護(hù)）6.4.1過電流繼電器的整定與繼電器選擇：1） 保護(hù)動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流來整定 （6.20）式中：Kk可靠系數(shù)，采用1.2； Kh返回系數(shù)，采用0.85；代入數(shù)據(jù)得 （6.21）繼電器的動(dòng)作電流（6.22）電流繼電器的選擇：DL-21C/10，電流整定值為7A。2） 靈敏度按保護(hù)圍末端短路進(jìn)行校驗(yàn)，靈敏系數(shù)不小于1.2。靈敏系數(shù)：織布廠、膠木廠、印染廠 （6.23）煉鐵廠、配電所： （6.23）故靈敏度滿足要求。6.5 過負(fù)荷保護(hù)：（后備保護(hù)）其動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流來整定。動(dòng)作帶延時(shí)

42、作用于信號(hào)。（6.24） （6.25）延時(shí)時(shí)限取10s，以躲過電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)。當(dāng)過負(fù)荷保護(hù)起動(dòng)后，在達(dá)到時(shí)限后仍未返回，則動(dòng)作ZDJH裝置。6.6冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)：（6.26）（6.27）即：當(dāng)繼電器電流達(dá)到3.15A時(shí)，冷卻風(fēng)扇自起動(dòng)。7線路保護(hù)整定計(jì)算7.1 概述根據(jù)電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)GB50062-92可知：363kV 中性點(diǎn)非直接接地電力網(wǎng)中線路的保護(hù)7.1.1對(duì) 363kV 線路的下列故障或異常運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：1) 相間短路；2) 單相接地；3) 過負(fù)荷。7.1.2對(duì) 310kV 線路裝設(shè)相間短路保護(hù)裝置，應(yīng)符合下列要求： 1) 由電流繼電器構(gòu)成的保護(hù)裝置，

43、應(yīng)接于兩相電流互感器上，同一網(wǎng)絡(luò)的所有線路均應(yīng)裝在一樣的兩相上；2) 后備保護(hù)應(yīng)采用遠(yuǎn)后備方式；3) 當(dāng)線路短路使發(fā)電廠廠用母線或重要用戶母線電壓低于額定電壓的60%時(shí)，以與線路導(dǎo)線截面過小,不允許帶時(shí)限切除短路時(shí)，應(yīng)快速切除故障；4) 電流保護(hù)的時(shí)限不大于 0.50.7s 時(shí)，且沒有第三款所列的情況，或沒有配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)。7.1.3 在 310kV 線路裝設(shè)的相間短路保護(hù)裝置，應(yīng)符合下列規(guī)定：1) 對(duì)單側(cè)電源線路可裝設(shè)兩段過電流保護(hù)：第一段為不帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)；為帶時(shí)限的過電流保護(hù)?？刹捎枚〞r(shí)限或反時(shí)限特性的繼電器。對(duì)單側(cè)電源帶電抗器的線路，當(dāng)其斷路器不能切斷

44、電抗器前的短路時(shí)，不應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，此時(shí)，應(yīng)由母線保護(hù)或其它保護(hù)切除電抗器前的故障。保護(hù)裝置僅在線路的電源側(cè)裝設(shè)。2) 對(duì)雙側(cè)電源線路，可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流速斷和過電流保護(hù)。對(duì)12km 雙側(cè)電源的短線路，當(dāng)采用上述保護(hù)不能滿足選擇性、靈敏性或速動(dòng)性的要求時(shí)，可采用帶輔助導(dǎo)線的縱差保護(hù)作為主保護(hù)，并裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流保護(hù)作后備保護(hù)。對(duì)并列運(yùn)行的平行線路宜裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，并應(yīng)以接于兩回線電流之和的電流保護(hù)，作為兩回線同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)與一回線斷開后的主保護(hù)與后備保護(hù)。7.1.4對(duì) 3563kV 線路，可按下列要求裝設(shè)相間短路保護(hù)裝置：1)對(duì)單側(cè)電源線路可采用一段或兩

45、段電流速斷或電流閉鎖電壓速斷作主保護(hù)，并應(yīng)以帶時(shí)限過電流保護(hù)作后備保護(hù)。當(dāng)線路發(fā)生短路，使發(fā)電廠廠用母線電壓或重要用戶母線電壓低于額定電壓的 60%時(shí)，應(yīng)能快速切除故障。2) 對(duì)雙側(cè)電源線路可裝設(shè)帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)。當(dāng)采用電流電壓保護(hù)不能滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)。可采用距離保護(hù)裝置。雙側(cè)電源或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，不超過 34km 的短線路，當(dāng)采用電流電壓保護(hù)不能滿足要求時(shí)，可采用帶輔助導(dǎo)線的縱差保護(hù)作主保護(hù)，并應(yīng)以帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)作后備保護(hù)。3) 并列運(yùn)行的平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作主保護(hù)，并應(yīng)以接于兩回線電流之和階段式保護(hù)或距離保護(hù)作為兩回線同時(shí)運(yùn)行的后備保護(hù)與

46、一回線斷開后的主保護(hù)與后備保護(hù)。7.2 線路保護(hù)的原理：1) 10kV線路電流速斷保護(hù)：是根據(jù)短路時(shí)通過保護(hù)裝置的電流來選擇動(dòng)作電流的，以動(dòng)作電流的大小來控制保護(hù)裝置的保護(hù)圍；有無時(shí)限電流速斷和延時(shí)電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無時(shí)限電流速斷保護(hù)。2) 10kV線路過電流保護(hù):是利用短路時(shí)的電流比正常運(yùn)行時(shí)大的特征來鑒別線路發(fā)生了短路故障，其動(dòng)作的選擇性由過電流保護(hù)裝置的動(dòng)作具有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)來保證，有定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完全星形接線方式，選用定時(shí)限過電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)

47、，來切除電流速斷保護(hù)圍以外的故障，其保護(hù)圍為本線路全部和下段線路的一部分。3) 35kV線路相間短路的電流保護(hù)35kV線路繼電保護(hù)的主體。電流保護(hù)多采用三段式，即由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)組成。電流速斷保護(hù)（也稱為段）動(dòng)作時(shí)間短，速動(dòng)性好，但其動(dòng)作電流較大，某些情況下不能保護(hù)線路全長；限時(shí)電流速斷保護(hù)（也稱為段）有較短的動(dòng)作時(shí)限，而且能保護(hù)線路全長，卻不能作為相鄰線路的后備保護(hù)；定時(shí)限過電流保護(hù)（也稱為段）的動(dòng)作電流較前兩段小，保護(hù)圍大，既能保護(hù)本線路全長又能作為相鄰線路的后備保護(hù)。4) 610kV線路的電流保護(hù)由電流速斷（段）與過電流保護(hù)（段）構(gòu)成，而35kV線路電流保護(hù)增

48、加了限時(shí)電流速斷保護(hù)。因?yàn)橐脖环Q為三段式電流保護(hù)。7.3 35kV線路三段式電流保護(hù)整定計(jì)算7.3.1第一段無時(shí)限電流速斷保護(hù)1)應(yīng)躲過d2點(diǎn)的最大短路電流整定。（7.1）其中： Iact保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，又叫做一次動(dòng)作電流Krel可靠系數(shù)，一般取1.251. 52)繼電器的動(dòng)作電流為：（7.2）其中：Kco接線系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取1Ki電流互感器TA的變流比考慮到系統(tǒng)發(fā)展時(shí)仍能適應(yīng)，選用DL-11/50型電流繼電器，其動(dòng)作電流的整定圍為12.550A，故動(dòng)作電流整定值為16A。3)第一段的靈敏性通常用保護(hù)圍的大小來衡量，根據(jù)本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，按線路首端（d1點(diǎn)）短路時(shí)的最小短路電流校驗(yàn)靈敏系數(shù)。（

49、7.3）其中：Ksen靈敏系數(shù)不滿足要求，因此必須進(jìn)一步延伸電流速短的保護(hù)圍，使之與下一條線路的限時(shí)電流速斷相配合，這樣其動(dòng)作時(shí)限就應(yīng)該選擇得比下一條線路限時(shí)速斷的時(shí)限再高一個(gè)所以動(dòng)作時(shí)限整定為：=+2=1.0 s（7.4）故應(yīng)裝設(shè)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)。4) 由于其動(dòng)作時(shí)間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時(shí)誤動(dòng)，電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間帶有0.060.08秒的延時(shí)。7.3.2第二段帶時(shí)限電流速斷保護(hù)1) 保護(hù)的動(dòng)作電流為：（7.5）2)計(jì)算10kV電纜第二段的動(dòng)作電流（7.6）3)在線路首端（d2點(diǎn)）短路時(shí),第二段的靈敏系數(shù)為：（7.7）靈敏系數(shù)滿足要求。4)繼電器的動(dòng)作電流為：（7.8）考

50、慮到系統(tǒng)發(fā)展時(shí)仍能適應(yīng)，選用DL-11/20型電流繼電器，其動(dòng)作電流的整定圍為520A，故動(dòng)作電流整定值為6A。5) 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與配合，即：=+2=1.0 s（7.9）選用DS-111型時(shí)間繼電器，其時(shí)間調(diào)整圍為0.11.3s7.3.3第三段 過電流保護(hù)1) 過電流保護(hù)的動(dòng)作電流為：（7.10）其中： Il.max最大的負(fù)荷電流。可靠系數(shù),取1.2 返回系數(shù),取0.85 考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)使電流增大的自起動(dòng)系數(shù),取1.5= （7.11） (線路負(fù)荷電流取電流互感器額定一次側(cè)電流)（7.12）2)繼電器的動(dòng)作電流為：（7.13）考慮到系統(tǒng)發(fā)展時(shí)仍能適應(yīng)，選用DL-11/20型電流繼電器，其動(dòng)

51、作電流的整定圍為520A，故動(dòng)作電流整定值為6A。3)過電流保護(hù)應(yīng)分別按本線路末端（d2點(diǎn)）與下一線路末端（d3點(diǎn)）短路時(shí)的最小短路電流校驗(yàn)靈敏系數(shù)。作為本線路后備保護(hù)時(shí)的靈敏系數(shù)為：（7.14）靈敏系數(shù)滿足要求。4) 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與配合，即：（7.15）選用DS-112型時(shí)間繼電器，其時(shí)間調(diào)整圍為0.253.5s7.410kV線路保護(hù)整定計(jì)算7.4.1 電流速斷保護(hù)的整定 織布廠、膠木廠、印染廠： 1) 躲配變低壓側(cè)母線最大三相短路電流，具體做法是選擇一個(gè)最大容量配變，如有多個(gè)最大容量配變則選擇距出線斷路器最近者。其動(dòng)作電流整定為：1.3（7.16）（7.17）（7.18）式中： 配變低

52、壓側(cè)母線故障時(shí)本線路最大三相短路電流；Xs.min10kV母線等值系統(tǒng)最大運(yùn)行方式阻抗標(biāo)么值；XL1織布廠、膠木廠、印染廠線路正序阻抗標(biāo)么值；其中：1.3為可靠系數(shù)，5498為按100MVA為基準(zhǔn)容量計(jì)算而得的10kV側(cè)基準(zhǔn)電流；所有阻抗的標(biāo)么值都100MVA為基準(zhǔn)容量而獲得。繼電器的動(dòng)作電流為： （7.19）考慮到系統(tǒng)發(fā)展時(shí)仍能適應(yīng)，選用DL-11/50型電流繼電器，其動(dòng)作電流的整定圍為12.550A，故動(dòng)作電流整定值為30A。2)保證系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下開關(guān)出口三相短路時(shí)靈敏度不小于1（7.20）（7.21）（7.22） 滿足靈敏度的要求。式中系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下開關(guān)出口三相短路時(shí)的電流；Xs.min10