線路距離保護(hù)的設(shè)計(jì).

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：工作單位：題目:線路距離保護(hù)的設(shè)計(jì)初始條件：原始數(shù)據(jù)：接線圖如圖所示，參數(shù)說明：發(fā)電機(jī)、變壓器的參數(shù)示于圖中，線路正序阻抗為0.55 /km ，線路長度示于圖中，降壓變電站變壓器差動保護(hù)動作時(shí)限為0s，過流保護(hù)動作時(shí)間為1s.要求完成的主要任務(wù) : （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1. 選擇并整定 1、 3、 4、 5、 8、 9 號保護(hù)裝置；2. 繪制 10km長線路（ 1DL與 5DL所在線路）上保護(hù)的原理圖；3. 編寫設(shè)計(jì)說明書；時(shí)間安排：5 月 21 日：領(lǐng)取任務(wù)書，分小組學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及設(shè)計(jì)規(guī)程；5 月 22 日

2、：分小組學(xué)習(xí)電流電壓保護(hù)、距離保護(hù)工作原理和整定方法；5 月 23-27 日：決定保護(hù)整體設(shè)計(jì)方案；5 月 28-29 日：進(jìn)行保護(hù)整定計(jì)算、設(shè)備選型及圖紙繪制；5 月 30 日：對配置結(jié)果進(jìn)行分析并調(diào)試修改配置及整定方法；5 月 30 日：撰寫設(shè)計(jì)說明書；5 月 30 日：答辯。指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日線路距離保護(hù)的設(shè)計(jì)摘要電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(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：繼電保護(hù)的萌芽期、晶體管繼電保護(hù)、

3、集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)和計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)。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)通信一體化的發(fā)展。繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信號量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時(shí)，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號。對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要求是有選擇性，速動性，靈敏性，可靠性。這次課程設(shè)計(jì)以路保護(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)行了電路的化簡，短路電流的求法，繼電保護(hù)中電流保護(hù)、距離保護(hù)的具體計(jì)算。關(guān)鍵字：繼電保護(hù)，電

4、流保護(hù)，距離保護(hù)武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書1.系統(tǒng)初始條件01.1.主接線圖01.2.相關(guān)參數(shù)02.三段式電流保護(hù)整定計(jì)算12.1.計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)12.2.最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算22.2.1.K1 點(diǎn)發(fā)生三相短路2（ 2）保護(hù) 8QF的整定42.2.2.K2 點(diǎn)發(fā)生三相短路5（ 2）保護(hù) 6QF的整定62.2.3.K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路7（ 2）保護(hù) 4QF的整定82.2.4 保護(hù) 2QF 的整定93.距離保護(hù)整定計(jì)算103.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)103.2 整定值計(jì)算113.2.1 8QF 距離保護(hù)整定值計(jì)算113.2.2 6QF 的距離保護(hù)整定123.2.3 4QF 的距離保護(hù)整

5、定134.電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動裝置設(shè)計(jì)134.1 保護(hù)裝置配置134.2 自動裝置配置144.3 電流、電壓互感器選擇155 電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置175.1 閉鎖裝置作用175.2 閉鎖裝置設(shè)計(jì)176.保護(hù) 4 接線圖196.1 4QF 原理圖196.2 4QF 接線圖19武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書6.3 4QF 展開圖206.4 4QF 屏幕布置圖21總結(jié)22參考文獻(xiàn)231.系統(tǒng)初始條件1.1. 主接線圖下圖為某電力系統(tǒng)主接線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺發(fā)電機(jī)經(jīng)三臺升壓變壓器由A 母線與單側(cè)電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連，其電能通過電網(wǎng)送至B、C、 D 三個(gè)降壓變電所給用戶供電。1.

6、2. 相關(guān)參數(shù)(1)110KV 網(wǎng)絡(luò)的接線如圖所示，部分參數(shù)如圖中所示(2)網(wǎng)絡(luò)中個(gè)線路均采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，所有變壓器均采用縱差保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器均為Y ，d11 接線(3)發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為：2*90MW ，最小容量為 2*20MW(4)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行(5)110KV 斷路器均采用 SW6-110 型斷路器； ta3 的跳閘時(shí)間為 0.07s(6)線路AB 、BC、AD和CD的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230 和140A；負(fù)荷自啟動系數(shù)Kss=1.5武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書(7)各變電所引出線上后備保護(hù)的動

7、作時(shí)間如圖所示(8)線路的正序電抗均為X1=0.4/km(9)電壓互感器的變比nTA=110000/1002.三段式電流保護(hù)整定計(jì)算2.1. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選取基準(zhǔn)功率 B=100MVA 和基準(zhǔn)電壓為V B=VavXXXXXXXXF1(B)*B 1(B)*B 3(B)*L1 (B) *L2 (B)*L3 (B)*L4 (B) *B 4(B)*X F2(B)*X F3(B)*X F(N )*SB0.129100S N0.25850X B2(B)*X B1(N)*S B10 .51000 .263SN10040X B3(N)*SB10 .51000.175S N10060XL 1SB0 .44010

8、00.121V N2115 2XL2SB0 .4601000.181V N2115 2XL3SB0 .4501000 .151V N2115 2XL4S B0.4501000.151V N2115 2X B5(B)*X B 6(B)*X B7(B)*X B4(N)*SB10 .51001000.525 最SN20大運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：0.2580.263X 1 （）（|0.2580.175） 0.261 | 0.4330.16322武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書最小運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：0.2580.263X 10.261222.2. 最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算為計(jì)算動作

9、電流，應(yīng)該計(jì)算最大運(yùn)行方式下的三相短路電流，為校驗(yàn)靈敏度要計(jì)算最小運(yùn)行運(yùn)行方式下兩相短路電流。為計(jì)算2OF、4OF、 6QF、8QF 的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運(yùn)行方式要求1QF 斷開，等值阻抗圖如下：圖 2.1.2 系統(tǒng)等值電抗圖2.2.1.K1 點(diǎn)發(fā)生三相短路（1）電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖為：武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 2.2.1- K1點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖最大運(yùn)行方式時(shí)：計(jì)算 K1 點(diǎn)短路時(shí)的短路電流，系統(tǒng)的等效阻抗為：X10.1630.1510.314由上面已經(jīng)計(jì)算出，基準(zhǔn)電流為：I BSB100，基準(zhǔn)電抗3VB0.502KVA3 115VB115；為： ZB132

10、.263I B3 0.502(3)E1.053.34三相短路電流標(biāo)幺值為： I k 1maxX10.314三相短路電流的有名值為:(3)I k1max( 3)I K 1maxI B 3.34 0.502 1.68KA最小運(yùn)行方式時(shí)：X10.261 0.1510.412I k1 min(3)E1.05三相短路電流的標(biāo)幺值為：X12.550.412三相短路電流的有名值為:武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書(3)I k1min(3)I B2.55 0.502 1.28KAI K1 min（ 2）保護(hù) 8QF的整定對保護(hù) 8QF 的三段式電流保護(hù)整定計(jì)算，三段式包括: 瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)、限時(shí)

11、電流速斷保護(hù)以及定時(shí)限電流速斷保護(hù)。下面首先對 8QF進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)的整定：I set8K rel I（K1max3）1.25 1.68 2.1KAt 80s下面對一段保護(hù)的靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)：3EX s max2I set8Lminz1代入已知數(shù)據(jù)得：3E31.050.2612X smax21.2 3.34I set80Lminz1z1由于 Lmin<0, 因此靈敏度不夠。8QF 的限時(shí)電流速斷保護(hù)整定：I set8K rel I set6K relK rel I I K 2 max1.15 1.25 1.291.85KAt8t8t0.5s對 8QF的二段保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：IK

12、sen 8IK 1 min set 81.281.850.691.3 , 可知不滿足條件因此，針對上面的情況，則8QF與相鄰下一段的二段保護(hù)相互配合，則得到其整定值為：武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書I set8K relI set6K relK relK rel I K 3 max1.15 1.15 1.250.821.36KAI靈敏度校驗(yàn) :K sen8IK 1minset81.281.360.941.3 , 仍然不能滿足要求。由于所給條件有限，不能繼續(xù)對8QF的二段保護(hù)進(jìn)行符合靈敏度系數(shù)的整定。8QF的定時(shí)限電流整定：由初始條件知道線路AD的最大負(fù)載電流為230A, 因此有下式

13、：I set8K rel K ssI L max1.21.5K re0.23 0.49KA0.85t82.53 t4s對 8QF的定時(shí)限速斷保護(hù)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：近后備： K遠(yuǎn)后備： KI K 1 min1.28, 滿足靈敏度要求。sen.82.61 1.5I set80.49I K 2min0.94，也滿足靈敏性的要求。sen.81.9 1.2I set80.49總結(jié)：對于保護(hù) 8QF的三段式電流保護(hù)的整定，由上面的計(jì)算過程可以看到，、段保護(hù)都不能滿足靈敏性要求，可以獲取更多條件來進(jìn)行整定 , 同時(shí)也可以通過其他保護(hù)來整定，例如距離保護(hù)等；而段保護(hù)可以滿足靈敏性的要求。2.2.2.K2 點(diǎn)發(fā)生

14、三相短路（1）電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖如下：圖 5-3 K2 點(diǎn)短路時(shí)等值電抗圖武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書最大運(yùn)行方式下有：系統(tǒng)的等效阻抗為： X10.1630.1510.1510.465( 3)E1.052.26三相短路電流標(biāo)幺值為： I k 2 maxX 10.465而三相短路電流有名值為：( 3)I k 2 max( 3)2.56 0.502 1.29KAI K 2maxI B最小運(yùn)行方式下：系統(tǒng)等效阻抗為：X10.2610.1510.1510.563I k 2min(3)E1.05三相短路電流的標(biāo)幺值為：X11.870.563三相短路電流的有名值為:I K 2 min (

15、3)I k 2min (3 )I B1.870.5020.94KA（ 2）保護(hù) 6QF的整定同 8QF的過程一樣對 6QF進(jìn)行相同的整定計(jì)算。首先進(jìn)行瞬時(shí)性電流速斷保護(hù) :I set.6 K rel I K 2 max1.25 1.29 1.61KAt 60s靈敏度校驗(yàn)：3E31.052X s max0.412I set621.2 2.260Lminz1z1因此段保護(hù)不滿足靈敏度要求。武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書對 6QF進(jìn)行限時(shí)速斷保護(hù) :I set.6IK rel K rel I K 3 max 1.15 1.25 0.82 1.18KAK rel I set.4靈敏性校驗(yàn)：

16、I K 2 min0.94K sen.60.80 1.3，不滿足靈敏性要求。I set 61.18由于缺乏必要的條件， 不能對 6QF進(jìn)行與相鄰下一段的二段保護(hù)進(jìn)行配合的整定計(jì)算。定時(shí)限電流速斷保護(hù)：由初始條件可知線路CD最大負(fù)荷電流為 120A,因此進(jìn)行下面的整定：K rel K ss1.21.5I set8I L max0.12 0.25KAK re0.85t82.5 2 t3.5s對 8QF的定時(shí)限速斷保護(hù)分別進(jìn)行近后備和遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗(yàn)：I K 2 min0.941.5近后備靈敏度校驗(yàn) : K sen.63.76I set80.25I K 3min0.711.2遠(yuǎn)后備靈敏度校驗(yàn)： K

17、 sen.62.84I set80.25總結(jié) : 通過上面的整定計(jì)算，可以看到 6QF的保護(hù)滿足靈敏度要求，可以對線路進(jìn)行保護(hù)；而、段保護(hù)不能達(dá)到要求，由于缺乏必要的計(jì)算條件，沒有繼續(xù)往下整定，而也可以采用距離保護(hù)等保護(hù)。2.2.3.K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路（1）本電力系統(tǒng)的等值電抗電路如下圖所示：武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 5-4 K3 點(diǎn)短路時(shí)電抗圖最大運(yùn)行方式下有：圖 5-3 所示的等效電抗為：X10.1630.151 0.151 0.1810.646則 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流為：(3)E1.05I k 3maxX 11.630.646三相短路電流的有名值為：(3

18、)I k 3 max(3 )1.63 0.502 0.82KAI K 3maxI B最小運(yùn)行方式下：圖 5-3 所示的等效電抗為 :X10.2610.151 0.1510.1810.744所以 K3 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)最小運(yùn)行方式下短路電流標(biāo)幺值為：(3)E1.05I k 3minX 11.410.744三相短路電流有名值計(jì)算為：(3)I k 3min(3)I K 3minI B 1.41 0.502 0.71KA（ 2）保護(hù) 4QF的整定對于 4QF的瞬時(shí)性電流速斷保護(hù)整定有：武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書I set.4K rel I K 3 max1.250.821.03KAt

19、40s保護(hù) 4QF的靈敏性校驗(yàn)：3E31.050.5632X s maxI set.421.2 1.630Lminz10.00303由以上計(jì)算知 4QF的段保護(hù)靈敏性要求不滿足。而對于 4QF的、段的保護(hù)，因?yàn)轭}目中沒有給出詳細(xì)的數(shù)據(jù)，所以不能進(jìn)行、段的整定計(jì)算。同時(shí)針對于保護(hù) 4QF，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)有正向電流和反向電流流過，為了增大其工作的可靠性，可以增加一個(gè)功率方向繼電器，以防止線路 XL2上某一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)流過4QF的正向短路電流小于系統(tǒng)正常運(yùn)行是流過4QF的反向單電流（注：這里正向電流方向是指由母線流向線路） 。2.2.4 保護(hù) 2QF 的整定保護(hù) 2QF的整定，根據(jù)圖 2-1 的電力

20、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不可能有正向電流通過，因此要是有正向電流通過，則線路一定發(fā)生故障。為此只需要在保護(hù) 2QF處加一個(gè)功率方向繼電器就可以實(shí)現(xiàn)線路的保護(hù)，而不用分析線路的運(yùn)行方式。由以上計(jì)算可知電流保護(hù)的段保護(hù)靈敏度都不能滿足要求， 在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，為了保證電力系統(tǒng)能更好的運(yùn)行，且考慮電壓等級為110KV ，所以可以采用距離保護(hù)。武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書3.距離保護(hù)整定計(jì)算3.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖有下列參數(shù)：ZL3XLZL4XLZL2XL3420.450200 .450200.4602410 .5115ZT6XT6X T6(N )*69 .

21、43S N10020武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書3.2 整定值計(jì)算3.2.1 8QF 距離保護(hù)整定值計(jì)算1）距離段整定阻抗Zset8Krel ZL40.85 2017t80s2 ）距離段整定阻抗與相鄰下級 L3 配合有：Zset 6K rel ZL30.852017XK bmin1 -XL41200.71T 669.431K） 0.8（200.71 17） 25.66Zset 8K （XL4bminZrelset 6按躲過相鄰變壓器出口短路整定有：K bmin （1 - XL4 ）（120） 0XL320K bminZT 6） 0.70 （16 069.431） 11.2Zset

22、 8K rel（X L4取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為段整定值，因此8QF 的段整定值為：Z set811.2。進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)有：Zset 811.2，不滿足靈敏度要求。Ksen0.56 1.25Z L420由于上述不滿足靈敏度條件，所以改為相鄰下一段的段保護(hù)相配合。因此6QF的段整定值為：Zset 622 .12則按照相鄰下一段整定有：武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書KZ） 0.8 （200.71 22.12） 28.56Zset 8K （XL4bminrelset 6KsenZset 828.561.25，滿足要求。Z L4201.428所以延時(shí)整定為 : t8t6t1s 。3.2.2

23、 6QF 的距離保護(hù)整定同理， 6QF的整定計(jì)算過程同8QF：1 ）距離段整定阻抗Zset 6Krel Z L30.852017t60s2 ）距離段整定阻抗與相鄰下級 L3 配合有：Zset 4K rel Z L20.85 24 20.4K bmin1 -X L320210.42XT7 /269 .431K）0.8 （20 0.4220.4） 22.85Zset 6K （XL3bminZrelset 4按躲過相鄰變壓器出口短路整定有：K bmin1XL3 ）120（1 -（1） 0.1672X L2224KZ） 0.70 （200.167 69.431） 22.12Zset 6K （XL3bm

24、inT7rel取以上兩個(gè)計(jì)算中較小者為段整定值，因此8QF的段整定值為：Z set622.12。Zset 622.12，不滿足靈敏性要靈敏度校驗(yàn)有： Ksen1.106 1.25Z L320求，但由于缺少相鄰下一段的段整定值，故不能進(jìn)行校正。武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書3.2.3 4QF 的距離保護(hù)整定4QF的段距離整定為：Zset 4K rel Z L20.852420.4t40s因?yàn)?2QF僅需要加裝一個(gè)功率方向繼電器或者方向阻抗繼電器即可，所以 4QF不需要和 2QF的距離保護(hù)裝置配合， 4QF僅需要和 T4 的保護(hù)配合：Zset 4 K rel ( Z L 2 K rel

25、I ZT4 / 2) 0.7(24 0.85 69 .431 / 2) 37 .46靈敏度校驗(yàn) ：Zset 437.461.25 ， 滿足靈敏度要求 。Ksen1.1.56Z L224同三段式電流保護(hù)整定， 2QF 的距離保護(hù)只需增加一個(gè)功率繼電器或方向阻抗繼電器即可。4.電網(wǎng)的保護(hù)裝置和自動裝置設(shè)計(jì)4.1 保護(hù)裝置配置1) 主保護(hù)的配置由系統(tǒng)可知110KV 線路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線路上任意點(diǎn)故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。2) 后備保護(hù)的配置考慮保護(hù)性能優(yōu)越性： 110 線路應(yīng)該配距離保護(hù) ，但是距離保護(hù)復(fù)雜而且價(jià)格昂貴，維護(hù)困難。考慮經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配 三段式電流保護(hù)，同時(shí)由

26、于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在 110KV 等級電力網(wǎng)絡(luò)中， 三段式電流保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)范圍， 如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行的幾率不大的情況武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書下，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)，基本可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行?？紤]系統(tǒng)的運(yùn)行方式： 110KV 高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接地電力系統(tǒng)，需要配置零序保護(hù)。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動作。繼電保護(hù)保護(hù)裝置的配置不是一層不變的，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況、經(jīng)濟(jì)狀況、人員技能、環(huán)境影響等等情況，但是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)不變：1.自動、迅速、有選擇的將

27、故障元件沖系統(tǒng)中切除。2.反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動作于發(fā)出信號或跳閘。4.2 自動裝置配置（ 1）簡述電力系統(tǒng)自動裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時(shí)起控制作用的設(shè)備，主要包括自動重合閘、備用電源自動投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動裝置的型號多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會暴露一些問題。電網(wǎng)中自動裝置的配置，需要我們進(jìn)行全面的考慮。（2）系統(tǒng)安全自動裝置的配置配置重合閘：在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大多數(shù)線路故障是“瞬時(shí)性”故障，此時(shí)，如果把斷開的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。如圖所示：該系統(tǒng)為110KV 輸電線路系統(tǒng)，按

28、照要求，每一個(gè)斷路器都應(yīng)該裝有ARD 裝置，并與繼電保護(hù)后加速配合形成重合閘后加速保護(hù)，保證電力系統(tǒng)最大限度的正常供電。配置備用電源自動投入裝置：當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置。如圖所示：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)要求，如果B 變電站或C 變電站中的兩臺變壓器，為了保證負(fù)荷可以長時(shí)間的正常運(yùn)行，應(yīng)該加入AAT裝置。配置低頻、低壓減載裝置：它在電力系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額使電網(wǎng)頻率、電壓急劇下降時(shí) ,自動切除部分負(fù)荷 ,防止系統(tǒng)頻率、 電壓崩潰 ,使系統(tǒng)恢復(fù)正常 ,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和

29、對重要用戶的連續(xù)供電。武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書如圖所示：該系統(tǒng)為110KV 輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行狀況和系統(tǒng)要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰應(yīng)該在變電站B、C、D 中配置低頻、低壓減載裝置。4.3 電流、電壓互感器選擇（1）電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號以此來切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。線路發(fā)生故障時(shí)的沖擊電流產(chǎn)生熱和電磁力，保護(hù)用電流互感器必須能夠承受。二次繞組在短路情況下，電流互感器在一秒內(nèi)能承受而無損傷的一

30、次電流有效值，稱額定短時(shí)熱電流；二次繞組短路情況下，電流互感器能承受而無損傷的一次電流峰值，稱額定動穩(wěn)定電流。電流互感器的額定一次電壓應(yīng)等于或大于回路的額定一次電壓，絕緣水平也應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。電流互感器的額定一次電流應(yīng)根據(jù)其所屬一次設(shè)備的額定電流或最大工作電流選擇，并應(yīng)能承受該回路的額定連續(xù)熱電流、額定短時(shí)熱電流及動穩(wěn)定電流。同時(shí)，額定一次電流的選擇，應(yīng)使得在額定變流比條件下的二次電流在正常運(yùn)行和短路情況下，滿足該回路保護(hù)裝置的整定值選擇性和準(zhǔn)確性要求。電流互感器額定二次電流有1A 和 5A 兩類：各級電壓的電流互感器額定二次電流選用 1A 時(shí)，可以減輕電流互感器二次負(fù)荷，二次電纜截面可減小，

31、節(jié)約投資。一個(gè)廠站內(nèi)的電流互感器額定二次電流允許同時(shí)采用1A 和 5A 。但同一電壓等級的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。所以對電流互感器選擇如下：由于流過每個(gè)斷路器的I g max 都一樣，所以它們的型號也一樣， 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次額定電流為 5A 。（ 2）電壓互感器的配置電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V 或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回

32、路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載增大時(shí)時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個(gè)分量來滿足一、二次側(cè)的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件” 。電壓互感器一般按以下原則配置。（1）對于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式電壓互感器；當(dāng)其出線上有電源，需要重合閘鑒定同期或無壓，需要同期并列時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器；（2）對于 3/2 主接線，常常在線路或變壓器側(cè)安裝三相電壓互感器， 而在母線上安裝單相互感器以供同期并聯(lián)和重合閘鑒無壓、鑒同期使用；（3）內(nèi)橋接線的電壓互感器可以安裝

33、在線路側(cè)，也可以安裝在母線上，一般不同時(shí)安裝。安裝地點(diǎn)的不同對保護(hù)功能有所影響；（4）對 220kV 及以下的電壓等級，電壓互感器一般有兩個(gè)次級，一組接為星形，一組接為開口三角形。 在 500kV 系統(tǒng)中，為了繼電保護(hù)的完全雙重化，一般選用三個(gè)次級的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開口三角形；（5）當(dāng)計(jì)量回路有特殊需要時(shí)，可增加專供計(jì)量的電壓互感器次級或安裝計(jì)量專用的電壓互感器組；（ 6)在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線路電壓或同期時(shí)，應(yīng)在線路側(cè)裝設(shè)兩相式電壓互感器或裝一臺電壓互感器接線間電壓。在大接地電流系統(tǒng)中，線路有檢查線路電壓或同期要求時(shí)，應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。通過電流互感器或結(jié)合電

34、容器抽取電壓，盡量不裝設(shè)單獨(dú)的電壓互感器。 500kV 線路一般都裝設(shè)三只電容式線路電壓互感器，作為保護(hù)、測量和載波通信公用；7）電壓互感器二次側(cè)繞組決不允許短路。武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書5 電壓互感器二次回路斷線閉鎖裝置5.1 閉鎖裝置作用電壓互感器相當(dāng)于一個(gè)電壓源，當(dāng)二次回路發(fā)生短路時(shí)將會出現(xiàn)很大的短路電流，如果沒有合適的保護(hù)裝置將故障切除，將會使電壓互感器及其二次線燒壞。電壓互感器二次回路在運(yùn)行中容易發(fā)生單相接地和相間短路，造成保護(hù)裝置交流失壓，失壓引起的保護(hù)裝置的誤動，造成不應(yīng)有的損失，由于這種不利因素的存在，許多保護(hù)裝置在設(shè)計(jì)師都考慮了斷線閉鎖回路。電壓互感器二次回

35、路保護(hù)設(shè)備，一般采用快速熔斷器或自動空氣開關(guān)。5.2 閉鎖裝置設(shè)計(jì)電壓回路保護(hù)方式的選擇，主要取決于電壓回路所接的繼電保護(hù)和自動裝置的特性。當(dāng)電壓回路故障不會引起繼電保護(hù)和自動裝置誤動作的情況下，首先采用簡單方便的熔斷器作為電壓回路的保護(hù)； 但是在電壓回路故障有可能造成繼電保護(hù)和自動裝置不正確動作的場合，應(yīng)采用自動開關(guān)，作為電壓回路的保護(hù)，以便在切除電壓回路故障的同時(shí)，也閉鎖有關(guān)的繼電保護(hù)和自動裝置。在實(shí)際工程中，通常在 60kV 及以下沒有接距離保護(hù)的電壓互感器二次回路和測量儀表專用的電壓回路，都采用快速熔斷器保護(hù)；對于接有距離保護(hù)的電壓回路，通常采用自動開關(guān)作為保護(hù)設(shè)備。電壓互感器二次回路

36、在運(yùn)行中容易發(fā)生單相接地短路和相間短路，造成保護(hù)裝置交流失壓，而失壓引起保護(hù)裝置誤動作，從而造成不必要的損失。為此針對于這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)出一套電壓二次回路斷線閉鎖裝置，它能夠在線路發(fā)生故障時(shí)可以開放保護(hù)，而在電壓互感器二次回路斷線時(shí)閉鎖保護(hù)。電壓二次回路斷線閉鎖裝置的原理是：在實(shí)際供電系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路、兩相短路和兩相接地短路的非對稱性故障情況極其普遍，因此利用電壓回路發(fā)生非對稱性故障或電壓回路被斷開一相或二相時(shí)形成不平衡電壓來啟動閉鎖裝置，對保護(hù)武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書實(shí)行閉鎖，防止保護(hù)誤動作；同時(shí)可利用電壓互感器二次側(cè)斷線時(shí)的電流小于設(shè)定的閉鎖電流值，這樣保護(hù)就閉鎖，也可以用來防止保護(hù)誤動作。開口電壓3Uo計(jì)算電壓3Uoj進(jìn)線有流任一相無壓與PT 斷線或與圖 5.2-1 PT斷線綜合判別邏輯法圖武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)說明書6.保護(hù) 4 接線圖由前面的整定可知，對保護(hù)4QF采用三段式電流保護(hù)，因此分別畫出4QF的原理接線圖、展開圖、屏幕布置圖。6.1 4QF 原理圖KC1KS2QFKS1KS3 1 1KT1KAa1KAa2KAc1KAc2KTKAa3KAc3KAb3TAa TAc圖 6.1-1三段式電流保護(hù)原理圖6.2 4QF 接線圖圖 6.2-1三段式