線路繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì)完成版

1、 第一章110系統(tǒng)、選型1.1電流互感器的選擇1) 電流互感器的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)電壓。2) 電流互感器的額定電流不小于流過電流互感器的長期最大負(fù)荷電流3) 戶內(nèi)或戶內(nèi)式4) 作出電流互感器所接負(fù)載的三相電路圖，根據(jù)骨仔的要求確定所需電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)；例如有功功率的測量需要0.5級(jí)；過流保護(hù)需要3級(jí)；差動(dòng)保護(hù)需級(jí)。5) 根據(jù)電路圖確定每相線圈所串聯(lián)的總阻抗歐姆數(shù)（包括負(fù)載電流線圈的阻抗、連接導(dǎo)線的電阻和接觸電阻），要求其中總歐姆數(shù)最大的一相，不大于選定準(zhǔn)確級(jí)下的允許歐姆數(shù)。6) 校驗(yàn)電動(dòng)穩(wěn)定性：流過電流互感器最大三相短路沖擊電流與電流互感器原邊額定電流振幅比值，應(yīng)該不大于動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)

2、。7) 校驗(yàn)熱穩(wěn)定：產(chǎn)品目錄給出一秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)，要求最大三相或者兩相短路電流發(fā)熱，不允許的發(fā)熱。結(jié)論：根據(jù)系統(tǒng)電壓等級(jí)和系統(tǒng)運(yùn)行要求，由于缺乏一定的條件，只能根據(jù)最簡單的條件選取110型電流互感器，在條件允許的情況下應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的情況具體選擇。以下僅作為參考：110KV電流互感器選擇（1）U1e=U1g=110kV（2）Igmax=110%I1e（3）預(yù)選：LB7-110 ,技術(shù)參數(shù)如下表型號(hào)技術(shù)參數(shù)電流比級(jí)次組合KdKtLB7-1101200/50.2/10P15/10P2013575/1s(4)校驗(yàn)： 熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I(4)2tep=26.4(kA2S)I1e=1200A；Kt=75；

3、t=1s (I1eKt)2t=(1.2×75)2×1=8100(kA2S) I(4)2tep<(I1eKt)2t 符合要求 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： K=135；I1e=1200A；ich=7.83(kA) (kA) 符合要求1.2 電壓互感器的選擇1) 電壓互感器的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓。2) 戶外或者戶內(nèi)式。3) 結(jié)構(gòu)形式：u 一般110及以上電壓，采用三個(gè)單相電壓互感器結(jié)成：00 -12，每個(gè)單相電壓互感器變比是；u 35KV 電壓互感器，用三個(gè)單相接成00 -12，每一個(gè) 單項(xiàng)電壓互感器變比是u 對(duì)于發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓電壓調(diào)整器的是三個(gè)單相電壓互感器，接成/Y0-

4、12，每個(gè)單相變比是；u 供發(fā)電機(jī)測量、同期及繼電保護(hù)是用三相五柱式電壓互感器。u 對(duì)發(fā)電機(jī)電壓母線的電壓互感器，用三相五柱式電壓式。4) 作出電壓互感器副邊所接負(fù)荷的三相電路圖，根據(jù)所接負(fù)荷要 求，確定電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)，一般有功功率測量要用0.5級(jí)。結(jié)論：根據(jù)上面結(jié)構(gòu)形式的要求，不同地方的電壓互感器不同，對(duì)于環(huán)網(wǎng)線路的運(yùn)行根據(jù)電壓等級(jí)匹配WVB110-20H型電壓互感器。由于條件不夠具體的配置要按上面的電壓互感器配置的要求來進(jìn)行。以下僅作為參考：選取WVB110-20H 戶外 ； 額定變比：； 0.2級(jí)：150VA 0.5級(jí)：150VA 3P級(jí)：100VA第二章 110KV線路繼電保護(hù)和自動(dòng)

5、裝置的配置2.1 保護(hù)裝置的配置1) 主保護(hù)的配置u 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u 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。u 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(jí)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。u 考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式：110KV高壓

6、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(dòng)作。結(jié)論：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(dòng)、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(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(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。2.2 自動(dòng)裝置配置1) 簡述電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)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(dòng)裝置的型號(hào)多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)暴露一些問題。電

7、網(wǎng)中自動(dòng)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(dòng)裝置的配置u 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。結(jié)論：如圖所示：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，按照要求，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。u 配置備用電源自動(dòng)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(dòng)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。結(jié)論：如圖所示：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)

8、系統(tǒng)要求，如果B變電站或C變電站中的兩臺(tái)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。u 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(dòng)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)行和對(duì)重要用戶的連續(xù)供電。結(jié)論：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。第三章 110KV線路繼電保護(hù)整定計(jì)算3.1 系統(tǒng)條件：主接線下圖為某電力系統(tǒng)主接線。該系統(tǒng)由某發(fā)電廠的三臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)三臺(tái)升壓變壓器

9、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。 2.相關(guān)數(shù)據(jù)1 電網(wǎng)中的四條110kV線路的單位正序電抗均為 0.4 /kM；2 所有變壓器均為YN,d11 接線，發(fā)電廠的升壓變壓器變比為10.5/121，變電所的降壓變壓器變比為110/6.6；3 發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為 3 × 50 MW，最小發(fā)電容量為 2 × 50 MW，發(fā)電機(jī)、變壓器的其余參數(shù)如圖示；4 系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運(yùn)行；5 系統(tǒng)允許的最大故障切除時(shí)間為 0.85s；6 各負(fù)荷容量按為其供電的降壓變壓器額定容量考慮，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)取1.

10、5；7 各變電所引出線上的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖示， t0.5s。8 系統(tǒng)中各110kV母線和變壓器均設(shè)有縱差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)。.3.2 三段式電流保護(hù)整定計(jì)算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VB=Vav最大運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：最小運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：2. 最大短路電流計(jì)算和整定計(jì)算為計(jì)算動(dòng)作電流，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1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運(yùn)行方式要求8QF斷開，等值阻抗圖如下：1) 當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下：正序阻抗：基準(zhǔn)電流

11、：基準(zhǔn)阻抗：三相短路的正序電流：短路電流：瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，即躲過本線路末端最大短路電流：1OF電流一段整定值：檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠同理可知：2) 當(dāng)K2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下：正序阻抗： 基準(zhǔn)電流： 基準(zhǔn)阻抗：三相短路的正序電流：短路電流：瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，即躲過本線路末端最大短路電流：3OF電流一段整定值：檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠3) 當(dāng)K3點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，正序網(wǎng)絡(luò)圖如下： 正序阻抗： 基準(zhǔn)電流： 基準(zhǔn)阻抗：三相短路的正序電流：短路電流：瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，即躲過本線路末端最大短路電流：5OF電流一段整定值：檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠4）7QF的整

12、定，僅需要加一個(gè)功率方向繼電器就可以了。結(jié)論：由上訴可知電流保護(hù)靈敏度不夠，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(jí)為110KV，所以可以采用距離保護(hù)：短路電流列表：3.3 距離保護(hù)整定計(jì)算1. 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：2. 距離保護(hù)整定值計(jì)算：（1） 1QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：一段整定阻抗：二段段整定阻抗：1) 與相鄰下級(jí)L3段的一段配合：2) 按躲過相鄰變壓器出口短路整定： 靈敏度校驗(yàn)：要求>1.25結(jié)論：=21.569 t=0s3.3.1 3QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：（同理）3.3.2 5OF距離保護(hù)整定值計(jì)算： 結(jié)論：考慮到7QF僅需要加裝一個(gè)功率方向繼電器或者

13、方向阻抗繼電器，5QF不需要和7QF的距離保護(hù)裝置配合，所以5QF僅需要和T6的保護(hù)配合。注意根據(jù)設(shè)計(jì)要求：“系統(tǒng)允許的最大故障切除時(shí)間為 0.85s”系統(tǒng)最低等級(jí)的后備保護(hù)延時(shí)時(shí)間都已經(jīng)超過了了1.5S，如果按照階梯原則配合，不滿足設(shè)計(jì)要求，所以不需要加裝三段保護(hù)第四章 110KV電流環(huán)網(wǎng)繼電保護(hù)裝配的配置4.1 、PSL 620C 系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置概述1.1 適用范圍 PSL 620C 系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置是以距離保護(hù)、 零序保護(hù)和三相一次重合閘為基本配置的成套線路保護(hù)裝置，并集成了電壓切換箱和三相操作箱，適用于 110KV、66KV 或 35KV 輸配電線路。目前該系列保護(hù)裝置有

14、 PSL621C、PSL622C、PSL623C、PSL626C、PSL627C 五種型號(hào)。 1.2 功能配置及型號(hào)本系列保護(hù)裝置基本配置（PSL621C）設(shè)有兩個(gè)硬件完全相同的保護(hù) CPU 模件，其中一個(gè)保護(hù) CPU完成距離保護(hù)功能，另一個(gè)保護(hù) CPU完成零序保護(hù)和三相一次重合閘功能，各 CPU插件之間相互獨(dú)立。各種保護(hù)功能均由軟件實(shí)現(xiàn)。保護(hù)的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)原則。1.3 性能特點(diǎn)： 1）人性化： l 裝置采用大屏幕全漢化液晶顯示器，可顯示 15×8 個(gè)漢字，顯示信息多； l 事件和定值全部采用漢字顯示或打印，摒棄字符表述方式； l 錄波數(shù)據(jù)以波形方式輸出，包括模擬量和重

15、要開關(guān)量，可由突變量或開關(guān)變位啟動(dòng)； l 定值以漢字表格方式輸出，控制字可按十六進(jìn)制和按功能兩種方式整定； l 全漢化 WINDOWS 界面的調(diào)試和分析軟件 PSview，不但能完成人機(jī)對(duì)話的功能，還能對(duì)保護(hù)錄波數(shù)據(jù)分析。 2）大資源： l 保護(hù)功能模件（CPU）的核心為 32位微處理器，配以大容量的 RAM和 Flash RAM，使得本裝置具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)能力， 可記錄的錄波報(bào)告為 8 至50 個(gè)， 可記錄的事件不少于 1000條。數(shù)據(jù)存入 FLASHRAM 中，裝置掉電后可保持； l A/D模件采用 16 位的 A/D轉(zhuǎn)換和有源低通濾波，使本裝置具有極高的測量精度； l 采用

16、CAN網(wǎng)作為內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)信息進(jìn)出流暢，事件可立即上傳； l 可獨(dú)立整定 32 套定值，供改變運(yùn)行方式時(shí)切換使用。 3） 高可靠性： l 裝置采用背插式機(jī)箱結(jié)構(gòu)和特殊的屏蔽措施，能通過 IEC255224 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 IV級(jí)（4KV±10）快速瞬變干擾試驗(yàn)、IEC255222 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 IV級(jí)（空間放電 15KV，接觸放電 8KV）靜，電放電試驗(yàn)，裝置整體具備高可靠性； l 組屏可不加抗干擾模件。 4） 開放性： l 通信接口方式選擇靈活，與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配合，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方定值修改和切換、事件記錄及錄波數(shù)據(jù)上傳、壓板遙控投退和遙測、遙信。 5） 透明化： l 記錄保護(hù)內(nèi)部各元件

17、動(dòng)作行為和錄波數(shù)據(jù)，記錄各元件動(dòng)作時(shí)內(nèi)部各計(jì)算值； l 記錄保護(hù)在一次故障中發(fā)出的所有事件和當(dāng)前運(yùn)行的定值； l 可將數(shù)據(jù)在PSview軟件上分析保護(hù)內(nèi)部各元件動(dòng)作過程。 6） 免調(diào)試概念： l 在采樣回路中，選用高精度、高穩(wěn)定的器件保證正常運(yùn)行的高精度，避免因環(huán)境改變或長期運(yùn)行而造成采樣誤差增大； l 細(xì)微的軟件自動(dòng)調(diào)整，提升裝置精度。完善的自檢功能，滿足狀態(tài)檢修的要求； l 裝置中無可調(diào)節(jié)元件，無需在現(xiàn)場調(diào)整采樣精度，同時(shí)可提高裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。具體保護(hù)裝置說明請參考PSL620C數(shù)字式線路保護(hù)裝置技術(shù)說明書 第五章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì)，對(duì)于我們剛剛畢業(yè)的

18、大學(xué)生來說，還是一個(gè)比較難的課題。當(dāng)我剛剛拿起這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題時(shí)，我有點(diǎn)懵：仿佛就是狗咬刺猬不知道從何處下手。經(jīng)過自己的反復(fù)思索和查找資料，在一步一步地緩慢進(jìn)行著。睡著時(shí)間的流逝，110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)在也已經(jīng)做到畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)這一步來了?；叵雱倓傋哌^的一個(gè)月的歷程設(shè)計(jì)歷程，犧牲了很多休息時(shí)間，幾乎每天都在埋頭苦干，桌子上的書一天比一天多。不過雖然很辛苦，但是收獲頗豐，現(xiàn)在以畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)作的過程的形式來總結(jié)如下：1. 準(zhǔn)備工作：1) 正常情況下110KV環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行方式是什么？結(jié)論：根據(jù)設(shè)計(jì)要求：發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為 3 × 50 MW，最小發(fā)電容量為 2 

19、5; 50 MW，系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運(yùn)行。2) 110KV環(huán)網(wǎng)線路應(yīng)該配備什么樣的保護(hù)？ 結(jié)論：主保護(hù)：重要的輸電線路需要裝設(shè)縱聯(lián)保護(hù)或距離保護(hù)。 后備保護(hù)：可以裝設(shè)三段式電流保護(hù)、零序保護(hù)3) 如果三段式電流保護(hù)滿足要求，QF具體整定時(shí)，最大運(yùn)行方怎么樣運(yùn)行的的？結(jié)論：1QF、3QF、5QF的整定要在8QF斷開的情況下求得最大短路電流，然后在進(jìn)行整定計(jì)算。4) 短路電流計(jì)算的基本知識(shí)和計(jì)算技巧：是用有名值還是用標(biāo)么值計(jì)算？結(jié)論：系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)，利用標(biāo)么值計(jì)算可以避免電壓的換算，較為簡單5) 序網(wǎng)絡(luò)圖該如何畫？ 結(jié)論：具體可以參考電力系統(tǒng)分析短路電流計(jì)算部分。6) 如果保護(hù)不滿足要求該怎么辦？ 結(jié)論：計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)三段式電流保護(hù)一段就不滿足要求，我的措施是換距離保護(hù)。2. 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算1) 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算。2) 最大短路電流的計(jì)算。3) 保護(hù)整定值的計(jì)算。4) 靈敏度的校驗(yàn)。5) 保護(hù)不滿足要求的解決辦法。3. 查找廠家資料配備CT、PT和保護(hù)裝置。 CT、PT的配置主要參考了發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備中CT、PT 的配