110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、摘要本次設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)資料及參考書籍，作出了110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容大致共分為五章，包括設(shè)計(jì)資料分析、參數(shù)計(jì)算、保護(hù)裝置選擇、各保護(hù)的整定計(jì)算、微機(jī)保護(hù)等。本設(shè)計(jì)以實(shí)際負(fù)荷為依據(jù)，變電所的最佳運(yùn)行為基礎(chǔ)，按照有關(guān)規(guī)定，完成了滿足要求的110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后配電的任務(wù)。它也是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全，在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。繼電保護(hù)的發(fā)展是伴隨電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。從它的構(gòu)成原理

2、方面來看，一直是隨著電力系統(tǒng)發(fā)展而不斷提出相應(yīng)的新原理保護(hù)，新原理保護(hù)又在電力系統(tǒng)運(yùn)行中不斷完善，不斷趨向成熟。目前微機(jī)保護(hù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，它與以往的各種類型的繼電保護(hù)相比，是采用數(shù)字計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種保護(hù)功能。它具有靈活性大、可靠性高、易于獲得附加功能和維護(hù)調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，因此必將越來越多的應(yīng)用，有著很好的發(fā)展前途。關(guān)鍵詞 110KV 變電所 繼電保護(hù) 微機(jī)保護(hù)AbstractThis design according to the relevant materials and reference books, made a 110 kv step-down substation relay

3、protection design. This design content is divided into five chapters, including the design of data analysis, parameter calculation and protective device selection, the protection setting calculation and microcomputer protection, etc. This design was based on the actual load, based on the optimal ope

4、ration of substation, shall, in accordance with the relevant regulations and specification, and finished the meet the requirements of 110 kv step-down substation relay protection design. Substation for the pass by the electric power system, transformer, then the distribution of tasks. It is also in

5、the power system voltage and current of electrical energy transformation, concentration and distribution of places. In order to ensure the safety of electric energy quality and equipment in the substation and voltage regulation, current control and power transmission and distribution lines and the p

6、rotection of the main electrical equipment.The development of relay protection is along with the electric power system, the development of electronic technology, computer technology, communication technology and development. In its constitution principle ways, has been with the development of power

7、system protection and continuously put forward new principles, new principles and protection in power system in the operation of the constantly improve, constantly to mature. Microcomputer protection has been widely used at present, it is compared with the previous all kinds of relay protection, is

8、to use digital computing technology to achieve various protection functions. It has great flexibility, high reliability, easy to get additional features and maintenance convenient debugging, so will be more and more applications, has a very good development future.Keywords 110KV Substation relay pro

9、tection microcomputer protection目錄摘要IAbstractII目錄III1 引言12 設(shè)計(jì)分析22.1 設(shè)計(jì)原始資料22.2 繼電保護(hù)簡(jiǎn)介22.2.1 繼電保護(hù)任務(wù)22.2.2 繼電保護(hù)裝置的組成23 參數(shù)計(jì)算43.1 系統(tǒng)中短路電流計(jì)算44 保護(hù)裝置選擇65 各保護(hù)的整定計(jì)算75.1縱差保護(hù)的整定計(jì)算75.2 110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)的整定計(jì)算95.3 38.5KV側(cè)方向電流保護(hù)105.4 110KV側(cè)零序過電流保護(hù)115.5 變壓器瓦斯保護(hù)的整定115.6 變壓器保護(hù)接線全圖116 微機(jī)保護(hù)126.1 微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn)126.2 微機(jī)保護(hù)裝置的硬

10、件構(gòu)成框圖126.3 微機(jī)保護(hù)軟件的系統(tǒng)配置137 電力變壓器微機(jī)保護(hù)157.1 電力變壓器微機(jī)保護(hù)的配置157.1.1 中、低壓變電所主變壓器的保護(hù)配置157.1.2 高壓變電所主變壓器的保護(hù)配置157.2 微機(jī)主變保護(hù)電流互感器接線原則157.3比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)167.3.1 變壓器比率差動(dòng)保護(hù)177.3.2 距離保護(hù)177.4 WBZ196B型微機(jī)變壓器綜合保護(hù)裝置197.4.1 保護(hù)配置及工作原理197.4.2 高壓側(cè)過負(fù)荷保護(hù)197.4.3 高壓側(cè)零序電流保護(hù)197.4.4 高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)207.4.5 高壓側(cè)零序電流保護(hù)207.4.6 低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù)217.4.7

11、 保護(hù)定值表及說明218 論文總結(jié)239 致謝2410 參考文獻(xiàn)2511 附圖261 引言本次設(shè)計(jì)的目的是對(duì)110KV降壓變電所進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，由于110KV屬于高電壓，可能因?yàn)樽匀灰蛩鼗騽?dòng)物、人為因素造成一些故障，所以要進(jìn)行必要的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要采用參數(shù)計(jì)算、整定計(jì)算和微機(jī)保護(hù)等方法進(jìn)行各種短路電流計(jì)算，把涉及的每個(gè)元件參數(shù)的計(jì)算出來，然后選擇適當(dāng)?shù)钠骷?，最終完成降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。通過這次的設(shè)計(jì)，對(duì)于一些常見的故障，能夠較好地完成對(duì)故障的切除，從而保證了供電的可靠性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2 設(shè)計(jì)分析2.1 設(shè)計(jì)原始資料 某變電所的電氣主接線如附圖所示。 兩臺(tái)變壓器均為三繞組

12、、油浸、強(qiáng)迫風(fēng)冷、分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)。 參數(shù)均為：S=31.5MVA 電壓：110±4*2.5%/2*2.5%/11KV 接線：YN,Y0，d11 短路電壓：Uq*z=10.5% Uq*d=10.5% Uz*d=10.5%兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行110KV側(cè)的中性點(diǎn)一臺(tái)接地，若只一臺(tái)運(yùn)行，則運(yùn)行的這臺(tái)變壓器中性點(diǎn)必須接地。其余參數(shù)見附圖所示。2.2 繼電保護(hù)簡(jiǎn)介 繼電保護(hù)任務(wù)（1） 當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2） 當(dāng)電力系統(tǒng)中電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的

13、條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。 繼電保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)裝置一般由測(cè)量元件、邏輯元件、和執(zhí)行元件三部分組成，如圖1所示。 圖1 繼電保護(hù)裝置基本組成框圖測(cè)量元件 測(cè)量元件的作用是，測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)物理量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯元件 邏輯元件的作用是，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)的邏輯順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件 執(zhí)行元件的作用是，根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故

14、障時(shí)跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)，正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。3 參數(shù)計(jì)算3.1 系統(tǒng)中短路電流計(jì)算（取基準(zhǔn)容量為Si=100MVA） 根據(jù)已知條件和電氣主接線圖可得： =1/2(0.105+0.105-0.105)=0.0525 =1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525 =1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525 電抗參數(shù)計(jì)算;變壓器B1的電抗： XB1。q=0.0525×100/31.5=0.17 XB1。z=0.0525×100/31.5=0.17XB1。d=0.0525×100/31.5=0.17線路的電抗

15、：XL1=0.4×15×100/1152=0.045 XL3=0.4×35×100/1152=0.106 圖2 等效電抗 (a)正序等效電抗 （b）負(fù)序等效電抗 由主接線分析可知，變壓器的主保護(hù)為：一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行為保護(hù)的計(jì)算方式；變壓器后備保護(hù)作線路的遠(yuǎn)后備時(shí)，要檢驗(yàn)d3和d4兩點(diǎn)的靈敏度。因此，除需要計(jì)算出d1和d2兩點(diǎn)的最大、最小短路電流外，還需要計(jì)算出d3和d4兩點(diǎn)的最小短路電流。分別計(jì)算如下：取基準(zhǔn)電壓為=115KV則：基準(zhǔn)電流為=502（A）（1）d1的短路電流=502×1/(0.11+0.17+0.17)=1115.6（A）=0

16、.866×502/(0.2+0.17+0.17)=805.1（A）(2) d2的短路電流 =502/(0.11+0.17+0.17)=1115.6（A）=0.866×502/(0.2+0.17+0.17)=805.1（A）(3) d3的短路電流 =502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.106)=673（A）(4) d4的短路電流 =502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.045)=743（A）4 保護(hù)裝置選擇表 1 變壓器保護(hù)裝置選擇序號(hào)保護(hù)名稱 型號(hào)1 縱差保護(hù)BCH-1 2110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)DY-4，D

17、L-11，DY-25 335KV側(cè)方向電流保護(hù)LG-11，DL-11 4110KV側(cè)零序過電流保護(hù)DL-13 5 瓦斯保護(hù)QJ-80 變壓器的縱差保護(hù)是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小，由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不相同，再加上變壓器各側(cè)電流的相位往往不相等。因此，為了保證差動(dòng)保護(hù)的正確工作，需適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，及各側(cè)電流相位的補(bǔ)償，使得正常運(yùn)行和外短路故障時(shí)，兩次二次電流相等。 復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)易用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。 零序過電流保護(hù)是對(duì)于變電所采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的方式，以保證在各種運(yùn)行方式下，變

18、壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置盡量維持不變，從而保證有穩(wěn)定的保護(hù)范圍和足夠的靈敏度。 瓦斯保護(hù)是為了保證變壓器內(nèi)部不被損壞，避免影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。5 各保護(hù)的整定計(jì)算 5.1縱差保護(hù)的整定計(jì)算 BCH-1型差動(dòng)繼電器：BCH-1型差動(dòng)繼電器是在速度和變流器的基礎(chǔ)上，增加了一組制動(dòng)線圈，利用外部短路時(shí)的短路電流來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使繼電器的啟動(dòng)電流隨制動(dòng)電流的增加而增加。它能夠可靠躲過外部短路故障時(shí)的不平衡電流，并提高內(nèi)部故障的靈敏性。BCH-1型差動(dòng)繼電器的組成部分 它由速飽和變流器和執(zhí)行元件（DL-11/0.2型電流繼電器）組成。其中速飽和變流器上有以下線圈： 差動(dòng)線圈Ld和兩個(gè)平衡線圈Lbal1

19、、Lbal2，它們同向繞于中間柱上。 制動(dòng)線圈Lbrk：它分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞于兩邊柱上且反向串聯(lián)。 二次線圈L2: 它分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞于兩邊柱上且正向串聯(lián)，并與執(zhí)行元件相連接。 BCH-1型差動(dòng)繼電器的工作原理 該原理包括兩部分：即一般的速飽和變流器的原理+制動(dòng)線圈的制動(dòng)作用原理。制動(dòng)線圈制動(dòng)原理也可表述為：當(dāng)制動(dòng)線圈通入很大電流時(shí)（如區(qū)外短路電流），其中的周期分量將差動(dòng)線圈Ld磁路的工作點(diǎn)推向?qū)Т畔禂?shù)較低的區(qū)段工作，因而二次線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小。（1） 額定參數(shù)的計(jì)算（見表2）。由以上計(jì)算結(jié)果可知，110KV側(cè)差動(dòng)臂中的電流為最大，故選110KV側(cè)為計(jì)算的基本側(cè)。表 2

20、 變壓器各側(cè)一、二次電流 名稱 變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)額定電壓（KV） 110 38.5 11額定電流（A）165 473 1650 電流互感器接線方式 Y電流互感器變比 300/5 1000/5 2000/5差動(dòng)臂中的電流（A） 4.75 4.1 4.12（2） 確定制動(dòng)線圈的接入方式。制動(dòng)線圈接入38.5KV側(cè)。這是因?yàn)槿绻搨?cè)的外部發(fā)生故障時(shí)，穿越變壓器的短路電流最大。（3） 計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的一次動(dòng)作電流。按躲過11KV側(cè)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定（因?yàn)?8.5KV側(cè)接有制動(dòng)線圈，故不必考慮相應(yīng)不平衡電流），故動(dòng)作電流的計(jì)算值為： =1.3×(1×0.1+0.1+0.05)

21、 ×1115.6=362.6(A) 按躲過變壓器勵(lì)磁涌流計(jì)算： =1.5×165=248(A) 按躲過LH二次回路斷線計(jì)算： =1.3×165=214.5(A) 選取計(jì)算電流=250.9(A)（4） 差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和差動(dòng)線圈匝數(shù)計(jì)算： =(×362.6)/60=10.467(A) =60/10.467=5.73(匝)選取=6匝 則：繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流： =60/6=10(A)（5） 其它各側(cè)工作線圈和平衡線圈的匝數(shù)計(jì)算： = =0.92(匝) = = =0.95(匝)選?。?=1(匝)則：=6+1=7(匝)（6） 整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的相對(duì)誤

22、差：= =(0.921) /(0.92+6)=-0.012<0.05；= =（0.95-1）/（0.95+6）=-0.007<0.05 即實(shí)際誤差均小于估算誤差，滿足要求。（7） 制動(dòng)系數(shù)和制動(dòng)線圈匝數(shù)的計(jì)算。由于系單側(cè)電源，所以制動(dòng)系數(shù)計(jì)算為： =1.3×（1×0.1+0.1+0.05-0.007）=0.316 制動(dòng)線圈的匝數(shù)計(jì)算值為： （匝）選取=2（匝）。（8） 校驗(yàn)靈敏度。對(duì)11KV側(cè)，工作安匝為： （安匝）對(duì)38.5KV側(cè)制動(dòng)安匝為： (安匝)由繼電器特性曲線差得當(dāng)安匝，安匝時(shí)動(dòng)作安匝為： 安匝則：，滿足要求。5.2 110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過流保護(hù)

23、的整定計(jì)算 （1）電流元件的動(dòng)作電流： （A） （A）（2）電壓元件的動(dòng)作電流： (3) 負(fù)序電壓元件的動(dòng)作電壓： (4) 檢驗(yàn)靈敏度。電流元件：，作11KV線路后備：滿足要求； 電壓要求：電壓元件裝在11KV側(cè)，故僅需校驗(yàn)作為線路的后備即可： 滿足要求；在此需要指出：若110KV側(cè)僅采用單純過流保護(hù)，則 則： 滿足要求。5.3 38.5KV側(cè)方向電流保護(hù)功率方向元件的動(dòng)作方向，為自變壓器指向35KV母線方向。其電流元件的動(dòng)作電流為： 滿足要求。5.4 110KV側(cè)零序過電流保護(hù) 由主接線圖可知，該變電所為終端變電所，接地保護(hù)不需要與下級(jí)配合，故零序過電流保護(hù)的動(dòng)作值按躲過最大不平衡電流計(jì)算。

24、 電壓元件的動(dòng)作電壓為： 滿足要求。動(dòng)作時(shí)限的整定：以0.5S跳中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器；以1S跳中性點(diǎn)接地的變壓器。5.5 變壓器瓦斯保護(hù)的整定輕瓦斯按氣體容量整定 重瓦斯按汽油流的流速整定（對(duì)導(dǎo)油管直徑為）。5.6 變壓器保護(hù)接線全圖 變壓器保護(hù)接線全圖見附圖。6 微機(jī)保護(hù)6.1 微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn) 微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)相比具有以下特點(diǎn)：（1） 常規(guī)保護(hù)是布線邏輯的，保護(hù)的功能完全依賴于硬件，而微機(jī)保護(hù)裝置則除硬件外，還必須具備相應(yīng)的軟件，因此微機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)智能化。（2） 常規(guī)保護(hù)的完好性是依賴于定期檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，在正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)裝置的隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，

25、而微機(jī)保護(hù)裝置可利用程序?qū)ζ溆布M(jìn)行在線檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可立即報(bào)警。對(duì)于軟件的異常及干擾的影響，可自動(dòng)識(shí)別并排除。因而，與常規(guī)保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性大大提高了。（3） 常規(guī)保護(hù)裝置的功能單一，僅僅是保護(hù)功能，而微機(jī)保護(hù)裝置除了能夠做到與常規(guī)保護(hù)完全相同的功能外，還可以提供一些附加功能，例如距離保護(hù)的故障類型判別，故障測(cè)距，故障錄波，事件記錄，零序電流方向保護(hù)的開口三角電壓的極性判斷，電壓互感器的二次是否發(fā)生斷線等信息。（4） 與常規(guī)保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)具有調(diào)試維護(hù)方便的特點(diǎn)。（5） 微機(jī)保護(hù)具有完善的網(wǎng)絡(luò)通信功能，可適應(yīng)無人值守或少人值守的自動(dòng)化變電站。（6） 利用微機(jī)的智能特點(diǎn)，可

26、以采用一些新原理，解決一些常規(guī)保護(hù)難以解決的問題。例如，采用模糊識(shí)別原理或波形對(duì)稱原理識(shí)別判斷勵(lì)磁涌流，利用模糊識(shí)別原理判斷振蕩過程中的短路故障，采用自適應(yīng)原理改善保護(hù)的性能等。（7） 對(duì)于同一類型的保護(hù)對(duì)象，微機(jī)保護(hù)裝置可采用相同的硬件結(jié)構(gòu)。6.2 微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成框圖 微機(jī)保護(hù)裝置的基本硬件構(gòu)成如圖3所示。包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS，保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)和管理微機(jī)系統(tǒng)，輸入輸出部分，逆變穩(wěn)壓電源等。DAS保護(hù)微機(jī)系統(tǒng) （1n個(gè)）開入開出開入電源繼電器按鍵GPS 管理微機(jī)系統(tǒng)LCD打印機(jī)逆變穩(wěn)壓電源至通信網(wǎng) 圖3 微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成框圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成把電壓互感器和電流互感器二次的電壓、電流信

27、號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，供微機(jī)系統(tǒng)使用。保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具體的繼電保護(hù)功能，由不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的繼電保護(hù)功能。管理微機(jī)系統(tǒng)主要作為人機(jī)對(duì)話的手段。對(duì)保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)除模擬信號(hào)的輸入外，還有開關(guān)量信號(hào)的輸入，這些信號(hào)通常為外部繼電器的接點(diǎn)、保護(hù)屏上的投退壓板、操作把手的接點(diǎn)等，一般是經(jīng)光電隔離后輸入微機(jī)系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)通過開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路使繼電器動(dòng)作。這些繼電器包括跳閘出口繼電器、信號(hào)繼電器、硬件故障的報(bào)警繼電器等。管理微機(jī)系統(tǒng)通常采用簡(jiǎn)易的觸摸按鍵作為輸入手段，在面板上設(shè)有LCD液晶顯示模塊。此外，管理微機(jī)系統(tǒng)還設(shè)有打印機(jī)的接口，可為用戶提供信息的硬拷貝輸出。6.3 微機(jī)保護(hù)軟件的系統(tǒng)配置軟件分為接口

28、軟件和保護(hù)軟件兩大部分。（1） 接口軟件是人機(jī)接口部分的軟件，其程序分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序。 監(jiān)控程序主要就是鍵盤命令處理程序，是為接口插件（或電路）及各CPU保護(hù)插件進(jìn)行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。運(yùn)行程序主要由主程序和定時(shí)中斷服務(wù)程序構(gòu)成。主程序主要完成巡檢、鍵盤掃描和處理及故障信息的排列和打印。定時(shí)中斷服務(wù)程序包括軟件時(shí)鐘程序，以硬件時(shí)鐘控制并同步各CPU插件的軟時(shí)鐘、檢測(cè)各CPU插件啟動(dòng)元件是否動(dòng)作的檢測(cè)啟動(dòng)程序。（2） 保護(hù)軟件的配置各保護(hù)CPU插件的保護(hù)軟件配置為主程序和兩個(gè)中斷服務(wù)程序。保護(hù)軟件有三種工作狀態(tài)：運(yùn)行、調(diào)試和不對(duì)應(yīng)狀態(tài)。不同狀態(tài)時(shí)程序流程也就不相同。 采樣中斷程序保護(hù)現(xiàn)

29、場(chǎng)發(fā)第一通道轉(zhuǎn)換命令數(shù)據(jù)處理程序從中斷返回A/D轉(zhuǎn)換完成中斷程序A/D中斷請(qǐng)求狀態(tài)復(fù)位讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并存入循環(huán)存儲(chǔ)區(qū)地址更新通道加1返回發(fā)轉(zhuǎn)換命令最后通道？清零YN圖4 中斷方式程序框圖7 電力變壓器微機(jī)保護(hù)7.1 電力變壓器微機(jī)保護(hù)的配置 中、低壓變電所主變壓器的保護(hù)配置（1） 主保護(hù)配置 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)。 差動(dòng)速斷保護(hù)。 瓦斯保護(hù)。（2） 后備保護(hù)配置（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)） 三段復(fù)合電壓閉鎖方向過電流保護(hù)。 三段過負(fù)荷保護(hù)。 冷控失電，主變壓器過溫報(bào)警。 高壓變電所主變壓器的保護(hù)配置（1） 主保護(hù)配置 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)。 工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)。 差動(dòng)速斷保護(hù)。 瓦斯保護(hù)。（2）

30、后備保護(hù)配置（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)） 相間阻抗保護(hù)。 兩段零序方向過流保護(hù)。 反時(shí)限過激磁保護(hù)。 過負(fù)荷報(bào)警。7.2 微機(jī)主變保護(hù)電流互感器接線原則常規(guī)變壓器的差動(dòng)保護(hù)，由于雙繞組變壓器采用Y，d11接線，高低兩側(cè)電流相位差30o,從而在變壓器差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。為此要求兩側(cè)電流互感器二次側(cè)采用相位補(bǔ)償接線。由于微機(jī)保護(hù)計(jì)算的靈活性，允許變壓器各側(cè)的電流互感器二次側(cè)都按Y型接線，也可以按常規(guī)保護(hù)的接線方式。當(dāng)兩側(cè)都采用Y型接線時(shí)，在進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算時(shí)由軟件對(duì)變壓器Y側(cè)電流進(jìn)行相位補(bǔ)償及電流數(shù)值補(bǔ)償。 如變壓器Y側(cè)二次三相電流采樣值為、，則按下式可求得用作差動(dòng)計(jì)算的三相電流、。 Y側(cè)高壓電流

31、相量低壓側(cè)三相電流相量圖5 軟件計(jì)算的Y，d轉(zhuǎn)換的相量7.3比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū) 3 21制動(dòng)區(qū) 圖6 差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流是隨外部短路電流按比率增大，電磁型差動(dòng)繼電器實(shí)質(zhì)上就是一種具有比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，它可以通過調(diào)節(jié)制動(dòng)繞組匝數(shù)，使其動(dòng)作電流始終大于區(qū)外故障時(shí)流過制動(dòng)繞組的制動(dòng)電流隨短路電流增大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流也隨之按比率增大，其比率稱為制動(dòng)的比率系數(shù)。 7.3.1 變壓器比率差動(dòng)保護(hù)變壓器比率差動(dòng)保護(hù)程序邏輯框圖如圖7所示。1111差動(dòng)速斷跳閘出口比率差動(dòng)跳閘信號(hào)TA斷線Id>D4Id>D1K1>D2K2<D3TA斷線TA斷

32、線投入Y1Y2Y3H2H1H3H4相BC 圖7 變壓器差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖在程序邏輯框圖中、為比率制動(dòng)系數(shù)整定值，為二次諧波制動(dòng)系數(shù)整定值?？梢姳嚷什顒?dòng)保護(hù)動(dòng)作的三個(gè)判據(jù)是與的關(guān)系，必須同時(shí)滿足才能動(dòng)作與跳閘。而差動(dòng)速斷保護(hù)是作為比率差動(dòng)保護(hù)的輔助保護(hù)。在比率差動(dòng)保護(hù)不能快速反應(yīng)嚴(yán)重區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)速斷保護(hù)應(yīng)無時(shí)延地快速出口跳閘。因此這兩種保護(hù)是或的邏輯關(guān)系。比率差動(dòng)保護(hù)在TA二次回路斷線時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的差動(dòng)電流而誤動(dòng)作，所以必須經(jīng)TA斷線閉鎖的否門再經(jīng)與門Y3才能出口動(dòng)作。當(dāng)TA斷線時(shí)與門Y3被閉鎖住，不能出口動(dòng)作。 距離保護(hù) 距離保護(hù)階梯形時(shí)限特性如圖8所示。AMNPPD1圖8 距離保護(hù)的階梯型

33、時(shí)限特性段瞬時(shí)動(dòng)作，為保證選擇性，保護(hù)區(qū)不能伸出本線路，即測(cè)量阻抗小于本線路段動(dòng)作阻抗時(shí)動(dòng)作。如圖8所示，引入可靠系數(shù)，保護(hù)PD1的段動(dòng)作阻抗為 段延時(shí)動(dòng)作，為保證選擇性，保護(hù)區(qū)不能伸出相鄰線路段保護(hù)區(qū)，即測(cè)量阻抗小于本線路阻抗與相鄰線路段動(dòng)作阻抗之和時(shí)動(dòng)作。引入可靠系數(shù)（一般取0.8），保護(hù)PD1的段動(dòng)作阻抗為 段除了作為本線路的近后備保護(hù)外，還要作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。距離保護(hù)如圖9所示，由啟動(dòng)元件、測(cè)量元件與邏輯回路三部分組成。啟動(dòng)元件1KR2KR3KR測(cè)量元件t1 0t2 0t3 01邏輯回路跳閘 圖9 三段式距離保護(hù)單相原理框圖7.4 WBZ196B型微機(jī)變壓器綜合保護(hù)裝置 保護(hù)配

34、置及工作原理當(dāng)A、C相電流中任何一相電流的幅值大于任一段電流保護(hù)的整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)即動(dòng)作。三段都可以獨(dú)立地用控制字選擇投入或退出，段還可通過控制字選擇投跳閘或告警。過流段投入KZ1.0=1MAX(Ia，Ic) I1過流段投入KZ1.1=1MAX(Ia，Ic) I2& T1&&過流段投跳閘KZ1.3=1過流段投入KZ1.2=1過流段投告警KZ1.3=0MAX(Ia，Ic) I3 T2 T31&& 跳閘信號(hào) 跳閘出口 信息顯示及遠(yuǎn)傳 告警信號(hào) 信息顯示及遠(yuǎn)傳圖10 高壓側(cè)三段定時(shí)限過流保護(hù)邏輯框圖 高壓側(cè)過負(fù)荷保護(hù)本保護(hù)為平方曲線的反時(shí)限保護(hù)，裝置

35、嚴(yán)格按照公式計(jì)算進(jìn)行積分，當(dāng)積分值達(dá)到動(dòng)作值后保護(hù)出口。可以用控制字選擇投入或退出，還可通過控制字選擇投跳閘或告警。7.4.3 高壓側(cè)零序電流保護(hù)高壓側(cè)采用專用零序CT，可準(zhǔn)確檢測(cè)零序電流，當(dāng)零序電流大于整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)動(dòng)作?？梢酝ㄟ^控制字選擇投跳閘或僅發(fā)信號(hào)，裝置配有單獨(dú)的零序接地信號(hào)。高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.1=1高壓零序保護(hù)投入KZ2.0=1高壓零序電流I0h高壓零序保護(hù)投告警KZ2.1=0 T0h&&& 跳閘信號(hào) 跳閘出口 信息顯示及遠(yuǎn)傳 接地信號(hào) 信息顯示及遠(yuǎn)傳圖11 高壓側(cè)零序電流保護(hù)邏輯框圖 高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)裝置通過計(jì)算變壓器高壓側(cè)實(shí)際運(yùn)行

36、電流的負(fù)序分量構(gòu)成不平衡電流保護(hù)。對(duì)于變壓器的各種不平衡故障，如不平衡運(yùn)行、斷相、反相等，可投入不平衡電流保護(hù)。不平衡保護(hù)投跳閘KZ1.7=1不平衡保護(hù)投入KZ1.6=1不平衡(負(fù)序)電流Ip不平衡保護(hù)投告警KZ1.7=0 Tp&&& 跳閘信號(hào) 跳閘出口 信息顯示及遠(yuǎn)傳 告警信號(hào) 信息顯示及遠(yuǎn)傳圖12 高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)邏輯框圖 高壓側(cè)零序電流保護(hù)高壓側(cè)采用專用零序CT，可準(zhǔn)確檢測(cè)零序電流，當(dāng)零序電流大于整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)動(dòng)作?？梢酝ㄟ^控制字選擇投跳閘或僅發(fā)信號(hào)，裝置配有單獨(dú)的零序接地信號(hào)。高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.1=1高壓零序保護(hù)投入KZ2.0=1高壓零序

37、電流I0h高壓零序保護(hù)投告警KZ2.1=0 T0h&&& 跳閘信號(hào) 跳閘出口 信息顯示及遠(yuǎn)傳 接地信號(hào) 信息顯示及遠(yuǎn)傳圖13 高壓側(cè)零序電流保護(hù)邏輯框圖7.4.6 低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù)本裝置可單獨(dú)采集低壓側(cè)零序電流，用于保護(hù)低壓側(cè)的接地故障。因配電變壓器低壓側(cè)為直接接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)故障電流較大，所以本保護(hù)的整定范圍也較大。低壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.3=1低壓零序保護(hù)投入KZ2.2=1低壓零序電流I0l低壓零序保護(hù)投告警KZ2.3=0&&& T0l 跳閘信號(hào) 跳閘出口 信息顯示及遠(yuǎn)傳 告警信號(hào) 信息顯示及遠(yuǎn)傳圖14 定時(shí)限低壓側(cè)零序電

38、流保護(hù)邏輯框圖7.4.7 保護(hù)定值表及說明 表3序號(hào)定值類型標(biāo)號(hào)含義整定范圍及步長(zhǎng)1控制字KZ1見下表2控制字KZ2見下表3控制字KZ3見下表4過流段I1過流段電流定值(099)A，級(jí)差0.01A5T1過流段時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S6過流段I2過流段電流定值(099)A，級(jí)差0.01A7T2過流段時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S8過流段I3過流段電流定值(099)A，級(jí)差0.01A9T3過流段時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S10過負(fù)荷保護(hù)Ig過負(fù)荷保護(hù)啟動(dòng)電流(0.520)A，級(jí)差0.01A11Tg過負(fù)荷保護(hù)時(shí)間常數(shù)(099)S，級(jí)差0.01S12不平衡電流保護(hù)Ip不平衡電

39、流保護(hù)電流定值(010)A，級(jí)差0.01A13Tp不平衡電流保護(hù)時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S14高壓零序保護(hù)I0h高壓零序保護(hù)電流定值(03.2)A，級(jí)差0.01A15T0h高壓零序保護(hù)時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S16定時(shí)限低壓零序保護(hù)I0l低壓零序保護(hù)電流定值(099)A，級(jí)差0.01A17T0l低壓零序保護(hù)時(shí)間定值(030)S，級(jí)差0.01S18反時(shí)限低壓零序保護(hù)Igl低壓零序啟動(dòng)電流(0.520)A，級(jí)差0.01A19Tgl低壓零序反時(shí)限時(shí)間常數(shù)(099)S，級(jí)差0.01S20通訊Addr通訊地址199，級(jí)差121Baud通訊波特率(12009600)bpsKZ1(控制字

40、1)各位定義如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0表4D0高壓側(cè)過流段投退D4高壓側(cè)過負(fù)荷保護(hù)投退D1高壓側(cè)過流段投退D5高壓側(cè)過負(fù)荷保護(hù)跳閘投退D2高壓側(cè)過流段投退D6高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)投退D3高壓側(cè)過流段跳閘投退D7高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)跳閘投退KZ2(控制字2)各位定義如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0表5D0高壓零序保護(hù)投退D4反時(shí)限低壓零序保護(hù)投退D1高壓零序保護(hù)跳閘投退D5低壓零序保護(hù)反時(shí)限曲線選擇（0-一次曲線；1-二次曲線）D2定時(shí)限低壓零序保護(hù)投退D6反時(shí)限低壓零序保護(hù)跳閘投退D3定時(shí)限低壓零序保護(hù)跳閘投退D7KZ3(控制字3)

41、各位定義如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0表6D0輕瓦斯保護(hù)投退D4高溫保護(hù)投退D1輕瓦斯保護(hù)跳閘投退D5高溫保護(hù)跳閘投退D2重瓦斯保護(hù)投退D6超溫保護(hù)投退D3重瓦斯保護(hù)跳閘投退D7超溫保護(hù)跳閘投退8 論文總結(jié)我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目是110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，通過本次設(shè)計(jì)，不僅讓我之前學(xué)到的知識(shí)得到了加深，而且也學(xué)到了很多之前沒接觸到的知識(shí)。另外，也使我懂得了理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在剛開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，面對(duì)這樣的一個(gè)題目，雖然之前做過不少的課程設(shè)計(jì)，但我還是不知道該