工廠供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)(可編輯)

1、精選文檔 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文題 目 學(xué) 專業(yè)班級學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 二O年月日工廠供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)摘要隨著電力工業(yè)的發(fā)展工廠中的電力設(shè)備對繼電保護(hù)與自動化裝置提出了更高的要求工廠用電系統(tǒng)運(yùn)行正常與否將直接影響到生產(chǎn)的安全運(yùn)行因此對工廠用電進(jìn)行合理地繼電保護(hù)配置有著重大的意義本文內(nèi)容包括繼電保護(hù)的基本知識工廠10kv供電線路的繼電保護(hù)電力變壓器的保護(hù)其他電力設(shè)備的繼電保護(hù) 自動重合閘及備用電源自動投入裝置配電系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)著重對各項(xiàng)繼電保護(hù)的原理和工作方式進(jìn)行了研究對工廠實(shí)際問題進(jìn)行了保護(hù)整定以選擇出適合的電氣設(shè)備和線路保證工廠能正常的進(jìn)行生產(chǎn)工作關(guān)鍵詞工廠供電系統(tǒng)繼電

2、保護(hù)微機(jī)保護(hù)The factory power supply system for relay protectionAbstract with the development of power industry power equipment factory in the relay protection and automation device has put forward higher requirements The factory uses electricity the system operating normally or not will directly affect t

3、he safety therefore the factory uses electric reasonable configuration for relay protection is of great significance The content of this article includes the basic knowledge of plant protection10kV power line relay protection the protection of power transformers and other electrical equipment relay

4、protection automatic reclosure and standby power automatic input device of microcomputer protection distribution system Focusing on the relay protection principles and working methods of the study On the practical problems of protection setting in order to choose a suitable electrical equipment and

5、wiring to ensure normal production workKey words electric power system relay protection microcomputer protection引言1第一章 繼電保護(hù)基本知識111繼電保護(hù)的任務(wù)112 繼電保護(hù)的基本原理1第二章 供電線路的繼電保護(hù)221電力線路的常見故障222 電流保護(hù)的接線方式和接線系數(shù)223過電流保護(hù)3231接線和工作原理3232保護(hù)整定424電流速斷保護(hù)6241電流速斷保護(hù)的特點(diǎn)6242電流速斷保護(hù)的接線和工作原理6243電流速斷保護(hù)的整定725過負(fù)荷保護(hù)8251接線和工作原理9252保護(hù)整

6、定926單相接地保護(hù)9261單相接地保護(hù)接線10262保護(hù)整定10第三章 電力變壓器的繼電保護(hù)1131電力變壓器的常見故障和保護(hù)配置11311常見故障11312保護(hù)配置1132變壓器電流保護(hù)的接線方式1133變壓器的過電流保護(hù)1134變壓器的瓦斯保護(hù)1235變壓器的差動保護(hù)13351變壓器差動保護(hù)基本原理13352變壓器差動保護(hù)不平衡電流分析14第四章 其它電力設(shè)備的機(jī)電保護(hù)1641母線的繼電保護(hù)1642電容器的繼電保護(hù)1743高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)20第五章 自動重合閘及備用電源自動投入裝置2051自動重合閘裝置2052備用電源自動投入裝置21第六章 配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)2361配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的

7、現(xiàn)狀和發(fā)展2362配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的功能2363微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)2364微機(jī)保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)24第七章 結(jié)束語25致 謝25參考文獻(xiàn)26引言工廠繼電保護(hù)可靠動作是保證生產(chǎn)正常進(jìn)行保護(hù)電氣設(shè)計設(shè)備的前提條件過流繼電保護(hù)動作電流整定值準(zhǔn)確與否又直接影響過流繼電保護(hù)動作的可靠性同時過流繼電保護(hù)動作電流的整定值還要考慮現(xiàn)場的實(shí)際情況目前工廠生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大使工廠原有的供配電繼電保護(hù)線路出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題比較突出的是在高壓線路上新增了多臺配電變壓器和高壓電動機(jī)致使高壓高壓進(jìn)線過流保護(hù)由于最初設(shè)計整定值并未考慮到多臺配電變壓器勵磁電流和多臺高壓電動機(jī)啟動電流的影響造成高壓進(jìn)線上的繼電保護(hù)頻繁動作是控

8、制線路的高壓斷路器分閘嚴(yán)重影響了供電的進(jìn)行和正常的生產(chǎn)鑒于以上方面的考慮我們需要對工廠供電系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)來解決這些問題第一章 繼電保護(hù)基本知識11繼電保護(hù)的任務(wù) 1 當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求 如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等 2 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同 例如有無經(jīng)常值班人員 發(fā)出信號以便值班人員進(jìn)行處理或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會

9、引起事故的電氣設(shè)備予以切除反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時動作繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成電力系統(tǒng)發(fā)生故障后工頻電氣量變化的主要特征是 1 電流增大 短路時故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流 2 電壓降低當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降且越靠近短路點(diǎn)電壓越低 3 電流與電壓之間的相位角改變正常運(yùn)行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角一般約為20&#

10、176;三相短路時電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的一般為60°85°而在保護(hù)反方向三相短路時電流與電壓之間的相位角則是180° 60°85° 4 測量阻抗發(fā)生變化測量阻抗即測量點(diǎn) 保護(hù)安裝處 電壓與電流之比值正常運(yùn)行時測量阻抗為負(fù)荷阻抗金屬性短路時測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗故障后測量阻抗顯著減小而阻抗角增大不對稱短路時出現(xiàn)相序分量如兩相及單相接地短路時出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量單相接地時出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量這些分量在正常運(yùn)行時是不出現(xiàn)的利用短路故障時電氣量的變化便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)該報警控制器主要由AT89C51顯示電路檢

11、測電路等組成工作過程如下由單片機(jī)實(shí)時采變化數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理然后用當(dāng)過高時由接線系數(shù)Kjx為23過電流保護(hù)當(dāng)通過線路的電流大于繼電器的動作電流保護(hù)裝置起動并用時限保證動作的選擇性這種繼電保護(hù)裝置稱為過電流保護(hù)分為定時限過電流保護(hù)反時限過電流保護(hù)231接線和工作原理 1定時限過電流保護(hù)裝置的接線和工作原理2反時限過電流保護(hù)裝置的接線和工作原理232保護(hù)整定動作電流整定動作時限整定和靈敏度校驗(yàn)1動作電流整定a正常運(yùn)行時保護(hù)裝置不動作即保護(hù)裝置一次側(cè)的動作電流Iop1應(yīng)大于線路的最大負(fù)荷電流IL正常過負(fù)荷電流和尖峰電流即 Iop1 IL b保護(hù)裝置在外部故障切除后可靠返回到原始位置即保護(hù)裝置一次側(cè)的返回

12、電流Ire1大于線路的最大負(fù)荷電流IL應(yīng)包含電動機(jī)的自起動電流即 Ire1 IL繼電器的動作電流IopKA為保護(hù)裝置一次側(cè)的動作電流為 2動作時限整定 a定時限過電流動作時限整定 按階梯原則進(jìn)行整定 t1 t2t式中t為時限級差定時限過電流保護(hù)取05s反時限過電流取07sb反時限過電流保護(hù)動作時限整定 10倍動作電流時的動作時限 3保護(hù)靈敏度校驗(yàn) 過電流保護(hù)的靈敏度用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路末端的兩相短路電流 進(jìn)行校驗(yàn) 式中Iop1為保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流 主保護(hù)后備保護(hù)對某工廠供電線路進(jìn)行整定1TA的變比為7505A線路最大負(fù)荷電流670A保護(hù)采用兩相兩繼電器接線線路2WL定時限過電流保護(hù)的動

13、作時限07s最大運(yùn)行方式時K1點(diǎn)三相短路電流4kAK2點(diǎn)三相短路電流25kA最小運(yùn)行方式時K1和K2點(diǎn)三相短路電流分別為32kA和2kA1整定動作電流選DL-1110電流繼電器線圈并聯(lián)整定動作電流7A 過電流保護(hù)一次側(cè)動作電流為2整定動作時限 線路1WL定時限過電流保護(hù)的動作時限應(yīng)較線路2WL定時限過電流保護(hù)動作時限大一個時限級差t3校驗(yàn)保護(hù)靈敏度 保護(hù)線路1WL靈敏度按線路1WL末端最小兩相短路電流校驗(yàn)由此可見保護(hù)整定滿足靈敏度要求 24電流速斷保護(hù) 當(dāng)過電流保護(hù)動作時限超過0507s時應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)按被保護(hù)設(shè)備的短路電流整定當(dāng)短路電流超過整定值時則保護(hù)裝置動作斷路器跳閘電流

14、速斷保護(hù)一般沒有時限不能保護(hù)線路全長為避免失去選擇性即存在保護(hù)的死區(qū)為克服此缺陷常采用略帶時限的電流速斷保護(hù)以保護(hù)線路全長時限速斷的保護(hù)范圍不僅包括線路全長而深入到相鄰線路的無時限保護(hù)的一部分其動作時限比相鄰線路的無時限保護(hù)大一個級差接線簡單動作可靠切除故障快但不能保護(hù)線路全長保護(hù)范圍受到系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大速斷保護(hù)是一種短路保護(hù)為了使速斷保護(hù)動作具有選擇性一般電力系統(tǒng)中速斷保護(hù)其實(shí)都帶有一定的時限這就是限時速斷離負(fù)荷越近的開關(guān)保護(hù)時限設(shè)置得越短末端的開關(guān)時限可以設(shè)置為零這就成速斷保護(hù)這樣就能保證在短路故障發(fā)生時近故障點(diǎn)的開關(guān)先跳閘避免越級跳閘定時限過流保護(hù)的目的是保護(hù)回路不過載與限時速

15、斷保護(hù)的區(qū)別在于整定的電流相對較小而時限相對較長這三種保護(hù)因?yàn)橛猛镜牟煌荒苷f各有什么優(yōu)缺點(diǎn)并且往往限時速斷和定時限過流保護(hù)是結(jié)合使用的 電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障時短路電流很大根據(jù)繼電器的基本動作原理可知如果預(yù)先通過計算將此短路電流整定為繼電器的動作電流就可對故障設(shè)備進(jìn)行保護(hù)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)正是根據(jù)這個原理而實(shí)現(xiàn)的為了保證動作的選擇性根據(jù)短路電流的特點(diǎn)故障點(diǎn)越靠近電源則短路電流越大過電流保護(hù)是帶有動作時限的而電流速斷保護(hù)則不帶動作時限即當(dāng)短路發(fā)生時它立即動作而切斷故障故它沒有時限特性常用來和過流保護(hù)配合使用速斷保護(hù)不能保護(hù)線路全長只能有選擇性地保護(hù)線路一部分余下部分為速斷保護(hù)的死區(qū)為

16、避免上述情況速斷保護(hù)也可做成略帶時限稱為時限電流速斷保護(hù)它和無時限電流速斷配合以消除電流速斷保護(hù)的動作死區(qū) 為了保證速斷保護(hù)動作的選擇性在下一級線路首端發(fā)生最大短路電流時電流速斷保護(hù)不應(yīng)動作即速斷保護(hù)動作電流Iop1IK速斷保護(hù)動作電流整定值為對GL型電流繼電器還要整定速斷動作電流倍數(shù) 2靈敏度校驗(yàn)用線路首端最小兩相短路電流校驗(yàn)即 3保護(hù)區(qū)和保護(hù)死區(qū)在電流速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)電流速斷保護(hù)為主保護(hù)過電流保護(hù)為輔助保護(hù)在電流速斷保護(hù)的死區(qū)內(nèi)過電流保護(hù)為主保護(hù)整定上述線路1WL的電流速斷保護(hù)已知線路1WL首端最小三相短路電流為92kA 電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)共用電流互感器和出口中間繼電器電流速斷保護(hù)需整定

17、動作電流和校驗(yàn)靈敏度 1 動作電流整定選DL-1150電流繼電器線圈并聯(lián)整定動作電流35A速斷保護(hù)一次側(cè)動作電流為 2 靈敏度校驗(yàn) 以線路1WL首端最小兩相短路電流校驗(yàn) 電流速斷保護(hù)整定滿足要求 25過負(fù)荷保護(hù)在電路中當(dāng)回路電流超過過負(fù)荷保護(hù)裝置預(yù)設(shè)值時過負(fù)荷保護(hù)裝置自動斷開電流回路起到保護(hù)有效負(fù)載的作用251接線和工作原理252保護(hù)整定 1 過負(fù)荷保護(hù)的動作電流按線路的計算電流Ic整定即 2 動作時間 一般整定10s15s26單相接地保護(hù)單相接地保護(hù)一般指需要接地保護(hù)的電器通常的家電采用的都是三線插座其中一根為火線一根為零線一根為地線當(dāng)電器發(fā)生漏電時就通過地線入地避免電器與人體接觸時通過人體

18、入地電流不通過人體入地人也就不會發(fā)生觸電達(dá)到安全用電之目的IC時單相接地保護(hù)不應(yīng)動作即保護(hù)裝置一次側(cè)動作電流為2靈敏度校驗(yàn)被保護(hù)線路發(fā)生單相接地流過接地電容電流 單相接地保護(hù)應(yīng)可靠動作 架空線線路 電纜線路第三章 電力變壓器的繼電保護(hù)31電力變壓器的常見故障和保護(hù)配置311常見故障1繞組匝間短路2三相負(fù)載不對稱3高壓側(cè)一相缺電312保護(hù)配置 1 裝設(shè)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)裝置用于保護(hù)相間短路 2 氣體保護(hù)保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障和油面降低 3 差動保護(hù)保護(hù)內(nèi)部故障和引出線相間短路 4 裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)和溫度保護(hù)裝置分別用于保護(hù)變壓器的過負(fù)荷和溫度升高32變壓器電流保護(hù)的接線方式1兩相兩繼電器式接線

19、適用于相間短路保護(hù)2兩相一繼電器式接線保護(hù)靈敏度隨短路種類而異33變壓器的過電流保護(hù)變壓器相間短路的保護(hù)既是變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)又是相鄰母線或線路的后備保護(hù)根據(jù)變壓器容量大小和系統(tǒng)短路電流的大小變壓器相間短路的后備保護(hù)可采用過電流保護(hù)低電壓起動的過電流保護(hù)和復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)等不帶低電壓起動的過電流保護(hù)過電流宜用于降壓變壓器過電流保護(hù)采用三相式接線且保護(hù)應(yīng)該裝設(shè)在電源側(cè)不帶低電壓起動的過電流保護(hù)的原理接線圖如圖保護(hù)的動作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定可靠系數(shù)一般為1213為返回系數(shù)2低電壓起動的過電流保護(hù)對于升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器當(dāng)過電流保護(hù)另名都不夠時可以考

20、慮并列變壓器跳閘或電動機(jī)自起動等因素引起的最大可能的負(fù)荷電流而可以按躲過變壓器的額定電流來整定這樣可以降低過電流保護(hù)的整定值從而提高保護(hù)的靈敏度對升壓變壓器如果低電壓繼電器只接在一側(cè)電壓上則當(dāng)另一側(cè)發(fā)生短路時往往不能滿足靈敏度的要求為此可采用兩套低電壓繼電器分別接在變壓器的高低壓側(cè)當(dāng)采用低電壓起動的過流保護(hù)時其動作電流按躲開變壓器的額定電流整定低電壓及電器的動作電壓應(yīng)小于正常運(yùn)行情況下的最小工作電壓雙側(cè)電源的變壓器或多臺并列運(yùn)行的變壓器一般均采用低電壓起動的過流保護(hù)或復(fù)合電壓起動的過流保護(hù)瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護(hù)保護(hù)變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障特別是對繞組的

21、相間和匝間短路由于短路點(diǎn)電弧的作用將使變壓器和其他絕緣材料分解產(chǎn)生氣體氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕利用氣體數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護(hù)上面的觸點(diǎn)表示輕瓦斯保護(hù)動作后經(jīng)延時發(fā)出報警信號下面的觸點(diǎn)表示瓦斯保護(hù)動作后啟動變壓器保護(hù)的總出口繼電器使斷路器跳閘當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重事故時由于油流不穩(wěn)定可能造成簧觸點(diǎn)的抖動此時為使斷路器能可靠跳閘應(yīng)選用具有電流自保持線圈的出口中間繼電器KM動作后由斷路器的輔助觸點(diǎn)來解除出口回路的自保持此外為防止變壓器換油或進(jìn)行試驗(yàn)時引起重瓦斯保護(hù)誤動作跳閘可利用切換片XB將跳閘回路切換到信號回路瓦斯保護(hù)的缺點(diǎn)不能反應(yīng)變壓器油箱外套管及聯(lián)接戰(zhàn)線上的故障因此不能作為防御變壓器內(nèi)部事故的唯

22、一保護(hù)由于構(gòu)造問題在運(yùn)行中正確動作率還不高擋板式瓦斯繼電器也存在當(dāng)變壓器油面嚴(yán)重下降需要跳閘時動作不快的缺點(diǎn)變壓器差動保護(hù)基本原理電力變壓器可能發(fā)生的內(nèi)部故障包括各側(cè)繞組的相間短路故障中性點(diǎn)直接接地的變壓器的單相接地短路繞組的匝間短路等變壓器內(nèi)部的各種短路都將產(chǎn)生電弧引起主絕緣燒毀絕緣油分解內(nèi)部油壓增大有可能引起油箱爆炸起火因此對變壓器內(nèi)部故障應(yīng)盡快切除縱差動保護(hù)是變壓器的電氣主保護(hù)由于變壓器在電力系統(tǒng)中占有重要地位縱差動保護(hù)必須滿足如下要求1能反應(yīng)保護(hù)區(qū)內(nèi)各種相間和接地短路故障2動作速度快一般動作時間不能大于 30ms 3在變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)期間產(chǎn)生勵磁涌流時不應(yīng)誤動作4

23、在變壓器過勵磁時縱差動保護(hù)不應(yīng)該動作5發(fā)生外部故障時電流互感器飽和應(yīng)可靠不動作6保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時電流互感器飽和縱差動保護(hù)不應(yīng)拒動或延時動作7保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障在短路電流中含有諧波分量時縱差動保護(hù)不應(yīng)拒動或延時動作按照反應(yīng)電流和電壓量變化構(gòu)成的保護(hù)裝置測量元件限于裝設(shè)在被保護(hù)元件的一側(cè)無法區(qū)別保護(hù)范圍末端和相鄰范圍始端的故障為了保證動作的選擇性在整定動作參數(shù)是必須與相鄰元件的保護(hù)相配合一般采用縮短保護(hù)區(qū)或延長動作時限的方法獲得選擇性差動保護(hù)的原理接線圖如圖變壓器差動保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的圖為差動保護(hù)的單相原理接線圖雙繞組變壓器在其兩側(cè)裝設(shè)電流互感器當(dāng)兩側(cè)電流互感器的同極性端子在同一方向差動

24、繼電器的工作線圈并聯(lián)在電流互感器的二次端子上由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同因此必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變化使得在正常工作時和外部故障時兩側(cè)的二次電流相等流過差動繼電器線圈的電流在理論上等于零即所以兩側(cè)的CT變比應(yīng)不同且應(yīng)使 按相實(shí)現(xiàn)的縱差動保護(hù)其電流互感器變比的選擇原則是兩側(cè)CT變比的比值等于變壓器的變比變壓器差動保護(hù)不平衡電流分析的電流為零則應(yīng)使高低壓兩側(cè)流入繼電器的電流相等即高低側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比但是實(shí)際上由于電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標(biāo)準(zhǔn)變比而變壓器的變比是一定的因此上述條件是不能得到滿足的因而會產(chǎn)生不平衡電流由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生變

25、壓器常常采用兩側(cè)電流的相位相差30°的接線方式對雙繞組變壓器而言此時如果兩側(cè)的電流互感器仍采用通常的接線方式即均采用形接線方式則二次電流由于相位不同也會在縱差保護(hù)回路產(chǎn)生不平衡電流由變壓器兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生電流互感器是一個帶鐵心的元件在變換電流的過程中需要一定的勵磁電流所以一次電流和二次電流的關(guān)系當(dāng)變壓器兩側(cè)電流互感器的型號不同時它們的飽和特性勵磁電流等也就不同即使兩側(cè)電流互感器的變比符合要求流入差動繼電器的差電流為差電流也不會為零即在正常運(yùn)行或外部短路時會有不平衡電流流入差動繼電器2暫態(tài)情況下的不平衡電流由變壓器勵磁涌流產(chǎn)生正常運(yùn)行情況下鐵芯未飽和相對導(dǎo)磁率很大變壓器繞組

26、的勵磁電感也很大因而勵磁電流很小一般不超過額定電流的35當(dāng)投入空載變壓器或外部故障切除后的電壓回復(fù)時一旦鐵芯飽和后想對導(dǎo)磁率接近于1變壓器繞組的電感降低相應(yīng)出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流稱為勵磁涌流其值可能達(dá)到變壓器額定電流的68倍勵磁涌流具有如下特征勵磁涌流數(shù)值很大最大可達(dá)變壓器額定電流的68倍勵磁涌流包含有很大成分的非周期分量波形呈尖頂波形且偏于時間軸的一側(cè)勵磁涌流包含有大量的高次諧波而以二次諧波為主勵磁涌流相鄰波形是不連續(xù)的因而波形之間出現(xiàn)了間斷角由于勵磁涌流的存在使變壓器差動回路產(chǎn)生很大的不平衡電流常常導(dǎo)致縱差保護(hù)的誤動作給變壓器縱差保護(hù)的實(shí)現(xiàn)帶來困難2由變壓器外部故障暫態(tài)穿越性短路電流產(chǎn)生縱

27、差保護(hù)是瞬動保護(hù)它是在一次系統(tǒng)短路暫態(tài)過程中發(fā)出跳閘脈沖因此必須考慮外部故障暫態(tài)過程的不平衡電流對它的影響在變壓器外部故障的暫態(tài)過程中一次系統(tǒng)的短路電流含有非周期分量它對時間的變化率很小很難變換到二次側(cè)而主要成為互感器的勵磁電流從而使互感器的鐵心更加飽和本來按10誤差曲線選擇的電流互感器在變壓器穩(wěn)態(tài)外部短路時就會處于飽和狀態(tài)再加上非周期分量的作用則鐵心將嚴(yán)重飽和因而電流互感器的二次電流的誤差更大暫態(tài)過程中的不平衡電流也將更大1作用原理將母線的連接元件都包括在差動回路中需在母線的所有連接元件上裝設(shè)具有相同變比和特性的CT1正常運(yùn)行或外部故障時 所以 二次側(cè) 2母線故障時 二次側(cè) 2整定計算兩個條

28、件1躲外部短路可能產(chǎn)生的2CT LH 二次回路斷線時不誤動 母線連接元件中最大負(fù)荷支路上最大負(fù)荷電流取較大者為定值連接元件最少時42電容器的繼電保護(hù)電容器的電流保護(hù)主要有限時速斷過流和電容器不平衡電流等 1電容器的限時電流速斷保護(hù) 1 限時電流速斷整定值計算原則按躲過電網(wǎng)瞬時過電壓引起的沖擊電流來整定可靠系數(shù)取23 電流繼電器返回系數(shù)取08095 Q為電容的額定容量單位為KVAR 2 限時電流速斷保護(hù)的延時整定 限時電流速斷的延時按能躲過電容投入的沖擊電流持續(xù)時間來整定一般可取010020s 3 限時電流速斷的靈敏度檢驗(yàn)式中 電源等效相電勢 電源折合到低壓側(cè)的等效相阻抗 變壓器折合到低壓側(cè)的等

29、效相阻抗 根據(jù)規(guī)程規(guī)定 22電容器的過電流保護(hù) 1 過電流定值計算 電容器的過電流保護(hù)按躲過電容器組的額定電流來整定 電流的紋波系數(shù)取12125 2 過流保護(hù)的延時計算按躲過電容投入產(chǎn)生的沖擊電流及電網(wǎng)瞬時過電壓產(chǎn)生的沖擊電流持續(xù)時間并與限時速斷時限配合來整定一般取 3 過流保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)3不平衡電流保護(hù) 不平衡電流保護(hù)用于雙星形接線的電容器組 1 不平衡電流整定值計算 單臺電容器的額定電流 m單臺電容每串聯(lián)段并聯(lián)的電容器數(shù) n單臺電容串聯(lián)的段數(shù) k因擊穿而切除的電容個數(shù) 中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)按切除一定數(shù)量電容后的不平衡電流有一定的靈敏度且能可靠地躲過正常運(yùn)行時的不平衡電流來整定即 正常運(yùn)行

30、時的不平衡電流 2 不平衡電流保護(hù)的延時整定 中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)的延時仍按躲過電容投入的沖擊電流和系統(tǒng)瞬時過電壓引起的不平衡電流持續(xù)時間來整定一般取0102s即t 0102s4電容器的欠壓保護(hù) 1 欠電壓保護(hù)電壓定值計算電容器欠電壓保護(hù)的目的是在母線失壓時及時將電容切除以防止電源進(jìn)線重合閘使母線帶電時因電源電壓與電容電壓迭加產(chǎn)生過大的沖擊電流而損壞電容 定值按躲過電容所在母線所有線路中線路末端短路的最低電壓來整定 2 欠壓保護(hù)的延時計算 同一母線上線路過流保護(hù)的最長時限5電容器的過壓保護(hù) 1 過電壓定值計算 電容器的過電壓按電容允許長時間運(yùn)行的電壓來整定電容電感串的電壓為 為電容過壓系數(shù)取1

31、1 2 過壓保護(hù)的延時計算 過電壓按電容允許長時間運(yùn)行的電壓整定因此其延時可以較長一般可達(dá)數(shù)十秒但為保證在電壓超過定值較多時不致?lián)p壞電容其延時一般不應(yīng)超過60s 3 閉鎖電流的整定值計算 在未設(shè)電容器電壓互感器時電壓取自母線當(dāng)電容未投入時避免過電壓保護(hù)誤動引入電流閉鎖元件閉鎖電流僅用于判別回路是否有電流 時投入過壓保護(hù) 二者與的關(guān)系6不平衡電壓保護(hù)不平衡電壓保護(hù)用以防止Y形接法電容器組中其串聯(lián)段中個別元件損壞切除后其它電容承受過高電壓而損壞不平衡電壓取自高壓側(cè)接于電容相線端與其中性點(diǎn)的三繞組電壓互感器的開口繞組 1 不平衡電壓的整定值計算不平衡電壓按躲過正常運(yùn)行時因各相電容誤差而產(chǎn)生的不平衡電

32、壓并對因電容擊穿后熔絲熔斷而切除若干小元件后有一定的靈敏度而設(shè)定電容的過壓系數(shù)由電容器生產(chǎn)廠提供一般在11115之間 2 不平衡電壓保護(hù)的延時一般按躲過電容投入時或系統(tǒng)其它故障造成的瞬時不平衡電壓持續(xù)時間來選取一般取0102s43高壓電動機(jī)的繼電保護(hù)常見短路故障和不正常工作狀態(tài)主要有定子繞組相間短路單相接地電動機(jī)過負(fù)荷低電壓同步電動機(jī)失磁失步等對2000kW以下的高壓電動機(jī)相間短路裝設(shè)電流速斷保護(hù)對2000kW及以上的高壓電動機(jī)或電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足要求的高壓電動機(jī)裝設(shè)差動保護(hù)對易發(fā)生過負(fù)荷的電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)對不重要的高壓電動機(jī)或不允許自起動的電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)低電壓保護(hù)高壓電動機(jī)單相接地

33、電流大于5A時應(yīng)裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)第五章 自動重合閘及備用電源自動投入裝置51自動重合閘裝置1對自動重合閘的要求 1 手動或遙控操作斷開斷路器及手動合閘于故障線路斷路器跳閘后自動重合閘不應(yīng)動作 2 除上述情況外當(dāng)斷路器因繼電保護(hù)動作或其它原因而跳閘時自動重合閘裝置均應(yīng)動作 3 自動重合次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先規(guī)定即使ARD裝置中任一元件發(fā)生故障或接點(diǎn)粘接時也應(yīng)保證不多次重合 4 應(yīng)優(yōu)先采用由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原則來起動重合閘同時也允許由保護(hù)裝置來起動但此時必須采取措施來保證自動重合閘能可靠動作 5 自動重合閘在完成動作以后一般應(yīng)能自動復(fù)歸準(zhǔn)備好下一次再動作有值班人員的10kV以下線

34、路也可采用手動復(fù)歸 6 自動重合閘應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電器保護(hù)的動作2電氣一次自動重合閘裝置 自動重合閘的基本原理手動合閘時按下SB1使合閘接觸器KO通電動作從而使合閘線圈Y0動作使斷路器QF合閘手動跳閘時按下SB2使跳閘線圈YR通電動作使斷路器QF跳閘當(dāng)一次線路上發(fā)生短路故障時保護(hù)裝置KA動作接通跳閘線圈YR回路使QF自動跳閘與此同時斷路器輔助觸點(diǎn)3-4閉合而且重合閘繼電器KAR起動經(jīng)整定的時限后其延時常開觸點(diǎn)閉合使合閘接觸器KO通電動作使斷路器重合閘如果一次線路上的短路故障是瞬時性的已經(jīng)消除則重合閘成功如果短路故障尚未消除則保護(hù)裝置又要動作KA的觸點(diǎn)閉合又使斷路器再次跳閘

35、由于一次ARD自動重合閘裝置采用了防跳閘措施圖上未表示因此不會再次重合閘52備用電源自動投入裝置1對APD的裝設(shè)基本要求在用戶供配電系統(tǒng)中按如下原則裝設(shè)APD變電所的所用電由雙電源供電且其中一個電源經(jīng)常斷開以作為備用的變電所有備用變壓器或互為備用的母線段的降壓變電所某些重要的備用機(jī)組雖然不同場合的APD接線可能有所不同但基本要求相同具體要求如下 1 應(yīng)保證在工作電源或設(shè)備斷開后APD才能將備用電源投入 2 當(dāng)工作電源的電壓不論因何原因消失時APD均應(yīng)動作 3 應(yīng)保證APD只動作一次這是為了避免將備用電源多次投入到永久性故障元件上 4 APD的動作時間應(yīng)盡可能的短以減小負(fù)荷的停電時間運(yùn)行實(shí)踐證明

36、APD裝置的動作時間以1s15s為宜低電壓場合可減小到05s 5 工作電源正常停電操作及工作電源備用電源同時失去電壓時APD不應(yīng)動作以防備用電源投入 6 電壓互感器兩側(cè)熔斷器熔斷時APD不應(yīng)誤動作2APD裝置工作原理在要求供電可靠性較高的工廠變配電所中通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線在工作電源線路突然斷電時利用失壓保護(hù)裝置使該線路的斷路器跳閘而備用電源線路的斷路器則在PAD漢語拼音縮寫為BZT備用電源自動投入裝置的作用下迅速合閘保證對用戶的不間斷供電上圖為備用電源自動投入裝置原理假設(shè)電源進(jìn)線WL1在工作WL2為備用其斷路器QF2斷開但其兩側(cè)隔離開關(guān)是閉合的圖中未繪隔離開關(guān)當(dāng)工作電源WL1斷電引起失

37、壓保護(hù)動作使QF1跳閘時QF1常開觸電3-4斷開使原通電動作的時間繼電器KT斷電但其延時斷開觸點(diǎn)尚未斷開這時QF1的另一常閉觸點(diǎn)1-2閉合從而使合閘接觸器KO通電動作使斷路器QF2的合閘線圈YO通電使QF2合閘投入備用電源WL2恢復(fù)對變配電所的供電WL2投入后KT的延時斷開觸點(diǎn)斷開切除KO的回路同時QF2的聯(lián)鎖觸點(diǎn)1-2斷開防止YO長期通電YO是按短時大功率設(shè)計的第六章 配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)61配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的現(xiàn)狀和發(fā)展1常規(guī)的模擬式繼電保護(hù)缺點(diǎn)1沒有自診斷功能元件損壞不能及時發(fā)現(xiàn)易造成 嚴(yán)重后果2動作速度慢一般超過002s3定值整定和修改不便準(zhǔn)確度不高4難以實(shí)現(xiàn)新的保護(hù)原理或算法5體積大元件多

38、維護(hù)工作量大2微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn) 充分利用和發(fā)揮微型控制器的存儲記憶邏輯判斷和數(shù)值運(yùn)算等信息處理功能克服模擬式繼電保護(hù)的不足獲得更好的保護(hù)特性和更高的技術(shù)指標(biāo)62配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的功能配電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的功能有保護(hù)功能測量功能自動重合閘功能人機(jī)對話功能自檢功能事件記錄功能報警功能斷路器控制功能通信功能實(shí)時時鐘功能63微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu) 微機(jī)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微型控制器存儲器顯示器鍵盤時鐘通信控制和信號等部分組成64微機(jī)保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置的軟件系統(tǒng)包括設(shè)定程序運(yùn)行程序和中斷微機(jī)保護(hù)功能程序三部分 第七章 結(jié)束語本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是工廠供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)計了解并熟悉繼電保護(hù)的概念類別基本任務(wù)基本任務(wù)基本要求等相關(guān)內(nèi)容完成了繼電保護(hù)短路