電力系統(tǒng)繼電保護(hù)-畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

PAGEPAGE33第頁，共33頁1前言《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》作為電氣工程及其自動(dòng)化的一門主要課程，在完成了理論的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，本專業(yè)特進(jìn)行了此次的繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路，它嚴(yán)重的危機(jī)設(shè)備的安全和系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。此外，電力系統(tǒng)還會(huì)出現(xiàn)各種不正常的運(yùn)行狀態(tài)，最常見的如過負(fù)荷等。在電力系統(tǒng)中，除了采取各項(xiàng)積極措施，盡可能地消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，一旦發(fā)生故障，如果能夠做到迅速地、有選擇性地切除故障設(shè)備，就可以防止事故的擴(kuò)大，迅速恢復(fù)非故障部分的正常運(yùn)行，使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭受破壞。然而，要在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障和切除故障設(shè)備，只有借助于特別設(shè)置的繼電保護(hù)裝置才能實(shí)現(xiàn)。伴隨著電力系統(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)展不斷注入了新的活力。因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在接近半個(gè)世紀(jì)里的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段：繼電保護(hù)萌芽期、晶體管繼電保護(hù)、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。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本作用是：在全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)的檢測各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持供電的連續(xù)性，保障人身的安全，防止或減輕設(shè)備的損壞。2設(shè)計(jì)資料分析與參數(shù)計(jì)算電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級(jí)計(jì)算機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對(duì)包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。圖2.1.1電網(wǎng)接線2.1參數(shù)分析及計(jì)算2.1.1原始資料分析本次設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)要求對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)入分析整理可知：⑴各變電站、發(fā)電廠的操作直流電源電壓；⑵發(fā)電廠最大發(fā)電電容為2×50+1×100=200MW，最小發(fā)電容量為50MW正常發(fā)電容量為100+1×50=150MW；⑶線路=0.4/km，=3/km；⑷變壓器均為，D11，110±2×2.5%10.5KV，；⑸△t=0.5S,負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)=1.5S，變壓器和母線均配置有差動(dòng)保護(hù)，=1.3。⑹發(fā)電廠升壓變中性點(diǎn)直接接地，其他變壓器不接地。⑺降壓變壓器差動(dòng)保護(hù)時(shí)限為0″。過電流保護(hù)為1″。2.1.2輸電線路等值電抗計(jì)算選取基準(zhǔn)功率：，基準(zhǔn)電壓：，基準(zhǔn)電流：；基準(zhǔn)電抗：；電壓標(biāo)幺值：⑴線路L1（斷路器1和5之間的線路）等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：零序電抗：⑵線路L2（斷路器6和8之間的線路）等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：零序電抗：⑶線路L3（斷路器7和9之間的線路）等值電抗計(jì)算（與L2相同）⑷線路L4（斷路器4和10之間的線路）等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：零序電抗：⑸線路L5（斷路器2和3之間的線路）等值電抗計(jì)算正序以及負(fù)序電抗：零序電抗：2.1.3變壓器等值電抗計(jì)算⑴變壓器T1、T2標(biāo)幺值計(jì)算⑵變壓器T3標(biāo)幺值計(jì)算⑶變壓器T4標(biāo)幺值計(jì)算⑷變壓器T5標(biāo)幺值計(jì)算2.1.4發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算⑴發(fā)電機(jī)G1、G2電抗標(biāo)幺值計(jì)算⑵發(fā)電機(jī)G3電抗標(biāo)幺值計(jì)算2.2系統(tǒng)運(yùn)行方式和變壓器中性點(diǎn)接地方式的確定電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。目前我國的電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有三種，中性點(diǎn)不接地，經(jīng)過消弧線圈和直接接地，前兩種稱不接地電流系統(tǒng)；后一種又稱為大接地電流系統(tǒng)。如何選擇發(fā)電機(jī)或變壓器中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，是一種比較復(fù)雜的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，不論采用哪一種運(yùn)行方式，都涉及到供電可靠性，過電壓絕緣配合，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作，系統(tǒng)的布置，電訊及無線電干擾，接地故障時(shí)對(duì)生命的危險(xiǎn)以及系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列問題。本課程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)是110KV。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。主變壓器的110KV側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式：⑴凡是中低壓有電源的升壓站和降壓站至少有一臺(tái)變壓器直接接地；⑵終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般接地；⑶變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)使用電網(wǎng)短路點(diǎn)的綜合零序電抗；⑷變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地，當(dāng)變壓器檢修時(shí)，可做特殊運(yùn)行方式處理；⑸選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，雙母線界限有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。根據(jù)上述原則本次設(shè)計(jì)的變壓器中性點(diǎn)的接地方式可為：⑴發(fā)電廠1有兩臺(tái)變壓器，可只將其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地，也可將兩臺(tái)都直接接地，為提高可靠性將本次設(shè)計(jì)選擇將兩臺(tái)變壓器都直接接地；發(fā)電廠2只有一臺(tái)變壓器應(yīng)中性的直接接地。⑵兩變電站都只有一臺(tái)變壓器，應(yīng)中性點(diǎn)直接接地。3線路保護(hù)配置3.1線路保護(hù)的一般原則⑴裝設(shè)母線保護(hù)的幾種情況：1)3～10KV分段母線及并列運(yùn)行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的保護(hù)，下列情況應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)：①需快速油選擇性地切除一段或一組母線上的故障，以保證發(fā)電廠及電力網(wǎng)安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)；②當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)。2）35～66KV電網(wǎng)中，主要變電所的35～66KV雙母線或分段母線，需快速而有選擇地切除一段或一組母線上故障，以保系統(tǒng)規(guī)定運(yùn)行和可靠供電時(shí)，應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)。3）110KV母線中，下列情況應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)：①110KV雙母線裝設(shè)專用母線保護(hù)；②110KV單母線、重要發(fā)電廠或110KV以上重要變電所的110KV單母線，需要快切除母線上故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)。4）220～500KV母線，對(duì)雙母線接線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇切除故障的母線保護(hù)，對(duì)一個(gè)半斷路器接線，每組母線裝設(shè)兩套母線保護(hù)。⑵目前國內(nèi)110KV以上母線保護(hù)裝置的原理有以下幾種：1）完全電流差動(dòng)。由母線內(nèi)部或外部故障時(shí)流入母線電流之差或和電流為判據(jù)，采用速飽和變流器防止區(qū)外故障一次電流中的直流分量導(dǎo)致TA飽和引起母差誤動(dòng)。2）母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)。比較母線差動(dòng)電流和流過母聯(lián)斷路器的電流相位不同為判據(jù)。3）電流差動(dòng)利用帶比率制動(dòng)特性的電流繼電器構(gòu)成，解決了TA飽和引起母差保護(hù)在區(qū)外故障時(shí)誤動(dòng)問題。4）中阻抗快速母差保護(hù)。以電流瞬時(shí)值測定和比較為基礎(chǔ)，其差動(dòng)和啟動(dòng)元件在TA飽和前動(dòng)作，動(dòng)作速度快，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。5）以電壓公頻變化量幅值和低電壓元件為啟動(dòng)元件，差流元件保持的母差保護(hù)。微機(jī)型母線保護(hù)一般均具有低電壓或復(fù)合電壓閉鎖，啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)、母線充電保護(hù)及TA斷線閉鎖裝置等功能。3.2接地故障采取的措施電力系統(tǒng)中采用的中性點(diǎn)接地方式，通常有中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)不接地三種。一般110KV以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)均采用中性點(diǎn)直接接地方式，稱為大接地電流系統(tǒng)。110KV以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，稱為小接地電流系統(tǒng)大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時(shí)，故障相流過的短路電流較大，對(duì)設(shè)備造成的危害較大，繼電保護(hù)必須通過斷路器切除故障。根據(jù)我國電力系統(tǒng)幾十年的故障情況統(tǒng)計(jì)，在大接地電流系統(tǒng)中，接地故障的次數(shù)為所有故障的90%左右。因此，采用專門的零序電流保護(hù)以保護(hù)接地故障，具有顯著的優(yōu)越性。小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，因不能形成短路電流的通道，不會(huì)產(chǎn)生大的電流，設(shè)備允許繼續(xù)運(yùn)行。因此，不要求繼電保護(hù)快速動(dòng)作切除故障。但是，由于單相接地后，完好相對(duì)地電壓升高，往往造成設(shè)備絕緣擊穿故障擴(kuò)大。因此，繼電保護(hù)必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障，發(fā)出信號(hào)，使運(yùn)行人員采取措施消除故障。小電流接地系統(tǒng)單相接地(以下簡稱單相接地)是配電系統(tǒng)最常見的故障，多發(fā)生在潮濕、多雨天氣。由于樹障、配電線路上絕緣子單相擊穿、單相斷線以及小動(dòng)物危害等諸多因素引起的。單相接地不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴(kuò)大事故。因此，熟悉接地故障的處理方法對(duì)值班人員來說十分重要。3.2.1幾種接地故障的特征⑴當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時(shí)，即通過高電阻或電弧接地，這時(shí)故障相的電壓降低，非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達(dá)不到線電壓。電壓互感器開口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。⑵如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓。此時(shí)電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。⑶電壓互感器高壓側(cè)出現(xiàn)一相(A相)斷線或熔斷件熔斷，此時(shí)故障相的指示不為零，這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回路，出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實(shí)際電壓，非故障相仍為相電壓。互感器開口三角處會(huì)出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動(dòng)繼電器，發(fā)出接地信號(hào)。⑷由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在參數(shù)組合不匹配時(shí)會(huì)引起鐵磁諧振，并且繼電器動(dòng)作，發(fā)出接地信號(hào)。⑸空載母線虛假接地現(xiàn)象。在母線空載運(yùn)行時(shí)，也可能會(huì)出現(xiàn)三相電壓不平衡，并且發(fā)出接地信號(hào)。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會(huì)自行消失。3.2.2單相接地故障的處理⑴處理接地故障的步驟：①發(fā)生單相接地故障后，值班人員應(yīng)馬上復(fù)歸音響，作好記錄，迅速報(bào)告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現(xiàn)場值班員自己選擇。②詳細(xì)檢查所內(nèi)電氣設(shè)備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點(diǎn)，再進(jìn)行線路接地的尋找。③將母線分段運(yùn)行，并列運(yùn)行的變壓器分列運(yùn)行，以判定單相接地區(qū)域。④再拉開母線無功補(bǔ)償電容器斷路器以及空載線路。對(duì)多電源線路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷，改變供電方式來尋找接地故障點(diǎn)。⑤采用一拉一合的方式進(jìn)行試?yán)瓕ふ夜收宵c(diǎn)，當(dāng)拉開某條線路斷路器接地現(xiàn)象消失，便可判斷它為故障線路，并馬上匯報(bào)當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，同時(shí)對(duì)故障線路的斷路器、隔離開關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進(jìn)一步檢查。⑵處理接地故障的要求：①尋找和處理單相接地故障時(shí)，應(yīng)作好安全措施，保證人身安全。當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地時(shí)，室內(nèi)不得接近故障點(diǎn)4m以內(nèi)，室外不得接近故障點(diǎn)8m以內(nèi)，進(jìn)入上述范圍的工作人員必須穿絕緣靴，戴絕緣手套，使用專用工具。②為了減小停電的范圍和負(fù)面影響，在尋找單相接地故障時(shí)，應(yīng)先試?yán)€路長、分支多、歷次故障多和負(fù)荷輕以及用電性質(zhì)次要的線路，然后試?yán)€路短、負(fù)荷重、分支少、用點(diǎn)性質(zhì)重要的線路。雙電源用戶可先倒換電源再試?yán)?，專用線路應(yīng)先行通知。若有關(guān)人員匯報(bào)某條線路上有故障跡象時(shí)，可先試?yán)@條線路。③若電壓互感器高壓熔斷件熔斷，不得用普通熔斷件代替。必須用額定電流為0.5A裝填有石英砂的瓷管熔斷器，這種熔斷器有良好的滅弧性能和較大的斷流容量，具有限制短路電流的作用。3.3相間短路所采取的配置⑴電磁型繼電器電磁型繼電器在35KV及以下電網(wǎng)的電力線路和電氣設(shè)備繼電保護(hù)裝置中大量地被采用，電流繼電器是實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)的基本元件。電磁型繼電器基本結(jié)構(gòu)型式有螺管線圈式、吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動(dòng)舌片式三種。⑵晶體管型繼電器晶體管型繼電器的功能是有晶體管開關(guān)電路完成的。晶體管型電流繼電器由電壓形成回路——電流變換器TA將輸入電流變換成與之成正比的電壓；整流比較回路及執(zhí)行回路——單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。晶體管型時(shí)間繼電器由兩個(gè)三極管及阻容延時(shí)電路組成。⑶電流互感器CT電流互感器的作用是將高壓設(shè)備中的額定大電流變換成5A或1A的小電流，以便繼電保護(hù)裝置或儀表用于測量電流。電流互感器由鐵芯及繞組組成。1）CT的作用①電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。②額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A，這樣可使繼電保護(hù)裝置和其它二次回路的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)化。③繼電保護(hù)裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價(jià)降低，維護(hù)方便，而且也保證了運(yùn)行人員的安全。2）CT的選擇和配置①型號(hào)：電流互感器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。②一次電壓：電流互感器安裝處一次回路工作電壓電流互感器的額定電壓③一次回路電流：—電流互感器安裝處一次回路最大電流—電流互感器一次側(cè)額定電流。⑷電壓互感器PT電壓互感器的任務(wù)是將很高的電壓準(zhǔn)確地變換至二次保護(hù)及二次儀表的允許電壓，使繼電器和儀表既能在低壓情況下工作，又能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)中高壓設(shè)備的運(yùn)行情況。電壓互感器分為電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器兩種：1）PT的作用①電壓互感器的作用是將一次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，使二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。②電壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測量儀表及繼電器的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。2）PT的配置原則：①型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。次電壓的波動(dòng)范圍：1.1>>0.9二次電壓：100V準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測量儀表繼電器與自動(dòng)裝置及設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求來確定。⑤二次負(fù)荷：3.4重合閘3.4.1自動(dòng)重合閘在電力系統(tǒng)中的作用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在電力系統(tǒng)的故障中，輸電線路（尤其是架空線路）的故障占了絕大部分，而且，絕大部分是瞬時(shí)性的。例如,由于雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風(fēng)引起的短路碰線，通過鳥身體的放電以及樹枝雜物掉落在到導(dǎo)線上引起的短路等。當(dāng)故障線路被繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作跳閘后，故障點(diǎn)的電弧即行熄滅，絕緣強(qiáng)度重新復(fù)原，這時(shí)如果把斷開的線路重新投入，就能恢復(fù)正常供電，因此，這類故障是瞬時(shí)性故障。此外，線路上也會(huì)發(fā)生永久性故障，例如，線路倒桿斷線，絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在故障線路被繼電保護(hù)裝置斷開后，由于故障依然存在，即使把斷開的線路重新投入，線路還會(huì)杯繼電保護(hù)裝置再次斷開。鑒于輸電線路上發(fā)生的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性的，因此，在線路被斷開之后再次進(jìn)行一次重合閘以恢復(fù)供電，顯然提高了供電的可靠性。當(dāng)然，重新合上斷路器的工作也可以由運(yùn)行人員手動(dòng)操作，但手動(dòng)合閘時(shí)，停電時(shí)間較長，大多數(shù)用戶的電機(jī)可能停轉(zhuǎn)，因而重新合閘所取得的效果并不顯著，并且加重了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。為此，在電力系統(tǒng)中廣泛采用自動(dòng)重合閘裝置（縮寫為ARD），當(dāng)斷路器跳閘后，它能自動(dòng)將斷路器重新合閘。自動(dòng)重合閘本身并不能判斷故障是瞬時(shí)性的還是永久性的，因此，重合閘動(dòng)作之后有可能成功（即恢復(fù)供電），也可能不成功。根據(jù)多年來運(yùn)行資料的統(tǒng)計(jì)，重合閘的成功率是相當(dāng)高的，一般可達(dá)60%～90%。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，在1KV及以上電壓的架空線路以及電纜與架空線的混合線路上，凡裝有斷路器的，一般都應(yīng)該裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。在用高壓熔斷器保護(hù)的線路上，可采用自動(dòng)重合熔斷器。但是，采用自動(dòng)重合閘之后，當(dāng)重合于永久性故障時(shí)，系統(tǒng)將再次受到短路電流的沖擊，可能引起電力系統(tǒng)振蕩。同時(shí)斷路器在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流，這就惡化了斷路器的工作條件。由于油斷路器，其實(shí)際切斷容量將比額定切斷容量降低80%左右。因此，在短路電流比較大的電力系統(tǒng)中，裝設(shè)油斷路器的線路往往不能使用自動(dòng)重合閘。自動(dòng)重合閘裝置視其功能可分為三相自動(dòng)重合閘、單相自動(dòng)重合閘或綜合自動(dòng)重合閘。在我國110KV及其以下的系統(tǒng)普遍采用三相自動(dòng)重合閘裝置，220KV及以上系統(tǒng)采用綜合重合閘裝置（包括單相自動(dòng)重合閘）。3.4.2自動(dòng)重合閘與繼電器保護(hù)的配合在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)與自動(dòng)重合閘配合工作，在許多情況下，可以簡化保護(hù)，加速切除故障，提高供電的可靠性。所以幾點(diǎn)保護(hù)與自動(dòng)裝置有著非常密切的關(guān)系。繼電保護(hù)與三相一次重合閘的配合方式有兩種：即自動(dòng)重合閘前加速與自動(dòng)重合閘后加速。⑴自動(dòng)重合閘前加速重合閘前加速一般簡稱為“前加速”。所謂“前加速”就是當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，第一次是由無選擇性電流速斷保護(hù)瞬時(shí)切除故障，然后重合閘。如果是瞬時(shí)性故障，則在重合閘以后就恢復(fù)了供電，糾正了無選擇性的動(dòng)作。如果是永久性故障，第二次保護(hù)的動(dòng)作就按有選擇性方式啟動(dòng)并切除故障。下面以圖3.4.1的單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)為例說明前加速的工作原理。圖3.4.1中電網(wǎng)的每條線路上均裝有過電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限按階梯原則選擇，在靠近電源側(cè)的L1線路上裝有無選擇性電流速斷保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置。為了使無選擇性電流速斷的動(dòng)作范圍不致伸的太長，其動(dòng)作電流按躲過變壓器低壓側(cè)短路的最大短路電流來整定，保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作。圖3.4.1重合閘前加速動(dòng)作原理說明圖當(dāng)相同電壓級(jí)的線路、母線（變電所A的母線除外）或變壓器側(cè)發(fā)生短路時(shí)，裝在變電所A的無選擇性電流速斷瞬時(shí)將1QF跳閘。斷路器跳閘后，由自動(dòng)地將無選擇性電流速斷保護(hù)1閉鎖，使其退出工作，然后再由自動(dòng)重合閘將被跳開的斷路器重合閘，若是瞬時(shí)性故障，則線路恢復(fù)工作；若是永久性故障，則自帶延時(shí)的過電流保護(hù)油選擇性地將故障切除。重合閘前加速的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單，動(dòng)作迅速，只需一套自動(dòng)重合閘裝置，使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障。缺點(diǎn)是，重合于永久性故障線路時(shí)，再次切除故障的時(shí)間較長，裝有重合閘裝置的斷路器動(dòng)作次數(shù)多，若斷路器或自動(dòng)重合閘拒絕動(dòng)作合閘時(shí)，停電范圍將擴(kuò)大，前加速方式主要用于35KV以下的網(wǎng)絡(luò)。⑵自動(dòng)重合閘后加速自動(dòng)重合閘后加速又簡稱“后加速”，所謂后加速就是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置有選擇性動(dòng)作切除故障，然后進(jìn)行重合閘。如果重合于永久性故障，則在斷路器合閘后，加速保護(hù)動(dòng)作，瞬時(shí)切除故障，與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無關(guān)。圖3.4.2重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作原理說明圖后加速的工作原理可用圖3.4.2所示的網(wǎng)絡(luò)來說明。在單電源輻射形電網(wǎng)中，每條線路上都裝設(shè)有選擇性動(dòng)作的保護(hù)和自動(dòng)重合閘裝置。當(dāng)任一線路上發(fā)生故障時(shí)，首先由故障線路的保護(hù)裝置有選擇性動(dòng)作，將故障切除，然后由故障線路的重合閘裝置將線路重新投入，同時(shí)將選擇性保護(hù)的延時(shí)部分退出工作。如果是瞬時(shí)性故障則重合成功，恢復(fù)正常供電。如果是永久性故障，故障線路的保護(hù)將加速動(dòng)作，瞬時(shí)將故障再次切除。重合閘后加速的優(yōu)點(diǎn)是，保護(hù)首次動(dòng)作是有選擇性的不會(huì)擴(kuò)大事故。再次切除永久性故障的時(shí)間加快，而且仍然有選擇性，這有利于系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。其缺點(diǎn)是，保護(hù)好首次切除故障可能帶來延時(shí)，當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)，而由后備保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，時(shí)間可能比較長。每臺(tái)斷路器處需裝設(shè)一套重合閘裝置，與前加速相比，較為復(fù)雜，而投資也較大。后加速方式廣泛應(yīng)用于35KV以上的網(wǎng)絡(luò)及對(duì)重要用戶供電的線路。3.4.3綜合重合閘在采用單相重合閘以后，如果發(fā)生各種相間故障時(shí)仍然需要切除三相，然后再進(jìn)行三相重合閘，如重合不成功則再次進(jìn)行重合。因此，實(shí)際上在實(shí)現(xiàn)單相重合閘時(shí)，也總是把實(shí)現(xiàn)三相重合閘的問題結(jié)合在一起考慮，故稱它為“綜合重合閘”。

實(shí)現(xiàn)綜合重合閘回路接線時(shí)，應(yīng)考慮的一些基本原則如下：

⑴單相接地短路時(shí)跳開單相，然后進(jìn)行單相合閘，如重合不成功則跳開三相而不再進(jìn)行重合；

⑵各種相間短路時(shí)跳開三相，然后進(jìn)行三相重合。如重合不成功，仍跳開三相，而不再進(jìn)行重合；

⑶當(dāng)選相元件拒絕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)跳開三相并進(jìn)行三相重合；

⑷對(duì)于非全相運(yùn)行中可能誤動(dòng)作的保護(hù)，應(yīng)進(jìn)行可靠的閉鎖；對(duì)于在單相接地時(shí)可能誤動(dòng)作的相間保護(hù)（如距離保護(hù)），應(yīng)有防止單相接地誤跳三相的措施；

⑸當(dāng)一相跳開后重合閘拒絕動(dòng)作時(shí)，為防止線路長期出現(xiàn)全相運(yùn)行，應(yīng)將其它兩相自動(dòng)斷開；

⑹任兩相的分相跳閘繼電器動(dòng)作后，應(yīng)聯(lián)跳第三相，使三相斷路器均跳閘；

⑺無論單相或三相重合閘，在重合不成功之后，均應(yīng)考慮能加速切除三相，即實(shí)現(xiàn)重合閘后加速；

⑻在非全相運(yùn)行過程中，如又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護(hù)應(yīng)能有選擇性地予以切除；

⑽對(duì)空氣斷路器或液壓傳動(dòng)地油斷路器，當(dāng)氣壓或液壓低至不允許實(shí)行重合閘時(shí)，應(yīng)將重合閘回路自動(dòng)閉鎖；但如果在重合閘過程中下降到低于允許值時(shí)，則應(yīng)保證重合閘動(dòng)作的完成。3.5雙側(cè)電源的整定原則和計(jì)算及保護(hù)3.5.1整定原則設(shè)保護(hù)1裝有電流速斷，其起動(dòng)電流計(jì)算后為,它與短路電流變化曲線的交點(diǎn)M即為保護(hù)1電流速斷的保護(hù)范圍。當(dāng)在此點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流即為，速斷保護(hù)剛好動(dòng)作。根據(jù)以上分析，保護(hù)2的限時(shí)電流速斷不應(yīng)超過保護(hù)1電流速斷的范圍，因此在單側(cè)電源供電的情況下，它的起動(dòng)電流就應(yīng)該整定為>

上式中不可取等號(hào)，因?yàn)楸Ｗo(hù)1和保護(hù)2的安裝地點(diǎn)不同，使用的電流互感器和繼電器不同，故它們之間的特性很難完全一樣，會(huì)導(dǎo)致其中之一誤動(dòng)作。引入可靠系數(shù),則得其中一般取為1.1-1.2。從以上分析中已經(jīng)得出，限時(shí)速斷的動(dòng)作時(shí)限t2,應(yīng)選擇得比下一條線路速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限t1高出一個(gè)時(shí)間階段，即現(xiàn)以線路A-B上發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1和保護(hù)2的配合關(guān)系為例，說明確定的原則如下：⑴應(yīng)包括故障線路DL的跳閘時(shí)間,因?yàn)樵谶@一段時(shí)間里，故障并未消除，因此保護(hù)2在故障電流的作用下仍處于起動(dòng)狀態(tài)。⑵應(yīng)包括故障線路保護(hù)1中時(shí)間繼電器的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間比整定值要大才能動(dòng)作。⑶應(yīng)包括保護(hù)2中時(shí)間繼電器可能比預(yù)定時(shí)間提早動(dòng)作閉合它的觸點(diǎn)。⑷如果保護(hù)2中的測量元件（電流繼電器）在外部故障切除后，由于的影響而不能立即返回時(shí)，則中還應(yīng)包括測量元件延遲返回的慣性時(shí)間。⑸考慮一定的裕度，再增加一個(gè)裕度時(shí)間,就得到t2″和t1″之間的關(guān)系為或等于，對(duì)于通常采用的斷路器和間接作用的二次式繼電器而言，位于0.35-0.6之間，通常多取為0.5s。3.5.2雙側(cè)電源的優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用時(shí)間繼電器的原因：采用了時(shí)間繼電器，則當(dāng)電流繼電器動(dòng)作后還必須經(jīng)過一段延時(shí)t2才能動(dòng)作與跳閘，而如果在以前故障已經(jīng)切除，則電流繼電器立即返回，整個(gè)保護(hù)隨即恢復(fù)原狀，而不會(huì)誤動(dòng)作。定時(shí)限過電流保護(hù)：其起動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來整定，正常時(shí)不應(yīng)該起動(dòng)而在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，則能反應(yīng)于電流的增大而動(dòng)作，在一般情況下，它不僅能夠保護(hù)本線路的全長，而且也能保護(hù)相鄰線路的全長，以起到后備保護(hù)的作用。為保證在正常運(yùn)行情況下過電流保護(hù)絕不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。然而，在實(shí)際上確定保護(hù)裝置的起動(dòng)電流時(shí)，還必須考慮在外部故障切除后，保護(hù)裝置是否能夠返回的問題。在故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)要有一個(gè)自起動(dòng)的過程。電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流要大于它正常工作的電流，因此，引入一個(gè)自起動(dòng)系數(shù)來表示自起動(dòng)時(shí)最大電流與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流之比，即保護(hù)4和5在這個(gè)電流的作用下必須立即返回。為此應(yīng)使保護(hù)裝置的返回電流大于。引入可靠系數(shù)，則由于保護(hù)裝置的起動(dòng)與返回是通過電流繼電器來實(shí)現(xiàn)的。因此，繼電器返回電流與起動(dòng)電流之間的關(guān)系也就代表著保護(hù)裝置返回電流與取得道路之間的關(guān)系。引入繼電器的返回系數(shù)，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流即為式中——可靠系數(shù)，一般采用1.15-1.25；——自起動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大于1，應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定；——電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用0.85.由這一關(guān)系可見，當(dāng)越小時(shí)，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流越大，因而其靈敏性就越差。這是不利的。這就是為什么要求過電流繼電器應(yīng)有較高的返回系數(shù)的原因。3.5.3靈敏性的校驗(yàn)當(dāng)過電流保護(hù)作為本線路的主保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)，要求>1.3-1.5；當(dāng)作為相鄰線路的后備保護(hù)時(shí)，則應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下相鄰線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)，此時(shí)要求>1.2.此外，在各個(gè)過電流保護(hù)之間，還必須要求靈敏系數(shù)相互配合，即對(duì)同一故障點(diǎn)而言，要求越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系數(shù)。在后備保護(hù)之間，只有當(dāng)靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限都相互配合時(shí)，才能切實(shí)保證動(dòng)作的選擇性。這一點(diǎn)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)中，尤其應(yīng)該注意。缺陷：當(dāng)故障越靠近電源端時(shí)，短路電流越大，此時(shí)過電流保護(hù)動(dòng)作切除故障的時(shí)限反而越長，所以過電流保護(hù)較少用來作主保護(hù)。4整定計(jì)算4.1短路電流的計(jì)算及整定4.1.1短路電流計(jì)算的目的⑴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取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。⑵在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值，計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流計(jì)算沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。⑶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)線的相間和相對(duì)地的安全距離。⑷在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。⑸接地裝置的設(shè)計(jì)，也可用短路電流。針對(duì)本次設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算的主要目的是：繼電保護(hù)的配置和整定。4.1.2短路電流的一般規(guī)定⑴計(jì)算的基本情況①電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；②所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；③短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間；④所有電源的電動(dòng)勢相位角相同；⑤應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)予以考慮。⑵接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。⑶計(jì)算容量應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃⑷短路種類一般按三相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回來中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)。⑸短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式時(shí)，同過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。4.1.3短路電流計(jì)算步驟⑴選擇計(jì)算短路點(diǎn)。⑵畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖。①首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗＂。②選取基準(zhǔn)電容和基準(zhǔn)電壓（一般去各級(jí)的平均電壓）。③將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)幺電抗。④繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將每個(gè)元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。⑶化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。⑷計(jì)算電抗。⑸計(jì)算無限大容（或＞3）的電源供給的短路電流周期分量。⑹計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。⑺繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。4.1.4流經(jīng)各保護(hù)的短路計(jì)算⑴流經(jīng)保護(hù)1的短路計(jì)算經(jīng)以上最大運(yùn)行方式原則的分析，當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí)，開環(huán)點(diǎn)在AD上，流經(jīng)保護(hù)1的短路電流最大。最大運(yùn)行方式正、負(fù)序阻抗圖如圖4.1.1。圖4.2.1d1點(diǎn)最大運(yùn)行方式正、負(fù)序阻抗圖由圖4.1.1得：110KV側(cè)：所以在最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)1的三相短路電流為：QUOTEQUOTE經(jīng)以上最小運(yùn)行方式原則的分析得，最小運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗圖見圖4.1.2：圖4.1.2d1點(diǎn)最小運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗由圖4.1.2得：所以在最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)1的兩相短路電流為：⑵流經(jīng)保護(hù)3的短路計(jì)算經(jīng)以上最大運(yùn)行方式原則的分析，當(dāng)d3點(diǎn)短路時(shí)，開環(huán)點(diǎn)在L1上，流經(jīng)保護(hù)6的短路電流最大。由以上分析得以下各圖。最大運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗圖見圖4.1.3：圖4.1.3d2點(diǎn)最大運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗由圖4.1.3得：所以在最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)3的三相短路電流為：經(jīng)以上最小運(yùn)行方式原則的分析得最小運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗圖見圖4.1.4：圖4.1.4d2點(diǎn)最小運(yùn)行方式正負(fù)序阻抗由圖4.1.4得：所以在最小運(yùn)行方式下d3點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)3的兩相短路電流為：流經(jīng)其他保護(hù)各短路點(diǎn)的短路計(jì)算如表4.1.1：表4.1.1流經(jīng)保護(hù)各短路點(diǎn)的短路計(jì)算短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式（KA）（KA）d10.1291.080.1600.3874.200.3961.080.3961.1881.186d30.1411.080.1410.4233.8450.4531.080.4531.3591.036d50.2501.080.2500.7502.1710.4731.080.4731.4190.851d80.1531.080.1530.4593.5431.1611.081.1613.4830.404d100.2001.080.2000.6002.7111.1611.081.1613.4830.404⑶電流保護(hù)整定計(jì)算對(duì)各保護(hù)1進(jìn)行電流速斷保護(hù)（電流I段）的整定計(jì)算①保護(hù)1躲開下一條線路出口處的短路時(shí)的起動(dòng)電流可靠系數(shù)保護(hù)點(diǎn)的電流速斷保護(hù)的起動(dòng)電流如表4.1.2：表4.1.2各保護(hù)的電流速斷保護(hù)的起動(dòng)電流保護(hù)1保護(hù)3保護(hù)5保護(hù)8保護(hù)105.465.002.8224.6063.524②電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍（靈敏度）校驗(yàn)對(duì)保護(hù)1進(jìn)行保護(hù)范圍（靈敏度）校驗(yàn)對(duì)其他保護(hù)進(jìn)行保護(hù)范圍（靈敏度）校驗(yàn)也滿足要求，具體數(shù)值如表4.1.3所示。表4.1.3各保護(hù)的電流速斷保護(hù)的靈敏度校驗(yàn)保護(hù)1保護(hù)3保護(hù)5保護(hù)8保護(hù)1043.29%35.47%28.43%24.56%48.78%4.2距離保護(hù)整定計(jì)算4.2.1距離保護(hù)Ⅰ段整定計(jì)算⑴當(dāng)被保護(hù)線路無中間分支線路（或分支變壓器）時(shí)，定值計(jì)算按躲過本線路末端故障整定，一般可按被保護(hù)線路正序阻抗的80%-85%計(jì)算，即式中:：距離保護(hù)=1\*ROMANI段的整定阻抗；Z1：被保護(hù)線路的正序相阻抗；：可靠系數(shù)，可取0.8～0.85；⑵當(dāng)線路末端僅為一臺(tái)變壓器時(shí)（即線路變壓器組）其定值計(jì)算按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過變壓器其他各側(cè)的母線故障定式中:ZT：線路末端變壓器的阻抗；：可靠系數(shù)，取0.7；：可靠系數(shù)，取0.8～0.85；Z1：線路正序阻抗。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按t=0秒整定。4.2.2距離保護(hù)=2\*ROMANII段整定計(jì)算按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定式中:Z1：被保護(hù)線路阻抗；：相鄰變壓器的正序阻抗；：可靠系數(shù)，取0.8～0.85；：可靠系數(shù)，取0.7；：助增系數(shù)，選取可能的最小值。距離保護(hù)第Ⅱ段靈敏度：若靈敏系數(shù)不滿足要求，可按與相鄰線路距離保護(hù)Ⅱ段相配合的條件整定動(dòng)作阻抗，即：：可靠系數(shù)，一般取0.8～0.85；：可靠系數(shù)，一般取0.8；：相鄰線路距離保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作阻抗。這時(shí)，保護(hù)1QF距離Ⅱ段動(dòng)作時(shí)限為：4.2.3距離保護(hù)=3\*ROMANIII段整定計(jì)算①躲開最小負(fù)荷阻抗遠(yuǎn)后備采用度接線的方向阻抗繼電器式中:：可靠系數(shù)，取1.2～1.3；：返回系數(shù)，取1.15～1.25：：自起動(dòng)系數(shù)，取2；UN：電網(wǎng)的額定電壓IL。max：最大負(fù)荷電流；Ψm：阻抗元件的最大靈敏角，取70度；Ψl：負(fù)荷阻抗角，取26度；②相間距離保護(hù)第Ⅲ段動(dòng)作時(shí)間為：③相間距離保護(hù)第Ⅲ段靈敏度校驗(yàn)：當(dāng)作近后備時(shí):當(dāng)作遠(yuǎn)后備時(shí):式中，——分支系數(shù)最大值。如果相鄰線路為變壓器則無須校驗(yàn)遠(yuǎn)后備。距離保護(hù)各保護(hù)的第Ⅰ段、第Ⅱ段、第Ⅲ段的整定值如表4.1.4所示。表4.1.4整定阻抗值表整整定值保護(hù)點(diǎn)第Ⅰ段第Ⅱ段第Ⅲ段保護(hù)1點(diǎn)13.60s28.50.5s153.42.0s保護(hù)2點(diǎn)8.50s33.51s176.32.5s保護(hù)3點(diǎn)8.50s31.81s146.72.5s保護(hù)4點(diǎn)6.80s24.30.5s165.62.0s保護(hù)5點(diǎn)13.60s27.60.5s132.32.0s保護(hù)6點(diǎn)6.120s34.31.5s137.92.5s保護(hù)8點(diǎn)6.120s45.71.5s214.72.5s保護(hù)10點(diǎn)6.80s27.20.5s97.62.5s4.3零序電流保護(hù)整定計(jì)算4.3.1零序電流保護(hù)=1\*ROMANI段的整定⑴按躲開本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即=I0。max式中:：可靠系數(shù)，取1.2～1.3；計(jì)算時(shí)取1.3I0。max：線路末端接地短路時(shí)流過保護(hù)的最大零序電流。⑵按躲開線路斷路器三相不同時(shí)合閘的最大零序電流整定，即=3I0。max式中：：可靠系數(shù)，取1.1～1.2；計(jì)算時(shí)取1.13I0。max：斷路器三相不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的零序電流最大值。⑶如果線路上采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，零序電流速斷應(yīng)躲過非全相運(yùn)行又產(chǎn)生振蕩時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流。4.3.2零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段的整定此段保護(hù)一般擔(dān)負(fù)主保護(hù)任務(wù)，要求在本線路末端達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)。此段保護(hù)的整定原則也適用于零序電流保護(hù)=3\*ROMANIII段的整定。此段保護(hù)按滿足以下條件整定：⑴按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)=1\*ROMANI段配合整定，即=/Kb。min式中:：可靠系數(shù)，取1.15～1.2；Kb。min：分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值；：相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)=1\*ROMANI段整定值。當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段配合整定。⑵按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時(shí)流過的最大零序電流整定。⑶當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開該段相間的保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流。4.3.3零序電流保護(hù)=3\*ROMANIII段保護(hù)的整定此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。=3\*ROMANIII段保護(hù)通常是作為零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段保護(hù)的補(bǔ)充作用。對(duì)后備保護(hù)的要求是在相鄰下一級(jí)線路末端達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)。零序電流保護(hù)=3\*ROMANIII段保護(hù)按滿足以下條件整定：⑴按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段保護(hù)配合整定。當(dāng)本保護(hù)的零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段已達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，此零序電流保護(hù)=3\*ROMANIII段也可按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)=3\*ROMANIII段配合整定，以改善后備性能。⑵按躲開下一條線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，保護(hù)裝置零序電流濾過器中的最大不平衡電流來整定=式中:：可靠系數(shù)。取1.1～1.2；：非周期分量系數(shù)，取1.5；：電流互感器的同性系數(shù)，取0.5；：電流互感器的10%誤差，取0.1；：本級(jí)線路末端三相短路的最大短路電流。⑶按零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段整定中的3項(xiàng)條件整定。⑷按零序電流保護(hù)=2\*ROMANII段保護(hù)整定中的4項(xiàng)條件整定。⑸當(dāng)零序電流保護(hù)最后一段整定值較小時(shí)，其下限條件應(yīng)大于變壓器中、低壓側(cè)相間短路的最大不平衡電流。零序=3\*ROMANIII段的靈敏度：線路末端靈敏度計(jì)算為后備保護(hù)靈敏度計(jì)算為零序電流保護(hù)各參量值如表4.1.5所示：表4.1.5零序電流保護(hù)各參量值參參量保護(hù)數(shù)Xff（0）Xff（1）Xff（2）E1I（1）f（a）.0I（1.1）f（a）.010.18Ω0.09Ω0.09Ω1.03Ω1.17KA1.35KA20.11Ω0.08Ω0.08Ω1.04Ω2.31KA2.08KA30.091Ω0.089Ω0.089Ω1.06Ω2.36KA2.35KA40.13Ω0.08Ω0.08Ω1.03Ω2.13KA1.82KA50.15Ω0.12Ω0.12Ω1.04Ω1.60KA1.48KA60.18Ω0.07Ω0.07Ω1.02Ω1.91KA1.42KA70.18Ω0.07Ω0.07Ω1.02Ω1.91KA1.42KA80.20Ω0.09Ω0.09Ω1.05Ω1.66KA1.28KA90.20Ω0.09Ω0.09Ω1.05Ω1.66KA1.28KA100.14Ω0.09Ω0.09Ω1.04Ω1.95KA1.69KA5保護(hù)裝置的選擇電力變壓器的繼電保護(hù)

⑴基本概念

1）勵(lì)磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，則可能出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流，即為勵(lì)磁涌流。鐵心中的磁通不能突變，因此，將出現(xiàn)一個(gè)非周期分量的磁通，其幅值為。這樣在經(jīng)過半個(gè)周期以后，鐵心之中的磁通達(dá)到2。其數(shù)值最大可達(dá)額定電流的6—8倍。2）最小起動(dòng)電流：當(dāng)中沒有電流時(shí)，為使差動(dòng)繼電器起動(dòng)，需在工作線圈中加入一個(gè)電流，由此電流產(chǎn)生的磁通在中感應(yīng)一定的電勢，它剛好能使執(zhí)行元件動(dòng)作，此電流稱作繼電器的最小起動(dòng)電流。

⑵保護(hù)類型

1）故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)

①變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)和油箱外故障兩種：油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損，油箱外的故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。（上述接地短路均系對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)的一側(cè)而言）

②變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。2）相應(yīng)保護(hù)類型①瓦斯保護(hù)：針對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低而裝設(shè)，反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作與信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)的短路器。應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)的變壓器容量界限是：800kVA及以上的油浸式變壓器河400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器。②縱差動(dòng)保護(hù)：a、要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)就適當(dāng)?shù)剡x擇兩側(cè)電流互感器的變比，使其比值等于變壓器的變比。

b、保護(hù)特點(diǎn)：需要躲開流過差動(dòng)回路中的不平衡電流。c、差動(dòng)繼電器類型：帶有速飽和變流器的差動(dòng)繼電器及具有比率制動(dòng)和二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器。③電流和電壓保護(hù)：根據(jù)變壓器容量和系統(tǒng)短路電流水平的不同，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式有：過電流保護(hù)、低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)以及負(fù)序過電流保護(hù)等。④零序保護(hù)：對(duì)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行則應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，當(dāng)有選擇性要求時(shí)應(yīng)增設(shè)零序方向元件。⑤過負(fù)荷保護(hù)：對(duì)400KVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。⑥過勵(lì)磁保護(hù)：高壓側(cè)電壓為500KVA及以上的變壓器，對(duì)頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵(lì)磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵(lì)磁保護(hù)。6保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)⑴方向性電流保護(hù)在單電源環(huán)行網(wǎng)絡(luò)和多電源輻射形電網(wǎng)中，都能保證動(dòng)作的選擇性。但由于保護(hù)中采用了方向元件使接線復(fù)雜，投資增加。另外，當(dāng)保護(hù)安裝地點(diǎn)附近正方向發(fā)生三相短路時(shí)，由于母線電壓降至零，保護(hù)裝置拒動(dòng)，出現(xiàn)“死區(qū)”。方向過電流保護(hù)，常用于35KV以下的兩側(cè)電源輻射型電網(wǎng)和單電源環(huán)行電網(wǎng)中作為主要保護(hù)，在電壓為35KV及110KV輻射型電網(wǎng)，常常與電流速斷保護(hù)配合使用，構(gòu)成三段式方向電流保護(hù)，作為線路相間短路的整套保護(hù)。⑵零序電流保護(hù)和方向性零序保護(hù)相間短路電流保護(hù)的三相星形接線方式，可以保護(hù)單相接地短路。由于零序電流保護(hù)有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以常常采用專門的零序保護(hù)。零序保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：①零序電流保護(hù)比相間短路的電流保護(hù)有較高的靈敏度。對(duì)零序Ⅰ段，由于線路的零序阻抗大于正序阻抗。使線路始末兩端電流變化較大，因此使零序Ⅰ段的保護(hù)范圍增大，即提高了靈敏度；對(duì)零序Ⅲ段，由于起動(dòng)值是按不平衡電流來整定的，所以比相間短路的電流保護(hù)的起動(dòng)值小，即靈敏度高。②零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限較相間保護(hù)短。③零序電流保護(hù)不反應(yīng)系統(tǒng)的振蕩和過負(fù)荷。④零序功率方向元件無死區(qū)，副方電壓回路斷線時(shí)，不會(huì)誤動(dòng)作。⑤接線簡單可靠。零序電流的缺點(diǎn)是不能反映相間短路。⑶距離保護(hù)距離保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)：①能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求。②阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低與電流的增大而動(dòng)作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中Ⅰ段距離保護(hù)基本不受運(yùn)行方式的影響，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，但比電流保護(hù)要小些，保護(hù)區(qū)域和靈敏度比較穩(wěn)定。距離保護(hù)的主要缺點(diǎn)：①不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動(dòng)。對(duì)雙側(cè)電源線路，將有全線的30%～40%以第Ⅱ段時(shí)限跳閘，這對(duì)穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)來說是不能接受的。②阻抗繼電器本身比較復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，因此，距離保護(hù)裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對(duì)低些。結(jié)束語：本次設(shè)計(jì)是針對(duì)與110KV電網(wǎng)在不同運(yùn)行方式以及短路故障類型的情況下進(jìn)行的分析計(jì)算和整定的。通過具體的短路電流的計(jì)算發(fā)現(xiàn)電流的三段式保護(hù)不能滿足要求，故根據(jù)本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，以及繼電保護(hù)“四性”的總要求故采用了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)和反應(yīng)接地故障的零序電流三段式保護(hù)。由于本次設(shè)計(jì)涉及到不同運(yùn)行方式下的不同類型的短路電流的計(jì)算，這對(duì)本次設(shè)計(jì)增加了難度。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要將各元件參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，而后對(duì)每一個(gè)保護(hù)線路未端短路時(shí)進(jìn)行三相短路電流的計(jì)算，二相短路電流的計(jì)算及零序電流的計(jì)算。在整定時(shí)對(duì)每一個(gè)保護(hù)分別進(jìn)行零序電流保護(hù)的整定和距離保護(hù)阻抗的整定，并且對(duì)其進(jìn)行靈敏度較驗(yàn)。通過這次設(shè)計(jì)，在獲得知識(shí)之余，還加強(qiáng)了個(gè)人的獨(dú)立提出問題、思考問題、解決問題能力，從中得到了不少的收獲和心得。在思想方面上更加成熟，個(gè)人能力有進(jìn)一步發(fā)展，本次課程設(shè)計(jì)使本人對(duì)自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)有了新了、更深層次的認(rèn)識(shí)。在這次設(shè)計(jì)中，我深深體會(huì)到理論知識(shí)的重要性，只有牢固掌握所學(xué)的知識(shí)，才能更好的應(yīng)用到實(shí)踐中去。這次設(shè)計(jì)提高了我們思考問題、解決問題的能力，它使我們的思維更加縝密，這將對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)、工作大有裨益。此次課程設(shè)計(jì)能順利的完成與同學(xué)和老師的幫助是分不開的，在對(duì)某些知識(shí)模棱兩可的情況下，多虧有同學(xué)的熱心幫助才可以度過難關(guān)；更與老師的悉心教導(dǎo)分不開，在有解不開的難題時(shí)，多虧老師們的耐心指導(dǎo)才使設(shè)計(jì)能順利進(jìn)行。在此衷心感謝盛義發(fā)老師的悉心教導(dǎo)和各位同學(xué)的幫助。參考文獻(xiàn)[1]孫國凱，霍利民，柴玉華主編．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]．北京:中國水力水電出版社，2010.1[2]何仰贊，溫增銀主編.電力系統(tǒng)分析（第三版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.1[3]劉笙主編.電氣工程基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.8[4]賀家李，宋從鉅主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理（第三版）[M].北京：中國電力出版社，1994.10[5]何瑞文，陳少華.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)模式的探索與實(shí)踐[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào).第21卷第3期.125—128[6]西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國電力出版社，1996[7]周文俊.電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國水利水電出版社，1999[8]呂繼紹.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理[M].北京：中國水利電力出版社，2003基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能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