某110KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計

第一章110ＫＶ系統(tǒng)ＣＴ、ＰＴ選型1.1電流互感器的選擇電流互感器的額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)電壓。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)荷電流戶內(nèi)或戶內(nèi)式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；例如有功功率的測量需要0.5級；過流保護(hù)需要3級；差動保護(hù)需Ｄ級。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)確級下的允許歐姆數(shù)。校驗電動穩(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)該不大于動穩(wěn)定倍數(shù)。校驗熱穩(wěn)定：產(chǎn)品目錄給出一秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)Ｋｔ，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)電壓等級和系統(tǒng)運行要求，由于缺乏一定的條件，只能根據(jù)最簡單的條件選?。蹋冢住?10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)如下表型號技術(shù)參數(shù)電流比級次組合KdKtLB7-1101200/50.2/10P15/10P2013575/1s(4)校驗：①熱穩(wěn)定校驗：I(4)2tep=26.4(kA2S)I1e=1200A；Kt=75；t=1s(I1eKt)2t=(1.2×75)2×1=8100(kA2S)I(4)2tep<(I1eKt)2t符合要求②動穩(wěn)定校驗：K=135；I1e=1200A；ich=7.(kA)符合要求電壓互感器的選擇電壓互感器的額定電壓不小于安裝地點電網(wǎng)額定電壓。戶外或者戶內(nèi)式。結(jié)構(gòu)形式：一般110ＫＶ及以上電壓，采用三個單相電壓互感器結(jié)成：Ｙ0／Ｙ0／-12，每個單相電壓互感器變比是；35KV電壓互感器，用三個單相接成Ｙ0／Ｙ0／-12，每一個單項電壓互感器變比是對于發(fā)電機自動電壓電壓調(diào)整器的是三個單相電壓互感器，接成△/Y0-12，每個單相變比是；供發(fā)電機測量、同期及繼電保護(hù)是用三相五柱式電壓互感器。對發(fā)電機電壓母線的電壓互感器，用三相五柱式電壓式。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，一般有功功率測量要用0.5級。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，對于環(huán)網(wǎng)線路的運行根據(jù)電壓等級匹配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：150VA0.5級：150VA3P級：100VA第二章110KV線路繼電保護(hù)和自動裝置的配置2.1保護(hù)裝置的配置主保護(hù)的配置由系統(tǒng)可知110KV線路配置有眾聯(lián)保護(hù)，全線路上任意點故障都能快速切除。保證系統(tǒng)穩(wěn)定平安運行。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)雜而且價格昂貴，維護(hù)困難?？紤]經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配三段式電流保護(hù)，同時由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運行，相當(dāng)于雙電源運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)最小運行方式下沒有保護(hù)范圍，如果系統(tǒng)在最小運行方式下運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)，根本可以保證系統(tǒng)正常運行?？紤]系統(tǒng)的運行方式：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)運行，也要加方向元件。保證保護(hù)不誤動作。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)的根本任務(wù)不變：1.自動、迅速、有選擇的將故障元件沖系統(tǒng)中切除。2.反響電力設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)條件，動作于發(fā)出信號或跳閘。2.2自動裝置配置簡述電力系統(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，在實際運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。系統(tǒng)平安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。運行經(jīng)驗說明大多數(shù)線路故障是“瞬時性”故障，此時，如果把斷開的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。結(jié)論：如下圖：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，按照要求，每一個斷路器都應(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，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。結(jié)論：如下圖：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)荷可以長時間的正常運行，應(yīng)該參加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,自動切除局部負(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)的平安穩(wěn)定運行和對重要用戶的連續(xù)供電。結(jié)論：如下圖：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運行狀況和系統(tǒng)要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，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)整定計算系統(tǒng)條件：１．主接線下列圖為某電力系統(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三個降壓變電所給用戶供電。2.相關(guān)數(shù)據(jù)電網(wǎng)中的四條110kV線路的單位正序電抗均為0.4Ω/kM；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；發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3×50MW，最小發(fā)電容量為2×50MW，發(fā)電機、變壓器的其余參數(shù)如圖示；系統(tǒng)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運行；系統(tǒng)允許的最大故障切除時間為0.85s；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)荷自啟動系數(shù)取1.5；各變電所引出線上的后備保護(hù)的動作時間如圖示，△t＝0.5s。系統(tǒng)中各110kV母線和變壓器均設(shè)有縱差動保護(hù)作為主保護(hù)。.三段式電流保護(hù)整定計算計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：選取基準(zhǔn)功率ＳB=100MVA和基準(zhǔn)電壓為VB=Vav最大運行方式下的最大電源阻抗：最小運行方式下的最大電源阻抗：最大短路電流計算和整定計算

為計算動作電流，應(yīng)該計算最大運行方式下的三相短路電流，為校驗靈敏度要計算最小運行運行方式下兩相短路電流。為計算1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運行方式要求8QF斷開，等值阻抗圖如下：當(dāng)K1點發(fā)生三相短路時，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：檢驗靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠同理可知：當(dāng)K2點發(fā)生三相短路時，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：檢驗靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠當(dāng)K3點發(fā)生三相短路時，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：檢驗靈敏度系數(shù)：由此可知靈敏度不夠4〕7QF的整定，僅需要加一個功率方向繼電器就可以了。結(jié)論：由上訴可知電流保護(hù)Ⅰ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)能更好的運行，且考慮電壓等級為110KV，所以可以采用距離保護(hù)：短路電流列表：距離保護(hù)整定計算計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：距離保護(hù)整定值計算：〔1〕1QF距離保護(hù)整定值計算：一段整定阻抗：二段段整定阻抗：與相鄰下級L3段的一段配合：按躲過相鄰變壓器出口短路整定：靈敏度校驗：要求>1.25結(jié)論：=21.569Ωt=0s3QF距離保護(hù)整定值計算：〔同理〕5OF距離保護(hù)整定值計算：結(jié)論：考慮到7QF僅需要加裝一個功率方向繼電器或者方向阻抗繼電器，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)計要求：“系統(tǒng)允許的最大故障切除時間為0.85s”系統(tǒng)最低等級的后備保護(hù)延時時間都已經(jīng)超過了了1.5S，如果按照階梯原那么配合，不滿足設(shè)計要求，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、PSL620C系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置概述1.1適用范圍PSL620C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根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PSL621C、PSL622C、PSL623C、PSL626C、PSL627C五種型號。1.2功能配置及型號本系列保護(hù)裝置根本配置〔PSL621C〕設(shè)有兩個硬件完全相同的保護(hù)CPU模件，其中一個保護(hù)CPU完成距離保護(hù)功能，另一個保護(hù)CPU完成零序保護(hù)和三相一次重合閘功能，各CPU插件之間相互獨立。各種保護(hù)功能均由軟件實現(xiàn)。保護(hù)的邏輯關(guān)系符合“四統(tǒng)一”設(shè)計原那么。1.3性能特點：1〕人性化：裝置采用大屏幕全漢化液晶顯示器，可顯示15×8個漢字，顯示信息多；事件和定值全部采用漢字顯示或打印，摒棄字符表述方式；錄波數(shù)據(jù)以波形方式輸出，包括模擬量和重要開關(guān)量，可由突變量或開關(guān)變位啟動；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；全漢化WINDOWS界面的調(diào)試和分析軟件PSview，不但能完成人機對話的功能，還能對保護(hù)錄波數(shù)據(jù)分析。2〕大資源：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FlashRAM，使得本裝置具有極強的數(shù)據(jù)處理能力和存儲能力，可記錄的錄波報告為8至50個，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；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；采用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；可獨立整定32套定值，供改變運行方式時切換使用。3〕高可靠性：裝置采用背插式機箱結(jié)構(gòu)和特殊的屏蔽措施，能通過IEC255－22－4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級〔4KV±10％〕快速瞬變干擾試驗、IEC255－22－2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級〔空間放電15KV，接觸放電8KV〕靜，電放電試驗，裝置整體具備高可靠性；組屏可不加抗干擾模件。4〕開放性：通信接口方式選擇靈活，與變電站自動化系統(tǒng)配合，可實現(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：記錄保護(hù)內(nèi)部各元件動作行為和錄波數(shù)據(jù)，記錄各元件動作時內(nèi)部各計算值；記錄保護(hù)在一次故障中發(fā)出的所有事件和當(dāng)前運行的定值；可將數(shù)據(jù)在PSview軟件上分析保護(hù)內(nèi)部各元件動作過程。6〕免調(diào)試概念：在采樣回路中，選用高精度、高穩(wěn)定的器件保證正常運行的高精度，防止因環(huán)境改變或長期運行而造成采樣誤差增大；細(xì)微的軟件自動調(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；裝置中無可調(diào)節(jié)元件，無需在現(xiàn)場調(diào)整采樣精度，同時可提高裝置運行的穩(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)計總結(jié)110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計，對于我們剛剛畢業(yè)的大學(xué)生來說，還是一個比擬難的課題。當(dāng)我剛剛拿起這個畢業(yè)設(shè)計課題時，我有點懵：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。睡著時間的流逝，110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)在也已經(jīng)做到畢業(yè)設(shè)計總結(jié)這一步來了?；叵雱倓傋哌^的一個月的歷程設(shè)計歷程，犧牲了很多休息時間，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)計創(chuàng)作的過程的形式來總結(jié)如下：準(zhǔn)備工作：正常情況下110KV環(huán)網(wǎng)的運行方式是什么？結(jié)論：根據(jù)設(shè)計要求：發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3×50MW，最小發(fā)電容量為2×50MW，系統(tǒng)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大，輸電網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)運行。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)如果三段式電流保護(hù)滿足要求，QF具體整定時，最大運行方怎么樣運行的的？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)行整定計算。短路電流計算的根本知識和計算技巧：是用有名值還是用標(biāo)么值計算？結(jié)論：系統(tǒng)有多個電壓等級，利用標(biāo)么值計算可以防止電壓的換算，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》短路電流計算局部。6)如果保護(hù)不滿足要求該怎么辦？結(jié)論：計算過程中發(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)計算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算。最大短路電流的計算。保護(hù)整定值的計算。靈敏度的校驗。保護(hù)不滿足要求的解決方法。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的配置原那么，保護(hù)裝置的配置主要對南自保護(hù)裝置經(jīng)行了相關(guān)比較。4.繪制圖紙根據(jù)設(shè)計要求：繪制了1