【60KV變電站繼電保護的配置計算案例】3700字

60KV變電站繼電保護的配置計算案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u2940860KV變電站繼電保護的配置計算案例綜述 1158871.1繼電保護 1153081.1.1繼電保護裝置任務 289351.1.2繼電保護的基本要求 24623（1）選擇性 218141（2）速動性 24749（3）靈敏性 224160（4）可靠性 2262861.2變壓器保護 2248651.2.1變壓器的瓦斯保護 2295981.2.2主變壓器的過電流保護 3171131.2.3變壓器縱聯(lián)差動保護 3236871.2.3變壓器的過負荷保護 5263811.360kV線路保護 5142641.410kV線路保護 5205281.1.110kV線路的整定思路 55583（1）主保護 619600（1）后備保護 6131501.1.2整定計算過程 614323（1）主保護計算 612459（2）后備保護計算 71.1繼電保護電能是一種特殊的商品，電能的發(fā)出量和消耗量需要時時刻刻的保持平衡，并且滿足電力系統(tǒng)對電能的質(zhì)量要求，由于電力線路的長度十分巨大，并且早晚春秋負荷波動較大，并且難免會出現(xiàn)電氣設備的故障，更嚴重的情況會出現(xiàn)短路和斷線故障，所以根據(jù)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的不同將電力系統(tǒng)分為了三種情況，分別為正常運行狀態(tài)、不正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，當發(fā)生故障之時，故障點會產(chǎn)生很大的短路電流和電弧，會損壞電氣設備，由于短路電流十分巨大，所以當短路電流通過正常設備的時候，會產(chǎn)生很大的電動力，也會損壞設備，同時當變電站發(fā)生故障之時，會造成供電區(qū)域的停電，所以此時繼電保護和自動重合閘裝置的存在就十分重要了。1.1.1繼電保護裝置任務繼電保護裝置，就是通過一些自動化裝置去監(jiān)測電力線路的不正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)電力線路出現(xiàn)了不正常的現(xiàn)象，則會發(fā)出信號通知運行維護人員或者是動作于斷路器裝置，使其跳閘。繼電保護裝置在電力線路發(fā)生故障之時，會迅速、自動、靈敏的將故障的電氣設備從電力系統(tǒng)之中剔除，然后自動重合閘動作，使沒有發(fā)生故障的區(qū)域盡快恢復供電。電力系統(tǒng)之中不僅有故障狀態(tài)，有時還會出現(xiàn)不同于正常工作狀態(tài)的異常狀態(tài)，這是繼電保護的作用就是發(fā)出信號，或者是動作于斷路器跳閘。1.1.2繼電保護的基本要求（1）選擇性當線路發(fā)生故障之時，怎么區(qū)分正常原件和故障原件是繼電保護裝置需要解決的首要問題，這也就是繼電保護的選擇性。（2）速動性電力線路的狀態(tài)可謂是無時無刻都在變化，電力系統(tǒng)發(fā)生故障之時，以最快的速度將故障元件從電力系統(tǒng)之中剔除，則能最大程度的減少電力系統(tǒng)的損失，也有利于迅速恢復供電。（3）靈敏性靈敏性說的使當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障之時，繼電保護裝置能否感受到故障點的電氣量發(fā)生的改變，對于保護范圍內(nèi)的故障能夠正確動作，為了衡量保護裝置的靈敏性，我們使用靈敏系數(shù)來表示。（4）可靠性因為電力系統(tǒng)發(fā)生故障之時并不是僅僅發(fā)生在繼電保護整定的范圍之內(nèi)的，也有可能發(fā)生在整定范圍的外側(cè)，這對繼電保護裝置的可靠性就提出了要求。我們不僅需要讓繼電保護裝置可靠動作，有的時候也需要讓它可靠的不動作[16]。1.2變壓器保護電力變壓器的地位在變電站中是十分之高的，如果變電站主變壓器發(fā)生了故障將會影響部分負荷的正常供電，如果嚴重，則會造成全站停電，所以變壓器一般裝設可靠性高、性能好的多套繼電保護設備。瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護和電流速斷保護都是可以作為變壓器主保護的保護類型。后備保護通常使用零序保護同時對于一些特殊工作環(huán)境下或者是提出了特殊要求的變壓器還需要裝設過負荷保護和過勵磁保護[17]。1.2.1變壓器的瓦斯保護變壓器油是電力變壓器之中用來充當散熱介質(zhì)的，當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障之時，由于故障點會產(chǎn)生大電流，電流變大了進而導致熱量升高，變壓器油由于受熱便會分解放出以瓦斯為主的氣體，由于變壓器箱體相對密封，而又恰恰產(chǎn)生了大量的氣體，所以變壓器箱體內(nèi)部的壓力大大增加，于是變壓器油便會從箱體內(nèi)部通過導管壓回到油枕之中。這種反映變壓器箱體內(nèi)部故障的以瓦斯氣體為特征的繼電保護方式稱為瓦斯保護[18]。變壓器瓦斯保護原理圖如圖4-1所示：圖4-1變壓器瓦斯保護原理圖主變壓器瓦斯保護的整定;當主變壓器發(fā)生故障之后，產(chǎn)生的氣體體積為250~300cm3的情況下，輕瓦斯動作于發(fā)生信號，當產(chǎn)生了大量氣體流速達到了0.7~1.2m/s[19]，瓦斯保護便會通過控制回進而使斷路器跳閘。1.2.2主變壓器的過電流保護當主變壓器的負荷側(cè)也就是低壓側(cè)發(fā)生了短路故障之后，母線之中會出現(xiàn)很大的短路電流，這個短路電流就會通過主變壓器，產(chǎn)生變壓器過電流，所以主變壓器過電流保護應運而生，過電流保護使用時一般和保護變壓器內(nèi)部故障的變壓器瓦斯保護相配合使用，構(gòu)成主保護。過電流保護整定要求如下： （4-1）式中：，可靠系數(shù)一般取1.1~1.2；，繼電器返回系數(shù)；，主變壓器額定條件下最大電流，A。1.2.3變壓器縱聯(lián)差動保護在變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)各安裝了一個電流互感器，兩個電流互感器同時接入到一個差動回路之中，如果變壓器此時沒有發(fā)生故障，差動回路之中的負責比較的差動繼電器就會等于零，繼電保護不會動作；反之，差動繼電器感知到本回路之中的電流不為零，此時繼電保護動作，促使斷路器跳閘，將變壓器從電力系統(tǒng)之中去除。但是為了防止繼電保護出現(xiàn)誤動作，變壓器兩側(cè)電流互感器的選擇需要嚴格匹配，這樣才能使差動繼電器的電流為零。變壓器縱聯(lián)差動保護原理如圖4-2所示：圖4-2變壓器縱聯(lián)差動保護原理圖并且由于本變電站所使用的變壓器是Yd11接線，在正常運行的時候，三角形側(cè)電流會比星形側(cè)超前，所以即便是兩側(cè)電流大小相同，那么兩側(cè)的電流仍然是存在是存在著相位差，會造成繼電保護誤動作；所以一般將變壓器的星形側(cè)，互感器進行三角形接線，在變壓器的三角形側(cè)，將電流互感器接為星形[20]。所以變比更改為： （4-2）縱聯(lián)差動保護的整定計算：（1）避開縱聯(lián)差動保護外部短路時的最大不平衡電流 （4-3）式中：；，外部短路故障的最大不平衡電流，A。 （4-4）式中：，非周期分量影響系數(shù)，取1.5~2.0；，同型號系數(shù)，相同取0.5，不同取1；，有載調(diào)壓引起的相對誤差；，計算變比和實際變比不同引起的誤差。 （4-5）動作電流整定：（2）躲開變壓器的最大勵磁涌流 （4-6）式中：可靠系數(shù)，1.3；勵磁涌流最大倍數(shù)，6；，變壓器額定電流，A。因為所以變壓器差動保護的動作電流為1.2.3變壓器的過負荷保護由于變電站所連接的負載都是隨機變化的，所以負荷情況每一時刻都在進行波動，這就難免會有超出變壓器額定負荷的情況，所以為了保護變壓器，我們一般都裝設過負荷保護作為變壓器的后備保護，由于過負荷不太可能出線一相過負荷，都是對稱的，所以繼電保護裝置無需三相都裝設，僅僅設置一相即可，通常來講對于雙繞組變壓器過負荷保護都設置在電源側(cè)，而本文也正是雙繞組變壓器。過負荷保護的整定計算：變壓器過電流保護應該比變壓器過負荷保護的時限短，一般為10s。1.360kV線路保護本線路的進線是由上級變電站輸出60kV出線，連接到本變電站的，由于繼電保護裝置通常設置在線路的首端，這樣才保護本線路，而本變電站由于設置在60kV的末尾，也就是屬于終端變電站，在本變電站設置繼電保護裝置是無法保護60kV的進線的。所以60kV線路的繼電保護應該由上級變電站進行配置，本變電站無法實現(xiàn)保護[21]。1.410kV線路保護10kV配電網(wǎng)絡在各級變電站中非常常見，從整個電力系統(tǒng)的角度來講，10kV線路應該把靈敏性放在第一位，當線路發(fā)生故障之時，應該做到最快速度的切除，最好是0s切除，而對于不同區(qū)域的供電公司來說，10kV線路是作為區(qū)域內(nèi)用戶配電的線路，一旦快速切除，會導致區(qū)域內(nèi)用戶的大范圍停電，所以希望通過分段斷路器跳閘實現(xiàn)分段隔離，以保證最小范圍的用戶停電。綜合考慮了本變電站在電力系統(tǒng)之中的定位，以及下級線路對供電可靠性的要求，無時限電流速斷保護是本變電站10kV出線主保護，本線路的后備保護為過電流保護。1.1.110kV線路的整定思路無時限電流速斷保護是本變電站10kV出線主保護，使用的原因就是因為本保護可以滿足系統(tǒng)可靠性的同時，結(jié)構(gòu)簡單，整定簡便，并且從電力系統(tǒng)大局觀的角度來講，切除故障線路越快越好，所以為了以最快的速度切除故障，減少電力系統(tǒng)的損失，選擇了無時限電流速斷保護。（1）主保護無時限電流速斷保護的整定原則：假設系統(tǒng)運行在最大的運行方式下，此時求出的電流最大，為了確保繼電保護不發(fā)生誤動作的現(xiàn)象，求出尾端發(fā)生三相短路的電流，再乘一個大于一的系數(shù)，公式如下： （4-7）式中：，可靠系數(shù)，為1.2-1.3；，系統(tǒng)運行在最大的運行方式下求出尾端發(fā)生三相短路的電流，A。當完成了電力系統(tǒng)的繼電保護整定后，還需要進行繼電保護的校驗，以確保繼電保護裝置的可靠性，無時限電流速斷保護的靈敏度校驗是比較線路長度來確定的，當保護范圍大于本線路全場的0.15則靈敏度校驗成功。后備保護本線路的后備保護是定時限過電流保護，本保護作為本條線路的主保護的近后備保護，也作為相鄰線路的遠后備保護，它的整定原則通常是按照以下原則進行：在正常運行的狀態(tài)下，并且系統(tǒng)之中還有電動機的自啟動而流過本繼電保護的最大負荷電流為的時候繼電保護應該可靠的不動作。計算公式如下： （4-8）式中：，是電動機的自啟動系數(shù)，通常為1.5~3；正常情況下，流過線路的最大負荷電流。當非本線路發(fā)生故障之后，在故障被切除而此時恰好后面的母線有電動機啟動，本線路的過電流保護應該能夠返