精選優質文檔-----傾情為你奉上精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業專心---專注---專業精選優質文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業《繼電保護課程設計》報告（2016——2017學年第二學期）姓名：專業班級：學號：報告批改情況教師簽字批改日期報告成績（百分制）報告評語河南理工大學電力系課程設計答疑記錄答疑時間輔導內容導師簽字答辯記錄課程設計任務：根據以上資料，對本變電站進行保護配置與整定計算。1課程設計的目的加深課堂理論的學習和理解；得到一定的工程實踐鍛煉；獲得將基礎理論知識與具體工程實例相結合，從而解決實際問題的能力。2保護配置分析2.1變壓器保護配置分析電力變壓器是電力系統中大量使用的重要電氣設備，它的故障將對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響，它的安全運行是電力系統穩定運行的必要條件。由于大同量的電力變壓器是十分昂貴的元件，因此，必須根據變壓器的容量和重要程度來考慮裝設性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。變壓器的內部故障可以分為油箱內和油箱外故障兩種。油箱內故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒毀等。對于變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因為油箱內部發生故障所產生的電弧，將引起絕緣物質的劇烈氣化，從而可能引起爆炸，因此這些故障應該盡快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發生的相間短路和接地短路。上述接地短路均是對中性點直接接地的電力網的一側而言[1-3]。變壓器的不正常工作狀態主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流，外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負荷產國額定容量引起的過負荷，以及由于漏油等原因而引起的油面降低。此外，對于大容量變壓器，由于其額定工作時的磁通密度相當接近于鐵芯的飽和磁通密度，因此在過電壓或者低頻率等異常運行方式下，還會發生變壓器的過勵磁故障。對于上述故障和異常工作狀態及容量等級和重要程度，根據《規程》的規定，變壓器應裝設相應保護裝置。2.1.1變壓器保護配置原則（1）電壓在10kV以上、容量在10MVA及以上的變壓器，采用縱差保護。對于電壓為10kV的重要變壓器，當電流速斷保護靈敏度不符合要求時也可采用縱差保護。（2）縱聯差動保護應滿足下列要求：a.應能躲過勵磁涌流和外部短路產生的不平衡電流；b.在變壓器過勵磁時不應誤動作；c.在電流回路斷線時應發出斷線信號，電流回路斷線允許差動保護動作跳閘；d.在正常情況下，縱聯差動保護的保護范圍應包括變壓器套管和引出線，如不能包括引出線時，應采取快速切除故障的輔助措施。在設備檢修等特殊情況下，允許差動保護短時利用變壓器套管電流互感器，此時套管和引線故障由后備保護動作切除。（3）對外部相間短路引起的變壓器過電流，變壓器應裝設相間短路后備保護。保護帶延時跳開相應的斷路器。相間短路后備保護宜選用過電流保護、復合電壓（負序電壓和線間電壓）啟動的過電流保護或復合電流保護（負序電流和單相式電壓啟動的過電流保護）。（4）對降壓變壓器，升壓變壓器和系統聯絡變壓器，根據各側接線、連接的系統和電源情況的不同，應配置不同的相間短路后備保護，該保護宜考慮能反映電流互感器與斷路器之間的故障。（5）如變壓器低壓側無專用母線保護，變壓器高壓側相間短路后備保護，對低壓側母線相間短路靈敏度不夠時，為提高切除低壓側母線故障的可靠性，可在變壓器低壓側配置兩套相間短路后備保護。該兩套后備保護接至不同的電流互感器。（6）相間后備保護對母線故障靈敏度應符合要求。為簡化保護，當保護作為相鄰線路的遠后備時，可適當降低對保護靈敏度的要求。（7）在中性點直接接地的電網中，如變壓器中性點直接接地運行，對單相接地引起的變壓器過電流，應裝設零序過電流保護，保護可由兩段組成，其動作電流與相關線路零序過電流保護相配合。每段保護可設兩個時限，并以較短時限動作于縮小故障影響范圍，或動作于本側斷路器，以較長時限動作于斷開變壓器各側斷路器。（8）規定裝設零序過電流保護，滿足變壓器中性點直接接地運行的要求。此外，應增設零序過電壓保護，當變壓器所連接的電力網失去接地中性點時，零序過電壓保護經0.3s～0.5s時限動作斷開變壓器各側斷路器。（9）對變壓器油溫、繞組溫度及油箱內壓力升高超過允許值和冷卻系統故障，應裝設動作于跳閘或信號的裝置。（10）變壓器非電氣量保護不應啟動失靈保護。2.1.2變壓器保護配置方案由變壓器的配置原則以及變壓器的各個參數可知：變壓器應采用縱聯差動保護以及相間短路的后備保護。[]【比率】2.2線路保護配置分析2.2.1線路保護配置原則供電系統中大量的不同類型的電氣設備通過線路聯結在一起。受線路運行環境復雜，線路分布廣闊等因素的制約，故障在電力系統中的發生幾乎是無法避免的，而各個環節之間又是相輔相成缺一不可的關系，因此無論哪一個環節出現故障，都會對整個系統的正常運行造成影響。輸電線路是連接供電部門與用電部門的紐帶，是整個電力系統的網絡支撐，因此線路的安全運行是電力系統穩定運行的必要條件。電力系統龐大而復雜，但對線路保護而言，可將電網結構分成簡單的單側電源輻射網絡線路和雙側電源復雜網絡線路，本例以單側電源輻射網絡進行分析配置。單側電源輻射網絡包括相間短路的電流保護和相間短路的距離保護。在相間短路的電流保護中，反映被保護原件本身的故障，并以盡可能短的時限切除故障的保護稱為主保護，主保護包括電流速斷保護（電流=1\*ROMANI段保護）和限時電流速斷保護（電流=2\*ROMANII段保護），而主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護稱為后備保護，主要是定時限過電流保護（電流=3\*ROMANIII段保護）。電流=1\*ROMANI段保護能根據電網實時運行方式和故障類型自動生成或調整動作判據，具有優良的動作性能。電流=2\*ROMANII段保護在任何情況下都能保護本線路的全長，并具有足夠的靈敏性和最小的動作時限。電流=3\*ROMANIII段保護不僅能夠保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長，起到后備保護的作用。而相間短路的距離保護，是反應故障點至保護安裝點之間的距離，并根據距離的遠近而確定是否動作的一種保護裝置。距離保護也為三段式保護，分為距離=1\*ROMANI段，距離=2\*ROMANII段和距離=3\*ROMANIII段。距離=1\*ROMANI段和距離=2\*ROMANII段聯合工作就成本線路的主保護，而距離=3\*ROMANIII段作為相鄰線路保護裝置和斷路器拒絕動作的后備保護，同時也作為距離=1\*ROMANI，=2\*ROMANII的近后備保護。【各種電壓等級】2.2.2線路保護配置方案方案本例10kv單側電源線路，可裝設兩段過電流保護，第一段為不帶時限的電流速斷保護，第二段為帶時限的過電流保護。由于限時電流速斷保護主要考慮使它的保護范圍不超出下一條線路速斷保護的范圍和動作時限比下一條線路的速斷保護高出一個時間階段，而此線路不存在下一條線路之說，所以此線路不必考慮限時電流速斷保護即電流II段保護。而對于10kv線路來說，電流保護足以滿足選擇性，靈敏性和快速切除故障的要求，與距離保護相比，電流保護又具有簡單，經濟，工作可靠的特點，所以10kv線路一般選擇電流保護而非距離保護。3.保護整定計算3.1變壓器保護整定計算3.1.1比率制動式縱差保護的整定原則（1）最小啟動電流的二次差值的整定：按躲過變壓器的最大負荷時的不平衡電流整定，即（1）式中——可靠系數，取1.3~1.4；——電流互感器在二次額定電流下的比值誤差，;——變壓器分接頭調節引起的誤差；——電流互感器（TA）和輔助電流互感器（TAA）變比未完全匹配產生的誤差，。一般可取求得0.294在0.2～0.5之間，符合要求。（2）起始制動電流的二次值Ires.r.o（2）（3）最大制動系數Kres.Ik.對于兩繞組變壓器，外部短路的最大不平衡電流Iunb（3）Knp－電流互感器的非周期分量系數，對于5P或10P型，取1.5～2最大制動系數為式中Ires——縱差保護制動電流，它與縱差保護原理、制動回路接線方式有關，對于兩繞組變壓器有I圖1？？？？如圖1所示為縱差保護比率制動特性。圖中特性起點（B點）的橫坐標對應于起始制動電流的二次值Iop.r.o應不大于電流互感器二次額定電流I2N，即外部短路電流I由式（3）Iunb.max（4）由式（1）可求出Iop.r.o，確定制動特性A點的坐標0,Iop.r.o。由式（2）可求出Ires.r.o，確定制動特性B點坐標Ires.r.o,Iop.r.o。由式（4）可以算出Iop.r.max，由于最大制動電流Ires.max=（5）（4）內部短路的靈敏系數校驗計算系統在最小運行方式下，變壓器出口金屬性短路的最小短路電流周期分量的電流二次值Ik.min和計算相應的制動電流I（6）3.1.2差動速斷保護的整定計算為加速切除變壓器內部故障，可增設差動速斷保護，其動作電流按躲過勵磁涌流整定，即（7）式中——變壓器實際的最大勵磁涌流（二次值）;——可靠系數，取1.15～1.30。實際勵磁涌流是很難確定的電流，降壓變壓器可取，如按式（6）校驗靈敏系數不合格時，則取消差動速斷保護。3.1.3防止勵磁涌流引起誤動的措施二次諧波制動二次諧波制動的判據一般取（８）式中——基波電流；——二次諧波電流。3.1.4變壓器相間短路的后備保護整定計算（1）變壓器的過電流保護1）保護裝置動作電流按躲過變壓器的最大負荷電流整定（９）式中——可靠系數，取1.2～1.3；——返回系數，取0.9。對降壓變壓器應考慮負荷中電動機自啟動時的最大電流，即（10）式中——自啟動系數，其值與負荷性質及用戶與電源的電氣距離有關，對于110kV降壓變電站的6～10kV側，取．2）按躲過電流變壓器母線自動投入負荷時的總負荷整定（11）式中——可靠系數，取1.2；——運行時最大負荷電流；、——分別為自動投入負荷的自啟動系數和自動投入負荷電流。3）與變壓器低壓側出線保護配合時，有（12）式中——可靠系數，取1.2～1.5；——出線保護的動作電流中最大值。4）靈敏系數校驗按變壓器低壓母線故障時的最小短路電流值計算（13）式中——最小運行方式下，低壓母線故障側兩相短路電流周期分量的有效值3.2線路保護整定計算3.2.1電流速斷保護1、電流速斷保護的整定計算原則：在最大運行方式下線路末端三相短路時的電流Ik，maxIE?表示系統等效電源的Zs,min表示保護安裝處到系統等效電源之間的電抗，可認為是兩臺變壓器并列運行時的最小阻抗Zk表示短路點至保護安裝處間IKrel'可靠系數，取1.22、動作時間整定：整定時間：瞬時（0s）速斷保護的實際時間，取決于繼電器自身固有的動作時間，一般小于10ms。3、保護范圍的校驗：當系統出現最小運行方式下的兩相短路時，電流速斷的保護范圍為最小。LZmax為最小方式運行下系統電源運行Z1為Lmim為（線路保護范圍不小于線路長度的15%整定）3.2.2定時限過電流保護1、過電流保護的整定計算原則：I返回電流Ire大于自啟動時最大電流IKrel'''為可靠系數，一般取1.15Kss為自啟動系數，由該網絡接線和負荷性質確定本線路中為Kre為電流繼電器的返回系數，一般采用2、動作時限整定要與下一線路的電流III段配合3、過電流保護靈敏度系數校驗兩相短路時的電流：IEψ表示系統等效電源的相電勢Zs,max表示保護安裝處到系統等效電源之間的電抗Zk表示短路點至保護安裝處間的阻抗靈敏度系數：K（Ksen4保護整定4.1變壓器保護整定1#變壓器容量，接線方式Y/△-11接線，CT為,Y型接線，低壓開關CT為，Y型接線。變壓器互感器變比調整系數，以變壓器高壓側二次電流為基準。II調整系數：（1）差動速斷保護a.差動速斷保護的動作值按躲過變壓器勵磁涌流整定：。b.差動速斷保護的動作值按躲過最大穿越電流整定：c.差動速斷保護的動作值按躲過CT斷線整定：通過以上分析比較，速斷電流動作值為：，動作時限0秒。（2）差動電流啟動（門檻）定值按躲過額定負載最大不平衡電流整定（一般取變壓器高壓側額定電流的0.5倍）。差動電流啟動（門檻）定值：（3）差動電流不平衡電流定值，用于差流越限判斷，一般取差動電流啟動的定值的0.2-0.5。差流越限定值：，9秒。（4）最小制動電流：（5）最小啟動電流：（6）比率制動系數：0.5（7）二次諧波制動系數：0.12（8）不平衡系數：（9）高壓側后備保護過電流保護負荷電流：根據資料給出的負荷數據P∑=95.931MW求出加權平均功率因數：cos求出總視在功率：S故變壓器最大負荷電流為：I過流保護動作電流：I【系數取值為1.2】校驗其靈敏系數：按變壓器低壓母線側故障時最小短路電流校驗，此時系統側有最大電抗Xsmax*=0.0976，已知系統容量基準100MVA變壓器容量40MVXX故，最小短路電流有IKs4.2線路保護整定民主南右路線長15km，為電纜線路，線路電抗為每公里0.08Ω。此出線全線最大負荷3.45MW，功率因數0