繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)——線路距離保護(hù)的設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>  題目: 線路距離保護(hù)的設(shè)計(jì)</p><p>  班級(jí):          </p><p>  姓名:   </p><p>  學(xué)號(hào):           </p><p>  指導(dǎo)教師:       

2、    </p><p>  設(shè)計(jì)時(shí)間:       </p><p><b>  目 錄</b></p><p>  1設(shè)計(jì)原始資料- 1 -</p><p>  1.1具體題目- 1 -</p><p>  1.2完成內(nèi)容- 1 -</p><p>  2分

3、析課題設(shè)計(jì)內(nèi)容- 1 -</p><p>  2.1設(shè)計(jì)規(guī)程- 1 -</p><p>  2.2保護(hù)配置- 3 -</p><p>  2.2.1主保護(hù)配置- 3 -</p><p>  2.2.2后備保護(hù)配置- 3 -</p><p>  3短路電流及殘壓計(jì)算- 4 -</p><p

4、>  3.1等效電路的建立- 4 -</p><p>  3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取- 4 -</p><p>  3.3短路電流的計(jì)算- 4 -</p><p>  3.3.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算- 4 -</p><p>  3.3.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算- 5 -</p><p>  4保護(hù)的

5、配合及整定計(jì)算- 6 -</p><p>  4.1保護(hù)1距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)- 6 -</p><p>  4.1.1保護(hù)1距離保護(hù)第I段整定- 6 -</p><p>  4.1.2保護(hù)1距離保護(hù)第II段整定- 6 -</p><p>  4.1.3保護(hù)1距離保護(hù)第III段整定- 7 -</p><p>

6、  4.2保護(hù)2距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)- 9 -</p><p>  4.2.1保護(hù)2距離保護(hù)第I段整定- 9 -</p><p>  4.3保護(hù)3距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)- 9 -</p><p>  4.3.1保護(hù)3距離保護(hù)第I段整定- 9 -</p><p>  4.4保護(hù)4距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)- 9 -</p>&l

7、t;p>  4.4.1保護(hù)4距離保護(hù)第I段整定- 9 -</p><p>  4.4.2保護(hù)4距離保護(hù)第II段整定- 10 -</p><p>  4.4.3保護(hù)4距離保護(hù)第III段整定:- 10 -</p><p>  5繼電保護(hù)設(shè)備選擇- 11 -</p><p>  5.1互感器的選擇- 11 -</p>

8、<p>  5.1.1電流互感器的選擇- 12 -</p><p>  5.1.2電壓互感器的選擇- 13 -</p><p>  5.2繼電器的選擇- 14 -</p><p>  5.2.1按使用環(huán)境選型- 14 -</p><p>  5.2.3輸入?yún)⒘康倪x定- 15 -</p><p>  

9、5.2.4根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類(lèi)和容量- 15 -</p><p>  6二次展開(kāi)圖的繪制- 16 -</p><p>  6.1保護(hù)測(cè)量回路- 16 -</p><p>  6.1.1 絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)- 16 -</p><p>  6.1.2 相位比較原理的實(shí)現(xiàn)- 17 -</p><p>

10、;  6.2保護(hù)跳閘回路- 17 -</p><p>  6.2.1 起動(dòng)回路- 18 -</p><p>  6.2.2 測(cè)量回路- 18 -</p><p>  6.2.3 邏輯回路- 18 -</p><p>  7對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)- 18 -</p><p>  參考文獻(xiàn)- 20 -</p&g

11、t;<p><b>  1設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p><b>  1.1具體題目</b></p><p>  如圖1.1所示系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器組方式接入系統(tǒng),最大開(kāi)機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開(kāi),最小開(kāi)機(jī)方式為兩側(cè)各開(kāi)1臺(tái)機(jī),變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為:</p><p>  ,,

12、,,,, ,,,線路阻抗, ,線路阻抗角均為75°,,負(fù)荷功率因數(shù)角為30°;,,,,變壓器均裝有快速差動(dòng)保護(hù)。</p><p>  圖1.1 系統(tǒng)網(wǎng)路連接圖</p><p>  試對(duì)1、2、3、4進(jìn)行距離保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>  1.2完成內(nèi)容</b></p><p>  我們要完成

13、的內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的距離保護(hù)。距離保護(hù)是利用短路時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征,測(cè)量電壓與電流的比值,反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離而工作的保護(hù)。</p><p><b>  2分析課題設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>  2.1設(shè)計(jì)規(guī)程 </b></p><p>  在距離保護(hù)中應(yīng)滿(mǎn)足一下四個(gè)要求,即可靠性、選擇性、速

14、動(dòng)性和靈敏性。這幾個(gè)之間,緊密聯(lián)系,既矛盾又統(tǒng)一,必須根據(jù)具體電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要矛盾和矛盾的主要方面,配置、配合、整定每個(gè)電力原件的繼電保護(hù)。充分發(fā)揮和利用繼電保護(hù)的科學(xué)性、工程技術(shù)性,使繼電保護(hù)為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮最大效能。</p><p>  可靠性包括安全性和信賴(lài)性,是對(duì)繼電保護(hù)性能的最根本要求。所謂安全性,是要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作,即不發(fā)生誤動(dòng)作。所謂信賴(lài)性,是要

15、求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作,即不發(fā)生拒絕動(dòng)作。安全性和信賴(lài)性主要取決于保護(hù)裝置本身的制造質(zhì)量、保護(hù)回路的連接和運(yùn)行維護(hù)的水平。一般而言,保護(hù)裝置的組成原件質(zhì)量越高、回路接線越簡(jiǎn)單,保護(hù)的工作就越可靠。同時(shí),正確的調(diào)試、整定,良好的運(yùn)行維護(hù)以及豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),對(duì)于提高保護(hù)的可靠性具有重要作用。</p><p>  繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)

16、中斷開(kāi),最大限度的保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。它包含兩種意思:其一是只應(yīng)有裝在故障元件上的保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障;其二是要力爭(zhēng)相鄰原件的保護(hù)裝置對(duì)它起后備保護(hù)作用。</p><p>  繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指盡可能快的切出故障,以減少設(shè)備及用戶(hù)在大短路電流、低電壓下運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。動(dòng)作迅速而又能滿(mǎn)足選擇性要求的保護(hù)裝置,一般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,價(jià)格比較昂貴,對(duì)大量的

17、中、低壓電力原件,不一定都采用高速動(dòng)作的保護(hù)。對(duì)保護(hù)速動(dòng)性要求的保護(hù)裝置,一般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,價(jià)格比較昂貴,對(duì)大量的中、低壓電力原件的具體情況,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。</p><p>  繼電保護(hù)的靈敏性,是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的能力。滿(mǎn)足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí),在系統(tǒng)任意的運(yùn)行條件下,無(wú)論短路點(diǎn)的位置、短路的類(lèi)型如何以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻,當(dāng)發(fā)生短路時(shí)都能敏

18、銳感覺(jué)、正確反應(yīng)。靈敏性通常用靈敏系數(shù)或靈敏度來(lái)衡量,增大靈敏度,增加了保護(hù)動(dòng)作的信賴(lài)性,但有時(shí)與安全性相矛盾。對(duì)各類(lèi)保護(hù)的的靈敏系數(shù)的要求都作了具體規(guī)定,一般要求靈敏系數(shù)在1.2~2之間。</p><p>  以上四個(gè)基本要求是評(píng)價(jià)和研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ),在它們之間,既有矛盾的一面,又要根據(jù)被保護(hù)原件在電力系統(tǒng)中的作用,使以上四個(gè)基本要求在所配置的保護(hù)中得到統(tǒng)一。繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的大部分工

19、作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關(guān)系進(jìn)行的。相同原理的保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)不同位置安裝時(shí)如何配置相應(yīng)的繼電保護(hù),才能最大限度地發(fā)揮被保護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效能,充分體現(xiàn)著繼電保護(hù)工作的科學(xué)性和繼電保護(hù)工程實(shí)踐的技術(shù)性。</p><p><b>  2.2保護(hù)配置</b></p><p>  2.2.1主保護(hù)配置</p><p>  距離保護(hù)的主保

20、護(hù)是距離保護(hù)Ⅰ段和距離保護(hù)Ⅱ段。</p><p> ?。?)距離保護(hù)第Ⅰ段</p><p>  距離保護(hù)的第Ⅰ段是瞬時(shí)動(dòng)作的,是保護(hù)本身的固有動(dòng)作時(shí)間。以保護(hù)2為例,其第Ⅰ段保護(hù)本應(yīng)保護(hù)線路A-B全長(zhǎng),即保護(hù)范圍為全長(zhǎng)的100%,然而實(shí)際上卻是不可能的,因?yàn)楫?dāng)線路B-C出口處短路時(shí),保護(hù)2第Ⅰ段不應(yīng)動(dòng)作,為此,其啟動(dòng)阻抗的整定值必須躲開(kāi)這一點(diǎn)短路時(shí)所測(cè)量到的阻抗,整定阻抗<.考慮到阻

21、抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差,需引入可靠系數(shù),(一般取0.8~0.85),則</p><p> ?。?.1) </p><p>  同理對(duì)保護(hù)1的第Ⅰ段整定值應(yīng)為</p><p><b>  (2.2)</b></p><p>  如此整定后,距離Ⅰ段就只能保護(hù)本線路全長(zhǎng)的80%~85%,這是一個(gè)嚴(yán)重

22、缺點(diǎn)。為了切除本線路末端15%~20%范圍以?xún)?nèi)的故障,就需設(shè)置距離保護(hù)第Ⅱ段。</p><p> ?。?)距離保護(hù)第Ⅱ段</p><p>  距離Ⅱ段整定值的選擇是類(lèi)似于限時(shí)電流速斷的,即應(yīng)使其不超出下一條線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍,同時(shí)帶有高出一個(gè)△t的時(shí)限,以保證選擇性。例如在圖1-1單側(cè)電源網(wǎng)咯中,當(dāng)保護(hù)1第Ⅰ段末端短路時(shí),保護(hù)2的測(cè)量阻抗為</p><p>&l

23、t;b> ?。?.3)</b></p><p>  引入可靠系數(shù),保護(hù)2的啟動(dòng)阻抗為</p><p><b> ?。?.4)</b></p><p>  距離Ⅰ段與Ⅱ段聯(lián)合工作構(gòu)成本線路的主保護(hù)。</p><p>  2.2.2后備保護(hù)配置</p><p>  距離保護(hù)第Ⅲ段,裝

24、設(shè)距離保護(hù)第Ⅲ段是為了作為相鄰線路保護(hù)裝置和斷路器拒絕動(dòng)作的后備保護(hù),同時(shí)也作為Ⅰ、Ⅱ段的后備保護(hù)。</p><p>  對(duì)距離Ⅲ段整定值的考慮是與過(guò)電流保護(hù)相似的,其啟動(dòng)阻抗要按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗來(lái)選擇,而動(dòng)作時(shí)限應(yīng)使其比距離Ⅲ段保護(hù)范圍內(nèi)其他各保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)△t。</p><p>  3短路電流及殘壓計(jì)算</p><p>  3.1等效電路

25、的建立</p><p>  由于短路電流計(jì)算是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此分別考慮最大運(yùn)行方式下各線路未端短路的情況,最小運(yùn)行方式下各線路未端短路的情況。</p><p>  3.2保護(hù)短路點(diǎn)的選取</p><p>  本設(shè)計(jì)中主要考慮母線、線路末端的短路故障。</p><p>  3.3短路電流的計(jì)算</p><p&

26、gt;  電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化,直接影響保護(hù)的性能,因此,在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算之前,首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類(lèi)型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最大,對(duì)繼電保護(hù)而言稱(chēng)為最大運(yùn)行方式,對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最?。辉谙嗤攸c(diǎn)發(fā)生相同類(lèi)型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最小,對(duì)繼電保護(hù)而言稱(chēng)為最小運(yùn)行方式,對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最大。需要著重說(shuō)明的是,繼電保護(hù)的最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最大,繼電保護(hù)的最小運(yùn)行

27、方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最小。</p><p>  3.3.1最大運(yùn)行方式短路電流計(jì)算</p><p>  (1)保護(hù)1的最大運(yùn)行方式分析。保護(hù)1的最大運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)1的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行,而變壓器T1、T2兩個(gè)都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式,則</p><p><b>  (3.1)</b></p>

28、<p>  式中為保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最小阻抗。</p><p><b> ?。?.2)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)1的最大短路電流。</p><p> ?。?)保護(hù)2的最大運(yùn)行方式分析。保護(hù)2最大運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)2的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行,則 </p><p><b

29、> ?。?.3)</b></p><p><b> ?。?.4)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)2的最大短路電流。</p><p>  (3)保護(hù)3的最大運(yùn)行方式分析。保護(hù)3的最大運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)3的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行,則</p><p><b> ?。?.5)&l

30、t;/b></p><p><b> ?。?.6)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)3的最大短路電流。</p><p> ?。?)保護(hù)4的最大運(yùn)行方式分析。保護(hù)4的最大運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)4的電流最大即兩個(gè)發(fā)電機(jī)共同運(yùn)行,而變壓器T5、T6兩個(gè)都同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式,則</p><p><b>

31、  (3.7)</b></p><p><b> ?。?.8)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)3的最大短路電流。</p><p>  3.3.2最小運(yùn)行方式短路電流計(jì)算</p><p> ?。?)保護(hù)1的最小運(yùn)行方式分析。保護(hù)1的最小運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)1的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作,

32、變壓器T1、T2兩個(gè)中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式,則</p><p><b>  (3.9)</b></p><p>  式中為保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最大阻抗。</p><p><b> ?。?.10)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)1的最小短路電流。</p><

33、p>  (2)保護(hù)2的最小運(yùn)行方式分析。保護(hù)2的最小運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)2的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作時(shí)運(yùn)行方式,則</p><p><b>  (3.11)</b></p><p><b> ?。?.12)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)2的最小短路電流。</p><p&

34、gt;  (3)保護(hù)3的最小運(yùn)行方式分析。保護(hù)3的最小運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)3的電流最小即是在G1和G2只有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式,則</p><p><b> ?。?.13)</b></p><p><b> ?。?.14)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)2的最小短路電流。</p><p&g

35、t;  (4)保護(hù)4的最小運(yùn)行方式分析。保護(hù)4的最小運(yùn)行方式就是指流過(guò)保護(hù)4的電流最小即是在G3和G4只有一個(gè)工作,變壓器T3、T4兩個(gè)中有一個(gè)工作時(shí)的運(yùn)行方式,則</p><p><b> ?。?.15)</b></p><p><b> ?。?.16)</b></p><p>  式中為流過(guò)保護(hù)4的最小短路電流。<

36、;/p><p>  4保護(hù)的配合及整定計(jì)算</p><p>  4.1保護(hù)1距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>  4.1.1保護(hù)1距離保護(hù)第I段整定</p><p> ?。?)保護(hù)1的I段的整定阻抗為</p><p><b> ?。?.1)</b></p><p>  式中

37、為保護(hù)1距離的I段的整定阻抗;為被保護(hù)線路的長(zhǎng)度;為被保護(hù)線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗;為可靠系數(shù)。</p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)間 </b></p><p>  第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>  4.1.2保護(hù)1距離保護(hù)第II段整定</p><p> ?。?)整定阻抗:按下面兩個(gè)條

38、件選擇。</p><p>  ①當(dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)I段相配合時(shí),有,,則</p><p><b> ?。?.2)</b></p><p>  式中為保護(hù)3距離I段的整定阻抗;為被保護(hù)線路的長(zhǎng)度。</p><p><b> ?。?.3)</b></p><p>  式中為

39、保護(hù)1距離II段的整定阻抗;為可靠系數(shù)。 </p><p> ?、诋?dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí),有, ,有</p><p><b>  (4.4)</b></p><p><b> ?。?)靈敏度校驗(yàn) </b></p><p><b>  滿(mǎn)足靈敏度要求。</b></

40、p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>  與相鄰線路保護(hù)3的I段保護(hù)配合,它能同時(shí)滿(mǎn)足與相鄰保護(hù)以及與相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。</p><p>  4.1.3保護(hù)1距離保護(hù)第III段整定</p><p> ?。?)整定阻抗:按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定,有</p><p&

41、gt;<b> ?。?.5)</b></p><p>  式中最小負(fù)荷阻抗為正常運(yùn)行母線電壓的最低值,為被保護(hù)線路最大負(fù)荷電流。</p><p><b> ?。?.6)</b></p><p>  式中為保護(hù)1距離III段的整定阻抗;為可靠系數(shù)。</p><p><b>  取,,和,,于

42、是</b></p><p><b>  (4.7)</b></p><p><b> ?。?)靈敏度校驗(yàn) </b></p><p> ?、俦揪€路末端短路時(shí)靈敏系數(shù):</p><p><b>  滿(mǎn)足靈敏度要求。</b></p><p> ?、?/p>

43、相鄰線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)。只要令即</p><p>  當(dāng)X34.1、X56.0分別取最小值,而X12.1、X34.0、X12.0分別取最大值時(shí),K1b就取最大值。</p><p><b>  即當(dāng),時(shí),有</b></p><p><b> ?。?.8)</b></p><p>  ③相鄰變壓器末

44、端短路時(shí)靈敏系數(shù),,,有</p><p>  靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足要求。</p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>  與相鄰設(shè)備保護(hù)配合,它能同時(shí)滿(mǎn)足與相鄰線路保護(hù)和相鄰變壓器保護(hù)的配合要求。</p><p>  4.2保護(hù)2距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>  4.2.

45、1保護(hù)2距離保護(hù)第I段整定</p><p> ?。?)保護(hù)2的I段的整定阻抗為</p><p><b> ?。?.9)</b></p><p>  式中為保護(hù)2距離的I段的整定阻抗。</p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>  第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為

46、保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>  4.3保護(hù)3距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>  4.3.1保護(hù)3距離保護(hù)第I段整定</p><p> ?。?)保護(hù)3的I段的整定阻抗為 </p><p><b> ?。?.10)</b></p><p>  式中為保護(hù)3距離I段的整定阻抗;為被保

47、護(hù)線路的長(zhǎng)度。</p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)間 </b></p><p>  第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>  4.4保護(hù)4距離保護(hù)的整定與校驗(yàn)</p><p>  4.4.1保護(hù)4距離保護(hù)第I段整定</p><p> ?。?)保護(hù)4的I段的整定阻抗為

48、</p><p><b> ?。?.11)</b></p><p>  式中為保護(hù)4距離I段的整定阻抗。</p><p><b>  (2)動(dòng)作時(shí)間 </b></p><p>  第I段實(shí)際動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>  4.4.2保護(hù)4距離保護(hù)第II

49、段整定</p><p> ?。?)整定阻抗:按下面兩個(gè)條件選擇。</p><p> ?、佼?dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)I段配合時(shí),,,有</p><p><b> ?。?.12)</b></p><p>  式中為保護(hù)4距離II段的整定阻抗。 </p><p> ?、诋?dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí),,

50、,,有</p><p><b> ?。?.13)</b></p><p><b>  所以取。</b></p><p><b> ?。?)靈敏度校驗(yàn)</b></p><p><b>  滿(mǎn)足靈敏度要求。</b></p><p>&l

51、t;b>  (3)動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>  與相鄰保護(hù)2的I段配合,它能同時(shí)滿(mǎn)足與相鄰線路保護(hù)以及相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。</p><p>  4.4.3保護(hù)4距離保護(hù)第III段整定:</p><p> ?。?)整定阻抗:按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定,有</p><p><b> ?。?.14)

52、</b></p><p><b> ?。?.15)</b></p><p>  式中為保護(hù)4距離III段的整定阻抗。</p><p><b>  取,,和,,于是</b></p><p><b> ?。?.16)</b></p><p>&l

53、t;b> ?。?)靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>  ①本線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)為</p><p><b>  滿(mǎn)足靈敏度要求。</b></p><p> ?、谙噜従€路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)。經(jīng)分析可得</p><p>  當(dāng)、、分別取最小值,而、、分別取最大值時(shí),就取最大值,即當(dāng),,,,,,有<

54、/p><p><b>  (4.17)</b></p><p>  靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足要求。</p><p> ?、巯噜徸儔浩髂┒硕搪窌r(shí)靈敏系數(shù)。此時(shí),有</p><p>  靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足要求。</p><p><b> ?。?)動(dòng)作時(shí)限</b></p><p&

55、gt;  與相鄰設(shè)備保護(hù)配合有它能同時(shí)滿(mǎn)足與相鄰線路保護(hù)和相鄰變壓器保護(hù)的配合要求。</p><p><b>  5繼電保護(hù)設(shè)備選擇</b></p><p><b>  5.1互感器的選擇</b></p><p>  互感器分為電流互感器TA和電壓互感器TV,它們既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件,同時(shí)也是一次系

56、統(tǒng)與二次系統(tǒng)的隔離元件。它們將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流,轉(zhuǎn)變成二次系統(tǒng)的低電壓、小電流,供測(cè)量、監(jiān)視、控制及繼電保護(hù)使用。互感器的具體作用是:(1)將一次系統(tǒng)各級(jí)電壓均變成100以下的低電壓,將一次系統(tǒng)各回路電流變成5A以下的小電流,以便于測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。(2)講一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離,同時(shí)互感器二次側(cè)有一點(diǎn)可靠接地,從而保證了二次設(shè)備及人員安全。</p><p>  5.1.

57、1電流互感器的選擇</p><p> ?。?)電流互感器的選擇</p><p> ?、?電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇。電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應(yīng)滿(mǎn)足:</p><p> ?。?.1) </p><p> ?。?.2) </p

58、><p>  式中、—電流互感器一次額定電壓和電流。</p><p>  為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度,互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。</p><p> ?、?二次額定電流的選擇</p><p>  電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種,一般強(qiáng)電系統(tǒng)用5A, 弱電系統(tǒng)用1A。</p><p> ?、?電

59、流互感器種類(lèi)和型式的選擇</p><p>  在選擇互感器時(shí),應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇相適應(yīng)的類(lèi)別和型式。選用母線型電流互感器時(shí),應(yīng)注意校核窗口尺寸。</p><p> ?、?電流互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇</p><p>  為保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度,互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。例如:裝于重要回路(如發(fā)電機(jī)、

60、調(diào)相機(jī)、變壓器、廠用饋線、出線等)中的電能表和計(jì)費(fèi)的電能表一般采用0.5~1級(jí)表,相應(yīng)的互感器的準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)低于0.5級(jí);對(duì)測(cè)量精度要求較高的大容量發(fā)電機(jī)、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級(jí)宜用0.2級(jí)。供運(yùn)行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤(pán)上儀表一般皆用1~1.5級(jí)的,相應(yīng)的電流互感器應(yīng)為0.5~1級(jí)。供只需估計(jì)電參數(shù)儀表的互感器可用3級(jí)的。當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級(jí)時(shí),應(yīng)按相應(yīng)最高級(jí)別來(lái)確定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。</p><

61、p>  ⑤ 二次容量或二次負(fù)載的校驗(yàn)</p><p>  為了保證互感器的準(zhǔn)確級(jí),互感器二次側(cè)所接實(shí)際負(fù)載Z2l或所消耗的實(shí)際容量荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定負(fù)載ZN2或額定容量SN2(ZN2及SN2均可從產(chǎn)品樣本查到),即 </p><p>  或(5.3) </p><p>  式中—電流互感器二次回路中所

62、接儀表內(nèi)阻的總和與所接繼電器內(nèi)阻的總和,可由產(chǎn)品樣本中查得;—電流互感器二次聯(lián)接導(dǎo)線的電阻;—電流互感器二次連線的接觸電阻,一般取為0.1。</p><p><b> ?。?.4) </b></p><p>  因?yàn)锳=,所以A,式中A,一電流互感器二次回路連接導(dǎo)線截面積(mm2)及計(jì)算長(zhǎng)度(mm)。</p><p>  按規(guī)程要求聯(lián)接導(dǎo)

63、線應(yīng)采用不得小于1.5mm2的銅線,實(shí)際工作中常取2.5mm2的銅線。當(dāng)截面選定之后,即可計(jì)算出聯(lián)接導(dǎo)線的電阻Rwi。有時(shí)也可先初選電流互感器,在已知其二次側(cè)連接的儀表及繼電器型號(hào)的情況下,確定連接導(dǎo)線的截面積。但須指出,只用一只電流互感器時(shí)電阻的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取連接長(zhǎng)度2倍,如用三只電流互感器接成完全星形接線時(shí),由于中線電流近于零,則只取連接長(zhǎng)度為電阻的計(jì)算長(zhǎng)度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結(jié)線時(shí),其二次公用線中的電流為兩相電流之向量

64、和,其值與相電流相等,但相位差為60,故應(yīng)取連接長(zhǎng)度的倍為電阻的計(jì)算長(zhǎng)度。</p><p>  所以本題中電流互感器的型號(hào)為L(zhǎng)CWB6-110B。</p><p>  5.1.2電壓互感器的選擇</p><p> ?。?)電壓互感器一次回路額定電壓選擇</p><p>  為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行,電壓互感器一次繞組所接電

65、力網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.1-0.9)范圍內(nèi)變動(dòng),即滿(mǎn)足下列條件</p><p><b>  > >(5.5)</b></p><p>  式中—電壓互感器一次側(cè)額定電壓。選擇時(shí),滿(mǎn)足即可。</p><p> ?。?)電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇</p><p>  電壓互感器二次側(cè)額定線間電壓為100V,要和所

66、接用的儀表或繼電器相適應(yīng)。</p><p> ?。?)電壓互感器種類(lèi)和型式的選擇</p><p>  電壓互感器的種類(lèi)和型式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇,例如:在6-35kV屋內(nèi)配電裝置中,一般采用油浸式或澆注式;110-220kV配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器;220kV及其以上配電裝置,當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿(mǎn)足要求時(shí),也可采用電容式電壓互感器。</p><p&

67、gt;<b> ?。?)準(zhǔn)確級(jí)選擇</b></p><p>  和電流互感器一樣,供功率測(cè)量、電能測(cè)量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的,只供估計(jì)被測(cè)值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。</p><p> ?。?)按準(zhǔn)確級(jí)和額定二次容量選擇</p><p>  首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式,

68、并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上,然后計(jì)算各相負(fù)荷大小,按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)額定容量。有關(guān)電壓互感器準(zhǔn)確級(jí)的選擇原則,可參照電流互感器準(zhǔn)確級(jí)選擇。一般供功率測(cè)量、電能測(cè)量以及功率方向保護(hù)用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級(jí)或1級(jí)的,只供估計(jì)被測(cè)值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級(jí)電壓互感器為宜。</p><p>  電壓互感器的額定二次容量(對(duì)應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)),應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷,即。

69、 </p><p> ?。?.6) </p><p>  式中—各儀表的視在功率、有功功率和無(wú)功功率。—各儀表的功率因數(shù)。</p><p>  如果各儀表和繼電器的功率因數(shù)相近,或?yàn)榱撕?jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn),也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加,得出大于的近似值

70、,它若不超過(guò),則實(shí)際值更能滿(mǎn)足式子的要求。</p><p>  由于電壓互感器三相負(fù)荷常不相等,為了滿(mǎn)足準(zhǔn)確級(jí)要求,通常以最大相負(fù)荷進(jìn)行比較。計(jì)算電壓互感器各相的負(fù)荷時(shí),必須注意互感器和負(fù)荷的接線方式。</p><p>  所以本題中的電壓互感器的型號(hào)為JDZJ-3。</p><p><b>  5.2繼電器的選擇</b></p>

71、<p>  5.2.1按使用環(huán)境選型</p><p>  使用環(huán)境條件主要指溫度(最大與最?。?、濕度(一般指40攝氏度下的最大相對(duì)濕度)、低氣壓(使用高度1000米以下可不考慮)、振動(dòng)和沖擊。此外,尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同,繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異,超過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用,有可能損壞繼電器,可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高一級(jí)的條件選用。</

72、p><p>  對(duì)電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周?chē)?,最好不要選用交流電激勵(lì)的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵(lì)及對(duì)尖峰信號(hào)比較敏感地地方,也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。</p><p>  5.2.2按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類(lèi)</p><p>  按輸入信號(hào)是電、溫度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁、溫度、時(shí)間、光電繼電器

73、,這是沒(méi)有問(wèn)題的。這里特別說(shuō)明電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器,是恒定電壓值則選用電壓繼電器。</p><p>  5.2.3輸入?yún)⒘康倪x定</p><p>  與用戶(hù)密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓(或電流),而吸合電壓(或電流)則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶(hù)來(lái)講,它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值??刂瓢踩禂?shù)是工作電壓

74、(電流)/吸合電壓(電流),如果在吸合值下使用繼電器,是不可靠的、不安全的,環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊條件下,將使繼電器工作不可靠。整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù),而應(yīng)將線圈接入作為負(fù)載來(lái)計(jì)算實(shí)際電壓,特別是電源內(nèi)阻大時(shí)更是如此。當(dāng)用三極管作為開(kāi)關(guān)元件控制線圈通斷時(shí),三極管必須處于開(kāi)關(guān)狀態(tài),對(duì)6VDC以下工作電壓的繼電器來(lái)講,還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當(dāng)然,并非工作值加得愈高愈好,超過(guò)額定工作值太高會(huì)增加銜鐵的沖擊磨損

75、,增加觸點(diǎn)回跳次數(shù),縮短電氣壽命,一般,工作值為吸合值的1.5倍,工作值的誤差一般為±10%。</p><p>  5.2.4根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類(lèi)和容量</p><p>  國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期實(shí)踐證明,約70%的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上,這足見(jiàn)正確選擇和使用繼電器觸點(diǎn)非常重要。</p><p>  觸點(diǎn)組合形式和觸點(diǎn)組數(shù)應(yīng)根據(jù)被控回路實(shí)際情況確定。動(dòng)合觸點(diǎn)組和

76、轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)合觸點(diǎn)對(duì),由于接通時(shí)觸點(diǎn)回跳次數(shù)少和觸點(diǎn)燒蝕后補(bǔ)償量大,其負(fù)載能力和接觸可靠性較動(dòng)斷觸點(diǎn)組和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組中的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)要高,整機(jī)線路可通過(guò)對(duì)觸點(diǎn)位置適當(dāng)調(diào)整,盡量多用動(dòng)合觸點(diǎn)。</p><p>  根據(jù)負(fù)載容量大小和負(fù)載性質(zhì)(阻性、感性、容性、燈載及馬達(dá)負(fù)載)確定參數(shù)十分重要。認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷小一定比切換負(fù)荷大可靠是不正確的,一般說(shuō),繼電器切換負(fù)荷在額定電壓下,電流大于100mA、小于額定電流的75

77、%最好。電流小于100mA會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加,可靠性下降,故100mA稱(chēng)作試驗(yàn)電流,是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內(nèi)容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力,用于切換50mV、50μA以下負(fù)荷的繼電器訂貨,用戶(hù)需注明,必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。</p><p>  繼電器的觸點(diǎn)額定負(fù)載與壽命是指在額定電壓、電流下,負(fù)載為阻性的動(dòng)作次數(shù),當(dāng)超出額定電壓時(shí),可參照觸點(diǎn)負(fù)載曲線選用。當(dāng)負(fù)載性質(zhì)改變

78、時(shí),其觸點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生變動(dòng)。 </p><p><b>  6二次展開(kāi)圖的繪制</b></p><p><b>  6.1保護(hù)測(cè)量回路</b></p><p>  對(duì)于動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)功能來(lái)說(shuō),最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)還是保護(hù)區(qū)外,至于區(qū)內(nèi)或區(qū)外的具體位置,一般并不需要確切的知道??梢杂脙煞N方法來(lái)實(shí)現(xiàn)

79、距離保護(hù)。一種是首先精確地測(cè)量出,然后再將它與事先確定的動(dòng)作進(jìn)行比較。當(dāng)落在動(dòng)作區(qū)之內(nèi)時(shí),判為區(qū)內(nèi)故障,給出動(dòng)作信號(hào);當(dāng)落在動(dòng)作區(qū)之外時(shí),繼電器不動(dòng)作。另一種方法不需要精確的測(cè)出,只需間接地判斷它是處在動(dòng)作邊界之外還是處在動(dòng)作邊界之內(nèi),即可確定繼電器動(dòng)作或不動(dòng)作。</p><p>  6.1.1 絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn) </p><p>  如前所述,絕對(duì)值比較的一般動(dòng)作表達(dá)式如式所示。絕對(duì)

80、值比較式的阻抗元件,既可以用阻抗比較的方式實(shí)現(xiàn),也可以用電壓比較的方式實(shí)現(xiàn)。</p><p>  該式兩端同乘以測(cè)量電流,并令,,則絕對(duì)值比較的動(dòng)作條件又可以表示為</p><p><b> ?。?.1) </b></p><p>  式(6.1)稱(chēng)為電壓形式的絕對(duì)值比較方程。電路圖如圖6.1所示。</p><p> 

81、 圖6.1 絕對(duì)值比較的電壓形成</p><p>  6.1.2 相位比較原理的實(shí)現(xiàn)</p><p>  相位比較原理的阻抗元件動(dòng)作條件的一般表達(dá)式如式所示,相角表達(dá)式的分子、分母同乘以,并令,,則相位比較的動(dòng)作條件又可以表示為</p><p><b> ?。?.2)</b></p><p>  式(6.2)稱(chēng)為電壓形式

82、相位比較方程。電路圖如圖6.2所示。</p><p>  圖6.2 相位比較的電壓形成</p><p><b>  6.2保護(hù)跳閘回路</b></p><p>  三段式距離保護(hù)主要由測(cè)量回路、起動(dòng)回路和邏輯回路三部分組成,如圖6.3所示。</p><p>  圖6.3保護(hù)跳閘回路</p><p>

83、;  6.2.1 起動(dòng)回路 </p><p>  起動(dòng)回路主要由起動(dòng)元件組成,起動(dòng)元件可由電流繼電器、阻抗繼電器、負(fù)序電流繼電器或負(fù)序零序電流增量繼電器構(gòu)成。實(shí)踐證明,負(fù)序零序電流增量繼電器動(dòng)作可靠、靈敏度高,同時(shí)還可兼起斷線閉鎖保護(hù)作用。正常運(yùn)行時(shí),整套保護(hù)處于未起動(dòng)狀態(tài),即使測(cè)量元件動(dòng)作也不會(huì)產(chǎn)生誤跳閘。起動(dòng)部分用來(lái)在短路時(shí)起動(dòng)整套保護(hù),即解除閉鎖,允許1、和通過(guò)與門(mén)和去跳閘。起動(dòng)部分啟動(dòng)后,起動(dòng)時(shí)間電路,在

84、0.1s時(shí)間內(nèi)(開(kāi)放時(shí)間內(nèi))允許距離Ⅰ段跳閘。超過(guò)0.1s時(shí)動(dòng)作,一方面通過(guò)禁止門(mén)閉鎖距離Ⅰ段,另一方面起動(dòng)切換繼電器,對(duì)于各段或各相有公用阻抗繼電器的距離保護(hù)裝置,進(jìn)行段別或相別切換。</p><p>  6.2.2 測(cè)量回路 </p><p>  測(cè)量回路的Ⅰ段和Ⅱ段,由公用阻抗繼電器1、組成,而第Ⅲ段由測(cè)量阻抗繼電器組成。測(cè)量回路是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離,用以判斷故障處于那一段

85、保護(hù)范圍。</p><p>  6.2.3 邏輯回路 </p><p>  邏輯回路主要由門(mén)電路和時(shí)間電路組成。與門(mén)電路包括與門(mén)、、或門(mén)和禁止門(mén),用以分析判斷是否應(yīng)該跳閘。</p><p><b>  7對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)</b></p><p>  從對(duì)繼電保護(hù)所提出的基本要求來(lái)評(píng)價(jià)距離保護(hù),可以得出如下幾個(gè)主要的結(jié)論:

86、</p><p> ?。?)根據(jù)距離保護(hù)工作原理,它可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作的選擇性。</p><p> ?。?)距離I段是瞬時(shí)動(dòng)作的,但是它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%—85%,因此,兩端合起來(lái)就使得在30%—40%線路長(zhǎng)度內(nèi)的故障不能從兩端瞬時(shí)切除,在一端需經(jīng)過(guò)0.5s的延時(shí)才能切除。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中,這有時(shí)候不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求,因而,不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用

87、。</p><p> ?。?)由于阻抗繼電器同時(shí)反應(yīng)于電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作,因此,距離保護(hù)較電流、電壓保護(hù)具有較高的靈敏度。此外,距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響,其它兩段受到的影響也比較小,因此,保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。</p><p> ?。?)由于保護(hù)范圍中采用了復(fù)雜的阻抗繼電器和大量的輔助繼電器,再加上各種必要的閉鎖裝置,因此接線復(fù)雜,可靠性比電流保護(hù)低,這也是它的主

88、要缺點(diǎn)。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 尹項(xiàng)根,曾克娥.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用[M].武漢: 華中科技大學(xué)出版社,2001.</p><p>  [2] 陳德樹(shù),張哲,尹項(xiàng)根.微機(jī)繼電保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.</p><p>  [3] 張保會(huì),尹項(xiàng)根.

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