电力系统继电保护技术毕业论文

电力系统继电保护技术毕业论文内容摘要：

图 37 最小运行方式下 正序阻抗图 最小运行方式下最大正序阻抗： ( 1 ) m a x * 0 . 2 1 4 0 . 1 3 5 0 . 0 7 3 0 . 0 9 7 0 . 2 1 4 1 . 1 0 1 0 . 8 8 4 3 . 3 2 5 6 . 0 4 3X           图 38 最小运行方式下 负序阻抗图 最小运行方式下最大 负 序阻抗： ( 2 ) m a x * 0 . 2 4 5 0 . 1 3 5 0 . 0 7 3 0 . 0 9 7 0 . 2 1 4 1 . 1 0 1 0 . 8 8 4 3 . 3 2 5 6 . 0 7 4X           最小运行方式下 2MVA 变压器低压侧两相短路电流： * ( 1 ) * ( 2 ) *33 0 . 1 4 36 . 0 4 3 6 . 0 7 4dzI XX  标 幺 值 ： ** 1000 . 1 4 3 0 . 2 2 33 3 3 7BBd z d z d z BSI I I I K AU      有 名 值 ： 13 4 线路保护配置及整定计算 青硅线线路保护配置及整定 青硅线是一条双回线，线路长度为 ，由于线路较短，用电流三段式不能保护线路全长，所以考虑用光纤纵差保护作为该线路的主保护。 3～ 110kV 电网继电保护 一般采用远后备原则，所以采用低电压闭锁 定时限方向 过电流保护作为其后备保护。 另外考虑到实际情况，还应该配备过负荷保护和三相一次重合闸。 青硅线保护配置 本线路采用 RCS9613B保护装置，适用于 110kV 以下电压等级的小电流接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地系统）和中性点经电阻接地系统中的短线路光纤纵差和电流保护及测控。 保护方面的主要功能： 1）短线路光纤纵差保护； 2）三段可经低电压闭锁的定时限方向过流保护（其中第三段可整定为反时限，有三种反时限特性可供选择，反时限也可经方向或低电压闭锁） ； 3）三段零序过流保护（零序电流可以外加，也可使用自产零序电流，其中第三段可通过整定选择作为报警或者跳闸功能） /小电流接地选线（必须使用外加零序电流）； 4）三相一次重合闸（可选择检同期、检无压或不检方式）； 5）过负荷保护（可通过整定选择作为报警或者跳闸功能）；6﹚独立的过流 /零序电流合闸加速保护（前加速或后加速）； 7）分散的低周减载保护功能； 8）独立的操作回路。 由于本线路是 35kV线路，中性点不直接接地，所以不考虑零序保护，主要考虑光纤纵差保护，低电压闭锁定时限方向过电流保护，三相一次重合闸 和过负荷保护。 （ 1） 光纤纵差保护原理 纵联保护是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成的保护。 当线路发生区内故障、区外故障时，电力线两端的电流波形、功率方向、电流相位以及两端的测量阻抗都具有明显的差异，利用这些差异可以构成不同原理的纵联保护。 纵联光纤差动保护是用光导纤维作为通信道的纵联差动保护。 14 MI MNKDk2k1I mI rI nI N 图 41纵联电流差动保护原理图 当线路 MN正常运行以及被保护线路外部 (如 k2点 )短路时，按规定的电流正方向看， M侧电流为负，两端电流大小相等、方向相反，及 0MNII。 当 线路内部短路（如 k1点）时，流经输电线两侧的故障电流均为正方向，且 M N kI I I  （ kI 为 k1点短路电流）。 利用被保护元件两侧在区内短路与区外短路时一个是短路电流很大、一个几乎为零的差异，构成电流差动保护；利用被保护元件两侧在区内短路时几乎同相、区外短路几乎反相的特点，比较两侧电流的相位，可以构成电流相位差动保护。 流过差动继电器的电流 是 电流互感器的二次侧电流之差，由于两个电流互感器总是具有励磁电流，且励磁特性不会完全相同 ，所以在正常运行及外部故障时，流过差动继电器的电流不等于零，此电流称为不平衡电流。 考虑励磁电流的影响，二次侧电流的数值应为 1 ()m M MTAI I In    1 ()n N NTAI I In    式中 MI 、 NI 分别为两个电流互感器的励磁电流； mI 、 nI 分别为两个电流互感器二次电流； nTA为两个电流互感器的额定变比。 在正常运行及外部故障时， MNII ，因此流过差动继电器的电流即不平衡电流为 1 ()un b m n M NTAI I I I In          继电器正确动作时的差动电流 Ir应躲过正常运行及外部故障时的不平衡电流，即 mnr unbI I I I   在理论上不平衡电流的稳态值采用电流互感器的 10%误差曲线按下式计算 15 .m np st k     式中， Kst为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时取 ，不同时取 1； Knp为非周期分量系数； 感器的最大短路电流。 （ 2） 低电压闭锁定时限方向过电流保护原理 线路相间短路电流电压保护是根据输、配电线上发生相间短路时线路电流增加而母线电压下降的特征而设计的一种保护，主要用于 35kV及以下的小接地电流系统中。 电流电压保护中有一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件为基础构成的电流保护，另一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件和反应电压下降而动作的电压测量元件为基础构成的电流电压保护。 该保护 作 为本线路主保护的近后备保护和 相邻线路或元件的远后备保护。 所谓低电压启动的过电流保护是指在定时限过电流保护中同时采用电流测量元件和低 于动作电压动作的低电压测量元件来判断线路是否发生短路故障的保护。 它的原理框图如图所示： ATVTA12435UI＆ tKS跳闸0 图 42低电压启动过电流保护单相原理框图 图中， 1——低电压测量元件； 2——电流测量元件； 3——与门； 4——延时元件，延时为电流保护第 Ⅱ 段的动作时间； 5——信号元件。 为了提高该保护的灵敏度，其电流测量元件和低电压测量元件的一次动作电流分别为： rel .maxreset fhKK   16 minset Lkel reUU KK 灵敏度为：  2mindsen set 当低电压启动过电流保护作为近后备时，电压测量元件的灵敏度 为 Ksen≥ 而它作为远后备时，电压测量元件的灵敏度要求 Ksen≥。 从以上所述可见，保护中电流测量元件的动作电流只需躲过被保护线路的额定电流，而不需考虑电动机的自启动系数的影响，因而提高了电流保护第 Ⅲ 段的灵敏度。 当线路因电动机自启动而可能出现最大负荷电流时，电流测量元件可能误动作，但低电压测量元件因保护安装处母线电压较高，不会动作，从而保证了保护的选择性和可靠性 [3]。 （ 3） 三相一次重合闸原理 电力系统中，三相一次自动重 合闸方式应用十分广泛。 不管是电磁型，晶体管型，还是集成电路型的三相一次自动重合闸装置一般主要由启动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。 启动元件的作用是当断路器跳闸之后，使重合闸的延时元件启动。 延时元件是为了保证断路器跳闸之后，在故障点有足够的去游离时间和断路器及传动机构能恢复准备再次动作的时间。 一次合闸脉冲元件用来保证重合闸装置只能重合一次。 执行元件则是将重合闸动作信号送至合闸电路和信号回路，使断路器重新合闸，并发信号让值班人员知道自动重合闸已动作。 三相一次自动重合闸的原理框图如图所示： 1 2 34 59 67 810重合闸启动KT一次合闸脉冲元件控制（放电）HQJKSKCP＆17KT 图 43三相一次重合闸原理图 图中： 1——重合闸装置的启动元件，一般采用控制开关和断路器位置不对应（即断路器的控制开关在手动合闸后位置而断路器却因保护动作在跳闸后位置）启动或保护启动等； 17 2——重合闸的延时元件，启动元件 1s启动后，经时间 t2延时，再触发一次合闸脉冲元件； 3——一次合闸脉冲元件，其动作后，送出一个自动重合闸脉冲，并 15~25s后能自动复归，准备再次动作； 4——与门，当有合闸脉冲而非门 10无输出时有输出，称为自动重合闸动作； 5——自动重合闸执行元件，执行重合闸动作命令，使断路器合闸一次； 6——自动重合闸信号元件，在重合闸动作使重合闸执行元件动作的同时送出信号，提示值班人员，自动重合闸已动作； 7——短时记忆元件（ 7KT记忆时间为 ).； 8——重合闸后，加速元件（ KCP），重合闸动作后，若线路故障仍存在能加速继电保护动作，使断路器无延时跳闸； 9——重合闸闭锁回路，它送出不允许重合闸动作的信号，并使一次合闸脉冲元件输入短路 ，且无输出。 如当手动跳闸时送出闭锁信号，不允许自 动重合闸动作，实现自动重合闸闭锁功能。 （ 4）过负荷保护原理 过负荷保护是当线路过负荷时，线路可根据过负荷的程度继续运行一段时间，并不立即动作于跳闸，同时给值班人员发信号，起警示作用，当过负荷运行超过一定的时限时，保护动作，断开相应断路器跳闸。 电流整定值按躲过线路最大负荷电流来整定。 rel maxset fhreKK    青硅线保护整定计算 （ 1） 光纤纵差保护 ① 整定计算： 整定原则：按躲过 外部短路时 的最大不平衡电流来整定。 m a x . m a x0 . 1s e t r e l u n b r e l n p s t k         其中 — 电流互感器容许的最大稳态相对误差 ； rel — 可 靠 系 数 ， 取 ； np — 非周期分量系数，取值为 ； st — 电流互感器同型系数，取为 1； maxk — 最大运行方式下三相短路电流。 18 3dz. m a x TAI 2 . 6 5 1 1 0 3 3 . 1 3 8 An 4 0 0 / 5k     （ TA 变 比 为 400/5 ） . m a x0 . 1 0 . 1 1 . 3 1 . 6 1 3 3 . 1 3 8 6 . 8 9 3 As e t r e l n p s t k            ② 灵敏度校验： ens set（ ） 32 dzd . m in TAI 1 . 8 9 6 1 0 2 3 . 7 An 4 0 0 / 5   （ ） 2d . m inen 2 3 .7 3 .4 3 86 .8 9 3s set   （ ） 因为灵敏度大于 2，所以灵敏度满足要求。 （ 2） 低电压闭锁的定时限方向过电流保护 ① 整定计算： 整定原则：按躲过母线最低运行电压整定。 rel .m axre T Anset fhKK   其中 :Krel—可靠系数，取 ； Kre—返回系数，取 ； nTA—电流互感器变比，变比为 400/5； —最大负荷电流。 . m a x 50000 8 2 4 . 8 1 03 3 3 5Bfh BS AU    r e l . m a xr e T A 82 4. 81 0 14 .5 55n 0. 85 40 0 / 5s e t fhK AK      电压元件定值： minsetTVnLkel reUU KK  L . m i n L m i n 0 . 9 ~ 0 . 9 5 NNU U U U 为 最 低 运 行 电 压 ， ， 取。 1 .2 1 .2 5kel reKK， m ins e tTA0 . 9 3 5 0 0 0 6 0 Vn 1 . 2 1 . 2 5 3 5 / 0 . 1Lk e l r eUU KK     动作 时间为。 19 ② 灵敏度校验  2 m in 23 .7 2814 .55 5dse n se t    因为 电压闭锁过电流保护的电流定值在本线路末端故障时，要求灵敏系数不小于，所以灵敏度满足要求。 （ 3） 三相一次重合闸 整定原则： 由于本线路为单侧电源双回线 ， 在整定重合闸时间时，尚应考虑对侧和分支侧断路器相继跳闸的情况下，故障点仍有足够的断电 去游离时间。 故按不对应起动方式整定。 6 5 m a x 6 m i n 5 6o p L d z L d z L t L t L x y l h yt t t t t t t t             5。