零序電流保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 電氣 XXX </p><p>　　姓 名： XXXX </p><p>　　學(xué) 號： XXXXXXXXX <

2、/p><p>　　指導(dǎo)教師： XXXX </p><p>　　2012 年7 月 7日</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p><b>　　1.1 具體題目</b></p><p>　　系統(tǒng)接線圖如下圖，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-

3、變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺機(jī)，變壓器T6 1臺運(yùn)行。參數(shù)為：</p><p><b>　　線路阻抗 。</b></p><p><b>　　系統(tǒng)接線圖</b></p><p>　　試對1、2進(jìn)行零序保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p>

4、<p>　　⑴ 請畫出所有元件全運(yùn)行時三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；</p><p>　?、?分別求出1、2零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的定值，并校驗(yàn)靈敏度；</p><p>　?、?保護(hù)1、2零序Ⅰ、Ⅱ是否需要方向元件。</p><p>　　2 分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容（保護(hù)方式的確定）</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)規(guī)程<

5、;/b></p><p>　　繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，110~220kV有效接地電力網(wǎng)線路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)反應(yīng)接地短路和相間短路的保護(hù)裝置。</p><p><b>　　⑴ 對于接地短路：</b></p><p>　?、?裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護(hù)；</p><p>

6、　?、?零序電流保護(hù)不能滿足要求時，可裝設(shè)接地距離保護(hù)，并應(yīng)裝設(shè)一段或兩段零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。</p><p><b>　　⑵ 對于相間短路：</b></p><p>　?、?單側(cè)電源單回線路，應(yīng)裝設(shè)三相多段式電流或電壓保護(hù)，如不能滿足要求，則應(yīng)裝設(shè)距離保護(hù)；</p><p>　?、?雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護(hù)。</p>

7、<p>　　2.2 本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置</p><p>　　2.2.1 主保護(hù)配置</p><p>　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時是三相對稱的，其零序、負(fù)序電流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對稱的，其零、負(fù)序電流電壓會很大，利用故障的不對稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。所以零序電流保護(hù)被廣泛的應(yīng)用在110kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中。<

8、/p><p>　　2.2.2 后備保護(hù)配置</p><p>　　距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值，則保護(hù)裝置動作。</p><p>　　在保護(hù)1、2、3和4處配備三段式距離保護(hù)，選用接地距離保護(hù)接線方式和相間距離保護(hù)接線方式。</p><p>　　

9、3 短路電流及殘壓計(jì)算</p><p>　　3.1 等效電路的建立</p><p>　　將本題中的系統(tǒng)簡化成三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)，即正序網(wǎng)絡(luò)如圖1所示；負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖2所示；零序網(wǎng)絡(luò)，圖3所示。</p><p><b>　　圖3.1 正序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　圖3.2 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</b>

10、</p><p><b>　　圖3.3 零序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　3.2 保護(hù)短路點(diǎn)的選取</p><p>　　母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)2的最大零序電流。</p><p>　　母線B處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)1和4的最大零序電流。</p>

11、<p>　　母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)3的最大零序電流。</p><p>　　3.3 短路電流的計(jì)算</p><p><b>　　整理線路參數(shù)</b></p><p>　?、?B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　單相接地短路時，故障端口正序阻抗為

12、</p><p>　　故障端口負(fù)序阻抗為 </p><p>　　故障端口零序阻抗為 </p><p>　　單相接地短路時 ==1.5443(kA)</p><p>　　兩相接地短路時 ==1.6192(kA)</p><p>　?、?A母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。</p>&l

13、t;p><b>　　故障端口正序阻抗為</b></p><p>　　故障端口負(fù)序阻抗為 </p><p>　　故障端口零序阻抗為 </p><p><b>　　單相接地短路時 </b></p><p><b>　　兩相接地短路時 </b></p>

14、<p>　?、?C母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時，</p><p><b>　　故障端口正序阻抗為</b></p><p>　　故障端口負(fù)序阻抗為 </p><p><b>　　故障端口零序阻抗為</b></p><p><b>　　單相接地短路

15、時 </b></p><p><b>　　兩相接地短路時 </b></p><p>　　4 保護(hù)的配合及整定計(jì)算</p><p>　　4.1 主保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　4.1.1 動作值（如動作電流）</p><p>　?、?1零序Ⅰ段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地

16、時出現(xiàn)的最大零序電流</p><p>　?、?1零序Ⅱ段與下一條線路Ⅰ段配合，即與3的Ⅰ段配合</p><p><b>　　分支系數(shù) </b></p><p>　　⑶ 2零序Ⅰ段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流</p><p>　　4.1.2 動作時間</p><p>　　

17、保護(hù)1的Ⅰ段和2的Ⅰ段均為零序速斷電流保護(hù)，故動作時間均為0s,保護(hù)1的Ⅱ段為限時零序電流速斷，比Ⅰ段延遲一個△t,故保護(hù)1的Ⅱ段的動作時間為0.5s。</p><p>　　4.1.3 靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　4.2 后備保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　4.2.1 動作值（如動作電流）</p><p>　　⑴ 保護(hù)1的Ⅲ段保護(hù)按躲

18、開末端最大不平衡電流</p><p>　?、?保護(hù)2的Ⅲ段保護(hù)按躲開末端最大不平衡電流</p><p>　　4.2.2 動作時間</p><p>　　保護(hù)1的Ⅲ段保護(hù)與下段線路配合，動作時間比Ⅱ段的動作時間延遲△t，故動作時間為1s。</p><p>　　4.2.3 靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　保護(hù)1的Ⅲ段保護(hù),作

19、為近后備保護(hù)</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　作為遠(yuǎn)后備保護(hù)</b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　保護(hù)2的Ⅲ段保護(hù),作為近后備保護(hù)</p><p><b>　　滿足

20、要求</b></p><p>　　綜上可知：在零序電流保護(hù)的配置和保護(hù)中，保護(hù)1有I段、II段和III段，而保護(hù)2只配置I段、III段保護(hù)，整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　　5 繼電保護(hù)設(shè)備的選擇</p><p>　　電流互感器TA是將一次系統(tǒng)大電流轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜗到y(tǒng)小電流的設(shè)備。選擇電流互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和安裝方式選擇其型式。</p

21、><p>　　⑴ 種類和型式的選擇。35kV及以上配電裝置宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式配電裝置。</p><p>　?、?一次回路額定電壓和電流的選擇。一次回路額定電壓和應(yīng)滿足：</p><p>　　一般情況下可按變壓器額定電流的1/3進(jìn)行選擇。</p><p>　?、?準(zhǔn)確級和額定容量的選擇。對測量精確度要求較大的大容量發(fā)電機(jī)、系統(tǒng)干線、發(fā)

22、電企業(yè)上網(wǎng)電量等宜用0.2級；裝于重要回路的互感器，準(zhǔn)確級采用0.2~0.5級。根據(jù)以上分析，選LJBJ-110kV干式電流互感器。</p><p>　　6 二次展開原理圖的繪制</p><p>　　6.1 保護(hù)測量電路</p><p>　　保護(hù)1交流測量回路如圖6.1,直流測量回路如圖6.2；保護(hù)2交流測量回路如圖6.3，直流測回路如圖6.4。</p>

23、<p>　　圖6.1 保護(hù)1交流測量回路 圖6.2 保護(hù)1直流測量回路</p><p>　　圖6.3 保護(hù)2交流測量回路 圖6.4 保護(hù)2直流測量回路</p><p>　　6.2 保護(hù)跳閘電路</p><p>　　保護(hù)1跳閘回路如圖6.1，保護(hù)2跳閘回路如圖6.2。</p><p>

24、;　　圖6.5 保護(hù)1跳閘回路</p><p>　　圖6.6 保護(hù)2跳閘回路</p><p>　　7 保護(hù)的評價（結(jié)論）</p><p>　　對零序電流保護(hù)的評價：零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是四段式，并可根椐運(yùn)行需要增減段數(shù)。為了某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個一段或二段，以改善保護(hù)的效果。接地距離保護(hù)的一般是二段式，一般都是以測量下序阻抗為基本原理。接地距離

25、保護(hù)的保護(hù)性能受接地電阻大小的影響很大。</p><p>　　當(dāng)線路配置了接地距離保護(hù)時，根椐運(yùn)行需要一般還應(yīng)配置階段式零序電流保護(hù)。特別是零序電流保護(hù)中最小定值的保護(hù)段，它對檢測經(jīng)較大接地電阻的短路故障較為優(yōu)越。因此，零序電流保護(hù)不宜取消，但可適當(dāng)減少設(shè)置的段數(shù)。</p><p>　　零序電流保護(hù)和接地距離保護(hù)一般按階梯特性構(gòu)成，其整定配合遵循反映同種故障類型的保護(hù)上下級之間必須相互配合

26、的原則，主要考慮與相鄰下一級的接地保護(hù)相配合；當(dāng)裝設(shè)接地短路故障的保護(hù)時，則一般在同原理的保護(hù)之間進(jìn)行配合整定。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張保會,尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,2005:92-153.</p><p>　　[2] 譚秀炳,鐵路電力與牽引供電繼電保護(hù)[M