繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--- 多電源電力系統(tǒng)的零序保護(hù)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是三相對(duì)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(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流電壓會(huì)很大的，利用故障的不對(duì)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的比較，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(jí)的電網(wǎng)中。</p><p>　　自動(dòng)、迅速、

2、有選擇性地將故障組件從電力系統(tǒng)中切除，是故障組件免于繼續(xù)遭到破壞并保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最有效的方法之一，選擇110KV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)時(shí)遵2循其原則。自動(dòng)重合閘是一種廣泛應(yīng)用于輸電和供電線路上的有效反事故措施。即當(dāng)線路出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)使斷路器跳閘后，自動(dòng)重合閘裝置經(jīng)短時(shí)間間隔后使斷路器重新合上。所以，在瞬時(shí)性故障法傷跳閘的情況下，自動(dòng)將斷路器重合，不僅提高了供電的安全性，減少了停

3、電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增大了高壓線路的送點(diǎn)容量，所以架空線路要采用自動(dòng)重合閘裝置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：三相對(duì)稱 零序保護(hù) 自動(dòng)重合閘 斷路器</p><p>　　When the normal operation of power system is the three-phase symmetrical, the zero sequence and

4、negative sequence current value in theory is zero. Most of the short circuit fault is asymmetric, the zero sequence voltage and negative sequence current will be very big, failure of asymmetry can be used to find the dif

5、ference between the normal and fault, and the difference is zero and the great value of comparison, the difference is more apparent. So the zero sequence current protection is widely u</p><p>　　Automatic, ra

6、pid, selective removal from the power system, fault components is fault components from continue to damage and ensure the normal operation of the other parts of the trouble-free back quickly, is to guarantee the safe ope

7、ration of the power system, one of the most effective way to select 110 kv power system relay protection and automatic device to follow the principle of its design. Is a kind of automatic reclosing is widely used in powe

8、r transmission and effective anti-accident meas</p><p>　　Keywords: three-phase symmetrical, zero sequence protection, automatic reclosing and circuit breakers</p><p><b>　　前言</b><

9、;/p><p>　　電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性，因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)，保護(hù)線路的各種幾點(diǎn)裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作，從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是

10、為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。通過此次線路保護(hù)的設(shè)計(jì)可以鞏固我們本學(xué)期所學(xué)的《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》這一課程理論知識(shí)，能提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力。</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)示意圖如圖2.58所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)—

11、變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開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>　　，，，，，，，，，線路阻抗，,、。</p><p>　　試為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)零序電流保護(hù)和單相重合閘裝置。</p><p><b>　　1.2 完成內(nèi)容</b></p><p>　

12、　如下圖所示復(fù)雜電網(wǎng)，通過對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)的阻抗計(jì)算及化簡，生成等效阻抗計(jì)算模型，計(jì)算各段在不同運(yùn)行方式下的三相短路電流，整定出保護(hù)裝置的動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作范圍、靈敏度。</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>　　正常運(yùn)行的而電力系統(tǒng)是三

13、相對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流和電壓理論上為零；多數(shù)的短路故障是三相不對(duì)稱的，其零序、負(fù)序電流和電壓會(huì)很大；利用故障的不對(duì)稱性可以找到正常和故障間的差別，并且這種差別是零與很大值的比較，差異更為明顯。利用三相對(duì)稱性的變化特征，可以構(gòu)成反應(yīng)負(fù)序分量原理的各種保護(hù)。</p><p>　　當(dāng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時(shí)，將出現(xiàn)很大的零序電壓和電流，利用零序電壓和零序電流構(gòu)成的接地短路保護(hù)，具有顯著的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在

14、110Kv及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。</p><p><b>　　2.2保護(hù)配置</b></p><p>　　2.2.1主保護(hù)配置</p><p>　　零序保護(hù)的主保護(hù)是零序保護(hù)Ⅰ段和零序保護(hù)Ⅱ段。</p><p><b>　　圖1 網(wǎng)絡(luò)接線圖</b></p><p>　　(1

15、) 零序保護(hù)第Ⅰ段</p><p>　　在發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)，也可以求出零序電流隨線路長度變化的關(guān)系曲線，然后相似于相間短路電流保護(hù)的原則，進(jìn)行保護(hù)的整定計(jì)算。零序電流速斷保護(hù)的整定原則如下：</p><p>　?、?躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流3，引入可靠系數(shù)(一般取為1.2～1.3)，即</p><p><b>　　(1

16、) </b></p><p>　?、?躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流3，引入可靠系數(shù)，即為</p><p><b>　　(2) </b></p><p>　?、?按躲開非全相運(yùn)行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流整定。</p><p>　　為此可以設(shè)置兩個(gè)零序電流Ⅰ段保護(hù)，一個(gè)是按

17、條件(1)和(2)整定(由于其定值較小，保護(hù)范圍較大，因此，稱為靈敏Ⅰ段)，它的主要任務(wù)是對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障起作用，具有較大的保護(hù)范圍，而當(dāng)單相重合閘起動(dòng)時(shí)，則將其自動(dòng)閉鎖，需待恢復(fù)全相運(yùn)行時(shí)才能重新投入；另一個(gè)是按條件(3)整定(由于其定值較大，因此稱為不靈敏Ⅰ段)，裝設(shè)它的主要目的是為了在單相重合閘過程中，其它兩相又發(fā)生接地故障時(shí)，用以彌補(bǔ)失去靈敏Ⅰ段的缺陷，盡快地將故障切除，當(dāng)然，不靈敏Ⅰ段也能反應(yīng)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地故障

18、，只是其保護(hù)范圍較靈敏Ⅰ段小。</p><p><b>　?、?特殊情況的整定</b></p><p>　　線路末端變壓器低壓側(cè)有電源的情況，零序保護(hù)Ⅰ段一般可按不伸出變壓器范圍整定。我的。如末端的變壓器為兩臺(tái)及以上時(shí)，是否仍按上述原則整定可視具體情況比較優(yōu)缺點(diǎn)后再?zèng)Q定。</p><p>　　端變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，只按躲開變壓器低壓側(cè)母線相

19、間短路的最大不平衡電流整定，即</p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　式中，——可靠系數(shù)，取1.3；</p><p>　　——不平衡系數(shù)，取0.1；</p><p>　　——非周期分量系數(shù)，取2；</p><p>　　——變壓器低壓側(cè)三相短路最大短路電流。<

20、/p><p>　　(2) 零序保護(hù)第Ⅱ段</p><p>　　零序電流Ⅱ段保護(hù)整定是按躲過下段線路第Ⅰ段保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)，通過本保護(hù)裝置的最大零序電流。同時(shí)還帶有高出一個(gè)的時(shí)限，以保證動(dòng)作的選擇性。</p><p>　?、?按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅰ段配合整定，即</p><p><b>　　(4) </b>&

21、lt;/p><p>　　式中，——可靠系數(shù)，取1.15～1.2；</p><p>　　——分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最大值；</p><p>　　——相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅰ段整定值。當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏度數(shù)時(shí)，可改為與按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅱ段配合整定。</p><p>　?、?按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母

22、線接地短路時(shí)流過的最大零序電流整定，即</p><p><b>　　(5) </b></p><p>　　③ 當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開該段相間保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流，即</p><p>　　(6) </p><p&

23、gt;　　引入零序電流的分支系數(shù)，則保護(hù)1的零序Ⅱ段整定為</p><p>　　(7) </p><p>　　當(dāng)變壓器切除或中性點(diǎn)改為不接地運(yùn)行時(shí)，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開，此時(shí)。</p><p>　?、?靈敏性的校驗(yàn)。為了能夠保護(hù)本線路的全長，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的反應(yīng)能力。這個(gè)

24、能力通常用靈敏系數(shù)來衡量。對(duì)反應(yīng)于數(shù)值上升而動(dòng)作的過量保護(hù)裝置，靈敏系數(shù)的含義是</p><p>　　式中故障參數(shù)的計(jì)算值，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理地采用最不利于保護(hù)動(dòng)作的系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障類型來選定。但不必考慮可能性很小的特殊情況。設(shè)此電流為，代入上式中則靈敏系數(shù)為</p><p>　　(8) </p><p>　　為了保證在線路末端短路時(shí)，保護(hù)裝置

25、一定能夠動(dòng)作，在考慮實(shí)際短路時(shí)存在的過渡電阻以及測量誤差等的影響，對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)要求。</p><p>　?、?零序電流Ⅱ段保護(hù)的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流來檢驗(yàn)，并滿足≥1.5的要求。當(dāng)由于線路比較短或運(yùn)行方式變化比較大，靈敏度不滿足要求時(shí)，可考慮用下列方式解決：</p><p>　?、?使零序電流Ⅱ段保護(hù)與下一條線路的零序電流Ⅱ段保護(hù)配合，時(shí)限再抬高一級(jí)，可

26、以取為1s。 </p><p>　?、?保留0.5s的零序電流Ⅱ段保護(hù)，同時(shí)再增設(shè)一個(gè)與下一條線路的零序電流Ⅱ段保護(hù)配合的動(dòng)作時(shí)限為1s的零序Ⅱ段。這樣保護(hù)裝置中，就具有兩個(gè)定值和時(shí)限均不相同的零序Ⅱ段，一個(gè)定值較大，能在正常運(yùn)行方式和最大運(yùn)行方式下，以較短的延時(shí)切除本線路上所發(fā)生的接地故障；另一個(gè)具有較長的延時(shí)，能保證在各種運(yùn)行方式下線路末端接地短路時(shí)，保護(hù)裝置具有足夠的靈敏系數(shù)。</p><

27、;p>　　2.2.2后備保護(hù)配置</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護(hù)一般情況是作為本線路和相鄰線路的后備保護(hù)，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的終端線路上，它也可以作為主保護(hù)使用。</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護(hù)按如下原則整定：</p><p>　　(1) 按躲開在下一條線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，引入可靠系數(shù)，即為</p>

28、<p><b>　　(9)</b></p><p>　　(2) 與下一條線路零序Ⅲ段相配合,就是本保護(hù)零序Ⅲ段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序Ⅲ段的保護(hù)范圍。當(dāng)兩個(gè)保護(hù)之間具有分支電路時(shí)(有中性點(diǎn)接地變壓器時(shí))，起動(dòng)電流整定為</p><p><b>　　(10)</b></p><p>　　式中，——可靠系數(shù)

29、，一般取為1.1～1.2</p><p>　　——分支系數(shù)，即在相鄰的零序Ⅲ段保護(hù)范圍末端發(fā)生接地短路時(shí)，故障線路中零序電流與流過本保護(hù)裝置中零序電流之比。</p><p>　　保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)，當(dāng)作為本條線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端發(fā)生接地故障時(shí)的最小零序電流來校驗(yàn)，要求； 當(dāng)作為相鄰元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰元件保護(hù)范圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過本保護(hù)的最小零序電流(應(yīng)考慮圖3-2所

30、示的分支電路使電流減小的影響)來校驗(yàn)，要求。</p><p>　　(3) 當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開該段相間保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流，即</p><p><b>　　(11)</b></p><p>　　按上述原則整定的零序過電流保護(hù)，其起動(dòng)電流一般都很小(在二次側(cè)約為2～3A)，

31、因此，在本電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地短路時(shí)，它都可能起動(dòng)，這時(shí)，為了保證保護(hù)的選擇性，各零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也應(yīng)按圖2所示的階梯原則來選擇。</p><p>　　3短路電流及殘壓計(jì)算</p><p>　　3.1等效電路的建立</p><p>　　所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖3 (a）、(b)、(c) 所示。</p><p><b

32、>　　求出線路參數(shù)，即</b></p><p><b>　　，,,</b></p><p><b>　　，,</b></p><p><b>　　(a) 正序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p><b>　　(b) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)</b></p&

33、gt;<p><b>　　(c) 零序網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　圖3 三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖</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

34、流過保護(hù)1和4的最大零序電流。</p><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>　　先求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖。</p><p>　　(1) 單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗為<

35、/p><p><b>　　故障端口負(fù)序阻抗為</b></p><p><b>　　故障端口零序阻抗為</b></p><p>　　則B母線分別發(fā)生單相接地時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖4所示。</p><p>　　因?yàn)?，可以?dǎo)出 是一個(gè)串聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。</p><p>　　圖4 復(fù)合序

36、網(wǎng)等值圖</p><p><b>　　故障端口零序電流為</b></p><p>　　在零序網(wǎng)中分流從而得到此時(shí)流過保護(hù)1、4的零序電流分別為</p><p>　　畫出B母線發(fā)生單相接地時(shí)零序電流分布圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 零序電流分布圖</p><p>　　(2) B母線兩相接

37、地短路時(shí)，故障端口各序阻抗和單相接地短路時(shí)相同，即， </p><p>　　因?yàn)?，可以?dǎo)出 是一個(gè)并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)，則復(fù)合序網(wǎng)圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)圖</p><p><b>　　故端口正序電流為</b></p><p><b>　　故障端口零序電流為</b>&l

38、t;/p><p>　　同樣的，流過保護(hù)1、4的零序電流分別</p><p>　　從而得到如圖7所示B母線兩相接地短路時(shí)的零序電流分布圖。</p><p>　　圖7 零序電流分布圖</p><p>　　(3) 先求保護(hù)1的分支系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖8所示。</p&

39、gt;<p>　　對(duì)，當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大 ，有</p><p>　　當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有</p><p>　　對(duì),當(dāng)、只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)最大，；當(dāng)、兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)最小，。因此，保護(hù)1的最大分支系數(shù)</p><p><b>　　最小分支系數(shù) </b></p><p>　　同樣地分析

40、保護(hù)4的分支系數(shù)。當(dāng)AB段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖9所示。</p><p>　　對(duì),當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最大,有</p><p>　　當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)最小，有</p><p><b>　　最小分支系數(shù)</b></p><p>　　4 保護(hù)的配合及整定計(jì)算</p><

41、;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)1零序保護(hù)第I段整定</p><p>　　(1) 保護(hù)1整定計(jì)算</p><p>　　零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)1的最大零序電流為</p><p><b>　　故I段定值</b></p><p

42、>　　為求保護(hù)1的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3的零序一段定值，設(shè)在母線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。此時(shí)有</p><p>　　母線C單相接地短路時(shí)，有</p><p>　　從而求得母線C單相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的電流</p><p>　　母線C處兩相接地短路時(shí)，有</p><p><b&

43、gt;　　正序電流</b></p><p><b>　　零序電流</b></p><p>　　從而求得流過保護(hù)3的電流</p><p>　　這樣，母線C處兩相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的最大零序電流</p><p>　　(2) 保護(hù)3的零序I段定值為</p><p>　　這樣，保護(hù)1的零序I

44、I段定值為</p><p>　　校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)1的最小零序電流</p><p>　　靈敏系數(shù) </p><p>　　(3) 保護(hù)4整定計(jì)算</p><p>　　零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)4的最大零序電流為</p><p><b>　　，&l

45、t;/b></p><p><b>　　故I段定值</b></p><p>　　為求保護(hù)4的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2的零序一段定值，設(shè)在母線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。此時(shí)有</p><p><b>　　A處單相接地時(shí)，有</b></p><p>

46、;　　從而求得流過保護(hù)2的電流</p><p><b>　　A處兩相接地時(shí)，有</b></p><p><b>　　正序電流</b></p><p><b>　　零序電流</b></p><p>　　從而求得流過保護(hù)2的電流</p><p>　　這樣，流

47、過保護(hù)2的最大零序電流</p><p>　　(4) 保護(hù)2的零序I段定值為</p><p>　　這樣，保護(hù)4的零序II段定值為</p><p>　　校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)4的最小零序電流</p><p><b>　　靈敏系數(shù)</b></p><p>　　(5) 計(jì)算母線A發(fā)生接地短路時(shí)

48、(最大運(yùn)行方式、單相及兩相接地)流過保護(hù)1的最大零序電流，然后將該零序電流值與保護(hù)1的I、II段定值相比較，如果零序電流小于定值，則A母線接地短路時(shí)保護(hù)1的零序電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)，所以不必加方向元件；如果零序電流大于定值，則必須加裝方向元件。對(duì)保護(hù)1而言：由第(4)問分析知道：當(dāng)母線A在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)1的零序電流最大，為：，大于保護(hù)1的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。</p><p>　　

49、對(duì)保護(hù)4而言：當(dāng)母線C在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)4的零序電流最大，為：，大于保護(hù)4的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。</p><p>　　(6) 不靈敏I段按躲過非全相振蕩整定，即按在1處斷路器單相斷開、兩側(cè)電勢角為180°時(shí)流過保護(hù)1的零序電流整定。此時(shí)有</p><p>　　單相斷開時(shí)，故障端口正序電流</p><p>　　故障端口也是流

50、過保護(hù)1的零序電流，即</p><p>　　接地短路時(shí)流過保護(hù)1的最大零序電流為，二者中取大者，故保護(hù)1的不靈敏I段的定值為</p><p>　　5 繼電保護(hù)設(shè)備選擇</p><p>　　5.1 互感器的選擇</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)也是一次系統(tǒng)與二次

51、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，供測量、監(jiān)視、控制及繼電保護(hù)使用?；ジ衅鞯木唧w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，以便于測量儀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>　　5.1.1

52、電流互感器的選擇</p><p>　　(1) 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)滿足：</p><p>　　(12) </p><p>　　(13) </p&g

53、t;<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>　?、?電流

54、互感器種類和型式的選擇</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>　　為保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級(jí)。例如:裝于重要回路(如發(fā)電機(jī)、調(diào)

55、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)別來確定電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)。</p><p

56、>　　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><b>　　或(14) </b></p><p>　　式中，—電流互感器二次回路中

57、所接儀表內(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>　　(15) </b></p><p><b>　　因?yàn)锳=，所以A </b></p><p>　　式中 ，A 、一電流互感器二次回路連接導(dǎo)線截面積(

58、mm2)及計(jì)算長度（mm）。</p><p>　　按規(guī)程要求聯(lián)接導(dǎo)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)算長度應(yīng)取連接長度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，則只取連接長度為電

59、阻的計(jì)算長度。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和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應(yīng)取連接長度的倍為電阻的計(jì)算長度。所以本題中電流互感器的型號(hào)為LCWB6-110B。</p><p>　　5.1.2 電壓互感器的選擇</p><p>　　(1) 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

60、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力網(wǎng)電壓應(yīng)在(1.1-0.9)范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足下列條件</p><p><b>　　> >(16)</b></p><p>　　式中，—電壓互感器一次側(cè)額定電壓。選擇時(shí)，滿足即可。 </p><p>　　(2) 電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇</p><p>

61、;　　電壓互感器二次側(cè)額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應(yīng)。</p><p>　　(3) 電壓互感器種類和型式的選擇</p><p>　　電壓互感器的種類和型式應(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)滿足要求時(shí)，也可采用

62、電容式電壓互感器。</p><p><b>　　(4) 準(zhǔn)確級(jí)選擇</b></p><p>　　和電流互感器一樣，供功率測量、電能測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>　　(5) 按準(zhǔn)確級(jí)和額定二次容量選擇</p><p>

63、;　　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，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。一般供功率測量、電能測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)

64、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。 </p><p><b>　　(17) </b></p><p>　　式中，—各儀表的視在功率、有功功率和無功功率?！鲀x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)榱撕喕?jì)算起見，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，它若不超過，則實(shí)

65、際值更能滿足式子的要求。</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>　　6單相自動(dòng)重合閘</b></p><p>

66、<b>　　6.1用途</b></p><p>　　110kV及以上線路大多采用三相一次重合閘，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)110kV以上的大接地電流系統(tǒng)的高壓架空線路上，短路故障中70%以上是單相接地短路，特別是220kV以上的架空線路，由于線間距離大，單相接地故障甚至高達(dá)90%左右。在這種情況下，如果只把發(fā)生故障的一相斷開，然后再進(jìn)行單相重合閘，而未發(fā)生故障的兩相在重合閘周期內(nèi)仍然繼續(xù)，就能大大提高供電

67、的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，在220kV以上的大接地電流系統(tǒng)中，廣泛采用了單相重合閘。</p><p>　　一般在220kV及以下電壓單回聯(lián)絡(luò)線、兩側(cè)電源之間相互聯(lián)系薄弱的線路(包括經(jīng)低一級(jí)電壓線路弱聯(lián)系的電磁環(huán)網(wǎng))，特別是大型汽輪發(fā)電機(jī)組的高壓配出線路。</p><p><b>　　6.2作用</b></p><p>　　自動(dòng)重合閘

68、裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置。電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空線路絕大多數(shù)的故障都是“瞬時(shí)性”的，永久性的故障一般不到10%。因此，在由繼電保護(hù)動(dòng)作切除短路故障后，電弧將自動(dòng)熄滅，絕大多數(shù)情況下短路處的絕緣可以自動(dòng)恢復(fù)。因此，自動(dòng)將斷路器重合，不僅提高了供電的安全性和可靠性，減少了停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)水平，增大了高壓線路的送電容量，也可糾正由于斷路器或繼電保護(hù)裝置造成的誤跳閘。所以，架空線路要采用自

69、動(dòng)重合閘。</p><p>　　自動(dòng)重合閘的主要作用：</p><p>　?。?）大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)，特別是對(duì)單側(cè)電源的單回線路尤為顯著；</p><p>　?。?）在高壓輸電線路上采用重合閘，還可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；</p><p>　?。?）在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，有些情況下由于考慮重合閘的作用，即可以

70、暫緩架設(shè)雙回線路，以節(jié)省投資；</p><p>　?。?）對(duì)斷路器本身由于機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起糾正的作用。</p><p><b>　　6.3裝置要求</b></p><p>　?。?）正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其它原因而跳閘后，自動(dòng)重合閘裝置均應(yīng)動(dòng)作。</p><p>　?。?）由運(yùn)

71、行人員手動(dòng)操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，自動(dòng)重合閘不應(yīng)起動(dòng)。</p><p>　?。?）繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障后，自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)盡快發(fā)出重合閘脈沖。</p><p>　?。?）自動(dòng)重合閘裝置動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。</p><p>　?。?）自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作 ，以便加速故障的切除。 </p><

72、;p>　　（6）在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，重合閘應(yīng)滿足同期合閘條件。</p><p>　?。?）當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)重合閘裝置閉鎖。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，采用專門的零序電流保護(hù)，與利用三相星形接線的電流保護(hù)來保護(hù)單相短路相比較，具有

73、一系列優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1) 相間短路的過電流保護(hù)是按躲開最大負(fù)荷電流整定，二次起動(dòng)電流一般為57A；而零序過電流保護(hù)則按躲開不平衡電流整定，其值一般為23A。由于發(fā)生單相接地短路時(shí)，故障相的電流與零序電流相等，零序過電流保護(hù)有較高的靈敏度。</p><p>　　(2) 相間短路的電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響很大，而零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響

74、要小得多。而且，由于線路零序阻抗遠(yuǎn)較正序阻抗為大，X0=(23.5)X1，故線路始端與末端接地短路時(shí)，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序Ⅰ段的保護(hù)范圍較大，也較穩(wěn)定，零序Ⅱ段的靈敏系統(tǒng)也易于滿足要求。</p><p>　　(3) 當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如系統(tǒng)振蕩、短時(shí)過負(fù)荷等，三相是對(duì)稱的，相間短路的電流保護(hù)均受它們的影響而可能誤動(dòng)作，需要采取必要的措施予以防止，而零序電流保護(hù)則不受它們的影響。&l

75、t;/p><p>　　(4) 在110kV及以上的高壓和超高壓系統(tǒng)中，單相接地故障約占全部故障的70%90%，而且其它的故障也往往是由單相接地發(fā)展起來的。</p><p>　　零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：</p><p>　　(1) 對(duì)于短線路或運(yùn)行方式變化很大的情況，零序電流保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求。 </p><p>　　(2) 零序電

76、流保護(hù)受中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和分布的影響。因此電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，因保證零序網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 譚秀炳編.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　[2] 李俊年主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國電力出版社,1