110KV變電站微機(jī)保護(hù)(繼電保護(hù))部分設(shè)計(jì)-帶開(kāi)題答辯ppt【含CAD圖紙+文檔全套】

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后備保護(hù)，必要可再增設(shè)輔助保護(hù)。主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備有選擇的切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備的近后備兩種子選手方式，遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備，近后備是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)，是當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。4.2繼電的保護(hù)的特性電力變壓器的保護(hù)使用繼電保護(hù)裝置，其裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。4.3縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)4.3.1縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的原理由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱差動(dòng)保護(hù)的正確工作，就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)二次電流相等，亦即在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，差動(dòng)回路的電流等于零。即I2=I”2=I/nl1=I/nl2 或 nl1/nl2=I”1/I1=nB式中nl1高壓側(cè)電流互感器的變比；nl2低壓側(cè)電流互感器的變比；nB 變壓器的變比（即高、低壓側(cè)額定電 壓之比）。本次設(shè)計(jì)所采用的變壓器型號(hào)為：SZ10-20000/110。對(duì)于這種大型變壓器而言，它都必需裝設(shè)單獨(dú)的變壓器差動(dòng)保護(hù)，這是因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)通常采用兩側(cè)電流差動(dòng)，其中高電壓側(cè)電流引自高壓側(cè)電流互感器，低壓側(cè)電流引自變壓器低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為二組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)。原理圖?2 ?2?1 nBnl l 1 1nl l 2 2?1 ?s保護(hù)裝置4.3.2 比率制動(dòng)式縱差保護(hù)的整定比率制動(dòng)特性的縱差保護(hù)的動(dòng)作特性，通常用直角坐標(biāo)系上的一條折線表示。該坐標(biāo)系縱軸為保護(hù)的動(dòng)作電流Iop；橫軸為制動(dòng)電流Ires，如圖所示。折線ACD的左上方為保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，折線右下方為保護(hù)的制動(dòng)區(qū).縱差保護(hù)動(dòng)作特性曲線圖這一動(dòng)作特性曲線由縱坐標(biāo)OA，拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)OB，折線CD的斜率S三個(gè)參數(shù)所確定。OA表示無(wú)制動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)作電流，即保護(hù)的最小動(dòng)作電流Iop.min。OB表示起始制動(dòng)電流Ires.0。動(dòng)作特性三個(gè)參數(shù)，目前在工程實(shí)用上有兩種整定計(jì)算方法，現(xiàn)分述如下。折線上任一點(diǎn)動(dòng)作電流Iop與制動(dòng)電流Ires之比Iop/IresKres稱為縱差保護(hù)的制動(dòng)系數(shù)。由圖中各參數(shù)之間的關(guān)系可導(dǎo)出，制動(dòng)系數(shù)Kres與折線斜率S之間的關(guān)系如下式所示 從圖可見(jiàn)，對(duì)動(dòng)作特性具有一個(gè)折點(diǎn)的縱差保護(hù)，折線的斜率S是一個(gè)常數(shù)，而制動(dòng)系數(shù)Kres則是隨制動(dòng)電流Ires而變化的。在實(shí)際應(yīng)用中，是通過(guò)保護(hù)裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)整定折線的斜率來(lái)滿足制動(dòng)系數(shù)的要求。1縱差保護(hù)最小動(dòng)作電流的整定。最小動(dòng)作電流應(yīng)大于變壓器額定負(fù)載時(shí)的不平衡電流，即 Iop.min Krel(Ker+U+m)IN/na 式中：IN變壓器額定電流；na電流互感器的變比；Krel可靠系數(shù)，取1.31.；Ker電流互感器的比誤差，10P型取0.032，5P型和TP型取0.012；U變壓器調(diào)壓引起的誤差，取調(diào)壓范圍中偏離額定值的最大值(百分值)；m由于電流互感器變比未完全匹配產(chǎn)生的誤差，初設(shè)時(shí)取0.05。在工程實(shí)用整定計(jì)算中可選取Iop.min(0.20.5)INna。一般工程宜采用不小于0.3IN/na的整定值。根據(jù)實(shí)際情況(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)不平衡電流)確有必要時(shí)也可大于0.5IN/na。2起始制動(dòng)電流Ires.0的整定。起始制動(dòng)電流宜取 Ires.0(0.81.0)IN/na 3動(dòng)作特性折線斜率S的整定?？v差保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)大于外部短路時(shí)流過(guò)差動(dòng)回路的不平衡電流。變壓器種類不同，不平衡電流計(jì)算也有較大差別，下面給出普通雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)回路最大不平衡電流Iunb.max計(jì)算公式。雙繞組變壓器 Iunb.max(KapKccKer+U+m)Ik.max/na 式中：Ker0.1；Kcc電流互感器的同型系數(shù)，Kcc1.0；Ik.max外部短路時(shí)，最大穿越短路電流周期分量；Kap非周期分量系數(shù)，兩側(cè)同為T(mén)P級(jí)電流互感器取1.0；兩側(cè)同為P級(jí)電流互感器取1.52.0。差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流 Iop.maxKrelIunb.max 最大制動(dòng)系數(shù) 式中最大制動(dòng)電流Ires.max的選取，因差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)原理的不同以及制動(dòng)線圈的接線方式不同而會(huì)有很大差別，在實(shí)際工程計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)差動(dòng)保護(hù)的工作原理和制動(dòng)回路的接線方式而定。制動(dòng)線圈的接線原則是使外部故障時(shí)制動(dòng)電流最大，而內(nèi)部故障時(shí)制動(dòng)電流最小。當(dāng)制動(dòng)線圈數(shù)比變壓器繞組少，不可能將每側(cè)電流分別接入制動(dòng)線圈時(shí)，可以將幾個(gè)無(wú)源側(cè)電流合并后接入制動(dòng)線圈，但不應(yīng)將幾個(gè)有源側(cè)電流合并接入制動(dòng)線圈。根據(jù)Iop.min、Ires.0、Ires.max、Kres.max按式可計(jì)算出差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線中折線的斜率S，當(dāng)Ires.maxIk.max時(shí)有 4.4變壓器瓦斯保護(hù) 瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)各種故障的主保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瓦斯保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)的輕瓦斯部分，通常按產(chǎn)生氣體的容積整定。對(duì)于容量10MVA以上的變壓器，整定容積為250300ml。瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘的重瓦斯部分，通常按通過(guò)氣體繼電器的油流流速整定。流速的整定與變壓器的容量、接氣體繼電器的導(dǎo)管直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器的型式等有關(guān)。瓦斯保護(hù)原理如圖所示。瓦斯保護(hù)原理示意圖4.5 變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù) 根據(jù)變壓器各側(cè)繞組及自耦變壓器的公共繞組可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷情況，應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。大型變壓器的過(guò)負(fù)荷，通常是對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，故過(guò)負(fù)荷保護(hù)只接一相電流。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)繞組的額定電流整定，按下式計(jì)式中：Krel可靠系數(shù)，采用1.05；Kr返回系數(shù)，0.850.95；IN被保護(hù)繞組的額定電流。過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與變壓器允許的過(guò)負(fù)荷時(shí)間相配合，同時(shí)應(yīng)大于相間故障后備保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)間(通?？纱?個(gè)時(shí)間階段)。4.6過(guò)電流保護(hù) 過(guò)電流保護(hù)主要用于降壓變壓器，作為防御外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護(hù)。（1）過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流計(jì)算。為了保證選擇性，過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)能躲過(guò)可能流過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流，即 式中：Krel可靠系數(shù)，取1.21.；Kr返回系數(shù)，取0.850.95；IL.max最大負(fù)荷電流。（2）最大負(fù)荷電流IL.max可按以下情況考慮并取其最大者：對(duì)并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)考慮切除一臺(tái)時(shí)，余下變壓器所產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷電流，當(dāng)各臺(tái)變壓器容量相等時(shí)，可按下式計(jì)算式中：m并聯(lián)運(yùn)行變壓器的最少臺(tái)數(shù)；IN每臺(tái)變壓器的額定電流。當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器容量不等時(shí)，應(yīng)考慮容量最大的一臺(tái)變壓器斷開(kāi)后引起的過(guò)負(fù)荷。對(duì)兩臺(tái)分列運(yùn)行的降壓變壓器，在負(fù)荷側(cè)母線分段斷路器上裝有備用電源自動(dòng)投入裝置時(shí)，應(yīng)考慮備用電源自動(dòng)投入后負(fù)荷電流的增加。IL.maxIL.max+KssKremI.L.max 式中：IL.max所在母線段正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流；IL.max另一母線段正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流；Krem剩余系數(shù)，母線停電后切除不重要負(fù)荷，保留下來(lái)的負(fù)荷與原負(fù)荷之比。與下一級(jí)過(guò)電流保護(hù)相配合，則 IL.max1.1Iop+Im.L.max 式中：Iop分段斷路器或與之相配合的饋線過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流；Im.L.max本變壓器所在母線段的正常運(yùn)行最大負(fù)荷電流。（2）靈敏系數(shù)校驗(yàn)。保護(hù)的靈敏系數(shù)可按下式校驗(yàn) 式中：后備保護(hù)區(qū)末端兩相金屬性短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小短路電流。要求Ksen1.3(近后備)或1.2(遠(yuǎn)后備)。4.7 10KV線路的自動(dòng)重合閘保護(hù)（1）自動(dòng)重合閘的作用大大提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)在高壓輸電線路上采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性對(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（2）自動(dòng)重合閘的選擇110kv及以下的單側(cè)電源線路一般采用三相一次重合閘裝置，所以本設(shè)計(jì)采用三相一次重合閘,三相重合閘結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，保護(hù)出口可直接動(dòng)作控制斷路器，保護(hù)之間互為后備的保護(hù)性能良好。（3）單電源自動(dòng)重合閘的整定計(jì)算AAR裝置的動(dòng)作時(shí)限：從減少停電時(shí)間和減輕電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)要求考慮，AAR的動(dòng)作時(shí)限越短越好，實(shí)際上要考慮下面兩個(gè)條件AAR裝置的動(dòng)作時(shí)限必須大于故障點(diǎn)去游離的時(shí)間，以使故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度能可靠地恢復(fù)。AAR裝置的動(dòng)作時(shí)限必須大于斷路器及其操作機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好重合閘的時(shí)間。這時(shí)間包括斷路器觸頭周圍介質(zhì)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)及滅弧室充滿油的時(shí)間，以及操作機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位做好重合閘準(zhǔn)備的時(shí)間。一般情況下，斷路器及其操作機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好重合閘的時(shí)間都大于故障點(diǎn)介質(zhì)去游離的時(shí)間，因此AAR的動(dòng)作時(shí)限只按條件b考慮 對(duì)于不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式：對(duì)于繼點(diǎn)保護(hù)啟動(dòng)方式：式中 -操作機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備好合閘時(shí)間，對(duì)電磁操作機(jī)構(gòu)取0.30.5，-斷路器的跳閘時(shí)間與儲(chǔ)備時(shí)間，通常取0.30.4對(duì)于不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式：滿足要求對(duì)于繼點(diǎn)保護(hù)啟動(dòng)方式：滿足靈敏性。注：式中取 ；4.8 10KV線路的距離保護(hù)(1)距離保護(hù)電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，可靠，經(jīng)濟(jì)，但它的靈敏性受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，特別是在重負(fù)荷，長(zhǎng)距離，電壓等級(jí)高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采用性能完善的保護(hù)裝置，因而就引入了“距離保護(hù)”。1.距離保護(hù)I段的整定 原則：按躲過(guò)線路末端故障整定。2.距離保護(hù)II段的整定 原則1：與相鄰線路的距離I段配合 原則2：按躲過(guò)線路末端變壓器低壓母線短路整定（考慮到 Zb 的計(jì)算誤差大）取上述兩項(xiàng)中數(shù)值小者作為保護(hù)II段定值。*動(dòng)作時(shí)間：*靈敏度校驗(yàn)：按本線路末端故障校驗(yàn)靈敏度。要求大于1.25。若靈敏度不滿足要求，應(yīng)與相鄰線路距離保護(hù)II段配合。3.距離保護(hù)III段整定 原則：按躲過(guò)輸電線路的最小負(fù)荷阻抗整定。求最小負(fù)荷阻抗：考慮外部故障切除后，電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，距離保護(hù)III段應(yīng)可靠返回。對(duì)于全阻抗繼電器，其整定值為：對(duì)于方向阻抗繼電器。其整定阻抗為：*動(dòng)作時(shí)間按階梯時(shí)限原則整定。在負(fù)荷阻抗同樣的條件下，采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器時(shí)，距離保護(hù)三段的靈敏度高。*靈敏度校驗(yàn)：近后備的靈敏度：要求大于1.5 遠(yuǎn)后備的靈敏度：求大于1.2 說(shuō)明方向阻抗比全阻抗繼電器靈敏度高的圖。4.最小精確工作電流校驗(yàn) 按各段保護(hù)范圍末端短路的最小短路電流整定。4.9 10KV線路的零序過(guò)電流保護(hù)（1）零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)屬于小接地電流系統(tǒng)的保護(hù)方式，它利用當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故璋時(shí)零序電流比正常運(yùn)行時(shí)較大的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號(hào)或瞬時(shí)切斷主回路電源避免事故的發(fā)生.盡管此種保護(hù)方式屬于小接地電流系統(tǒng)，但早已在發(fā)電廠、變電站和配電系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。（2）零序電流保護(hù)的整定計(jì)算步驟（1）零序電流保護(hù)段的整定按躲開(kāi)本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即式中 可靠系數(shù)，取1.21.3；計(jì)算時(shí)取1.3線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。零序電流保護(hù)段的保護(hù)最小保護(hù)范圍亦要求不小于本保護(hù)線路長(zhǎng)度的15%。整定的動(dòng)作延時(shí)為0。（2）零序電流保護(hù)段的整定此段保護(hù)按滿足以下條件整定：按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)段配合整定，即式中 可靠系數(shù)，取1.1。分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值；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)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)段配合整定：零序段的靈敏度校驗(yàn)：1.31.5 零序段的靈敏度校驗(yàn)：或 （3）零序電流保護(hù)段保護(hù)的整定此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。段保護(hù)通常是作為零序電流保護(hù)II段保護(hù)的補(bǔ)充作用。零序電流保護(hù)段保護(hù)按滿足以下條件整定：按躲開(kāi)下一條線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大不平衡電流來(lái)整定式中 可靠系數(shù)。取1.25。最大不平衡電流。其中式中 非周期分量系數(shù),取12；電流互感器的同性系數(shù),取0.5；電流互感器的10%誤差,取0.1；下一級(jí)線路始端三相短路的最大短路電流。零序段的靈敏度校驗(yàn)：當(dāng)作為近后備保護(hù)時(shí)，1.31.5 當(dāng)作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，1.2 式中 本線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。下一級(jí)線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。最大分支系數(shù)。零序電流保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)間：時(shí)限的確定:對(duì)于環(huán)型網(wǎng)絡(luò),若按階梯原則與相鄰線路配合時(shí),會(huì)產(chǎn)生斷路器誤動(dòng)的現(xiàn)象因此應(yīng)找出解環(huán)點(diǎn)所以必須選出某一線路的保護(hù)段與其相鄰的保護(hù)段配合此即環(huán)網(wǎng)保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)限的起始點(diǎn)，此起始點(diǎn)的選擇原則是：應(yīng)考慮盡可能使整個(gè)環(huán)網(wǎng)中保護(hù)三段的保護(hù)靈敏度較高。各段保護(hù)的整定時(shí)間均應(yīng)按整定配合原則增加時(shí)間級(jí)差。當(dāng)分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而變大時(shí)，例如有零序互感的平行線路，保護(hù)的整定配合應(yīng)按相配合保護(hù)段的保護(hù)范圍末端進(jìn)行計(jì)算，一般可用圖解法整定，與相鄰雙回線路的零序保護(hù)配合整定。當(dāng)雙回線路裝設(shè)了橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，為提高靈敏度，可按與橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)配合整定，即按雙回線路全線為快速保護(hù)范圍考慮，但時(shí)間整定要考慮橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相繼動(dòng)作的延時(shí)；如考慮雙回線運(yùn)行中將橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)停用的情況時(shí)，可相應(yīng)提出將雙回線路運(yùn)行臨時(shí)改為單回線路運(yùn)行的措施。4.10過(guò)電壓保護(hù) 在變電所周圍裝設(shè)獨(dú)立避雷針，為防止直擊雷和雷電波的危害，在10kV出線安裝金屬氧化物避雷器；變壓器安裝金屬氧化物避雷器；10kV母線也用一組金屬氧化物避雷器進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)