35kV變電站繼電保護設計1前言〔包括安全自動裝置是保障電力設備安全和防止及限制電力系統長時行的重要工作。定值的整定計算工作是保證電力系統安全運行的必要條件。繼電保護裝置的根本任務是：自動，快速，有選擇性將系統減負荷或者延時跳閘。繼電保護構造原理繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或特別狀況時的電氣量,局部、規律局部、執行局部。繼電保護原理構造方框圖如下：2.1繼電保護原理構造方框圖2.2跳閘或信號原理示意圖繼電保護的根本組成標準值比較。規律推斷局部：由以上比較結果推斷系統是在正常運行狀態，還是發生故障或是在2.3繼電保護的根本要求裝置，這四個根本要求中有些要求如速動性可以降低。選擇性:所謂繼電保護裝置的動作選擇性就是指當系統中的但掌握了故障的擴大，它起著對下一段線路的后備保護作用。速動性:率，削減對用電單位的影響，快速恢復系統的正常運行。故障切除的時間等于繼電保護裝置動作時間與斷路器跳閘和必要性在于：快速切除故障可以提高電力系統并列運行的穩定性；快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘性故障等。快速切除故障可以削減發電廠廠用電及用戶電壓降低定性。快速切除故障可以減輕電氣設備和線路的損壞程度，障的。靠性具有重大意義。一般快速保護的動作時間為0.08―0.12s，0.1―0.27s，因此，一般快速保護切除故障的時間為0.18―0.27s；最快速保護的動作時間為保護切除故障的時間0.06―0.08s。靈敏性:所謂靈敏性，即在保護范圍內發生故障和不正常工反響。繼電保護的靈敏性以靈敏系數Ksen來衡量。〔1〕對于反應故障時參數量增加的保護裝置。靈敏系數=保護區末端金屬性短路時故障參數的最小計算值M保護裝置動作參數的整定值如：過電流保護的靈敏系數為KsenIK.minIK.act式中IK.min――保護區末端金屬性最小短路電流二次值IK.act――保護裝置的二次動作電流〔2〕對于反響故障時參數量降低的保護裝置靈敏系數=保護裝置動作參數的整定值M保護區末端金屬性短路時故障參數的最大計算值。牢靠性:繼電保護裝置對它所保護的范圍內發生各種故障和牢靠性。在實際的運行中，牢靠性用動作正確率來表示。2.4繼電保護的任務電力系統動行中,各種電氣設備可能消滅故障和不正常運行機以及變壓器繞組間的匝間短路、單相為線、兩相斷線等。保護裝置快速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件準時從電力系統中斷開，以最大全供電的影響，并滿足電力系統的某些特定要求,如保持電力系統的暫態穩定性等。設備運行維護條件的不同,例如有無常常值班人員,發出信號，以電保護裝置允許帶肯定的延時動作。35KV電網保護配置概述35KV保護配置的一般設計原則電力系統繼電保護設計與配置是否合理直接影響電力系統重要的意義。在不影響系統安全運行的前提下適當地降低某些方面的要求。成熟閱歷。35和輸電線路均應裝設反響于短路故障和特別運行狀況的繼電保3.235KV電網的繼電保護配置原則3.2.1相間短路保護均裝在一樣的A、C兩相上。以保證在大多數兩點接地的狀況下只切除一個故障點。低于50～60％Ue時，應快速切除故障，以保證無故障的電動機能連續運行。段式電流、電壓速斷保護和定時限過電流保護。斷保護和定時限過電流承受距離保護。3～4公里及以下的短線路宜承受縱聯導引線保護作主保護，以帶方向或不帶方向元件的電流保護作后備保護。為簡化環形網絡的保護，可承受故障時先將網絡自動解列，兩回線電流和的兩段式電流保護或距離保護作為雙回線運行時的后備保護以及單回線運行時的主保護和后備保護。3.2.2單相接地保護宜裝設由零序電流濾過器構成的帶方向或不帶方向元件的零序壓的絕緣監視裝置兼作線路的單相接地保護。3.2.3過負荷保護常常消滅過負荷的電纜線路或電纜與架空的混合線路應裝閘。短路計算系統等效圖如圖4.1所示4.1系統等效圖基準參數選定SB=100MVA，UB=Uav35kV側UB=37KV，10kV側UB=10.5KV。阻抗計算C1系統：最大方式X1=0.05最小方式X1=0.1C2系統：最大方式X2=0.06 最小方式X2=0.13 線路：L1：X3=l1X1SB/VB2=0.4×10×100/372=0.292X1SB/VB2=0.4×13×100/372=0.38變 壓 器 ： X5=X6=

L2 ： X4=l3〔 Uk%/100 〕SB/S=0.08/100×100/31.5=0.0034.4短路電流計算1〕最大運行方式,系統化簡如以下圖其中：X7=X1+X3＝0.342X8=X2+X4＝0.440X9=X7∥X8＝0.150X10=X9+X5＝0.1534.2最大運行圖故知35KV母線上短路電流：Id1max=IB1/X9=1.56/0.150=10.4kA10KV母線上短路電流:Id2max=IB2/X10=5.5/0.153=35.94kA折算到35KV側:Id21max=IB1/X10=1.56/0.153=10.20kA對于d3點以XL計算:Id3max=5.5/(0.153+0.124)=19.856kA2)最小運行方式下:系4.3所示。4.3最小運行圖因C1 停運,所以僅考慮C2 單獨運行的結果；X11=X8+X5=0.443 所以35KV 母線上短路電流：Id1min=IB1/X8=1.56/0.44=3.55kA所以10KV母線上短路電流：Id2min=IB2/X11=5.5/0.443=12.42kA35KV側：Id2lmin=IB1/X11=1.56/0.443=3.52kA3L35KV側：Id3lmin=1.56/(0.443+1.243)=0.825kA主變繼電保護整定計算瓦斯保護保護應動作。油流速度越快。利用這種氣體來實現的保護，稱為瓦斯保護。輕瓦斯保護的動作值按氣體容積為250~300cm2計承受280cm2。重瓦斯保護的動作值按導油管的油流速度為0.6~1.5cm2整定本，本設計承受0.9cm2。瓦斯繼電器選用FJ3-805.2縱聯差動保護5.2.1變壓器縱聯差動保護的原理將差動繼電器并聯到兩電流互感器上。雙繞組變壓器實現縱聯差動保護的原理接線圖：5.1縱聯差動保護的原理接線圖電器的電流為：作。時流過差動繼電器的電流為IIIKD21I2II21。II0IKD21KD不動轉變了方向或等于零〔無電源，該電流為流過短路點的短路電流，使差動繼電器KD5.2.2Ie及電流互感器變比數據如下表所示：5.1Ie及電流互感器變比5.2.3確定根本側動作電流1〕躲過外部故障時的最大不平衡電流Idz1≥KKIbp(1)利用有用計算式：Idz1=KK〔KfzqKtxfi+U+fza〕Id2lmax式中：KK―牢靠系數，承受1.3；Kfzq―非同期重量引起的誤差，1；Ktx―同型系數，CT型號一樣且處于同一狀況時取0.5，型11。ΔU―變壓器調壓時所產生的相對誤差，承受調壓百分數的0.05。Δfza―繼電器整定匝書數與計算匝數不等而產生的相對誤0.05。代入數據得Idz1=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05)×10.4=270.4A2〕躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復時的勵磁涌流1.3Ie―變壓器額定電流：代入數據得Idz1=1.3×103.9=135.1A3)躲過電流互改器二次回路短線時的最大負荷電流Idz1=KKTfhmax〔3〕式中：KK―1.3；Idz1代入數據得Idz1=1.3×103.9=135.1A比較上述〔1〔2〔3〕值，即：Idz1=270.4A確定根本側差動線圈的匝數和繼電器的動作電流及線圈匝數計算如下：根本側〔35KV〕繼電器動作值IdzjsI=KJXIdz1/nl代入數據得IdzjsI=3×270.4/40=11.71A根本側繼電器差WcdjsI=Awo/IdzjsI式中：Awo60安匝。代入數據得WcdjsI=60/11.71=5.12(匝)選用差動線圈與一組平衡線圈匝數之和較WcdjsI小而相近的數值，作為差動線圈整定匝數WcdZ。即：實際整定匝數WcdZ=5〔匝〕繼電器的實際動作電流IdzjI=Awo/WcdZ=60/5=12A保護裝置的實際動作電流IdzI=IdzjINl/Kjx=12×40/3=277.1A確定非根本側平衡線圈和工作線圈的匝數平衡線圈計算匝數WphjsⅡ=Wcdz/Ie2JI-Wcdz=5×(4.55/4.50-1)=0.05(匝)故，取平衡線圈實際匝數WphzⅡ=0工作線圈計算匝數WgzⅡ=WphzⅡ+Wcdz=5(匝)計算由于整定匝數與計算匝數不等而產生的相對誤差ΔfzaΔfza=(WphjsⅡ-WphzⅡ)/(WphjsⅡ+Wcdz)=(0.05-0)/(0.05+5)=0.01此值小于原定值0.05，取法適宜，不需重計算。5.2.7初步確定短路線圈的抽頭依據前面對BCH-2差動繼電器的分析，考慮到本系統主變“C-C”抽頭是否適宜，應經過變壓器空載投入試驗最終確定。5.2.8保護裝置靈敏度校驗差動保護靈敏度要求值Klm2本系統在最小運行方式下，10KV側出口發生兩相短路時，保護裝置的靈敏度最低。 本裝置靈敏度Klm=0.866KjxIdlmin/Idzl=0.866×1×3.55/0.2704=11.372足要求。過電流保護過電流繼電器的整定及繼電器選擇1〕保護動作電流按躲過變壓器額定電流來整定Idz=KkIe1/Kh滿式中：Kk―1.2；Kh―0.85；代入數據得Idz=1.2×103.9/0.85=146.7A繼電器的動作電Idzj=Idz/nl3)=6.35A電流繼電器的選擇：DL-21C/102〕1.2。靈 敏 系 數 ：Klm=0.866KjxId3lmin/Idz=0.866×1×0.825/0.1467=4.871.2滿足5.4過負荷保護過負荷保護原理接線圖如下：圖5.2過負荷保護的原理接線圖于信號。Idz=KkIe1/Kf=1.05×103.9/0.85=128.4AIdzJIdz/nl=128.43/40=5.56A延時時限取10s，以躲過電動機的自起動。ZDJH裝置。輸電線路的距離保護距離保護是通過測量被保護線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護，這個比值被稱為測量阻抗Zm，用來完成KI6.1距離保護的時限特性距離保護的動作時間與保護安裝飾至短路點之間的距離的tl3―1所示。這種時限特性與三段式電流保護的的三個動作時限：t、t、t。6.1距離保護的時限特性圖3-1距離保護的時限特性距離保護的組成成。〔1〕起動元件和阻抗測量元件〔ZI、ZⅡ、ZⅢ〕組成與門，起動出口回路動作電器、低阻抗繼電器或反響于負序和零序電流的繼電器構成。〔2〕阻抗測量元件〔ZI、ZⅡ、ZⅢ〕阻抗測量元件的作用是測量短路點到保護安裝飾之間的阻抗〔亦即距離，它是距離保護中的核心元件，一般由阻抗繼電ZⅠZⅡ承受帶有方向性的方向阻抗繼電器，ZⅢ承受偏移特性的阻抗繼電器。〔3〕時間元件選擇性。時間元件一般由時間繼電器擔當。〔4〕出口執行元件作信號。距離保護的規律保護裝置的動作