畢業(yè)論文范文————電氣工程及其自動化專業(yè)

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1、目錄第1章緒論.1第1.1節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護的作用.1第1.2節(jié)繼電保護的基本特性.1第2章系統(tǒng)元件參數(shù)的計算.4第3章電流 電壓互感器及變壓器中性點的選擇.5第3.1節(jié)輸電線路電流 電壓互感器的選擇.5第3.2節(jié)變壓器中性點的選擇.6第4章系統(tǒng)運行方式的選擇.10第4.1節(jié)系統(tǒng)運行方式的選擇.10第5章短路計算. .12第 5.1節(jié)短路的概述.12第5.2節(jié)短路計算的意義.13第6章相間距離保護整定和靈敏度檢驗.15第6.1節(jié)概述.15第6.2節(jié)相間距離保護裝置各保護段定值配合的原則.17第6.3節(jié)距離保護整定計算.18第6.4節(jié)距離保護整定和靈敏度校驗.20第7章電力網(wǎng)零序繼電保護方式選擇

2、與整定計算.24第7.1節(jié)概述.24第7.2節(jié)零序電流保護整定計算的運行方式分析.25第7.3節(jié)零序電流保護的整定計算.26第8章 自動重合閘選擇及整定.308.1節(jié)自動重合閘的選擇.31第8.2自動重合閘的基本要求.32第8.3節(jié) 自動重合閘整定計算.33感謝.35沈陽工業(yè)大學繼續(xù)教育學院第 1 章 緒 論第.節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護的作用我企業(yè)電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障中最常見，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各

3、級計算機為中心，用分層控制方式實施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對包括正常運行在內(nèi)的各種運行狀態(tài)實施控制。這樣才能更進一步地確保電力系統(tǒng)的安全運行。繼電保護裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)是：（1） 當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，繼電保護能自動地、迅速地和有選擇性地動作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以系統(tǒng)無故障的部分迅速恢復正常運行，并使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。（2）當電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運行情況時，根據(jù)不正常運行情況的種類和設(shè)備運行維護條件，繼電保護裝置則發(fā)出信號，以便由值班人員及時處理，或由裝置

4、自動進行調(diào)整。由此可見，繼電保護在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預(yù)防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的不可缺少的技術(shù)措施。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，如果沒有專門的繼電保護裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運行是根本不可能的。第.節(jié)繼電保護的基本特性動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。1. 2. 1 選擇性 所謂繼電保護裝置動作的選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒絕動

5、作時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護秒年個鼓掌切除?？傊罄^電保護裝置有選擇地動作，是提高電力系統(tǒng)供電可靠性的基本條件，保護裝置無選擇性的動作，又沒有采取措施（如線路的自動重合閘）予以糾正，是不允許的。1. 2. 2 速動性所謂速動性就是指繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障。對于反應(yīng)短路故障的繼電保護，要求快速動作的主要理由和必要性在于：（1） 快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。因此，快速切除故障是提高系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)事故的一項重要措施。（4） 快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設(shè)備自動投入成功率。從上述理由可知，快速切除鼓掌，對提高電力系統(tǒng)運行的可靠

6、性具有重大的意義。切除故障的時間是指從發(fā)生短路故障的時刻起到斷路器跳閘電弧熄滅為止的時間，它等于繼電保護裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。所以，為了保證快速切除故障，除了加快保護裝置的動作時間之外，還必須采用快速跳閘 斷路器。1. 2. 3 靈敏性所謂繼電保護裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。1. 2. 4 可靠性所謂保護裝置的可靠性是指在撥戶范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護應(yīng)該動作時，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動作。要求繼電保護裝置有很高的可靠性是非常重要的。因為，博愛戶裝置的拒絕動作或誤

7、動作，都將給電力系統(tǒng)和用戶帶來嚴重的損失。所以，在設(shè)計、安裝和維護繼電保護裝置時，必須滿足可靠性的要求。以上四個基本要求是設(shè)計、培植和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往由存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。參數(shù)計算需要用到標幺值或有名值，在實際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機電抗，廠家給出的是以發(fā)電機額定容量Sn和額定電壓Un為基值的標幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標幺制中，單個物理量均用標幺值來表示，標幺值的定義如下：標幺值=實際有名值（任意單

8、位）/基準值（與有名值同單位）可見，一個物理量的標幺值，就是其有名值與選定的同單位的基準值比值，也就是對基準值的倍數(shù)值。顯然，同一個實際值，當所選的基準值不同是，其標幺值也不同。所以當訴說一個物理量的標幺值是，必須同時說明起基準值多大，否則僅有一個標幺值是沒意義的。使用標幺值,首先必須選定基準值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取。系統(tǒng)各元件參數(shù)的計算是進行以后各種計算的基礎(chǔ)，例如各種網(wǎng)絡(luò)化簡和短路零序電流的計算等等。 第2章 系統(tǒng)元件參數(shù)的計算21 元件參數(shù)計算原則參數(shù)計算需要用到標幺值或有名值，因此做下述簡介。在實際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示

9、方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機電抗，廠家給出的是以發(fā)電機額定容量Sn和額定電壓Un為基值的標幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標幺制中，單個物理量均用標幺值來表示，標幺值的定義如下：標幺值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位）顯然，同一個實際值，當所選的基準值不同是，其標幺值也不同。所以當訴說一個物理量的標幺值是，必須同時說明起基準值多大，否則僅有一個標幺值是沒意義的。當選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準值分別為UB、IB、ZB和SB時,相應(yīng)的標幺值為U=U/UB （2-1） I=I/ IB （2-2）Z=Z/ZB （2-3） S=S/SB （2-4）使用標幺

10、值,首先必須選定基準值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取。四個物理量的基準值都要分別滿足以上的公式。因此，四個基準值只能任選兩個，其余兩個則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個基準值，原則上沒有限制；但習慣上多先選定UB B。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB ZB, 可得:U （2-5）UUB （2-6）U和原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計算的內(nèi)容及計算方便來選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓。B可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機的總功率；有時也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。（3）標幺值的歸算 精確的計算法，再標幺值歸算中，不僅將各電壓級參數(shù)歸

11、算到基本級，而且還需選取同樣的基準值來計算標幺值。 1）將各電壓級參數(shù)的有名值按有名制的精確計算法歸算到基本級，再基本級選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。 2）各電壓級參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各被歸算級歸算，然后救災(zāi)各電壓級用歸算得到的基準電壓和基準功率計算各元件的標幺值。 近似計算：標幺值計算的近似歸算也是用平均額定電行計算。標幺值的近似計算可以就在各電壓級用選定的功率基準值和各平均額定電壓作為電壓基準來計算標幺值即可。本網(wǎng)絡(luò)采用近似計算法。選取基準值：SB=100MVA UB1=115 KV UB2=10.5 KV UB3=6.3 KV計算結(jié)果

12、為： （計算結(jié)果詳細過程見計算書第1頁）22 元件參數(shù)一覽表電源： 參數(shù)計算表(2-1) 名稱額定容量功率因數(shù)Xd正序電抗GSBCOS標幺值有名值()發(fā)電機A43 MVA0.80.280.65186.116發(fā)電機B75MVA0.80.150.226.45發(fā)電機C31.25MVA0.80.1650.152669.828變壓器 參數(shù)計算表(2-2)變壓器名稱變壓器額定容量（MVA）變比短路電壓百分比繞組電抗標幺值有名值（）UkXT*XTT140 MVA10.5 0.262534.716T215 MVA10.50.792.575T331.5 MVA 10.50.33344.083 T410 MVA1

13、0.51.05138.863 T520 MVA10.50.52569.431線路名稱長度（KM）正（負）序電阻正（負）序電抗零序電阻零序電抗有名值（）標幺值有名值（）標幺值有名值（）標幺值有名值（）標幺值L1305.10.0386120.090715.30.1157420.318L2305.10.0386120.090715.30.1157420.318L3305.10.038612 0.090715.30.115742 0.318L46010.20.0771240.181530.60.23141320.9981線路 參數(shù)計算表(2-3)第3章 電流 電壓互感器及變壓器中性點的選擇 第3.1節(jié)

14、 輸電線路電流 電壓互感器的選擇3.1.1 輸電線路 CT的選擇 （1）CT的作用電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A，這樣可使繼電保護裝置和其它二次回路的設(shè)計制造標準化。電保護裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護方便，而且也保證了運行人員的安全。1） 電流互感器二次回路必須有一點接地，否則當一，二次擊穿時，造成威脅人身和設(shè)備的安全。（2）CT的選擇和配置型號：電流互感器的型號應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。（1）PT的作用電壓互感器的作用是將一

15、次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，實現(xiàn)了二 次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。電壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測量儀表及繼電器的小型化和標準化。（2）PT的配置原則：型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。一次電壓的波動范圍：1.1UnU10.9Un二次電壓：100V準確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一準確度等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表.繼電器與自動裝置及設(shè)備對準確等級的要求來確定。二次負荷：S2Sn（3） 輸電線路上PT變比的選擇線路電均為110KV,故選用三相屋外的PT。由

16、發(fā)電廠電氣部分課設(shè)參考資料查得變比為?？捎萌齻€單相的PT組合而成。第3.2節(jié) 變壓器中性點的選擇3.2.1 變壓器中性點的選擇原則（1）電力系統(tǒng)的中性點是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機中性點。目前我國的電力系統(tǒng)采用中性點運行方式主要有三種，中性點不接地，經(jīng)過消弧線圈和直接接地，前兩種稱不接地電流系統(tǒng)；后一種又稱為大接地電流系統(tǒng)。（2）如何選擇發(fā)電機或變壓器中性點的運行方式，是一種比較復雜的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟問題，不論采用哪一種運行方式，都涉及到供電可靠性，過電壓絕緣配合，繼電保護和自動裝置的正確動作，系統(tǒng)的布置，電訊及無線電干擾，接地故障時對生命的危險以及系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列問題。（3）

17、本課題所設(shè)計網(wǎng)絡(luò)是110。電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。主變壓器的側(cè)采用中性點直接接地方式：凡是中低壓有電源的升壓站和降壓站至少有一臺變壓器直接接地 終端變電所的變壓器中性點一般接地。 變壓器中性點接地點的數(shù)量應(yīng)使用電網(wǎng)短路點的綜合零序電抗。（4）所有普通變壓器的中性點都應(yīng)經(jīng)隔離開關(guān)接地，以便于運行調(diào)度靈活，選擇接地點，當變壓器中性點可能斷開運行時，若該變壓器中性點絕緣不按線電壓設(shè)計，應(yīng)在中性點裝設(shè)避雷器的保護。（5）選擇接地點時應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點不接地系統(tǒng)，雙母線界限有兩臺及以上變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。根據(jù)上述原則本次設(shè)計的變

18、壓器中性點的接地方式為表31名稱發(fā)電廠變電站變壓器數(shù)4 臺2 臺接地數(shù)目3 臺2臺第4章 系統(tǒng)運行方式的選擇 4.1.1 最大運行方式計算短路電流時運行方式的確非常重要，因為它關(guān)系到所選的保護是否經(jīng)濟合理，簡單可靠，以及是否能滿足靈敏度要求等一系列問題保護的運行方式是以通過保護裝置的短路電流大小來區(qū)分的。根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)點設(shè)備都投入運行或大部分投入運行，以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機，變壓器，并聯(lián)線路全投入的運行方式。系統(tǒng)在最大運行方式工作的時候，等值阻抗最小，短路電流最大，發(fā)電機容量最大。4.1.2 最小運行方式根據(jù)

19、系統(tǒng)最小負荷投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式，對繼電保護來說是短路時通過保護的短路電流最小的運行方式。對通常都是根據(jù)最大運行方式來缺定保護的整定值，以保證選擇性，在其它運行方式下也一定能保證選擇性，靈敏度的校驗應(yīng)根據(jù)最小運行方式來運行。因為只要在最小運行方式下靈敏度一定能滿足要求。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機，變壓器，并聯(lián)線路部分投入的運行方式。系統(tǒng)在最小運行方式工作的時候，應(yīng)該滿足等值阻抗最大，短路電流最小，發(fā)電機容量最小的條件。第4.1節(jié) 系統(tǒng)運行方式的選擇系統(tǒng)最大最小運行方式的結(jié)果為：。（詳細過程見計算書第15-25頁）DL1最大運行方式A廠運行，

20、L4雙回線運行最小運行方式A廠運行，L4單線運行DL2最大運行方式A廠運行，L4雙回線運行最小運行方式A廠運行，L4單線運行DL3（DL4）最大運行方式A廠停行，L4單線運行最小運行方式A廠運行，L4雙回線運行DL5 （DL6）最大運行方式A廠運行，L4單線運行 最小運行方式A廠停行，L4雙回線運行第 5 章 短路計算第 5.1 節(jié) 短路的概述短路是電力系統(tǒng)最常見的故障。所謂短路，是指一切不正常的相程與相或中性點接地系統(tǒng)中相與地之間的短路。5.1.1 短路的后果短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行會帶來嚴重后果，主要表現(xiàn)在如下幾方面。(1) 短路故障使短路點附近的某些支路中流過巨大的短路電流（大容量系

21、統(tǒng)中可達數(shù)萬或數(shù)十萬安培），產(chǎn)生的電動力效應(yīng)可能使電氣設(shè)備變形或損壞。(2) 巨大短路電流的熱效應(yīng)可能燒壞設(shè)備。(3) 短路時短路點的電壓比正常運行時低，如果是三相短路，則短路點的電壓為零。這必然導致整個電網(wǎng)電壓大幅度的下降，可能使部分用戶的供電受到破壞，接在網(wǎng)絡(luò)中的用電設(shè)備不能正常工作。如在用電設(shè)備中占有很大比重的異步電動機，其電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，當電壓下降幅度較大時，電動機將停止轉(zhuǎn)動，在離短路點較遠的電動機，因電壓下降幅度較小而能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，但它的轉(zhuǎn)速將降低，導致產(chǎn)生廢，次產(chǎn)品。此外，由于電壓下降，轉(zhuǎn)速降低，而電動機拖動的機械負載又未變化，電動機繞組將流過較大的電流，如果短路持續(xù)時間

22、較長，電動機必然過熱，使絕緣迅速老化，縮短電動機的壽命。(4) 影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性在由多個發(fā)電機組成的電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時，由于電壓大幅度下降，發(fā)電機輸出的電磁功率急劇減少，如果由原動機供給的機械功率來不及調(diào)整，發(fā)電機就會加速而失去同步，使系統(tǒng)瓦解而造成大面積停電，這是短路造成的最嚴重，最危險的后果。(5) 對通信干擾第5.2節(jié) 短路計算的意義5.2.1 短路計算的目的短路故障對電力系統(tǒng)正常運行的影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)備選擇以及系統(tǒng)運行中，都應(yīng)著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后要盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論

23、從設(shè)計，制造，安裝，運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計算短路電流的方法。針對本次設(shè)計，短路電流計算的主要目的是：繼電保護的配置和整定。系統(tǒng)中應(yīng)配置哪些繼電保護以及保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分，并要作多種運行方式的短路計算。電力工程中，計算短路電流的目的還很多，不可能一一列舉，如確定中性點的接地方式，驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計算軟導線的短路搖擺，計算輸電線路分裂導線間隔棒所承受的向心壓力等都需要計算短路電流。綜上所述，對電力系統(tǒng)短路故障進行計算和

24、分析是十分重要的。無論是電力系統(tǒng)的設(shè)計，或是運行和管理，各環(huán)節(jié)都免不了對短路故障的分析和計算。但是，實際的電力系統(tǒng)是十分復雜的，突然短路的暫態(tài)過程更加復雜，要精確計算任意時刻的短路電流非常困難。然而實際工程中并不需要十分精確的計算結(jié)果，但卻要求計算方法簡捷，適用，其計算結(jié)果只要能滿足工程允許誤差即可。因此，工程中適用的短路計算，是采用在一定假設(shè)條件下的近似計算法， 這種近似計算法在電力工程中稱為短路電流實用計算。5.2.2 計算短路電流的基本程序短路電流計算是電力系統(tǒng)基本計算之一，一般采用標幺制進行計算。對于已知電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計算的主要步驟如下：（1） 制定等值網(wǎng)絡(luò)并計算各

25、元件在統(tǒng)一基準值下的標幺值。（2） 網(wǎng)絡(luò)簡化。對復雜網(wǎng)絡(luò)消去電源點與短路點以外的中間節(jié)點，把復雜網(wǎng)絡(luò)簡化為如下兩種形式之一：（3）一個等值電勢和一個等值電抗的串聯(lián)電路，（4）多個有源支路并聯(lián)的多支星形電路，（5） 考慮接在短路點附近的大型電動機對短路電流的影響。（6）計算指定時刻短路點發(fā)生某種短路時的短路電流（含沖擊電流和短路全電流有效值）。（7） 計算網(wǎng)絡(luò)各支路的短路電流和各母線的電壓。一般情況下三相短路是最嚴重的短路（某些情況下單相接地短路或兩相接地短路電流可能大于三相短路電流）。因此，絕大多數(shù)情況是用三相短路電流來選擇或校驗電氣設(shè)備。另外，三相短路是對稱短路，它的分析和計算方法是不對稱短

26、路分析和計算的基礎(chǔ)。第 6章 相間距離保護整定和靈敏度檢驗第 6.1 節(jié) 概述6.1.1 距離保護的基本概念 由于電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的情況，系統(tǒng)的運行方式變化增大，長距離負荷線路增多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜化，在這些情況下，相間的電流、電壓保護的靈敏度、快速性、選擇性往往不能滿足要求。 電流、電壓保護是依據(jù)保護安裝處測量電流、電壓的大小及相應(yīng)的動作時間來判斷故障是否發(fā)生以及是否屬于內(nèi)部故障，因不受系統(tǒng)的運行方式及電網(wǎng)的接線影響大可以聯(lián)想到，對一個被保護元件，在其一端裝設(shè)的保護，如能測量出故障點至保護安裝處的距離并于保護范圍對應(yīng)的距離比較，即少判斷出故障點位置從而決定其行為。這種方式顯然不受

27、運行方式和接線的影響，這樣構(gòu)成的保護就是距離保護。顯然，它是適應(yīng)新的情況的保護。6.1.2 阻抗繼電器 阻抗繼電器是距離保護裝置的主要元件，它是反映從故障點至保護安裝之間阻抗值大小的的測量元件，通常稱為阻抗繼電器。阻抗繼電器的種類很多，但根據(jù)其基本性質(zhì)可分為兩大類，即第I類阻抗繼電器和第II類阻抗繼電器。第I類阻抗繼電器的主要特點是，它的動作特性可直接表示在阻抗（或?qū)Ъ{）復數(shù)平面上，因而可利用它在復數(shù)平面上的特性曲線，對繼電器在各種故障方式及系統(tǒng)運行方式下的行為進行分析。這些特性曲線，都可以表示為通入繼電器的電壓與電流的某種函數(shù)。根據(jù)各種不同的構(gòu)成方式，可以得到圓、直線、橢圓、平行四邊形等各種

28、軌跡曲線；也可以構(gòu)成帶有方向性的圓特性及帶有偏移的圓特性曲線。對于第II類阻抗繼電器，根據(jù)它的動作原理，其動作特性不能表示成為復數(shù)平面上的單一變量Z的某個函數(shù)曲線，因而只能根據(jù)繼電器的原始動作方程式，以及具體的系統(tǒng)運行方式和故障類型，對繼電器的動作行為進行分析，所以其特性分析較為復雜。6.1.3 距離保護的基本特性(1) 距離保護的基本構(gòu)成距離保護是以反映從故障點到保護安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑淖杩估^電器為主要元件（測量元件），動作時間具有階梯性的相間保護裝置。當故障點至保護安裝處之間的實際阻抗大雨預(yù)定值時，表示故障點在保護范圍之外，保護不動作當上述阻抗小于預(yù)定值時，表示故障點在保護范圍

29、之內(nèi)，保護動作。當再配以方向元件（方向特性）及時間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護裝置。(2) 距離保護的應(yīng)用距離保護可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復雜、運行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。當線路發(fā)生單相接地故障時，距離保護在有些情況下也能動作；當發(fā)生兩相短路接地故障時，它可與零序電流保護同時動作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜，運行方式多變，采用一般的電流、電壓保護不能滿足運行要求時，則應(yīng)考慮采用距離保護裝置。(3) 距離保護各段動作特性距離保護一般裝設(shè)三段，必要時也可采用四段。其中第I段可以保護全線路的80%85%，其動作時間一般不大于0.030.1s（保護裝置的固有動作時

30、間），前者為晶體管保護的動作時間，后者為機電型保護的動作時間。第II段按階梯性與相鄰保護相配合，動作時間一般為0.51.5s，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護。第III（IV）段，其動作時間一般在2s以上，作為后備保護段。(4) 距離保護裝置特點 由于距離保護主要反映阻抗值，一般說其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較小，運行中躲開負荷電流的能力強。在本線路故障時，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響（只要流過裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精確工作電流）。當故障點在相鄰線路上時，由于可能有助增作用，對于地II、III段，保

31、護的實際動作區(qū)可能隨運行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運行的要求。 由于保護性能受電力系統(tǒng)運行方式的影響較小，因而裝置運行靈活、動作可靠、性能穩(wěn)定。特別是在保護定值整定計算和各級保護段相互配合上較為簡單靈活，是保護電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護裝置。第 6.2 節(jié) 相間距離保護裝置各保護段定值配合的原則6.2.1 距離保護定值配合原則距離保護定值配合的基本原則如下：(1) 距離保護裝置具有階梯式特性時，起相鄰上、下級保護段之間應(yīng)該逐級配合，即兩配合段之間應(yīng)在動作時間及保護范圍上互相配合。距離保護也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護裝置在動作時間及保護范圍上相配合。例如：當相鄰為發(fā)電機

32、變壓器組時，應(yīng)與其過電流保護相配合；當相鄰為變壓器或線路時，若裝設(shè)電流、電流保護，則應(yīng)與電流、電壓保護之動作時間及保護范圍相配合。(2) 在某些特殊情況下，為了提高保護某段的靈敏度，或為了加速某段保護切除故障的時間，采用所謂“非選擇性動作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當某一較長線路的中間接有分支變壓器時，線路距離保護裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護線路總阻抗的80%85%計算，但應(yīng)躲開分支變壓器低壓母線故障；當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，線路距離保護第I段可能與變壓器差動保護同時動作（因變壓器差動保護設(shè)有出口跳閘自保護回路），而由線路自動重合閘加以糾正，使供電線路恢復

33、正常供電。(3) 采用重合閘后加速方式，達到保護配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護動作的選擇性。這可在下述情況下實現(xiàn)：當線路發(fā)生永久性故障時，故障線路由距離保護斷開，線路重合閘動作，進行重合。此時，線路上、下相鄰各距離保護的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時限上不能互相配合（因有時距離保護III段與相鄰保護的第II段配合），故重合閘后將會造成越級動作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護III段，一般只要重合閘后加速距離保護III段在1.52s，即可躲開系統(tǒng)振蕩周期，故

34、只要線路距離保護III段的動作時間大于22.5s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。第 6.3 節(jié) 距離保護整定計算6.3.1 距離保護段整定計算（1） 當被保護線路無中間分支線路（或分支變壓器）時，定值計算按躲過本線路末端故障整定，一般可按被保護線路正序阻抗的80%-85%計算，即Zdz.IKkZxl （61）式中 Zdz.I 距離保護I段的整定阻抗； Zxl 被保護線路的正序相阻抗； Kk 可靠系數(shù)，可取0.80.85； 而保護的動作時間按 t=0秒整定。（2） 當線路末端僅為一臺變壓器時（即線路變壓器組）其定值計算按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過變壓器其他各側(cè)的母線故障定Zd

35、z.IKkZxl+KkbZb （62）式中 Zb 線路末端變壓器的阻抗； Kkb 可靠系數(shù)，取0.7； Kk 可靠系數(shù)，取0.80.85； Zxl 線路正序阻抗。保護動作時間按t=0秒整定。（3）當被保護線路中間接有分支線路或分支變壓器時其計算按同時躲開本線路末端和躲開分支線路（分支變壓器）末端故障整定，即 （63）及 Zdz.IKkZxl+KkZb （64）式中 Zxl本線路正序阻抗； Zxl本線中間接分支線路（分支變壓器）處至保護安裝處之間的線路的正序阻抗。 6.3.2 距離保護II段整定計算（1） 按與相鄰線路距離保護I段配合整定Zdz.KkZl+KbKzZdz.I （65） 式中 Zl

36、 被保護線路阻抗； Zdz.I 相鄰距離保護I段動作阻抗； Kk 可靠系數(shù)，取0.80.85； Kb 可靠系數(shù)，取0.7； Kz 助增系數(shù)，選取可能的最小值。保護動作時間 tdz.=t （66）式中 t 時間級差，一般取0.5s 。6.3.3 距離保護III段整定計算（1） 躲開最小負荷阻抗遠后備采用0度接線的方向阻抗繼電器Zdz.0.9UN/KkKhKzqIfh.maxcos（lm-fh） （67）式中 Kk 可靠系數(shù)，取1.21.3； Kh 返回系數(shù)，取1.151.25： Kzq 自起動系數(shù)，取2； UN 電網(wǎng)的額定電壓；Ifh.max 最大負荷電流； lm 阻抗元件的最大靈敏角，取71.

37、57度；fm 負荷阻抗角，取26度；第 6.4節(jié) 距離保護整定和靈敏度校驗6.4.1 1號斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 1號斷路器段距離保護整定（詳見計算書15頁）有名值：ZDZ1I=0.083866.950132.25=11.08366.950 （）整定時間：tDZ2I=0 s（2） 1號斷路器段距離保護整定 與7DL距離I段保護相配合 KBmin =2.8121 ZDZ1II= 0.85(0.0386+j0.0907+ 2.81210.083866.950) =0.850.334266.960=0.28466.960 與變壓器B2速動保護相配合因為與變壓器縱差保護配合時的整定值一定大

38、于與相鄰線路相間距離保護I段整定值配合時定值，所以與變壓器B2縱差保護相配合時的定值較大。 與L4線路5DL距離I段保護相配合Kbmin=1.367ZDZ1II =0.85(0.0386+j0.0907+ 1.3670.167666.950)=0.109-j0.2563=0.278566.950三者相比較,取最小者進行整定, 即：ZDZ1II=0.278566.950132.25=36.83266.95（詳見計算書18頁）0（3） 靈敏度校驗：Klm= ZDZ1II/ ZL1 = 0.2785 /0.0986=2.821.5,滿足靈敏度要求即 1號斷路器段整定值為36.832， 其動作時限為0

39、.5秒。（4） 1號斷路器段距離保護整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ1III=193() （詳見計算書24頁）（5） 靈敏度校驗Klm近=14.81.5滿足要求 Klm遠=2.931.3滿足要求6.4.2 2號斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 2號斷路器段距離保護整定（詳見計算書15頁）有名值：ZDZ2I=0.083866.950132.25=11.08366.950 （）整定時間：tDZ2I=0 s（2） 2號斷路器段距離保護整定有名值：ZDZ2II=0.147966.950132.95=19.6() 即 2號斷路器段整定值為19.6（詳見計算書18頁） 其動作時限為0.5秒（3） 2號斷路

40、器段距離保護整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ2III =2569.75() （詳見計算書24頁）（4） 靈敏度校驗近后備Klm= 197.081.5滿足要求。無遠后備。6.4.3 3號斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 3號斷路器段距離保護整定（詳見計算書15頁）有名值：ZDZ3I=0.167666.980132.25=22.16566.980 （）整定時間：tDZ3I=0 s（2）3號斷路器段距離保護整定 與2DL距離I段保護相配合 KBmin =1.679 ZDZ3II=0.85(0.0771+j0.1815+ 1.6790.083866.950)=0.1124+j0.2463=0.2872

41、66.970 與7DL距離保護I段配合KBmin =1有名值：ZDZ3II=0.238866.980132.25=31.58166.980（） 與6DL距離保護I段配合由計算分析知無法與6DL保護I段相配合 與相鄰B2變壓器縱差保護配合因為與變壓器縱差保護配合時的整定值一定大于與相鄰線路相間距離保護I段整定值配合時的定值，所以與B2縱差保護配合時定值較大上述四者相比較，取最小者進行整定，即ZDZ3II= 132.250.238866.980=31.58166.980（）（詳見計算書22頁）0（6） 靈敏度校驗：Klm= ZDZ1II/ ZL1 = 0.2785 /0.0986=2.821.5,

42、滿足靈敏度要求即 1號斷路器段整定值為36.832， 其動作時限為0.5秒。（7） 1號斷路器段距離保護整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ3III =193()（詳見計算書24頁）（8） 靈敏度校驗Klm近= 7.421.5 滿足要求 Klm遠=2.91.3 滿足要求4DL整定計算及靈敏度校驗同3DL. 6.4.4 5號斷路器距離保（如配置圖所示）（1）5號斷路器段距離保護整定（詳見計算書15頁）有名值：ZDZ5I=0.167666.980132.25=22.16566.980 （）整定時間：tDZ5I=0 s（2） 5號斷路器段距離保護整定 與4DL保護I段配合由計算分析知無法與4DL保護I段相

43、配合 整定原則：按保證被保護線路L4末端故障保護有足夠靈敏度整定有名值 ZDZ2II=0.276166.980132.95=36.514() 即 5號斷路器段整定值為36.514（詳見計算書24頁） 其動作時限為0.5秒（3） 5號斷路器段距離保護整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ5III=220.26() （詳見計算書25頁）（4） 靈敏度校驗近后備Klm=8.471.5滿足要求。無遠后備。6DL整定計算及靈敏度校驗同5DL.第7章 電力網(wǎng)零序繼電保護方式選擇與整定計算第 7.1 節(jié) 概述7.1.1零序保護原理 WXB-11C型微機保護中零序保護設(shè)置了五段全相運行時的零序保護，兩段非全相運行時的

44、不靈敏段零序保護，全相運行時各段零序保護的方向元件均可由控制字整定投入或退出。重合加速、段，可由控制字分別投入或退出，后加速時間均固定為0.1S，另外零序段在重合閘后帶0.1S延時。（1） 起動元件本裝置零序保護由相電流差突變量啟動，為防止CT斷線，零序保護誤動設(shè)置了3U0突變量元件把關(guān)閉鎖，此功能由控制字整定投入或退出。（2） 3U0的切換零序保護方向元件的3U0，正常情況下均取用自產(chǎn)3U0即軟件根據(jù)Ua+Ub+Uc=3U0獲得，若故障前發(fā)現(xiàn)上述等式不成立（可能PTDX），而此時Ua+Ub+Uc=0仍成立，則故障時仍取用自產(chǎn)3U0，Ua+Ub+Uc0則取實際接入的3U0，不考慮Ua、Ub、U

45、c與3U0同時斷線的情況。PT斷線時零序保護不退出工作，也不報警。712零序電流保護的特點中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序電流分量構(gòu)成保護，可做為一種主要的接地短路保護。因為它不反映三相和兩相短路，在正常運行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時也沒有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護仍有電流保護的某些弱點，即它受電力系統(tǒng)運行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低。當零序電流保護的保護效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護。接地距離保護因其保護范圍比較固定，對本線路和相鄰線路的博愛戶效果都會有所改善。零序電流保護接于電流互感器的零序濾過器，接線簡單

46、可靠，零序電流保護通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運行需要而增減段數(shù)。 第 7.2 節(jié) 零序電流保護整定計算的運行方式分析7.2.1 接地短路電流、電壓的特點 根據(jù)接地短路故障的計算方法可知，接地短路是相當于在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點增加額外附加電抗的短路。這個額外附加電抗就是負序和零序綜合電抗。各序的電流分配，只決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關(guān)系；而各序電流的絕對值要受其他序電抗的影響。 計算分支零序電流的分布時，例如：計算電流分支系數(shù)，只須研究零序序網(wǎng)的情況；當要計算零序電流絕對值大小時，必須同時分析正、負、零三個序網(wǎng)的變化。零序電壓的特點，類似零序電流的情況。零序電壓分布在短路點最高，隨著距

47、短路點的距離而逐漸降低，在變壓器中性點接地處為零。7.2.2 接地短路計算的運行方式選擇計算零序電流大小和分布的運行方式選擇，是零序電流保護整定計算的第一步。選擇運行方式就是考慮零序電流保護所能適應(yīng)的發(fā)電機、變壓器以及線路變化大小的問題。一般來說，運行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門，但繼電保護可在此基礎(chǔ)上，加以分析選擇。其中變壓器中性點接地數(shù)目的多少和分配地點，對零序電流保護影響極大，通常由繼電保護整定計算部門決定。變壓器中性點接地方式的選擇，一般可按下述條件考慮。(1) 總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來確定中性點是否接地；其次是以保持對該母線的零序電抗

48、在運行中變化最小為出發(fā)點來考慮。當變壓器臺數(shù)較多時，也可采取幾臺變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。(2) 發(fā)電廠的母線上至少應(yīng)有一臺變壓器中性點接地運行，這是電力系統(tǒng)過電壓保護和繼電保護功能所需要的。為改善設(shè)備過電壓的條件，對雙母線上接有多臺（一般是四臺以上）變壓器時，可選擇兩臺變壓器同時接地運行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路器斷開后，也各自保持著接地系統(tǒng)。變電所的變壓器中性點分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點因班應(yīng)不接地運行，以簡化零序電流保護的整定計算；雙側(cè)電源受電的變壓器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按變

49、壓器零序電抗變化最小的原則進行組合。7.2.3 流過保護最大零序電流的運行方式選擇(1) 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運行方式，線路末端的變壓器中性點不接地運行。(2) 多電源的輻射形電網(wǎng)及環(huán)狀電網(wǎng)，應(yīng)考慮到相臨線路的停運或保護的相繼動作，并考慮在最大開機方式下對側(cè)接地方式最小，而本側(cè)（保護的背后）接地方式最大。(3) 計算各類短路電流值。(4)短路電流計算結(jié)果整理。（見11-12頁）第 7.3 節(jié) 零序電流保護的整定計算7.3.1 零序電流保護I段的整定(1) 按躲開本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即 IDZ.X0I=KKI IDLX0 (7-1)式中 KKI可靠系數(shù)，取1.21.3

50、；計算時取1.3IDLX0線路末端接地短路時流過保護的最大零序電流。(2) 按躲開線路斷路器三相不同時合閘的最大零序電流整定，即 IDZ.X0I=KKI 3I0.bt.max (7-2)式中 KKI 可靠系數(shù)，取1.11.2；計算時取1.13I0.bt.max 斷路器三相不同時合閘所產(chǎn)生的零序電流最大值。(3) 當線路長度太短致使零序I段保護范圍很小，甚至沒有保護范圍時，則零序I段保護應(yīng)停用。7.3.2 零序電流保護II段的整定此段保護一般擔負主保護任務(wù)，要求在本線路末端達到規(guī)定的靈敏系數(shù)。此段保護的整定原則也適用于零序電流保護III段的整定。此段保護按滿足以下條件整定：(1)按與相鄰下一級線

51、路的零序電流保護I段配合整定，即IDZX0II=KIIK IDZY0I/ Kbmin (7-3)式中 KIIK 可靠系數(shù)，取1.151.2； Kbmin 分支系數(shù)，按實際情況選取可能的最小值； IDZY0I 相鄰下一級線路的零序電流保護I段整定值。當按此整定結(jié)果達不到規(guī)定靈敏系數(shù)時，可改為與相鄰下一級線路的零序電流保護II段配合整定。(2)按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定。(3) 當本段保護整定時間等于或低于本線路相間保護某段的時間時，其整定值還必須躲開該段相間的保護范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流。7.3.3 零序電流保護III段保護的整定此段保護

52、一般是起后備保護作用。III段保護通常是作為零序電流保護II段保護的補充作用。對后備保護的要求是在相鄰下一級線路末端達到規(guī)定的靈敏系數(shù)。零序電流保護III段保護按滿足以下條件整定：(1) 按與相鄰下一級線路的零序電流保護II段保護配合整定。當本保護的零序電流保護II段已達到規(guī)定的靈敏系數(shù)時，此零序電流保護III段也可按與相鄰下一級線路的零序電流保護III段配合整定，以改善后備性能。(2)按躲開下一條線路出口處發(fā)生三相短路時，保護裝置零序電流濾過器中的最大不平衡電流來整定IDZX0III = KKIII Kap KSt Ker Ikmax (7-4)式中 KKIII 可靠系數(shù)。取1.11.2；

53、Kap非周期分量系數(shù)，取1.5； KSt 電流互感器的同性系數(shù)，取0.5； Ker電流互感器的10%誤差，取0.1； Ikmax本級線路末端三相短路的最大短路電流。(3)按零序電流保護II段整定中的3項條件整定。(4)按零序電流保護II段保護整定中的4項條件整定。(5)當零序電流保護最后一段整定值較小時，其下限條件應(yīng)大于變壓器中、低壓側(cè)相間短路的最大不平衡電流。零序III段的靈敏度線路末端靈敏度計算為KlmIII（近）= 3IBmin/ IDZ10III1.31.5 (7-5)后備保護靈敏度計算為KlmIII（遠）= 3ICmin/ KBmaxIDZ10III 1.0 (7-6)結(jié)合實際情況，

54、整定結(jié)果為：（詳細過程見計算書第26-40頁）零序整定計表7-1DL1DL2DL3（4）DL5（6）零序電流I段整定值407.12A924.41A369.37A637.59A15%處短路電流值1176.79A1232.51A963.39A1113.29A靈敏度滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求動作時限0s0s0s0s零序電流II段整定值519.52A402.6A337.7A215.36A靈敏度1.31.50.541.4動作時限0.5S0.5S0.5S0.5S零序電流III段整定值173.15A150.27A174.43A靈敏度(近)3.694.021.73(遠)0.53動作時限T+t第8章 自動

55、重合閘選擇及整定第8.1節(jié) 自動重合閘的選擇在110KV級以上電壓的大接地電流系統(tǒng)中，由于架空線路的線間距離較大，相間故障的機會比較少，而單相接地短路的機會比較多。我國某系統(tǒng)220KV網(wǎng)絡(luò)17年線路的故障類型統(tǒng)計在短路故障類型中，單相接地故障占87%，并且從錄波照片的分析中還發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生的鄉(xiāng)間故障中，相當一部分也是由單相接地故障發(fā)展而成的。如果在三相線路上裝設(shè)三個單相斷路器，當發(fā)生單相接地故障時，只將故障相的斷路器跳開，而未發(fā)生故障的其余兩相仍繼續(xù)運行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，還可以減少相間故障發(fā)生的機會。因此，在高壓輸電線路上，若不允許采用快速非同期三相重合閘，而采用檢同期重合閘，又因恢復供電的時間太長，滿足不了穩(wěn)定運行的要求時，就采用單相重合閘方式。單相重合閘是指只把發(fā)生故障的一相斷開，然后再進行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。