繼電保護課程設(shè)計--110kv線路繼電保護設(shè)計

1、<p><b>　　電力系統(tǒng)繼電保護</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　課設(shè)名稱：110KV線路繼電保護設(shè)計</p><p>　　姓 名： ******* </p><p>　　班 級： 電氣11本2班

2、 </p><p>　　學 號： ********** </p><p>　　指導老師： </p><p>　　日 期：2014.12.1-2014.12.13 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、

3、設(shè)計原始資料1</p><p>　　二、分析課題設(shè)計內(nèi)容2</p><p>　　三、短路電流及殘壓計算6</p><p>　　四、保護的配合及整定計算13</p><p>　　五、繼電保護設(shè)備選擇17</p><p>　　六、相間短路保護21</p><p><b>　　七

4、、結(jié)論24</b></p><p>　　八、主要參考文獻25</p><p><b>　　1設(shè)計原始資料</b></p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　系統(tǒng)示意圖如圖所示，發(fā)電機以發(fā)電機—變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機方式為4臺機全開，最小開機方式為

5、兩側(cè)各開1臺機，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。參數(shù)為：</p><p>　　，，，，，，，，，線路阻抗，,、。</p><p>　　試對1、2、3、4進行零序保護的設(shè)計。</p><p><b>　　1.2 完成內(nèi)容</b></p><p>　　(1) 請畫出所有元件全運行時三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標注參數(shù)；<

6、/p><p>　　(2) 所有元件全運行時，計算B母線發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時的零序電流分布；</p><p>　　(3) 分別求出保護1、4零序II段的最大、最小分支系數(shù)；</p><p>　　(4) 分別求出保護1、4零序I、II段的定值，并校驗靈敏度；</p><p>　　(5) 保護1、4零序I、II段是否需要安裝方向元件；<

7、;/p><p>　　(6) 保護1處裝有單相重合閘，所有元件全運行時發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護1不靈敏I段定值；</p><p>　　（7）其相間短路的保護也采用電流保護，試完成： </p><p>　　（1）分別求出保護1、4 的段Ⅰ、Ⅱ定值，并校驗靈敏度； </p><p>　?。?）保護1、4 的Ⅰ、Ⅱ段是否安裝方向元件； </p>

8、<p>　　（3）分別畫出相間短路的電流保護的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的交流 </p><p><b>　　接線; </b></p><p><b>　　2分析課題設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計規(guī)程 </b></p><p&

9、gt;　　正常運行的而電力系統(tǒng)是三相對稱的，其零序、負序電流和電壓理論上為零；多數(shù)的短路故障是三相不對稱的，其零序、負序電流和電壓會很大；利用故障的不對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。利用三相對稱性的變化特征，可以構(gòu)成反應(yīng)負序分量原理的各種保護。</p><p>　　當中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路時，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

10、保護，具有顯著的特點，被廣泛應(yīng)用在110Kv及以上電壓等級的電網(wǎng)中。</p><p><b>　　2.2保護配置</b></p><p>　　2.2.1主保護配置</p><p>　　零序保護的主保護是零序保護Ⅰ段和零序保護Ⅱ段。</p><p><b>　　圖1 網(wǎng)絡(luò)接線圖</b></p&g

11、t;<p>　　(1) 零序保護第Ⅰ段</p><p>　　在發(fā)生單相或兩相接地短路時，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的原則，進行保護的整定計算。零序電流速斷保護的整定原則如下：</p><p>　　① 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3，引入可靠系數(shù)(一般取為1.2～1.3)，即</p><p

12、><b>　　(1) </b></p><p>　?、?躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時所出現(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>　?、?按躲開非全相運行狀態(tài)下又發(fā)生系統(tǒng)振蕩時所出現(xiàn)的最大零序電流整定。</p><p>　　為此可以

13、設(shè)置兩個零序電流Ⅰ段保護，一個是按條件(1)和(2)整定(由于其定值較小，保護范圍較大，因此，稱為靈敏Ⅰ段)，它的主要任務(wù)是對全相運行狀態(tài)下的接地故障起作用，具有較大的保護范圍，而當單相重合閘起動時，則將其自動閉鎖，需待恢復(fù)全相運行時才能重新投入；另一個是按條件(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，用以彌補失去靈敏Ⅰ段的缺陷，盡快地將故障切除，當然，不靈敏Ⅰ

14、段也能反應(yīng)全相運行狀態(tài)下的接地故障，只是其保護范圍較靈敏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及以上時，是否仍按上述原則整定可視具體情況比較優(yōu)缺點后再決定。</p><p>　　端變壓器中性點不接

15、地運行，只按躲開變壓器低壓側(cè)母線相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

16、壓側(cè)三相短路最大短路電流。</p><p>　　(2) 零序保護第Ⅱ段</p><p>　　零序電流Ⅱ段保護整定是按躲過下段線路第Ⅰ段保護范圍末端接地短路時，通過本保護裝置的最大零序電流。同時還帶有高出一個的時限，以保證動作的選擇性。</p><p>　　① 按與相鄰下一級線路的零序電流保護Ⅰ段配合整定，即</p><p><b>

17、　　(4) </b></p><p>　　式中，——可靠系數(shù)，取1.15～1.2；</p><p>　　——分支系數(shù)，按實際情況選取可能的最大值；</p><p>　　——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)定靈敏度數(shù)時，可改為與按與相鄰下一級線路的零序電流保護Ⅱ段配合整定。</p><p>　?、?按躲

18、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，即</p><p><b>　　(5) </b></p><p>　?、?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保護范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流，即</p><p>　　(6) &

19、lt;/p><p>　　引入零序電流的分支系數(shù)，則保護1的零序Ⅱ段整定為</p><p>　　(7) </p><p>　　當變壓器切除或中性點改為不接地運行時，則該支路即從零序等效網(wǎng)絡(luò)中斷開，此時。</p><p>　　④ 靈敏性的校驗。為了能夠保護本線路的全長，限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩

20、相短路時，具有足夠的反應(yīng)能力。這個能力通常用靈敏系數(shù)來衡量。對反應(yīng)于數(shù)值上升而動作的過量保護裝置，靈敏系數(shù)的含義是</p><p>　　式中故障參數(shù)的計算值，應(yīng)根據(jù)實際情況，合理地采用最不利于保護動作的系統(tǒng)運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>　　

21、為了保證在線路末端短路時，保護裝置一定能夠動作，在考慮實際短路時存在的過渡電阻以及測量誤差等的影響，對限時電流速斷保護要求。</p><p>　　⑤ 零序電流Ⅱ段保護的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時的最小零序電流來檢驗，并滿足≥1.5的要求。當由于線路比較短或運行方式變化比較大，靈敏度不滿足要求時，可考慮用下列方式解決：</p><p>　　⑥ 使零序電流Ⅱ段保護與下一條線路的零序電

22、流Ⅱ段保護配合，時限再抬高一級，可以取為1s。 </p><p>　?、?保留0.5s的零序電流Ⅱ段保護，同時再增設(shè)一個與下一條線路的零序電流Ⅱ段保護配合的動作時限為1s的零序Ⅱ段。這樣保護裝置中，就具有兩個定值和時限均不相同的零序Ⅱ段，一個定值較大，能在正常運行方式和最大運行方式下，以較短的延時切除本線路上所發(fā)生的接地故障；另一個具有較長的延時，能保證在各種運行方式下線路末端接地短路時，保護裝置具有足夠的靈敏系

23、數(shù)。</p><p>　　2.2.2后備保護配置</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護一般情況是作為本線路和相鄰線路的后備保護，在中性點直接接地系統(tǒng)中的終端線路上，它也可以作為主保護使用。</p><p>　　零序電流Ⅲ段保護按如下原則整定：</p><p>　　(1) 按躲開在下一條線路出口處相間短路時所出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，引入可靠

24、系數(shù)，即為</p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　(2) 與下一條線路零序Ⅲ段相配合,就是本保護零序Ⅲ段的保護范圍，不能超出相鄰線路上零序Ⅲ段的保護范圍。當兩個保護之間具有分支電路時(有中性點接地變壓器時)，起動電流整定為</p><p><b>　　(10)</b></p><

25、;p>　　式中，——可靠系數(shù)，一般取為1.1～1.2</p><p>　　——分支系數(shù)，即在相鄰的零序Ⅲ段保護范圍末端發(fā)生接地短路時，故障線路中零序電流與流過本保護裝置中零序電流之比。</p><p>　　保護裝置的靈敏系數(shù)，當作為本條線路近后備保護時，按本線路末端發(fā)生接地故障時的最小零序電流來校驗，要求； 當作為相鄰元件的遠后備保護時，按相鄰元件保護范圍末端發(fā)生接地故障時，流過本保

26、護的最小零序電流(應(yīng)考慮圖3-2所示的分支電路使電流減小的影響)來校驗，要求。</p><p>　　(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保護范圍末端發(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，其起動電流一

27、般都很小(在二次側(cè)約為2～3A)，因此，在本電壓級網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地短路時，它都可能起動，這時，為了保證保護的選擇性，各零序過電流保護的動作時限也應(yīng)按圖2所示的階梯原則來選擇。</p><p>　　3短路電流及殘壓計算</p><p>　　3.1等效電路的建立</p><p>　　所有元件全運行時三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖3 (a）、(b)、(c) 所示。</p>

28、;<p><b>　　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) 負序網(wǎng)絡(luò)

29、</b></p><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 保護短路點的選取</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2的最大零序電流。</p><p>　　母線B處分別發(fā)

30、生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護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3的最大零序電流。</p><p>　　3.3 短路電流的計算</p><p>　　先求出所有元件全運行時，B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的復(fù)合序網(wǎng)等值圖。</p><p>　　(1) 單相接地

31、短路時，故障端口正序阻抗為</p><p><b>　　故障端口負序阻抗為</b></p><p><b>　　故障端口零序阻抗為</b></p><p>　　則B母線分別發(fā)生單相接地時的復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖4所示。</p><p>　　因為，可以導出 是一個串聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。</p>

32、<p>　　圖4 復(fù)合序網(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流過保護1、4的零序電流分別為</p><p>　　畫出B母線發(fā)生單相接地時零序電流分布圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 零序電流分布圖</p><

33、p>　　(2) B母線兩相接地短路時，故障端口各序阻抗和單相接地短路時相同，即， </p><p>　　因為，可以導出 是一個并聯(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

34、零序電流為</b></p><p>　　同樣的，流過保護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1的分支系數(shù)。</p><p>　　當BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助

35、增作用，如圖8所示。</p><p>　　對，當只有一臺發(fā)電機變壓器組運行時最大 ，有</p><p>　　當兩臺發(fā)電機變壓器組運行時最小，有</p><p>　　對,當、只有一臺運行時最大，；當、兩臺全運行時最小，。因此，保護1的最大分支系數(shù)</p><p><b>　　最小分支系數(shù) </b></p>

36、<p>　　同樣地分析保護4的分支系數(shù)。當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,當只有一臺發(fā)電機變壓器組運行時最大,有</p><p>　　當兩臺發(fā)電機變壓器組運行時最小，有</p><p><b>　　最小分支系數(shù)</b></p><p>　　4 保護的配合及整定

37、計算</p><p>　　4.1 保護1距離保護的整定與校驗</p><p>　　4.1.1 保護1零序保護第I段整定</p><p>　　(1) 保護1整定計算</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1的最大零序電流為</p><p><b>　　故I段定值</b>

38、</p><p>　　為求保護1的零序II段定值，應(yīng)先求出保護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3的最大零序電流。此時有</p><p>　　母線C單相接地短路時，有</p><p>　　從而求得母線C單相接地短路時流過保護3的電流</p><p>　　母線C處兩相接地短路時，有</p>

39、<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3的電流</p><p>　　這樣，母線C處兩相接地短路時流過保護3的最大零序電流</p><p>　　(2) 保護3的零序I段定值為</p><

40、p>　　這樣，保護1的零序II段定值為</p><p>　　校驗靈敏度：母線B接地故障流過保護1的最小零序電流</p><p>　　靈敏系數(shù) </p><p>　　(3) 保護4整定計算</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4的最大零序電流為</p><p&

41、gt;<b>　　，</b></p><p><b>　　故I段定值</b></p><p>　　為求保護4的零序II段定值，應(yīng)先求出保護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2的最大零序電流。此時有</p><p><b>　　A處單相接地時，有</b><

42、;/p><p>　　從而求得流過保護2的電流</p><p><b>　　A處兩相接地時，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2的電流</p>

43、<p>　　這樣，流過保護2的最大零序電流</p><p>　　(4) 保護2的零序I段定值為</p><p>　　這樣，保護4的零序II段定值為</p><p>　　校驗靈敏度：母線B接地故障流過保護4的最小零序電流</p><p><b>　　靈敏系數(shù)</b></p><p>　

44、　(5) 計算母線A發(fā)生接地短路時(最大運行方式、單相及兩相接地)流過保護1的最大零序電流，然后將該零序電流值與保護1的I、II段定值相比較，如果零序電流小于定值，則A母線接地短路時保護1的零序電流繼電器不會啟動，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。對保護1而言：由第(4)問分析知道：當母線A在最大運行方式下單相接地時流過保護1的零序電流最大，為：，大于保護1的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。</p

45、><p>　　對保護4而言：當母線C在最大運行方式下單相接地時流過保護4的零序電流最大，為：，大于保護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°時流過保護1的零序電流整定。此時有</p><p>　　單相斷開時，故障端口正序電流</p>&

46、lt;p>　　故障端口也是流過保護1的零序電流，即</p><p>　　接地短路時流過保護1的最大零序電流為，二者中取大者，故保護1的不靈敏I段的定值為</p><p>　　5 繼電保護設(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

47、的聯(lián)絡(luò)元件，同時也是一次系統(tǒng)與二次系統(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、控制及繼電保護使用?；ジ衅鞯木唧w作用是：(1) 將一次系統(tǒng)各級電壓均變成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、標準化。(2) 講一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時互感器二次側(cè)有一點可靠接地，從而保證了二次設(shè)備及人員安全。</p>

48、<p>　　5.1.1 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)

49、 </p><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，一般強電系統(tǒng)用5A， 弱電系統(tǒng)用1A。</p>

50、<p>　?、?電流互感器種類和型式的選擇</p><p>　　在選擇互感器時，應(yīng)根據(jù)安裝地點(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，應(yīng)注意校核窗口尺寸。</p><p>　　④ 電流互感器準確級的選擇</p><p>　　為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級

51、。例如:裝于重要回路(如發(fā)電機、調(diào)相機、變壓器、廠用饋線、出線等)中的電能表和計費的電能表一般采用0.5~1級表，相應(yīng)的互感器的準確級不應(yīng)低于0.5級；對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級宜用0.2級。供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表一般皆用1~1.5級的，相應(yīng)的電流互感器應(yīng)為0.5~1級。供只需估計電參數(shù)儀表的互感器可用3級的。當所供儀表要求不同準確級時，應(yīng)按相應(yīng)最高級別來確定電流互感器的準確級。

52、</p><p>　?、?二次容量或二次負載的校驗</p><p>　　為了保證互感器的準確級，互感器二次側(cè)所接實際負載Z2l或所消耗的實際容量荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定負載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>

53、;　　式中，—電流互感器二次回路中所接儀表內(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>　　因為A=，所以A </b></p><p>　　式中 ，A 、一

54、電流互感器二次回路連接導線截面積(mm2)及計算長度（mm）。</p><p>　　按規(guī)程要求聯(lián)接導線應(yīng)采用不得小于1.5mm2的銅線，實際工作中常取2.5mm2的銅線。當截面選定之后，即可計算出聯(lián)接導線的電阻Rwi。有時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的情況下，確定連接導線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時電阻的計算長度應(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，由于

55、中線電流近于零，則只取連接長度為電阻的計算長度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結(jié)線時，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算長度。所以本題中電流互感器的型號為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

56、>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，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，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，滿足即可。 </p><p>　　(2) 電壓互感器二次側(cè)額定電壓的選擇<

57、;/p><p>　　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)地點和使用條件進行選擇，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式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，

58、當容量和準確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。</p><p><b>　　(4) 準確級選擇</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用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。</p><p>　　(5) 按準確級和額定二次容量選擇<

59、;/p><p>　　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，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級額定容量。有關(guān)電壓互感器準確級的選擇原則，可參照電流互感器準確級選擇。一般供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應(yīng)選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。</p><p>

60、;　　電壓互感器的額定二次容量(對應(yīng)于所要求的準確級)，應(yīng)不小于電壓互感器的二次負荷，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。—各儀表的功率因數(shù)。</p><p>　　如果各儀表和繼電器的功率因數(shù)相近，或為了簡化計算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，

61、得出大于的近似值，它若不超過，則實際值更能滿足式子的要求。</p><p>　　由于電壓互感器三相負荷常不相等，為了滿足準確級要求，通常以最大相負荷進行比較。計算電壓互感器各相的負荷時，必須注意互感器和負荷的接線方式。</p><p>　　所以本題中的電壓互感器的型號為JDZJ-3。</p><p>　　5.2 繼電器的選擇</p><p>

62、　　5.2.1 按使用環(huán)境選型</p><p>　　使用環(huán)境條件主要指溫度(最大與最小)、濕度(一般指40攝氏度下的最大相對濕度)、低氣壓(使用高度1000米以下可不考慮)、振動和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學條件各異，超過產(chǎn)品標準規(guī)定的環(huán)境力學條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機的環(huán)境力學條件或高一級的條件選用。</p>&l

63、t;p>　　對電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍，最好不要選用交流電激勵的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵及對尖峰信號比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。</p><p>　　5.2.2 按輸入信號不同確定繼電器種類</p><p>　　按輸入信號是電、溫度、時間、光信號確定選用電磁、溫度、時間、光電繼電器，這是沒有問題的

64、。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機供給繼電器線圈是恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。</p><p>　　5.2.3 輸入?yún)⒘康倪x定</p><p>　　與用戶密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓，而吸合電壓則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對其進行判斷、考核的參數(shù)。對用戶來講，它只是一個工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓(電流)吸合電壓(電流)，如果在吸

65、合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機設(shè)計時，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù)，而應(yīng)將線圈接入作為負載來計算實際電壓，特別是電源內(nèi)阻大時更是如此。當用三極管作為開關(guān)元件控制線圈通斷時，三極管必須處于開關(guān)狀態(tài)，對6VDC以下工作電壓的繼電器來講，還應(yīng)扣除三極管飽和壓降。當然，并非工作值加得愈高愈好，超過額定工作值太高會增加銜鐵的沖擊磨損，增加觸點回跳次數(shù)，縮短電氣壽命，一

66、般，工作值為吸合值的1.5倍，工作值的誤差一般為±10%。</p><p>　　5.2.4 根據(jù)負載情況選擇繼電器觸點的種類和容量</p><p>　　國內(nèi)外長期實踐證明，約70%的故障發(fā)生在觸點上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點非常重要。</p><p>　　觸點組合形式和觸點組數(shù)應(yīng)根據(jù)被控回路實際情況確定。動合觸點組和轉(zhuǎn)換觸點組中的動合觸點對，由于接通

67、時觸點回跳次數(shù)少和觸點燒蝕后補償量大，其負載能力和接觸可靠性較動斷觸點組和轉(zhuǎn)換觸點組中的動斷觸點對要高，整機線路可通過對觸點位置適當調(diào)整，盡量多用動合觸點。</p><p>　　根據(jù)負載容量大小和負載性質(zhì)(阻性、感性、容性、燈載及馬達負載)確定參數(shù)十分重要。認為觸點切換負荷小一定比切換負荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75%最好。電流小于100mA會使觸點

68、積碳增加，可靠性下降，故100mA稱作試驗電流，是國內(nèi)外專業(yè)標準對繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內(nèi)容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力，用于切換50mV、50μA以下負荷的繼電器訂貨，用戶需注明，必要時應(yīng)請繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。</p><p>　　繼電器的觸點額定負載與壽命是指在額定電壓、電流下，負載為阻性的動作次數(shù)，當超出額定電壓時，可參照觸點負載曲線選用。當負載性質(zhì)改變時，其觸點負載能力將發(fā)生變動。&l

69、t;/p><p><b>　　6、相間短路保護</b></p><p>　　（1）分別求出保護1、4 的段Ⅰ、Ⅱ定值，并校驗靈敏度；</p><p>　?。?）保護1、4 的Ⅰ、Ⅱ段是否安裝方向元件；</p><p>　?。?）分別畫出相間短路的電流保護的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的交 流接線;</p&g

70、t;<p>　?。?）保護1的Ⅰ、Ⅱ段整定。</p><p>　　最大運行方式為G1、G2全運行，相應(yīng)的 =5 </p><p>　　最小運行方式為一臺電機運行，相應(yīng)的 =10</p><p>　　母線B處三相短路流過保護1的最大電流 =2.289kA</p><p>　　保護1 的Ⅰ段定值為 =1.2×2.289=2

71、.747kA</p><p>　　母線C三相短路流過保護3的最大電流 =1.475kA</p><p>　　保護3 的Ⅰ段定值為 =1.771kA</p><p>　　保護1 的Ⅱ段定值為 =2.063kA</p><p>　　母線B兩相短路流過保護1的最小電流 =1.691kA</p><p>　　保護1電流Ⅱ斷的

72、靈敏度系數(shù) ==0.83 靈敏度不滿足要求。</p><p>　　保護4的Ⅰ、Ⅱ段整定。</p><p>　　最大運行方式為G3、G4全運行，相應(yīng)的 =6.5 </p><p>　　最小運行方式為一臺電機運行，相應(yīng)的 =13</p><p>　　母線B處三相短路流過保護4的最大電流 =2.951kA</p><p>　

73、　保護1 的Ⅰ段定值為 =1.2×2.951=3.541kA</p><p>　　母線A三相短路流過保護2的最大電流 =1.428kA</p><p>　　保護2 的Ⅰ段定值為 =1.713kA</p><p>　　保護4 的Ⅱ段定值為 =1.97kA</p><p>　　母線B兩相短路流過保護4的最小電流 =1.983kA<

74、;/p><p>　　保護4電流Ⅱ斷的靈敏度系數(shù) ==1.01 靈敏度不滿足要求。</p><p>　?。?）計算母線A背側(cè)三相短路時流過保護1 的最大短路電流，即</p><p><b>　　==1.428kA</b></p><p>　　由于＜2.747kA=，并且＜2.036kA=，故保護1 的Ⅰ、Ⅱ均不需要加裝方向元件

75、。</p><p>　　計算母線C背側(cè)三相短路時流過保護4的最大短路電流，即</p><p><b>　　==1.475kA</b></p><p>　　由于＜3.54kA=，并且＜1.97kA=，故保護4的Ⅰ、Ⅱ均不需要加裝方向元件。</p><p>　?。?）相間短路的電流保護的功率方向判別元件與零序功率方向元件的交

76、流接圖分別如圖2-14 、2-15所示.</p><p>　　圖10 相間短路的電流保護的功率方向判別元件交流接線圖</p><p>　　圖11 零序功率方向元件的交流接線圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在中性點直接接地系統(tǒng)中，采用專門的零序電流保護，與利用三相星形接線的電流保護

77、來保護單相短路相比較，具有一系列優(yōu)點：</p><p>　　(1) 相間短路的過電流保護是按躲開最大負荷電流整定，二次起動電流一般為57A；而零序過電流保護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，故障相的電流與零序電流相等，零序過電流保護有較高的靈敏度。</p><p>　　(2) 相間短路的電流速斷和限時電流速斷保護直接受系統(tǒng)運行方式變化的影響很大，而零序電流保

78、護受系統(tǒng)運行方式變化的影響要小得多。而且，由于線路零序阻抗遠較正序阻抗為大，X0=(23.5)X1，故線路始端與末端接地短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此零序Ⅰ段的保護范圍較大，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) 當系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀態(tài)時，如系統(tǒng)振蕩、短時過負荷等，三相是對稱的，相間短路的電流保護均受它們的影響而可能誤動作，需要采取必要的措施予以防止，而零序電流

79、保護則不受它們的影響。</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>　　零序電流保護的缺點是：</p><p>　　(1) 對于短線路或運行方式變化很大的情況，零序電流保護往往不能滿足系統(tǒng)運行所提出的要求。 </p><p

80、>　　(2) 零序電流保護受中性點接地數(shù)目和分布的影響。因此電力系統(tǒng)實際運行時，因保證零序網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 譚秀炳編.鐵路電力與牽引供電系統(tǒng)繼電保護[M].成都:西南交通大學出版社,2006.</p><p>　　[2] 李俊年主編.電力系統(tǒng)繼電保護[M]