電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　電氣工程學(xué)院</b></p><p>　　二〇一四年十一月 至 二〇一四年十二月</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　附圖1 牽引變電所主接線(xiàn)示意圖</p

2、><p>　　注：圖中僅畫(huà)出了一臺(tái)牽引主變壓器，接在27.5kV母線(xiàn)的并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置附圖2給出。</p><p>　　附圖2 并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置接線(xiàn)示意圖</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練了我們對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力

3、，使之在繼電保護(hù)配置、整定計(jì)算分析、變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)之間的接口設(shè)計(jì)等方面得到進(jìn)一步訓(xùn)練，牽引變電所中的主變壓器是非常重要的電氣設(shè)備，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此為提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，我們配備了電量保護(hù)和非電量保護(hù)，在電量保護(hù)中，差動(dòng)速斷保護(hù)主保護(hù)，三相低電壓過(guò)電流保護(hù)、單相低電壓過(guò)電流保護(hù)、零序過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)；在非電量保護(hù)中，我們配備了瓦斯保護(hù)和主變過(guò)熱保護(hù)。</p>&l

4、t;p>　　結(jié)合電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程基礎(chǔ)知識(shí)，查閱相關(guān)資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了對(duì)牽引供電系統(tǒng)中主變壓器、電容補(bǔ)償裝置、饋線(xiàn)的繼電保護(hù)配置、整定計(jì)算分析、變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)之間的接口設(shè)計(jì)</p><p>　　關(guān)鍵字：繼電保護(hù)配置，整定計(jì)算，二次系統(tǒng)，主變保護(hù)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 保護(hù)配

5、置方案及設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1主變壓器的保護(hù)特點(diǎn)：1</p><p>　　1.2 主變壓器保護(hù)的配置方案：1</p><p>　　1.2.1 主變壓器的主保護(hù)1</p><p>　　1.2.2 主變壓器的后備保護(hù)1</p><p>　　1.2.3 配置方案：1</p><p

6、>　　1.3主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算：2</p><p>　　第二章 并聯(lián)電容補(bǔ)償保護(hù)裝置的配置方案及設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1、并聯(lián)電容補(bǔ)償保護(hù)配置方案：7</p><p>　　2.1.1 電容補(bǔ)償裝置保護(hù)簡(jiǎn)述7</p><p>　　2.1.2 電容補(bǔ)償裝置主保護(hù)7</p><p>　　2.1

7、.3 電容補(bǔ)償裝置后備保護(hù)7</p><p>　　2.1.4 配置方案：8</p><p>　　2.2、并聯(lián)補(bǔ)償電容的整定計(jì)算：8</p><p>　　第三章 饋線(xiàn)保護(hù)配置方案及設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 饋線(xiàn)保護(hù)的配置方案：11</p><p>　　3.1.1 饋線(xiàn)保護(hù)簡(jiǎn)述11</p

8、><p>　　3.1.2 饋線(xiàn)的主保護(hù)11</p><p>　　3.1.3 饋線(xiàn)的后備保護(hù)12</p><p>　　3.1.4 配置方案：12</p><p>　　3.3 饋線(xiàn)保護(hù)的整定計(jì)算：12</p><p>　　3.3.1、A相饋線(xiàn)保護(hù)整定計(jì)算：12</p><p>　　3.3.

9、2、B相饋線(xiàn)保護(hù)整定計(jì)算：15</p><p>　　第四章 主變壓器保護(hù)的原理圖、展開(kāi)圖及說(shuō)明17</p><p>　　4.1 主變壓器保護(hù)原理：17</p><p>　　4.2 主變壓器保護(hù)配置圖：21</p><p>　　4.3主變壓器保護(hù)原理圖：22</p><p>　　4.4主變壓器保護(hù)展開(kāi)圖：2

10、5</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)資料28</b></p><p>　　一、保護(hù)配置方案及設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1主變壓器的保護(hù)特點(diǎn)</p><p>　　110kV變壓器的工作電壓高，通過(guò)容量大，在電網(wǎng)中地位重要；若變壓器故障或其繼電保護(hù)誤動(dòng)造成主變停電將引起重大經(jīng)濟(jì)損失，而且主變組裝、拆卸工作量大，檢修

11、時(shí)間長(zhǎng)。這就要求變壓器內(nèi)部故障切除時(shí)間盡可能短，以縮小損失。110kV電力變壓器保護(hù)應(yīng)有很高的可靠性、靈敏度及速動(dòng)性。變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障，主要是套管和引出線(xiàn)上發(fā)生相間短路以及接地短路。油箱內(nèi)的短路故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。</p><p>　　所以應(yīng)該通過(guò)電量和非電量?jī)煞N保護(hù)對(duì)其進(jìn)行配置。</p><p>　　1.2

12、主變壓器保護(hù)的配置方案</p><p>　　1.2.1 主變壓器的主保護(hù)</p><p>　　以瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)作為主變壓器的主保護(hù)。瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的主保護(hù)。其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)。差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部繞組，絕緣套管及引出線(xiàn)相間短路的主保護(hù)。</p><p>　　1.2.2 主變壓器的后備保護(hù)</p>

13、<p><b>　　1、外部相間短路</b></p><p>　　由于外部相間短路會(huì)引起變壓器很大的過(guò)電流，因此增加后備保護(hù)對(duì)變壓器的正常工作是十分必要的。外部相間短路時(shí)，采用三相低電壓過(guò)電流保護(hù)和單相低電壓過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。</p><p><b>　　外部接地短路</b></p><p>　　外部接地短

14、路時(shí)，主要采用零序過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)，也常采用二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、主變過(guò)熱保護(hù)、主變通風(fēng)啟動(dòng)、主變通風(fēng)停止作為后備保護(hù)。</p><p>　　1.2.3 配置方案</p><p><b>　?、?、差動(dòng)速斷保護(hù)</b></p><p>　?、凇⒍沃C波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)</p><p>

15、;　　③、高壓側(cè)三相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　④、低壓側(cè)單相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p><b>　?、?、零序過(guò)電流保護(hù)</b></p><p><b>　　⑥、過(guò)負(fù)荷保護(hù)</b></p><p><b>　?、?、重瓦斯保護(hù)</b></p>

16、<p><b>　?、唷⒅髯冞^(guò)熱保護(hù)</b></p><p>　　1.3主變壓器保護(hù)的整定計(jì)算</p><p><b>　　差動(dòng)速斷保護(hù)</b></p><p><b>　　原理框圖：</b></p><p>　　Y/D-11主變壓器的接線(xiàn)原理圖：</p>

17、;<p><b>　　整定原則</b></p><p>　　一般按躲過(guò)變壓器空載投入時(shí)的最大勵(lì)磁涌流整定，需考慮接線(xiàn)系數(shù)。</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)&

18、lt;/b></p><p>　　按最小運(yùn)行方式下，電源側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)：</p><p>　　由材料得，最小運(yùn)行方式變壓器電源側(cè)三相短路電流為1775.89A，轉(zhuǎn)換為二次側(cè)兩相短路數(shù)據(jù)為：</p><p><b>　　代入得：滿(mǎn)足要求。</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一次側(cè)CT轉(zhuǎn)化后，考慮接線(xiàn)系

19、數(shù)，差動(dòng)速斷保護(hù)值為：</p><p>　?。?）二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定原則</b></p><p>　　一般按變壓器額定電流的0.2到1倍整定，需考慮接線(xiàn)系數(shù)。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)

20、一次側(cè)CT轉(zhuǎn)化后，考慮接線(xiàn)系數(shù)，其值為=42÷40×1.732=1.82A</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　按最小運(yùn)行方式下變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：</p><p>　　已知：牽引變壓器變比N=4,二次側(cè)最小三相短路電流為：1429.25A</p>

21、<p><b>　　符合靈敏度要求。</b></p><p><b>　　比率制動(dòng)特性：</b></p><p>　　如上圖所示，折線(xiàn)的下部為制動(dòng)區(qū)，折線(xiàn)的上部為動(dòng)作區(qū)。總體情況是，當(dāng)外部電流變化時(shí)，制動(dòng)電流不必要限定在一個(gè)很高的值不變，可以隨著需要躲過(guò)電流的大小變化相應(yīng)地變化，一旦大于這個(gè)值即動(dòng)作，提高靈敏度。</p>

22、<p><b>　　二次諧波閉鎖</b></p><p>　　當(dāng)差動(dòng)電流中的二次諧波分量大于一定值時(shí)，動(dòng)作被閉鎖：</p><p>　　換算到CT低流側(cè)后：</p><p>　　(3)高壓側(cè)三相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p><b>　　原理框圖：</b></p>&l

23、t;p><b>　　動(dòng)作電流的整定原則</b></p><p>　　一般按躲過(guò)變壓器額定電流整定：(為過(guò)電流保護(hù)返回系數(shù))</p><p>　　換算到CT低流側(cè)后：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　按最小方式下變壓器低壓側(cè)發(fā)生兩相短路電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：符合

24、要求。</p><p><b>　　動(dòng)作電壓的整定原則</b></p><p>　　一般按躲過(guò)母線(xiàn)最低工作電壓整定。（為低電壓保護(hù)返回系數(shù)）</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：與變壓器低壓側(cè)單相低電壓過(guò)電流保護(hù)配合，為0.6秒</p><p>　　換算到二次側(cè)PT低壓側(cè)為：</p><p><b

25、>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　電壓元件的靈敏度系數(shù)按最大運(yùn)行方式下，相鄰元件末端發(fā)生三相金屬性短路時(shí)，保護(hù)安裝處的最大殘壓來(lái)校驗(yàn)：</p><p>　　A相末端短路時(shí)，其始端最大電壓為：18655V</p><p>　　B相末端短路時(shí)，其始端最大電壓為：13415V</p><p><b>　　取A

26、相殘壓：</b></p><p><b>　　不符合要求。</b></p><p>　?。?）低壓側(cè)單相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　基本同三相低電壓過(guò)電流保護(hù)，只是動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與饋線(xiàn)的電流保護(hù)相配合。</p><p>　　換算到CT低流側(cè)后：（接線(xiàn)系數(shù)為1）</p><p>

27、;<b>　　符合要求。</b></p><p>　　換算到二次側(cè)PT低壓側(cè)為：</p><p>　　符合要求。動(dòng)作時(shí)限與饋線(xiàn)部分的電流保護(hù)相配合，取t=0.5秒。</p><p><b>　?。?）零序過(guò)電流保</b></p><p><b>　　原理框圖：</b></

28、p><p>　　由于負(fù)荷為單相負(fù)荷，線(xiàn)路不設(shè)零序保護(hù)，110kV側(cè)中性點(diǎn)接地時(shí)設(shè)置。</p><p><b>　　動(dòng)作電流</b></p><p>　　按70%的額定電流整定。</p><p>　　換算成CT低流側(cè)后為：</p><p><b>　?。?）過(guò)負(fù)荷保護(hù)</b><

29、;/p><p><b>　　動(dòng)作電流</b></p><p><b>　　按額定電流整定：</b></p><p>　　換算成CT低流側(cè)為：</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：較長(zhǎng)，一般取120秒。</p><p>　?。?） 重瓦斯保護(hù) 取為0.8m/s。</p&

30、gt;<p>　?。?） 主變過(guò)熱保護(hù) 取為75攝氏度。</p><p>　　（9） 主變通風(fēng)啟動(dòng) 取為55攝氏度。</p><p>　?。?0） 主變通風(fēng)停止 取為45攝氏度。</p><p>　　二、并聯(lián)電容補(bǔ)償保護(hù)裝置的配置方案及設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1、并聯(lián)電容補(bǔ)償保護(hù)配置方案</p&

31、gt;<p>　　2.1.1 電容補(bǔ)償裝置保護(hù)簡(jiǎn)述</p><p>　　并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置主要是用來(lái)補(bǔ)償牽引網(wǎng)的無(wú)功功率。 根據(jù)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置電氣設(shè)備安裝規(guī)程規(guī)定，對(duì)內(nèi)部裝有熔絲的電容器組成的并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，要求以下保護(hù)：</p><p>　?、?短路電流的保護(hù)，用于無(wú)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置；</p><p>　　⑵ 由高次諧波引起的電容器過(guò)負(fù)荷保

32、護(hù)，當(dāng)有效電流等于額定電流130%時(shí)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>　?、?電容器過(guò)電壓保護(hù)，當(dāng)電壓為額定電壓的110%時(shí)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>　　2.1.2 電容補(bǔ)償裝置主保護(hù)</p><p>　　采用電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)，用于保護(hù)斷路器到電容器之間的短路故障，無(wú)延時(shí)切除并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。</p><p>

33、;　　2.1.3 電容補(bǔ)償裝置后備保護(hù)</p><p><b>　　1、過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　用于電容器內(nèi)部故障，接地故障保護(hù)，也做電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。</p><p><b>　　諧波過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　諧波使電容器介質(zhì)老化，縮短使用壽命。</p&g

34、t;<p><b>　　差電流保護(hù)</b></p><p>　　保護(hù)電容器裝置接地故障。</p><p><b>　　差電壓保護(hù)</b></p><p>　　保護(hù)電容器內(nèi)部故障。</p><p><b>　　低電壓保護(hù)</b></p><p&g

35、t;　　該保護(hù)的主要任務(wù)是監(jiān)視電容器放電回路是否完整</p><p><b>　　過(guò)電壓保護(hù)</b></p><p>　　為減少操作過(guò)電壓對(duì)補(bǔ)償裝置和供電裝置電氣設(shè)備的影響</p><p>　　2.1.4 配置方案</p><p>　?、?、電流速斷保護(hù) </p><p><b&g

36、t;　　②、過(guò)電流保護(hù)</b></p><p><b>　?、?、諧波過(guò)電流保護(hù)</b></p><p><b>　?、?、差電流保護(hù)</b></p><p><b>　　⑤、差電壓保護(hù)</b></p><p><b>　?、蕖⑦^(guò)電壓保護(hù)</b>&

37、lt;/p><p><b>　　⑦、地電壓保護(hù)</b></p><p>　　2.2、并聯(lián)補(bǔ)償電容的整定計(jì)算</p><p><b>　?。?）電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　該保護(hù)用于斷路器到電容器連接端的短路故障。</p><p><b>　　動(dòng)作電流<

38、;/b></p><p>　　按躲開(kāi)電容器投入時(shí)產(chǎn)生的最大涌流進(jìn)行整定。</p><p><b>　　CT低流側(cè)值：</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　按最小運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：</p><p

39、><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　用于電容器組內(nèi)部故障，接地故障保護(hù)，也作電流后備。</p><p><b>　　整定原則</b></p><p>　　電容器組電容有10%的偏差，使負(fù)荷增大；電容器允許1

40、.3倍額定電流長(zhǎng)期運(yùn)行；合閘涌流不勿動(dòng)。</p><p>　　換算成CT低流測(cè)為：</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　按最小運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生兩相短路的短路電流進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)：符合要求。</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p>&

41、lt;p>　　躲過(guò)并補(bǔ)裝置的最大合閘電流，取0.5秒。</p><p>　?。?）諧波過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　諧波使損耗功率變大導(dǎo)致發(fā)熱，過(guò)電壓使電容介質(zhì)老化，縮短壽命。</p><p><b>　　動(dòng)作電流</b></p><p>　　按等效三次諧波電流為額定電流的1.5倍連續(xù)運(yùn)行2分鐘進(jìn)行整定。<

42、/p><p>　　換算成CT低流測(cè)為：</p><p><b>　　動(dòng)作方程</b></p><p><b>　　></b></p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p><p><b>　　本設(shè)計(jì)取120秒。</b>&l

43、t;/p><p><b>　　（4）差電流保護(hù)</b></p><p>　　用于電容器裝置接地故障的主保護(hù)。</p><p><b>　　動(dòng)作電流</b></p><p>　　按投入電容器組產(chǎn)生的涌流可能造成的不平衡電流整定。</p><p>　　換算成CT低流測(cè)為：</p

44、><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)</b></p><p>　　對(duì)于并聯(lián)電容補(bǔ)償支路來(lái)說(shuō)，最小短路電流同額定電流，可以用流過(guò)并聯(lián)電容補(bǔ)償支路的額定電流來(lái)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p>

45、<p><b>　　取0.1秒。</b></p><p><b>　?。?）差電壓保護(hù)</b></p><p>　　用于差電壓保護(hù)是一種靈敏度高、保護(hù)范圍大、不受合閘涌流、高次諧波以及電壓波動(dòng)影響的保護(hù)方式，用于電容器內(nèi)部的故障。</p><p><b>　　動(dòng)作電壓</b></p&g

46、t;<p>　　確定電容器組故障后由熔絲切除的電容器臺(tái)數(shù)K，此時(shí)故障電容器組端電壓可能上升到1.1倍額定電壓。</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p><p><b>　　取0.15秒。</b></p><p><b>　?。?）過(guò)電壓保護(hù)</b></p>&

47、lt;p>　　用于保護(hù)電容器的過(guò)電壓、饋線(xiàn)母線(xiàn)的過(guò)電壓，受電容器設(shè)備諧波過(guò)負(fù)荷和電動(dòng)機(jī)車(chē)組的允許過(guò)電壓兩方面的限制。</p><p><b>　　動(dòng)作電壓</b></p><p>　　取額定電壓的1.2倍：</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>　　躲過(guò)牽引網(wǎng)可能發(fā)生的

48、瞬時(shí)過(guò)電壓，取1.5秒。</p><p><b>　?。?）低電壓保護(hù)</b></p><p>　　防止在無(wú)負(fù)荷時(shí)電容和變壓器同時(shí)投入，在電源恢復(fù)時(shí)，僅電容器不在投入狀態(tài)。</p><p><b>　　動(dòng)作電壓</b></p><p><b>　　取</b></p>

49、<p>　　換算成PT低壓側(cè)為：</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限</b></p><p>　　取大于牽引母線(xiàn)上所接饋線(xiàn)短路保護(hù)的最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)延，取0.7秒。</p><p>　　三、饋線(xiàn)保護(hù)配置方案及設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 饋線(xiàn)保護(hù)的配置方案</p><p>　　3.

50、1.1 饋線(xiàn)保護(hù)簡(jiǎn)述</p><p>　　交流牽引網(wǎng)為兩個(gè)單相系統(tǒng)，其負(fù)荷特性與一般的電力負(fù)荷不全相同，因此牽引網(wǎng)的工作條件比電力網(wǎng)復(fù)雜、惡劣得多。</p><p>　　牽引負(fù)荷不僅是移動(dòng)的，而且其大小也隨時(shí)都在變化，這主要與線(xiàn)路情況、機(jī)車(chē)類(lèi)型、列車(chē)重量和運(yùn)行速度等有關(guān)。牽引網(wǎng)供電距離長(zhǎng)，單位阻抗大，因此在最小運(yùn)行方式下?tīng)恳W(wǎng)末端短路時(shí)，其短路電流數(shù)值相當(dāng)小，有時(shí)可與最大負(fù)荷相比，故采用一

51、般的保護(hù)就難以滿(mǎn)足靈敏系數(shù)的要求。</p><p>　　由于牽引負(fù)荷是兩個(gè)單相負(fù)荷，所以在三相系統(tǒng)中造成三相負(fù)荷的不對(duì)稱(chēng)，使系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下就有較大的負(fù)序電流，因此利用負(fù)序分量起動(dòng)的保護(hù)已不適用。</p><p>　　牽引網(wǎng)短路電流的數(shù)值主要取決與電力系統(tǒng)的供電方式和容量、牽引變電所的總?cè)萘?、牽引網(wǎng)的供電方式、故障點(diǎn)的距離以及所采用的接觸懸掛型式和鋼軌型號(hào)等。由于牽引網(wǎng)為長(zhǎng)距離、重負(fù)荷

52、線(xiàn)路，所以遠(yuǎn)點(diǎn)短路時(shí)短路電流的數(shù)值與最大負(fù)荷電流相接近。因此要求采用高靈敏度的保護(hù)裝置。而在近點(diǎn)短路時(shí)其數(shù)值又相當(dāng)大，為避免燒壞接觸導(dǎo)線(xiàn)擴(kuò)大事故范圍，要求保護(hù)裝置快速動(dòng)作。</p><p>　　3.1.2 饋線(xiàn)的主保護(hù)</p><p>　　對(duì)于任務(wù)書(shū)給定的復(fù)線(xiàn)電力牽引網(wǎng)，設(shè)距離保護(hù)二段保護(hù)作為饋線(xiàn)的主保護(hù)。</p><p>　　3.1.3 饋線(xiàn)的后備保護(hù)</p

53、><p>　　饋線(xiàn)后備保護(hù)采用電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　3.1.4 配置方案</p><p><b>　?、佟㈦娏魉贁啾Ｗo(hù)</b></p><p><b>　?、?、距離保護(hù)</b></p><p><b>　　③、過(guò)電流保護(hù)</b>&l

54、t;/p><p>　?、?、高阻接地速斷保護(hù)</p><p>　　3.2 饋線(xiàn)保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　3.2.1、A相饋線(xiàn)保護(hù)整定計(jì)算</p><p><b>　?。?）電流速斷保護(hù)</b></p><p><b>　　原理框圖：</b></p><

55、p>　　目的：為系統(tǒng)發(fā)生近距離金屬性短路時(shí)保護(hù)裝置快速出口而設(shè)。作為輔助保護(hù)以消除阻抗保護(hù)的動(dòng)作死區(qū)。</p><p><b>　　動(dòng)作電流為：</b></p><p><b>　　符合保護(hù)范圍要求</b></p><p><b>　　換算值：</b></p><p>&

56、lt;b>　　TV斷線(xiàn)檢測(cè)及閉鎖</b></p><p><b>　　阻抗I段定值計(jì)算</b></p><p>　　考慮到牽引系統(tǒng)的特性，阻抗一段采用四邊形動(dòng)作特性，并設(shè)置如下：資料來(lái)源</p><p>　　(1).電阻動(dòng)作值的整定：</p><p><b>　?。?lt;/b><

57、/p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　由材料：，，可靠系數(shù)，</p><p>　　代入求得： </p><p>　　由CT變比126，PT變比275，可知阻抗變比為2.2</p><p>　　換算后為： </p><p

58、><b>　　電阻動(dòng)作值：</b></p><p>　　A饋線(xiàn)CT為125，PT為275，則阻抗變比相當(dāng)于2.2 。</p><p>　　換算后： </p><p><b>　　電抗動(dòng)作值的整定：</b></p><p><b>　　由材料，</b></

59、p><p>　　代入得： 換算后得：</p><p>　　考慮與電力機(jī)車(chē)斷路器跳閘時(shí)間配合，一般取0.1秒。</p><p>　?。?） 阻抗II段計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算同第一段：</b></p><p><b>　　電阻動(dòng)作值：，；</b></p&

60、gt;<p><b>　　， </b></p><p><b>　　電抗動(dòng)作值：</b></p><p>　　計(jì)算類(lèi)似于阻抗一段，但其保護(hù)范圍包括相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)</p><p>　　典型時(shí)限與第一段相配合 取0.5秒</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)</p>

61、<p>　　動(dòng)作電流：按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定：</p><p><b>　　其中，取，</b></p><p>　　代入得：，其動(dòng)作時(shí)間與阻抗一段保護(hù)相配合，取0.5秒。</p><p><b>　　換算后：</b></p><p>　　3.2.2、B相饋線(xiàn)保護(hù)整定計(jì)算</p>

62、<p><b>　　電流速斷定值計(jì)算 </b></p><p>　　復(fù)線(xiàn)單邊供電方式示意圖</p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中： —可靠系數(shù)，取1.3； </p><p>　　—最大負(fù)荷電流，由材料給出，為1978.171A。 </p>&l

63、t;p>　　時(shí)限設(shè)定為0.1秒，大于機(jī)車(chē)保護(hù)的約0.07秒動(dòng)作時(shí)限。 </p><p>　　換算成CT低流側(cè)為：</p><p>　　接下來(lái)計(jì)算本保護(hù)的范圍：</p><p>　　由公式： 可以算出保護(hù)范圍；</p><p>　　因?yàn)樽钚》绞较?5%路段處的短路電流已經(jīng)給出，為2405.344A，而上述求得，即不能保護(hù)線(xiàn)路的15%以上

64、，不符合要求?？梢栽噲D改變可靠系數(shù)來(lái)達(dá)到保護(hù)15%線(xiàn)路的目的，如改成1.2即可滿(mǎn)足要求。</p><p><b>　　TV斷線(xiàn)檢測(cè)及閉鎖</b></p><p>　?。?）阻抗Ⅰ段定值計(jì)算： </p><p>　　考慮到牽引系統(tǒng)的特性，阻抗一段采用四邊形動(dòng)作特性，并設(shè)置如下：資料來(lái)源</p><p><b>　

65、　電阻動(dòng)作值的整定：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　由材料：，，可靠系數(shù)，</p><p>　　代入求得： </p><p>　　由CT變比80，PT變比275，可

66、知阻抗變比為3.44</p><p>　　換算后為： </p><p><b>　　電抗動(dòng)作值的整定：</b></p><p><b>　　由材料，即</b></p><p><b>　　代入得：</b></p><p><b

67、>　　換算后為：</b></p><p>　　考慮與電力機(jī)車(chē)斷路器跳閘時(shí)間配合，一般取0.1秒。</p><p><b>　　阻抗II段整定計(jì)算</b></p><p><b>　　電阻動(dòng)作值</b></p><p><b>　　計(jì)算同阻抗一段，有</b>&l

68、t;/p><p>　　換算后： </p><p><b>　　電抗動(dòng)作值</b></p><p>　　計(jì)算類(lèi)似于阻抗一段，但其保護(hù)范圍包括相鄰線(xiàn)路的全長(zhǎng)</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　換算后：</b>

69、;</p><p>　　典型時(shí)限 與一段相配合取 0.5s </p><p>　　過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)</p><p>　　動(dòng)作電流：按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定：</p><p><b>　　其中，取，</b></p><p>　　代入得：，其動(dòng)作時(shí)間與速斷保護(hù)相配合，取0.5秒。</p>

70、;<p><b>　　換算后：</b></p><p>　　重合閘：時(shí)限取2秒。</p><p>　　第四章 主變壓器保護(hù)的原理圖、展開(kāi)圖及說(shuō)明</p><p><b>　　4.1保護(hù)原理</b></p><p>　　4.1.1 二次諧波閉鎖的比率差動(dòng)保護(hù)</p>&

71、lt;p>　　圖2-1 二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)原理框圖</p><p>　　4.1.2 差動(dòng)速斷保護(hù) </p><p>　　圖2-2 差動(dòng)速斷保護(hù)原理框圖</p><p>　　4.1.3 保護(hù)判據(jù)</p><p>　　4.1.3 差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)方式</p><p>　　圖2-3 平衡變壓器差動(dòng)保護(hù)

72、接線(xiàn) 圖2-4 Y/△-11變壓器差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)</p><p>　　4.1.3 電流平衡關(guān)系</p><p>　　為了便于表達(dá)，將原邊引入保護(hù)裝置的電流統(tǒng)一用表示。</p><p>　　對(duì)于Y/△—11變壓器有：</p><p>　　Y/△—11變壓器電流平衡關(guān)系（CT二次側(cè)）：</p><p>&l

73、t;b>　?。?） </b></p><p><b>　　則差動(dòng)電流為：</b></p><p><b>　　（2）</b></p><p><b>　　制動(dòng)電流為：</b></p><p><b>　?。?）</b></p>

74、<p>　　4.1.4 差動(dòng)速斷保護(hù)</p><p>　　裝置中設(shè)有變壓器三相差動(dòng)速斷保護(hù)，動(dòng)作判據(jù)為：</p><p>　　│ICD│≥ISD </p><p>　　式中：ICD為差動(dòng)電流，ISD為差動(dòng)速斷整定值。</p><p>　　4.1.5 二次諧波閉鎖的比率差動(dòng)保護(hù)</p&

75、gt;<p>　　變壓器三相差動(dòng)保護(hù)采用具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，帶有二次諧波閉鎖判據(jù)，特性曲線(xiàn)如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 比率制動(dòng)特性曲線(xiàn)</p><p>　　比率差動(dòng)保護(hù)判據(jù)為：</p><p><b>　　主變后備保護(hù)裝置</b></p><p>　　4.1.6 高壓側(cè)三相低壓?jiǎn)?/p>

76、動(dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　圖3-1高壓側(cè)三相低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　4.1.7 低壓?jiǎn)?dòng)的α相過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　圖3-2 低壓?jiǎn)?dòng)的α相過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　4.1.8低壓?jiǎn)?dòng)的β相過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　圖3-3低壓?jiǎn)?dòng)的β相過(guò)電流保護(hù)原理框圖&

77、lt;/p><p>　　4.1.9 零序過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　圖3-4零序過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　4.1.10反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　圖3-5 反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)方案框圖</p><p>　　4.2 主變壓器保護(hù)配置圖：</p><p>　　圖4-1主變壓器保護(hù)

78、配置圖</p><p><b>　　注釋?zhuān)?lt;/b></p><p><b>　　1-差動(dòng)速斷保護(hù)</b></p><p>　　2-二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　3-高電側(cè)三相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　4-低電壓側(cè)單相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)<

79、;/p><p><b>　　5-零序過(guò)電流保護(hù)</b></p><p><b>　　6-過(guò)負(fù)荷保護(hù)</b></p><p><b>　　7-重瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　8-主變過(guò)熱等非電量保護(hù)</p><p>　　2.2主變壓器保護(hù)原理圖：<

80、;/p><p>　?。?）主保護(hù)（差動(dòng)保護(hù)、重瓦斯保護(hù)）：</p><p>　　圖4-2 二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)接線(xiàn)圖</p><p>　　圖4-3 二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)原理框圖</p><p>　　主保護(hù)采用二次諧波制動(dòng)的方法即當(dāng)檢測(cè)到差電流中二次諧波含量大于整定值是就將差動(dòng)繼電器閉鎖，以防止勵(lì)磁涌流引起的誤動(dòng)。近年來(lái)多采用‘三相或

81、門(mén)制動(dòng)’的方案，即三相差動(dòng)電流中只要有一相的二次諧波的含量超過(guò)制動(dòng)比K2，就將三相差動(dòng)繼電器全部閉鎖。為了加快內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度，往往再加一組不帶二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，即差動(dòng)電流速斷保護(hù)。Ir>Iset為某相帶有制動(dòng)特性的差動(dòng)繼電器：I2>K2I1為某相的二次諧波制動(dòng)元件，與‘或門(mén)’‘非門(mén)’以及‘與門(mén)’構(gòu)成了三相或門(mén)制動(dòng)的二次諧波制動(dòng)方案：Ir>I’set表示某相差動(dòng)電流速斷繼電器。二次諧波制動(dòng)的差

82、動(dòng)保護(hù)原理具體實(shí)現(xiàn)時(shí)需要用濾波技術(shù)。</p><p>　?。?）后備保護(hù)（過(guò)電流保護(hù)）</p><p>　　圖4-4主變壓器后備保護(hù)接線(xiàn)圖</p><p>　　圖4-5 高壓側(cè)三相低壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　圖4-6 低壓?jiǎn)?dòng)的α相過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　圖4-7 低壓?jiǎn)?dòng)的β相過(guò)電

83、流保護(hù)原理框圖</p><p>　　圖4-8 零序過(guò)電流保護(hù)原理框圖</p><p>　　后備保護(hù)主要有過(guò)電流保護(hù)即高壓側(cè)三相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)、低壓側(cè)單相低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)、零序過(guò)電流保護(hù)。對(duì)于低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)，是只有在電流元件和電壓元件同時(shí)動(dòng)作后，才能啟動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)過(guò)預(yù)訂延時(shí)后作用于跳閘。由于電壓互感器回路發(fā)生故障時(shí)，低電壓繼電器將誤動(dòng)，因此裝置還需要配置電壓回路斷線(xiàn)閉鎖

84、的功能。</p><p><b>　　2.3展開(kāi)圖：</b></p><p>　　圖4-9電流回路展開(kāi)圖</p><p>　　圖4-10 電壓回路展開(kāi)圖</p><p><b>　　2.4控制回路</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)資料</b>

85、</p><p>　　[1] 陳小川. 《鐵路供電繼電保護(hù)與自動(dòng)化》，中國(guó)鐵道出版社</p><p>　　[2] 張保會(huì)，尹項(xiàng)根. 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，中國(guó)電力出版社，2005年</p><p>　　[3] 潘啟敬. 《牽引供電系統(tǒng)繼電保護(hù)》，中國(guó)鐵道出版社，1996年</p><p>　　[4] 張玉諸. 《發(fā)電廠(chǎng)及變電所的二次接線(xiàn)》，華