電網(wǎng)三段式零序電流保護

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1、第一章設(shè)計題目系統(tǒng)接線圖如下圖(圖1.1)，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器組方式接入系統(tǒng)，開機方式為兩側(cè)各開1臺機，變壓器T51臺運行。參數(shù)為：,,,,,,,,,線路阻抗,,,;試對1、2、3、4進行零序保護的設(shè)計。圖1.1系統(tǒng)接線圖1.1具體設(shè)計要求本設(shè)計主要對系統(tǒng)進行零序保護的設(shè)計。要求完成對1、4點的零序保護的設(shè)計。通過對1、4點的保護方式的分析，進行零序三段電流保護，并對設(shè)計的保護進行靈敏度校驗和整定時間的確定,并進行有關(guān)設(shè)備的選擇和評價。第二章分析要設(shè)計的課題內(nèi)容2.1設(shè)計規(guī)程繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，110~220

2、kV有效接地電力網(wǎng)線路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)反應(yīng)接地短路和相間短路的保護裝置。(1)對于接地短路：①裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護；②零序電流保護不能滿足要求時，可裝設(shè)接地距離保護，并應(yīng)裝設(shè)一段或兩段零序電流保護作為后備保護。(2)對于相間短路：①單側(cè)電源單回線路，應(yīng)裝設(shè)三相多段式電流或電壓保護，如不能滿足要求，則應(yīng)裝設(shè)距離保護；②雙側(cè)電源線路宜裝設(shè)階段式距離保護。2.2本設(shè)計的保護配置2.2.1主保護（零序電流保護）的配置電力系統(tǒng)正常運行時是三相對稱的，其零序、負序電流值理論上是零。多數(shù)的短路故障是不對稱的，其零、負序電流電壓會很大，利用故

3、障的不對稱性可以找到正常與故障的區(qū)別，并且這種差別是零與很大值得比較，差異更為明顯。2.2.2后備保護（距離保護）配置距離保護是利用短路發(fā)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點到保護安裝處的距離，如果短路點距離小于整定值，則保護裝置動作。2.3繪制等效電路圖繪制三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖1;圖2;圖3。圖1正序網(wǎng)絡(luò)圖2負序網(wǎng)絡(luò)圖3零序網(wǎng)絡(luò)第三章短路電流及殘壓計算3.1保護短路點的選取母線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。母線B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1和4的最大

4、零序電流。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。3.2短路電流的計算整理線路參數(shù):(1)B母線單相接地短路時，有上述三序網(wǎng)絡(luò)圖得故障端口正序阻抗：故障端口負序阻抗:故障端口零序阻抗:所以系統(tǒng)單相接地短路的復合序圖如圖3.1所示：圖3.1單相接地短路的復合序圖故障端口的零序電流為：==1.514kA;KAKA當B母線發(fā)生兩相接地短路時,故障端口各序阻抗與單相接地的相同，可畫出系統(tǒng)兩相接地短路的復合時序圖如圖3.3所示：圖3.3兩相接地短路的復合序圖KAKAKA由以上計算可得：I0.4max=0.304KA;I0.1

5、max=0.241KA同理得：A母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。故障端口正序阻抗為:故障端口負序阻抗為:;故障端口零序阻抗為:則最大短路零序電流:單相接地短路時KA兩相接地短路時5.068故障端口正序電流由以上計算可得I0.2max=0.177KA同理得：C母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時的等值網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路時，故障端口正序阻抗為:故障端口負序阻抗為：故障端口零序阻抗為：則最大短路零序電流:單相接地短路時:在零序網(wǎng)絡(luò)中按照零序?qū)Ъ{分配零序電流從而得到此時的流過保護1、4出的零序電流分別為兩相接地短路時:4.997端口正序電流

6、：零序電流：由以上計算可得：I0.3max=0.176KA第四章保護的配合及整定計算4.1整定原則：(例如保護1處)(1)躲過被保護線路末端接地短路使得最大零序電流，即(4.1)為可靠系數(shù)，一般取1.1~1.25；為保護處零序電流。(2)零序Ⅱ段與下一條線路Ⅰ段配合，即與3的Ⅰ段配合的零序電流為：(4.2)為可靠系數(shù)，取1.17；為分之系數(shù)。（3）按照躲過相鄰線路出口處發(fā)生相間短路時的最大不平衡電流整定整定計算公式：(4.3)(4.4)式中為短路電流中非周期分量影響系數(shù)，取1.5；為電流互感系數(shù)，取0.5；為電流互感誤差，取0.1；為端點最大電流。

7、為靠可系數(shù)，取1.2。4.2保護1處4.2.1保護1零序Ⅰ段零序Ⅰ段躲開下一條線路出口處單相或兩相接地時出現(xiàn)的最大零序電流由式4.1得:4.2.2保護1零序Ⅱ段零序Ⅱ段與下一條線路Ⅰ段配合，即與3的Ⅰ段配合由式4.1得:(4.5)分之系數(shù)==;(4.6)由式結(jié)果帶入4.2中可得1零序Ⅱ段電流為：(4.7)靈敏度校驗靈敏度校驗公式：(4.8)式中為端點最小電流；為保護電流將數(shù)據(jù)帶入4.7式中得靈敏度系數(shù)≥1.15動作時間保護1的Ⅰ段為零序速斷電流保護，故動作時間均為0s,保護1的Ⅱ段為限時零序電流速斷，比Ⅰ段延遲一個△t,故保護1的Ⅱ段的動作時間為0

8、.5s4.2.3保護1零序Ⅲ段零序Ⅲ段保護按躲開末端最大不平衡電流得：(4.9)將4.9結(jié)果帶入4.4中得動作電流(4.1