35kv線路繼電保護與自動裝置設(shè)計

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1、35kv線路繼電保護與自動裝置設(shè)計1.概述1.1繼電保護的基本概念對被保護對象實現(xiàn)繼電保護，包括軟件和硬件兩部分內(nèi)容：(1)確定被保護對象在正常運行狀態(tài)擬進行保護的異?；蚬收蠣顟B(tài)下，有哪些物理量發(fā)生了可供進行狀態(tài)判別的量、質(zhì)或量與質(zhì)的重要變化，這些用來狀態(tài)判別的物理量，稱為故障量或起動量；(2)將反應(yīng)故障量的一個或多個元件按規(guī)定的邏輯結(jié)構(gòu)進行編排，實現(xiàn)狀態(tài)判別，發(fā)出警告信號或斷路器跳閘命令的硬件設(shè)備。1.2繼電保護的意義和作用電力是當今世界使用最廣泛、地位最重要的能源。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)

2、的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行給情況復(fù)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，危害最大的是各種形式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級計算機為中心，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。這樣才能更進一步的確保電力系統(tǒng)的安全運行。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一，所以說，繼電保護對于電力系統(tǒng)的運行與維護有著重大的

3、意義和重要的作用。2.保護整定值計算某35kV終端變電站具有多路進出線的雙母線(見圖1所示)，己知第I路出線ABI和第ll路出線ABll的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下:系統(tǒng)容量:最大運行方式195.571MIVA,最小運行方式為152.111MVA線路ABI上最大輸送功率為9MW，功率因數(shù)0.85,自起動系數(shù)1.28;線路阻抗0.4Ω/km變壓器B1所裝差動保護的動作時限為0.1s，并假設(shè)它換算至平均額定電壓37kV母線側(cè)的電抗XB1=29Ω變電站C所裝過流保護的動作時限為1s變壓器B2容量與B1相同。圖135kV系統(tǒng)圖2.1方案討論根據(jù)圖示的

4、系統(tǒng)，每段線路最多只有一個斷路器，或者是沒有?？紤]到縱聯(lián)保護是安裝于線路兩側(cè)的保護裝置對兩側(cè)電氣量同時比較、聯(lián)合工作，最后一起切斷的一種保護，必須在線路的兩端同時安裝保護裝置及信號的收發(fā)裝置，如圖所示縱連保護結(jié)構(gòu)框圖。因此，在題給的系統(tǒng)中，無法采用繼電保護方式。所以考慮電流保護和距離保護。縱連保護結(jié)構(gòu)框圖2.1.1電流保護根據(jù)題目已知條件，先計算電源的最大運行方式下的阻抗和最小運行方式下的阻抗。根據(jù)公式：(式4—1）（式4—2）取系統(tǒng)平均電壓U=37kv，可得最大運行方式阻抗：最小運行方式阻抗：接著算線路I的最大短路電流和最小短路電

5、流最大短路電流：最小短路電流：1、電流速斷保護：靈敏度校驗：所以滿足要求2、限時電流速斷保護①按與相鄰線路速斷保護配合靈敏度校驗：所以不滿足②按躲過變壓器低壓側(cè)母線短路整定靈敏度校驗：所以靈敏度滿足要求即動作時限因為所以ABI線路的限時速斷保護的范圍超過了BIC線路電流速段保護的范圍。3、定時限過電流保護系數(shù)0.95是考慮傳輸最大功率時電壓下降5%靈敏度校驗①作本線路近后備滿足要求②坐下以及線路遠后備③作相鄰變壓器的遠后備也滿足要求動作時限對于線路II的電流整定計算，其速斷電流保護的整定與線路I的一樣;其限時電流速段保護只有按躲過變

6、壓器低壓側(cè)母線短路整定，值為669.3A,動作時限為0.5s;其定時限電流保護為332.23A，動作時限為1.1s2.1.2距離保護的整定計算根據(jù)題目已知條件，計算距離保護的整定。1、距離I整定阻抗2、距離II整定阻抗①按與下級線路相配合進行整定分支系數(shù)②按躲過相鄰變壓測低壓側(cè)出口短路進行整定分支系數(shù)取其中的較小著，則靈敏度校驗動作延時3、距離III段整定阻抗①靈敏度校驗①作本線路近后備滿足要求②相鄰線路末端短路滿足要求③相鄰變壓器電壓側(cè)出口短路滿足要求動作時限對于線路II的距離整定阻抗，I段整定阻抗與線路I相同，II段整定阻抗為1

7、2.169，III段整定阻抗為54.465，作為遠后備的靈敏度校驗時是按相鄰變壓器電壓側(cè)出口短路，動作時限為1.1s。方案討論經(jīng)過以上的分析計算，我們可以發(fā)現(xiàn)，雖然過電流保護簡單、可靠，而且其整定值也都滿足要求。但是其保護范圍比較小，適用于35kv及以下的電網(wǎng)中。距離保護經(jīng)過計算，整定值也都滿足要求，且能滿足度電源復(fù)雜電網(wǎng)對保護動作選擇性的要求，再加上阻抗繼電器是同時反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動作的，因此距離保護較電流保護由較高的靈敏度。其中I段距離保護基本不受運行方式的影響。而II、III受系統(tǒng)運行變化的影響也較電流保護要小一些

8、，保護區(qū)域比較穩(wěn)定。綜上可知，對于給定的地電路系統(tǒng)，采用距離階段式保護是比較可行的。I段和II段作為線路的主保護，能夠滿足選擇性，快速性，III段作為線路的后備保護，也可以滿足靈敏性、、可靠性。保護裝置和自動裝置規(guī)劃3.電流互感器與電