110kV系统电网继电保护及自动装置设计行业资料能源与动力工程行业资料能源与动力工程.pdf
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1、第二章 计算各元件的各序阻抗 选取基准容量 SB为1000MVA,基准电压 B为115KV B B 2.1 计算 1#与 2#发电机的正负序阻抗:正序:Xi=Xd%/100 SB/SN=0.162 氷 000/31.5=5.14 负序:X2=X2/100 B/SN=0.162 1000/31.5=5.14 2.2 计算变压器的各序阻抗 计算 1#2#双绕组变压器的各序阻抗:X1=X 2=X 0=U%/100 X SB/SN=7.99/100 1000/31.5=2.54 计算 3#4#三绕组变压器的各序阻抗:各绕组短路电压百分数分别为 UK1%=1/2(U K12%+UK13%-UK23%)=
2、1/2(10.1+17.5-6.5)=10.55 UK2%=1/2(U K12%+UK23%-UK13%)=1/2(10.1+6.5-17.5)=-0.45 UK3%=1/2(U K23%+UK13%-UK12%)=1/2(17.5+6.5-10.1)=6.95 各绕组电抗分别为 10.55 汉 1000 XT1=UK1%S/100SN=-=2.11 100 50 0.45 1000 XT2=UK2%S/100SN=-0.09 SB 100 x 50 6.95 X1000 XT3=UK3%S/100SN=1.39 SB 100 X50 2.3 计算各线路的各序阻抗 线路 AB:1000 X1=
3、X2=X1ISB/UB=0.4 X 45 X 2=1.36 115 X0=3 X 1=3X1.36=4.08 线路 BC:1000 cccr X1=X2=X1|SB/UB=0.4X 30 X 2=0.907 115 X0=3 X 1=3X0.907=2.721 线路 CA:1000 X1=X2=X1|SB/UB=0.4 X 25 X-=0.756 115 X0=3 X 1=3X0.756=2.268第三章 选择变压器的接地点 画出对应的阻抗图 3.1 采取零序过流保护的原因以及如何选择变压器的接地点 一.采取零序过流保护的原因分析 本系统属于高压大容量系统,因为是高压,所以要兼顾系统中的绝缘耐
4、压,又因为是 大容量系统,所以必须让它的保护动作的时间更加短 由以上可知,本系统比较适合用大 接地电流电网的零序保护 采用专门的零序电流保护的三大优点:仁灵敏性高:相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整定,电流继电器动 作值一般为 5A,而零序过流保护是按躲过最大不平衡电流来整定,一般为 0.5A.另外在线路 起端和末端接地短路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多,从而零序电流保护的 保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区 2.延时时间短:对于同一线路,因为零序保护的动作时限不必考虑与 Y-d 接线变压器后 面的保护配合,所以动作时限比较短 3.零序电流保护受系统运行方式变化
5、的影响小 二.系统接地地点的选择,以及接地方式的选择 本系统属于大容量高压系统故采取对#1 和#2 号变压器中性点直接接地的大电流接地 方式,在正常运行时仅有其中一台变压器的中性点接地线路上的断路器合上,另一台变压器的 中性点上的断路器处于分闸状态,以致于它们可以互相切换.保证网络的各个参数不会变 3.2 各序阻抗图如下:一.正序阻抗图如下 .负序阻抗图如下 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须
6、让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所
7、以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式第四章零序电流标幺值的计算:我们现在将要计算本网络的每条母线发生短路时的最大与最小零序电流的 标幺值,然后就可以计算出流过每个保护的最大短路电流与最小短路电流,(将在 下一章介绍如何计算流过每个保护最大短路电流与最小短路电流)
8、,因为我们在整 定各个保护的动作电流时,是需要用本级线路末端发生短路时的最大与最小短路 电流来整定和校验 4.1 求 A母线发生短路时的最大短路电流与最小短路电流 一,求出 A母线发生短路时的最大各序阻抗(我们知道在最小运行方式下的各序阻抗最大)在最大运行方式下,各序阻抗求法如下:X Max.吃=x Max.2=0.76+1.36(0.9 十 0.76)(2.54+5.14)/(2.54 十 5.14)=1.08 X Max 0=1.15+4.08/(2.7+2.28)/2.54=0.76 二.求出A母线发生短路时的最小各序阻抗(我们知道在最大运行方式下的各序阻抗最小)在最大运行方式下,各序阻
9、抗求法如下:X Min.吃=X Min.2=0.50+1.36 (0.9+0.76)/(2.54+5.14)/(2.54+5.14)=0.94 XMin.0 J0.95 仏08*7 仅28)2.54 电流最大,所以有 电流最小,所以有 E 於0.22 ZZ7/ZZZ0-4.2 求 B母线发生短路时的最大短路电流与最小短路电流 一,求出 B母线发生短路时的最大各序阻抗(我们知道在最小运行方式下的各序阻抗最大)在最大运行方式下,各序阻抗求法如下 X2“灯=0.50/:1.36/(0.907+0.756)+(2.54+三,求 A母线发生短路时的最大短路电流,根据在最大运行方式下发生单相接地短路时零序
10、 max.A.0-2 1 j=0.3 X 八 X 0、四.求 A母线发生短路时的最小短路电流,根据在最小运行方式下发生两相接地短路时零序 M IN.A.0 Z2、J L 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短
11、路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式5.14)/(2.54+5.14):=0.45 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动
12、作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式X2、=Xr=.76:1.36/(0.907+0.756)+(2.54+5.14):=0.7 Xo旷1.15:4.08/(2.722 三,求 B母线发生短路时的最大短路电流 电流最大,所以 四.求 B母线发生短路时的最小短路电流,根据在最小运行方式下发生两相接地短路时零序 电流最小,所以有 同理,可求得C母线短路时的零序电流 4.3本网络各个母线短路时的最大与最小短路
13、电流如下表所示:项目 B母线发生短 路时 A母线发生短 路时 C母线发生短 路时 I 0,max 0.59 0.3 0.25|0,mi n 0.38 0.22 0.18 +2.268)+2.54:=0.97,根据在最大运行方式下发生单相接地短路时零0,max=0.59 2X1、X。2 0.45-0.79 I1 1 Xr X7/X2-1 0.7-0.7/0.97=0.9 0,min 0.7 0.7 0.97=0.38 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零
14、序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式第五章计算流过各保护的电流 根据继电保护的动作电流的整定原则,本网络的每一个保护都以本级线路末端发生短 路时的最大与最小短路电流来整定和校验,比方说,我们以 B母线发生短路时
15、的短路电流来整 定保护 1 和保护 4,因为 B线是保护 1 和保护 4 所保护的线路的末端,同理我们以 A母线发生 短路时的短路电流来整定保护 2 和保护 5,因为 A母线是保护 2 和保护 5 所保护的线路的末 端 51求 B母线发生短路时的流过保护 1 和保护 4的最大与最小短路电 流 一,画出 B母线短路时的零序阻抗图,并标出零序电流的流向 I-保护1 -I 1 I i I、一-0*I 保护4 F 二,用单位电流法,求保护 1和保护 4的最大与最小电流分支系数 设 11=1 1,求电流最小分支系数 在最大运行方式下 U B=1 0.95=0.95 U B 4.08/(2.722 2.2
16、68)2.54 0.95 4.78=0.2 4.99 4.08-4.99=0.11 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限
17、不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式14=0.2-0.11=0.09 总电流|F=1+0.2=1.2序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很
18、多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式因此流过保护 1 的最小电流分支系数 上=21=0.09 C I F 1-2 因此流过保护 4 的最小电流分支系数 C1=1=0.09=0.075 C1 IF 1-2 2求最大电流分支系数 在最小运行方式下 U B=1 x1.15=1.15 山=1-15=0.24 4.08/(2.722 2.268)2.54 4.78 1.24 因此流过保护 4 的最大电流分支系数 C 1=-I=0.09 C1 IF 三.用所求得的电流最大分支系数与电
19、流最小分支系数求 B母线短路时流过保护 的最大与最小短路电流的有效值 由前面的计算可知,B母线短路时 I0=0.59,I0 i=0.38,且 SB=1000MVA,UB=115KV I 0,max I 0,min B B 所以流过保护 1 的电流有效值为 Imax=3I0=3 0.59 0.09 1000=0.8(KA)0.09 为保护 V3 15 分支系数 I 3=|2 4.99 4.08-4.99=0.13|4=0.24-0.13=0.11 总电流F=1+0.24=1.24 因此流过保护 1 的最大电流分支系数=L=0.13=0.1 1和保护 4 1 最小电流 1 最大电流 序阻抗计算双绕
20、组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式Imin
21、=3 0=3 汇0.38 沃0.1 沃琴亠=0.57(KA)0.1 为保护、3 115 分支系数 流过保护 4 的电流有效值为 I max=3|o=3 0.59 0.075 1000=0.67(KA)0.075 为保护 4 最小 13X115 电流分支系数 I i=3|0=3 沢0.3旷 0.09 沢;000=0.52(KA)0.09 为保护 4 最大电.3 115 流分支系数 同理,可解得流经其他保护的电流,用 A母线短路电流来整定保护 2 和保护 5,用 C母线的短路电流来整定保护 3和保护 6 5.2 求得的数据如下表:项目 保护1 保护2 保护3 保护4 保护5 保护6|(KA)0.8
22、 1.08 2.15 0.67 0.9 1.62|i(KA)|min /0.57 0.76 1.49 0.52 0.63 1.22 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保
23、护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式第六章零序电流速断保护整定 在上一章我们求得了流过各个保护的一次电流,在这一章我们先根据线路的正常负荷 电流来选择电流互感器的变比,接着用电流互感器的变比来求各个保护的二次短路电流值。然后根据相应的原则来整定和校验各段保护。那么如何整定呢,有以下原则:1.零序 I 段电流速断保护整定原则 与反应相间短路故障的电流保护相似,零序电流保护只反应电流中的零序分量。躲过被保护 线路末端发生接地短路时保护安装处测量到的最大零序电流。即 2 零序 II 段电流速断保护整
24、定原则 基本原理与相间短路时阶段式电流保护相同,配合整定,即要躲过下段线路零序电流保护 电流。因为有分流所以两条线路的电流不同,零序 II 段的动作电流应与相邻线路 I 段保护相 I 段范围末端接地短路时流经本保护的最大零序 所以要用到电流最小分支系数,电流的最小分 支系数等于下一段线路零序一段保护范围末端接地短路时,流过故障线路与被保护线路的零 序电流之比的最小值。3零序 III 段电流速断保护的整定原则 我们现在用的是与相邻线路的 II 段配合,不过常规是 躲过下级线路相间短路时的最大不平衡电流 严二 RHIZ 序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算三绕组变压器的各序阻抗各绕组短路电压百分数
25、分别为各绕组电抗分别为汉计算各线路的各序阻抗线路线路线路第三章选择变压器的接地点画出对应的阻抗图采取零序过流保护的原因以及如的绝缘耐压又因为是大容量系统所以必须让它的保护动作的时间更加短由以上可知本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点仁灵敏性高相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区的动作时限不必考虑与时限比较短零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二系统接地地点的选择以及接地方式零序川段保护之间在灵敏度上要逐级配合序阻抗计算双绕组变压器的各序阻抗计算
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