機電工程電力設(shè)計畢業(yè)論文?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）題目：某110kV電力系統(tǒng)繼電愛護設(shè)計學(xué)生姓名：專業(yè)班級：自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用XX班學(xué)號：XXXXX院（系）：機電工程系指導(dǎo)老師：XXX完成時刻：20XX年X月XX日某110kV電力系統(tǒng)繼電愛護設(shè)計摘要：本次畢業(yè)設(shè)計的要緊內(nèi)容是110kV電力系統(tǒng)繼電愛護的配置，并依據(jù)繼電愛護配置原理，對所選擇的愛護進行整定和靈敏性校驗，確定方案中的愛護。設(shè)計分為八個章節(jié)，第三、四章是運算系統(tǒng)的短路電流，確定運行方式；第五章是各種設(shè)備的愛護配置。其中變壓器愛護包括愛護原理分析、愛護整定運算和靈敏性校驗，主愛護采納的是縱聯(lián)差動愛護和瓦斯愛護，兩者結(jié)合做到優(yōu)勢互補，后備愛護是復(fù)合電壓啟動過電流愛護。母線愛護包括愛護原理分析，采納了完全電流差動愛護，簡單可靠。110kV側(cè)的輸電線路采納了距離Ⅰ、Ⅲ愛護，由于它的電壓等級較高，還考慮了零序電流Ⅰ、Ⅲ愛護。關(guān)于發(fā)電機主愛護采納了縱差動愛護，后備愛護采納了發(fā)電機定子繞組接地愛護。關(guān)鍵詞：短路電流，整定運算，靈敏度，繼電愛護，微機愛護目錄1開題報告 12方案比較 23確定運行方式 43.1標(biāo)幺值運算 43.2短路電流的運算 53.3確定運行方式 194短路運算 214.1各種運行方式下各線路電流運算 214.2各輸電線路兩相短路和三相短路電流運算 225繼電愛護的配置 245.1繼電愛護的差不多知識 245．2變壓器的愛護配置 265.2.1變壓器配置 265.2.2愛護配置的整定 285.3母線的愛護配置 315.3.1愛護配置的原理 315.3.2電流差動愛護配置的整定 345.4輸電線路愛護配置 355.4.1愛護配置的原理 355.4.2愛護配置的整定 385.5發(fā)電機愛護配置 435.5.1愛護配置的原理 435.5.2愛護配置的整定 456結(jié)論 487總結(jié)與體會 498謝辭 509參考文獻 511開題報告由于電力系統(tǒng)的飛速進展對繼電愛護不斷提出新的要求，電子技術(shù)，運算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速進展又為繼電愛護技術(shù)的進展不斷注入新的活力。以后繼電愛護的進展趨勢是向運算化，網(wǎng)絡(luò)化及愛護，操縱，測量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化進展。電能是一種專門的商品,為了遠距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電輸電配電用電構(gòu)成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設(shè)備可能顯現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,然而沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài),如:過負荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障要緊包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。本次畢業(yè)設(shè)計的要緊內(nèi)容是對110kV電力系統(tǒng)繼電愛護的配置，參照《電力系統(tǒng)繼電愛護配置及整定運算》，并依據(jù)繼電愛護配置原理，對所選擇的愛護進行整定和靈敏性校驗從而來確定方案中的愛護是否適用來編寫的。設(shè)計分八大章節(jié)，其中第三、四章是運算系統(tǒng)的短路電流，確定運行方式；第五章是對各種設(shè)備愛護的配置，第一是對愛護的原理進行分析,愛護的整定運算及靈敏性校驗。其中對變壓器愛護包括愛護原理分析以及愛護整定運算和靈敏性校驗，其中主愛護采納的是縱聯(lián)差動愛護和瓦斯愛護，用兩者的結(jié)合來做到優(yōu)勢互補，后備愛護有復(fù)合電壓啟動過電流愛護。母線愛護包括愛護原理分析，采納了完全電流差動愛護，簡單可靠。110kV輸電線路采納了距離Ⅰ、Ⅲ愛護，同時由于它的電壓等級較高，我還考慮了零序電流Ⅰ、Ⅲ愛護。關(guān)于發(fā)電機主愛護采納了縱差動愛護，后備愛護采納了發(fā)電機定子繞組接地愛護。由于本人水平有限，設(shè)計之中難免有些缺陷或錯誤，望批判指正。2方案比較本次畢業(yè)設(shè)計的要緊內(nèi)容是對110kV電力系統(tǒng)繼電愛護的配置。能夠依據(jù)繼電愛護配置原理，依照體會適應(yīng)，先選擇兩套初始的愛護方案，通過論證比較后認(rèn)可其中的一套方案，再對這套方案中的愛護進行確定性的整定運算和靈敏性校驗，看看它們是否能滿足要求，假如能滿足便能夠采納，假如不能滿足則需要重新選擇，重新整定和校驗。確定兩個初始方案如下：方案1：愛護對象主愛護后備愛護變壓器縱聯(lián)差動愛護、瓦斯愛護復(fù)合電壓啟動過電流愛護、過負荷愛護母線電流相位比較式母線差動愛護___________________________輸電線路距離Ⅰ、Ⅲ愛護零序電流Ⅰ、Ⅲ愛護發(fā)電機縱聯(lián)差動愛護定子繞組接地愛護方案2：愛護對象主愛護后備愛護變壓器電流速斷愛護、瓦斯愛護復(fù)合電壓啟動過電流愛護、零序電流愛護母線電流相位比較式母線差動愛護___________________________輸電線路距離Ⅰ、Ⅲ愛護零序電流Ⅰ、Ⅲ愛護發(fā)電機縱聯(lián)差動愛護定子繞組接地愛護關(guān)于變壓器而言，它的主愛護能夠采納最常見的縱聯(lián)差動愛護和瓦斯愛護，用兩者的結(jié)合來做到優(yōu)勢互補。因為變壓器差動愛護通常采納三側(cè)電流差動，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，如此使差動愛護的愛護范疇為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而能夠更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障?？紤]到與發(fā)電機的愛護配合，因此我們用縱聯(lián)差動愛護作為變壓器的主愛護，不考慮用電流速斷愛護。瓦斯愛護要緊用來愛護變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，靈敏，經(jīng)濟；另一方面動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動愛護配合使用才能做到優(yōu)勢互補，成效更佳。后備愛護第一能夠采納復(fù)合低電壓啟動過電流愛護，這要緊是考慮到低電壓啟動的過電流愛護中的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不夠高。由于發(fā)電機-變壓器組中發(fā)電機才用了定子繞組接地愛護，因此，變壓器不采納零序電流愛護。110kV側(cè)的母線接線能夠采納完全電流差動愛護，簡單，可靠也經(jīng)濟。關(guān)于110kV側(cè)的輸電線路，能夠直截了當(dāng)考慮用距離愛護，因為在電壓等級高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，電流愛護專門難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，因此那個距離愛護也選擇得合理，同時由于它的電壓等級較高，我們還應(yīng)該考慮給它一個接地故障愛護，先選擇零序電流愛護，因為當(dāng)中性點直截了當(dāng)接地的電網(wǎng)(又稱大接地電流系統(tǒng))中發(fā)生短路時,將顯現(xiàn)專門大的零序電流,而在正常運行情形下它們是不存在的。因此,利用零序電流來構(gòu)成接地短路的愛護,就有顯著的優(yōu)點。發(fā)電機則采納縱聯(lián)差動愛護作為主愛護，定子繞組接地愛護作為后備愛護。綜上所述，方案1比較合理，方案1愛護作為設(shè)計的初始愛護，在后續(xù)章節(jié)對這些愛護進行整定與校驗，是否符合設(shè)計要求。3確定運行方式3.1標(biāo)幺值運算本次設(shè)計中取=100MVA,,系統(tǒng)用一個無限大功率電流代表，它到母線的電抗標(biāo)幺值。各元件的電抗標(biāo)幺值運算如下：變壓器變壓器的各繞組短路電壓分別為：因此，變壓器的電抗值為變壓器變壓器線路線路線路線路因此，110kV電力系統(tǒng)繼電愛護的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.1所示。圖3.1110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)3.2短路電流的運算110kV電力系統(tǒng)正常運行時，發(fā)電機存在三種運行情形，即：兩臺發(fā)電機同時運行、一臺發(fā)電機退出運行另一臺單獨運行和兩臺同時運行；變壓器有兩種運行方式，即：一臺變壓器退出另一臺變壓器單獨運行和兩臺變壓器同時運行。下面分別分析各種情形下系統(tǒng)運行時的轉(zhuǎn)移電抗，運算電抗和短路電流。（一）兩臺發(fā)電機同時運行，變壓器同時投入運行。進行網(wǎng)絡(luò)化簡：將組成的三角形電路化簡為由組成的星形電路，運算如下：系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.2所示。圖3.2系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和運算電抗運算當(dāng)發(fā)生短路時=0.18因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.3所示。圖3.3點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時=0.21因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.4所示。圖3.4點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.5所示。圖3.5點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)S點對的轉(zhuǎn)移電抗為：F點對的轉(zhuǎn)移電抗為為：化簡的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.6所示。圖3.6化簡的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：（2）由運算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值如。（3）運算短路電流有名值。各點發(fā)生短路時，各電源的基準(zhǔn)電流分別為：系統(tǒng)S發(fā)電機查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.1。表3.1短路電流表短路點時刻系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.4914.27有名值/kA0.57有名值/kA13.70處短路4S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.4713.90有名值/kA0.32有名值/kA13.58處短路4S標(biāo)么值0.57標(biāo)么值2.5214.13有名值/kA0.29有名值/kA13.84（二）發(fā)電機停運運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.7所示。圖3.7系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)化簡：=0.0997系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.8所示。圖3.8系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和運算電抗運算當(dāng)發(fā)生短路時=.178因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.9所示。圖3.9點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時=0.21因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.10所示。圖3.10點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時S點對的轉(zhuǎn)移電抗為：點對的轉(zhuǎn)移電抗為：化簡的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.11所示。圖3.11化簡的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：（2）由運算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）運算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.2。表3.2短路電流表短路點時刻系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.1112.17有名值/kA0.57有名值/kA11.6處短路4S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.4513.79有名值/kA0.32有名值/kA13.47處短路4S標(biāo)么值0.54標(biāo)么值4.8326.80有名值/kA0.27有名值/kA26.53（三）線路處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.12所示。圖3.12系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和運算電抗運算當(dāng)發(fā)生短路時，F(xiàn)點對的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.54因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.13所示。圖3.13點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，S點對的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.614因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.14所示。圖3.14點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，S點對的轉(zhuǎn)移電抗為：點對的轉(zhuǎn)移電抗為：系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：（2）由運算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）運算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.3。表3.3短路電流表短路點時刻系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.3931.96有名值/kA0.52有名值/kA31.44處短路4S標(biāo)么值0.08標(biāo)么值2.4713.63有名值/kA0.04有名值/kA13.59處短路4S標(biāo)么值2.43標(biāo)么值2.3213.96有名值/kA1.22有名值/kA12.74（四）線路處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.15所示。圖3.15系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如（1）轉(zhuǎn)移電抗和運算電抗運算當(dāng)發(fā)生短路時，F(xiàn)點對的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.45因此，點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.16所示。圖3.16點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.17所示。圖3.17等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：（2）由運算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）運算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.4。表3.4短路電流表短路點時刻系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42處短路4S標(biāo)么值0.35標(biāo)么值2.4713.76有名值/kA0.18有名值/kA13.59處短路4S標(biāo)么值0.38標(biāo)么值2.4713.78有名值/kA0.19有名值/kA13.59（五）線路處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.18所示。圖3.18系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和運算電抗運算當(dāng)發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.19所示。圖3.19等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，S點對的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.787發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.20所示。圖3.20等值網(wǎng)絡(luò)如系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：當(dāng)發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.21所示。圖3.21等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點的運算電抗為：發(fā)電機對短路點的運算電抗為：（2）由運算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）運算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.5。表3.5短路電流表短路點時刻系統(tǒng)S發(fā)電機短路點總電流/kA處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42處短路4S標(biāo)么值0.29標(biāo)么值2.4713.73有名值/kA0.15有名值/kA13.59處短路4S標(biāo)么值0.49標(biāo)么值2.0111.31有名值/kA0.25有名值/kA11.063.3確定運行方式由3.2節(jié)的運算過程，統(tǒng)計系統(tǒng)各短路點短路時的短路電流如表3.6。表3.6各短路點短路時的電流總結(jié)表運行方式處短路時的短路電流/kA處短路時的短路電流/kA處短路時的短路電流/kA兩臺發(fā)電機同時運行14.2713.9014.13一臺變壓器停運，另一臺變壓器單獨工作12.16713.7926.80線路處開環(huán)運行31.9613.6313.96線路處開環(huán)運行13.9313.7613.78線路處開環(huán)運行13.9213.7311.31綜上所述：系統(tǒng)S側(cè)（處短路時）的最大運行方式為：線路處開環(huán)運行。最小運行方式為：當(dāng)一臺發(fā)電機停運，另一臺單獨工作時。發(fā)電機-變壓器側(cè)（處短路時）的最大運行方式為：兩臺變壓器同時運行時。最小運行方式為：線路處開環(huán)運行。變壓器側(cè)（處短路時）的最大運行方式為：當(dāng)一臺發(fā)電機停運，另一臺單獨工作時。最小運行方式為：線路處開環(huán)運行。4短路運算4.1各種運行方式下各線路電流運算由圖3.17可知，系統(tǒng)S對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.125系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：由圖3.20可知，系統(tǒng)S對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為：=0.135系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：輸電線路長為100kM，（輸電線路電阻率為0.4/kM）短路電流為：同理，依照已知條件得：輸電線路短路電流為：輸電線路短路電流為：輸電線路短路電流為：4.2各輸電線路兩相短路和三相短路電流運算（一）各輸電線路在最小運行方式下的兩相和三相短路電流系統(tǒng)電抗=0.135發(fā)電機電抗=0.13各輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：同理可得，輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：各輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：輸電線路兩相短路電流為：（二）各輸電線路在最大運行方式下的三相短路電流輸電線路三相短路電流為：同理可得，輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：輸電線路三相短路電流為：5繼電愛護的配置5.1繼電愛護的差不多知識電能是一種專門的商品,為了遠距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電,為了分配和使用,需要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電輸電配電用電構(gòu)成了一個有機系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設(shè)備可能顯現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,然而沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài),如:過負荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障要緊包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會產(chǎn)生如下后果:(1)故障點的電弧使故障設(shè)備損壞；(2)比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)生熱效應(yīng)和電動力效應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；(3)部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,阻礙企業(yè)的經(jīng)濟效益和人們的正常生活；(4)破壞電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)固性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；故障或不正常運行狀態(tài)若不及時正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài),幸免事故發(fā)生,就產(chǎn)生了繼電愛護,它是一種重要的反事故措施。繼電愛護包括繼電愛護技術(shù)和繼電愛護裝置,且繼電愛護裝置是完成繼電愛護功能的核心,它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài),并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電愛護的任務(wù)是:(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時,能自動,迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,幸免故障元件連續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速復(fù)原正常運行。(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件顯現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時,能及時反應(yīng)并依照運行愛護的條件發(fā)出信號或跳閘。繼電愛護裝置的差不多原理:我們明白在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,許多參量比正常時候都了變化，因此有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為愛護的判據(jù)，構(gòu)成愛護。比如：依照短路電流較正常電流升高的特點，可構(gòu)成過電流愛護；利用短路時母線電壓降低的特點可構(gòu)成低電壓愛護；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構(gòu)成距離愛護；利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向愛護。除此之外，依照線路內(nèi)部短路時，兩側(cè)電流相位差變化能夠構(gòu)成差動原理的愛護。因此還能夠依照非電氣量的變化來構(gòu)成某些愛護，如反應(yīng)變壓器油在故障時分解產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的氣體愛護。原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特點（差別），即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的愛護，且差別越明顯，愛護性能越好。繼電愛護裝置的組成：被測物理量－－→測量－－→邏輯－－→執(zhí)行－－→跳閘或信號↑整定值測量元件：其作用是測量從被愛護對象輸入的有關(guān)物理量（如電流，電壓，阻抗，功率方向等），并與已給定的整定值進行比較，依照比較結(jié)果給出邏輯信號，從而判定愛護是否該起動。邏輯元件：其作用是依照測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的邏輯狀態(tài)，顯現(xiàn)的順序或它們的組合，使愛護裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件：其作用是依照邏輯元件傳送的信號，最后完成愛護裝置所擔(dān)負的任務(wù)。如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。對繼電愛護的差不多要求選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，愛護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量減小停電范疇。速動性：是指愛護快速切除故障的性能，故障切除的時刻包括繼電愛護動作時刻和斷路器的跳閘時刻。靈敏性：是指在規(guī)定的愛護范疇內(nèi)，愛護對故障情形的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的愛護裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應(yīng)出來?？煽啃裕菏侵赴l(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。5．2變壓器的愛護配置5.2.1變壓器配置（一）縱聯(lián)差動愛護本次設(shè)計所采納的變壓器型號均分別為：SDL-31500/110、SFSL-31500/110、SFL-20000/110、SFL-20000/110。關(guān)于這種大型變壓器而言，它都必需裝設(shè)單獨的變壓器差動愛護，這是因為變壓器差動愛護通常采納三側(cè)電流差動，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，如此使差動愛護的愛護范疇為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而能夠更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。因此我們用縱聯(lián)差動愛護作為兩臺變壓器的主愛護，其接線原理圖如圖5.1所示。正常情形下,=即：（變壓器變比）因此這時Ir=0，實際上，由于電流繼電器接線方式，變壓器勵磁電流，變比誤差等阻礙導(dǎo)致不平穩(wěn)電流的產(chǎn)生，故Ir不等于0，針對不平穩(wěn)電流產(chǎn)生的緣故不同能夠采取相應(yīng)的措施來減小。盡管縱聯(lián)差動愛護有專門多其它愛護不具備的優(yōu)點，但當(dāng)大型變壓器內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)峻漏油或匝數(shù)專門少的匝間短路故障以及繞組斷線故障時，縱聯(lián)差動愛護不能動作，這時我們還需對變壓器裝設(shè)另外一個主愛護——瓦斯愛護。圖5.1縱聯(lián)差動愛護原理示意圖（二）瓦斯愛護瓦斯愛護要緊用來愛護變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，靈敏，經(jīng)濟；另一方面動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動愛護配合使用才能做到優(yōu)勢互補，成效更佳。(1)瓦斯愛護的工作原理：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，有輕瓦斯產(chǎn)生，瓦斯繼電器KG的上觸點閉合，作用于預(yù)告信號；當(dāng)發(fā)生嚴(yán)峻故障時，重瓦斯沖出，瓦斯繼電器的下觸點閉合，經(jīng)中間繼電器KC作用于信號繼電器KS，發(fā)出警報信號，同時斷路器跳閘。瓦斯繼電器的下觸點閉合，也可利用切換片XB切換位置，只給出報警信號。(2)瓦斯愛護的整定：瓦斯愛護有重瓦斯和輕瓦斯之分，它們裝設(shè)于油箱與油枕之間的連接導(dǎo)管上。其中輕瓦斯按氣體容積進行整定，整定范疇為：250～300cm3,一樣整定在250cm3。重瓦斯按油流速度進行整定，整定范疇為：0.6～1.5m/s,一樣整定在1m/s。瓦斯愛護原理如圖5.2所示。圖5.2瓦斯愛護原理示意圖（三）復(fù)合電壓啟動的過流愛護由于這種愛護能夠獲得比一樣過流愛護更高的靈敏性，因此實踐中它常用來作廠變內(nèi)部及低分支外部相間短路故障的后備愛護，那個地點我也用來作為變壓器的后備愛護，它是由負序過電壓元件、低電壓元件、過流元件及時刻元件構(gòu)成，其中負序過電壓元件與低電壓元件構(gòu)成復(fù)合電壓啟動元件，其愛護原理接線圖如圖5.3所示。復(fù)合電壓過流愛護的輸入電流取高壓側(cè)電流,為保證選擇性,復(fù)合電壓啟動元件需要配置兩套,輸入電壓分別取自廠變低壓側(cè)兩個支上的電壓。愛護采納兩段延時出口。以A分支為例:若發(fā)生相間不對稱短路故障,”U2>”元件啟動,常閉觸點斷開,使”U<”元件啟動；若發(fā)生三相短路,”U2>”元件短時啟動,”U<”元件也啟動,在”U2>”元件返回后,因”U<”元件返回電壓較高,只要相間殘壓不高于返回電壓,”U<”元件仍保持動作狀態(tài),這時廠變高壓側(cè)過流元件”I>”差不多動作,先按I段延時”U<”元件t1跳開A廠用分支斷路器,若故障不能排除,再按Ⅱ段延時t2動作于解列滅磁。圖5.3復(fù)合電壓啟動的過流愛護原理接線圖5.2.2愛護配置的整定（一）縱聯(lián)差動愛護整定關(guān)于本次設(shè)計來說，變壓器的主愛護有縱聯(lián)差動愛護和瓦斯愛護，其中瓦斯愛護一樣不需要進行整定運算，因此僅對縱聯(lián)差動愛護進行整定如下：(1)避越變壓器的勵磁涌流：其中為可靠系數(shù)，取1.3，而為變壓器的額定電流。(2)避越外部短路時的最大不平穩(wěn)電流：其中Ktx為電流互感器同型系數(shù)，型號相同時取0.5，型號不同時取1，那個地點為幸免以后更換設(shè)備的方便故取1；為非周期重量引起的誤差，取1；建議采納中間值0.05；取0.1；為變壓器外部最大運行方式下的三相短路電流，由前面的運算結(jié)果知=995。(3)躲過電流互感器二次回路斷線的最大負荷電流：而愛護差不多側(cè)的動作電流?。?4)確定差動繼電器的動作電流和差不多側(cè)差動線圈的匝數(shù)：差動繼電器的動作電流：其中為電流互感器的一次側(cè)額定電流；為電流互感器的二次額定電流。差動線圈匝數(shù)：實際整定匝數(shù)選用：因此繼電器的實際動作電流為：愛護裝置的實際動作電流為：變壓器差動愛護參數(shù)運算結(jié)果如下表5-1：變壓器額定電壓/kV110110110110額定電流Ie/A互感器的接線方式Ddyy互感器的運算變比互感器的選擇變比100/5100/5400/5400/5電流互感器二次額定電流58/20=2.958/20=2.9320/80=4320/80=4(5)校驗愛護的靈敏系數(shù):當(dāng)系統(tǒng)在最小運行方式下,線路處開環(huán)運行發(fā)生兩相短路時,愛護裝置靈敏系數(shù)最低,即:明顯靈敏度滿足要求。其中是變壓器差動愛護范疇內(nèi)短路時總的最小短路電流有名值(歸算到差不多側(cè))。是愛護的接線系數(shù),那個地點取1。(二)變壓器的后備愛護的整定(1)復(fù)合電壓啟動過流愛護,下面對它進行整定與靈敏性校驗:過電流元件動作值按躲開廠變額定電流整定,即:關(guān)于、：其中Krel是可靠系數(shù),一樣為1.15～1.25,那個地點取1.15,是返回系數(shù),那個地點取0.85最小運行方式下,線路開環(huán)運行兩相短路時,愛護的靈敏性校驗:，滿足要求。關(guān)于、：最小運行方式下,線路開環(huán)運行兩相短路時,愛護的靈敏性校驗:，滿足要求。(2)過負荷愛護的整定運算：取可靠系數(shù)Krel為1.05,返回系數(shù)Kres為0.85,IN為愛護安裝側(cè)變壓器的額定電流。關(guān)于、其額定電流為：因此：關(guān)于、,其額定電流為：因此：繼電器選用NSP712系列多功能微機成套愛護及自動裝置。5.3母線的愛護配置5.3.1愛護配置的原理電力系統(tǒng)中的母線是具有公共電氣連接點,它起著匯總和分配電能的作用。因此發(fā)電廠和變電站中的母線是電力系統(tǒng)中的一個重要組成元件。母線運行是否安全可靠,將直截了當(dāng)阻礙發(fā)電廠,變電站和用戶工作的可靠性,在樞紐變電所的母線上發(fā)生故障時,甚至?xí)茐恼麄€系統(tǒng)的穩(wěn)固。引起母線短路故障的要緊緣故有:由于空氣污潰,導(dǎo)致斷路器套管及母線絕緣子的閃絡(luò)；母線電壓和電流互感器的故障；運行人員的誤操作,如帶負荷拉隔離開關(guān)、帶接地線合斷路器。母線故障的類型,要緊是單相接地和相間短路故障。與輸電線路故障相比較,母線故障的幾率雖較小,但造成的后果卻十分嚴(yán)峻。因此,必須采取措施來排除或減少母線故障所造成的后果。由設(shè)計的已知條件可知,110kV母線均是采納單母線接線,關(guān)于單母線我們能夠采納母線完全電流差動愛護。母線完全差動愛護的原理接線圖如圖5.4所示,和其它元件的差動愛護一樣,也是按環(huán)流法的原理構(gòu)成。在母線的所有連接元件上必須裝設(shè)專用的電流互感器,而且這些電流互感器的變比和特性完全相同,并將所有電流互感器的二次繞組在母線側(cè)的端子互相連接,在外側(cè)的端子也互相連接,差動繼電器則接于兩連接線之間,差動電流繼電器中流過的電流是所有電流互感器二次電流的相量和。如此,在一次側(cè)電流總和為零時,在理想的情形下,二次側(cè)電流的總和也為零。此圖為母線外部K點短路的電流分布圖,設(shè)電流流進母線的方向為正方向。圖中線路I,II接于系統(tǒng)電源,而線路III則接于負載。在正常和外部故障時(K點),流入母線與流出母線的一次電流之和為零,即:而流入繼電器的電流為:因電流互感器變比nTA相同,在理想情形下流入差動繼電器的電流為零,即Ig=0但實際上,由于電流互感器的勵磁特性不完全一致和誤差的存在,在正常運行或外部故障時,流入差動繼電器的電流為不平穩(wěn)電流,即:圖5.4母線完全電流差動愛護的原理接線圖其中Iunb是電流互感器特性不一致而產(chǎn)生的不平穩(wěn)電流。(2)母線故障時,所有有電源的線路,都向故障點供給故障電流,即:其中Ik是故障點的總短路電流,此電流數(shù)值專門大,足以使差動繼電器動作。(二)母聯(lián)電流相位比較式母線差動愛護由設(shè)計的已知條件可知,110kV側(cè)的母線是采納雙母線帶旁路母線接線,這種接線方式有一個特點確實是它的運行方式不是固定不變的,而是有多種運行方式。因此雙母線固定連接運行的完全差動愛護對它來說缺乏靈活性,為了克服此缺點,我采納另一種差動愛護——母聯(lián)電流相位比較式母線差動愛護,它專門適用于雙母線連接元件運行方式經(jīng)常改變的母線上。母聯(lián)電流相位比較式母線差動愛護的原理是比較母線聯(lián)絡(luò)斷路器回路的電流與總差動電流的相位關(guān)系。該愛護的單相原理接線如圖5.5所示。它的要緊元件是起動元件KD和選擇元件1KW,2KW。起動元件KD接于所有引出線的總差動電流,KW的兩個繞組分別接入母聯(lián)斷路器回路的電流和總差動回路的電流,通過比較這兩個回路中電流的相位來獲得選擇性。在圖5.5(a)所示雙母線接線中,假設(shè)I,II母線并列運行,I母線和II母線的連接元件中均有電源線路,規(guī)定母聯(lián)電流I5的正方向為由II母線流向I母線,則當(dāng)I母線上的K1點發(fā)生短路故障時,母聯(lián)電流I5為：短路電流Ik為：故,當(dāng)忽略各電源間相角差和各元件阻抗角差時,I5和Ik同相位,如圖5.5(b)所示。II母線上的K2點發(fā)生短路故障時,母聯(lián)電流I5為：短路電流Ik仍如式(5.21)所示,因此I5與Ik反相位,如圖5.5(c)所示?？梢?以圖示I5為正方向時,若I5與Ik同相位,則判別為I母線上發(fā)生了短路故障。在圖5.14(a)接線中,差動繼電器KD中的電流為：(a)(b)(c)(a)原理接線圖;(b),(c)相量關(guān)系圖5.5母聯(lián)電流與短路電流相位比較因此電流Ik的相位確實是短路電流IK的相位,同時KD動作時,即表示I母線或II母線發(fā)生了短路故障。1KW,2KW是故障母線的選擇元件,進行I5與Ik的相位比較。當(dāng)與同時從1KW的兩個繞組的同極性端流進時,1KW處于動作狀態(tài),對2KW處,從同極性端流出,處于不動作狀態(tài)；當(dāng)-與同時從2KW的兩個繞組的同極性端流進時,2KW處于動作狀態(tài),對1KW處,-從同極性端流出,處于不動作狀態(tài)。由以上分析可見,KD,1KW動作時,判別為I母線短路故障；KD,2KW動作時,判別為II母線上發(fā)生了短路故障。5.3.2電流差動愛護配置的整定（一）差電流起動元件整定差電流起動元件的動作電流滿足兩個整定條件：（1）按躲開母線外部的最大不平穩(wěn)電流整定，即：—可靠系數(shù)，取1.3?！娏骰ジ衅髯儽日`差，取0.1—非周期重量系數(shù)，一樣電流繼電器取1.5～2。—母線差動愛護外部短路時流過的最大短路電流。由于起動元件采納BCH—2型差動繼電器，故取=1，=0.1，=1.3。起動電流：二次電流為：BCH—2型差動匝數(shù)為：取=3匝，=16A。由于母線愛護用110kV系統(tǒng)中，故BCH—2短路線匝為〝B—B〞。起動元件靈敏度運算：，滿足要求。（2）電壓閉鎖元件三個相間電壓元件的動作電壓按躲開正常運行的最底電壓整定，由于母線短路時的電壓閉鎖元件的靈敏度較高，為簡化運算可直截了當(dāng)取=60～65v。復(fù)合電壓閉鎖元件整定、負序電壓元件動作電壓按體會公式：=（0.06～0.09），零序電壓元件動作電壓按體會公式=（15～20）v。負序電壓元件和零序電壓元件的靈敏度應(yīng)高于差電流起動元件靈敏度。零序電壓元件=6.6零序電壓元件=18，滿足要求。繼電器選用DSA2391母線差動愛護裝置。5.4輸電線路愛護配置5.4.1愛護配置的原理(一)距離愛護電流愛護的要緊優(yōu)點是簡單，可靠，經(jīng)濟，但它的靈敏性受系統(tǒng)運行方式變化的阻礙較大，專門是在重負荷，長距離，電壓等級高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，專門難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，為此，必須采納性能完善的愛護裝置，因而就引入了“距離愛護”。距離愛護是反饋故障點至愛護安裝飾之間的距離或阻抗，并依照距離的遠近而確定動作時刻的一種愛護裝置。該裝置的要緊元件為距離或阻抗繼電器，它可依照其端子所加的電壓和電流側(cè)知愛護安裝處至短路點之間的阻抗值，此阻抗稱為阻抗繼電器的測量阻抗。其要緊特點是：短路點距離愛護安裝飾越近，其測量阻抗越??；相反地，短路點距離愛護安裝飾越遠，其測量阻抗越大，動作時刻就越長。如此就可保證有選擇地切除故障線路，如圖5.6所示，K點短路時，愛護1的測量阻抗是Zk，愛護2的測量阻抗是（ZAB+ZK）。由于愛護1距離短路點較近，而愛護2距離短路點較遠，因此，愛護1的動作時刻就比愛護2的短。如此故障就由愛護1動作切除，可不能引起愛護2的誤動作。這種選擇性的配合是靠適當(dāng)?shù)倪x擇各愛護的整定阻抗值和動作時限來完成的。圖5.6（a）距離愛護的差不多原理圖5.6(b)距離愛護原理接線圖(二)零序電流愛護零序電流愛護屬于小接地電流系統(tǒng)的愛護方式，它利用當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故璋時零序電流比正常運行時較大的特點，來實現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號或瞬時切斷主回路電源幸免事故的發(fā)生.盡管此種愛護方式屬于小接地電流系統(tǒng)，但早已在發(fā)電廠、變電站和配電系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。采納中性點經(jīng)高電阻接地，能使靈敏而有選擇性的接地愛護得以實現(xiàn)，能減少電弧接地過電壓的危險，接地愛護是否動作于跳閘取決于接地電流的大小，這種接地愛護方式的缺點是接地電阻電壓較高(6kV)，接地功耗較大(60一75kw)，使電阻器發(fā)熱，阻礙其機械強度，給制造帶來了較大的困難，而且造價專門高。中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，在接地點產(chǎn)生一個電感點流并和系統(tǒng)中的接地電容電流相抵消，可減小流經(jīng)故障點的電流.在通常情形下，接地電弧可不能顯現(xiàn)，單相接地故障自動排除，從而就可減少接地故障引起的停電事故。由于采納了消弧線圈，在發(fā)生單相接地故障時的電流分布發(fā)生了變化，又給實現(xiàn)有選擇性的愛護帶來了一定的困難，因而必須謀求新途徑。目前，在變配電系統(tǒng)中為提高供電的可靠性，大多采納小接地電流系統(tǒng).上述幾種零序電流愛護的接線方式都有各自的優(yōu)缺點，在實際應(yīng)用時應(yīng)從經(jīng)濟技術(shù)諸方面綜合加以考慮。零序分童的特點，如圖5.7(a)所示的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)A相發(fā)生金屬性單相接地短路時，可利用對稱重量的方法將電流、電壓分解為正序、負序和零序重量，并利用復(fù)合序網(wǎng)來表示它們之間的關(guān)系.其零序網(wǎng)絡(luò)如圖5.7(b)所示，零序電流可看成是在故障點顯現(xiàn)一個零序電壓亡，而產(chǎn)生的，零序電流通過變壓器接地中性點構(gòu)成回路.零序電流的正方向規(guī)定從母線流向故障點，零序電壓的正方向是線路指向大地，其要緊特點如下:1)線路中任何一點發(fā)生接地短路時，該點的三倍零序電流(或電壓)都等于該點的三相電流(或電壓)的向t和，即當(dāng)系統(tǒng)中A相發(fā)生接地短路時，故障點D的電壓，故障點D處的零序電壓為：，即故障點的零序電壓等于非故障相電壓向量和的1/3.故障點的電流即故障點的零序電流等于故障點電流的1/3，同時相位相同。2)故障點的零序電壓最高，其值為，距故障點的距離越遠，零序電壓就越低;變器中性點處，零序電壓為零.零序電壓的分布如圖5.7(c)所示。3)零序電流超前零序電壓900，如圖5.7(d)所示，零序電流的分布，要緊決定于線路和中性點接地變壓器的零序阻杭，而與電源的數(shù)目和位里無關(guān)。4)零序功率S。=I0·U0，由于故障點零序電壓最高，因此，故障點的零序功率也最大，距故障點越遠零序功率越小。圖5.7接地短路時的零序等效網(wǎng)絡(luò)5.4.2愛護配置的整定（一）輸電線路的距離愛護關(guān)于110kV及以上電壓級的輸電線路，我們依照體會能夠直截了當(dāng)考慮用距離愛護，因此那個地點的110kV側(cè)我直截了當(dāng)進行距離愛護的整定運算和靈敏度校驗。取=0.8，=1.2,=1,=1.15。線路的最大靈敏角依照體會也一樣取60o～80o,取=80o。關(guān)于輸電線路距離Ⅰ段：距離Ⅲ段：最小負荷阻抗動作阻抗為由于=80o，=0.85得=31.78o。整定阻抗因此，>1.5,滿足要求。（二）零序愛護的整定要對零序愛護進行整定運算必須先求動身生接地短路故障時,故障點的最大零序電流,而只有發(fā)生接地故障時,才會顯現(xiàn)零序電流,因此只考慮單相短路和兩相接地短路。當(dāng)點發(fā)生短路時，空載不包括在各序網(wǎng)絡(luò)中。變壓器中性點接地應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。正序網(wǎng)絡(luò)化簡過程如下：將支路19、22和23并聯(lián)得等值電勢和輸入電抗：正序網(wǎng)絡(luò)如圖5.8所示。圖5.8正序網(wǎng)絡(luò)負序網(wǎng)絡(luò)化簡過程如下：負序網(wǎng)絡(luò)輸入電抗：負序網(wǎng)絡(luò)如圖5.9所示。圖5.9負序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)化簡過程如下：零序網(wǎng)絡(luò)輸入電抗：零序網(wǎng)絡(luò)如圖5.10所示。圖5.10零序網(wǎng)絡(luò)因此，各序的輸入阻抗分別為：=1.4=0.25=0.28單相短路時，因為，電源電勢用次暫態(tài)電勢：取，因此0秒時的短路正序電流為：處發(fā)生短路時，短路點的零序電流為：兩相短路時，因為，電源電勢用次暫態(tài)電勢：取，因此0秒時的短路正序電流為：處發(fā)生短路時，短路點的零序電流為：綜上所示，當(dāng)發(fā)生短路時的短路點最大零序電流為：故110kV發(fā)生短路時各線路的零序電流愛護整定如下：零序Ⅰ段：零序Ⅲ段：線路線路線路線路其中，是可靠系數(shù)，那個地點取1.15；是非周期重量阻礙系數(shù)，采納自動重合閘時加速為1.5～2.0，其它為1；是電流互感器的同型系數(shù)，相同為0.5，不同為1；是電流互感器誤差，取0.1；是各輸電線路的最大短路電流，、、和值如4.1節(jié)中所示。繼電器選用MLP-71系列多功能微機線路成套愛護及自動裝置。5.5發(fā)電機愛護配置5.5.1愛護配置的原理1.愛護范疇及特點電流速斷愛護僅能對發(fā)電機輸出線路進行愛護，而當(dāng)繞組內(nèi)部(中性點到輸出端斷路器)有短路現(xiàn)象時，卻存有死區(qū)?？v差愛護是用于發(fā)電機內(nèi)部繞組的短路愛護，適用于與外電路并網(wǎng)且中性點側(cè)有引出線的機組，該愛護具有快速性，可靠性。2.愛護的構(gòu)成及差不多原理如圖5.1l所示.1號互感器ILH裝在輸出斷路器DL鄰近，4號互感器4LH裝在發(fā)電機中性點引出線上，1LH和4LH型號變比相同，電流互感器的極性同名端用“.”號表示，CJ為差動電流繼電器，而互感器之間的范疇即為愛護動作區(qū)。我們令1LH和4LH一次側(cè)電流分別為I1和I2，二次側(cè)電流分別為i1和i2。明顯當(dāng)發(fā)電機正常運行時，有I1=I2，因為兩互感器變比相同，故有i1=i2,i2由結(jié)點a流進Cj，由結(jié)點b流出。而I1經(jīng)結(jié)點b流進CJ，由結(jié)點a流出。依照克霍夫第一定律，流入和流出結(jié)點的電流應(yīng)相等。即實際上繼電器CJ中的電流及Ic=I1=I2=0，因此CJ不動作.圖5.1l縱差愛護原理接線圖當(dāng)愛護區(qū)外部短路時(如Dl點)電源互感器ILH和4LH的一次電流是發(fā)電機向故障點供給的短路電流，仍舊有i1=i2(只是現(xiàn)在I1和I2值專門大)，i1=i2,CJ中電流ic=O，CJ也不動作。僅當(dāng)愛護區(qū)內(nèi)部短路時(如發(fā)電機引出線上D2點)互感器4LH一次側(cè)電流為發(fā)電機供電，而ILH的一次側(cè)電流則由外電網(wǎng)供電，現(xiàn)在由于il的方向變化，導(dǎo)致il的方向變化，故繼電器CJ中的電流iC=i1+12，即CJ中流過與故障點總短路電流成比例的電流。當(dāng)此電流大于CJ的起動電流時，CJ就動作，從而使發(fā)動機解列。由上述分析知，按差動原理構(gòu)成的愛護裝置可瞬時動作切除故障。3.BCH—2型繼電器的單相差動愛護原理繼電器是較早設(shè)備中常用的單恩愛護繼電器。在實際電路中，考慮的問題遠比上述原理復(fù)雜。因為在外部短路時及正常工作時，由于1LH和4LH到愛護屏的距離不一樣，互感器的特性也不完全一致(另外還有電流相位差)等因素，差動回路中電流繼電器有不平穩(wěn)電流存在，專門是在外部短路初瞬時.這種不平穩(wěn)電流數(shù)值較大，可能造成CJ誤動作。BCH—2型繼電器采納的是具有速飽和特性的中間變流器，其原理因與差動愛護本身關(guān)系不大，限于篇幅，不再贅述。在圖5.12中Wl為差動線圈，W2為平穩(wěn)線圈，在正常工作及外部短路時，W2產(chǎn)生的磁通能抵消WI所產(chǎn)生的不平穩(wěn)電流，從而在W2中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，CJ不動作。圖5.12BCH—2型繼電器動作愛護原理圖5.5.2愛護配置的整定（一）原始數(shù)據(jù)運算折合至110kV平均電壓的發(fā)電機次暫態(tài)電抗值為：，發(fā)電機額定電流為：（二）差動愛護整定（1）按躲開外部故障最大不平穩(wěn)電流整定，即：（2）按躲開電流互感器二次回路斷線時整定，即：取=1820A，折合至二次側(cè)為：，BCH-2工作線圈匝數(shù)為：，取26匝。（三）發(fā)電機定子繞組接地愛護（1）發(fā)電機額定電流為：，LXHM-1型零序電流互感器額定電流為1750A，當(dāng)繼電器線圈并聯(lián)時愛護一次動作電流為2.4A。（2）愛護動作電流運算一次最大不平穩(wěn)電流為：愛護動作電流為：，該電流小于5A，故可采納。繼電器動作電流運算為：繼電器選用DD-11/60系列多功能微機成套愛護及自動裝置。6結(jié)論綜合前面的說明與運算結(jié)果可知該110kV電力系統(tǒng)繼電愛護的具體配置如下表：表5.2愛護配置表愛護對象主愛護后備愛護變壓器縱聯(lián)差動愛護、瓦斯愛護復(fù)合電壓啟動過電流愛護、零序電流愛護母線電流相位比較式母線差動愛護___________________________輸電線路距離Ⅰ、Ⅲ愛護零序電流Ⅰ、Ⅲ愛護發(fā)電機縱聯(lián)差動愛護定子繞組接地愛護通過查找資料以及相關(guān)書籍能夠得到本次畢業(yè)設(shè)計需配置的愛護的型號如下：（1）變壓器愛護裝置：采納NSP712變壓器差動愛護，適用于110kV電壓等級的雙圈、