110KV变压器继电保护系统设计_本科毕业设计说明书

15.05?(8.48282?103)2?10?7 ?1.73??20.7 ?44.9(N)?0.6Fy?8460(N)

7继电保护的配置

7.1 继电保护装置基本原理

继电保护装置的基本原理:

继电保护装置要起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：

(1) 反映电气量的保护

电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装设的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时晕些参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理的继电保护装置。例如，反映电流增大构成过电流保护；反映电压降低（或升高）构成低电压（或过电压）保护；反映电流与电压间相位变化构成方向保护；反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。除此以外，还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。

同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 （2）反映非电气量的保护

如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的瓦斯保护、温度保护等。继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置，根据控制过程信号性质的不同，可以分模拟型（它又分为机电型和静态型）和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置，一般包括测量部分、逻辑部分和执行部分。

继电保护装置的组成：

被测物理测量 逻辑 执行 跳闸或整定值

测量元件： 其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。

逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。

对继电保护的基本要求：

选择性：是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量减小停电范围。

速动性：是指保护快速切除故障的性能，故障切除的时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。

灵敏性：是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。

可靠性：是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，而在不该动作时，它能可靠不动。即不发生拒绝动作也不发生错误动作。

7.2 出线保护的配置

7.2.1 110kV侧出线的保护配置 （1）相间距离 对于L-3： 距离Ⅰ段保护:

定值计算按躲过线路末端故障整定，即 Zop?krel?Zl

'Zop?krel?Zl?0.85?0.38?55?17.765? t1?0s krel?0.85

'

距离II段保护:

Ⅱ段与下级线路Ⅰ段配合，因下级线路不明，按满足灵敏度要求整定。时间较配合段保护大一个△t=0.5。

\ZopZL?ksen ksen?1.3

\Zop?ksen?ZL?1.3ZL?1.3?0.38?55?27.17? t\?0.5s

距离Ⅲ段保护:

Ⅲ段按躲过最小负荷阻抗来整定，时间较配合段保护大一个?t。

Zfhmin?0.9UN?Ifhmax0.9?110??S3Un0.9?1101.1683?48.937?

t\'?t\?0.5?t

UN?为额定电压(相)

t\为配合段保护时间 为线路最大负荷电流 Ifhmax

\ Zop?Zfh.minkrel?kre?kzq?48.937=31.211?

1.2?1.15?1.5krel 为可靠系数取1.15

kre为返回系数取1.15 kzq为自起动系数取2

其中Ⅰ、Ⅱ段为经切换的方向阻抗.Ⅲ段为全阻抗 距离III段的灵敏度

Ksen?Zop'''Zl?31.211?1.76?1.2tIII（满足）17.765?2s

表7.1 110kV侧出线的保护配置情况表 保护 距离I段 （主保护）Z 'L-3 整定 L-4 L-5 L-6 17.765? 21.2? 25.5? 10.2?

距离II段Z\ 距离III段 （后备保护）Z \'整定 整定 校验 27.17? 31.211? 1.76?1.2 32.45? 22.52? 1.324 33.28? 17.05? 47.61? 4.67 30.9? 1.21

（3）零序电流保护

计算d(2)d(1?1)时3I0min零序网只考虑变压器一侧,另一侧不考虑. Ⅰ段:按躲过线路末端最大零序电流整定

I0.OP'?Krel?3I0max krel为可靠系数取1.2

Ⅱ段:与下级线路配合,因下级线路参数不明按满足灵敏度要求整定,时间较配合段保护大一个Δt=0.5s

I0.OP''?3I0min Ksent\?0.5s

Ksen?1.5

Ⅲ段:躲过线路末端时产生的最大不平衡电流,时间较配合段保护大一个

?t=0.5s。

IO.OP'''?Krel?Kfzq?Ktx10%I(3)d.max 相邻线路末ksen?1.2

t\'?t\??t t\为配合段保护时间

krel为可靠系数取1.2；

kfzq为非周期分量取1.5；

ktx为电流互感器同型系数取1.0 零序电流保护:

'I段保护: I0.op?krel?3I0.max?1.23.706?4.45kA