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1、毕业设计说明书（论文）发电厂6kV厂用IIIA/IIIB段继电保配置及整定计算 Undergraduate Design(Thesis) 6KV FACTORY WITH POWER IIIA/IIIB SECTION RELAY THE CONFIGURATION AND SETTING CALCULATION BYLI Yin-shengSupervised byAssociate professor WANG Zhong School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2011毕业设计（论
2、文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目
3、录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 摘要 随着电力工业的发展，机组容量的增大和自动化程度的提高，机组本身及电网对继电保护与自动化装置提出了更高的要求。厂用电系统保护是发电厂继电保护中的一个重要环节，厂用电系统运行正常与否，将直接影响到机组的安全运行，因此，对发电厂厂用电进行合理的继电保护配置，对于今后的安全运行具有重大意义。针对热电厂的实际情况，对380V主厂房进行了继电保护配置和整定计算。在保护配置中主要采用了KFM2E和施耐德MT系列两种断路器，将主厂房内部设备分为电源进线，
4、母线联络，MCC供电线和PC段电动机四种类型进行保护配置。在保护中主要采用长延时，短延时，瞬时和接地保护四种保护，基本满足了热电厂低压 380V系统厂用电保护系统整定按照继电保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。关键词：厂用电 ， 继电保护 ， 断路器 ， 整定计算 AbstractProtection of the power system has a great influence on the safe and effective operation, to really ensure the normal use of power system, then the measure
5、s to protect the job, and relay protection is one of the most main, the most effective way. Therefore, in order to ensure the safe operation of the power system, it is necessary to have some knowledge of the relay protection, can we effectively use. The graduation design of the main content is 6kV f
6、actory with power IIIA/IIIB section relay protection configuration design and setting calculation, The principle of relay protection to understand thoroughly, know how to limit each joined together, the understanding of power；and according to the principle of the relay protection, the protection of
7、choice for setting and sensitivity, determine the protection scheme calibration.Key Words: Relay Protection Setting calculation sensitivity Protection configuration. 目录摘要IAbstractII前言- 1 -第一章 继电保护概述- 2 -1.1继电保护的作用与意义- 2 -1.2 继电保护装置使用条件和维护- 2 -1.3电力系统继电保护技术发展的前景- 6 -第二章 厂用电- 7 -2.1 概 述- 7 -2.2 厂用负荷分类
8、及厂用电电压等级- 7 -2.3 厂用电接线的基本形式- 11 -第三章 6KV厂用电的保护配置- 12 -3.1继电保护的基本知识- 12 -3.2继电保护的任务是：- 12 -3.3继电保护装置的基本原理:- 13 -3.4对继电保护的基本要求：- 13 -3.5变压器的保护配置- 14 -3.6母线的保护配置- 15 -3.7输电线路保护配置- 16 -第四章 6kV厂用IIIA段保护- 19 -4.0继电保护整定计算概述- 19 -4.1工作电源进线- 19 -4.2 备用电源进线- 20 -4.3 3机凝结水泵A（400kW）- 22 -4.4 3机电动给水泵A（4000kW）- 2
9、5 -4.5 3炉磨煤机A（850kW）- 30 -4.6 3炉送风机A（800kW）- 33 -4.7 3炉吸风机A（900kW）- 36 -4.8 3炉排粉风机A（500kW）- 39 -4.9 3机循环水泵A（800kW）- 42 -4.10 2碎煤机A（280kW）- 45 -4.11 运煤6kV2电源馈线- 48 -4.12 3炉1等离子变（250kVA）- 50 -结论- 53 -致谢- 54 -参考文献- 54 -附录1： 外文翻译资料- 56 -A1.1 Differential Protection- 56 -A1.2差动保护- 61 -附录2： 定值单- 68 -前言电能是
10、现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中，电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时，保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作，从而切断故障点，极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了五大部分，电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评
11、价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。电能是一种特殊的商品，为了远距离传送，需要提高电压实施高压输电，为了分配和使用，需要降低电压实施低压配电，供电和用电。发电-输电-配电-用电构成了一个有机系统。通常把由各种类型的发电厂输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。电力系统在运行中，各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但是没有发生故障的运行状态，如:过负荷、过电压、频率降低，系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线，如：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路，单相断线和两相断线等。 第一章
12、继电保护概述1.1继电保护的作用与意义电力在现代社会各方面起着重大的作用，没有电力的支持，社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性，对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性，是电力系统应该着重关注的，也是社会各界所关注的问题。改革开放30年来，中国的市场经济得到快速的发展，我国的经济建设取得了举世瞩目的成就。随着经济的发展，对电力的需求越来越大，电力供应开始出现紧张，在很多地方都出现了供电危机，使其不得不采取限电、停电
13、等措施，以缓解电力供应的紧张。在如此严峻的形式下，加强对电力系统的安全维护至关重要，而继电保护正是其中主要的保护手段之一。继电保护对电力系统的维护有重大的意义。（1）、.继电保护可以保障电力系统的安全、正常运转。因为当电力系统发生故障或异常时，继电保护可以实现在最短时间和最小区域内，自动从系统中切除故障设备，也可以向电力监控警报系统发出信息，提醒电力维护人员及时解决故障，这样继电保护不仅能有效的防止设备的损坏，还能降低相邻地区供电受连带故障的机率。同时还可以有效的防止电力系统因种种原因，而产生时间长、面积广的停电事故，是电力系统维护与保障最实用最有效的技术手段之一。（2）、 继电保护的顺利开展
14、在消除电力故障的同时，对社会生活秩序的正常化，经济生产的正常化做出了贡献。不仅确保社会生活和经济的正常运转，还从一定程度上保证了社会的稳定，人们生命财产的安全。前些年北美大规模停电断电事故，就造成了巨大的经济损失，引发了社会的动荡，严重的威胁到了人们生命财产的安全。可见，电力系统的安全与否，不仅仅是照明失效的问题，更是社会安定、人们生命安全的问题。所以，继电保护的有效性就给社会各方面带来了重大的影响。1.2 继电保护装置使用条件和维护继电保护装置是实现继电保护的基本条件，要实现继电保护的作用，就必须要具备有科学先进、行之有效的继电保护装置，所谓“工欲善其事，必先利其器”。有了设备的支持，才真正
15、具备了维护电力系统的能力。因此，要做好继电保护的工作，就必须要重视被保护的设备。而设备的质量问题，直接决定了继电保护的效果，因而必须对继电保护的装置提出较高的要求。1.继电保护装置的灵敏性。即要求继电器保护装置，可以及时的把继电保护设备，因为种种问题而出现的故障和运行异常的情况，灵敏的反映到保护装置上去，及时有效的反映其保护范围内发生的故障。以便相关部门和人员采取及时有效的防治措施。2.可靠性。即要求继电器保护装置的正常，不能发生误动或拒动等不正常的现象，在继电器接线和回路接点上要保证其简练有效。3.快速性。即要求继电设备能在最短时间内，消除故障和异常问题，以此保证系统运行的稳定，同时可以把故
16、障设备的损坏降到最低限度，以最快的速度启动正常设备的正常运转，避免出现由局部故障而造成全面故障的情况出现。4.选择性。即在要求继电器在系统发生故障后，可能选择性的断开离故障点最近的开关或断路器，有目标的，有选择性的切除故障部分，在实现最小区间故障切除的同时，保证系统其它正常部分最大限度地继续运行。5.重要性。不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求,还要在日常的检测和维护上做好工作。 （1）、首先,要全面了解设备的初始状态。继电保护设备的初始状态，影响其日后的正常和有效运行。因此必须注意收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料。对设备日常状态的检修，要对设备生命周期中
17、各个环节都必须予以关注，进行全过程的管理。一方面是保证设备正常的、安全有效的使用,避免投入具有缺陷的设备。同时在恰当的时机进行状态检修，以便能真正的检测出问题的所在，并及时的找到应对方案。另一方面，在设备使用投入前，要记录好设备的型式试验和特殊试验数据、各部件的出厂试验数据、出厂试验数据以及交接试验数据和运行记录等信息。 （2）、其次，要对设备运行状态数据进行及时全面的统计分析。首先要了解设备出现故障的特点和规律，进而通过对继电保护装置运行状态的日常数据的分析，预先判断分析故障出现的部分和时间，在故障未发生时及时的排查。因此状态检修数据管理就显得非常重要，要把设备运行的记录、设备状态监测与诊断
18、的数据等结合起来，通过正确的完整的技术数据进行状态检修。通过数据的把握和设备运行规律的把握，可以科学地制定设备的检修方案，提高保护装置的安全系数和使用周期，保证电力系统的正常运行。（3）、再次，要了解继电设备技术发展趋势，采用新的技术对设备进行监管和维护。在电力事业高度发展，继电保护日益严峻，继电保护设备不够完善的情况下，必须加强对新技术的应用,唯此才能保证保护装置的科学有效，在电力系统的保护中发挥应有的贡献。 （4）、而且,目前我国在线监测技术上，使用还不够成熟，在日常的状态检修工作中还不能做出准确的判断，只能依靠在线数据与离线数据的相互配合，进行综合分析评价。因此,对各种新技术的使用是必要
19、的，比如在离线监测装置和技术上的使用、运用红外热成像技术、变压器绕组变形测试等，进行日常的设备监测与维护，可以更有效的分析设备的状态，有利于设备和系统的安全。 1.21 6KV厂用电气主接线图 1.3电力系统继电保护技术发展的前景我国继电保护技术的发展是随着电力系统的发展而发展的，电力系统对运行可靠性和安全性的要求不断提高，也就要求继电保护技术做出革新，以应对电力系统新的要求。熔断器是我国最初使用的保护装置，随着电力事业的发展，这种装置已经不再适用，而继电保护装置的使用，是继电保护技术发展的开始。我国的继电保护装置技术经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式的发展历程。 随着科技时代的来临，
20、我国的继电保护技术，也开始走向了科技时代。在未来的一段时间内，我国继电保护的技术主要是朝微机继电保护技术方向发展。 与传统的继电保护相比,微机保护有其新的特点。一是全面提高了继电保护的性能和有效性。主要表现在其有很强的记忆力，可以更有效的采取故障分量保护，同时在自动控制等技术，如自适应、状态预测上的使用，使其运行的正确率得到进一步提高。二是结构更合理,耗能低。三是其可靠性和灵活性得到提高，比如其数字元件不易受温度变化影响，具有自检和巡检的能力。而且操作人性化，适宜人为操作，并且可以实现远距离的实效监控。 微机继电保护技术的这些特点，使得这项技术在未来有着广阔的发展前途，特别是在计算机高度发达的
21、21世纪，微机继电保护技术将会有更大的拓展空间。在未来继电保护技术将向计算机化、网络化、智能化、保护、控制，测量和数据通信一体化发展的趋向发展。 我国应当在继电保护技术上增加投入,以便建立一套适应现代电力系统安全运行保障要求的继电保护技术,在继电保护装置的使用上要注意及时的更新,适应我国各方面对电力安全使用的要求,为在未来切实的做好继电保护工作提供最基本的设备支持。同时还应该掌握世界继电保护技术的发展,在微机继电保护技术上进一步的增强研究引进的力度,使我国的电力系统的安全系数达到世界先进水平,为我国强势的经济增长速度提供更完善的电力支持。第二章 厂用电2.1 概 述 1. 厂用电:为发电厂的主
22、机(锅炉、汽轮机、发电机等)和辅助设备服务的厂用机械以及全厂的运行操作、热工和电气试验、机械修配、电气照明、电焊机等用电设备的总耗电量，统称为厂用电。厂用电绝大部分使用交流电，少量使用直流电。 2.厂用电率厂用电率是发电厂的一项重要的经济运行指标。其值的大小是机炉发电和供热所需的自用电能消耗量分别与同一时期对应机组发电量和供热量的比值。厂用电率的大小取决于发电厂的类型、燃料的种类、燃烧方式、蒸汽参数、机械化和自动化程度等因素。我国凝汽式火电厂的厂用电率为(58)，热电厂为(810) 。 3.影响厂用电供电的可靠性和经济性的因素与发电厂的运行操作、维护检修和设备的质量等有着密切的关系；厂用电接线
23、设计是否正确；厂用电动机的类型和容量选择是否合理；厂用电的电压等级和厂用电源的引接方式是否合适；是否采用新型的继电保护和自动化措施；以及对设备的使用和管理是否正确等。 4. 厂用电接线应满足的基本要求（1）、安全可靠、运行灵活（2）、投资少，接线简单、清晰，运行费用低（3）、满足供电的对应性（4）、满足系统的整体性（5）、对于200MW及以上的大容量机组应设置具有足够容量的交流事故保安电源和电能质量指标合格的交流不间断供电装置。 2.2 厂用负荷分类及厂用电电压等级一、厂用电负荷分类类负荷:凡短时间(手动切换恢复供电所需的时间)内停止供电，将影响人身或设备安全，使机组停顿或发电量大幅度下降的厂
24、用负荷，称为I类厂用负荷。例如给水泵电动机、凝结水泵电动机等。 类负荷：在较长时间内停止供电，会造成设备损坏或影响正常生产，但在允许的停电时间内，如经值班人员操作后能恢复供电而不致造成生产混乱的负荷，称为类厂用负荷。例如输煤系统机械用电动机；水处理设备和冲灰系统水泵用电动机等。 类负荷：在较长时间内停止供电不致直接影响生产的负荷，称为类厂用负荷。例如中央修配厂、油处理室的电动机等。事故保安负荷：在主机事故停机过程中及停机后一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要设备损坏，重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷，称为事故保安负荷。 根据对电源的不同要求，事故保安负荷分为下列三种：(1)直流保安
25、负荷：由蓄电池供电的负荷。 (2)交流不停电保安负荷：在机组起动、运行到停机过程中，甚至停机以后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷。(3)允许短时停电的交流保安负荷：平时由交流厂用电供电，失去厂用工作或备用电源时，由交流保安电源供电的负荷。二、不同类型的厂用负荷对电源的要求对于类负荷，厂用电动机必须保证能够自起动，并且应由两个独立的电源供电，采用备自投装置。对于类负荷，应由两个独立电源供电，一般采用手动切换。对于类厂用负荷，一般由一个电源供电。 对于直流保安负荷，由蓄电池供电。对于交流不停电保安负荷，供电电源一般采用由蓄电池组供电的电动发电机组或配备静态开关的静态逆变装置。对于
26、允许短时停电的交流保安负荷，一般采用快速自起动的柴油发电机组做为交流保安电源。 三.厂用系统的电压等级确定原则1.与异步电动机的技术规范相适应；2.解决好同容量的电动机电压低的价格较低，效率较高，但供电导线的截面较大，使铜耗量和投资增加的矛盾； 3.不同电压等级的短路电流不同； 4.考虑对电动机自起动是否有利。 厂用系统电压等级的选择低压厂用电电压等级：380/220高压厂用电电压等级：一般采用3kV、6kV和10kV。一般可按下列原则考虑： （1）、60MW及以下机组，发电机电机压10.5kV时，采用3kV；（2）、100300MW的机组宜采用6kV；（3）、300MW以上的机组，当技术经济
27、合理时， 也可采用两种高压厂用电电压。2.3 厂用供电电源及其引接 发电厂的厂用电源除应具有正常工作电源外，还应设置备用电源。对单机容量在200MW及以上的发电厂，还应考虑设置起动电源、事故保安电源和交流不停电电源。2.3.1 厂用工作电源及其引接方式 是保证发电机正常运行的最基本电源。 厂用高压电源的引接方式（1）当主接线具有发电机电压母线时，一般直接由发电机电压母线上引接，供给接在该母线段机组的厂用负荷， （2）当采用发电机变压器组单元接线时，从发电机至主变压器的封闭母线上引接。厂用低压工作电源的引接：（1）、从高压厂用母线段上引接；（2）、无高压厂用母线段时，发电机电压母线或发电机出口经
28、厂用变压器或电抗器引接。 2.3.2 厂用备用或厂用起动备用电源厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源时起后备作用，所以又称事故备用电源。对于200MW及以上大容量机组，为了保证 机组的起动和停机的负荷用电，需设置起动电源并兼做事故备用电源，所以又称起动备用电源。起动备用电源的设置对保证大容量机组的快速起动，提高电力系统运行的稳定性具有重要作用。 对厂用备用或起动备用电源的要求：引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由同一电源处引接；引接点处电源数量应有两个以上，并且具有足够的电源容量。最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从电力系统获得厂用电源。 厂用备用或起动备用电源常用的引接方
29、式：（1）、有发电机电压母线时，一般由该母线引接一个备用电源。（2）、采用发电机变压器单元接线时，一般由升高电压母线中电源可靠的最低一级电压母线或由联络变压器的第三(低压)绕组引接。厂用备用或起动备用电源常用的引接方式：（3）、当技术经济合理时，也可由外部电网引接专用线路供给。（4）、对于200MW及以上大容量机组，为了强调低压厂用备用电源供电的可靠性和独立性，低压厂用备用变压器宜由带公用负荷而经常带电运行的高压厂用起动/备用变压器引接。 备用电源的设置方式：一般分为明备用和暗备用两种。明备用专门设置一台#O备用变压器，其容量等于最大一台厂用工作变压器的容量。 正常运行时#0变压器不工作。当厂
30、用工作变压器发生故障跳闸时，通过备用电源自动投入装置将#0备用变压器投入运行，迅速恢复对失电厂用母线的供电。暗备用不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器的容量加大。正常运行时，每台工作变压器在欠载状态下运行，分段断路器QFf处于断开状态，当任一台工作变压器因故障被断开后，在备自投的作用下，分段断路器接通，使两段母线上的厂用负荷均由完好的厂用工作变压器供电。 备用电源或起动/备用电源设置的数量：取决于发电厂的装机台数、单机容量及控制方式等，一般按表4.3.1的原则配置。当全厂有两个及以上高压厂用备用或起动/备用电源时，应尽量保持备用电源之间的相对独立性。 2.3.3 事故保安电源 厂用工作电
31、源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下主要设备和人身的安全，保证主机安全停机，并在事故消除后又能及时恢复供电而设置电源。在大容量机组的发电厂中，事故保安电源有下列三种类型： (1)快速起动的柴油发电机；(2)可靠的外部独立电源；(3)由蓄电池组供电的逆变装置。2.3.4 交流不停电电源 (简称UPS)向不允许间断供电的电子计算机、自动巡回检测装置、重要的热工仪表、自动调节装置及通信系统中不允许交流电源中断的负荷等供电。交流不停电电源系统包括稳定的不停电电源系统、配电系统和必要的控制系统及测试设备。 不停电电源系统：一般由厂用保安段母线经过不停电电源的整流器与逆变器供给正常工作电流；当厂用交流
32、电源中断，不停电电源将自动地改为蓄电池组经逆变装置供电。交流不停电电源系统采用的逆变装置包括：（1）、可控硅逆变器（2）、逆变机组。 （3）、采用KGBTA系列可控硅逆变器的不停电电源系统（4）、采用双台逆变器柜并联运行的方式。（5）、单台设备由整流柜、逆变器和静态开关柜组成。采用逆变机组的不停电电源系统接线： 一台发电机设置两台逆变机组，并从380V事故保安电源引接备用电源。正常运行时，一台逆变机组投入作为工作电源。当工作的逆变机组故障时，备用电源自动投入。 2.3 厂用电接线的基本形式采用单母线接线按照按炉分段的接线原则，将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干的独立段。各独立母线段分别由工作电
33、源和备用电源供电。 采用按炉分段接线的优点： (1)同一台锅炉的厂用电动机接在同一段母线上，既便于管理又方便检修。 (2)可使厂用母线事故影响范围局限在一机一炉，不致过多干扰正常机组运行。 (3)厂用电回路故障时，短路电流较小，可使厂用电系统采用成套的高、低压开关柜或配电箱。第三章 6KV厂用电的保护配置3.1继电保护的基本知识电能是一种特殊的商品，为了远距离传送，需要提高电压，实施高压输电。为了分配和使用，需要降低电压实施低压配电，供电和用电。发电-输电-配电-用电构成了一个有机系统。通常把由各种类型的发电厂，输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。电力系统在运行中，各种电
34、气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但是没有发生故障的运行状态，如:过负荷，过电压，频率降低，系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线，如：三相短路，两相短路，两相接地短路，单相接地短路，单相断线和两相断线等。其中最常见且最危险的是各种类型的短路，电力系统的短路故障会产生如下后果：(1)、故障点的电弧使故障设备损坏；(2)、比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到破坏；(3)、部分电力系统的电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏，影响企业的经济效益和人们的正常生活；(4)、破坏电力系统运行的稳定性
35、，引起系统振荡，甚至使电力系统瓦解，造成大面积停电的恶性循环。故障或不正常运行状态若不及时正确处理都可能引发事故。为了及时正确处理故障和不正常运行状态，避免事故发生，就产生了继电保护，它是一种重要的反事故措施。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置，且继电保护装置是完成继电保护功能的核心，它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。3.2继电保护的任务是：(1)、当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速，有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。(2)、当电力系统中某电气元件出现不正常
36、运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。3.3继电保护装置的基本原理:我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保
37、护。原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可。形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。继电保护装置的组成： 被测物理量测量逻辑执行跳闸或信号 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，电压，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
38、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。3.4对继电保护的基本要求：（1）、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。（2）、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。（3）、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，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。（4）、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
39、错误动作。3.5变压器的保护配置3.5.1纵联差动保护本次设计所采用的变压器型号均分别为：SDL-31500/110、SFSL-31500/110、SFL-20000/110、SFL-20000/110。对于这种大型变压器而言，它都必需装设单独的变压器差动保护，这是因为变压器差动保护通常采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处的电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护的保护范围为三组电流互感器所限定的区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。所以我们用纵联差动保护作为两台变压器的主保护，其接
40、线原理图如图3.5.1所示。正常情况下,=即：（变压器变比） 所以这时Ir=0，实际上，由于电流继电器接线方式，变压器励磁电流，变比误差等影响导致不平衡电流的产生，故Ir不等于0 ，针对不平衡电流产生的原因不同可以采取相应的措施来减小。尽管纵联差动保护有很多其它保护不具备的优点，但当大型变压器内产生严重漏油或匝数很少的匝间短路故障以及绕组断线故障时，纵联差动保护不能动作，这时我们还需对变压器装设另外一个主保护瓦斯保护。图3.5.1 纵联差动保护原理示意图3.6母线的保护配置3.6.1保护配置的原理电力系统中的母线是具有公共电气连接点，它起着汇总和分配电能的作用。所以发电厂和变电站中的母线是电力
41、系统中的一个重要组成元件。 母线运行是否安全可靠，将直接影响发电厂，变电站和用户工作的可靠性，在枢纽变电所的母线上发生故障时，甚至会破坏整个系统的稳定。 引起母线短路故障的主要原因有：由于空气污溃，导致断路器套管及母线绝缘子的闪络；母线电压和电流互感器的故障；运行人员的误操作，如带负荷拉隔离开关、带接地线合断路器。母线故障的类型,主要是单相接地和相间短路故障。与输电线路故障相比较，母线故障的几率虽较小，但造成的后果却十分严重。因此，必须采取措施来消除或减少母线故障所造成的后果。由设计的已知条件可知,6kV母线均是采用单母线接线,对于单母线我们可以采用母线完全电流差动保护。母线完全差动保护的原理
42、接线图如图3.6.1所示,和其它元件的差动保护一样,也是按环流法的原理构成。在母线的所有连接元件上必须装设专用的电流互感器,而且这些电流互感器的变比和特性完全相同,并将所有电流互感器的二次绕组在母线侧的端子互相连接,在外侧的端子也互相连接,差动继电器则接于两连接线之间,差动电流继电器中流过的电流是所有电流互感器二次电流的相量和。这样,在一次侧电流总和为零时,在理想的情况下,二次侧电流的总和也为零。此图为母线外部K点短路的电流分布图,设电流流进母线的方向为正方向。图中线路I,II接于系统电源,而线路III则接于负载。（1）、在正常和外部故障时(K点),流入母线与流出母线的一次电流之和为零,即：
43、而流入继电器的电流为: 因电流互感器变比nTA相同,在理想情况下流入差动继电器的电流为零,即Ig=0 但实际上,由于电流互感器的励磁特性不完全一致和误差的存在,在正常运行或外部故障时,流入差动继电器的电流为不平衡电流,即: 图3.6.1 母线完全电流差动保护的原理接线图其中Iunb是电流互感器特性不一致而产生的不平衡电流。（2）、母线故障时,所有有电源的线路,都向故障点供给故障电流,即: 其中Ik是故障点的总短路电流,此电流数值很大,足以使差动继电器动作。3.7输电线路保护配置3.7.1 距离保护电流保护的主要优点是简单，可靠，经济，但它的灵敏性受系统运行方式变化的影响较大，特别是在重负荷，长
44、距离，电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性，灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须采用性能完善的保护装置，因而就引入了“距离保护。距离保护是反馈故障点至保护安装点之间的距离或阻抗，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离或阻抗继电器，它可根据其端子所加的电压和电流侧知保护安装处至短路点之间的阻抗值，此阻抗称为阻抗继电器的测量阻抗。其主要特点是：短路点距离保护安装点越近，其测量阻抗越小；相反地，短路点距离保护安装点越远，其测量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除故障线路，如图3.7.1所示，K点短路时，保护1的测量阻抗是Zk，保护2的测量阻抗是（ZA
45、B+ZK）。由于保护1距离短路点较近，而保护2距离短路点较远，所以，保护1的动作时间就比保护2的短。这样故障就由保护1动作切除，不会引起保护2的误动作。这种选择性的配合是靠适当的选择各保护的整定阻抗值和动作时限来完成的。图3.7.1（a） 距离保护的基本原理 图3.7.1(b) 距离保护原理接线图第四章 6kV厂用IIIA段保护4.0继电保护整定计算概述继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。继电保护要达到及时切除故障，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方面的工作，包括设计、制造、安装、整定计算、调试、运行维护等，继电保护整定计算是其中极其重要的一项工作。电力生产运行和电力工程设计工作都离不开整定计算，不同部门整定计算的目的是不同的。电力运行部门整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种继电保护按照具体电力系统参数和运行要求，通过计算分析给出所南非的各项整定值，使全系统中的各种继电保护有机协调地布置、正确地发挥作用。电力工程设计部门整定计算的目的是按照所设计的电力系统进行分析计算、选择和论证继电保护装置的配置和选型的正确性，并最后确定其技术规范。同时，根据短路计算结果选择一次设备的规范。4.1工作电源
