35kV变电站保护定值的计算.doc
《35kV变电站保护定值的计算.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《35kV变电站保护定值的计算.doc(23页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、继电保护装置是电力系统重要二次设备,它对电力系统平安稳定地运行起着重要的作用。电力系统对继电保护装置的要快速性、可靠性、选择性。要满足这三点要求,除选用性能良好的继电保护装置外,还必须正确地进展整定。性能再好的保护装置,如整定不正确,也不能正确地完成保护功能。本章就采用微机保护装置的35kV变电站的线路、主变、电容等设备的保护定值的计算,作简单的介绍,以帮助用户正确地进展35kV变电站,继电保护装置进展整定,充分发挥各种保护装置的作用,保证变电站设备的平安和可靠、经济、稳定运行。16-1 线路保护整定值的计算对于35KV及以下电压等级电力系统,一般为中性点不直接接地系统,其线路保护,通常采用反
2、响故障时电压、电流的三段式电流保护。第段电流保护为瞬时电流速断保护、第段为限时电流速断保护、第段为过流保护;第段及第段电流保护构本钱线路的主保护,过流保护为后备保护。当电流第段、第段保护灵敏系数不够时,可采用电流闭锁电压速断保护,如过流保护作远后备时的灵敏系数不够,可带低电压或复合电压启动。如果被保护线路为双侧电源时,应加方向闭锁,以防止在保护设置处前方发生短路时保护误动。电流、电压整定值受电网构造及运行方式影响较大,整定值的准确计算比较复杂,下面以图16-1所示的单侧电源环网供电电网,母线B、C连续路器5QF的保护为例,简单介绍采用EDCS-6110单元线路的各种保护整定值的计算。16-1.
3、1 电流速断保护整定值Isdz1的计算电流速断保护为无时限保护,其动作时间为保护装置的固有动作时间,按规程规定微机保护的固有动作时间为40ms以下。一电流速断保护的整定计算16-1 单侧电源环网供电网络图1QF3QF2QF4QF5QF7QF11QF9QF6QF8QF10QFABC1D21.电流速断保护动作电流整定值Iszd1的根本计算公式:根据保护的选择性要求,电流速断保护只有在本线路发生短路时才动作,为使计算简单,通常取线路末端母线母线C短路来计算线路短路电流Idma*,考虑到末端母线上其它线路近端短路时,短路电流与母线短路电流接近,为保证电流速断保护不误动,则电流速断保护电流整定值为:16
4、-1为电流速断保护的可靠系数,一般取1.21.3。 为最大运行方式下,线路末端三相短路的最大电流。可靠系数 系考虑以下因素的影响而设置a躲过末端母线母线C上其它线路近端短路的短路电流b 短路电流的计算误差c 短路时非周期分量的影响d 留有一定裕度2三相短路电流的计算三相短路电流的计算公式为:E*t 系统电源的等效相电势Z*t 系统等效相阻抗,即保护安装处到电源间的等效阻抗,包含保护安装处前方输电线路阻抗、变压器阻抗、发电机阻抗等。ZLd 被保护线路短路点到保护安装处的阻抗,其值为ZLdZ1L, Z1为线路单位长度的阻抗,L为线路长度,计算整定值时,L为线路全长Lma*,故计算整定值中的 公式为
5、:16-23运行方式对短路电流的影响:电力系统运行方式不同,流过保护装置的短路电流也不同,流过保护装置短路电流最大的运行方式,称为最大运行方式,短路电流最小的运行方式称为最小运行方式,对于附图1中保护5即5QF处装设的保护,全部电源投入且开网3QF或7QF断开运行时为最大运行方式,只投入阻较大的一个电源、环网闭网运行全部QF投入为最小运行方式,但对于9、10、11QF保护,闭网运行时为最大方式,开网运行为最小方式。a. 最大运行方式短路电流计算,最大运行方式下,C母线短路时流过保护5的电流计算公式为:式中:ZE*t电源等效阻抗,等于两个电源阻的并联值,即:b 最小运行方式下,短路电流的计算:最
6、小运行方式下,流过保护5的短路电流计算公式,以电源E1投入为例。二电流速断保护的有效保护围由于电流速断保护的整定值大于末端最大短路电流,故不能保护线路全长,在电流速断保护有效围末端,最小运行方式下,两相短路时,其短路电流等于电流速断整定值Iszd1。即:由此解得,电流速断保护的最小长度为:16-3式中:最小运行方式下的系统等效阻抗电流速断保护的有效围为: ,一般K*应15为校验简单起见,可计算出在最小运行方式下,线路15%处两相短路时的最小短路电流,用 是否大于1来校验电流速断保护是否符合灵敏度要求,KLm越大保护围也越大。16-1.2 限时电流速断保护整定值的计算一限时电流速断保护的作用限时
7、电流速断保护用来切除本线路电流速断保护围以外的全长围的故障,并对末端短路有足够的灵敏度。限时电流速断保护是线路的主保护。二限时电流速断保护的电流整定值计算限时电流速断保护的最大保护围为下级保护的电流速断保护的最小围,如保护5的限时电流速断保护围为保护10的速断保护的最小围。故其电流整定值为:16-4 *线路限时电流速断保护整定值 下一级线路电流速断整定值限时电流速断可靠系数:一般取1.11.2三分支电路对限时电流速断保护电流定值的影响由于限时电流速断保护要与下一经线路的电流速断保护配合,在有分支电路时流过本保护与下一级保护的电流不同,故分支电路对限时电流速断保护的定值有较大影响。1. 有源支路
8、对限时电流速断保护定值的影响:以附图2a所示电网为例,说明有源分支电路对限时电流速断定值的影响。图16-2a所示电网的等效电路如图16-2b。图中ZA为电源A的等效阻,ZB为电源B的等效阻,ZAB和ZBC分别为线路AB与BC段的阻抗,在线路2的d点发生短路时,ZBC1为母线B到d点的阻抗,则流过线路1的电流为:16-2(a) 带有源支路的供电网络图ACB1dAB1ZAZBZBC1ZBC2ZABBCAdD16-2(b) 图2(a) 的等值电路AB式中:为分支系数,在有源分支电路时,分支系数1,流过保护1的电流小于流过保护2的电流。2无源并联支路对限时电流速断保护整定值的影响:以图16-3所示电网
9、为例,在线路2中的d点短路时,流过线路1的电流为:16-3 具有无源并联支路的供电网CAB12d3456*tE*t1式中:L2为母线B到短路点d的距离。式中: 为分支系数,在有无源并联分支电路时,Kfz1,即流过保护1的电流大于流过保护2的电流。3考虑分支电路影响后,限时电流速断保护的整定值计算:考虑分支电路影响后,限时电流速断保护的整定值计算公式为:16-5式中:I2zd1为线路2的电流速断整定值,按电流段保护末端发生两相短路时的最小电流计算:式中: E*t 电源等效电势Z1线路2、线路3单位长度的阻抗值线路2电流段的有效保护长度四. 限时电流速断保护时限的选择16-6限时电流速断的动作时限
10、,应比下一级线路电流速断保护的动作时限,高一个时间阶梯,即:从保护速动性来讲,t应越小越好,但为了保证保护的可靠性及选择性,t不能太小,t中包含如下一些时间:1. 下一级保护动作后,断路器的动作时间及熄弧时间tQF.M,一般为0.20s 左右。2. 本级保护时间正误差tw,如为微机保护,误差1.2时,故障时,保护即能正常启动。16-1.4 电流闭锁电压速断保护的整定计算由于在运行方式变化较大时,电流速断保护的有效保护围很小或者没有保护围,为保证在不延长保护动作时限的情况下,提高保护的灵敏度,可以在电流速断保护的根底上增加电压速断保护,构成电流闭锁电压速断保护。电流闭锁电压速断保护是在电流大于闭
11、锁电流整定值,且母线电压低于电压整定值时才动作,这样,在最大运行方式下:在线路的保护围外的*一点短路,虽然电流会超过整定值,但由于电源等效阻小,则母线电压降低不多,会高于整定值,保护不会误动,而在最小运行方式下短路,由于电源等效阻较大,即使母线电压降至动作值以下,但由于系统等效阻抗较大,其电流会小于定值,保护也不会误动。因此,整定电流值可按正常运行方式的短路电流值整定,比最大运行方式下的短路电流值小,从而可增大保护围。电流闭锁电压速断保护的整定值计算方法很多,常用的有以保证正常运行方式下,有较大的保护围、躲过本线路末端故障,电流、电压有一样保护区三种整定值计算方法。一按正常运行方式下有较大保护
12、区整定的整定值计算为保证在外部短路时保护不误动,电流闭锁电压速断保护一般按正常运行方式下,保护线路全长的 75来整定。1闭锁电流整定值的计算: 根据上述原则,电流定值的计算公式为:16-13式中ZL为被保护线路的阻抗。2电压整定值的计算:电压整定值按正常运行时,被保护围末端三相短路时,母线的残压来计算,即:16-14二按躲过本线路末端故障整定的整定值计算因电流闭锁电压速断保护中,闭锁电流起保护闭锁作用,保护控制区主要由电压定值决定,因此,闭锁电流按线路末端短路时有一定的灵敏度来整定,而电压整定值按线路末端短路有一定的可靠性来整定。1. 电流整定值的计算:根据上述原则,闭锁电流的计算公式为:式中
13、:KLm灵敏系数,一般取1.5。最小运行方式下,线路末端两相金属性短路的短路电流,其值为:2. 速断电压整定值的计算:根据前面所述,速断电压整定值计算公式为:式中:Kk可靠系数,一般取1.3。Ucy.min最小运行方式下,线路末端两相短路时,母线的最低剩余电压,其值为:三按电流、电压有一样的保护区整定16-15当系统运行方式变化不大时,为获得较好的保护区,可按电流、电压保护区大致一样来整定,故有:16-16式中:Z为电流、电压保护区的线路阻抗。为躲开线路末端故障以保证选择性,则电压整定值应为:式中:Kk可靠系数,一般取1.3。则有:16-1716-17式和16-16式中的Uszd应相等,即:由
14、此解得:16-18将16-18代入16-15和16-16得:16-1916-2016-1.5 重合闸的延时整定计算在采用重合闸时,从尽量减少停电时间来考虑,重合闸的延时越小越好,但考虑到断路器灭弧,油断路器的介质去游离时间及对电网的扰动等因素,重合闸时间不能太短。一带重合闸的线路保护的动作过程采用EDCS-6100系列综合自动化装置的变电站,由于保护为微机保护,保护动作后,不须考虑保护的返回时间,因此,在考虑重合闸延时整定时,只考虑系统一次设备方面的因素,因此,带重合闸的保护动作过程如图16-5所示。各段时间的含义及大致围如下:保护动作时间tb断路器动作时间tt消弧时间t*裕度时间tu断路器合
15、闸时间th重合闸时间tch图16-5 线路保护的动作过程故障开场1保护动作时间tb:其大小等于保护的动作时限带延时保护或保护的固有动作时间瞬时动作保护。2断路器的分闸时间tt:根据断路器的型式不同而不同,其值在0.050.1s之间。3消弧时间t*:断路器分闸时,因故障电流较大,断路器触点断开时,将产生电弧,使电流延续一段时间,一般在0.080.15s之间。4裕度时间:考虑断路器操作机构从动作分闸到准备好合闸的时间tcb,tcb取决于操作机构,电磁机构tcb=0.30.5,液压机构tcb0.3s。故障断电后消弧和去游离时间及留有一定的时间裕度。5断路器的合闸时间th:断路器合闸时取决于操作机构,
16、一般电磁操作机构th=0.10.2s,液压操作机构th=0.080.15s。二重合闸整定延时确实定重合闸的启动有两种方式,一种为保护动作启动,一种为断路器不对应启动,两种方式的延时整定计算方法不同。1保护动作启动重合闸的延时:采用保护动作启动重合闸时,计时起点从保护动作开场,故包含断路器分闸时间tt,消弧时间t*和裕度时间tu,即:,整定延时thzdtch即可。2断路器位置不对应启动重合闸的延时,采用断路器不对应起动重合闸时,重合的计时起点从断路器分闸开场,故应包含t*与tu,即 ,整定延时thzdtch即可,由于EDCS-6110单元采用断路器不对应启动重合闸,故 ,考虑到t*=0.10.3
17、,并取一定的裕度,thzd取0.51.0为宜。另外,thzd应大于断路器合闸准备时间tcb。对于双侧电源线路,两侧的重合闸时间应有一定的差值,主电源侧为快速重合闸,对侧取较长延时,这样,保护动作时,主电源侧按检无压方式先重合上,对侧再按检同期重合闸。16-2 主变保护整定值的计算电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备,不但自身价格较贵,且对电力系统平安可靠运行有重要影响。因此,对于电力变压器,除应选择性能良好,动作灵敏可靠的保护装置外,还必须正确地进展整定。下面就采用EDCS-6120/6130单元的主变保护装置中,各种保护整定值的计算方法,作简单介绍。16-2.1 差动速断保护的整定值计
18、算EDCS-6120主变主保护单元中,主变的差动保护,无论哪种联接组别的变压器,其高、低压侧的电流互感器的二次侧均接成Y形接法,而电流的相位差则经程序进展矢量运算来补偿。对于通常的Y/d联接组别的变压器,Y形侧的二次电流用相邻相的电流相量差与形侧的对应相进展求差运算。例如,对于常见的Y/d-11联接组别的变压器的Y形侧,而计算差动电流的公式为,式中的Kp为差动平衡系数。由于采用的矢量求差运算,其结果有效值比相电流有效值扩大 倍,而相位角较超前相前移了30,这与常规保护中将Y形侧的电流互感器二次侧接成形所得的结果完全一样。在进展差动保护整定值计算时,对于Y/d接法的变压器,应考虑这一特点。一差动
19、速断电流定值计算变压器的差动速断保护的动作电流整定值Iszd按躲过变压器空载投入的励磁涌流和外部短路时的最大不平衡电流来整定。1按躲过励磁涌流来整定变压器空载投入时,将在电源侧产生很大的励磁涌流,励磁涌流的大小取决于变压器的构造,容量及电网参数,对于35kV的双绕组变压器,励磁涌流可达其额定电流的68倍,容量越小的变压器,励磁涌流倍数越大。由于励磁涌流衰减很快,仅在投入的瞬间达最大值,然后很快减小,考虑到差动速断保护有一定的固有动作时间,故可以不按躲过最大励磁涌流来考虑,通常取Iszd为36倍额定电流,即:考虑到对于Y形侧一般是高压侧,在计算差动电流时,先进展相电流相量运算使其有效值增大 倍,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 35 kV 变电站 保护 计算

链接地址:https://www.desk33.com/p-14811.html