电力系统继电保护论文-继电保护整定计算如何入门.doc

电力系统继电保护论文-继电保护整定计算如何入门摘要:文章通过介绍35kV变电站保护整定,旨在使县级供电企业中有一定专业技能的人员对继电保护的整定计算增加了解,进而能够投入继电保护整定计算工作中。 关键词:县级供电企业;继电保护;整定计算;35kV简易变电站 实例:一座35kV变电站,主接线为单母线接线,有1台35kV主变压器,35kVA线为电源进线。负荷线路有:35kVB线、10kVC线、10kVD线、10kVE线。 135kV变电站一次主接线图 2设备参数,运行资料、保护配置情况 根据所辖网络的运行情况建立相关技术档案,一、二次相关资料的收集;查看35kV变电站一次主接线图,建立一次设备参数档案或台账;查看二次图纸,理通保护回路,整理保护配置情况。根据相关的二次接线图及保护装置技术说明书等,了解掌握所辖网络内的继电保护及安全自动装置情况;研究确定系统运行方式,包括:最大、最小运行方式、发电机组开机方式、变压器中性点接地方式、线路投停原则等的确定,所辖网络内的潮流情况,特别是线路的最大负荷及负荷性质。 (1)35kV#1主变压器:(TA:300/5 150/5) S7-5000/35 35/10.5kVUd%=6.75%Y/-11 保护配置:(1)电流速断保护;(2)过流保护。 (2)35kVA线:(TA:200/5) L=15kmLGJ-70 保护配置:方向瞬时电流速断保护;方向限时电流速断保护;方向过电流保护。 (3)35kVB线:(TA:100/5)最大负荷:4000kW L=6kmLGJ-70 保护配置:方向瞬时电流速断保护;方向限时电流速断保护;方向过电流保护。 (4)10kVC线:(TA:200/5) 最大负荷:2000kW L=50kmLGJ-95 保护配置:瞬时电流速断保护;限时电流速断保护;过电流保护。 (5)10kVD线:(TA:100/5) 最大负荷:1000kW L=20kmLGJ-95 xd=Zll=200.475=9.5 保护配置:瞬时电流速断保护;限时电流速断保护;过电流保护。 (6)10kVE线:(TA:100/5) 最大负荷:1000kW L=1km LGJ-95 保护配置:瞬时电流速断保护;限时电流速断保护;过电流保护。 3阻抗计算:归算至37kV侧,采用有名值计算方法 (1)线路:Xd=Zll Zl输电线路单位长度的阻抗值(单位:/km),查常用导线阻抗参考值; l输电线路的长度(单位:km)。 (2)发电机: Xd%发电机次暂态电抗百分值; Ue发电机额定电压(单位:kV); Pe发电机额定功率(单位:kW); cos功率因数。 (3)变压器: Xd%变压器短路电压百分值; Ue变压器额定电压(单位:kVA); Pe变压器额定功率(单位:kW)。 (4)不同电压等级阻抗换算 10kV归算至35kV: 6.3kV归算至35kV: 400V归算至35kV: 35kV#1主变压器: = 18.482 35kVA线: Xd=Zll=150.603=9.045 35kVB线: Xd=Zll=60.603=3.618 10kVC线: Xd=Zll=500.475=23.75 =23.75=294.9 10kVD线: xd=Zll=200.475=9.5 =9.5=117.96 10kVE线: xd=Zll=10.475=0.475 =0.475=5.8982 系统阻抗: 假设:大方式:9.6525 小枯方式:12.652 4绘制阻抗图 5短路电流计算 (1)d1点短路。35kV变电站不对系统提供短路电流。 (2)d2点短路(35kV变电站35kV母线) Id(1-2).max=37103/(9.6525+9.045) =37103/18.6975=1142.7A Id(1-2).min=37103/(12.652+9.045) =37103/21.697=984.6A (3)d3点短路(35kVB线线路末端) Id.(2-3)max=37103/(9.6525+9.045+3.618) =37103/22.313=957.4A Id(2-3).min=37103/(12.652+9.045+3.618) =37103/25.315=843.87A (4)d4点短路(35kV变电站10kV母线) Id.(2-4)max=37103/(9.6525+9.045+18.482) =37103/37.177=574.6A Id(2-4).min=37103/(12.652+9.045+18.482) =37103/40.179=531.7A (5)d5点短路(10kVC线线路末端) Id(4-5).max=37103/(9.6525+9.045+18.482+294.9) =37103/332.08=64.3A Id(4-5).min=37103/(12.652+9.045+18.482+294.9) =37103/335.08=63.7A (6)d6点短路(10kVD线线路末端) Id(4-6).max=37103/(9.6525+9.045+18.482+117.96)=37103/155.14=137.7A Id(4-6).min=37103/(12.652+9.045+18.482+117.96) =37103/158.14=135.1A (7)d7点短路(10kVE线线路末端) Id(4-7).max=37103/(9.6525+9.045+18.482+5.8982) =37103/43.078=495.9A Id(4-7).min=37103/(12.652+9.045+18.482+5.8982) =37103/46.077=463.6A 6保护计算 上级配合极限值:电流段保护:动作电流700A;电流段保护:动作电流500A,动作时限0.3s;电流段保护:动作电流300A,动作时限1.2s。 6.1#1主变压器保护整定计算 (TA:300/5150/5) (1)电流速断保护。差动速断电流取躲过变压器涌流和外部故障时最大不平衡电流中的最大者为整定值。 按躲过变压器空投时和外部故障切除后电压恢复时变压器产生的励磁涌流计算,取35倍额定电流,对于小容量变压器取大值,对大容量变压器取小值。即: Idz=KkIeb=5(5000/35)=582.48=412.4A 按躲过外部短路时最大不平衡电流计算: Idz=KkKbpIbpmax=Kk(KfzqKtxfi+U+fmax)Idmax =1.3(110.1+0.05+0.05)574.6 =569.4A 综上取Idz=569.4A700A满足配合关系 灵敏度校验: Klm=(0.866984.6)/569.4=1.52满足, T=0.2s0.3s满足配合关系。 (2)过电流保护 按变压器额定电流整定。 Idz=Kk/KfIe=1.2/0.855000/35 =1.2/0.8582.48=116.4A Klm=(0.866683.89)/ 116.4=5.11.25 Idzj=116.4/(150/5)=3.90A T=1.0s1.2s满足配合关系 6.235kVA线361断路器保护整定计算(TA:200/5) 因35kV变电站不对系统提供短路电流。35kVA线361断路器保护均整定为退出。 (1)方向瞬时电流速断保护退出; (2)方向限时电流速断保护退出; (3)方向过电流保护退出。 6.335kVB线362断路器保护整定计算(TA:100/5 ) (1)方向瞬时电流速断保护 按躲本线末端故障时的最大电流整定: Idz1.3957.4=1244.62A 与上级保护极限值配合应1.1满足, Idzj=700/(100/5)=35A T=0.0s (2)方向限时电流速断保护 按保证本线线末故障有灵敏度整定: Idz=(/2843.87)/1.5=730.79/1.5=487.2A 综合考虑取Idz=480A Idzj=480.0/100/5=24.0A T=0.3s (3)方向过电流保护 按躲开本线路最大负荷电流整定: Idz=Kk/KfIe=1.25/0.854000/(0.835) =1.25/0.8582.48=121.3A 综合考虑取Idz=120A 校核出口故障灵敏度: Klm=(/2843.87)/120=6.01.5满足 Idzj=120/(100/5)=6.0A T=1.2s1.2s满足配合关系。 6.410kVC线061断路器保护整定计算(TA:200/5) (1)方向瞬时电流速断保护 按躲本线末端故障时的最大电流整定: Idz1.364.337/10.5=294.6A 综合考虑取Idz=300A 校核出口故障灵敏度: Klm=531.737/10.5/300=6.251.1满足, Idzj=300/(200/5)=7.5A T=0.0s (2)方向限时电流速断保护 按保证本线线末故障有灵敏度整定: Idz=(/263.737/10.5)/1.5=194.3/1.5=129.6A 综合考虑取Idz=130A Idzj=130.0/(200/5)=3.25A T=0.2s (3)方向过电流保护 按躲开本线路最大负荷电流整定: Idz=Kk/KfIe=1.25/0.852000/(0.810.5)=1.25/0.85137.5=202.2A 综合考虑取Idz=200A 校核出口故障灵敏度: Klm=(/263.737/10.5)/180=0.971.1满足, Idzj=600/100/5=30.0A T=0.0s (2)方向限时电流速断保护 按保证本线线末故障有灵敏度整定: Idz=(/2135.137/10.5)/1.5=412.3/1.5=274.8A 综合考虑取Idz=200A Idzj=200.0/100/5=10.0A T=0.2s (3)方向过电流保护 按躲开本线路最大负荷电流整定: Idz=Kk/KfIe=1.25/0.851000/(0.810.5)=1.25/0.8568.7=101.1A 综合考虑取Idz=100A 校核出口故障灵敏度: Klm=(/2135.137/10.5)/100=4.11.5满足, Idzj=100/(100/5)=5.0A T=0.6s1.0s满足配合关系 6.610kVE线063断路器保护整定计算(TA:100/5) (1)方向瞬时电流速断保护 按躲本线末端故障时的最大电流整定: Idz1.3495.937/10.5=2271.7A 校核出口故障灵敏度: Klm=531.737/10.5/2271.7=0.821.5满足, Idzj=100/100/5=5.0A T=0.6S1.0s满足配合关系 7保护整定时的注意事项 (1)如保护装置为电磁式保护时需考虑继电器量程,必要时配合量程需减小保护定值,但此种情况致将使保护范围延伸。 (2)10kV供电线路如存在线路长、线径小的情况,10kV线路电流保护整定时当线路末端发生故障时,其短路电流很小,为保证线路过电流保护在线路末端发生故障时有规程规定的灵敏度,则线路的供电负荷将受到限制。为满足灵敏度要求出现过电流保护定值比限时电流速断保护定值大情况。 解决方法:第一,可在限时电流速断保护加装电压元件;第二,通过计