35kv配电系统继电保护方案设计

毕业设计报告

课题：35kv配电系统继电爱护

方案设计

系部：电气信息系

专业：电气自动化技术

班级：电气07-2

姓名：

学号

指导老师：

摘要

继电爱护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。电力系统中的

短路时不行避开的。短路必定伴随着电流的增大，因而为了爱护发电机免

受短路电流的破坏，须要继电爱护来发挥作用。本文探讨的是关于35KV配

电系统继电爱护。通过本次设计驾驭和巩固电力系统继电爱护的相关专业

理论学问，熟识电力系统继电爱护的设计步骤和设计技能，依据技术规范,

选择和论证继电爱护的配置选型的正确性并培育自己在实践工程中的应用

实力、创新实力和独立工作实力。本论文主要结合了阻抗的计算、短路电

流的计算、三段式爱护及继电器选型等输电线路爱护。

关键词：短路电流计算；输电线路继电爱护

书目

1概述..............................................1

1.1电力系统继电爱护的作用................................1

1.2电力系统继电爱护技术与继电爱护装置....................1

统继电爱护技术要求................................1

继电爱护装置......................................2

2系统中各元件的主要参数计算.....................3

2.1设计原则和一般定则.....................................3

2.235KV电网元件参数计算原则...........................4

2.3各参数计算...........................................4

2.3.1电阻参数计算...................................4

电抗参数计算......................................4

2.4标幺值及标幺值计算方法.................................4

标幺制的概念......................................4

标幺制的折算......................................4

3短路电流的计算...................................6

3.1短路计算的目的.........................................6

3.2困难电源系统短路电流计算方法............................6

4电网的电流爱护和方向性电流爱护.....................(

4.1单侧电源网络相间短路的电流爱护.........................6

电流速断爱护......................................10

限时电流速断爱护..................................13

定时限过电流爱护...................................13

4.2电网相间短路的方向性电流爱护............................16

方向性电流爱护的工作原理............................17

功率方向继电器.....................................18

5实例分析.........................................20

6继电器选型......................................25

6.1过电流继电器的选择.......................................25

6.2中间继电器的选择.........................................25

6.3时间继电器的选择.........................................25

6.4信号继电器选择.........................................25

结束语..........................................26

谢辞.............................................27

参考文献..........................................28

1概述

1.1电力系统继电爱护的作用

电力系统的运行要求平安牢靠、电能质量高、经济性好。但是，电力

系统的组成元件数量多，结构各异，运行状况困难，覆盖的地域宽阔。因

此，受自然条件、设备及人为因素影响，可能出现各种故障和不正常运行

状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以

各级计算机为中心，用分层限制方式实施的平安监控系统，它能对包括正

常运行在内的各种运行状态实施限制。这样才能更进一步地确保电力系统

的平安运行。

(1)当被爱护的电力系统元件发生故障时，应当由该元件的继电爱护装置快

速精确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸吩咐，使故障元件刚好从

电力系统中断开，以最大限度地削减对电力系统元件本身的损坏，降低对

电力系统平安供电的影响，并满意电力系统的某些特定要求(如保持电力系

统的暂态稳定性等)。

(2)反应电气设备的不正常工作状况，并依据不正常工作状况和设备运行维

护条件的不同(例如有无常常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理,

或由装置自动地进行调整，或将那些接着运行会引起事故的电气设备予以

切除。反应不正常工作状况的继电爱护装置允许带肯定的延时动作。

1.2电力系统继电爱护技术与继电爱护装置

继电爱护的基本要求

继电爱护装置应满意选择性、快速性、灵敏性和牢靠性的要求：这四

“性”之间紧密联系，既冲突又统一。

(1)选择性是指首先由故障设备或线路本身的爱护切除故障，当故障

设备或线路本身的爱护或断路器拒动时，才允许由相邻设备爱护、线路爱

护或断路器失灵爱护切除故障。为保证对相邻设备和线路有协作要求的爱

护和同一爱护内有协作要求的两元件(如启动与跳闸元件或闭锁与动作元

件)的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般状况下应相互协作。

(2)快速性是指爱护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定

性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合

闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动爱护(如高频

爱护、差动爱护)、充分发挥零序接地瞬时段爱护及相间速断爱护的作用、

削减继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高快速性。

(3)灵敏性是指对于其爱护范围内发生故障或不正常运行状态的反应实

力。满意灵敏性要求的爱护装置应当是在事先规定的爱护范围内部故障时,

不论短路点位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能敏

锐感觉、正确反应。爱护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，它主要

确定于被爱护元件和电力系统的参数和运行方式。在设备或线路的被爱护

范围内发生金属性短路时，爱护装置应具有必要的灵敏系数，各类爱护的

最小灵敏系数在规程中有详细规定。

(4)牢靠性是指在该爱护装置规定的爱护范围内发生了故障，它不应当拒

绝动作，简称拒动，而在任何其他该爱护不应当动作的状况下，则不应当

错误动作，简称误动。牢靠性主要指爱护装置本身的质量和运行维护水平

而言。一般来说，爱护装置的组成元件的质量越高、接线越简洁。回路中

继电器的触点数量越少，爱护装置的工作就越牢靠。同时，精细的制造工

艺、正确的调整试验。良好的运行维护以及丰富的运行阅历，对于提高爱

护的牢靠性也具有重要的作用。

继电爱护装置

继电爱护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常

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。继电爱护装

置的任务是：

(1)当被爱护设备或线路发生故障时，爱护装置快速动作，有选择地

将故障部分断开，以减轻故障危害，防止事故扩散。

(2)当设备出现不正常运行状态时，爱护装置一般作用于信号，以便

刚好实行措施，防止事故发生。在供电系统中，为了提高牢靠性，除了装

设继电爱护装置外，还设有各种自动装置，如自动重合闸、备用电源自动

投入装置等。

2系统中各元件的主要参数计算

2.1设计原则和一般规定

电网继电爱护和平安自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电

力系统的正常运行，防上事故发生或扩大起了重要作用。应依据审定的电

力系统设计(二次部分)原则或审定的系统接线及要求进行电网继电爱护

和平安自动装置设计，设计应满意《继电爱护天口平安自动装置技术规程

(SDJ6-83)》、《35kV电网继电爱护与平安自动装置运行条例》等有关专业

技术规程的要求。

继电爱护和平安自动装置由于本身的特点和重要性，要求采纳成熟的

特殊是符合我国电网要求的有运行阅历的技术。

电网继电爱护和平安自动装置应符合牢靠性、平安性、灵敏性、速动

性的要求。要结合详细条件和要求，从装置的选型、配置、整定、试验等

方面实行综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥当处理，以达到保证电网平

安经济运行的目的。

2.235KV电网元件参数计算原则

输电线路的参数有四个：反应线路通过电流时产生有功功率损失效应的电

阻；反应载流导线产生的磁场效应的电感；反应线路带电时绝缘介质中产

生的漏电电流及导线旁边空气游离而产生有功功率损失的电导；反应带电

导线四周电场效应的电容。输电线路的这些参数通常可以认为是沿全长匀

称分布的。

2.3各参数计算

电阻参数计算

有色金属导线单位长度的直流电阻可按下面公式

R=",

s

铝用31.5Q-mm2/km

由手册查的LGJ-240的计算直径21.66mm

L:铝线；G:钢芯；J：绞线

电抗参数计算

输电线路的等效电抗

额定频率下输电线每项的等值电抗：

X=2可'L

我国电力系统的额定频率为50HZ,对单导线线路：

X=0.06282

D

由题意LGJ-240可由计算手册查的其计算直径21.66mm

2#线路电抗：

Xo=0.14451g2=0.35。/km

l-ys

所以2#线路总电抗XI=4.2。

同理可求得1#电抗为3.15Q

3#电抗为1.432Q

2.4标幺值及标幺值计算方法

标幺制的概念

标幺值是电力系统分析和工程计算中常用的数值标记方法，表示各物

理量及参数的相对值。标幺值是相对于某一基准值而言的，同一出名值，

当基准值选取不同时•，其标幺值也不同。它们的关系如下:标幺值=出名值

/基准值。

标么值的折算

本网络采纳近似计算法

近似计算：标幺值计算的近似归算是用平均额定电压计算:。标幺值的

近似计算可以就在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电

压基准来进行。

3.1短路计算的目的

选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备

为了合理的配置各种继电爱护和自动装置并正确整定其参数,必需对

电力网中发生的各种短路进行计算和分析C在这些计算中不但耍知道故障

支路中的电流值,还必需知道在网络中的分布状况。有时还要知道系统中某

些节点的电压值，在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较

各种不同方案的接线图，确定是否须要实行限制短路电流的措施，都要进行

必要的短路电流计算。进行电力系统暂态稳定计算,探讨短路对用户工作的

影响等,也包含有一部短路计算。在实际工作中，依据肯定的任务进行短路

计算时必需首先确定计算条件。所谓计算条件是指短路发生时系统的运行

方式,短路的类型和发生地点，以及短路发生后所实行的措施.

3.2困难电源系统短路电流计算方法

综合改变法实质是将各种类型的电源用一个等效发电机代替，这种方

法简洁，但是未考虑各电源与短路点间的电气距离的不同及发电机类型的

不同；而且除了有限容量的电源外，还会有无限大容量电源的存在。由于

各电源类型和距离上的不同，他们向短路点供应的电流大小及改变规律差

异较大，所以在要求较高的短路电流计算中，须要采纳单独改变法。单独

改变法先将供电系统中的电源按肯定原则进行分组；每组用一个等值发电

机来代替，并求出它的干脆联于短路点的支路转移电抗；然后对各支路分

别查相应的计算曲线，求出它们向短路点供应的短路电流；各支路电流之

和就是短路点的实际短路电流。对电源进行分组：将特殊状况的一、二个

电源分出来，按单独改变处理，而将其余的发电机合并为一组。做出供电

系统的等值电路图，选取基准，计算元件标么电抗。求各等效电源支路转

移电抗（采纳分布系数法）。将各个等效电源的短路电流相加。

4电网的电流爱护和方向性电流爱护

4.1单侧电源网络相间短路的电流爱护

电流速断爱护

在保证选择性和牢靠性耍求的前提下，依据对继电爱护快速性的要求,

原则上应装设快速动作的爱护装置，使切除故障的时间尽可能短。反应电

流增加，且不带时限（瞬时）动作的电流爱护称为无时限电流速断爱护，简

称电流速断爱护。

1.工作原理

对于图2.1所示的单侧电源辐射形电网，为切除故障线路，需在每条线路

的电源侧装设断路器和相应的爱护装置，即无时限电流速断爱护分别装设

在线路Li、乙的电源侧（也称为线路的首端）。当线路上任一点发生三相

短路时，通过被爱护元件（即线路）的电流为

/⑶二___Es___

lkZ+ZL

式中石、一—系统等效电源的相电势，也可以是母线上的电压；

Zs一—爱护安装处到系统等效电源之间的阻抗，即系统阻抗；

Z\一一线路单位长度的正序阻抗，单位为。/km；

Lk一一短路点至爱护安装处之间的距离。

图

c

图2.1单侧电源辐射形电网电流速断爱护工作原理图

若E、和Z、为常数，则短路电流将随着乙的减小而增大，经计算

后可绘出其改变曲线，如图2.1所示。若改变，即当系统运行方式改

变时，短路电流都将随着改变。当系统阻抗最小时，流经被爱护元件短路

电流最大的运行方式称为最大运行方式。图2.1中曲线1表示系统在最大运

行方式下短路点沿线路移动时三相短路电流的改变曲线。短路时系统阻抗

最大，流经被爱护元件短路电流最小的运行方式称为最小运行方式。在最

小运行方式下，发生两相短路时通过被爱护元件的电流最小，即最短路电

流为

,⑵=V3屈____

1A:.min[7+7T

乙3.max乙

式中，Z、.mx为最小运行方式下的系统阻抗，L为短路点至爱护安装处的

距离。图2.11中曲线2表示系统在最小运行方式下短路点沿线路移动时最小

短路电流的改变曲线。对于线路乙的无时限电流速断爱护1,当本线路上

任一点攵发生短路时，爱护1为瞬动爱护。为保证选择性，在下一线路首

端K?点短路时，爱护1不应动作，即爱护1的电流速断爱护的动作电流

应当大于最大运行方式下k2点三相短路时流过被爱护元件的短路电流

即/\>/晨由于k2点短路时与本线路末端kl点短路时流经被爱

护元件的短路电流相等，因此也可按大于最大运行方式下kl点三相短

路时流经被爱护元件的短路电流/*ax来整定，即

r=

JLop.\Kr'e\J/L^⑶l.max

式中Ki一一电流速断爱护的牢靠系数，一般取L2~L3。

引入牢靠系数的缘由是由于理论计算与实际状况之间存在着肯定的差别，

即必需考虑事实上存在的各种误差影响，照实际的短路电流可能大于计算

值；对瞬时动作的爱护还应考虑非周期重量使总电流变大的影响；爱护装

置中电流继电器的实际启动电流可能小于整定值；考虑肯定的裕度，从最

不利的状况动身，即使同时存在以上几种因素的影响，也可能保证在预定

的爱护范围以外故障时，爱护装置不误动，因而必需乘以大于1的牢靠系数,

一般取1.2〜1.3。同理，爱护电流速断爱护的动作电流应为

1.op.2—/&3.max

动作电流整定后是不变的，如图2.1中的直线3,它与曲线1、2各有一个交

点M和N。在交点以前的线路上发生短路故障时，由于爱护1的

电流速断爱护能够动作；在交点以后的线路上短路时，由于乙</），爱护

不能动作。因此电流速断爱护不能爱护本线路的全长，而且爱护的范围随

运行方式和故障类型的改变而改变。

2.爱护范围校验

电流速断爱护的灵敏系数通常用爱护范围来衡量，爱护范围越长，表

明爱护越灵敏。由图2二可见，最大运行方式下三相短路时，爱护范围最

大为J心-/max;最小运行方式下两相短路时，爱护范围A-/最inin小为。爱护范围

通常用线路全长的百分数表示，一般要求最大爱护范围250%,最小爱护范

围215%。电流速断爱护的爱护范围可通过下面的方法求得：在最大运行方

式下（爱护范围末端（乙1叱=乙）发生三相短路时，短路电

流。L与动作电流相等，即

Lmax」ry但ji-Z乙s.irin]

J

在最小运行方式下（Z,=Z"S），爱护范围末端（L.min=L）发生两相短

路时，短路电流/*1n与动作电流相等，即

r=—显Es

JL/min7O/v.max

Ln）

限时电流速断爱护

由于有选择性的电流速断爱护不能爱护本线路的全长，为快速切除本

线路其余部分的短路，应增设其次套爱护。为保证选择性和快速性，该爱

护应与下一线路的电流速断爱护在爱护范围和动作时限上相协作，即爱护

范围不超过下一线路电流速断爱护的爱护范围，动作时限比下一线路电流

速断爱护高出一个时限级差4。这种带有肯定延时的电流速断爱护称为限

时电流速断爱护。

1.工作原理与动作电流

现以图2.4中的爱护1为例，来说明限时电流速断爱护的整定计算。

假设爱护2装有电流速断爱护，其动作电流整定为/：2=K\，它与最大

短路电流改变曲线1的点为P,这就是它的爱护范围。而爱护1限时电流速

断爱护的爱护范围不能超过爱护2电流速断爱护的爱护范围，即P点所对应

的短路点匕之前，所以在单侧电源供电的状况下，爱护1的限时电流速断

爱护的爱护范围应在七点和匕点之间。为什么？因为：若在七点之前，

则不能爱护本线路的全长；若在胴点之后，则失去与爱护2电流速断爱护

的选择性。所以爱护1限时电流速断爱护的动作电流应整定为/：：/>/，，

考虑到各种误差的影响，则有

1'.'=K'l；

式中4一一限时电流速断爱护的牢靠系数，取1.1〜1.2。

2.动作时限的整定

由图2.4可知，爱护1限时电流速断爱护的爱护范围已延长至下一线

路电流速断爱护的爱护范围，为保证选择性，要求限时电流速断爱护的动

作时限/要高于下一线路甩流速断爱护的动作时限一个时限级差

Ar,即

///A

对于时限级差△/,从尽快切除故障动身，应越小越好，但为了保证两套爱

护动作的选择性，4又不能选择过小。

爱护1与爱护2的协作关系，即爱护动作时间与短路点至爱护安装处之间

距离的关系，用t=/*(£)来描述，如图2.4所示。在爱护2电流速断爱护

范围内的短路，将以的时间切除，此时爱护1的限时电流速断虽然可以

启动，但因《较£大一个△£,而在QF2跳闸后，爱护1将返回，所以从

时间上保证了选择性。若短路发生在爱护1电流速断爱护范围内时，爱护1

将以，时间切除，而在该线路其他点短路时，爱护1将以/时间切除。

图2.2限时电流速度爱护工作原理刚好限特性

所以，当线路装设电流速断爱护和限时电流速断爱护后，它们的联合工作

就可以保证在全线路范围内的短路故障都能在0.5S时间内予以切除，在一

般状况下都能满意速动性的要求。它们的共同作用，构成了线路的主爱护,

即以最短的时间切除全线路任一点发生的短路。

3.灵敏系数校验

为了能够爱护本线路的全长，限时电流速断爱护在系统最小运行方式

下线路末端发生两相短路时，应具有足够的灵敏性，一般用灵敏系数来校

验，即规程规定

V11=白辔之1.3〜1.5

IVsenjH

JLop

式中（2）/丁——最小运行方式下被爱护线路末端发生两相金属性短路

时，流过本线路爱护的电流；

r——本线路限时电流速断爱护的动作电流。

必需进行灵敏系数校验的缘由，主要是考虑下列因素：

(1)故隙点存在过渡电阻，使实际短路电流比计算电流小，不利于爱护动

作。

(2)实际的短路电流由于计算误差或其他缘由而小于计算值。

(3)由于电流互感器的负误差，使实际流入爱护装置的电流小于计算值。

(4)继电器实际动作电流比整定电流值高，即存在正误差等。

(5)考虑肯定的裕度。当灵敏系数不能满意要求时，在爱护范围内发生短

路时，在上述不利因素的影响下，将导致爱护拒动，达不到爱护线路全长

的目的。这时可采纳降低爱护动作值的方法来提高敏系数，即使之与下级

线路的限时电流速断相协作。如爱护1的动作电流/。与下一条线路爱护2

的限时电流速断爱护的动作电流协作，则

〃=N〃〃

/opA/Vre\/

此时

IIII

力=/加—+2△/

可见，爱护范围的伸长(即灵敏性的提高)，必定导致动作时限的上升。

定时限过电流爱护

过电流爱护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定的爱护，

它分为两种类型：一种是爱护启动后出口的动作时间是固定的整定时间，

称为定时限过电流爱护；另一种是出口动作时间与过电流的倍数有关，电

流越大，出口动作越快，称为反时限过电流爱护。

本节只介绍定时限过电流爱护。

定时限过电流爱护(也可简称为过电流爱护)在正常运行时，不会动作。当

电网发生短路时，则能反应于电流的增大而动作。由于短路电流一般比最

大负荷电流大得多，所以爱护的灵敏性较高，不仅能爱护本线路的全长，

作本线路的近后备爱护，而且还能爱护相邻线路全长，作相邻线路的远后

备爱护。

1.工作原理和动作电流

为保证在止常状况卜各条线路上的过电流爱护肯定不动作，过电流爱

护的动作电流应大于该线路上可能出现且通过爱护装置的最大负荷电流，

即/：＞///w；同时还必需考虑在外部故障切除后电压复原时负荷自启动电

流作用下爱护装置必需能够牢靠返回，即返回电流应大于负荷自启动电流。

如图2.6所示，当k点短路时，爱护1和爱护2的过电流爱护将同时启动，

但依据选择性要求，应由爱护2动作切除故障，此时爱护1由于电流已减小

应马上返回。而这时通过爱护1的可能的最大电流不再是正常运行时的最大

负荷电流I,了，这是因为短路时，变电所B母线电压降低，接在该母线

上的电动机的转速会降低或停转，在故障切除后电压复原时，电动机将自

启动，而电动机的自启动电流要大于它正常工作时的电流。

图2.3过电流爱护动作电流整定说明图

电动机最大自启动电流/•与正常运行时最大负荷电流的关系

，55.max4L.max

为

is.maxssI/.max

式中ASS自启动系数，其数值由负载的性质及电网的详细接线确定,

般取1.5〜3。为使爱护1在此电流下能牢靠返回，其返回电流应满意关

系式九”…，引入牢靠系数则有

式中K：——定时限过电流爱护的牢靠系数，一般取1.15〜1.25；由电流

继电器动作电流与返回电流的关系Lp=，可得过电流爱护的动作电流

K.e

为

//〃_relss[A.max

<>PO

xvre

由式(2T5)可知，当返回系数越小时，则过电流爱护的动作电流越大，则

爱护的灵敏性就越差，所以要求继电器的返回系数应尽可能大。

2.动作时限的整定

如图2.7所示的网络，假设各条线路都装有过电流爱护，且均按躲过

各自的最大负荷电流来整定动作电流。当k点短路时，爱护1〜4在短路电

流的作用下，都可能启动，为满意选择性要求，应当只有爱护4动作切除

故障，而爱护1〜3在故障切除后应马上返回。如只能依靠选择不同的动作

时限来保证。

图2.4单侧电源辎射形电网过电流爱护动作时限选择说明图

3.灵敏系数校验

过电流爱护的灵敏系数校验类似于限时电流速断爱护，即

r（2）

pill_"kmin

Kg=/

2OP

当过电流爱护作本线路近后备爱护时，取最小运行方式下本

线路末端两相金属性短路电流来校验，要求Ks2L3„1〜L5;当过电

流爱护作相邻线路的远后备爱护时，应取最小运行方式下相邻线路

末端两相金属性短路电流来校验，要求2L2。此外应留意，各过

电流爱护之间还应在灵敏系数上进行协作，即对同一故障点来说，要求靠

故障点近的爱护，灵敏系数应越高，否则将失去选择性。如图2.7中的过电

流爱护1和2,由于通过同一最大负荷电流，所以动作电流相同，假定为100A。

事实上若爱护2的电流继电器动作值有正误差，如105A（一次值），而爱护1

刚好有负误差，如95A,那么，当kl点短路时流过爱护1、2的短路电流为

102A,爱护2不动作，而爱护1却要动作，将失去选择性。

4.2电网相间短路的方向性电流爱护

方向性电流爱护的工作原理

只要在电流爱护的基础上加装一个能推断短路功率流向的方向元件，

即功率方向继电器，并且只有当短路功率由母线流向线路时才允许动作，

而由线路流向母线时则不允许动作，从而使爱护的动作具有肯定的方向性。

这样就可以解决反方向短路爱护误动作的问题。这种在电流爱护的基础上

加装方向元件的爱护称为方向电流爱护。方向电流爱护既利用了电流的幅

值特征，又利用了短路功率的方向特征。

功率方向继电器

功率方向继电器是用来推断短路功率方向的，是方向电流爱护中的主

要元件。所以它必需具有足够的灵敏性和明确的方向性，即发生正方向故

障（短路功率由母线流向线路）时，能牢靠动作，而在发生反方向故障（短路

功率由线路流向母线）时，牢靠不动作。

5实例分析

附录A原始资料

某地区部分供电系统如图1所示。区域性变电所35kV母线最大及最小运行

方式下的系统电抗分别为鼠、二0.426,Xmin=0.647（S^IOOMVA）o架空线参

数：1#、2#为LGJ—240,长度分别为9km、12km：3#为LGJ—185,长度为

4km,几何均距均为2.5m。铝厂变电所参数:「、T?均为SL7一12500/35,

uk%=7.5%,35±2X2.5%/6.3kV,运行方式为一台工作一台备用，该变电所

的最大及最小负荷分别为Pm*9880kW,Pmin=4690kW,6kV侧平均功率因数为

cos4）=0.92lo某煤矿变电所参数：13、「均为SL—10000/35,或为SL?一

8000/35,uk%=7.5%,35±2X2.5%/6.3kV,运行方式为一台10000KVA及一

台8000KVA的变压器同时工作且分裂运行，另一台10000KVA变压器备用，

该变电所的最大及最小负荷分别为Pm*13800kW,Pnin=10990kW,6kV侧平均

功率因数为cos<1)=0.918。煤矿热电厂有两台发电机经升压后由两条电缆线

路与煤矿变电所35kV母线相连，发电机参数：G»&均为QFT5-2,额定

容量为SN=15MW,额定功率因数为cos小后0.8,此暂态电抗为X>0.132。升

压变压器参数：T6、T,均为SFZ2-16000/35,5%=8.08,AP0=15kW,APk=81kWo

并网电缆参数:型号为VVJV32-26/35,长度为530m,截面为240mm工该系

统正常运行方式为闭环运行，试确定线路1#、2#、3#及变压器［、％、Ts、

的爱护装置。

等效电路图:

在35kv的母线断开的状况下：

[1]电流速断爱护

B点最大运行方式的短路电流

TJ2疗

实际值Y.=Y*.=0.426x--=5.83。

5.mmmin§]00

*if372

X切产X20=6647X-=8.86Q

/⑶Ex.37

=2.13（必）

，＜/./?maxX-+X2g（5.83+4.2）

动作电流

/，=KUL2X2.13=2.56（必）

灵敏度校验：

最小运行方式15%处两相短路电流为

二百.37

y—5.83=1.4。

min2rA-t-,nax26x2.56

xop

/i4

Inin=^xlOO%=33%>15%,合格

X24.2

满意要求。

【2】限时电流速断爱拧

（1）动作电流计算：

按躲过变压器r低压侧母线（即处短路电流整定，对于D点由于变压

器阻抗很小可忽视不计。

"[w=X'Mxz=再（5.83+4.2）=213（必）

动作电流

/MK".X=L2X2.13=2.56（。）

当于相邻线路BC电流速断爱护协作时，最大运行方式的三相短路电流为

=-------&------=-=---------------=1.86（KA）

iX.y.min+X24-X36（5.83+4.2+1.432）

/：：2=K"<、=L2xL86=2.20（必）

在确定限时电流速断爱折整定值，有几个相邻线路时，要分别考虑与这几

个相邻线路的瞬时电流速断，或限时电流速断，或变压器差动爱护相协作.

而且不能超出被协作爱孑的爱护范围，因此，取上述整定值中最大的一个

为最终的整定值。因此选较大者作为动作电流，为2.56KA。

灵敏度校验：

最小工作方式下B处两根短路电流为

⑵二金Ex37

=1.45(A)

荷山2X_x+X226(8.86+4.2)

灵敏系数为

K'=—=0.56<1.5

林九2.56

不符合要求

假如与相邻线路的瞬时电流速断爱护协作，灵敏度不满意耍求，可采纳降

低动作电流的方法，则考虑本线路限时速断爱护与卜.一线路限时速断爱护

协作。所以

加c==1.25x1.86=2.33>2.2。

AB线路的限时速断爱护的范围超过了BC线路电流速断爱护的范围，进入

其限时速断爱护范围。这时AB短段其次段爱护的动作时限为

乙=心十0・5=0.5+0.5=1⑸

[3]定时限过电流爱护

当变电所T与73工作时

T,：cos〃=0.921P1=9880kw

j=K=9880=1863(4)

1/,maxV3x0.95xUxcosolJ3x0.95x35x0.921

系数0.95是考虑传输最大功率时电压下降5%,所以第三阶段的动作电流为

//〃KreKssJ=L2x叱o.喳=069(KA)

刖KK/MAXo.85

灵敏度校验

作本线路近后备

0/〃_/d.Bniin_L45itc

鼠-/：〃-0.69~1

J?.=-----------------2-----------=-------------------------=1.47(必)

(LcmmXe+XjXs技8.86+4.2+1.432)

远后备爱护A；，，，=^^=—=2.13>1.2

人。69

动作时限

按阶梯原则，比相邻元件后备爱护最大动作时间大一个时限阶级差

为保证爱护动作的选择性，过电流爱护动作延时是按阶梯原则整定的，即

本线路的过电流爱护动作延时应比下一条线路的电流HI段的动作时间长一

个时限阶段4=1.5(s)

6继电器选型

时间继电器(KT)

作用：是一种协助继电器，从激励量改变至规定值的瞬间起至继电器输出

信号的瞬间止所经验的时间间隔为其动作时间。简而言之就是获得人为的

延时。

中间继电器(ZJ、KM)

作用：是一种协助继电器，详细体现为:①增加触点的数目；②扩展触点的

容量;③获得肯定的延时。

信号继电器(XJ、KS)

作用：用来保持继电器或继电爱护所处状态，并按通声、光信号电路。

综上要求，可以对电流继电器、中间继电器、时间继电器、信号继甩器进

行选择。

6.1过电流继电器选择

1.适用范围和主要功能

JSL系列定时限过流继电器适用于电力城农网供电线路、变压器、电动

机的过负荷和短路爱护。该系列继电器为集启动、延时、执行为一体的交

直流操作静态型多功能继电器，并具有精度高、功耗小、延时精确、返回

系数高、整定直观便利、触点容量大、无需协助电源等特点。是感应型GL

继电器的志向换代产品，且更能满意电力系统的时序协作。

JSL-11/10一副动合触点；

JSL-15/10—副转换滑动触点：

JSL-16/10—副转换滑动触点，一副延时协助触点。

2.主要技术参数

过电流部分的整定范围:2.0-9.9A级差0.1A。

返回系数不小于0.9。

过电流延时部分的整定范围:0.05~9.99S、级差0.01S。

电流速断部分的整定范围：2~9.9倍动作电流整定值。

电流速断在任一过电流整定值倍数下动作时间不大于50ms；15、16的

速断部分含延时回路，起诉段动作时间为100ms。

整定误差：过电流部分在任一整定值下其误差不大于5队速断电流

部分在任一整定值下其误差不大于10%,在极限温度下不大于15乐过电流

延时的延时误差肯定值不大于10ms。

触点容量：AC250V可长期接通16A的沟通电流，闭合触点可分流断开

沟通电流50A。当电流为额定值时不大于5%

热稳定倍数：2倍的额定电流下可长期运行。

6.2中间继电器选择

3TII系列中间继电器，适用于沟通50Hz或60Hz,电压至660V和直流电压至

600v的限制电路中，用来限制各种电磁线圈及作为电信号的放大和传递，

符合IEC947,VDE0660,GB合048等标准。

特性：

继电器采纳E形铁心，双断点桥式触头系统的直动式运动结构，动作

牢靠；

•3TH40,80有四对触头可组合；3TH42,82有八对触头可组合；3TH30

可接插协助触头座（3TX4）,可自由组合；

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