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文檔簡介

鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題目:__35kv變電站繼電保護(hù)___系別______專業(yè)__班級___學(xué)號___(dá)_______姓名_____目錄摘要…………………1………………2………………3…………電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求………………繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)………………………常用的繼電器及特性……………3變電站的選址原則及作用………….5

4電所的電氣主接線…………………電氣主接線的分類形式…………………11有匯流母線的接線形式的優(yōu)缺點……無匯流母線的電氣主接線基本形式…………….25短路電流計算……………………………………86主變繼電保護(hù)整定計算及繼電器選擇………………計算Ie及電流互感器變比……………確定基本側(cè)動作電流……………確定基本側(cè)差動線圈的匝數(shù)和繼電器的動作電流……………確定非基本側(cè)平衡線圈和工作線圈的匝數(shù)…計算由于整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差Δfza初步確定短路線圈的抽頭……………保護(hù)裝置靈敏度校驗………………………………………………………特殊天氣下35KV變電站繼電保護(hù)定值適應(yīng)性分析……………繼電保護(hù)誤整定分析…………繼電保護(hù)定值整定注意事項…………………7變電所的防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計…………327.1變電所的防雷保護(hù)…………32

7.2變電所公共接地裝置設(shè)計………………32

8總結(jié)………33

致謝………34

參考文獻(xiàn)……………35

35KV變電站繼電保護(hù)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,繼電保護(hù)器在35kV變電站中的應(yīng)用也越來越廣泛,它不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全,而且還保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,因此,做好繼電保護(hù)的整定對于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。隨著電力電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展,全國聯(lián)網(wǎng)的格局已基本形成。科技水平得到提高,電力環(huán)境保護(hù)得以加強(qiáng),使中國電力工業(yè)的科技水平與世界先進(jìn)水平日漸接近。電力管理水平和服務(wù)水平不斷得到提高,電力發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃管理、生產(chǎn)運行管理、電力市場營銷管理以及電力企業(yè)信息管理水平、優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平等普遍得到提高。進(jìn)一步擴(kuò)大了對外開放,積極實施國際化戰(zhàn)略。

本論文圍繞35kV變電站的保護(hù)整定計算展開分析和討論,重點設(shè)計了電力系統(tǒng)基本常識以及短路電流的計算、整定計算、繼電保護(hù)定值適應(yīng)性分析、變壓器和線路的繼電保護(hù)配置以及斷路器控制回路和信號裝置選擇、變電所公共接地裝置設(shè)計等。

同時詳細(xì)介紹了主設(shè)備差動保護(hù)的整定算法,電氣主接線的設(shè)計、做出短路點的等效電路圖,對設(shè)備保護(hù)進(jìn)行了相應(yīng)的選擇與校驗。通過比較各個接線方式的優(yōu)缺點,確定變電站的主接線方式。而特殊天氣會影響變電站繼電保護(hù)定值的適應(yīng)性,同時實際工作中還存在繼電保護(hù)誤整定的情況。加強(qiáng)繼電保護(hù)管理,健全溝通渠道,加強(qiáng)繼電保護(hù)定值整定檔案管理是提高繼電保護(hù)定值整定的必要措施。

關(guān)鍵詞:35KV;繼電保護(hù);短路電流計算,整定計算,變電站

變電站繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)在運行中,可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài),最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下的后果:

(1)通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧,使故障元件損壞;

(2)短路電流通過非故障元件,由于發(fā)熱和電動力的作用,引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命;

(3)電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低,破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量;

(4)破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振動,甚至使整個系統(tǒng)瓦解;電氣元件的正常工作遭到破壞,但沒有發(fā)生故障,這種情況屬于不正常運行狀。

繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù),這時期是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末,在40余年的時間里的時間里經(jīng)歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、和微機(jī)式等5個發(fā)展的歷史階段。

隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用,繼電保護(hù)技術(shù)向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。

19世紀(jì)的最后25年里,作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,短路容量不斷增大,到20世紀(jì)初期產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。雖然在1928年電子器件已開始被應(yīng)用于保護(hù)裝置,但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn),只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護(hù)簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點,但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理機(jī)和微型計算機(jī)的普遍應(yīng)用,極大地推動了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā),目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗階段,并已有少量裝置正式運行。

目前隨著電力系統(tǒng)容量日益增大,范圍越來越廣,僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置,遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā),研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動作切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況,系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征,如何盡快恢復(fù)其正常運行等。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時,盡可能將其影響范圍限制到最小,負(fù)荷停電時間減到最短。此外,機(jī)、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn),特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。因此,系統(tǒng)的繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐等設(shè)備的承變能力,機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行的實際需要。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全,不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù),還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求(1)選擇性:指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動時,才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。避免大面積停電。(2)速動性:指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動投入的效果等。(3)靈敏性:指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時,保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。保證有故障就切除。(4)可靠性:指保護(hù)該動作時動作,不該動作時不動作。確保切除的是故障設(shè)備或線路。繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)發(fā)生故障時,自動、迅速、有選擇地借助于斷路器將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運行。反映電氣元件的不正常運行狀態(tài),并根據(jù)運行維護(hù)的條件而動作與發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。繼電保護(hù)主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動作的原理,還有其他的物理量,如變壓器油箱內(nèi)故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下,不管反應(yīng)哪種物理量,繼電保護(hù)裝置都包括測量部分(和定值調(diào)整部分)、邏輯部分、執(zhí)行部分。2.3常用的繼電器及特性

目前使用的繼電器按動作原理可分為:電磁型、感應(yīng)型、整流型和數(shù)字型。

(1)按反應(yīng)物理量可分為:電流繼電器,典雅繼電器功率繼電器,阻抗繼電器周波繼電器和氣體繼電器。

(2)按繼電器在保護(hù)回路中所起的作用可分為i:兩度繼電器,時間繼電器中間繼電器信號繼電器和出口繼電器。

(3)繼電器特性:無論啟動和返回繼電器的做東都是明確干脆的。不可能停留在某一個位置。3.1變電站的選址原則與作用變電站的選址原則:(1)從供電經(jīng)濟(jì)性的角度考慮,變配電站應(yīng)接近負(fù)荷中心。

(2)從生產(chǎn)角度考慮,變配電站不應(yīng)妨礙生產(chǎn)和廠內(nèi)運輸,變配電站本身設(shè)備的運輸也應(yīng)當(dāng)方便。(3)從安全角度考慮,變配電站應(yīng)避開易燃易爆場所,

變配電站宜設(shè)在單位的上風(fēng)側(cè),

在企業(yè)中,不易設(shè)在容易沉積粉塵和纖維的場所,

變配電站不應(yīng)設(shè)在人員密集的地方,

變配電站的選址和建筑還應(yīng)考慮到滅火、防蝕、防污、防水、防雨、防雪、防震以及防止小動物鉆入的要求。變電站的作用:變電站的主要作用是進(jìn)行高底壓的變換,一些變電站是將發(fā)電站發(fā)出的電升壓,這樣一方面便于遠(yuǎn)距離輸電,第二是為了降低輸電時電線上的損耗;還有一些變電站是將高壓電降壓,經(jīng)過降壓后的電才可接入用戶。對于不同的情況,升壓和降壓的幅度是不同的,所以變電站是很多的,比入說遠(yuǎn)距離輸電時,電壓為11千伏,甚至更高,近距離時為1000伏吧,這個電壓經(jīng)變壓器后,變?yōu)?20伏的生活用電,或變?yōu)?80伏的工業(yè)用電。電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中,為滿足預(yù)定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。

有匯流母線的接線形式和無匯流母線的電氣主接線基本形式4.2有匯流母線的接線形式又分為單母接線,雙母接線,一臺半斷路器接線,1臺斷路器接線,變壓器母線組接線。

(1).單母接線其優(yōu)點:簡單清晰,設(shè)備少、投資小、運行操作方便,且便于擴(kuò)建等優(yōu)點。其缺點:可靠性和靈活性較差,當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時,必須要斷開它所接的電源與之相連接的所有電力裝置,在整個檢修期間均需停止工作??梢砸韵路椒▉韽浹a(bǔ)單母線接線的不足:

1母線分段:斷路器分段;隔離開關(guān)分段。

2加設(shè)旁路母線。

(2).雙母線接線:其優(yōu)點為:供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便,其缺點是:設(shè)備多,配電裝置復(fù)雜,投資大。

(3).一臺半斷路器接線,就是每兩個回路用三臺斷路器接在兩組母線上,即每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線,兩條回路間設(shè)一臺聯(lián)絡(luò)斷路器,形成一串,故稱為一臺半斷路器接線,又稱二分之三接線。

(4)1臺斷路器接線,就是一個串有四臺斷路器,接三回進(jìn)出線回路,與一臺半斷路器接線相比,投資節(jié)省,但可靠性低,布置復(fù)雜,并且要在一個串的三個回路中,電源與負(fù)荷容量要相匹配。

(5).變壓器母線組接線:各出線回路由兩臺斷路器分別接在兩組母線,變壓器直接通過隔離開關(guān)接到母線上,組成變壓器母線組接線。

(1)單元接線:就是電機(jī)與變壓器直接連接成一個單元,組成發(fā)電機(jī)——變壓器組,稱為單元接線。其優(yōu)點是接線簡單,開關(guān)設(shè)備少,操作簡便。為了減少變壓器臺數(shù)和高壓側(cè)斷路器數(shù)目,同時可以節(jié)省配電裝置占地面積,可以采用擴(kuò)大單元接線。

(2)橋形接線:在只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時,通??梢圆捎脴蛐谓泳€,同時能節(jié)約斷路器的數(shù)目.但是按照橋連斷路器的位置,其橋形接線又可以分為內(nèi)橋式和外橋式。

(3).角形接線:當(dāng)母線閉合成環(huán)形,并按回路數(shù)利用斷路器分段,即構(gòu)成角形接線,角形接線中不宜超過六角形。并且在角形接線中,斷路器數(shù)等于回路數(shù),且每條回路都與兩臺斷路器相連接。這種接線的優(yōu)點是檢修任何一臺斷路器都不致中斷供電,隔離開關(guān)作為隔離電壓的器件,只在檢修設(shè)備時起隔離電源之用,具有較高的可靠性和靈活性。5短路電流計算:5.1系統(tǒng)等效電路圖:如圖3所示SⅡSⅠ120.45634DL1d1 7 8 DL6 d2 XL=3.628D3 圖3系統(tǒng)等效電路圖(各阻抗計算見3.3)5.2基準(zhǔn)參數(shù)選定:SB=100MVA,UB=Uav即:35kV側(cè)UB=37KV,10kV側(cè)UB=10.5KV。5.3阻抗計算(均為標(biāo)幺值):1)系統(tǒng):X1=100/200=0.5X22)線路:L1,L2:X3=X4=l1X1SB/VB2×15×100/372L3,L4:X5=X6=l3SB/VB2×10×100/372變壓器:B1,B2:X7=X8=(Uk%/100)SB×100/6.3=1.195.4短路電流計算:1)最大運行方式:系統(tǒng)化簡如圖4所示。其中:X9=X2+X3∥X4=0.719X10=X1+X5∥X6X11=X10∥X9X12=X11+X7=1.5 據(jù)此,系統(tǒng)化簡如圖5所示故知35KV母線上短路電流:Id1max=IB1/X11=1.56/0.31=5.032(KA)10KV母線上短路電流:Id2max=IB2/X12=5.5/1.5=3.667(KA)折算到35KV側(cè):Id21max=IB1/X12=1.56/1.5=1.04(KA)對于d3點以煉鐵廠計算Id3max=5.5/(1.5+3.628)=1.073(KA)SIISI10 9 0.546 0.719 35KV d1 7(8) 1.19 10KV d2 XL d3 1135KV0.31 d1 7(8) 1.19 10KV d2 d3 圖52)最小運行方式下:系統(tǒng)化簡如圖6所示。因SⅡ停運,所以僅考慮SⅠ單獨運行的結(jié)果;X13=X9+X7所以35KV母線上短路電流:Id1min=IB1/X9=1.56/0.719=2.17(kA) 所以10KV母線上短路電流:Id2min=IB2/X139=2.88(kA) 折算到35KV側(cè): Id2lmin=IB1/X13=1.56/1.909=0.817 (kA) 對于d3以煉鐵廠進(jìn)行計算 Id3min(kA) 折算到35KV側(cè): Id3lmin=(kA) 圖4 SⅠ 9 35KV d1 7(8) 10KV 1.19 d2 圖66.主變繼電保護(hù)整定計算及繼電器選擇6.1瓦斯保護(hù)輕瓦斯保護(hù)的動作值按氣體容積為250~300cm2整定,本設(shè)計采用280cm2。重瓦斯保護(hù)的動作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.6~1.5cm2整定本,本設(shè)計采用0.9cm2。 瓦斯繼電器選用FJ3-80型 。6.2縱聯(lián)差動保護(hù):選用BCH-2型差動繼電器。計算Ie及電流互感器變比,列表如下:名稱各側(cè)數(shù)據(jù)Y(35KV)Δ(10KV)額定電流I1e=S/EQ\R(,3)U1eI2E=S/EQ\R(,3)U2e變壓器接線方式Y(jié)ΔCT接線方式ΔYCT計算變比EQ\R(,3)I1e/5=180/5I2e實選CT變比nl200/5400/5實際額定電流EQ\R(,3)I1eI2e不平衡電流Ibp確定基本側(cè)基本側(cè)非基本側(cè)確定基本側(cè)動作電流:躲過外部故障時的最大不平衡電流Idz1≥KKIbp (1)利用實用計算式:Idz1=KK(KfzqKtxfi+U+fza)Id2lmax式中:KK—可靠系數(shù),采用1.3;Kfzq—非同期分量引起的誤差,采用1;Ktx—同型系數(shù),CT型號相同且處于同一情況時取0.5,型號不同時取1,本設(shè)計取1。ΔU—變壓器調(diào)壓時所產(chǎn)生的相對誤差,采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半,本設(shè)計取0.05。Δfza—繼電器整定匝書數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差,暫無法求出,先采用中間值0.05。代入數(shù)據(jù)得Idz1×(1×1×0.1+0.05+0.05)×1.04=270.4(A)躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時的勵磁涌流Idz1=KKIe(2)式中:KK—可靠系數(shù),采用1.3;Ie—變壓器額定電流:代入數(shù)據(jù)得Idz1×103.9=135.1(A)3)躲過電流互改器二次回路短線時的最大負(fù)荷電流 Idz1=KKTfhmax (3)式中:KK—可靠系數(shù),采用1.3;Idz1—正常運行時變壓器的最大負(fù)荷電流;采用變壓器的額定電流。代入數(shù)據(jù)得 Idz1×103.9=135.1(A) 比較上述(1),(2),(3)式的動作電流,取最大值為計算值,即: Idz1=270.4(A)確定基本側(cè)差動線圈的匝數(shù)和繼電器的動作電流將兩側(cè)電流互感器分別結(jié)于繼電器的兩組平衡線圈,再接入差動線圈,使繼電器的實用匝數(shù)和動作電流更接近于計算值;以二次回路額定電流最大側(cè)作為基本側(cè),基本側(cè)的繼電器動作電流及線圈匝數(shù)計算如下:基本側(cè)(35KV)繼電器動作值IdzjsI=KJXIdzI/nl代入數(shù)據(jù)得IdzjsI=EQ\R(,3)×270.4/40=11.71(A)基本側(cè)繼電器差動線圈匝數(shù)WcdjsI=Awo/IdzjsI式中:Awo為繼電器動作安匝,應(yīng)采用實際值,本設(shè)計中采用額定值,取得60安匝。代入數(shù)據(jù)得WcdjsI=60/11.71=5.12(匝)選用差動線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較WcdjsI小而相近的數(shù)值,作為差動線圈整定匝數(shù)WcdZ。即:實際整定匝數(shù)WcdZ=5(匝)繼電器的實際動作電流IdzjI=Awo/WcdZ=60/5=12(A)保護(hù)裝置的實際動作電流IdzI=IdzjINl/Kjx=12×40/EQ\R(,3)確定非基本側(cè)平衡線圈和工作線圈的匝數(shù)平衡線圈計算匝數(shù)WphjsⅡ =Wcdz/Ie2JI-Wcdz =5×(4.5/4.33-1)=0.19(匝)故,取平衡線圈實際匝數(shù)WphzⅡ=0工作線圈計算匝數(shù)WgzⅡ=WphzⅡ+Wcdz=5(匝)計算由于整定匝數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差Δfza Δfza=(WphjsⅡ-WphzⅡ)/(WphjsⅡ+Wcdz)此值小于原定值0.05,取法合適,不需重新計算。初步確定短路線圈的抽頭根據(jù)前面對BCH-2差動繼電器的分析,考慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小,勵磁涌流較大,故選用較大匝數(shù)的“C-C”抽頭,實際應(yīng)用中,還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號、性能等,抽頭是否合適,應(yīng)經(jīng)過變壓器空載投入試驗最后確定。保護(hù)裝置靈敏度校驗差動保護(hù)靈敏度要求值Klm≮2本系統(tǒng)在最小運行方式下,10KV側(cè)出口發(fā)生兩相短路時,保護(hù)裝置的靈敏度最低。本裝置靈敏度KlmjxIdlmin/Idzl×1×0.817/0.2771=2.55>2 滿足要求。6.3過電流保護(hù):過電流繼電器的整定及繼電器選擇:保護(hù)動作電流按躲過變壓器額定電流來整定 Idz=KkIe1/Kh 式中:Kk—可靠系數(shù),采用1.2;Kh—返回系數(shù),采用0.85;代入數(shù)據(jù)得Idz×103.9/0.85=146.7(A)繼電器的動作電流Idzj=Idz/nl=146.7/(40/EQ\R(,3))=6.35(A)電流繼電器的選擇:DL-21C/10靈敏度按保護(hù)范圍末端短路進(jìn)行校驗,靈敏系數(shù)不小于1.2。靈敏系數(shù):KlmjxId3lmin/Idz×1×滿足要求。 6.4過負(fù)荷保護(hù):其動作電流按躲過變壓器額定電流來整定。動作帶延時作用于信號。 Idz=KkIe1/Kf×103.9/0.85=128.4(A) IdzJ=Idz/nl×EQ\R(,3)/40=5.56(A)延時時限取10s,以躲過電動機(jī)的自起動。當(dāng)過負(fù)荷保護(hù)起動后,在達(dá)到時限后仍未返回,則動作ZDJH裝置。6.5冷卻風(fēng)扇自起動: Idzel×103.9=72.74(A) IdzJ=Idz/nl=72.74/(40/EQ\R(,3))=3.15(A)即,當(dāng)繼電器電流達(dá)到3.15A時,冷卻風(fēng)扇自起動。主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置:主變壓器繼電保護(hù)裝置設(shè)置:電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路,應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運行的保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù),必要時可增設(shè)輔助保護(hù)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動裝置的功能是在合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)前提下,保證電力系統(tǒng)和電力設(shè)備的安全運行。繼電保護(hù)和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。當(dāng)確定其配置和構(gòu)成方案時,應(yīng)綜合考慮以下幾個方面,并結(jié)合具體情況,處理好上述四性的關(guān)系:電力設(shè)備和電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點和運行特點;故障出線的概率和可能造成的后果;電力系統(tǒng)的近期發(fā)展規(guī)劃;相關(guān)專業(yè)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r;經(jīng)濟(jì)上的合理性;國內(nèi)和國外的經(jīng)驗。繼電保護(hù)和安全自動裝置是保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行不可或缺的重要設(shè)備。確定電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運行方式時,必須與繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置統(tǒng)籌考慮,合理安排。繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置要滿足電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站主接線的要求,并考慮電力網(wǎng)和廠站運行方式的靈活性。對導(dǎo)致繼電保護(hù)和安全自動裝置不能保證電力系統(tǒng)安全運行的電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式、廠站主接線形式、變壓器接線方式和運行方式,應(yīng)限制使用。在確定繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置方案時,應(yīng)優(yōu)先選用具有成熟運行經(jīng)驗的數(shù)字式裝置。應(yīng)根據(jù)審定的系統(tǒng)接線圖及要求,進(jìn)行繼電保護(hù)和安全自動裝置的系統(tǒng)設(shè)計。在系統(tǒng)設(shè)計中,除新建部分外,還應(yīng)包括對原有系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動裝置不符合要求部分的改造方案。為便于運行管理和有利于性能配合,同一電力網(wǎng)或同一廠站內(nèi)的繼電保護(hù)和安全自動裝置的型式,品種不宜過多。電力系統(tǒng)中,各電力設(shè)備和線路的原有繼電保護(hù)和安全自動裝置,凡不能滿足技術(shù)和運行要求的,應(yīng)逐步進(jìn)行改造。設(shè)計安裝的繼電保護(hù)和安全自動裝置應(yīng)與一次系統(tǒng)同步投運。繼電保護(hù)和安全自動裝置的新產(chǎn)品,應(yīng)按國家規(guī)定的要求和程序進(jìn)行檢測或鑒定,合格后,方可推廣使用。設(shè)計、運行單位應(yīng)積極創(chuàng)造條件支持產(chǎn)品的試用。1.主保護(hù)主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。分為瓦斯保護(hù)(以防御變壓器內(nèi)部故障和油面降低)、電流速動保護(hù)、差動保護(hù)(以防御變壓器繞組、套管和引出線的相間短路)。2.后備保護(hù)后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動時,用以切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時,由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)實現(xiàn)后備。近后備式當(dāng)主保護(hù)拒動時,由該電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù);當(dāng)斷路器拒動時,由斷路器失靈保護(hù)來實現(xiàn)的后備保護(hù)。過電流保護(hù)(以反應(yīng)變壓器外部相間故障)、過負(fù)荷保護(hù)(反應(yīng)由于過負(fù)荷而引起的過電流)。3.輔助保護(hù)輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運行而增設(shè)的簡單保護(hù)。4.異常運行保護(hù)異常運行保護(hù)是反應(yīng)被保護(hù)電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護(hù)。異常運行保護(hù)和必要的輔助保護(hù)分為溫度保護(hù)(以檢測變壓器的油溫,防止變壓器油劣化加速)和冷卻風(fēng)機(jī)自啟動(用變壓器一相電流的70%來啟動冷卻風(fēng)機(jī),防止變壓器油溫過高)。斷路器控制回路:在發(fā)電廠和變電站中對斷路器的跳、合閘控制是通過斷路器的控制回路以及操動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的??刂苹芈肥沁B接一次設(shè)備和二次設(shè)備的橋梁,通過控制回路,可以實現(xiàn)二次設(shè)備對一次設(shè)備的操控。通過控制回路,實現(xiàn)了低壓設(shè)備對高壓設(shè)備斷路器的控制操作情況:主控制室遠(yuǎn)方操作:通過控制屏操作把手將操作命令傳遞到保護(hù)屏操作插件,再由保護(hù)屏操作插件傳遞到開關(guān)機(jī)構(gòu)箱,驅(qū)動跳、合閘線圈。(2)就地操作:通過機(jī)構(gòu)箱上的操作按鈕進(jìn)行就地操作。(3)遙控操作:調(diào)度端發(fā)遙控命令,通過通信設(shè)備、遠(yuǎn)動設(shè)備將操作信號傳遞至變電站遠(yuǎn)動屏,遠(yuǎn)動屏將空接點信號傳遞到保護(hù)屏,實現(xiàn)斷路器的操作。(4)開關(guān)本身保護(hù)設(shè)備、重合閘設(shè)備動作,發(fā)跳、合閘命令至操作插件,引起開關(guān)進(jìn)行跳、合閘操作。(5)母差、低頻減載等其他保護(hù)設(shè)備及自動裝置動作,引起斷路器跳閘。可以看出,前三項為人為操作,后兩項為自動操作,因此斷路器的操作據(jù)此可分為人為操作和自動操作。根據(jù)操作時相對斷路器距離的遠(yuǎn)近,可分為就地操作、遠(yuǎn)方操作、遙控操作。就地通過開關(guān)機(jī)構(gòu)箱本身操作按鈕進(jìn)行的操作為就地操作,有些開關(guān)的保護(hù)設(shè)備裝在開關(guān)柜上,相應(yīng)的操作回路也在就地,這樣通過保護(hù)設(shè)備上操作回路進(jìn)行的操作也是就地操作,保護(hù)設(shè)備在主控室,在主控室進(jìn)行的操作為遠(yuǎn)方操作,通過調(diào)度端進(jìn)行的操作為遙控操作。特殊天氣下35KV變電站繼電保護(hù)定值適應(yīng)性分析

(1)線路保護(hù)弱饋適應(yīng)性

冰災(zāi)期間,由于線路故障跳閘,不少35kV變電站僅剩一回出線甚至全停,造成不少線路臨時變成終端線運行,出現(xiàn)弱饋方式。如果保護(hù)不投弱饋控制字,若線路出現(xiàn)純相間故障,則全線速動保護(hù)不能動作,僅靠后備保護(hù)延時切除。如2008年1月30日16:23贛嘉I線AC相問故障,嘉定變?yōu)槿躔亗?cè),電流消失,該線路正常為聯(lián)絡(luò)線,兩側(cè)均為強(qiáng)電源側(cè),未設(shè)置弱饋控制字。根據(jù)正常邏輯,線路故障后,被對側(cè)啟動發(fā)信閉鎖兩側(cè)高頻保護(hù),兩側(cè)高頻保護(hù)均不能出口,最后依靠贛州變相間距離Ⅱ段正確動作跳三相開關(guān),嘉定變保護(hù)不動作。

考慮到冰災(zāi)發(fā)生期間電網(wǎng)運行方式變化無序,線路強(qiáng)弱電轉(zhuǎn)換頻繁,依靠人工更改定值難以實時跟蹤電網(wǎng)運行方式的變化,同時線路故障絕大部分是單相故障,出現(xiàn)純相間故障的幾率非常低,再加上電網(wǎng)遭受破壞后,系統(tǒng)穩(wěn)定要求相對有所降低,故沒必要對臨時出現(xiàn)的終端線路更改弱饋定值。

(2)保護(hù)裝置啟動元件定值的適應(yīng)性

根據(jù)多年來的整定計算和故障分析經(jīng)驗,我們在日常整定計算中,著重提高了保護(hù)裝置啟動元件的靈敏度,一般靈敏度高達(dá)4,相電流突變量、高頻零序電流、高頻負(fù)序電流定值一次值均小于或等于180A,因而對運行方式具有較高的適應(yīng)性。在這次冰災(zāi)中,通過對多條線路保護(hù)裝置啟動元件定值的校核,不存在靈敏度不足的問題,沒有對保護(hù)裝置啟動定值進(jìn)行更改,系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障,保護(hù)均可靠啟動并迅速切除故障。

(3)零序電流保護(hù)定值的適應(yīng)性

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,由于零序電流受系統(tǒng)運行方式的影響極大,零序保護(hù)I段已難以適應(yīng)電網(wǎng)運行方式的變化。近年來,通過對零序保護(hù)定值研究分析,在系統(tǒng)小方式下,近70%的保護(hù)零序I段保護(hù)范圍還不足40%;如果再考慮到保護(hù)背側(cè)元件檢修的話,那么零序I段的保護(hù)范圍還將進(jìn)一步縮短,在相當(dāng)多的情況下,零序保護(hù)I段即使在出口處故障也無法可靠啟動,完全喪失了配置該段保護(hù)的意義。

為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,避免電網(wǎng)運行31方式頻繁變化引起零序電流保護(hù)I段的超越,在35KV及以上系統(tǒng)配置雙套主保護(hù)的前提下,從2005年開始,我們在簡化35KV線路零序保護(hù)整定計算上邁開了關(guān)鍵的一步,即結(jié)合新建工程將35KV線路零序電流I段全部退出運行,僅保留零序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段。采用上述零序電流保護(hù)簡化方案后,零序保護(hù)對電網(wǎng)運行方式變化適應(yīng)性大為增強(qiáng),這次冰災(zāi)中我們沒有由于運行方式原因更改線路零序保護(hù)瞬時段定值,系統(tǒng)也沒有因此出現(xiàn)保護(hù)的超越問題,效果明顯。但是零序電流保護(hù)受系統(tǒng)運行方式影響大,零序Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段仍然按照逐級配合的原則進(jìn)行整定計算,由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,35KV電磁環(huán)網(wǎng)運行,35KV線路成串成環(huán),長短線路交替出現(xiàn),運行方式靈活多變,造成零序后備保護(hù)段失配嚴(yán)重。

冰災(zāi)期間由于線路受損停運,引起電網(wǎng)運行方式靈活變化,對繼電保護(hù)線路保護(hù)弱饋、保護(hù)裝置啟動元件、零序電流保護(hù)繼電定值會出現(xiàn)問題,因此,在實際繼電保護(hù)定值確定時要考慮到這些特殊天氣情況。轉(zhuǎn)貼于中國論文下載中心繼電保護(hù)誤整定分析

2007年7月5日Ω;現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)RCS-902A裝置內(nèi)工頻變化量阻抗保護(hù)定值仍為3Ω,即未進(jìn)行一、二次折算。從而當(dāng)發(fā)生區(qū)外正方向故障時,誤動跳開劉村變2868線路2031、2032開關(guān)。

繼電保護(hù)定值整定注意事項

(1)加大對弱電源自適應(yīng)保護(hù)的研究

冰災(zāi)期間以及電網(wǎng)恢復(fù)過程中,系統(tǒng)運行方式變化無常,線路強(qiáng)弱電源變化無序,通過人工更改定值難以跟蹤電網(wǎng)運行方式的變化,線路縱聯(lián)保護(hù)有拒動的可能。為響應(yīng)國家關(guān)于節(jié)能降耗的發(fā)展戰(zhàn)略,今后將改革現(xiàn)行發(fā)電調(diào)度方式,開展節(jié)能發(fā)電調(diào)度,則電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組的運行方式更趨靈活,同時隨著35KV電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán),將出現(xiàn)部分35KV線路強(qiáng)、弱電源頻繁轉(zhuǎn)換等問題,頻繁地更改保護(hù)定值就是電網(wǎng)的不安全因數(shù),因此應(yīng)研究解決35kV線路強(qiáng)、弱電源轉(zhuǎn)換引起保護(hù)裝置自適應(yīng)問題。

(2)加強(qiáng)繼電保護(hù)管理

為了杜絕繼電保護(hù)“三誤”事故的發(fā)生,應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)管理。定值管理作為其中的一項重要內(nèi)容,應(yīng)結(jié)合電力系統(tǒng)發(fā)展變化,定期編制或修訂系統(tǒng)繼電保護(hù)整定方案。正常情況下各部門均應(yīng)嚴(yán)格按照繼電保護(hù)運行方案執(zhí)行。現(xiàn)場編制繼電保護(hù)定值單清冊。并建立二次設(shè)備臺帳。設(shè)備變更后及時更新臺帳。

(3)健全溝通渠道

新設(shè)備投入時,調(diào)度部門整定專責(zé)應(yīng)在新裝置投運前下達(dá)調(diào)試定值單供現(xiàn)場調(diào)試使用,保護(hù)人員現(xiàn)場調(diào)試后將調(diào)試結(jié)果、調(diào)試定值單中存在的問題,書面反饋整定專責(zé)。保護(hù)整定人員認(rèn)為定值符合現(xiàn)場要求,經(jīng)生技部門認(rèn)可后,調(diào)度部門下達(dá)正式定值單供現(xiàn)場使用。

(4)加強(qiáng)檢驗力度

在設(shè)備檢修、試驗、事故等情況下,涉及臨時校核、調(diào)整有關(guān)保護(hù)定值時,方式人員應(yīng)將方式變更情況等提前通知整定專責(zé),整定專責(zé)依據(jù)檢修申請或方式變更方案,根據(jù)一次方式變化情況和要求,進(jìn)行臨時定值的校核計算并反饋方式人員,調(diào)度下令通知運行人員和修試部門,由保護(hù)人員按臨時定值對定值進(jìn)行重整或按新定值另置區(qū)。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常運行方式時,由調(diào)度下令,保護(hù)人員恢復(fù)正常方式定值。

(5)加強(qiáng)繼電保護(hù)定值整定檔案管理

新設(shè)備投運或電網(wǎng)重整以及繼電保護(hù)年檢后,定值整定完畢時,保護(hù)整定人在新啟用定值單簽名并注明調(diào)整時間。同時打印定值清單,由變電站當(dāng)值運行人員與繼電保護(hù)專業(yè)人員共同核對簽字后,保存于變電站現(xiàn)場作為正確運行的依據(jù)。已投運的保護(hù)裝置定值不得隨意改變,保護(hù)定值的調(diào)整應(yīng)有調(diào)度命令或定值通知單,保護(hù)定值單的執(zhí)行應(yīng)以正式下達(dá)的調(diào)度指令為準(zhǔn)。如執(zhí)行過程中,對保護(hù)定值單有疑問,現(xiàn)場應(yīng)及時向調(diào)度員或整定專責(zé)人反饋,不得擅自在定值單上修改。運行人員操作中調(diào)整定值(含換區(qū)),應(yīng)填寫操作票或使用經(jīng)上級批準(zhǔn)的保護(hù)操作卡,定值單中主定值和附屬說明等所有部分都必須完全執(zhí)行,操作票(操作卡)中定值二次值的計算和核對,運行人員均應(yīng)獨自進(jìn)行。定值調(diào)整、核對完畢后打印定值,監(jiān)護(hù)人和操作人簽名后保存..7變電所的防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場所,它擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電,經(jīng)過變壓,然后配電的任務(wù)。顯然,變電所是供電系統(tǒng)的樞紐,在供電系統(tǒng)中占有重要的地位。正因為變電所在電力系統(tǒng)的重要性,保證變電所的安全可靠運行的工作就顯得十分重要。雷電防護(hù)問題是變電所不安全因素之一,如果變電所發(fā)生雷擊事故,將造成大面積的停電。給社會生產(chǎn)和人民生活帶來不便,所以變電所成為電力系統(tǒng)中防雷的重要保護(hù)部位。為了保證變電所的安全運行就要求防雷措施必須十分可靠。變電所要做到達(dá)到防雷標(biāo)準(zhǔn)的合格,必須對變電所的各個部分進(jìn)行防雷保護(hù)。其中包括變電所的直擊雷防護(hù)、變電所對感應(yīng)雷的防護(hù)、變電所的進(jìn)線防雷、變壓器及其他配電設(shè)備的雷電防護(hù)、變電所的整體防雷接地。只有做好各個部分的防雷措施才能保證變電所安全運行。7.2變電所公共接地裝置設(shè)計

在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)和改造中,各地新建和改造了許多35kV變電所,為規(guī)范和統(tǒng)一35kV變電所的建設(shè)工作,一些省(地方)制定了35kV變電所設(shè)計的指導(dǎo)性意見和范本,但是對變電所的接地裝置部分設(shè)計深度不夠,使部分建設(shè)單位在施工設(shè)計中沒有引起足夠地重視,致使在實際施工中憑經(jīng)驗來敷設(shè)接地裝置,給今后電氣設(shè)備的安全留下了事故隱患。由于接地裝置是保證變電所內(nèi)人身和設(shè)備安全的重要設(shè)施,因此必須重視對接地裝置的設(shè)計工作。(1)為保證人身安全,所有的電氣設(shè)備,都應(yīng)裝設(shè)接地裝置,并將電氣設(shè)備外殼接地。設(shè)計中首先應(yīng)利用各類自然接地體。(2)一般應(yīng)將各種不同用途和不同電壓的電氣設(shè)備使用一個總的接地裝置。接地裝置的接地電阻,應(yīng)滿足其中接地電阻最小的電氣設(shè)備要求。(3)電氣設(shè)備的人工接地體應(yīng)盡可能在電氣設(shè)備所在地點附近對地電壓分布均勻,一般應(yīng)采用環(huán)形接地體。(4)設(shè)計接地裝置時,應(yīng)考慮到一年4季中,均能保證接地電阻的要求值。2接地范圍變電所中電氣設(shè)備的下列金屬部分均需接地:①變壓器、電器、電機(jī)和照明器具等的底座和外殼;②設(shè)備的傳動裝置;③互感器的二次繞組;④配電屏、保護(hù)屏、計量屏、電源屏與控制屏的框架;⑤配電裝置的金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土架構(gòu)以及靠近帶電部分的金屬圍欄;⑥電力電纜的電纜接頭、電纜終端的外殼以及電纜的外皮和鋼管電纜的鋼管等;⑦電纜的外皮;3.接地網(wǎng)的布置全國大部分地區(qū)變電所的接地網(wǎng),無特殊情況,一般均可采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的接地裝置,對于不同的土壤電阻率,可分別采用不同的接地裝置,一般的要求及布置方式為:①土壤電阻率ρ≤3×104Ω·cm時,因電位分布衰減較快,應(yīng)采用以棒形垂直接地體為主的棒帶接地裝置。②土壤電阻率3×10.4≤ρ≤5×104Ω·cm時,因電位分布衰減較慢,應(yīng)采用以水平接地體為主的帶棒接地裝置。③所有的接地裝置應(yīng)埋設(shè)于凍土層以下,一般埋設(shè)深度不小于0.6m。盡量利用固定電纜支、吊架用的預(yù)埋鐵件作為屋內(nèi)接地干線。④接地裝置的敷設(shè)方式:圍繞屋外配電裝置、屋內(nèi)配電裝置、控制室及其它需

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