繼電保護課程設計

1、<p><b>　　1引言</b></p><p>　　1.1繼電保護的作用與意義</p><p>　　改革開放30年來，中國的市場經(jīng)濟得到快速的發(fā)展，我國的經(jīng)濟建設取得了舉世矚目的成就。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對電力的需求越來越大，電力供應開始出現(xiàn)緊張，在很多地方都出現(xiàn)了供電危機，使其不得不采取限電、停電等措施，以緩解電力供應的緊張。在如此嚴峻的形式下，加強對電力

2、系統(tǒng)的安全維護至關重要，而繼電保護正是其中主要的保護手段之一。繼電保護對電力系統(tǒng)的維護有重大的意義。一是，繼電保護可以保障電力系統(tǒng)的安全、正常運轉。因為當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時，繼電保護可以實現(xiàn)在最短時間和最小區(qū)域內，自動從系統(tǒng)中切除故障設備，也可以向電力監(jiān)控警報系統(tǒng)發(fā)出信息，提醒電力維護人員及時解決故障，這樣繼電保護不僅能有效的防止設備的損壞，還能降低相鄰地區(qū)供電受連帶故障的機率。同時還可以有效的防止電力系統(tǒng)因種種原因，而產(chǎn)生時間長

3、、面積廣的停電事故，是電力系統(tǒng)維護與保障最實用最有效的技術手段之一。二是，繼電保護的順利開展，在消除電力故障的同時，也就對社會生活秩序的正?；?，經(jīng)濟生產(chǎn)的正常化做出了貢獻，不僅確保社會生活和經(jīng)濟的正常運轉，還從一定程度上保證了社會的穩(wěn)定，人們生命財產(chǎn)的安全。前些年北美大規(guī)模停電斷電事故，就造成了巨大的經(jīng)</p><p>　　1.2繼電保護裝置使用條件和維護</p><p>　　繼電保護裝置

4、是實現(xiàn)繼電保護的基本條件，要實現(xiàn)繼電保護的作用，就必須要具備有科學先進、行之有效的繼電保護裝置，所謂“工欲善其事，必先利其器”，有了設備的支持，才真正具備了維護電力系統(tǒng)的能力。因此，要做好繼電保護的工作，就必須要重視保護的設備。而設備的質量問題，直接決定了繼電保護的效果，因而必須對繼電保護的裝置提出較高的要求。首先是繼電保護裝置的靈敏性，即要求繼電器保護裝置，可以及時的把繼電保護設備，因為種種問題而出現(xiàn)的故障和運行異常的情況，靈敏的反映

5、到保護裝置上去，及時有效的反映其保護范圍內發(fā)生的故障。以便相關部門和人員采取及時有效的防治措施。其次是可靠性。即要求繼電器保護裝置的正常，不能發(fā)生誤動或拒動等不正常的現(xiàn)象，在繼電器接線和回路接點上要保證其簡練有效。第三是快速性，即要求繼電設備能在最短時間內，消除故障和異常問題，以此保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，同時可以把故障設備的損壞降到最低限度，以最快的速度啟動正常設備的正常運轉，避免出現(xiàn)由局部故障而造成全面故障的情況出現(xiàn)。最后是選擇性。即在要

6、求繼電器在系統(tǒng)發(fā)生故障后，可能選擇性的斷開離故障點最近的開關或斷路器，有目標的，有選擇性的切除故障部分，在實</p><p>　　繼電保護裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達到基本運行條件的要求，還要在日常的檢測和維護上做好工作。</p><p>　　首先，要全面了解設備的初始狀態(tài)。繼電保護設備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運行。因此必須注意收集整理設備圖紙、技術資料以及相關設備的

7、運行和檢測數(shù)據(jù)的資料。對設備日常狀態(tài)的檢修，要對設備生命周期中各個環(huán)節(jié)都必須予以關注，進行全過程的管理。一方面是保證設備正常的、安全有效的使用，避免投入具有缺陷的設備。同時在恰當?shù)臅r機進行狀態(tài)檢修，以便能真正的檢測出問題的所在，并及時的找到應對方案。另一方面，在設備使用投入前，要記錄好設備的型式試驗和特殊試驗數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗數(shù)據(jù)、出廠試驗數(shù)據(jù)以及交接試驗數(shù)據(jù)和運行記錄等信息。</p><p>　　其次，要對

8、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時全面的統(tǒng)計分析。首先要了解設備出現(xiàn)故障的特點和規(guī)律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預先判斷分析故障出現(xiàn)的部分和時間，在故障未發(fā)生時，及時的排查。因此狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)管理就顯得非常重要，要把設備運行的記錄、設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷的數(shù)據(jù)等結合起來，通過正確的完整的技術數(shù)據(jù)進行狀態(tài)檢修。通過數(shù)據(jù)的把握和設備運行規(guī)律的把握，可以科學地制定設備的檢修方案，提高保護裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

9、</p><p>　　再次，要了解繼電設備技術發(fā)展趨勢，采用新的技術對設備進行監(jiān)管和維護。在電力事業(yè)高度發(fā)展，繼電保護日益嚴峻，繼電保護設備不夠完善的情況下，必須加強對新技術的應用，唯此才能保證保護裝置的科學有效，在電力系統(tǒng)的保護中發(fā)揮應有的貢獻。</p><p><b>　　2.設計題目及資料</b></p><p><b>　　2

10、.1具體題目</b></p><p>　　如下圖所示系統(tǒng)中，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機方式為4臺機全開，最小開機方式為兩側各開1臺機，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。參數(shù)為：</p><p>　　\* MERGEFORMAT =115/ \* MERGEFORMAT kV, \* MERGEFORMAT 15Ω、 \* MERGEFORMAT

11、Ω、 \* MERGEFORMAT ～ \* MERGEFORMAT =10Ω, \* MERGEFORMAT ～ \* MERGEFORMAT =30Ω, \* MERGEFORMAT Ω、 \* MERGEFORMAT Ω, \* MERGEFORMAT , \* MERGEFORMAT ,線路阻抗 \* MERGEFORMAT 0.4Ω/km, \* MERGEFORMAT 線路阻抗角均為 \* MERGEF

12、ORMAT ， \* MERGEFORMAT ,負荷功率因數(shù)角為 \* MERGEFORMAT ，變壓器均裝有快速差動保護。</p><p>　　試對1、2、3、4進行距離保護的設計。</p><p><b>　　2.2完成內容</b></p><p>　　我們要完成的內容是實現(xiàn)對線路的距離保護。距離保護是利用短路時電壓、電流同時變化的特征

13、，測量電壓與電流的比值，反應故障點到保護安裝處的距離而工作的保護。</p><p><b>　　3分析課題設計內容</b></p><p><b>　　3.1設計規(guī)程 </b></p><p>　　在距離保護中應滿足一下四個要求，即可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。這幾個之間，緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一，必須根據(jù)具體電力系統(tǒng)運行

14、的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每個電力原件的繼電保護。充分發(fā)揮和利用繼電保護的科學性、工程技術性，使繼電保護為提高電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性發(fā)揮最大效能。</p><p>　　可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護性能的最根本要求。所謂安全性，是要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動作。所謂信賴性，是要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不發(fā)生拒絕動

15、作。安全性和信賴性主要取決于保護裝置本身的制造質量、保護回路的連接和運行維護的水平。一般而言，保護裝置的組成原件質量越高、回路接線越簡單，保護的工作就越可靠。同時，正確的調試、整定，良好的運行維護以及豐富的運行經(jīng)驗，對于提高保護的可靠性具有重要作用。</p><p>　　繼電保護的選擇性是指保護裝置動作時，在可能最小的區(qū)間內將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度的保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。它包含兩種意思：其

16、一是只應有裝在故障元件上的保護裝置動作切除故障；其二是要力爭相鄰原件的保護裝置對它起后備保護作用。</p><p>　　繼電保護的速動性是指盡可能快的切出故障，以減少設備及用戶在大短路電流、低電壓下運行的時間，降低設備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。動作迅速而又能滿足選擇性要求的保護裝置，一般結構都比較復雜，價格比較昂貴，對大量的中、低壓電力原件，不一定都采用高速動作的保護。對保護速動性要求的保護裝置，

17、一般結構都比較復雜，價格比較昂貴，對大量的中、低壓電力原件的具體情況，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。</p><p>　　繼電保護的靈敏性，是指對于其保護范圍內發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是在規(guī)定的保護范圍內部故障時，在系統(tǒng)任意的運行條件下，無論短路點的位置、短路的類型如何以及短路點是否有過渡電阻，當發(fā)生短路時都能敏銳感覺、正確反應。靈敏性通常用靈敏系數(shù)或靈敏度來衡量，增大靈敏度，增加了保

18、護動作的信賴性，但有時與安全性相矛盾。對各類保護的的靈敏系數(shù)的要求都作了具體規(guī)定，一般要求靈敏系數(shù)在1.2~2之間。</p><p>　　以上四個基本要求是評價和研究繼電保護性能的基礎，在它們之間，既有矛盾的一面，又要根據(jù)被保護原件在電力系統(tǒng)中的作用，使以上四個基本要求在所配置的保護中得到統(tǒng)一。繼電保護的科學研究、設計、制造和運行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關系進行的。相同原理的保護裝置在電力系

19、統(tǒng)不同位置安裝時如何配置相應的繼電保護，才能最大限度地發(fā)揮被保護電力系統(tǒng)的運行效能，充分體現(xiàn)著繼電保護工作的科學性和繼電保護工程實踐的技術性。</p><p><b>　　3.2保護配置</b></p><p>　　3.2.1主保護配置</p><p>　　距離保護的主保護是距離保護Ⅰ段和距離保護Ⅱ段。</p><p>

20、　　（1）距離保護第Ⅰ段</p><p>　　距離保護的第Ⅰ段是瞬時動作的，是保護本身的固有動作時間。以保護2為例，其第Ⅰ段保護本應保護線路A-B全長，即保護范圍為全長的100％，然而實際上卻是不可能的，因為當線路B-C出口處短路時，保護2第Ⅰ段不應動作，為此，其啟動阻抗的整定值必須躲開這一點短路時所測量到的阻抗,整定阻抗<.考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，需引入可靠系數(shù)，（一般取0.8～0.85

21、），則</p><p>　?。?.1） </p><p>　　同理對保護1的第Ⅰ段整定值應為</p><p><b>　　（3.2）</b></p><p>　　如此整定后，距離Ⅰ段就只能保護本線路全長的80％～85％，這是一個嚴重缺點。為了切除本線路末端15％～20％范圍以內的故障，就需設置距離保護第Ⅱ

22、段。</p><p>　?。?）距離保護第Ⅱ段</p><p>　　距離Ⅱ段整定值的選擇是類似于限時電流速斷的，即應使其不超出下一條線路距離Ⅰ段的保護范圍，同時帶有高出一個△t的時限，以保證選擇性。例如在圖1-1單側電源網(wǎng)咯中，當保護1第Ⅰ段末端短路時，保護2的測量阻抗為</p><p><b>　?。?.3）</b></p>&

23、lt;p>　　引入可靠系數(shù)，保護2的啟動阻抗為</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　距離Ⅰ段與Ⅱ段聯(lián)合工作構成本線路的主保護。</p><p>　　3.2.2后備保護配置</p><p>　　距離保護第Ⅲ段，裝設距離保護第Ⅲ段是為了作為相鄰線路保護裝置和斷路器拒絕動作的后備保護，同時

24、也作為Ⅰ、Ⅱ段的后備保護。</p><p>　　對距離Ⅲ段整定值的考慮是與過電流保護相似的，其啟動阻抗要按躲開正常運行時的最小負荷阻抗來選擇，而動作時限應使其比距離Ⅲ段保護范圍內其他各保護的最大動作時限高出一個△t。</p><p>　　4短路電流及殘壓計算</p><p>　　4.1等效電路的建立</p><p>　　由于短路電流計算是電網(wǎng)

25、繼電保護配置設計的基礎,因此分別考慮最大運行方式下各線路未端短路的情況,最小運行方式下各線路未端短路的情況。</p><p>　　4.2保護短路點的選取</p><p>　　本設計中主要考慮母線、線路末端的短路故障。</p><p>　　4.3短路電流的計算</p><p>　　電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護的性能，因此，在對繼電保護進

26、行整定計算之前，首先應該分析運行方式。在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最大，對繼電保護而言稱為最大運行方式，對應的系統(tǒng)等值阻抗最??；在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最小，對繼電保護而言稱為最小運行方式，對應的系統(tǒng)等值阻抗最大。需要著重說明的是，繼電保護的最大運行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護的電流值最大，繼電保護的最小運行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護的電流值最小。</p>

27、<p>　　4.3.1最大運行方式短路電流計算</p><p>　　（1）保護1的最大運行方式分析。保護1的最大運行方式就是指流過保護1的電流最大即兩個發(fā)電機共同運行，而變壓器T1、T2兩個都同時運行的運行方式，則</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中為保護安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最小阻抗。<

28、;/p><p><b>　　（4.2）</b></p><p>　　式中為流過保護1的最大短路電流。</p><p>　　（2）保護2的最大運行方式分析。保護2最大運行方式就是指流過保護2的電流最大即兩個發(fā)電機共同運行，則 </p><p><b>　?。?.3）</b></p><

29、p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　式中為流過保護2的最大短路電流。</p><p>　?。?）保護3的最大運行方式分析。保護3的最大運行方式就是指流過保護3的電流最大即兩個發(fā)電機共同運行，則</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p><b>

30、;　?。?.6）</b></p><p>　　式中為流過保護3的最大短路電流。</p><p>　?。?）保護4的最大運行方式分析。保護4的最大運行方式就是指流過保護4的電流最大即兩個發(fā)電機共同運行，而變壓器T5、T6兩個都同時運行的運行方式，則</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>

31、;<b>　?。?.8）</b></p><p>　　式中為流過保護3的最大短路電流。</p><p>　　4.3.2最小運行方式短路電流計算</p><p>　?。?）保護1的最小運行方式分析。保護1的最小運行方式就是指流過保護1的電流最小即是在G1和G2只有一個工作，變壓器T1、T2兩個中有一個工作時的運行方式，則</p>&

32、lt;p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　式中為保護安裝處到系統(tǒng)等效電源之間的最大阻抗。</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　式中為流過保護1的最小短路電流。</p><p>　　（2）保護2的最小運行方式分析。保護2的最小運行方式就是指流

33、過保護2的電流最小即是在G3和G4只有一個工作時運行方式，則</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　式中為流過保護2的最小短路電流。</p><p>　?。?）保護3的最小運行方式分析。保護3的最小運行方式就是指流過保

34、護3的電流最小即是在G1和G2只有一個工作時的運行方式，則</p><p><b>　　（4.13）</b></p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　式中為流過保護2的最小短路電流。</p><p>　　（4）保護4的最小運行方式分析。保護4的最小運行方式就是指流過保護

35、4的電流最小即是在G3和G4只有一個工作，變壓器T3、T4兩個中有一個工作時的運行方式，則</p><p><b>　　（4.15）</b></p><p><b>　?。?.16）</b></p><p>　　式中為流過保護4的最小短路電流。</p><p>　　5保護的配合及整定計算</p

36、><p>　　5.1保護1距離保護的整定與校驗</p><p>　　5.1.1保護1距離保護第I段整定</p><p>　　（1）保護1的I段的整定阻抗為</p><p><b>　　（5.1）</b></p><p>　　式中為保護1距離的I段的整定阻抗；為被保護線路的長度；為被保護線路單位長度的正

37、序阻抗；為可靠系數(shù)。</p><p><b>　?。?）動作時間 </b></p><p>　　第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間。</p><p>　　5.1.2保護1距離保護第II段整定</p><p>　?。?）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。</p><p>　?、佼斉c相鄰下級線路距

38、離保護I段相配合時，有，，則</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中為保護3距離I段的整定阻抗；為被保護線路的長度。</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中為保護1距離II段的整定阻抗；為可靠系數(shù)。 </p><

39、p>　　②當與相鄰變壓器的快速保護相配合時，有， ,有</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　（2）靈敏度校驗 </b></p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p><b>　?。?）動作時限<

40、;/b></p><p>　　與相鄰線路保護3的I段保護配合，它能同時滿足與相鄰保護以及與相鄰變壓器保護配合的要求。</p><p>　　5.1.3保護1距離保護第III段整定</p><p>　?。?）整定阻抗：按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定，有</p><p><b>　?。?.5）</b></p&g

41、t;<p>　　式中最小負荷阻抗為正常運行母線電壓的最低值，為被保護線路最大負荷電流。</p><p><b>　　（5.6）</b></p><p>　　式中為保護1距離III段的整定阻抗；為可靠系數(shù)。</p><p><b>　　取，，和，，于是</b></p><p><b

42、>　?。?.7）</b></p><p><b>　?。?）靈敏度校驗 </b></p><p>　　①本線路末端短路時靈敏系數(shù)：</p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p>　　②相鄰線路末端短路時靈敏系數(shù)。只要令即</p><p&g

43、t;　　當X34.1、X56.0分別取最小值，而X12.1、X34.0、X12.0分別取最大值時，K1b就取最大值。</p><p><b>　　即當，時，有</b></p><p><b>　　（5.8）</b></p><p>　?、巯噜徸儔浩髂┒硕搪窌r靈敏系數(shù),，，有</p><p>　　靈敏

44、度校驗滿足要求。</p><p><b>　?。?）動作時限</b></p><p>　　與相鄰設備保護配合，它能同時滿足與相鄰線路保護和相鄰變壓器保護的配合要求。</p><p>　　5.2保護2距離保護的整定與校驗</p><p>　　5.2.1保護2距離保護第I段整定</p><p>　　（

45、1）保護2的I段的整定阻抗為</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　式中為保護2距離的I段的整定阻抗。</p><p><b>　?。?）動作時限</b></p><p>　　第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間。</p><p>　　5.

46、3保護3距離保護的整定與校驗</p><p>　　5.3.1保護3距離保護第I段整定</p><p>　?。?）保護3的I段的整定阻抗為 </p><p><b>　　（5.10）</b></p><p>　　式中為保護3距離I段的整定阻抗；為被保護線路的長度。</p><p><b>

47、　?。?）動作時間 </b></p><p>　　第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間。</p><p>　　5.4保護4距離保護的整定與校驗</p><p>　　5.4.1保護4距離保護第I段整定</p><p>　　（1）保護4的I段的整定阻抗為 </p><p><b>　?。?.11

48、）</b></p><p>　　式中為保護4距離I段的整定阻抗。</p><p><b>　?。?）動作時間 </b></p><p>　　第I段實際動作時間為保護裝置固有的動作時間。</p><p>　　5.4.2保護4距離保護第II段整定</p><p>　?。?）整定阻抗：按下面

49、兩個條件選擇。</p><p>　　①當與相鄰下級線路距離保護I段配合時，，，有</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　式中為保護4距離II段的整定阻抗。 </p><p>　?、诋斉c相鄰變壓器的快速保護相配合時，，，，有</p><p><b>　?。?

50、.13）</b></p><p><b>　　所以取。</b></p><p><b>　?。?）靈敏度校驗</b></p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p><b>　?。?）動作時限</b></p>

51、<p>　　與相鄰保護2的I段配合，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。</p><p>　　5.4.3保護4距離保護第III段整定：</p><p>　?。?）整定阻抗：按躲過正常運行時的最小負荷阻抗整定，有</p><p><b>　?。?.14）</b></p><p><b&

52、gt;　?。?.15）</b></p><p>　　式中為保護4距離III段的整定阻抗。</p><p><b>　　取，，和，,于是</b></p><p><b>　?。?.16）</b></p><p><b>　?。?）靈敏度校驗</b></p>

53、<p>　?、俦揪€路末端短路時靈敏系數(shù)為</p><p><b>　　滿足靈敏度要求。</b></p><p>　　②相鄰線路末端短路時靈敏系數(shù)。經(jīng)分析可得</p><p>　　當、、分別取最小值，而、、分別取最大值時，就取最大值，即當，，，，，，有</p><p><b>　?。?.17）<

54、;/b></p><p>　　靈敏度校驗滿足要求。</p><p>　?、巯噜徸儔浩髂┒硕搪窌r靈敏系數(shù)。此時，有</p><p>　　靈敏度校驗滿足要求。</p><p><b>　?。?）動作時限</b></p><p>　　與相鄰設備保護配合有它能同時滿足與相鄰線路保護和相鄰變壓器保護的

55、配合要求。</p><p><b>　　6繼電保護設備選擇</b></p><p><b>　　6.1互感器的選擇</b></p><p>　　互感器分為電流互感器TA和電壓互感器TV，它們既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，同時也是一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的隔離元件。它們將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流，轉變成二次系統(tǒng)的低

56、電壓、小電流，供測量、監(jiān)視、控制及繼電保護使用?；ジ衅鞯木唧w作用是：（1）將一次系統(tǒng)各級電壓均變成100以下的低電壓，將一次系統(tǒng)各回路電流變成5A以下的小電流，以便于測量儀表及繼電器的小型化、系列化、標準化。（2）講一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)在電氣方面隔離，同時互感器二次側有一點可靠接地，從而保證了二次設備及人員安全。</p><p>　　6.1.1電流互感器的選擇</p><p>　　（1）電流

57、互感器的選擇</p><p>　?、?電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇。電流互感器一次回路額定電壓和電流選擇應滿足：</p><p>　　（6.1） </p><p>　?。?.2） </p><p>　　式中、—電流互感器一次額定電壓和電流。&

58、lt;/p><p>　　為了確保所供儀表的準確度，互感器的一次側額定電流應盡可能與最大工作電流接近。</p><p>　　② 二次額定電流的選擇</p><p>　　電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般強電系統(tǒng)用5A， 弱電系統(tǒng)用1A。</p><p>　　③ 電流互感器種類和型式的選擇</p><p>　　在選

59、擇互感器時，應根據(jù)安裝地點(如屋內、屋外)和安裝方式(如穿墻式、支持式、裝入式等)選擇相適應的類別和型式。選用母線型電流互感器時，應注意校核窗口尺寸。</p><p>　?、?電流互感器準確級的選擇</p><p>　　為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級。例如:裝于重要回路(如發(fā)電機、調相機、變壓器、廠用饋線、出線等)中的電能表和計費的電能表一般采用0.5~

60、1級表，相應的互感器的準確級不應低于0.5級；對測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級宜用0.2級。供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表一般皆用1~1.5級的，相應的電流互感器應為0.5~1級。供只需估計電參數(shù)儀表的互感器可用3級的。當所供儀表要求不同準確級時，應按相應最高級別來確定電流互感器的準確級。</p><p>　?、?二次容量或二次負載的校驗</p><

61、p>　　為了保證互感器的準確級，互感器二次側所接實際負載Z2l或所消耗的實際容量荷S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定負載ZN2或額定容量SN2（ZN2及SN2均可從產(chǎn)品樣本查到），即 </p><p>　　或（6.3） </p><p>　　式中—電流互感器二次回路中所接儀表內阻的總和與所接繼電器內阻的總和，可由產(chǎn)品樣本中查得；—電流互感器二

62、次聯(lián)接導線的電阻；—電流互感器二次連線的接觸電阻，一般取為0.1。</p><p><b>　?。?.4） </b></p><p>　　因為A=，所以A，式中A，一電流互感器二次回路連接導線截面積（mm2）及計算長度（mm）。</p><p>　　按規(guī)程要求聯(lián)接導線應采用不得小于1.5mm2的銅線，實際工作中常取2.5mm2的銅線。當截

63、面選定之后，即可計算出聯(lián)接導線的電阻Rwi。有時也可先初選電流互感器，在已知其二次側連接的儀表及繼電器型號的情況下，確定連接導線的截面積。但須指出，只用一只電流互感器時電阻的計算長度應取連接長度2倍，如用三只電流互感器接成完全星形接線時，由于中線電流近于零，則只取連接長度為電阻的計算長度。若用兩只電流互感器接成不完全星形結線時，其二次公用線中的電流為兩相電流之向量和，其值與相電流相等，但相位差為60，故應取連接長度的倍為電阻的計算長度。

64、</p><p>　　所以本題中電流互感器的型號為LCWB6-110B。</p><p>　　6.1.2電壓互感器的選擇</p><p>　?。?）電壓互感器一次回路額定電壓選擇</p><p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電力網(wǎng)電壓應在（1.1-0.9）范圍內變動，即滿足下列條件</p>

65、;<p><b>　　> >（6.5）</b></p><p>　　式中—電壓互感器一次側額定電壓。選擇時，滿足即可。</p><p>　?。?）電壓互感器二次側額定電壓的選擇</p><p>　　電壓互感器二次側額定線間電壓為100V，要和所接用的儀表或繼電器相適應。</p><p>　　（

66、3）電壓互感器種類和型式的選擇</p><p>　　電壓互感器的種類和型式應根據(jù)裝設地點和使用條件進行選擇，例如：在6-35kV屋內配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式；110-220kV配電裝置通常采用串級式電磁式電壓互感器；220kV及其以上配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。</p><p><b>　?。?）準確級選擇</b></

67、p><p>　　和電流互感器一樣，供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。</p><p>　?。?）按準確級和額定二次容量選擇</p><p>　　首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級

68、和容量選擇互感器的準確級額定容量。有關電壓互感器準確級的選擇原則，可參照電流互感器準確級選擇。一般供功率測量、電能測量以及功率方向保護用的電壓互感器應選擇0.5級或1級的，只供估計被測值的儀表和一般電壓繼電器的選用3級電壓互感器為宜。</p><p>　　電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級），應不小于電壓互感器的二次負荷，即。

69、 </p><p>　?。?.6） </p><p>　　式中—各儀表的視在功率、有功功率和無功功率?！鲀x表的功率因數(shù)。</p><p>　　如果各儀表和繼電器的功率因數(shù)相近，或為了簡化計算起見，也可以將各儀表和繼電器的視在功率直接相加，得出大于的近似值，它若不超過，則實際值更能滿足式子的要求。</p><

70、p>　　由于電壓互感器三相負荷常不相等，為了滿足準確級要求，通常以最大相負荷進行比較。計算電壓互感器各相的負荷時，必須注意互感器和負荷的接線方式。</p><p>　　所以本題中的電壓互感器的型號為JDZJ-3。</p><p><b>　　6.2繼電器的選擇</b></p><p>　　6.2.1按使用環(huán)境選型</p>&

71、lt;p>　　使用環(huán)境條件主要指溫度（最大與最?。?、濕度（一般指40攝氏度下的最大相對濕度）、低氣壓（使用高度1000米以下可不考慮）、振動和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結構不同，繼電器承受的環(huán)境力學條件各異，超過產(chǎn)品標準規(guī)定的環(huán)境力學條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機的環(huán)境力學條件或高一級的條件選用。</p><p>　　對電磁干擾或射頻干擾比較敏感的裝置周圍

72、，最好不要選用交流電激勵的繼電器。選用直流繼電器要選用帶線圈瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。那些用固態(tài)器件或電路提供激勵及對尖峰信號比較敏感地地方，也要選擇有瞬態(tài)抑制電路的產(chǎn)品。</p><p>　　6.2.2按輸入信號不同確定繼電器種類</p><p>　　按輸入信號是電、溫度、時間、光信號確定選用電磁、溫度、時間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機供給繼電器線圈

73、是恒定的電流應選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。</p><p>　　6.2.3輸入?yún)⒘康倪x定</p><p>　　與用戶密切相關的輸入量是線圈工作電壓（或電流），而吸合電壓（或電流）則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對其進行判斷、考核的參數(shù)。對用戶來講，它只是一個工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓（電流）/吸合電壓（電流），如果在吸合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的

74、，環(huán)境溫度升高或處于振動、沖擊條件下，將使繼電器工作不可靠。整機設計時，不能以空載電壓作為繼電器工作電壓依據(jù)，而應將線圈接入作為負載來計算實際電壓，特別是電源內阻大時更是如此。當用三極管作為開關元件控制線圈通斷時，三極管必須處于開關狀態(tài)，對6VDC以下工作電壓的繼電器來講，還應扣除三極管飽和壓降。當然，并非工作值加得愈高愈好，超過額定工作值太高會增加銜鐵的沖擊磨損，增加觸點回跳次數(shù)，縮短電氣壽命，一般，工作值為吸合值的1.5倍，工作值的

75、誤差一般為±10%。</p><p>　　6.2.4根據(jù)負載情況選擇繼電器觸點的種類和容量</p><p>　　國內外長期實踐證明，約70%的故障發(fā)生在觸點上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點非常重要。</p><p>　　觸點組合形式和觸點組數(shù)應根據(jù)被控回路實際情況確定。動合觸點組和轉換觸點組中的動合觸點對，由于接通時觸點回跳次數(shù)少和觸點燒蝕后補償量大，其

76、負載能力和接觸可靠性較動斷觸點組和轉換觸點組中的動斷觸點對要高，整機線路可通過對觸點位置適當調整，盡量多用動合觸點。</p><p>　　根據(jù)負載容量大小和負載性質（阻性、感性、容性、燈載及馬達負載）確定參數(shù)十分重要。認為觸點切換負荷小一定比切換負荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75%最好。電流小于100mA會使觸點積碳增加，可靠性下降，故100mA稱作試

77、驗電流，是國內外專業(yè)標準對繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內容。由于一般繼電器不具備低電平切換能力，用于切換50mV、50μA以下負荷的繼電器訂貨，用戶需注明，必要時應請繼電器生產(chǎn)廠協(xié)助選型。</p><p>　　繼電器的觸點額定負載與壽命是指在額定電壓、電流下，負載為阻性的動作次數(shù)，當超出額定電壓時，可參照觸點負載曲線選用。當負載性質改變時，其觸點負載能力將發(fā)生變動。 </p><p>

78、<b>　　7二次展開圖的繪制</b></p><p><b>　　7.1保護測量回路</b></p><p>　　對于動作于跳閘的繼電保護功能來說，最為重要的是判斷出故障處于規(guī)定的保護區(qū)內還是保護區(qū)外，至于區(qū)內或區(qū)外的具體位置，一般并不需要確切的知道。可以用兩種方法來實現(xiàn)距離保護。一種是首先精確地測量出，然后再將它與事先確定的動作進行比較。當落

79、在動作區(qū)之內時，判為區(qū)內故障，給出動作信號；當落在動作區(qū)之外時，繼電器不動作。另一種方法不需要精確的測出，只需間接地判斷它是處在動作邊界之外還是處在動作邊界之內，即可確定繼電器動作或不動作。</p><p>　　7.1.1 絕對值比較原理的實現(xiàn) </p><p>　　如前所述，絕對值比較的一般動作表達式如式所示。絕對值比較式的阻抗元件，既可以用阻抗比較的方式實現(xiàn)，也可以用電壓比較的方式實現(xiàn)

80、。</p><p>　　該式兩端同乘以測量電流，并令，,則絕對值比較的動作條件又可以表示為</p><p><b>　?。?.1） </b></p><p>　　式（7.1）稱為電壓形式的絕對值比較方程。電路圖如圖6.1所示。</p><p>　　圖7.1 絕對值比較的電壓形成</p><p>

81、　　7.1.2 相位比較原理的實現(xiàn)</p><p>　　相位比較原理的阻抗元件動作條件的一般表達式如式所示，相角表達式的分子、分母同乘以，并令，，則相位比較的動作條件又可以表示為</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式（7.2）稱為電壓形式相位比較方程。電路圖如圖7.2所示。</p><p&g

82、t;　　圖7.2 相位比較的電壓形成</p><p><b>　　7.2保護跳閘回路</b></p><p>　　三段式距離保護主要由測量回路、起動回路和邏輯回路三部分組成，如圖7.3所示。</p><p>　　圖7.3保護跳閘回路</p><p>　　7.2.1 起動回路 </p><p>　　

83、起動回路主要由起動元件組成，起動元件可由電流繼電器、阻抗繼電器、負序電流繼電器或負序零序電流增量繼電器構成。實踐證明，負序零序電流增量繼電器動作可靠、靈敏度高，同時還可兼起斷線閉鎖保護作用。正常運行時，整套保護處于未起動狀態(tài)，即使測量元件動作也不會產(chǎn)生誤跳閘。起動部分用來在短路時起動整套保護，即解除閉鎖，允許1、和通過與門和去跳閘。起動部分啟動后，起動時間電路，在0.1s時間內（開放時間內）允許距離Ⅰ段跳閘。超過0.1s時動作，一方面通

84、過禁止門閉鎖距離Ⅰ段，另一方面起動切換繼電器，對于各段或各相有公用阻抗繼電器的距離保護裝置，進行段別或相別切換。</p><p>　　7.2.2 測量回路 </p><p>　　測量回路的Ⅰ段和Ⅱ段，由公用阻抗繼電器1、組成，而第Ⅲ段由測量阻抗繼電器組成。測量回路是測量短路點到保護安裝處的距離，用以判斷故障處于那一段保護范圍。</p><p>　　7.2.3 邏輯回

85、路 </p><p>　　邏輯回路主要由門電路和時間電路組成。與門電路包括與門、、或門和禁止門,用以分析判斷是否應該跳閘。</p><p><b>　　8對距離保護的評價</b></p><p>　　從對繼電保護所提出的基本要求來評價距離保護，可以得出如下幾個主要的結論：</p><p>　?。?）根據(jù)距離保護工作原理，

86、它可以在多電源的復雜網(wǎng)絡中保證動作的選擇性。</p><p>　　（2）距離I段是瞬時動作的，但是它只能保護線路全長的80%—85%，因此，兩端合起來就使得在30%—40%線路長度內的故障不能從兩端瞬時切除，在一端需經(jīng)過0.5s的延時才能切除。在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡中，這有時候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求，因而，不能作為主保護來應用。</p><p>　　（3）由于阻抗繼電器同時反

87、應于電壓的降低和電流的增大而動作，因此，距離保護較電流、電壓保護具有較高的靈敏度。此外，距離I段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其它兩段受到的影響也比較小，因此，保護范圍比較穩(wěn)定。</p><p>　?。?）由于保護范圍中采用了復雜的阻抗繼電器和大量的輔助繼電器，再加上各種必要的閉鎖裝置，因此接線復雜，可靠性比電流保護低，這也是它的主要缺點。</p><p>　　9 課程設計心得體會

88、</p><p>　　通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關電力系統(tǒng)繼電保護方面的知識，在設計的過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次有一次的思考，一遍又遍的檢查終于找出了問題所在，也暴露出了前期我在這方面知識和經(jīng)驗上的欠缺和不足。實踐出真相，通過親手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。、</p><p>　　過而能改，善莫大焉。在課程設計的過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟

89、，不斷收獲。最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成，在設計中遇到了許多的問題，最后在同學們的共同努力下，終于迎刃而解。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 尹項根，曾克娥.電力系統(tǒng)繼電保護原理與應用[M].武漢: 華中科技大學出版社，2001.</p><

90、;p>　　[2] 陳德樹，張哲，尹項根.微機繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2005.</p><p>　　[3] 張保會,尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2005.</p><p>　　[4]《電力工程設計手冊》</p><p>　　[5]《電力系統(tǒng)繼電保護原理》</p><p>　　[6]《電力系統(tǒng)繼電保