張欽　朱洪廣

摘要：本文根據(jù)對工程實(shí)際問題的分析，針對35kV電網(wǎng)相間短路，進(jìn)行了線路保護(hù)的配置及整定計(jì)算，在滿足可靠性，選擇性，速動性，靈活性的四性的要求下，最終選擇出一套完整的保護(hù)方案。方案采用方向電流保護(hù)作為35kV單側(cè)電源單回線路保護(hù)的配置，采用橫聯(lián)差動電流方向保護(hù)作為35kV單側(cè)電源平行雙回線保護(hù)的配置，采用三段式電流保護(hù)作為35kV單側(cè)電源環(huán)網(wǎng)保護(hù)的配置，最后并對全網(wǎng)的保護(hù)作出評價(jià)。

關(guān)鍵詞：35kV電網(wǎng)，相間短路，保護(hù)配置，整定計(jì)算

1、概述

在學(xué)習(xí)電工技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課和電力系統(tǒng)分析等專業(yè)課的基礎(chǔ)上，通過所學(xué)理論知識的綜合運(yùn)用，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的基本技能、綜合計(jì)算以及編寫報(bào)告的鍛煉，提高發(fā)現(xiàn)、分析和解決電氣工程中存在的實(shí)際問題的能力。掌握電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理、整定計(jì)算、繼電保護(hù)動作行為分析和試驗(yàn)方法，為從事電氣工程領(lǐng)域的工作打下必要的理論知識和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)。

本論文是為了完成35kV電網(wǎng)相間短路線路保護(hù)的配置及整定計(jì)算。主要內(nèi)容包括：35kV電網(wǎng)相間短路電流及殘壓計(jì)算;單側(cè)電源的單回線路的保護(hù)配置及整定計(jì)算;平行雙回線路的保護(hù)配置及整定計(jì)算;環(huán)網(wǎng)的保護(hù)配置及整定計(jì)算;以及對全網(wǎng)保護(hù)進(jìn)行評價(jià)。

2、基本原理

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行方式

（1）最大運(yùn)行方式

當(dāng)線路發(fā)生短路故障，若此時(shí)流過保護(hù)裝置的電流為最大值，即為最大運(yùn)行方式;

為了保證最大負(fù)荷對系統(tǒng)的需求，所有電源全部投入，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行;

本文為系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)和變壓器全部投入，并且環(huán)網(wǎng)為開環(huán)運(yùn)行;

（2）最小運(yùn)行方式

當(dāng)線路發(fā)生短路故障，若此時(shí)流過保護(hù)裝置的電流為最小值，即為最小運(yùn)行方式;

為了保證最小負(fù)荷對系統(tǒng)的需求，停一臺對短路電流影響最大的機(jī)組，環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行;

本文為系統(tǒng)中停一臺對流過保護(hù)的短路電流影響最大的發(fā)電機(jī)，并且環(huán)網(wǎng)為閉環(huán)運(yùn)行;

（3）主要運(yùn)行方式

在一年中的運(yùn)行時(shí)間較長，若流過保護(hù)裝置的電流為長期正常工作電流，即為主要運(yùn)行方式;

為了保證正常負(fù)荷對系統(tǒng)的需求，投入和它匹配的發(fā)電設(shè)備，環(huán)網(wǎng)為閉環(huán)運(yùn)行;

本文為系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)和變壓器全部投入，并且環(huán)網(wǎng)為閉環(huán)運(yùn)行。

2.2 短路電流計(jì)算

（1）短路點(diǎn)的選?。焊鳁l線路的首、中、末端。

（2）短路類型的確定：

最大運(yùn)行方式下，為了算得整定值需要計(jì)算3個(gè)短路點(diǎn)的三相短路電流。

最小運(yùn)行方式下，為了校驗(yàn)靈敏度需要計(jì)算3個(gè)短路點(diǎn)的兩相短路電流。

主要運(yùn)行方式下，為了電壓電流聯(lián)鎖保護(hù)需要計(jì)算3個(gè)短路點(diǎn)的三相短路電流。

2.3 殘壓

短路電流與短路阻抗的乘積所對應(yīng)的保護(hù)安裝（母線處）的電壓。

3、保護(hù)的配置、整定計(jì)算及校驗(yàn)Ksen

3.1 單側(cè)電源的單回線路

I段：整定原則是按躲本條輸電線路末的最大短路電流（若線路出口有電抗器，則Ⅰ段的動作時(shí)限取0.5秒）。如果靈敏度不夠，則選擇電壓電流聯(lián)鎖速斷保護(hù)。

II段：整定原則是與下一條輸電線路的Ⅰ段相配合，且它的保護(hù)范圍不超過該Ⅰ段的保護(hù)范圍。若靈敏度不夠，則與下一條線路的Ⅱ段相配合。

III段：整定原則是按躲本條輸電線路末的最大負(fù)荷電流。若靈敏度不夠，則選擇低電壓啟動的過電流保護(hù)。如果是線路和變壓器的情況：需要配置I段、II段和III段，線路-變壓器組的情況：配置I段、III段即可。

3.2 單側(cè)電源的平行雙回線

（1）橫聯(lián)差動保護(hù)（在雙回線都投入運(yùn)行時(shí)采用）：

橫差電流保護(hù)：一般用在靠近電源一側(cè);

橫差方向保護(hù)：可用來近、遠(yuǎn)電源兩側(cè)。

（2）三段式電流保護(hù)（在雙回線退出一回運(yùn)行時(shí)采用）

單側(cè)有電源時(shí)，整定方法同單側(cè)電源單回線路;

雙側(cè)都有電源時(shí)，整定的方法同環(huán)網(wǎng)輸電線路。

3.3 單側(cè)電源的環(huán)網(wǎng)

電流保護(hù)Ⅰ段

（1）若Ⅰ段不加功率方向元件KW，則按躲正向和反向的最大短路電流來整定;

（2）若按躲反向的最大短路電流來整定后，靈敏度不滿足要求，則加裝KW;

（3）若按只躲正向的最大短路電流整定后，靈敏度還不滿足要求，則選擇電壓電流聯(lián)鎖速斷的保護(hù)方式。

電流保護(hù)Ⅱ段

（1）與相鄰輸電線路的I段相配合;

（2）若靈敏度不夠，考慮相繼動作;

（3）若（2）靈敏度不夠，則與下一級Ⅱ段配合;

（4）若（3）靈敏度不夠，則按照靈敏度反推;

（5）若（4）靈敏度不夠，則用低電壓啟動的Ⅱ段。

電流保護(hù)Ⅲ段

（1）躲正反兩個(gè)方向的最大負(fù)荷電流;

（2）若靈敏度不夠，只躲正方向負(fù)荷電流，由動作時(shí)間判斷是否加KW;

（3）若（2）靈敏度不夠，則用低電壓啟動的Ⅲ段。

4、全網(wǎng)評價(jià)

三段式電流保護(hù)，它的優(yōu)點(diǎn)是接線簡單而且動作快速可靠，缺點(diǎn)受到系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的限制，而且不能夠保護(hù)線路的全長，所以這三個(gè)保護(hù)必須根據(jù)實(shí)際需要來選擇，往往為了達(dá)到保護(hù)的要求將Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段相互配合著使用。

功率方向保護(hù)，它不會因?yàn)殡娏骰ジ衅髯儽群陀?jì)算轉(zhuǎn)換比不同而產(chǎn)生的不平衡電流而引發(fā)保護(hù)的誤動，同時(shí)無需復(fù)雜的整定值的計(jì)算，減少了繼電保護(hù)工作人員的工作量，也不會因?yàn)檎ㄓ?jì)算錯(cuò)誤而引起保護(hù)誤動。當(dāng)接通功率方向繼電器時(shí)，必須注意電流、電壓端子的極性，以免引起電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的大規(guī)模誤動或拒動。

電壓電流聯(lián)鎖速斷保護(hù)，它的構(gòu)成包括低電壓測量元件和過電流測量元件，保護(hù)動作的前提是當(dāng)兩個(gè)測量元件同時(shí)動作。如果只有一個(gè)測量元件滿足要求，保護(hù)不會動作，所以保護(hù)具有選擇性;同時(shí)聯(lián)鎖速斷保護(hù)中電流的整定值比Ⅰ段電流的整定值小，因而具有較高的靈敏度，但這種保護(hù)裝置的接線比較復(fù)雜，存在更多組件。

相繼動作保護(hù)，利用靠近一端母線一定范圍內(nèi)短路時(shí)，首先對端保護(hù)動作，故障線路對端的斷路器斷開后，本端斷路器才跳閘將故障線路切除，即利用兩端開關(guān)相繼動作的辦法來進(jìn)行雙端電源網(wǎng)的保護(hù)整定，可縮短切除故障時(shí)間，有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因?yàn)檎ㄖ禌]有改變，所以保護(hù)動作的時(shí)間沒有改變，會增加整個(gè)系統(tǒng)切除故障的時(shí)間。

橫聯(lián)差動保護(hù)，它是一種應(yīng)用于平行雙回線的保護(hù)，由雙回線路之間是否存在電流的不平衡分布來決定保護(hù)是否動作。橫向差動保護(hù)和平衡保護(hù)均具有接線簡單、動作快速和動作連續(xù)的特點(diǎn)，主要是用于主保護(hù)，不可用于后備保護(hù)。同時(shí)橫向差動保護(hù)存在死區(qū)，平衡保護(hù)沒有死區(qū)。如果雙回線路單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，必須停止兩側(cè)的橫向差動保護(hù)和平衡保護(hù)。

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