中低压配网继电保护配置

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=
������������������������ ������������������ ������������.������������������ ������������������
=
1.2
×
1.5 × 0.85
83.7
=
177.25A
2)动作时限:t=0.25s。
②母线保护
变压器 T2 后备保护 Relay2 兼做相邻母线 Bus8 保护的后备,整定如下:
3.1.2 选择理由:
110KV 以下电压等级的电网,主要承担供配电任务,发生单相接地后为保 证继续供电,中性点采用非直接接地方式;为了便于几点保护的整定配合和运 行管理,正常时单侧电源供电的运行方式,其主保护一般由阶段式动作特性的 电流保护担任。
3.1.3 参数计算及设置
①线路保护 (1)电流速断保护 按大于最大运行方式下线路末端母线 Bus3 三相短路时电流整定:
=
������������������������ ������������������ ������������������
������������.������������������
=
1.2 × 1.5 0.85
×
35.4
=
76.87������
������������.������������������为变压器可能出现的最大负荷电流。
③母线保护:除了主保护外,变压器还应装设相间短路和接地短路的后 备保护。后备保护的作用是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流,并 作为相邻元件(母线或线路)保护的后备保护以及在可能的条件下作为变压器 内部故障时的主保护的后备。
3.3.3 参数计算及设置
①线路保护 采用距离保护,因 ETAP 平台上无阻抗继电器元件,故选择在 Matlab 平 台搭建 110KV 侧线路距离保护模型,模型图如下
×
12.5
=
19.11������
������������.������������������为变压器可能出现的最大负荷电流。
2)动作时限 t=1.5s。
3.3.2 选择理由:
①线路保护:电流纵差保护不但能够正确区分区内外故障,而且不需要 与其他元件的保护配合,可以无延时地切除区内各种故障,具有独特的优点, 因而被广泛地用作变压器的主保护。
②变压器差动保护:电流纵差保护不但能够正确区分区内外故障,而且 不需要与其他元件的保护配合,可以无延时地切除区内各种故障,具有独特的 优点,因而被广泛地用作变压器的主保护。
方案一:主保护:电流纵差动保护 变压器的相间短路的后备保护:过电流保护 ③母线保护: 方案一:上一级变压器的后备保护的过电流保护作为母线保护(缺点: 在母线发生故障时会连变压器一起切除,增大了断电范围)
3.2.2 选择理由:
①线路保护:10KV 以下电压等级的电网,主要承担供配电任务,发生单 相接地后为保证继续供电,中性点采用非直接接地方式,其主保护一般由阶段 式动作特性的电流保护担任。
(2)后备保护——定时限过电流保护
1)定值整定:按躲开线路最大负荷电流整定:
������������������������
=
������������������������ ������������������ ������������.������������������ ������������������
������������������������
=
������������������������ ������������������ ������������������
������������.������������������
=
1.2 × 1.5 0.85
×
36.3
=
76.87������
二、模型搭建及参数设定
1.模型搭建
根据给定系统的拓扑结构和元件参数搭建仿真模型如下图所示:
2.主要参数设定
2.1.变压器参数计算
短路电压百分
电压等级 短路损耗
额定容量

1#变压器 110/38.5 147.03kw 9.94%
31.5MVA
2#变压器 110/38.5 132kw
9.82%
20MVA
������������.������������������
=
1.2 × 1.5 0.85
×
35.4
=
76.87������
动作时限 t=1.5s。
Bus7:由线路保护中的过电流保护作为后备保护。
动作时限为 1s。
电压 等级
变 压 器
T2
35kV 等级
Bus
6
4
保护
纵联差 动保护 过电流 后备保
护 保护 瞬时电 流保护 定时限 电流保 护 瞬时电 流保护 过流保 护
器内部故障时主保护的后备,配置变压器后备保护。
1)定值整定:������������������������
=
������������������������������������������ ������������������
������������.������������������
=
1.3×1.5 0.85
681.2
0.85
83.7 177.25
0.85
1660
36.3
2158 76.87
3.2 35KV 电压等级保护配置
(以下整定均以带 1.5MW 负荷的支路为例,另一条类同)
3.2.1 保护方式:
①线路保护: 主保护——由阶段式动作特性的电流保护担任。 后备保护——上一级变压器后备保护的过电流保护作为线路后备保护 ②变压器的保护:
0.05005
0.10513
零序阻抗
最大运行方式
最小运 行方式
0.03223
0.0483
2.4 静态负荷参数设置
三、保护方式选择与计算
3.1 10KV 电压等级保护配置
(以下整定均以带 1.5MW 负荷的支路为例,另一条类同)
3.1.1 保护方式:
①线路保护: 主保护——电流速断保护、过电流定时限保护 后备保护——上一级变压器的后备保护的过电流保护作为本级后备保护 ②母线保护: 上一级变压器的后备保护的过电流保护作为母线保护。
动作时限 t=0.5s。
③母线保护
Bus4:变压器 T1 后备保护 Relay5 兼做相邻母线 Bus4 保护的后备,整定如
下:
������������������������
=
������������������������ ������������������ ������������������
② 变压器保护
1)主保护
变压器主保护采用纵差动保护,由������������2 = ������������ 得:
������������1
√3
������������2 = 550: 5 ������������1 = 330: 5 (2)变压器后备保护
为防止由外部故障引起的变压器绕组过电流以及在可能条件下作为变压
=
1.2
×
1ห้องสมุดไป่ตู้5 × 0.85
36.3
=
76.87A
2)动作时限 t=1s。
校验: ②变压器保护
������������
=
���������(���2.���)��������������� ������������������
=
303.89 76.87
=
3.95
>
1.5
(1)主保护
变压器主保护采用纵差动保护,由������������2 = ������������ 得:
X=0.401Ω/km X=0.392Ω/km X=0.379Ω/km
10km、15km
L11: R=75x0.131=9.825Ω L12: R=30x0.263=7.89Ω L13:R=10x0.630=6.3Ω L21: R=65x0.131=8.515Ω
X=75x0.401=30.075Ω X=30x0.392=11.76Ω X=10x0.379=3.79Ω X=65x0.401=26.065Ω
L22: R=25x0.263=6.575Ω L23:R=15x0.630=9.45Ω
X=25x0.392=9.8Ω X=15x0.379=5.685Ω
2.3 无穷大电网设置
由设计要求可知无穷大电网参数如下: 无穷大电网参数表
正序阻抗
110kV 系统阻抗 最大运行方式 最小运行方式 (100MVA)
������������1
√3
������������2 = 510: 5 ������������1 = 153: 5 (2)变压器后备保护
为防止由外部故障引起的变压器绕组过电流以及在可能条件下作为变压
器内部故障时主保护的后备,配置变压器后备保护。
1)定值整定:
������������������������
=38.18Ω;
R2
=4.0Ω,
X 2
=59.41Ω;
R3
=3.64Ω,
X 3
=26.25Ω;
R4
=1.83Ω,
X 4
=18.30Ω。
2.2 线路计算
电压等级 110kV
35kV
10kV
导线型号 LGJ-240
LGJ-120
LGJ-50
线路长度 75km、65km 30km、25km
110KV-LGJ-240: R=0.131Ω/km 35KV-LGJ-120: R=0.263Ω/km 10KV-LGJ-50: R=0.630Ω/km
中低压电网保护配置与仿真分析
一、ETAP 仿真要求
仿真要求: 1) 使用 ETAP 建模 2) 为线路配置保护
仿真目的: 利用 ETAP 软件可以对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先
利用 ETAP 进行建模,然后利用 ETAP 实现电力系统故障仿真,进行短路计算, 获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用 ETAP 软 件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
3.2.3 参数计算及设置
①线路保护 (1)主保护——电流速断保护 按大于最大运行方式下线路末端母线 Bus7 三相短路时电流整定:
������������������������ = ���������������������������������(���3.���)��������������� = 1.3 × 1120 = 1456A
35KV 整定计算表
断路器 可靠系数 自启动
CB
Krel 系数 Kst
CB7、 CB14
CB6
1.3
5
1.3
5
1.2
1.5
10
1.3
10
1.2
1.5
返回系 数 Kre 0.85
0.85 0.85
Ik (3)
/A
1120
3100
最大负荷 电流
IL.max/A
36.3
35.4
36.3
动作电 流
Iop/A
������������������������ = ���������������������������������(���3.���)��������������� = 1.3 × 524 = 681.2A
(2)定时限过电流保护
1)定值整定:按躲开线路最大负荷电流整定:
������������������������
3#变压器 35/10.5 29.5kw 6.75%
3.15MVA
4#变压器 35/10.5 37.29kw 7.47%
5MVA
由公式:
P

3I
2R

S2 U2
R
R

PU S2
2
Uk %=
3IX UN

SN X UN2
100
X Uk %U N 2 100SN
归算到高压侧:
R1
=1.79Ω,
X 1
电压 等级
Bus
3 10kV 等级
8
电流保护
瞬时电流 保护
定时限电 流保护
瞬时电流 保护
过流保护
10KV 整定计算表
断路器 CB
可靠系 数 Krel
自启动 系数 Kst
8
1.3
8
1.2
1.5
6
1.3
6
1.2
1.5
返回 系数 Kre
Ik (3)
/A
最大负荷 电流
IL.max/A
动作电流 Iop/A
524
76.87
1456 76.87 4030 76.87
3.3 110KV 电压等级保护配置
(以下整定均以带 1.5MW 负荷的支路为例,另一条类同)
3.3.1 保护方式
① 线路保护: 主保护——电流纵联差动保护 后备保护——过电流保护 ② 变压器的保护: 主保护——电流纵差动保护 后备保护——过电流保护(变压器的相间短路) ③ 母线保护: 主保护——电流纵差动保护 后备保护——上一级变压器的后备保护的过电流保护
②变压器差动保护:电流纵差保护不但能够正确区分区内外故障,而且 不需要与其他元件的保护配合,可以无延时地切除区内各种故障,具有独特的 优点,因而被广泛地用作变压器的主保护。
③母线保护:除了主保护外,变压器还应装设相间短路和接地短路的后 备保护。后备保护的作用是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流,并 作为相邻元件(母线或线路)保护的后备保护以及在可能的条件下作为变压器 内部故障时的主保护的后备。
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