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1、35KV输电线微机保护装置设计论文名称： 35KV输电线微机保护装置设计 年级专业： 电气F1205 学生姓名： 徐同乐 学 号： 201223910124 评阅教师： 张华 目 录摘要 . 11.1 继电保护的作用12.35KV线路三相一次重合闸13.35KV线路保护的主要原理23.1 三段式过电流保护原理23.2 输电线路方向性电流保护的工作原理53.3单相接地报警原理64 微机保护84.1 微机保护的软硬件组成84.1.1微机保护的特点84.1.2微机保护装置硬件结构94.1.3微机保护的软件组成94.2 微机保护的算法104.3 35KV系统微机保护配置11参考文献12总 结1335k
2、v输电线路的继电保护课程设计摘 要电力系统的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是一旦发生故障如不能及时有效控制，就会破坏稳定运行，造成大面积停电，给社会带来灾难性的严重后果。随着电力系统的迅速发展，大量机组、超高压输变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段。因此，加强线路继电保护非常重要。近四十年来，计算机技术发展很快，其应用广泛而深入地影响着科学技术、生产和生活等各个领域。有关计算机保护的研究及开发就是电力系统计算机在线应用的重要组成部分。 本次课程设计首先介
3、绍了继电保护的作用，然后详细介绍了35KV线路主保护及后备保护的选择与整定，35KV线路三相一次重合闸，最后介绍35KV系统的微机保护。关键词：继电保护；主保护；微机保护；重合闸1继电保护的作用电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果。 继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有：（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅
4、速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。 （2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。2、35KV线路三相一次重合闸 针对该35KV输电线路的特点，由于其采用架空钢芯铝绞线，更易受到瞬时性故障的影响，因此必须采用线路三相一次重合闸装置。电力系统的运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，除此之外，也有“永久性故障”，例如由于线路倒杆，断线，绝缘子击穿或损坏等引起的故障，在线路被断开以后，它们仍然
5、存在。这时，即使再合上电源，由于故障依然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而就不能恢复正常的供电。由于送电线路上的故障具有以上的性质，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸就有可能大大提高供电的可靠性。由运行人员手动进行合闸，固然也能够实现上述作用，但由于停电时间过长，用户电动机多数已经停转，因此，其效果就不显著。为此在电力系统中采用厂自动重合闸(缩写为ZCH)，即当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。在线路上装设重合闸以后，由于它并不能够判断是瞬时性故障还是永久性故障，因此，在重合以后可能成功(指恢复供电不再断开)，也可能不成功。对于重合闸的经济效益，应该用无重合闸时，因停电而
6、造成的国民经济损失来衡量。由于重合闸装置本身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得了广泛的应用。3.35KV线路保护的主要原理3.1 三段式过电流保护原理本保护装置是以三段式方向过电流保护；零序电流保护；小电流接地选线；三相一次重合闸（检无压或检同期可选）和后加速；低频减载；PT断线检测及PT断线闭锁方向或保护；说明了35KV微机线路保护的主要原理、硬件部分和软件部分的构成。输电线路发生短路时，相电流突然增大，线电压降低，当故障线路上的相电流大于某一个规定值，同时保护安装处母线电压小于某一个规定值时，保护将跳开故障线路上的断路器而将故障线路断电，这就是过电流保护的工作原理。其中，规定值就
7、是过电流保护的动作电流，它是能使电流保护动作的最小电流，通常用表示。过电流保护在35KV及以下的输电线路中被广泛应用。下面对三段式过电流保护分别予以介绍：（1）无时限的电流速断保护（电流段保护）我们以图2.2中单侧电源网络中输电线路AB上所装设的电流保护来分析电流保护的原理。在图2.2中，为了反映全线路的短路电流，设AB线路的电流保护装于线路始端母线处，在图上叫做电流保护1，显然电流保护1要可靠动作，它的动作值必须选择小于或等于保护范围内可能出现的最小短路电流。在图2.2中，假设AB线路上d1点发生三相短路，则线路上的短路电流为： （2-1）其中，是电源系统相电势，是电源系统阻抗，是故障点到保
8、护安装处之问的阻抗，由式(2-1)可以看出，当系统电压一定的时候，短路电流的大小与系统阻抗和短路点的位置及短路类型有关，系统阻抗是由运行方式决定的，在最大运行方式下取图2.2 单侧电源网络中电流保护原理图最小值，在最小运行方式下取最大值，在实际中，一般来说系统在最大运行方式下三相短路电流最大，称此为保护的最大运行方式，系统在最小运行方式下两相短路电流最小，称此为保护的最小运行方式。这两种情况下的短路电流随故障点位置变化的曲线如图2.2中的曲线l和曲线2，曲线1为最大运行方式下的曲线，曲线2为最小运行方式下的曲线，当系统运行在其它任何方式下发生任何类型的短路时，曲线位于曲线l和曲线2之间。对安装
9、在AB线路的保护1来说，快速切除AB线路的故障是它的首要任务，因此其动作值应该小于等于AB线路上可能出现的最小短路电流，最小短路电流为线路末端发生两相短路时的短路电流，。同时，当BC线路靠近B端发生短路时，由于短路电流大于，这时有可能使在AB线路的保护1误动作，因此，为了不使保护1误动作同时可以区分所保护线路的末端故障和下一条线路的始端故障并且考虑到信号处理系统所产生的误差，保护1的动作电流应满足： （2-2）其中，是可靠系数，通常1.3，是B母线处在最大运行方式下发生三相短路的电流。根据式(2-2)整定的电流可以保证保护的选择性，如果省略装置和断路器的动作时间，保护可以无延时动作，因此将此电
10、流保护叫做无时限电流速断保护，也叫电流段保护，它的动作值选择原则为：按躲开本线路末端发生短路时的最大短路电流整定。但是，从图2.2中可以看出，系统在最小运行方式下保护的范围最小，而在最大运行方式下保护的范围最大，无时限电流速断保护的范围随着运行方式的变化而变化，在最小方式下保护范围可能为0，这是无时限电流速断保护的缺点。（2）限时电流速断保护(电流段保护) ”电流段保护并不能保护线路的全长，应该在A母线处再装设一套电流保护，这套电流保护用来保护AB线路的全长，这样，如果在下一段相邻线路BC靠近B端发生短路时，这套保护将会跳开1DL而失去选择性，因此，将这套保护启动以后经过一个延时再作用于出口跳
11、闸，当BC始端发生短路时，装在B母线的电流速断保护2首先动作，而装在保护1处的带延时的电流保护不会误动，从而保证了选择性。这套电流保护被称为限时电流速断保护，也叫电流段保护，电流段保护的延时时间一般为0.5左右。在图2.3中看出，只要AB闻的段电流保护范围不超过BC间的段电流保护范围，就可以保证选择性，即： （2-3）其中是AB间段电流保护的整定值，是BC间段电流保护的整定值，可靠系数，一般大于1.1。在线路上安装了电流段和电流段保护以后，整段线路的故障可在0.30.5s之内得到解决，我们称电流段和段保护为线路的主保护。图2.3三段式电流保护原理图（3）定时限过电流保护(电流段保护) 一条线路
12、保护中只安装了主保护，理论上来说可以解决线路的所有故障，但是当主保护由于各种原因而拒动时，就需要一个后备保护，用来解决当主保护拒动时切除线路故障，后备保护可以保护本线路全长，也可以保护相邻线路全长。后各保护也叫电流段保护，一般是定时限过电流保护，在图2.3中可以看出段电流的保护范围，它的动作值整定原则为：躲过正常运行时的最大负荷电流来整定，即： （2-4）其中，是电流段可靠系数，大于1.2，是自启动系数，大于等于1，为返回系数，小于1，为线路AB上可能流过的最大电流，是装在保护1处的电流段整定值。 电流段保护的延时时间比电流段保护的延时时间要长，而且，越靠近电网末端的段电流保护动作时间越短，在
13、越靠近电源附近的段电流保护动作时间越长，所以电流段保护只能用做后备保护。3.2 输电线路方向性电流保护的工作原理前面分析的是单侧电网过电流保护，而在实际中，一般都是双侧电源或者环网，以双侧电源网络为例说明，为了切除线路上的故障，线路的两侧都应该装设保护装置和断路器。图2.4方向型电流保护工作原理图从图2.4可以看出，当两端都有电源时，如果d1点发生短路故障，按选择性要求应该是离故障点最近的保护1和保护2动作，使1DL和2DL跳闸切除故障，但是由于保护2和保护3流过同一电流有可能使保护3误动作，而这个误动作的保护是由于保护安装处反方向发生故障时，由对侧电源提供的短路电流而引起的，而且误动作的保护
14、上流过的电流方向都是由被保护的线路流向保护安装处母线，正确动作的保护上电流方向是由保护安装处母线流向被保护的线路，两者电流方向正好相反，所以，应该在原来三段式电流保护的基础上加上一个判断电流方向的元件，当正方向电流时保护动作，而负方向电流时保护不动作，这就是方向电流保护的工作原理。采用接线方式后，当保护安装处附近发生两相相间短路时，有两相输入保护的电压中含有非故障相电压，而非故障相电压不变，故障相电压降低，所以输入保护装置的电压仍然很高，这样就消除了保护的死区，当保护安装处附近发生三相短路时，因为输入保护的电压都很低，但是在故障前瞬间这些值都很大，所以可以利用微机保护的记忆功能来使输入电压的幅值增大而保持故障电压的相位特征，从而可以消除死区。3.3单相接地报警原理 35KV电网是中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，故障点的电流很小，而且三相线电压仍然保持对称，对负荷的供电基本没有影响，在一般情况下，允许再运行1-2小时，不必立即跳闸，但是这时其它两相的对地电压要升高倍，为防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路而对负荷供电造成影响，应该及时的发出报警信号，以便运行人员采取措施给予清除。小电流系统的单相接地原理图如图2
