电力系统综合实验过流保护-三段配合整定Word格式文档下载.doc
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为保证在正常情况下各条线路上的过电流保护不误动,需要考虑最大负荷电流、返回系数和电机的自启动系数,因此:
具体的RTDS中保护设置模块设定在实验过程中体现,这里不再赘述。
四、实验步骤
1、建立如下图35kV电力系统模型:
三条线路分别长60km,80km,100km,CT的变比取为600:
1,PT的变比取为35000:
100。
线路一末端负荷2MW,0.8MVar;
线路二末端负荷3MW,1MVar;
线路三末端负荷3MW,1MVar。
分别在三条线路的中间和末端设置故障。
2、参考实验原理和继电保护课程教材,根据线路参数合理设置整定值,完成各条线路三段间过电流配合。
基本要求:
第一条线路中间故障,保护一瞬时动作;
第一条线路末端故障,保护一延时动作;
第二条线路中间故障,保护二瞬时动作;
第二条线路末端故障,保护二延时动作;
第三条线路实现全线速动。
3、更改故障的的不同位置,观察保护是否拒动、误动,研究保护在不同条件下的保护范围。
五、实验报告结果汇总
1、实验平台的搭建
(1)draft模块
①主体电力系统:
主要分为38.5kV交流电源、母线、600:
1电流互感器、35000:
100电压互感器、三条各分为两段的输电线路、相间故障、接地故障、相应数值的负荷、线路划分百分比参数($length)等,具体见draft文件。
图一draft中主体电力系统
图二第一条线路的参数设置
②控制元件:
主要是不同位置不同类型故障的控制电路、三个保护的参数模块及控制电路、测量零序电流的控制电路、三段曲线配合的控制电路(curve51P),详细内容见draft文件;
图三故障控制电路
图四保护整定控制电路
图五测量零序电流电路
图六线路划分百分比控制
(2)runtime模块(详见runtime文件)
①控制部分:
二进制下的不同类型故障控制、故障闭锁、故障位置控制、保护开通闭锁控制、断路器合闸控制;
②监测部分:
三个电流互感器及三个电压互感器测量单元、零序电流测量单元、断路器状态指示灯、保护跳闸指示灯。
图七runtime模块
2、相间保护的整定
我们以实验仿真作为整定值计算选取的依据,大体思路是调整系统状态及参数,测取各处故障情况下,各个电流互感器所监测的故障电流及正常负荷电流等,在此基础上,利用理论公式进行数值整定,最后加入保护参数进行验证。
符号说明:
flt1为第一条线路中间位置,flt2为第一条线路末端位置,flt3为第二条线路中间位置,以此类推,直到flt6;
Iact1.1表示第一条线路一段整定值,Iact1.2表示第一条线路二段整定值,以此类推;
Ict1表示一号电流互感器监测电流,以此类推;
IL1表示第一条线路正常负荷电流,以此类推;
(1)保护一相间故障的整定(此时$length均为50)
正常负荷电流:
Ict1=IL1=0.137163kA
Ict2=IL2=0.104656kA
Ict3=IL3=0.053317kA
图八正常负荷电流波形
最大运行方式下,第一条线路末端发生三相接地短路故障时,CT1所监测的末端故障电流:
Ict1=Iflt2.max=1.17842kA
第一条线路一段整定值:
(考虑互感器变比及单位换算,以下同)
Iact1.1=Iflt2.max*1.2*1000/600=2.35684A
经过对于第二条线路的一段整定(见后一部分),可知,第二条线路一段整定值为:
Iact2.1=0.89623A
第一条线路二段整定值需与第二条线路一段整定值配合,故:
Iact1.2=Iact2.1*1.2=1.075476A
第一条线路的三段整定需考虑电机自启动系数,且需与该线路最大负荷电流配合:
Ict1=IL1.max=0.137163kA
根据理论公式:
其中,Kre取0.9,Kss取1.05,可靠系数取1.2
Iact1.3=IL1.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.320047A
(2)保护二相间故障的整定
最大运行方式下,第二条线路末端发生三相接地短路故障时,CT2所监测的末端故障电流:
Ict2=Iflt4.max=0.448115kA
第二条线路一段整定值:
Iact2.1=Iflt4.max*1.2*1000/600=0.89623A
经过对第三条线路的一段整定(见后一部分),可知第三条线路的一段整定值:
Iact3.1=0.249218667A
第二条线路二段需要与第三条线路一段整定值配合,故:
Iact2.2=Iact3.1*1.2=0.2990624A
第二条线路的三段整定需考虑电机自启动系数,且需与该线路最大负荷电流配合:
Ict2=IL2.max=0.104656kA
Iact2.3=IL2.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.244197333A
(3)保护三相间故障整定
最大运行方式下,第三条线路末端发生三相接地短路故障时,CT3所监测的末端故障电流:
Ict3=Iflt6.max=0.246744kA
第三条线路一段整定值:
(需要保持该线路全线速动)
Iact3.1=Iflt6.max*0.8*1000/600=0.249218667A
由于第三条线路为末段线路,故没有第二段整定,其第三段过流整定只作为后备保护。
第三条线路的三段整定需考虑电机自启动系数,且需与该线路最大负荷电流配合:
Ict3=IL3.max=0.053317kA
Iact3.3=IL3.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.124406333A
(此处,由于全线速动,三段整定值意义不大)
3、各条线路保护三段间整定值配合的验证
将上述计算整定值依次填入各保护单元,改变故障投切状态、故障类型、故障位置等,观察各条线路各段保护是否能够正常动作及配合(不拒动、不误动)
(1)保护一的验证
①条件:
仅有保护一一段投入时,在第一条线路末端出现相间短路故障;
现象:
BRK1闭合指示灯依旧亮,保护一动作指示灯依旧灭
结果:
保护一不动作,即保护一一段不误动
图九保护一整定
图十验证保护一截屏1
②条件:
仅有保护一全段投入时,在第一条线路中间(50%)出现相间短路故障;
BRK1闭合指示灯瞬时灭,保护一动作指示灯瞬间亮
保护一瞬时动作,即保护一一段不拒动
图十一验证保护一截屏2
③条件:
保护一的全段同时投入,在第一条线路末端发生相间短路故障;
BRK1闭合指示灯延时(0.5s)灭,保护一动作指示灯延时(0.5s)亮
保护一延时动作,即保护一一段不误动,二段不拒动
图十二验证保护一整定
图十三验证保护一截屏3
(2)保护二的验证
①条件:
仅有保护一全段和保护二一段投入时,在第二条线路末端发生相间短路故障;
BRK1闭合指示灯延时(1s)熄灭,保护一动作指示灯延时(1s)点亮
保护二不动作,保护一延时较长(1s)动作,即保护二一段不误动,保护一三段可靠地作为相邻线路后备保护
图十四验证保护二截屏1
②条件:
仅有保护一和保护二投入运行时,在第二条线路末端发生相间短路故障
BRK2闭合指示灯延时熄灭(0.5s),保护二动作指示灯延时(0.5s)点亮
保护一不动作,保护二延时(0.5s)动作,即保护二二段可靠动作,保护二一段不误动
图十五验证保护二截屏2
③条件:
仅有保护一和保护二投入运行时,在第二条线路中间(50%)发生相间短路故障
BRK2闭合指示灯瞬时熄灭,保护二动作指示灯瞬时点亮;
结论:
保护二一段瞬时动作,不拒动
图十六验证保护二截屏3
(3)保护三的验证
保护三全段投入运行,第三条线路中间(50%)发生相间短路故障
BRK3闭合指示灯瞬时熄灭,保护三动作指示灯瞬时点亮
图十七验证保护二截屏4
保护三全段投入运行,第三条线路末端发生相间短路故障
图十八验证保护一截屏5
第三条线路可以实现全线瞬时动作
4、各条线路各段灵敏度的观察计算
(1)一段保护的灵敏度
根据一段保护灵敏度的定义,在最小运行方式与最小相间短路电流的情况下,我们采用了实验的方式测得各条线路一段保护的范围
①第一条线路(仅投入一段保护)
改变$length1拉杆,采用夹逼原理,发现其保护范围在75.2-75.3%
图十九检测一段灵敏度截屏1
($length1=75.2时,保护一一段不动作)
图二十检测一段灵敏度截屏2
($length1=75.3时,保护一一段瞬时动作)
②第二条线路(仅投入一段保护)
改变$length1拉杆,采用夹逼原理,发现其保护范围在58.7-58.8%
图二十一检测一段灵敏度截屏3
($length2=58.7时,保护二一段不动作)
图二十二检测一段灵敏度截屏4
($length1=58.8时,保护二一段延时动作)
③第三条线路
全线速动,灵敏度100%
(2)二段保护的灵敏度
根据二段灵敏度的定义,我们测量相关电流,运用公式计算:
①对于第一条线路二段:
经监测得第一条线路末端发生两相相间短路故障电流:
Iflt2.相间=0.937129kA
考虑互感器变比换算:
Klm1.2=Iflt2.相间*1000/(600*Iact1.2)=1.452270127
②对于第二条线路二段:
经监测得第二条线路末端发生两相相间短路故障电流:
Iflt4.相间=0.3388kA
Klm2.2=Iflt4.相间*1000/(600*Iact1.2)=1.888123237
(3)三段保护的灵敏度
①对于第一条线路三段保护:
近后备:
采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流来校验
考虑互感器变比:
Klm1.3=Iflt2.相间*1000/(600*Iact1.3)=4.880163434
远后备:
采用最小运
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- 关 键 词:
- 电力系统 综合 实验 保护 配合