LTB145D1接线设计及保护定值计算开题报告

三、文献综述

继电保护的基本原理

为了自动 、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，

保证其他无故障部分迅速恢复正常运行，继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是: (1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。(2)电压降低。当发生相问短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。(3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，--般约为20，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60 ~85 ，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180 (60~85 )。(4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。例如，据短路故障时电流的增大，可构成过电流保护;据短路故障时电压的降低，可构成电压保护;据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护;据电压与电流比值的变化，可构成距离保护;据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护;据不对称短路故障时出现的电流、电压的相序分量，可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护;高频保护则是利用高频通道来传递线路两端电流相位、大小和短路功率方向信号的一种保护。此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如超高压输电线路的行波保护、电力变压器的瓦斯保护及反应电动机绕组温度升高的过负荷或过热保护等。

继电保护的整定原则

在系统发生故障时，继电保护装置应满足速动性、选择性、灵敏性和可靠性的要求,中除了可靠性的要求应由继电保护装置本身来完成外，其他三项要求应有继电保护的接定计算来满足,使当电力系统任-地跋生故障时，能够迅速、可靠有选择性地切除故障元件,尽可能缩小事故影响的范围，使电力系统能够迅速地恢复正常运行。继电保护整定计算的基本任务,就是要对各种继电保护给出整定值，而对电力系统中的全部继电保护来说，则需编制出一个整定方案。 整定方案通常可按电力系统的电压等级或设备来编制，还可以按继电保护的功能划分成小的方案分别进行。例如， -个110kV电网的继电保护整定方案，可分为相间距离保护方案接地零电流保护方案重合闸方案设备保护方案等。这些间既具有相对的独立性,又有一定的配合关系。

进行整定计算的步骤大致如下:

(1)按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型,选择分支系数的计算条件;

(2)进行短路故障计算;

(3)]按同一功能的保护进行整定计算 ,如按距离保护或按零序电流保护分别进行整定计算,选取出整定值,

并做出定值图;

(4)对整定结果进行比较，重复修改,选出最佳方案。后归纳出存在的问题，并提出运行要求;

(5)画出定值单,并编写整定方案说明书。

遥测（模拟量测量）

是远方测量，简记为YC。它是将被监视厂站的主要 参数变量远距离传送给调度，如厂、站端的功率、电压、电流等。

遥信（开关量测量）

是远方状态信号，简记为YX。它是将被监视厂、站的设 备状态信号远距离传送给调度，如开关位置信号。

遥控（开关量控制）

是远方操作，简记为YK。它是从调度发出命令以实现远 方操作和切换。这种命令通常只取两种状态指令，如命令开关的 “合”“分”。

遥调（模拟量控制）

是远方调节，简记为YT。它是从调度发出命令以实现对 远方设备进行调整操作，如变压器分接头的位置、发电机的输出功率等。

一次与二次回路设备

一次设备是指直接参加发、输、变、配电能的系统中使用的电气设备，如发电机、变压器、输电线路、断路器、隔离开关、互感器等。由一次设备连接在一起的回路成为一次接线或主接线。

二次设备是指对一次设备的工作进行测量、控制、监视、保护和调节，以及为运行人员提供运行工况以及其他所需信息的低压电气设备，如测量仪表、控制开关、继电器以及各种自动装置。由二次设备经一定要求连接构成的回路称为二次接线或二次回路。

高压断路器

高压断路器又称高压开关，不仅能够切断闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以用于切断故障时的短路电路。具有完善的灭弧装置和很强的断流能力。

本文研究了3AP1断路器防跳原理及其外部接线，在此基础上，进一步设计该高压断路器的交流电压、电流回路、控制回路以及信号回路的接线。

3AP1-FL采用六氟化硫作为绝缘和灭弧介质， SF6具有很强的绝缘能力和超强的灭弧能力，其灭弧能力是空气的100倍左右，因此，SF6气体作为灭弧介质在断路器中得到了广泛的应用。但是，SF6与金属物质接触，在电弧的作用下会产生一种有毒的低氧化物。所以未来的灭弧介质应该会向真空等无毒无害介质上发展，其不但有很好的绝缘性，还有很高的灭弧能力，是清洁、可靠的能源之一。

二次回路设计

二次回路具有多种功能，其部分设计原理分析如下：

（1） 控制回路的设计

由各种控制器具、控制对象和控制网络组成。发电厂和有人值守变电所的控制回路一般采用控制开关不对应接线，而遥控及无人值守变电所的控制回路，一般采用控制开关自动复位接线。

（2） 信号回路的设计

在控制室设中央信号装置或光字牌闪光的报警装置。中央信号装置由事故分析信号和预告信号组成。

（3） 防跳回路的设计

跳跃原因：合闸接点粘连且线路发生永久性故障。防跳分为串联防跳和并联防跳两

种，对35kV及以上的断路器一般采用电气串联防跳。通过跳跃闭锁继电器的电压保持线圈及其串联与合闸回路的辅助接点来实现防跳功能。

（4） 其他闭锁回路

非遥控操作的隔离开关，在操作接线回路中应设闭锁接线，对就地操作的刀闸，应设电磁锁闭锁回路。

隔离开关与接地刀闸之间设有机械闭锁时，为简化线路，在它们之间可不设电气闭锁回路。对220kV的接地刀闸考虑为手动操作。其他如SF6压力低闭锁可将具体信号与信号回路接通，并实现闭锁。

（5） 互感器的选择

选择电流互感器应先进行整定计算，按故障最严重情况下，流过保护安装处的最大短路电流为参考，同事躲过正常运行时流过互感器的最大负荷电流，运用所学公式进行合理计算，并参照表格选出具体型号。电压互感器的二次侧一般为100V（一次侧接与线电压时），其数值依据不同的接线可能不同。其一次额定值应为线路一次电压值。

隔离刀闸

隔离刀闸是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。

作用：

1)分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。

2)根据运行需要，换接线路。

3)可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。

4)根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。

参考文献：

[1] 西北电力设计院，电力工程设计手册第二册[M].北京：中国电力出版社,1997.[2] 东北电力设计院，继电保护和安全自动装置技术规程（GB 14285—2006）[S].北京：中国电力出版社,2006.[3] 姚春球，发电厂电气部分（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2013.[4] 西北电力设计院，火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程（DL/T 5136—2001）[S].北京：中国电力出版社,2002.[5] 江苏省电力公司，电力系统继电保护原理与实现技术[M].北京：中国电力出版社，2006