220kv電網(wǎng)線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)周

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 系 別 電 力 系 專 業(yè) 電氣工程及自動化 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 下達(dá)日期 年 月 日設(shè)計(jì)時(shí)間自 年 月 日至 年 月 日220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)摘 要本書在滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的基礎(chǔ)上，對220kv電網(wǎng)的繼電保護(hù)及自動裝置的設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法進(jìn)行了較為全面的論述，其中本書對220kv電網(wǎng)的保護(hù)包括有距離保護(hù)，零序電流保護(hù)，橫聯(lián)保護(hù)，自動裝置為檢無壓和同期的三相一次重合閘文中舉有一些具體的算例和對一些特殊問題的解決方法。本文所遇到的問題在220kv電網(wǎng)中也較為普遍的。關(guān)鍵詞：220kv電網(wǎng)；繼電保護(hù)；自動裝置；整定計(jì)算t

2、he design for relay protections of 220kv power systemabstract：this paper in satisfying the selectivity and moving the foundation , intelligent, credibility soon, to generatrix, presents the design principle and methods of caculations for relay protections and automations of 220kv power system. it co

3、nsists of distance protection,zero-sequence current protection and auto-reclosing device.it relate to some concrete samples and measure for problems.and these problems are univensal in the 220kv power system.key words220kv power system ；relay protection；automation；fixed-command前 言本文是山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)任

4、務(wù)書，課題為220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)是根據(jù)原電力部生產(chǎn)司1979年制定的110220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動裝置運(yùn)行條例的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)，在滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的基礎(chǔ)上，對該220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)進(jìn)行配置，確定繼電保護(hù)的運(yùn)行方式，進(jìn)而確定電網(wǎng)繼電保護(hù)整定方案，通過計(jì)算給出保護(hù)的定值，并分析設(shè)計(jì)方案存在的問題，提出相應(yīng)對策。本文是對電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)，但是由于繼電保護(hù)的型式和原理在不斷的更新，即由感應(yīng)、電磁式逐漸發(fā)展到集成、微機(jī)式，由單一量單一元件發(fā)展到復(fù)合量多元件，因而保護(hù)配置和整定計(jì)算也有略有不同。本次設(shè)計(jì)是依據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電壓等級，運(yùn)行要求等方面，從保護(hù)的四性出發(fā)選

5、擇了較為合理的保護(hù)配置方案，同時(shí)考慮了系統(tǒng)振蕩、自動重合閘，非全相運(yùn)行等因素。本次設(shè)計(jì)由程建平老師進(jìn)行了認(rèn)真的指導(dǎo)，在此表示衷心感謝！本書使用符號說明一、 設(shè)備元件名詞符號：b變壓器bh保護(hù)裝置dl斷路器g發(fā)電機(jī)lh電流互感器yh電壓互感器zch自動重合閘裝置二、 電壓類符號ua、ub、uc系統(tǒng)中任一母線或保護(hù)安裝處的三相電壓ud1、ud2、ud3故障點(diǎn)的正、負(fù)、零序電壓ua1、ub1、uc1、ua2、ub2、uc2、ua0、ub0、uc0保護(hù)安裝處各相的正、負(fù)、零序電壓ue額定電壓三、 電流類符號ia、ib、ic三相電流id短路電流i1、i2、i0正、負(fù)、零序電流id1、id2、id0故障點(diǎn)

6、的正、負(fù)、零序電流idmax最大短路電流idmin最小短路電流ifh負(fù)荷電流四、 阻抗類符號z1線路阻抗z1、z2、z0正、負(fù)、零序綜合阻抗五、 保護(hù)裝置及繼電器的有關(guān)參數(shù)idzbh保護(hù)裝置的起動電流udzbh保護(hù)裝置的起動電壓zdzbh保護(hù)裝置的起動阻抗idzj繼電器的起動電流udzj繼電器的起動電壓zdzj繼電器的起動阻抗zdz繼電器的整定阻抗六、 常用系數(shù)kk可靠系數(shù)klm靈敏系數(shù)kh返回系數(shù)kfz分支系數(shù)kfzq非周期分量影響系數(shù)ktx同型系數(shù)目 錄前言 .3本書使用的符號 .5設(shè)計(jì)原始資料 .8概述 .1第一章 運(yùn)行方式與序網(wǎng)等值圖 .21.1 運(yùn)行方式的選擇 .21.2系統(tǒng)中各元件

7、的主要參數(shù) .3第二章 短路電流計(jì)算 .82.1各母線接地短路最大、最小零序電流10第三章 各種保護(hù)的整定計(jì)算機(jī)計(jì)算舉例 .143.1距離保護(hù) . 143.2相差高頻保護(hù) . 173.3平行線零序橫差保護(hù) . 253.4零序電流保護(hù) . 303.5 接地距離保護(hù) 38第四章 關(guān)于保護(hù)方案的評價(jià) . 41后記 42參考文獻(xiàn) .42附表1短路電流計(jì)算結(jié)果表 . 43附表2 最大不平衡電流計(jì)算表 . 45附表3 線路負(fù)荷電流表 . 45附表4 精工電流表 . 45附表5 相間橫差電流方向保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表45附表6 零序電流保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表 .46附表7 接地距離保護(hù)整定結(jié)果表 .47附表8 參數(shù)

8、表 47附表9 靈敏段整定計(jì)算結(jié)果表 48附表10 距離保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表 49附表11系統(tǒng)保護(hù)裝置配置圖 .50畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：1、題目名稱 220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 2、題目來源 自 擬 二、目的和意義本220kv電網(wǎng)是一個(gè)多電源系統(tǒng)，由兩個(gè)發(fā)電廠、三個(gè)變電站，及中短距離輸電線路（包括單回線路和雙回線路）組成。設(shè)計(jì)是根據(jù)原電力部生產(chǎn)司1979年制定的110220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動裝置運(yùn)行條例的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)，在滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的基礎(chǔ)上，對該220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)進(jìn)行配置，確定繼電保護(hù)的運(yùn)行方式，進(jìn)而確定電網(wǎng)繼電保護(hù)整定方案，通過計(jì)算給出保護(hù)的

9、定值，并分析設(shè)計(jì)方案存在的問題，提出相應(yīng)對策。通過設(shè)計(jì)可以將三年所學(xué)知識總結(jié)應(yīng)用，為將來實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。三、原始資料1、系統(tǒng)電路圖（見附圖）2、原始參數(shù)表（見附圖）四、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括的內(nèi)容1 輸電線路繼電保護(hù)的初步選擇2 參數(shù)計(jì)算3 運(yùn)行方式的確定和序網(wǎng)等值圖4 根據(jù)繼電保護(hù)要求進(jìn)行短路計(jì)算5 有關(guān)線路參數(shù)和各種短路電流計(jì)算結(jié)果表6 最大不平衡電流計(jì)算結(jié)果表7 繼電保護(hù)整定計(jì)算8 參數(shù)計(jì)算和繼電保護(hù)整定計(jì)算舉例9 繼電保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表10 繼電保護(hù)裝置配置圖五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙1、三序系統(tǒng)等值電路圖2、保護(hù)配置圖六、主要參考資料電力系統(tǒng)分析課本電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理課本電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理

10、與技術(shù)（上、下冊）山東工學(xué)院編電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動裝置整定計(jì)算崔家佩編七、進(jìn)度要求1、實(shí)習(xí)階段 第 周（ 月 日）至第 周（ 月 日）共 周2、設(shè)計(jì)階段 第 周（ 月 日）至第 周（ 月 日）共 周3、答辯日期 第 周（ 年 月 日） 八、其它要求三原 始 參 數(shù)1 發(fā)電機(jī)廠站編號型號容量mw額定電壓kv功率因數(shù)cos阻抗xd%aaf-150-60/1280015015750852178c1#、2#qfss-125-21251380852153#、4#2501508517472 變壓器廠站編號型號容量mw額定電壓kv短路阻抗ud%asspl-180000/22018024222.5%/1

11、5.7512.2bsfpsl-120000/220120147.4623.2c1#、2#sspsl-150000/22015024222.5%/13.8133#、4#sfp-300000/22030024222.5%/1514.8d1#、2#osfpsl-120000/22012024222.5%/121/119.7511.417.5esfpsl-120000/220120147.4623.23 線路線路型號長度km電阻 / km電抗 / kma-blgjq-23001500108/20.41/2b-c（單）2lgjq-300860.1080.4c-dlgjq-400450.080.4c-el

12、gjq-400450.080.44 系統(tǒng)系統(tǒng)x*1.maxx*1.minx*0.maxx*0.min063042147126077054178106220kv電網(wǎng)線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)概 述一、電網(wǎng)的特點(diǎn)題目所給出的電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖中，主要包括兩個(gè)發(fā)電廠，兩個(gè)系統(tǒng)，兩條平行雙回線及兩條單回線路構(gòu)成的輻射狀態(tài)連接起來的整體系統(tǒng)，同時(shí)還有兩個(gè)降壓變電站。本系統(tǒng)為220kv多電源電網(wǎng)，負(fù)荷分配均勻、合理，線路屬于中短線路，可以減少一些由于線路長而傳輸起來靈敏度不易配合等問題，但是，由于系統(tǒng)中含有兩條位置處于中心的平行線路，這將給設(shè)計(jì)的整定計(jì)算帶來一些困難和麻煩。二、電網(wǎng)分析和保護(hù)初步選擇根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同，

13、運(yùn)行要求不同，再在滿足繼電保護(hù)“四性”（速動性、選擇性、靈敏性、可靠性）的前提下，求取其電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。對于220kv大接地電流電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)相間故障和接地故障的保護(hù)裝置。（1）對于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中單回線上，一般可裝設(shè)無時(shí)限和帶時(shí)限的電流及電壓速斷裝置為主保護(hù)帶階段時(shí)限的過電流保護(hù)裝置作為后備保護(hù)。 在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的電網(wǎng)上，可先考慮用帶方向或不帶方向的階段式電流或電壓保護(hù)作為主保護(hù)，當(dāng)這類保護(hù)在選擇性，靈敏性及速動性上不能滿足要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)距離保護(hù)。（2）、在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動切除故障時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)高頻保護(hù)作為主保護(hù)，距離保護(hù)作為后備保護(hù)，否則，一般情況，應(yīng)裝設(shè)

14、階段式距離保護(hù)。（3）、在平行線路上，對于220kv線路，一般應(yīng)裝設(shè)橫差方向保護(hù)或全線速動的高頻保護(hù)作為主保護(hù)。以距離保護(hù)或階段式保護(hù)帶方向或不帶方向電流或電壓作為后備保護(hù)。對于單相和多相接地短路故障，一般應(yīng)裝設(shè)帶方向的或不帶方向的無時(shí)限和帶時(shí)限的零序電流速斷保護(hù)及靈敏的零序過電流保護(hù)。如果零序電流保護(hù)不能滿足選擇性和靈敏性的要求，可采用接地距離保護(hù)。在平行線路上，一般裝設(shè)零序橫差動方向保護(hù)作為主保護(hù)，如果根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性等要求，需裝設(shè)全線速動保護(hù)，與上述相同，也可以用一套高頻保護(hù)，同時(shí)作為相間短路和接地短路的保護(hù)，而以接每一回線或接于兩回線電流之上的階段零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。綜上，線路

15、ab選用雙高頻，一為方向高頻保護(hù)，另一為高頻閉鎖距離保護(hù)，兩個(gè)保護(hù)互為后備，瞬時(shí)動作切除故障。線路bc選用橫聯(lián)差動保護(hù)，保護(hù)有相繼動作區(qū)。線路cd用相差高頻保護(hù)，為中短線路，一側(cè)背靠系統(tǒng)ii全部線路均用距離保護(hù)作后備，由于主保護(hù)已經(jīng)全線速動，所以距離裝ii、iii段。接地保護(hù)采用零序電流保護(hù)作為主保護(hù)，用接地距離作為后備保護(hù)。第一章 運(yùn)行方式與序網(wǎng)等值圖繼電保護(hù)整定計(jì)算用的運(yùn)行方式，是在電力系統(tǒng)確定好運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，在不影響繼電保護(hù)效果的前提下為提高繼電保護(hù)對運(yùn)行方式變化的適應(yīng)能力而進(jìn)一步選擇的，特別是有些問題主要是繼電保護(hù)方面考慮決定的，同時(shí)也不影響對現(xiàn)有保護(hù)的評價(jià)是否有利于正常的運(yùn)行和維

16、護(hù)。1.1運(yùn)行方式的選擇在選擇保護(hù)方式及其進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，必須考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式變化帶來的影響，應(yīng)在系統(tǒng)運(yùn)行方式下都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對過量保護(hù)來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來確定保護(hù)的整定值， 以保證選擇性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)方式下能保證選擇性，在其它運(yùn)行方式下也一定能保證選擇性；靈敏度的校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏度符合要求，在其它運(yùn)行方式下，靈敏也一定能滿足要求。對某些保護(hù)，在整定計(jì)算時(shí)，還要按正常運(yùn)行方式來決定動作值或計(jì)算靈敏度。1最大運(yùn)行方式根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都要投入運(yùn)行（或大部分投入運(yùn)行）以及選定的接地中性點(diǎn)全部接

17、地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。對繼電保護(hù)來說，是短路時(shí)通過保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)行方式。2最小運(yùn)行方式根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式。在有水電廠的系統(tǒng)要考慮水電廠運(yùn)行受水能狀態(tài)限制的運(yùn)行方式。對繼電保護(hù)來說，是短路時(shí)通過保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。3正常運(yùn)行方式根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機(jī)，變壓器和線路的運(yùn)行方式稱為正常運(yùn)行方式。這種運(yùn)行方式在一年內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間最長。對更復(fù)雜的系統(tǒng)，最大，最小運(yùn)行方式的判斷是比較困難的，有時(shí)需要經(jīng)過多次計(jì)算才能確定。對于某些特殊運(yùn)行方式，運(yùn)行很短，對保證保護(hù)的選擇性或靈敏

18、度有困難時(shí)，且在保護(hù)拒動或誤動不會引起大面積停電的情況下，可以不予考慮。表11本網(wǎng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式如下：代 號運(yùn) 行 方 式備 注最大發(fā)電機(jī)、變壓器、線路全部投入最小c端站：1#、2#、3#發(fā)電機(jī)運(yùn)行d端站：2#主變運(yùn)行bc段線路單回運(yùn)行1.2系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)取基準(zhǔn)功率 sb = 1000 mva, 基準(zhǔn)電壓ub =up =230 kv，基準(zhǔn)電流 ib =，基準(zhǔn)電抗x b =。1.2.1發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)參數(shù)用基準(zhǔn)值計(jì)算所得的發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)元件的標(biāo)么值參數(shù)見表12所列注 表12中，括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為最小運(yùn)行方式時(shí)的電抗標(biāo)么值。 負(fù)序電抗按下列情況計(jì)算：對水電廠的發(fā)電機(jī)x 2 = 1

19、.45x1對系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機(jī)x 2 = 1.22x 1發(fā)電廠a： 則： 系統(tǒng)： 則負(fù)序電抗：系統(tǒng)： 發(fā)電廠c： 則負(fù)序電抗： 表12 發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)名稱發(fā)電廠系統(tǒng)的總?cè)萘浚╩va）每臺機(jī)額定功率（mva）額定功率因數(shù)（cos）額定電壓ue(kv)正序電抗負(fù)序電抗最大最小標(biāo)么值標(biāo)么值發(fā)電廠a176.47176.47176.470.8515.750.21781.2340.26571.576系統(tǒng)0.63(0.42)0.7686(0.512)系統(tǒng)0.77(0.54)c廠882.4588.2147.12294.120.8513.8150.2150.17471.46220.59420.

20、262320.21321.78320.72521.2.2變壓器及等值系統(tǒng)參數(shù)表13 變壓器參數(shù)變電站名 稱變壓器編 號變 壓 器型 號變 壓 器變 比短路電壓%繞組電抗標(biāo)么值-xxxapl1 180000/22024222.5%/15.7512.20.678bfpl 120000/220147.4623.21.239-0.07250.694c1#2#3#4#pl1 150000/220fp 300000/22024222.5%/13.824222.5%/151314.80.8670.493d1#2#opl1 120000/2202202.5%/121/119.7511.417.50.6600.

21、1520.798efpl 120000/220147.4623.21.239-0.07250.694廠站a：對a站變壓器為雙繞組變壓器，額定容量 180mva短路阻抗 ud% =12.2 廠站b：對b站變壓器為三繞組變壓器，額定容量 120mva短路阻抗 廠站c： ud12% =12.2 ud34% =12.2廠站d：為兩臺自耦變壓器，算法同b站 廠站e：參數(shù)計(jì)算結(jié)果與廠站b相同1.2.3輸電線路的參數(shù)表14 輸電線路的參數(shù) 線 路 名 稱長度km正 (負(fù)) 序 電 抗零 序 電 抗有名值標(biāo)么值有名值標(biāo)么值ab15061.51.163183.93.476bc、回8634.40.650103.2

22、1.950cd45180.340541.020ce45180.340541.020 1、 正（負(fù)）序電抗的有名值為 xab = 0.41150 = 61.5（）xbc=0.486=34.4（）xcd=0.445=18（）xde=0.445=18（）標(biāo)幺值為 2、 零序電抗的有名值為x0ab= 361.5 = 183.9（）x0bc =103.2（）x0cd=54（）x0de=54（）標(biāo)幺值為x*0bc =1.950x*0cd=1.020x*0de=1.0203、零序阻抗計(jì)算說明：（1）、發(fā)電機(jī)：由于本系統(tǒng)主變低壓側(cè)均為接線，零序電流在側(cè)自成回路不流入發(fā)電機(jī)，所以零序網(wǎng)中沒有發(fā)電機(jī)零序電抗，亦即

23、x0 = 0。（2）、變壓器：由于它是靜止元件，且三相對稱，因此本設(shè)計(jì)中設(shè) x1 = x2 = x0（3）、線路：單回線路 x0 =3 x1 雙回線路 x0=5x1 （已考慮零序互感的作用）所以線路bc雙回線路運(yùn)行時(shí)：x0=5x1 =50.650=3.2501.3變壓器中性點(diǎn)的接地原則在大接地電流系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地變壓器的臺數(shù)、容量及其分布情況，對電網(wǎng)中不同地點(diǎn)的零序電壓、零序電流有很大的影響。因此，變壓器的中性點(diǎn)是否接地應(yīng)根據(jù)不同運(yùn)行方式電網(wǎng)發(fā)生接地短路時(shí)，要求在滿足保護(hù)裝置特性配合的情況下，中性點(diǎn)接地變壓器的數(shù)目盡可能少而且在系統(tǒng)處于各種不同運(yùn)行方式下發(fā)生單相或兩相接地短路時(shí)，零序電流和電

24、壓的分布應(yīng)盡可能不變。1、在單母線運(yùn)行的發(fā)電廠和高壓母線上有電源聯(lián)絡(luò)的變電所，變壓器中性點(diǎn)應(yīng)接地。如果有兩臺容量和繞組接線相同的變壓器，可將其中一臺中性點(diǎn)直接接地這樣，當(dāng)接地的變壓器檢修或其他原因斷開時(shí)，可將另一臺變壓器中性點(diǎn)接地，從而是零序電流保持不變。2、在具有兩臺以上的變壓器，而且是雙母線固定連接方式運(yùn)行的發(fā)電廠和高壓母線有兩回以上電源聯(lián)絡(luò)線的變電站，每組母線上至少應(yīng)有一臺變壓器的中性點(diǎn)直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開后，每組母線上仍保留一臺變壓器中性點(diǎn)直接接地。3、在單電源網(wǎng)絡(luò)中，終端變電站的變壓器中性點(diǎn)一般不接地。但當(dāng)該線路上裝有單相重合閘時(shí)，為便選相元件正確工作，終端變電所變壓器

25、的中性點(diǎn)應(yīng)該接地。4、在多電源的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一個(gè)中性點(diǎn)接地，以防止中性點(diǎn)不接地的電源因某種原因與其它電源切斷聯(lián)系時(shí)，形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。5、變壓器低壓側(cè)接入電源，當(dāng)大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生接地短路而該電源的容量能夠維持接地點(diǎn)發(fā)生的電弧時(shí)，則變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)該接地，否則不接地。6、為了便于線路接地保護(hù)的配合，在低壓側(cè)設(shè)有電源的樞紐變電站，部分變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。7、接在分支線上的變電所，低壓側(cè)雖無電源，但變壓器低壓側(cè)是并聯(lián)運(yùn)行的，為使橫聯(lián)差動保護(hù)正確動作，變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)該接地。根據(jù)上述原則要求，在本網(wǎng)絡(luò)中做如下選擇：（1）、a廠主變中性點(diǎn)應(yīng)接地當(dāng)線路ab發(fā)生接地短路故障時(shí)，

26、該主變將流入零序電流，故應(yīng)當(dāng)接地（2）、c廠1、2主變及3、4主變?yōu)殡p母線同時(shí)運(yùn)行，且在最小運(yùn)行方式下4機(jī)停運(yùn)，故選擇1、3接地即可。（3）、d變電站1、2均為自耦變壓器，為了在最大運(yùn)行方式，最小運(yùn)行方式運(yùn)行，系統(tǒng)或cd線路發(fā)生接地短路時(shí)，主變均可流過零序電流，故1、2主變均應(yīng)接地。（4）、b變電站及e變電站均為單電源的終端變電站，故變壓器中性點(diǎn)可以不接地。為了e母上的保護(hù)整定計(jì)算，e母變選擇一臺接地。由于本系統(tǒng)為220kv電網(wǎng)，變壓器單臺容量超過10mva所以本系統(tǒng)的變壓器的主保護(hù)為瓦斯保護(hù)和差動保護(hù)，后備保護(hù)為零序過電流保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。 母線保護(hù)：單母線采用完全差動保護(hù)，雙母

27、線采用雙母線固定分配式電流差動保護(hù)。1.4作出正序、負(fù)序、零序等值網(wǎng)絡(luò)圖為了計(jì)算方便，我們將最正序、負(fù)序阻抗值取一個(gè)數(shù)值，簡化電路為：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下正（負(fù)）序序網(wǎng)圖系統(tǒng)最下運(yùn)行方式下正（負(fù)）序序網(wǎng)圖3.4763.476系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下零序序網(wǎng)圖系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下零序序網(wǎng)圖零序阻抗 第二章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的目的是為了保護(hù)裝置的整定值和校驗(yàn)靈敏度。選短路電流時(shí)，運(yùn)行方式的確定非常重要。應(yīng)為它關(guān)系到所選的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理，簡單可靠。以及是否滿足靈敏度要求等一系列問題。保護(hù)的運(yùn)行方式是一保護(hù)裝置的短路電流的大小來區(qū)分的。2.1 各母線接地短路最大、最小零序電流2.1.1 a母線接地短路

28、 最大運(yùn)行方式： 兩相短路接地 最小運(yùn)行方式：兩相短路接地2.1.2 b母線接地短路 最大運(yùn)行方式： 2.1.3 c母線接地短路最大運(yùn)行方式 =(1.09-0.867)/(0.867+1.462)=0.196 =0.314/(1.02+1.466)/(1.02+1.158)/0.975+1.26/(3.489+0.678)=0.221 單相短路 =最小運(yùn)行方式 兩相接地2.1.4 d母線接地短路最大運(yùn)行方式 單相接地 最小運(yùn)行方式 兩相短路接地2.1.5 e母線接地短路最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式第三章 各種保護(hù)的整定計(jì)算及計(jì)算舉例要想完成保護(hù)整定，就必須掌握所用保護(hù)的性能，以每種保護(hù)的具體整定辦

29、法和原則，才能順利的完成保護(hù)裝置的整定計(jì)算。因此，下面簡單介紹一下距離保護(hù)、高頻保護(hù)、和零序電流保護(hù)的整定計(jì)算方法和零序橫差保護(hù)的整定方法：3.1 距離保護(hù)距離保護(hù)是以反應(yīng)從故障點(diǎn)到安裝處之間阻抗大?。ň嚯x大?。┑淖杩估^電器為主要元件、動作時(shí)間具有階梯特性的相間保護(hù)裝置。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍，保護(hù)動作，當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍，保護(hù)動作，當(dāng)再配上方向元件（方向特性）及時(shí)間元件，組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時(shí)，保護(hù)裝置的動作性能與通過保護(hù)裝置的故障電流大小無關(guān)。3.1.1

30、距離保護(hù)段的整定計(jì)算1、當(dāng)被保護(hù)線路無中間分支線路（或分支變壓器）時(shí)按躲過本線路末端故障整定，一般可按被保護(hù)線路正序阻抗的80%85%計(jì)算，即式中 距離保護(hù)段的整定阻抗；被保護(hù)線路的正序阻抗；可靠系數(shù)，可取0.8-0.85； 保護(hù)的動作時(shí)間按 t1=0s（即保護(hù)固有動作時(shí)間）整定。2、當(dāng)線路末端僅為一臺變壓器時(shí)（即線路變壓器組）其整定值按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過變壓器其它各側(cè)的母線故障整定式中 線路末端變壓器的阻抗；可靠系數(shù)，取0.75；可靠系數(shù)，取0.80.85；線路正序阻抗。保護(hù)動作時(shí)間同上。3、當(dāng)線路末端變電所為兩臺及以上變壓器并列運(yùn)行且變壓器裝設(shè)有差動保護(hù)時(shí)如果本線路上裝

31、設(shè)有高頻保護(hù)時(shí)，距離段仍可按“（一）”的方式整定。當(dāng)本線路上未裝設(shè)高頻保護(hù)時(shí)，則可以按躲過本線路末端或終端變電所其它母線故障整定?？煽肯禂?shù)，取0.80.85；可靠系數(shù)，取0.75；線路正序阻抗；線路末端變壓器并聯(lián)阻抗；距離保護(hù)段的動作阻抗。3.1.2 距離保護(hù)段的整定計(jì)算1、按與相鄰線路距離保護(hù)段配合整定被保護(hù)線路阻抗；相鄰距離保護(hù)段的動作阻抗； 同上；助增系數(shù)，選取可能的最小值。保護(hù)動作時(shí)間=t t為時(shí)間級差，一般取0.5s.2、按躲過相鄰變壓器其他側(cè)母線故障整定本線路正序阻抗； 相鄰變壓器阻抗；同上； 同上； -同上。3、按與相鄰距離保護(hù)段相配合相鄰距離保護(hù)段動作阻抗值；同上； 同上；被保

32、護(hù)線路正序阻抗。保護(hù)動作時(shí)間 =+3.1.3 距離保護(hù)段整定計(jì)算1、按與相鄰距離保護(hù)段相配合此時(shí)，保護(hù)的整定值計(jì)算為相鄰距離保護(hù)段動作阻抗；同上； 同上； 同上；距離保護(hù)段動作時(shí)間按以下條件分別整定：（1）、相鄰距離段在重合閘后不經(jīng)振蕩比鎖控制，且距離段保護(hù)范圍不伸出相鄰變壓器的其他母線時(shí)=+t相鄰距離段在重合閘后不經(jīng)振蕩閉鎖控制時(shí)的段動作時(shí)間。（2）、當(dāng)段保護(hù)范圍伸出相鄰變壓器的其他母線時(shí)，其動作時(shí)間整定為=+t-相鄰變壓器的后備保護(hù)動作時(shí)間。2、按與相鄰距離保護(hù)段配合動作阻抗計(jì)算為相鄰距離保護(hù)段的動作阻抗；同上； 同上； 同上。距離段動作時(shí)間為： =+t式中-相鄰距離保護(hù)段動作時(shí)間。3、按

33、躲過線路最大負(fù)荷時(shí)的負(fù)荷阻抗配合整定當(dāng)為方向阻抗元件時(shí)：動作阻抗為 可靠系數(shù)，取1.21.25； 返回系數(shù)，取1.151.25；負(fù)荷的自啟動系數(shù)，按負(fù)荷性質(zhì)可取1.52.5；-最小負(fù)荷阻抗值，=(0.9-0.95)/3.1.4計(jì)算舉例：qf215 qf2161、距離段：2、距離段：1）abi：2）變壓器：3）與abii段配合：4） qf216： 靈敏度： 3、距離段：1）、abii：2）、另一ii：3）、負(fù)荷： i dz.ii=103（abii） 近： 遠(yuǎn)： 3.2 相差高頻保護(hù) 相差高頻保護(hù)的基本工作原理是比較保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位一即利用高頻信號將線路兩側(cè)電流的相位傳送對側(cè)去進(jìn)行比較，來確

34、定保護(hù)動作與否，這種保護(hù)稱為相差高頻保護(hù)。相差動高頻保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩端短路電流的相位，電流的方向是由母線流向線路時(shí)為正，而由線路流向母線時(shí)為負(fù)。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，在理想情況下，兩端電流相位相同，兩端保護(hù)裝置應(yīng)動作，使兩端的斷路器跳閘。而當(dāng)保護(hù)范圍外部故障時(shí)，兩端電流相位相差180，保護(hù)裝置則不應(yīng)動作。當(dāng)短路電流為正半周，使它操作高頻發(fā)訊機(jī)發(fā)出訊號，而在負(fù)半周則不發(fā)訊號。如此不斷的交替進(jìn)行，保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，由于兩端的電流同相位，發(fā)訊機(jī)同時(shí)發(fā)出訊號也同時(shí)停止訊號，收訊機(jī)所收到的訊號是間斷的；保護(hù)范圍外部故障時(shí)，由于兩端的電流相位相反，兩個(gè)電流仍然在它自己的正半周發(fā)出高頻信號，這樣發(fā)出

35、的時(shí)間就相差180，這樣從兩端收訊機(jī)中所收到的總訊號就是一個(gè)連續(xù)不斷的高頻訊號。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，由于系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，系統(tǒng)阻抗角的不同，電流互感器和保護(hù)裝置的誤差，以及高頻訊號從一端送到對端的時(shí)間遲延等因素的影響。在內(nèi)部故障時(shí)，收訊機(jī)所收到的兩個(gè)高頻訊號并不能完全重疊；而在外部故障時(shí)，也不會正好互相填滿?？紤]各個(gè)因素的影響 c側(cè)和d側(cè)高頻訊號之間的相位差最大可達(dá)122，而且在發(fā)訊號經(jīng)輸電線路傳達(dá)時(shí)，還要有一個(gè)時(shí)間的延遲，延遲角=6/100=2.7，所以在一側(cè)高頻收訊機(jī)中所收到的訊號有124.7的相位差；而在另一側(cè)，有119.3的相位差。對保護(hù)裝置而言，即使在兩端高頻訊號不重疊，有120+

36、的相位移動時(shí)，也應(yīng)該正確的動作。對于電流相差高頻保護(hù)，用比較兩側(cè)工頻電流相位相對關(guān)系的辦法，判斷故障是發(fā)生在線路內(nèi)部還是外部。由于它僅比較兩側(cè)電流 相位，故有不反映系統(tǒng)振蕩及與電壓回路無關(guān)的特點(diǎn)。據(jù)其工作原理，主要組成部分有起動元件，操作濾過器及相位比較元件等。3.2.1 起動元件的整定起動元件的整定應(yīng)滿足三個(gè)條件：1、發(fā)訊機(jī)的起動元件應(yīng)當(dāng)躲過正常運(yùn)行時(shí)的最大附和電流；2保護(hù)裝置的起動元件應(yīng)保證在內(nèi)部短路時(shí)有必要靈敏度；3兩起動元件在靈敏度上互相配合，以保證在外部短路時(shí)動作 的選擇性。1、反應(yīng)不對稱短路的起動元件為了保證在區(qū)外故障的選擇性，線路兩側(cè)起動元件的整定值應(yīng)完全相同，靈敏元件和不靈敏元

37、件在動作值上相互配合，在實(shí)際計(jì)算整定時(shí)，只選擇不靈敏元件的整定值即可，兩者的配合關(guān)系：idz.bl=kkidz.lm 式中 idz.blidzlm 分別為不靈敏起動元件和靈敏元件的動作電流； kk外部故障時(shí)的可靠系數(shù)，當(dāng)被保護(hù)線路短于250km時(shí)，取1.62.0；當(dāng)被保護(hù)線路長于250km或有分支線路時(shí)，取2.53.0。因?yàn)閘cd =45km22、反應(yīng)對稱短路的起動元件反應(yīng)對稱短路的起動元件,如果采用一相電流元件，首先確定在三相短路情況下，采用電流起動元件的可能性。為了使靈敏度高的電流元件在外部短路切除后能可靠返回，其動作電流應(yīng)按躲過被保護(hù)線路的 最大負(fù)荷電流來整定，即 idz.lm=kkif

38、h.max/kfnlh ,kk可靠系數(shù)，取為1.21.3； kf 返回系數(shù)，取為0.80.85；nlh電流互感器的變比； ifh.max 線路的最大負(fù)荷電流 idz.lm =1.215010005/(0.856002300.9 )=8.53a不靈敏的電流元件應(yīng)與靈敏的電流元件配合，idz.bl =kk idz.lm ,kk 外部故障時(shí)的可靠系數(shù)，取為1.42.0，idz.bl =1.48.53=11.9a不靈敏元件的靈敏度可按下式校驗(yàn)：不滿足要求。id。min(3) 被保護(hù)線路末端三相短路時(shí)，流經(jīng)保護(hù)裝置的最小短路電流，因此采用阻抗元件，并按躲過最大負(fù)荷電流下的負(fù)荷阻抗來整定：zdz=zfh.

39、min/kkkf zfh.min=(0.90.95)ue/ifh.ax=0.92301000/1000=16kk可靠系數(shù)，取為1.2 1.3;kf返回系數(shù)，取1.051.1zdz=165/(.21.1)=125 klm=125/(450.4)=73.2.2 操作濾過器k值的選擇為了準(zhǔn)確的比較線路兩側(cè)工頻電流的相位，應(yīng)充分利用線路兩側(cè)負(fù)序電流不受電源電勢電位差影響的特點(diǎn)，使負(fù)序電流在濾序器出口合成電勢中起決定性作用。相位比較主要是比較線路兩側(cè)的負(fù)序電流分量，只在三相短路時(shí)才比較正序電流的相位，要求 k=1.5i1/i2i1/i2的值隨被保護(hù)線路上短路點(diǎn)的位置而變化。在所有不對稱短路中與正序電流相

40、比，以兩相接地短路時(shí)的負(fù)序電流為最小。在兩相接地短路情況下，又以靠近母線處短路負(fù)序電流為最小。也就是說靠近母線處發(fā)生兩相接地短路時(shí)，i1/i2最大。所以兩側(cè)各按靠近母線處兩相接地短路i1/i2值的計(jì)算，并取其中最大者。計(jì)入負(fù)序電流影響，k值的求法假定兩側(cè)保護(hù)i1+ki2間允許，由前面計(jì)算可知： d母短路： c側(cè)正、負(fù)序短路電流：c母短路： d側(cè)正、負(fù)序短路電流：i1,i2為短路點(diǎn)e，負(fù)序電流比值較大為：i1=4533,i2=2095則 tg=,得k=3對于保護(hù)動作來說k值宜取較大數(shù)值，對一般線路k =6 ， 所以k=6。3.2.3閉鎖角的整定保護(hù)裝置相位特性曲線上動作電流的大小，決定了保護(hù)動作

41、角的大小，而動作角=180-，由閉鎖角 決定。當(dāng)線路在區(qū)內(nèi)，區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)高頻信號的相位差，并不是安全相式反相的。而是受若干因素影響，主要影響因素有：1）高頻信號傳輸時(shí)間的角誤差；2）電流互感器的角誤差；3）保護(hù)裝置操作濾過器等元件的誤差；4）在采用單相重合閘的線路上，因電容電流引起負(fù)序電流的附加相角差，一般在中長線路上（150km 以上），這里不考慮。對于閉鎖角的整定。要求在外部故障時(shí)能可靠閉瑣。線路長度為50km以內(nèi)，取=45，而=135或225由計(jì)算可知，當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，即相差保護(hù)均能正確動作，當(dāng)外部故障時(shí)，c側(cè)、d側(cè)保護(hù)流過的電流理論上大小相等方向相反，考慮到電流互感器和保護(hù)裝置的誤差，

42、以及傳送訊號的時(shí)間延遲，則兩側(cè)高頻訊號也不會相差180，在最不利的情況下可能為180（22+），=2.7、204.7或155.3。因?yàn)?04.7135,所以在不動作區(qū),即外部 故障時(shí),保護(hù)裝置的可靠和不動作差,并由此產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)分量的環(huán)流,它總是由線路的一端流入,又從另一端流出。兩端電流相位差180，相當(dāng)于一個(gè)外部短路的情況，由于相差動高頻保護(hù)只比較兩端電流的相位。故保護(hù)裝置在上述兩種情況下均可能處于啟動狀態(tài)，但是由于收訊機(jī)能收到連續(xù)的高頻訊號，因而不會誤動。1、通道損耗的計(jì)算：1) 高頻阻波器損耗 =0.869 1.303db2) 結(jié)合濾波器損耗 =0.869 1.3033) 高頻電纜損耗4

43、) 輸電線路損耗式中 通道工作頻率線路類型系數(shù)220kv線路k=0.75 5) 始端損耗和終端損耗6) 高頻通道的總損耗；2、頻率的選擇：高頻通道的頻率范圍是50 300khz，在此頻率范圍內(nèi)，通常還有通信和遠(yuǎn)動裝置存在。為了防止其間的相互干擾，通道頻率的分布應(yīng)有統(tǒng)一安排。保護(hù)通道的可靠性要求高，有的使用統(tǒng)一的一相導(dǎo)線，也有的和通信復(fù)用通道，當(dāng)被保護(hù)線路是長度在50km左右的110 220線路，或底于100km的330km及以上的 電壓級的線路時(shí)，可采用200khz左右的頻率。3.2.4高頻相差計(jì)算舉例：1、啟動元件：1）按躲過最大負(fù)荷時(shí)的不平衡電流整定，既2）按躲過被保護(hù)線路一側(cè)帶電投入時(shí)，

44、由于開關(guān)三相不同期和閘而產(chǎn)生的負(fù)序電容電流整定，即所以，即（高值）（低值）2、靈敏度：3、相電流啟動元件：1）按躲過被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流整定：2）靈敏度校驗(yàn)：不滿足要求 采用阻抗元件4、阻抗元件：1）按躲過最小負(fù)荷整定，即2）精確工作電流校驗(yàn)5、閉鎖角的計(jì)算： 計(jì)算cd線路分別兩側(cè)母線短路時(shí)保護(hù)兩側(cè)的相位差：內(nèi)部短路兩側(cè)相位比較：（i）最大運(yùn)行方式：d母短路0.0037+j0.367+.088+j0.325=0.0917+j0.6920.0114+j0.241+0.068+j0.34=0.08+j0.581根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求，兩側(cè)電源系統(tǒng)之間的角差不超過70，這里取70，即與這間的相差為

45、82.2-70+90=102.2（ii）最小運(yùn)行方式：0.0037+j0.367+0.176+j0.65=0.18+j1.0170.165-j2.75+0.068+j0.34=0.233-0.233-j2.41 0.0037+j0.367+0.088+j0.325=0.0917+0.6920.08+j0.34+j0.947=0.068+j1.287與這間的相差為87-（87.3-70）=69.745 與這間的相差為86.6+88+70=244.82253.3 平行線零序橫差保護(hù)平行線路裝設(shè)橫聯(lián)差動保護(hù)作為主保護(hù)，是因?yàn)闄M差保護(hù)具有靈敏高，動作時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，本電網(wǎng)電壓等級220kv，要求主保護(hù)瞬時(shí)切除全線故障，且平行線中兩回線長度參數(shù)完全相同，所以采用保護(hù)性能好的橫差保護(hù)。這里用零序橫差保護(hù)來反映平行線內(nèi)部的接地故障，在雙回線運(yùn)行時(shí)，能保證有選擇地動作，接線簡單。3.3.1 電流起動元件的整定 1、外部接地短路（短路點(diǎn)在本側(cè)母線或?qū)?cè)母線）的最大不平衡電流idz0 = kk ( i1bpo + ibpo)其中： k k = 1.3 ， ibpo 是ct誤差引起的不平衡電流ibpo = cokfzq3i0 由雙回線參數(shù)不同引起的不平衡電流，co 雙回線的差電流系數(shù)，本系