110kV電網(wǎng)線路保護設(shè)計(繼電保護課設(shè))

1、UNIVERSITY OF SOUTH CHINA繼電保護課程設(shè)計題 目110KV電網(wǎng)線路保護設(shè)計學(xué)院名稱 電氣工程學(xué)院指導(dǎo)教師職 稱教授班 級學(xué) 號學(xué)生2015年1月5日繼電保護課程設(shè)計任務(wù)書1.課程設(shè)計的容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）:原始資料2X15MVA曹“彥幻1.0SUk%=10. 5% B2X25MVAUk%=10. 5%50MVAUk%=10.5%3X40MW cos二0. 85Xd=l, 72Xd'=0.234Xd” =0. 132_60km 、,A / 一人1QF2QF11QF 12QFX /®X /-y 50km3QF 4QFC15MVAU

2、k%=10. 5% 5sM ®X / -"17QF 18QF2X15MVAUk%=10. 5%121±2X2. 5%/6. 3KV7QF % /13QF 14QFX x-G& - X x15QF 16QFK X-X x1.0S網(wǎng)絡(luò)接線如附圖所示；2 .網(wǎng)絡(luò)中,各線路均采用帶方向或不帶方向的電流保護（或距離保護）作為主保護，變壓器均采用縱差動作為主保護,變壓器均為Y/-ll接線；3 .發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為3x40MW ,最小發(fā)電容量為2x40MW（發(fā)變組停運）;4 .網(wǎng)絡(luò)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運行；5 .允許的最大故障切除時間為0.85s

3、 ;6 . 110KV短路器均采用DW2-110型斷路器，跳閘時間為0.05-0.08S ;7 .線路AB , BC , AD , CD的最大負(fù)荷電流分別為250A , 70A , 230A和140A ,負(fù)荷自起動系數(shù)Kzqd = l.5；8 .各變電所引出線上后備保護的動作時間如圖所示，近二0.5s ;9 .線路的正負(fù)序電抗為xi=X2=O.4Q/km,xo=3.5xi,470。;10 .電壓互感器的變比nyh=110 , 000/100 ;11 .其他參數(shù)如圖所示。二、設(shè)計容1、建立電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表；2、繪制電力系統(tǒng)各相序阻抗圖；3、確定保護整定計算所需的系統(tǒng)運行方式和變壓器中性點接地方

4、式;4、進行電力系統(tǒng)中潮流及各點的短路計算；5、進行繼電保護整定計算。2 .對課程設(shè)計成果的要求包括圖表、原理圖、仿真圖等：說明書一份，其中含短路電流計算、整定計算、校驗，同時，進行距離保護與零序保護 的整定與校驗，最后用AutoCAD畫出保護配置圖。3 .主要參考文獻：1呂繼紹.電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計原理.:中國水利電力，20092永芳.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算.:中國電力,20053國凱.電力系統(tǒng)繼電保護原理.：中國水利水電,20024西北電力.電力工程電氣設(shè)計手冊.:中國電力出版,1996何仰贊.溫增銀.電力系統(tǒng)分析（上、下）華中科技大學(xué),2002炳陽.輸電設(shè)備手冊M.:機械

5、工業(yè)，20007戈.電力工程電氣設(shè)備手冊.:中國電力，19988繩敏.電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料.:中國電力，19959黃其勵.電力工程師手冊（上、下）.：中國電力，200210周文俊.電氣設(shè)備實用手冊.：中國水利水電，19994 .課程設(shè)計工作進度計劃：序號起迄日期工作 容12016.1.4布置任務(wù)，教師講解設(shè)計方法及要求22016.1.5-2016.1.19進行各種保護計算32016.1.20-2016.1.23檢驗并寫說明書，小組討論4答辯主指導(dǎo)教師盛義發(fā)日期：年月日摘 要：本設(shè)計以110KV線路繼電保護為例，建立了電力系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表繪制電力系 統(tǒng)各相序阻抗圖，確定了保護整定計算

6、所需的系統(tǒng)運行方式和變壓器中性點接地方式, 對電力系統(tǒng)中潮流及各點進行短路計算，并對繼電保護進行整定計算。關(guān)鍵詞：繼電保護、最大運行方式、距離保護、110KV線路繼電保護1引言12設(shè)計資料分析與參數(shù)計算22.1 系統(tǒng)運行方式和變壓器中性點接地方式的確定.22.2 參數(shù)分析及計算.23.線路保護配置53.1 線路保護配置的一般原則53.2 接地故障采取的措施63.3 相間短路所采取的措施73.4 雙側(cè)電源的整定原則和計算及其保護94短路計算111.1 短路電流的原則.111.2 短路電流的計算.115 .整定計算215.1 電流保護整定計算.215.2 電流保護整定計算.235.3 零序電流保護

7、整定計算256 .保護裝置的選擇一股要求287 .結(jié)束語30參考資料311引言電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算 機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的 活力。因此，繼電保護技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4 個歷史階段：繼電保護的萌芽期、晶體管繼電保護、集成運算放大器的集 成電路保護和計算機繼電保護。繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng) 絡(luò)化，智能化,保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展。隨著計算機硬件的迅速發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng) 對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故 障信息和數(shù)據(jù)

8、的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力， 與其它保護。繼電保護的原理是利用被保護線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量 為信號量，當(dāng)突變量到達一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié),發(fā)出相應(yīng)的跳閘 脈沖或信號。對電力系統(tǒng)繼電保護的基本性能要有選擇性，速動性，靈敏 性,可靠性。這次課程設(shè)計以最常見的110KV電網(wǎng)線路保護設(shè)計為例進行分析設(shè) 計,要求對整個電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)方面的課程有綜合的了解。特別 是對繼電保護、電力系統(tǒng)、電路、發(fā)電廠的電氣部分有一定的研究。重點 進行了電路的化簡，短路電流的求法，繼電保護中電流保護、距離保護的 具體計算。2設(shè)計資料分析與參數(shù)計算2,系統(tǒng)運行方式和變壓器中性點接

9、地方式的確定211發(fā)電機、變壓器運行方式選擇的原則(1)一個發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應(yīng)考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故 障；當(dāng)有三臺以上機組時，則選擇其中兩臺容量較大機組同時停用的方式。對水電廠, 還應(yīng)根據(jù)水庫運行方式選擇。(2)一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器,一般應(yīng)考慮其中容量 最大的一臺停用。2.1.2變壓器中性點接地選擇原則(1)發(fā)電廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點均要接地。(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。(4)為防止操作過電壓，在操作時應(yīng)臨時將變壓器中性點接地，操作完畢后 再斷開，這種情況不按接地運

10、行考慮。2.1.3線路運行方式選擇原則(1)一個發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，另一條 線路又故障的方式。(2)雙回路一般不考慮同時停用。2.2參數(shù)分析及計算2.2.1 發(fā)電機參數(shù)的計算發(fā)電機的電抗有名值：A =lOOSv( 2-1 )發(fā)電機的電抗標(biāo)幺值：x/(%)S81OOS.N( 2-2 )式中：X： (%) 發(fā)電機次暫態(tài)電抗Un 發(fā)電機的額定電壓Ub 基準(zhǔn)電壓115 KVSb 基準(zhǔn)容量1000MVASn 發(fā)電機額定容量MVA計算結(jié)果：表2.1發(fā)電機參數(shù)結(jié)果表發(fā)發(fā)電有功功率因數(shù)次暫態(tài)電抗等值電抗等值電抗電嫄/MCOSOX： (%)(標(biāo)幺值)(有名值)廠當(dāng)WQA1

11、、2、400.850.1322.80537.09632.2.2 變壓器參數(shù)的計算 雙繞組變壓器電抗有名值：(2-3)(2-4)v Uk(%)Un2lOOS.v雙繞組變壓器電抗標(biāo)幺值：V* 5(%母Xt* =lOOS.v式中：() 變壓器短路電壓百分值Un 發(fā)電機的額定電壓Ub基準(zhǔn)電壓115KVSb 基準(zhǔn)容量1000MVASn變壓器額定容量MVA表2.2變壓器參數(shù)結(jié)果表/MVA繞組型式短路電壓白分值Uk(%)等值電抗(標(biāo)幺值)等值電抗(有名值)025三相雙繞組10.54.255.550三相雙繞組10.52.10.083315三相雙繞組10.570.27782 . 2.3輸電線路參數(shù)的計算計算結(jié)果

12、：表2.3線路參數(shù)線路名稱正、負(fù)序電抗（標(biāo)幺值）正、負(fù)序電抗（有名值。）零序電抗（標(biāo)幺值）A-B0.182240.637B-C0.151200.529A-D0.182240.637C-D0.151200.5293 .線路保護配置31線路保護配置的一般原則在110-220kV中性點直接接地電網(wǎng)中,線路的相間短路保護及單相接地保護均應(yīng) 動作于斷路器跳閘。在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)全線任何部分短路時均能速動的保護：(1)根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求有必要時;(2 )線路發(fā)生三相短路，使廠用電或重要用戶母線電壓低于60%額定電壓，且其 保護不能無時限和有選擇地切除短路時；(3 )如某些線路采用全線速動保護能顯著簡化電力

13、系統(tǒng)保護，并提高保護的選擇性, 靈敏性和速動性。在110-220kV中性點直接接地電網(wǎng)中，線路的保護以以下原則配置：(1)對于相間短路,單側(cè)電源單回線路，可裝設(shè)三相多段式電流電壓保護作為相間 短路保護。如不滿足靈敏度要求,應(yīng)裝設(shè)多段式距離保護。雙電源單回線路，可裝設(shè) 多段式距離保護，如不能滿足靈敏度和速動性的要求時，則應(yīng)加裝高頻保護作為主保護, 把多段式距離保護作為后備保護。(2 )對于接地短路,可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護，在終端 線路，保護段數(shù)可適當(dāng)減少。對環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護， 有利于提高保護的選擇性及縮短切除故障時間。(3 )對于平行線路的

14、相間短路,一般裝設(shè)橫差動電流方向保護或電流平衡保護作主 保護。當(dāng)靈敏度或速動性不能滿足要求時，應(yīng)在每一回線路上裝設(shè)高頻保護作為主保護。 裝設(shè)帶方向或不帶方向元件的多段式電流保護或距離保護作為后備保護，并作為單回線 運行的主保護和后備保護。(4 )對于平行線路的接地短路，一般可裝設(shè)零序電流橫差動保護作為主保護；裝設(shè) 接于每一回線路的帶方向或不帶方向的多段式零序電流作為后備保護。對于電纜線路或電纜與架空線路混合的線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護。過負(fù)荷保護一般動作 于信號,必要時可動于跳閘。3.2接地故障采取的措施電力系統(tǒng)中采用的中性點接地方式,通常有中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接 地和中性點不接地三種

15、。一般llOkV及以上電壓等級的電網(wǎng)均采用中性點直接接地方 式，稱為大接地電流系統(tǒng)。llOkV以下電壓等級的電網(wǎng)采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈 接地方式，稱為小接地電流系統(tǒng)。大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時，故障相流過的短路電流較大，對設(shè)備造成 的危害較大，繼電保護必須通過斷路器切除故障。小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，因不能形成短路電流的通道，不會產(chǎn)生大的電 流,設(shè)備允許繼續(xù)運行。因此，不要求繼電保護快速動作切除故障。但是，由于單相接 地后，完好相對地電壓升高，往往造成設(shè)備絕緣擊穿故障擴大。因此，繼電保護必須及 時發(fā)現(xiàn)單相接地故障,發(fā)出信號,使運行人員采取措施消除故障。3.2.1 幾種接地故

16、障的特征(1)當(dāng)發(fā)生一相(如A相)不完全接地時,即通過高電阻或電弧接地。這時故障相 的電壓降低,非故障相的電壓升高，它們大于相電壓，但達不到線電壓。電壓互感器開 口三角處的電壓達到整定值,電壓繼電器動作,發(fā)出接地信號。(2 )如果發(fā)生A相完全接地，則故障相的電壓降為0 ,非故障相的電壓升高到線電 壓。此時電壓互感器開口三角處出現(xiàn)100V電壓,電壓繼電器動作,發(fā)出接地信號。(3 )電壓互感器高壓測出現(xiàn)一相(如A相)斷線或熔斷器熔斷，此時故障相的指示 不為0 ,這是由于此相電壓表在二次回路中經(jīng)互感器線圈和其他兩相電壓表形成串聯(lián)回 路,出現(xiàn)比較小的電壓指示，但不是該相實際電壓，非故障相仍為相電壓?；?/p>

17、感器開口 三角處會出現(xiàn)35V左右電壓值，并啟動繼電器動作，發(fā)出接地信號。(4 )由于系統(tǒng)中存在容性和感性參數(shù)的元件，特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件，在 參數(shù)組合不匹配時會引起鐵磁諧振,并且繼電器動作,發(fā)出接地信號。(5)空載母線虛假接地現(xiàn)象。在母線空載運行時，也可能會出現(xiàn)三相電壓不平衡， 并且發(fā)出接地信號。但當(dāng)送上一條線路后接地現(xiàn)象會自行消失。3.2.2單相接地故障的處理(1)處理接地故障的步驟發(fā)生單相接地故障后，值班人員應(yīng)馬上復(fù)歸音響，作好報告當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé) 人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障，但具體查找方法由現(xiàn)場值班員自己選擇。詳細(xì)檢查所電氣設(shè)備有無明顯的故障跡象，如果不能找出故障點

18、，再進行線路接 地的尋找。將母線分段運行，并列運行的變壓器分列運行，以判定單相接地區(qū)域。再拉開母線無功補償電容器斷路器以及空載線路。對多電源線路，應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù) 荷,改變供電方式來尋找接地故障點。采用一拉一合的方式進行試?yán)瓕ぴ绻收宵c,當(dāng)拉開某線路斷路器接地現(xiàn)象消失, 便可判斷它為故障線路，并馬上匯報當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，同時對故障線路的斷路器、 隔離開關(guān)、穿墻套管等設(shè)備做進一步檢查。(2)處理接地故障的要求尋找和處理單相接地故障時，應(yīng)作好安全措施，保證人身安全。當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地 時，室不得接近故障點4m以，室外不得接近故障點8m以，進入上述圍的工作人員必 須穿絕緣靴,戴絕緣手套,使用專用工具。為了減

19、少停電的圍和負(fù)面影響，在尋找單相接地故障時，應(yīng)先試?yán)€路長、分支 多、歷次故障多和負(fù)荷輕以及用電性質(zhì)次要的線路，然后試?yán)€路短、負(fù)荷重、分支少、 用電性質(zhì)重要的線路。雙電源用戶可先倒換電源再試?yán)?，專用線路應(yīng)先行通知。若有關(guān) 人員匯報某條線路上有故障跡象時,可先試?yán)@條線路。若電壓互感器高壓熔斷器熔斷，不得用普通熔斷器代替。必須用額定電流為0.5A 裝填有石英砂的瓷套管熔斷器，這種熔斷器有良好的滅弧性能和較大的斷流容量，具有 限制短路電流的作用。33相間短路所采取的措施3.3.1 繼電器(1)電磁型繼電器電磁型繼電器在35kV及以下電網(wǎng)的電力線路和電氣設(shè)備繼電保護裝置量地被采 用，電流繼電器是實

20、現(xiàn)電流保護的基本元件。電磁型繼電器基本結(jié)構(gòu)型式有螺管線圈式、 吸引銜鐵式和轉(zhuǎn)動舌片式三種。(2)晶體管繼電器晶體管型繼電器的功能是有晶體管開關(guān)電路完成的。晶體管電流繼電器由電壓形成 回路電流變換器TA將輸入電流變換成與之成正比的電壓；整流比較回路及執(zhí)行回 路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成。晶體管型時間繼電器由兩個三極管及阻容延時電流組成。3.3.2 電流互感器TA(1)電壓互感器TV的作用電流互感器的作用是將高壓設(shè)備中的額定大電流變換成5A或1A的小電流，以便繼 電保護裝置或儀表用于測量電流。電流互感器又鐵芯及繞組組成。電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低 壓回路隔離,使他

21、們之間不存在電的直接關(guān)系。額定的情況下,電流互感器的二次側(cè)電流取為5A ,這樣可使繼電保護裝置和其 他二次回路的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)化。電保護裝置和其他二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護 方便,而且也保證了運行人員的安全。(2 )電流互感器TA的選擇和配置型號：電流互感器的型號應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。一次電壓：J = UNq：電流互感器安裝處一次回路工作電壓； AUN ：電流互感器的額定電壓。一次回路電流：兒之:電流互感器安裝處一次回路最大電流；:電流互感器一次測額定電流。根據(jù)以上技術(shù)要求,我們已知：線路AB上流過的最大負(fù)荷電流為300A ,因此初 步選擇線路上AB的TA

22、型號為LAJ-10 , TV型號為JCC-10 ,且變比為300/5。線路 BC上流過的最大負(fù)荷電流為80A ,因此初步選擇線路BC上的TA型號為LAJ-10 ,變 比為100/5 , TV型號為JCC-10 ,變比為100/5。3.3.3 電壓互感器電壓互感器的任務(wù)是將很高的電壓準(zhǔn)確地變換至二次保護及二次儀表的允許典雅， 使繼電器和儀表既能在低壓情況下工作，又能準(zhǔn)確地反映電力系統(tǒng)中高壓設(shè)備的運行情 況。電壓互感器分為電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器兩種。(1)電壓互感器TV的作用電壓互感器的作用是將一次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，使二次系統(tǒng)與 一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。電

23、壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V ,這樣可以做到測量儀表及繼電器的小型化 和標(biāo)準(zhǔn)化。(2 )電壓互感器TV的配置原則型式：電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相 接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。一次電壓的波動圍：1.1力0.9八二次電壓：100V準(zhǔn)確等級：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表、繼 電器與自動裝置及設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求來確定。二次負(fù)荷S? W S'3.4雙側(cè)電源的整定原則和計算及其保護整定原則：設(shè)保護1裝有電流速斷，其動作電流計算后為它與短路電流變化 曲線的交點M即為保護1電流速斷的保護圍。當(dāng)在此

24、點發(fā)生短路時短路電流即為心， 速斷保護剛好動作。根據(jù)以上分析，保護2的限時電流速斷不應(yīng)超過保護1電流速斷的 圍，因此在單側(cè)電源供電的情況下,它的起動電流就應(yīng)該整定為：1;，1二。上式中不可取等號，因為保護1和保護2的安裝地點不同，使用的電流互感器和繼 電器不同故它們之間的特征很難完全一樣會導(dǎo)致其中之一誤動作。引入可靠系數(shù)儲“， 則得：爆2 其中K,“一般取為1.112。從以上分析中已經(jīng)得出,顯示速斷的動作時限G應(yīng)選擇得比下一條線路速斷保護的 動作時限L高出一個時間階段。為保證在正常運行情況下過電流保護絕不動作，顯然保護裝置的起動電流必須整定 得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流max。然而，在

25、實際上確定保護裝置的啟動電 流時，還必須考慮在外部故障切除后，保護裝置是否能夠返回的問題。在故障切除后電 壓恢復(fù)時，電動機要有一個自啟動過程。電動機的自啟動電流要大于它正常工作的電流, 因此，引入一個自啟動系數(shù)來表示自啟動時最大電流/,max與正常運行時最大負(fù)荷電 流2之比，即： 心心=心/小保護4和5在這個電流的作用下必須立即返回。為此應(yīng)使保護裝置的返回電流/“大 于仆max。引入可靠系數(shù)C,，則：由于保護裝置的啟動與返回是通過電流繼電器來實現(xiàn)的。因此繼電器返回電流與起 動電流之間的關(guān)系就代表看保護裝置返回電流與起動電流之間的關(guān)系。引入繼電器返回 系數(shù)除，則保護裝置的起動電流即為：靈敏度校驗

26、：當(dāng)過電流保護作為本線路的主保護時，應(yīng)采用最小運行方式下本線路 末端兩相短路時的電流進行校驗,要求，之L3 L5 ；當(dāng)作為相鄰線路的后備保護時, 則應(yīng)采用最小運行方式下相鄰線路末端兩相短路時的電流進行校驗，此時要求 之1.2。此外，在各個過電流保護之間，還必須要求靈敏度系數(shù)相互配合，即對同一 故障點而言，要求越靠近故障點的保護應(yīng)具有越高的靈敏度系數(shù)。在后備保護之間，只 有當(dāng)靈敏度系數(shù)和動作時限都相互配合時，才能切實保證動作的選擇性。這一點在復(fù)雜 網(wǎng)絡(luò)的保護中，尤其應(yīng)該注意。當(dāng)故障點越靠近電源端時，短路電流越大，此時過電流 保護動作切除故障的時限反而越長,所以過電流保護較少用來作主保護。4 .短

27、路計算4.1 短路電流的原則短路電流計算是電力系統(tǒng)基本計算之一，一般采用標(biāo)幺制進行計算。對于已知電力 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計算的主要步驟如下：(1)制定等值網(wǎng)絡(luò)并計算各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值。(2)網(wǎng)絡(luò)簡化。對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)消去電源點與短路點以外的中間節(jié)點，把復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡 化為如下兩種形式之一：(3)一個等值電勢和一個等值電抗的串聯(lián)電路，(4)多個有源支路并聯(lián)的多支星形電路，(5)考慮接在短路點附近的大型電動機對短路電流的影響。(6)計算指定時刻短路點發(fā)生某種短路時的短路電流(含沖擊電流和短路全電流 有效值，(7 )計算網(wǎng)絡(luò)各支路的短路電流和各母線的電壓。一般情況下三相短路是最嚴(yán)重的短路

28、(某些情況下單相接地短路或兩相接地短路電 流可能大于三相短路電流因此,絕大多數(shù)情況是用三相短路電流來選擇或校驗電氣設(shè)備。另外，三相短路是對稱短路，它的分析和計算方法是不對稱短路分析和計算的基 礎(chǔ)。4.2 短路電流的計算XLIXT2 rrrH38XT1UXL3圖4.1正負(fù)序阻抗圖求最大運行方式下B母線發(fā)生三相短路時的短路電流:圖4.2最大運行方式下B母線發(fā)生三相短路X ° a、= X = (XGI + X71)/(XG2 + XT2)/(XG3 + XT3) + X Lx=(0.33 + 0.42)7/(0.33 + 0.42)/7(033 + 0.21) + 0.182=0.403“

29、1.08= 1xL = 1J08x。. SO?、/必0.403求最小運行方式下B母線發(fā)生兩相短路時的短路電流:圖4.3最小運行方式下B母線發(fā)生兩相短路X g =Xf<2) =(X 5 + Xri)/(X G2 + Xr2) + X L "(X12 + X L3 + X”) =(0.33 + 0.42)/(O.33 + 0.42) + 0.1827/(0.151 + 0.182 + 0.151) =0.507% =108=lxEeq X IbX + X./=lx1.08x0.5020.507 + 0.507= 0.53KA求最大運行方式下C母線發(fā)生三相短路時的短路電流:圖4.4最

30、大運行方式下C母線發(fā)生三相短路X ye = X #(2) = (XGI + XTl)/(XG2 + XT2)/(XG3 + X/3)+ X” + XL2 =(0.33 + 0.42)/7(0.33 + 0.42)/(0.33 + 0.21) + 0.182 + 0.151= 0.554“108X = lJ08x。.502=0,98 必0.554求最小運行方式下C母線發(fā)生兩相短路時的短路電流:圖4.5最小運行方式下C母線發(fā)生兩相短路X y 八、=X = (X 5 + X-ri)/(Xo-2 + x72)+ (X/j + X l2)/(X Li + X L4)=(0.33 + 0.42)/(0.3

31、3 + 0.42) + (0.182 + 0.151)/(0.182 + 0.151) =0.542% =1081?= 產(chǎn)）端= 1X與i = 1X L°8x 0.502 = 0 5必X/+X.0.542 + 0.542D母線同母線的情況一樣。求最大運行方式下E母線（即變壓器T7和T8出口）發(fā)生三相短路時的短路電流:圖4.6最大運行方式下E母線(即變壓器T4出口)發(fā)生三相短路Xif =X，=(Xg +X71)/(XG2 + XT2)/(XG3 + Xri) + (XLl + XL2 + xL4) Xs +；X/6=(0.33 + 0.42) (O.33 + 0.42)/7(0.33

32、+ 0.21) + (0.182 + 0.151 + 0.151)/0.182 + lx 0.72= 0.93“L082出 =以3至= 0.583必0.93求最小運行方式下E母線（即變壓器T7和T8出口）發(fā)生三相短路時的短路電流:圖4.7最小運行方式下E母線（即變壓器T7和T8出口）發(fā)生三相短路X 3 = X 66= (XG + Xri)/(XG2 + XT2) + (XU + XL2 + XL4)/ Xl3 +x?.6 = (0.33 + 0.42)/(0.33 + 0.42) + (0.182 +0.151 + 0.151)/0.182 + 1x0.7= 0.85% = 108 /7=lx

33、 1-08x0.502 =032X 萬0.85 + 0.85求最大運行方式下F母線（即變壓器T8出口）發(fā)生三相短路時的短路電流:圖4.8最大運行方式下F母線（即變壓器T8出口）發(fā)生三相短路x #(I) = x #(2) = (XGI + XT1)/(XG2 + Xr2)/(XG3 + XT3) + (XL + x s)(X L3 + xs) + xrs =(0.33 + 0.42)/7(0.33 + 0.42)/(O.33 + 0.21) + (0.182 + 0.151)/(0.151) + 0.182) + 0.7 = 1.1% = L08 /7/ 一 "1 4阿 TX£

34、; = 1x1.08x0.502=0j49求最小運行方式下F母線（即變壓器T4出口）發(fā)生兩相短路時的短路電流:B圖4.9最小運行方式下F母線（即變壓器T8出口）發(fā)生兩相短路X u b = '=(X 5 + X71)/(XG2 + Xr2) + (X + X L2)/(X L4 + X/3)+ X/s=(0.33 + 0.42)7/(0.33 + 0.42) + (0.182 + 0.151)/7(0.151 + 0.182) + 0.7 = 1.24“L08(2)=ix_!-rk_ X g + Xg =lx1.08x0.5021.24 + 1.24= 0.22KA表4.1各點短路時流過

35、保護處的正負(fù)序短路電流短路點最大運彳丁方式最小運行方式Y(jié) = y 斤一 #<2)V= 丫4一八0B0.4031.350.5070.53C0.5540.980.5420.5D0.5540.980.5420.5E0.930.5830.850.32F1.10.491.240.22圖4.10零序阻抗圖求最大運行方式下B母線發(fā)生短路：圖4.11最大運行方式下B母線發(fā)生短路=0.42/0.42/0.21+0.637 = 0.742單相接地短路零序電流為：_ E«x1bX加0) + X廳+ Xg1.08x0.5020.742 + 0.403 + 0.403=0.35kA兩相接地短路零序電流為

36、：(LI) _ XgE«xIb _0.4031.08x0.502"X#(2) + Xy() X X rn0)/X rn2) + X#(I) - 0.403 + 0.742 X 0.742/0.403 +0.403求最小運行方式下B母線發(fā)生短路:圖4.12最小運行方式下B母線發(fā)生短路X。® = 0.42/0.42 + 0.637 /(0.637 + 0.529 + 0.529) = 0.66單相接地短路零序電流為：Xo)+ X/r + X4=0.32M1,08x0.502"0.66 + 0.507 + 0.507兩相接地短路零序電流為：X。X E«

37、; x IBXf + Xg(0) X 0 X 0 + Xg 0.5071.08x0.502x0.507 + 0.66 0.66/0.507 +0.507=0.30k A求最大運行方式下C母線發(fā)生短路:圖4.13最大運行方式下C母線發(fā)生短路X。=0.42/0.42/0.21+0.637 + 0.529 =1.271.08x0.502=0.23M單相接地短路零序電流為：X )(0)+ X 夕 + X 0(2)1.27 + 0.554 + 0.554兩相接地短路零序電流為:<1.1)80) 一ff(2) xEgqXl BXjy + Xg(o)X 隊0、" Xj(2)+ Xf 0.55

38、41.08x0.502x= 0.19kA0.554 +1.27 1.27 / 0.554 + 0.554求最小運行方式下C母線發(fā)生短路：圖4.14最小運行方式下C母線發(fā)生短路X"® =0.42/70.42 + (0.637 + 0.529)/7(0.637 + 0.529) = 0.793單相接地短路零序電流為：(I) _ E” X IB+ X4+ X.1.08x0.5020.793 + 0.542 + 0.542=0.29M兩相接地短路零序電流為：X<1.1) _ 八-2)_ -y . y x T7 a#(2)十八 g(o) AE.q X Ib60) X4+ Xg0

39、.5421.08x0.502x0.542 + 0.793 0.793/0.542 +0.542=0.26k A表4.2各點短路時流過保護處的零序短路電流短路點最大運行方式最小運行方式/ lsr(l.l)X（o）/<|.|)1 ffB0.7420.350.290.660.32030C1.270.230.190.7930.290.26D0.7420.350.290.660.320305.整定計算5.1 電流保護整定計算電流保護整定原則：電流速斷保護按躲開本線路末端的最大短路電流來整定；限時速斷保護按躲開下級各相 鄰元件電流速斷保護的最大動作圍來整定；而過電流保護則按照躲開本元件最大負(fù)荷電 流

40、來整定。對于保護2即1QFI段動作電流：乙 2 = KjkBgx = K；37 = i.2x 1.35 = 1.62心最小保護圍：Xymax = (XG1 + XT)/(XG2 + XT2) = (37.1 + 55.6)/7(37.1+55.6) = 46.401 V3 115/73L = 一(x-46.4) = -2.72km min 0.4 21.62即保護2處電流速斷保護在最小運行方式下沒有保護區(qū)。n段動作電流：C.2 =J cm = <£/；)= 1.1X1.2 X 0.98 = 1.29/C4靈敏度校驗：K“ ='皿=窯=0.41 < 1.2 不滿足要

41、求。/皿21 ,加m段動作電流: Hset!=小小*'2y作為近后備的靈敏度校驗：Km=央=急需 = 2.0>1.5滿足要求。作為遠(yuǎn)后備的靈敏度校驗：=先八磊"5NL2滿足要求。對于保護4即3QF。（保護2即2QF同保護4 ）I段動作電流：乙4 = K；J.Cm = K；/7 = 1.2 X 0.98 = 1.18必最小保護圍：5.max = (Gi +)/(G2 + i2)+=(37.1 + 55.6) /(37.1 + 55.6) + 24 = 70.4Q一旦s0.4 21.18-70.4) =-5.41 A:m即保護4處電流速斷保護在最小運行方式下沒有保護區(qū)。m段

42、動作電流：III幾Ix 70 = 142.1AJIP V III 4* AUK mU.o2>作為近后備的靈敏度校驗：Kg=13 =1=3.5>1.5滿足要求。/«，U.14Z1對于保護3即4QF。m段動作電流:1,15x1.50.85x 70 = 142.1A作為近后備的靈敏度校驗: 七“='=£_ = 3.521.5滿足要求。斷路器5QF的整定與1QF相同，斷路器6QF , 7QF和2QF , 3QF的整定相同,8QF的整定和4QF相同。表5.1電流保護各段整定值，、I (kA/s)II (kA/s)m（4/s）1QF1.6201.290.5507.4

43、2.52QF1.180142.12.03QF1.18142.12.04QF142.12.05QF1.62507.42.56QF1.180142.12.07QF1.180142.12.08QF142.12.0T V -自5.2電流保護整定計算距離保護2即1QFO距離I段的整定計算：躲過本線路末端短路時的測量阻抗。= K"Zab = °85 x 24 = 20.40t, = Os距離n段的整定計算：1 .與相鄰線路BC的保護I段配合(砥疑為保護4的I段末端發(fā)生短路時對保護1而 言的最小分支系數(shù)Z”2 = K 向(ZminZwJ = K reS Z AB + K hmnK rel

44、Z= 0.8(24 + 1 x0.85 x 20) = 32.8Q2 .按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口處短路整定%?= K/Z&b + K.Z)=。8 x (24 + 2 x 46.3) = 93.3C,0, Z$“2 = 32.8Q靈敏度校驗：Ksen = 仝=*=1.37n1.25,滿足要求。Z" 24距離ni段的整定計算：躲過正常運行時的最小負(fù)荷阻抗。0.9UnAB. max0.9x110 -=228.6QV3x0.250.85x228.6Kre cos（九 一四） 1.5x1.15cos（70°-36.87"）=121.90作為近后備，按本線路末端短路

45、校驗：K“ = 4這=0 = 5,08 > 1.25,滿足要求。z” 24作為遠(yuǎn)后備，按相鄰設(shè)備末端短路校驗:ZS”.2121.9Z.B + K.minZsC 24 + 2 X 20= 1.9 >1.2, z滿足要求。f：=25s距離保護4即3QF （保護1即2QF同保護4 ）= Kbc = 0 85 x 20 = 17。t4 = Os距離n段的整定計算：按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口處短路整定Z”r-4 = K 印口肌.+ K/j.minZj = 0.8 x (20 + 46.3) = 53.040靈敏度校驗：Kseil =2巴=上上=2.65 > 1.25,滿足要求。ZBC

46、20f4 = 0.5s距離DI段的整定計算：躲過正常運行時的最小負(fù)荷阻抗。Z-m = 816.50RCmax 括 X 0.07Z“,2KeZmm _0.85x 816.5Ke cos（九，一。/ ）L5xl.15cos（70° -36.87'）作為近后備，按本線路末端短路校驗： K刈=乙"土 = 21.8 > 1.25,滿足要求。ZBC 20 t4 = 2s距離保護3即4QF。ZZ黑丁紫翳= 816.50Z), = = 0.85x865 = 435 4cK.KmCos(九，一4)1.5xl.l5cos(70 -36.87 )作為近后備，按本線路末端短路校驗：

47、K定"=乙"* = = 21.8 >1.25,滿足要求。ZBC 20t4 = 2s距離保護5QF和1QF相同，距離保護6QF , 7QF和3QF相同,距離保護8QF和4QF相同。表5.1距離保護各段整定值八、I g/s)n（c/s）mg/#1QF20.4032.80.5121.92.52QF17053.040.5435.42.03QF17053.040.5435.42.04QF435.42.05QF20.4032.80.5121.92.56QF17053.040.5435.42.07QF17053.040.5435.42.08QF435.42.05.3零序電流保護整定

48、計算保護2即1QF。零序電流I保護：躲開下級線路出口處單相或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流3/。鵬（即區(qū)外接地短路的最大三倍零序電流）：乙2 = x 37Otnax = 1.2x 0.35 x3 = 1.26MJ = Os零序電流n段保護：與下級線路零序電流I段配合：IH乙2 = 7 乙4 = 7 x Ke X 3/o.a =5 X1.2 X 3 X 0.29 = 1.30M min“Ohm in1t2 = 0.55靈敏度：按本線路末端接地短路時的最小零序電流來校驗Ksen =拳吧="?0.67 < 1.5不滿足要求。Lt 130零序電流ni段保護：按躲開在下級線路出口處

49、接地短路時說出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定；I= K"ob max = 1 -2 x 1.5 x 0.5 x 0.1 x 2.2 = 0.198kA靈敏度校驗:K“生*魄F "95 "5,滿足要求。心=青= * = 5.795。，滿足要求。f=2.5s保護4即3QF（保護1即2QF同保護4 ）零序電流I保護：/；” = K二 x3/。a = 1.2x0.299x3 = 1.076M零序電流m段保護：*4 = K；：/她 max=L2xL5xO.5xO.1xL27 = °.U43M 靈敏度校驗: 心=*=篙等=1°>",滿足要求。f；

50、=2.0s保護3即4QF。零序電流m段保護:=K 胃 KanKv KJ cmax =1.2x1.5x0.5x0.1x1.27 = 0.1143M > * "J，K J II靈敏度校驗:心=卷=管等=滿足要求。4= 2.05零序電流保護5QF和1QF相同，零序電流保護6QF z 7QF和3QF相同，零序電流保護8QF和4QF相同。表5.2零序電流保護各段整定值/、I (kA!s)II (kA/s)ID(M/5)11.2601.300.50.1982.521.07600.11432.031.07600.11432.040.11432.051.2601.300.50.1982.560.1