繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)題 目 220kV電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng) 電氣工程學(xué)院 專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)摘要：本文研究的是關(guān)于220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握和鞏固電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)技能，根據(jù)技術(shù)規(guī)范，選擇和論證繼電保護(hù)的配置選型的正確性并培養(yǎng)自己在實(shí)踐工程中的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立工作能力。由于各種繼電保護(hù)適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行變化的能力都是有限的，因而，對(duì)于繼電保護(hù)整定方案的配合不同會(huì)有不同的保護(hù)效果，如何確定一個(gè)最佳的整定方案，將是從事繼電保護(hù)工作的工程技術(shù)人員的研究課題?？傊?，繼電保護(hù)既有自身的整定技巧問(wèn)題，又有繼

2、電保護(hù)配置與選型的問(wèn)題，還有電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行問(wèn)題。尤其，對(duì)于本文中220kV高壓線路分相電流差動(dòng)保護(hù)投運(yùn)前的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，一直是困擾技術(shù)人員的一個(gè)問(wèn)題，由于線路兩端距離的限制，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)不能像試驗(yàn)室那樣方便。另外，光纖保護(hù)在長(zhǎng)距離和超高壓輸電線路上的應(yīng)用還有一定的局限性，在施工和管理應(yīng)用上仍存在不足，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、施工工藝和保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護(hù)將占據(jù)線路保護(hù)的主導(dǎo)地位。關(guān)鍵詞：電網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)重合閘。目錄1 緒論1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概論由于電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，各設(shè)備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此，當(dāng)某一設(shè)備或線路發(fā)

3、生短路故障時(shí)，在瞬間就會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的其它部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時(shí)間必須很短，通常切除故障的時(shí)間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設(shè)在每個(gè)電氣設(shè)備或線路上的自動(dòng)裝置，即繼電保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)。因此，繼電保護(hù)的基本任務(wù)有：（1） 當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)能自動(dòng)地、迅速地和有選擇性地動(dòng)作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并使系統(tǒng)無(wú)故障的部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。（2） 當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，根據(jù)不正常運(yùn)行情況的種類(lèi)和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件，繼電保護(hù)裝置則發(fā)出信號(hào)，以便由值班人員及時(shí)處理或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。1.2 對(duì)

4、繼電保護(hù)動(dòng)作的基本要求繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。（1）選擇性 所謂繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)裝置將故障切除。（2）速動(dòng)性所謂速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性具有重大的意義。（3）靈敏性所謂繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反映能力。（4）可靠性所謂保護(hù)裝置的可靠性是指在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生

5、的故障該保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作；而在不屬于它動(dòng)作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動(dòng)作。1.3 繼電保護(hù)的構(gòu)成繼電保護(hù)裝置可視為由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等組成，如圖1.1所示，各部分功能如下：圖1.1 模擬型繼電保護(hù)裝置原理框圖（1）測(cè)量部分測(cè)量部分是測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)的部件。 （2）邏輯部分邏輯部分是根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時(shí)序邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分的部件。（

6、3）執(zhí)行部分執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的對(duì)外操作的任務(wù)的部件。如檢測(cè)到故障時(shí)，發(fā)出動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘；在不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出告警信號(hào)；在正常運(yùn)行時(shí)，不產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)。1.4 微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)（1）維護(hù)調(diào)試方便微機(jī)保護(hù)的硬件是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，各種復(fù)雜的功能是由相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果硬件完好，對(duì)于以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計(jì)時(shí)一樣（這很容易檢查），就必然會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，用不著逐臺(tái)作各種模擬試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)每一種功能是否正確。（2）可靠性高計(jì)算機(jī)在程序指揮下，有極強(qiáng)的綜合分析和判斷能力，因而它可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)保護(hù)很難辦到的自動(dòng)糾錯(cuò)。另外，它有自診斷能力，能夠自動(dòng)檢測(cè)出本身硬件的異

7、常部分，配合多重化可以有效地防止拒動(dòng)，因此可靠性很高。（3）易于獲得附加功能應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，如果配置一個(gè)打印機(jī)，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。（4）靈活性大由于計(jì)算機(jī)保護(hù)的特性主要由軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護(hù)的特性和功能，從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。 （5）保護(hù)性能得到很好改善由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使很多原有形式的繼電保護(hù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，可找到新的解決辦法。例如對(duì)接地距離的允許過(guò)度電阻的能力，距離保護(hù)如何區(qū)別振蕩和短路等問(wèn)題都以提出許多新的原理和解決辦法。2 220kV電網(wǎng)元件參數(shù)的計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)原則和一般規(guī)定電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力

8、系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大起了重要作用。應(yīng)根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二次部分）原則或?qū)彾ǖ南到y(tǒng)接線及要求進(jìn)行電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)應(yīng)滿足繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程（SDJ6-83）、110220kV電網(wǎng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置運(yùn)行條例等有關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)規(guī)程的要求。繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置由于本身的特點(diǎn)和重要性，要求采用成熟的特別是符合我國(guó)電網(wǎng)要求的有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)。電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置應(yīng)符合可靠性、安全性、靈敏性、速動(dòng)性的要求。要結(jié)合具體條件和要求，從裝置的選型、配置、整定、實(shí)驗(yàn)等方面采取綜合措施，突出重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以達(dá)到保證電網(wǎng)

9、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。2.2 220kV電網(wǎng)元件參數(shù)計(jì)算原則 2.2.1標(biāo)幺值的概念（1）參數(shù)計(jì)算需要用到標(biāo)幺值或有名值，因此做下述簡(jiǎn)介。在標(biāo)幺制中，單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示，標(biāo)幺值的定義如下：標(biāo)幺值=實(shí)際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）當(dāng)選定電壓、電流、阻抗和功率的基準(zhǔn)值分別為UB、IB、ZB和SB時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)幺值為：U*=U/UBI*=I/IBZ*=Z/ZBS*=S/SB使用標(biāo)幺值，首先必須選定基準(zhǔn)值。電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇，在符合電路基本關(guān)系的前提下，原則上可以任意選取，但四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其余兩個(gè)則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值，原則上沒(méi)有限制，但習(xí)

10、慣上多選定UB 和SB。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB、ZB， 可得；IUUU²BUB和SB原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來(lái)選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓，B可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機(jī)的總功率；有時(shí)也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。（2）標(biāo)幺值的歸算本網(wǎng)絡(luò)采用近似計(jì)算法近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算是用平均額定電壓計(jì)算。標(biāo)幺值的近似計(jì)算可以就在各電壓級(jí)用選定的功率基準(zhǔn)值和各平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)選取基準(zhǔn)值：SB=1000MVA ； UB=230kV；2.3 發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)的電抗有名值：發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值：式中： 發(fā)電機(jī)

11、次暫態(tài)電抗； 發(fā)電機(jī)的額定電壓； 基準(zhǔn)電壓230kV； 基準(zhǔn)容量1000MVA； 發(fā)電機(jī)額定容量235.294MVA.已知： PN = 200MW UN =15.8 kV = 0.85 =0.1444 則： SN = = 235.294 MVA = = =0.614 = = =32.46（） 表2.1 發(fā)電機(jī)參數(shù)結(jié)果發(fā)電機(jī)編號(hào)容 量（MW）功 率因 數(shù)出口電壓（kV）電 抗有名值電 抗標(biāo)幺值1#2000.8515.80.144432.460.6142#2000.8515.80.144432.460.614 2.4 變壓器參數(shù)的計(jì)算 2.4.1 雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算公式：雙繞組變壓器電抗有名值：

12、雙繞組變壓器電抗標(biāo)幺值：式中： 變壓器短路電壓百分值； 發(fā)電機(jī)的額定電壓； 基準(zhǔn)電壓230kV；基準(zhǔn)容量1000MVA； 變壓器額定容量. 2.4.2 三繞組變壓器參數(shù)的計(jì)算公式 （1）各繞組短路電壓百分值UK1（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）UK2（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）UK3（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）式中：Ud（%）、Ud（%）、 Ud（%）分別為高壓與中壓，高壓與低壓，中壓與低壓之間的短路電壓百分值。 （2）各繞組的電抗有名值： XT1 = XT2 = XT3 = 各繞組的電抗標(biāo)幺值： XT1* = XT2* = XT3* = 式中： SB 基

13、準(zhǔn)容量1000MVA； SN 變壓器額定容量； 發(fā)電機(jī)的額定電壓； 基準(zhǔn)電壓230kV。 （3）大同廠變壓器參數(shù)計(jì)算：已知： SN = 240MW =14.12 則： （4）西萬(wàn)莊變壓器參數(shù)計(jì)算：已知： SN = 240MW =11.50 =7.60 =23.70 則： 各繞組的阻抗百分值為：UK1% = （+-） = （ 11.50 + 23.7 - 7.60 ） = 13.8UK2% = （+-） = （ 7.60 + 11.50 23.70 ） = 2.3UK1% = （+-） = （ 23.70 + 7.60 11.50 ） = 9.9XT1* = = = 0.575XT2* = =

14、=0.096XT3* = = = 0.412對(duì)于高碑店變壓器參數(shù)計(jì)算原則與2.4.2(4)相同，計(jì)算結(jié)果如表2.2所示：表2.2 各變壓器參數(shù)計(jì)算結(jié)果變壓器編號(hào)容量（MVA）繞組型式短路電壓百分值Uk（%）等值電抗標(biāo)幺值T1240雙相雙繞組14.12%0.588T2240雙相雙繞組14.12%0.588T3240三相三繞組Ud（%）= 11.50 %Ud（%）= 7.60 %Ud（%）= 23.70 %0.57500.412T490三相三繞組Ud（%）= 14.07 %Ud（%）= 7.65 %Ud（%）=23.73 %1.67500.962T590三相三繞組Ud（%）= 14.07 %Ud（

15、%）= 7.65 %Ud（%）=23.73 %1.67500.962說(shuō)明： 對(duì)普通（非自耦）三繞組變壓器，按如上方法求得的三個(gè)電抗中，有一個(gè)可能是負(fù)值，這是由于這種變壓器的三個(gè)繞組中，必有一個(gè)在結(jié)構(gòu)上處于其它兩個(gè)繞組之間，而這個(gè)處于居中位置的繞組與位于它兩側(cè)兩個(gè)繞組間的兩個(gè)漏抗之和又小于該兩繞組相互間的漏抗。例如，中壓繞組居中，且有Ud（%）+ Ud（%） Ud（%） 的關(guān)系。因此，這種等值電抗為負(fù)值的現(xiàn)象并不真正表示該繞組有容性漏抗。普通三繞組變壓器出現(xiàn)這種現(xiàn)并不少見(jiàn)，但因這一負(fù)值電抗的絕對(duì)值往往很小，在近似計(jì)算中常取其為零。 2.5 輸電線路參數(shù)的計(jì)算線路零序阻抗為： Z0 = 3Z1負(fù)序

16、阻抗為： Z2 = Z1線路阻抗有名值的計(jì)算：正、負(fù)序阻抗： Z1 = Z2 = (+j)L零序阻抗： Z0 = 3Z1線路阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算：正、負(fù)序阻抗： Z1* = Z2* =（+j)L 零序阻抗： Z0* = 3Z1*式中： 每公里線路正序電阻值/KM； 每公里線路正序電抗值/KM； L 線路長(zhǎng)度 KM； SB 基準(zhǔn)容量 1000 MVA； UB 基準(zhǔn)電壓 230 kV。 大同神頭線（AB段）有名值：ZAB1= RAB1+ jXAB1= (R1+ jX1 ) ×LAB=(0.0785+j0.4)×80=6.28+j32= 32.610 ZAB2 =ZAB1 =6.28

17、+j32= 32.610 ZAB0= RAB0+ jXAB0=3 ZAB1 = 3×(6.28+j32)=18.84+j96=97.830 標(biāo)幺值：ZAB1*= ZAB1/ ZB =(6.28+j32) /52.9 =0.119 +j0.605=0.617 ZAB2* =ZAB1* =0.119 +j0.605=0.617ZAB0*= RAB0*+ jXAB0*=3 ZAB1*=3×(0.119 +j0.605)=0.357+j1.815=1.851對(duì)于其它線路：大同西萬(wàn)莊線（BC段），神頭西萬(wàn)莊線（AC段），神頭南郊線（AD段），南郊高碑店線（DE段），高碑店房山線（EF

18、段），房山天津線回（FG段），房山天津線回（FG段）的計(jì)算原則與2.5(2)相同，計(jì)算結(jié)果如表2.3所示：表2.3 線路參數(shù)計(jì)算結(jié)果線路名稱(chēng)型號(hào)長(zhǎng)度/Km正、負(fù)序阻抗（標(biāo)幺值）正、負(fù)序阻抗（有名值）零序阻抗（標(biāo)幺值）零序阻抗（有名值）大神(AB段）LGJQ-400800.119+j0.6056.28+j320.357+j1.81518.84+j96大西(BC段）LGJQ-2240230.034+j0.1391.806+j7.360.102+j0.4175.418+j22.08神西(AC段）LGJQ-300500.074+j0.3783.925+j200.222+j1.13411.775+j60

19、神南(AD段）LGJQ-4001000.148+j0.7567.85+j400.444+j2.26823.55+j120南高(DE段）LGJQ-2300790.117+j0.4786.202+j25.280.351+j1.43418.606+j75.84房高(EF段）LGJQ-2240510.076+j0.3094.004+j16.320.228+j0.92712.012+j48.96房天1(FG段）LGJQ-23001200.178+j0.7269.42+j38.40.534+j2.17828.26+j115.2房天2(FG段）LGJQ-23001200.178+j0.7269.42+j38

20、.40.534+j2.17828.26+j115.23 輸電線路上TA、TV及中性點(diǎn)接地的選擇 3.1 輸電線路上T A、TV變比的選擇 3.1.1 TA的配置原則 （1）型號(hào)：電流互感器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。 （2）一次電壓：Ug=UnUg電流互感器安裝處一次回路工作電壓；Un電流互感器的額定電壓. （3）一次回路電流：I1nIgmaxIgmax電流互感器安裝處一次回路最大電流；I1n電流互感器一次側(cè)額定電流. （4）準(zhǔn)確等級(jí)：用于保護(hù)裝置為0.5級(jí)，用于儀表可適當(dāng)提高。 （5）二次負(fù)荷：S2SnS2電流互感器二次負(fù)荷；Sn電流互感器額定負(fù)荷. （6）輸電線路上CT的選擇：

21、 根據(jù)最大極限電流來(lái)選擇。 3.1.2 TA變比及型號(hào)的選擇 TA二次側(cè)的電流為5A （1）對(duì)大神線而言其最大工作電流為：Igmax = = 628A所以線路AB上TA變比選為1200/5。對(duì)于大西線，神西線，神南線，南高線，房高線同3.1(2)的選擇原則及結(jié)果相同，TA變比均為：1200/5，由發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料查的型號(hào)為L(zhǎng)CW220型 其中， L電流互感器； C瓷絕緣； W戶外式。 （2）對(duì)房天1線及房天2線而言其最大工作電流均為：Igmax = = 125A所以線路DE上TA變比選為600/5， 由發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料查的型號(hào)為L(zhǎng)CLWD2220型。其中， L電流互

22、感器； C瓷絕緣； L（第三個(gè)字母）電纜型 ；W戶外式； D2差動(dòng)保護(hù)用。 (3) 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(shí)，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(dòng)范圍：1.1Un>U1>0.9Un 二次電壓：100V 準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表。繼電器與自動(dòng)裝置及設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求來(lái)確定。 二次負(fù)荷：S2Sn (4) TV變比及型號(hào)的選擇線路電壓均為220kV，由發(fā)電廠電氣部分課設(shè)參考資料查得變比為 ， 型號(hào)為YDR220； Y電壓互感器；D單相； R電容

23、式。表3.1 TA、TV選擇結(jié)果線路名稱(chēng)長(zhǎng)度（km）最大工作電流（A）TA變比TV變比大神(AB段）806281200/5大西(BC段）237531200/5神西(AC段）506281200/5神南(AD段）10011301200/5南高(DE段）7910001200/5房高(EF段）515001200/5房天1(FG段）120125600/5房天2(FG段）120125600/53.2 變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇通常，變壓器中性接地位置和數(shù)目按如下兩個(gè)原則考慮：一是使零序電流保護(hù)裝置在系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式下保護(hù)范圍基本保持不變，且具有足夠的靈敏度和可靠性；二是不使變壓器承受危險(xiǎn)的過(guò)電壓。為此，

24、應(yīng)使變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置盡可能保持不變。 3.2.1 變壓器中性點(diǎn)接地的位置和數(shù)目的具體選擇原則（1）對(duì)單電源系統(tǒng)，線路末端變電站的變壓器一般不應(yīng)接地，以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)線路；對(duì)多電源系統(tǒng)，要求每個(gè)電源點(diǎn)都有一個(gè)中性點(diǎn)接地，以防止接地短路的過(guò)電壓對(duì)變壓器產(chǎn)生危害。（2）電源端的變電所只有一臺(tái)變壓器時(shí)，其變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地；變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí)，再將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。若由于某些原因，變電所正常情況下必須有二臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，則當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將第三臺(tái)

25、變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。（3）雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí)，應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地的方式運(yùn)行，并把他們分別接于不同的母線上。當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時(shí)，應(yīng)將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地的變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行；低電壓側(cè)無(wú)電源的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)不接地運(yùn)行，以提高保護(hù)的靈敏度和簡(jiǎn)化保護(hù)接線。 （4）對(duì)于其他由于特殊原因不滿足上述規(guī)定者，應(yīng)按特殊情況臨時(shí)處理。例如，可采用改變保護(hù)定值、停運(yùn)保護(hù)或增加變壓器接地運(yùn)行臺(tái)數(shù)等方法進(jìn)行處理，以保證保護(hù)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)變壓器的臺(tái)數(shù)和接地點(diǎn)的分布原則，結(jié)合該系統(tǒng)的具體情況，中性點(diǎn)接地的選擇結(jié)果如下： 大同發(fā)電廠A的兩臺(tái)為T(mén)1、T

26、2；西萬(wàn)莊變電站C端的一臺(tái)為T(mén)3；高碑店變電站E端的兩臺(tái)為T(mén)4、T5。T1接地； T2不接地； T3接地； T4接地； T5不接地。4 短路電流的計(jì)算 4.1電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的 4.1.1電力系統(tǒng)短路計(jì)算的主要目的是： （1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否要采取限制短路電流的措施時(shí)，需進(jìn)行短路計(jì)算。 （2）在選擇電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全可靠的工作，同時(shí)又力求節(jié)省投資，這需要全面地進(jìn)行短路計(jì)算。 （3）在選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需進(jìn)行各種短路電流計(jì)算，依次據(jù)短路電流的大小及特性，來(lái)確定保護(hù)裝置的型號(hào)及整定值。 4.1.2短路計(jì)算的假定條

27、件 本設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算采用以下假定條件及原則： （1）故障前為空載， 即負(fù)荷略去不計(jì)，只計(jì)算短路電流的故障分量。 （2）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 （3）故障前所有接點(diǎn)的電壓均等于平均額定電壓， 其標(biāo)幺值為1。 （4）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和勵(lì)磁電流。在本次設(shè)計(jì)中所有線路和元件的電阻都略去不計(jì)。 4.2 運(yùn)行方式確定的原則計(jì)算短路電流時(shí)，運(yùn)行方式的確定非常重要，因?yàn)樗P(guān)系到所選的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理、簡(jiǎn)單可靠以及是否能滿足靈敏度要求等一系列問(wèn)題。保護(hù)的運(yùn)行方式是以通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流的大小來(lái)區(qū)分的。 4.2.1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)備都投入運(yùn)行（或大部分投

28、入運(yùn)行）以及選定的接地中性點(diǎn)全部接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱(chēng)為最大運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最大的運(yùn)行方式。 4.2.2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(chēng)為最小運(yùn)行方式。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。表4.1 系統(tǒng)運(yùn)行方式的結(jié)果斷路器編號(hào)運(yùn)行方式系 統(tǒng) 運(yùn) 行 情 況1QF最大開(kāi)機(jī)容量最大，線路BC斷開(kāi)，系統(tǒng)S最大最小開(kāi)機(jī)容量最小，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最小2QF最大開(kāi)機(jī)容量最大，線路AC斷開(kāi)，系統(tǒng)S最大最小開(kāi)機(jī)容量最小，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最小7QF最大開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最大最小開(kāi)機(jī)容量

29、最小，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最小8QF最大開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最大最小開(kāi)機(jī)容量最小，閉環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)S最小 4.3 網(wǎng)絡(luò)等效圖的化簡(jiǎn) 4.3.1正序等效圖圖4.1 正序等效網(wǎng)絡(luò)圖 4.3.2零序等效圖圖4.2 零序等效網(wǎng)絡(luò)圖4.4 關(guān)于相間距離保護(hù)的短路計(jì)算 4.4.1對(duì)1QF而言：（1）最小分支系數(shù)Kb，min的計(jì)算運(yùn)行方式：開(kāi)機(jī)容量最小，AC斷線，系統(tǒng)1-6最大運(yùn)行方式，雙回線.網(wǎng)絡(luò)等效圖如下所示：圖4.3 關(guān)于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)得：圖4.4 關(guān)于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 4.4.2 最大分支系數(shù)Kb，max的計(jì)算運(yùn)行方式：開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6

30、最小運(yùn)行方式，單回線.網(wǎng)絡(luò)等效圖如下所示： 圖4.5關(guān)于最大分支系數(shù)Kb，max等效網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖(1) 圖4.6 關(guān)于最大分支系數(shù)Kb，max等效網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖(2) 對(duì)2QF，7QF和8QF最大和最小分支系數(shù)的計(jì)算原理同4.4(1)相同，計(jì)算結(jié)果如表4.2所示。表4.2 相間距離保護(hù)中分支系數(shù)的計(jì)算結(jié)果序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式分支系數(shù)1距6QF85%處開(kāi)機(jī)容量最小，線路AC斷開(kāi)，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，min=1.699（1QF）2C母線處短路開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6最小，單回線。Kb，max=2.176（1QF）3距3QF85%處開(kāi)機(jī)容量最大，線路BC斷開(kāi)，系統(tǒng)1-6最小，單回線。K

31、b，min=6.132（2QF）4D母線處短路開(kāi)機(jī)容量最小，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，max=10.74（2QF）5距9QF85%處開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)2最小，系統(tǒng)1、3最大，單回線。Kb，min=2.865（7QF）6D母線處短路開(kāi)機(jī)容量最大，AC斷線，系統(tǒng)2最大，系統(tǒng)1、3最小，雙回線。Kb，max=2.950（7QF）7距3QF85%處開(kāi)機(jī)容量最小，線路AB斷開(kāi)，系統(tǒng)2、4、5、6最大，系統(tǒng)1最小， 雙回線。Kb，max=4.607（8QF）8B母線處短路開(kāi)機(jī)容量最大，線路BC斷開(kāi)，系統(tǒng)1、3最大，系統(tǒng)2、4、5、6最小，單回線。Kb，max=4.978（8QF）4.5 關(guān)

32、于零序電流保護(hù)的短路計(jì)算 4.5.1 零序電流的計(jì)算（1）B母線短路時(shí)流經(jīng)1號(hào)斷路器的最大零序電流正序網(wǎng)：圖4.7 B母線短路時(shí)的等效正序網(wǎng)圖4.8 B母線短路時(shí)的等效正序化簡(jiǎn)網(wǎng)（1）圖4.9 B母線短路時(shí)的等效正序化簡(jiǎn)網(wǎng)（2） 零序網(wǎng)：圖4.10 B母線短路時(shí)的等效零序網(wǎng)圖4.11 B母線短路時(shí)的等效零序化簡(jiǎn)網(wǎng) ，所以采用單相接地的零序電流： 流過(guò)保護(hù)1QF的最大零序電流為： （KA）（2） 對(duì)于：A母線短路時(shí)流經(jīng)2號(hào)斷路器的最大零序電流；D母線短路時(shí)流經(jīng)7號(hào)斷路器的最大零序電流；A母線短路時(shí)流經(jīng)8號(hào)斷路器的最大零序電流的計(jì)算原理與4.5(1)相同，計(jì)算結(jié)果如表4.3。表4.3 母線處短路時(shí)

33、流過(guò)保護(hù)的最大零序電流序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式故障類(lèi)型流過(guò)保護(hù)的最大零序電流（KA）1B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路1QF：1.4842A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路2QF：1.3353C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路3QF：3.5564A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路4QF：2.3145B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路5QF：3.2746C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小兩相接地短路6QF：2.6887D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路7QF：1.4358A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路8QF：1.1779E母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接

34、地短路9QF：0.541 （3）零序電流的計(jì)算 在距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)流經(jīng)1號(hào)斷路器的最小零序電流正序網(wǎng)：圖4.12 距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效正序網(wǎng)圖4.13 距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效正序化簡(jiǎn)網(wǎng)(1)圖4.14 距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效正序化簡(jiǎn)網(wǎng)(2)零序網(wǎng)： 圖4.15距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效零序網(wǎng)圖4.16 距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效零序化簡(jiǎn)網(wǎng)(1)圖4.17距1號(hào)斷路器15%處短路時(shí)的等效零序網(wǎng)(2) ，所以采用兩相接地的零序電流： 流過(guò)保護(hù)1QF的最小零序電流為： （KA）（4）對(duì)于： 在距2號(hào)斷路器15%處短路時(shí)流經(jīng)2號(hào)斷路器的最小零序電流

35、；在距7號(hào)斷路器15%處短路時(shí)流經(jīng)7號(hào)斷路器的最小零序電流；在距8號(hào)斷路器15%處短路時(shí)流經(jīng)8號(hào)斷路器的最小零序電流的計(jì)算原理與4.5（2）相同，計(jì)算結(jié)果如表4-4所示。（5）B母線短路時(shí)流經(jīng)1號(hào)斷路器的最小零序電流正序網(wǎng)：圖4.18 B母線短路時(shí)的等效正序網(wǎng)圖4.19 B母線短路時(shí)的等效正序化簡(jiǎn)網(wǎng)零序網(wǎng)：圖4.20 B母線短路時(shí)的等效零序網(wǎng)圖4.21 B母線短路時(shí)的等效零序化簡(jiǎn)網(wǎng) ，所以采用單相接地的零序電流：流過(guò)的電流：（KA）流過(guò)的電流： （KA） 流過(guò)保護(hù)1QF的最小零序電流為： （KA）（6） 對(duì)于：A母線短路時(shí)流經(jīng)2號(hào)斷路器的最小零序電流；A母線短路時(shí)流經(jīng)8號(hào)斷路器的最小零序電流；

36、D母線短路時(shí)流經(jīng)7號(hào)斷路器的最小零序電流；D母線短路時(shí)流經(jīng)2號(hào)斷路器的最小零序電流；C母線短路時(shí)流經(jīng)1號(hào)斷路器的最小零序電流；E母線短路時(shí)流經(jīng)7號(hào)斷路器的最小零序電流；B母線短路時(shí)流經(jīng)8號(hào)斷路器的最小零序電流的計(jì)算原理與4.5(3)相同，計(jì)算結(jié)果如表4.4所示。表4.4 各種形式短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小零序電流序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式故障類(lèi)型流過(guò)保護(hù)的最小零序電流（KA）1距1號(hào)斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路1QF：5.2312B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路1QF：1.0493C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路1QF：0.4904距2號(hào)斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗

37、最大兩相接地短路2QF：4.0415A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路2QF：1.0116D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路2QF：0.0957C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路3QF：1.5668距7號(hào)斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：5.1189D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：1.03110E母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：0.33911距8號(hào)斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：3.48012A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：1.43513B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：0.

38、172 4.5.2 最大三相短路電路的計(jì)算 （1）B母線短路時(shí)流經(jīng)1號(hào)斷路器的最大三相短路電路的計(jì)算： 等效網(wǎng)絡(luò)圖：圖4.22 B母線短路時(shí)的等效網(wǎng)絡(luò)圖圖4.23 B母線短路時(shí)的等效化簡(jiǎn)圖(1)圖4.24 B母線短路時(shí)的等效化簡(jiǎn)圖(2) 流過(guò)保護(hù)1QF的最大三相短路電路的計(jì)算為： （2）對(duì)于： A母線短路時(shí)流經(jīng)2號(hào)斷路器的最大三相短路電路的計(jì)算； D母線短路時(shí)流經(jīng)7號(hào)斷路器的最大三相短路電路的計(jì)算； A母線短路時(shí)流經(jīng)8號(hào)斷路器的最大三相短路電路的計(jì)算原理與4.5（3）相同，計(jì)算結(jié)果如表4.5所示。表4.5 最大三相短路電流序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式故障類(lèi)型流過(guò)保護(hù)的最大三相短路電流（KA）1B母

39、線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路1QF：3.0542A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路2QF：2.2863D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路7QF：2.5884A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路8QF：2.324 4.5.3 零序保護(hù)中最小分支系數(shù)Kb，min的計(jì)算 （1）對(duì)1QF而言： 最小分支系數(shù)Kb，min的計(jì)算運(yùn)行方式：開(kāi)機(jī)容量最小，系統(tǒng)1-6最大運(yùn)行方式，AC斷線。網(wǎng)絡(luò)圖：圖4.25 關(guān)于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡(luò)圖圖4.26 關(guān)于最小分支系數(shù)Kb，min的等效網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖（2） 對(duì)2QF，7QF和8QF最小分支系數(shù)的計(jì)算原理同4.5（4）相同，計(jì)算結(jié)果如表4.6所示。表4

40、.6零序電流保護(hù)中最小分支系數(shù)的計(jì)算結(jié)果序號(hào)短路位置系統(tǒng)運(yùn)行方式分支系數(shù)1距6QF15%處開(kāi)機(jī)容量最小，線路AC斷開(kāi)，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，min=4.556 （1QF）2距3QF 15%處開(kāi)機(jī)容量最大，線路BC斷開(kāi)，系統(tǒng)1-6最小，單回線。Kb，min=9.707 （2QF）3距9QF15%處開(kāi)機(jī)容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)2最小，系統(tǒng)1.3最大，單回線。Kb，min=4.642 （7QF）4距3QF15%處開(kāi)機(jī)容量最小，線路AB斷開(kāi)，系統(tǒng)2.4.5.6最大，系統(tǒng)1最小， 雙回線。Kb，min=7.807 （8QF）5 自動(dòng)重合閘 5.1自動(dòng)重合閘的基本概述 5.1.1 概述在110kV級(jí)以

41、上電壓的大接地電流系統(tǒng)中，由于架空線路的線間距離較大，相間故障的機(jī)會(huì)比較少，而單相接地短路的機(jī)會(huì)比較多。在高壓輸電線路上，若不允許采用快速非同期三相重合閘，而采用檢同期重合閘，又因恢復(fù)供電的時(shí)間太長(zhǎng)，滿足不了穩(wěn)定運(yùn)行的要求時(shí)，就采用單相重合閘方式。單相重合閘是指只把發(fā)生故障的一相斷開(kāi)，然后再進(jìn)行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運(yùn)行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。如果線路發(fā)生的是瞬時(shí)性故障，則單相重合閘成功即恢復(fù)三相的正常運(yùn)行。如果是永久性故障，單相重合不成功，則根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，如不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行時(shí)，則應(yīng)再次切除單相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。目前一般都是采用重合不成功

42、時(shí)跳開(kāi)三相的方式。當(dāng)采用單相重合閘時(shí)，如線路發(fā)生相間短路時(shí)，一般都跳開(kāi)三相斷路器，不進(jìn)行三相重合；如有其它原因斷開(kāi)三相斷路器時(shí)，也不進(jìn)行重合。 5.1.2 自動(dòng)重合閘的配置原則 自動(dòng)重合閘的配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀、電壓等級(jí)、系統(tǒng)穩(wěn)定要求、負(fù)荷狀況、線路上裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置及斷路器性能，以及其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素決定。其配置原則： （1）1kV及以上架空線路及電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，當(dāng)用電設(shè)備允許且無(wú)備用電源自動(dòng)投入時(shí)，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置； （2）旁路斷路器和兼作旁路的母聯(lián)斷路器或分段斷路器，應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置； （3）低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝

43、置； （4）必要時(shí)，母線故障也可采用自動(dòng)重合閘裝置。 總結(jié)多年來(lái)自動(dòng)重合閘運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)可知，線路自動(dòng)重合閘的配置和選擇應(yīng)根據(jù)不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)際運(yùn)行條件和規(guī)程要求具體確定。在本此所設(shè)計(jì)的220kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，采用綜合自動(dòng)重合閘裝置。 5.2 自動(dòng)重合閘的基本要求 （1）由值班人員手動(dòng)操作或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開(kāi)時(shí)。 （2）手動(dòng)投入斷路器，由于線路上存在故障，隨即由保護(hù)動(dòng)作將其斷開(kāi).因?yàn)樵谶@種情況下，故障大多都是屬于永久性的。它可能是由于檢修質(zhì)量不合格、隱患未能消除或者是保安地線沒(méi)有拆除等原因造成的。因此，即使再重合一次也不可能成功。 （3）在某些不允許重合的情況下例如，斷路器處于不正常

44、狀態(tài)(如氣壓、液壓降低等)以及變壓器內(nèi)部故障，差動(dòng)或瓦斯保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí)，均應(yīng)使閉鎖裝置不進(jìn)行重合閘。 除上述條件外，當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動(dòng)作或其他原因而跳閘后，重合閘都應(yīng)該動(dòng)作，使斷路器重新合閘。在某些情況下(如使用單相重合閘時(shí))，也允許只在保護(hù)動(dòng)作于跳閘后進(jìn)行重合閘。 基于以上的要求，應(yīng)優(yōu)先采用斷路器操作把手與斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式，即當(dāng)斷路器操作把手在合閘位置而斷路器處在跳閘位置時(shí)啟動(dòng)重合閘。這種方式可以保證無(wú)論什么原因使斷路器跳間后(包括偷跳和誤跳)，都能進(jìn)行一次重合閘。當(dāng)手動(dòng)操作斷路器跳閘，由于兩者的位置是對(duì)應(yīng)的，因此，不會(huì)啟動(dòng)重合閘。 當(dāng)利用保護(hù)來(lái)啟動(dòng)重合閘時(shí)，由于保護(hù)動(dòng)作很快，可能使重合閘來(lái)不及啟動(dòng)。因此，必須采取措施(如設(shè)置自保持回路或記憶回路等)來(lái)保證裝置可靠動(dòng)作。