KV電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、第 一 章 緒 論 第1 . 1節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元 件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人 為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障中最常見(jiàn)，危害最大的是各 種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各級(jí)計(jì)算機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施的安全監(jiān)控 系統(tǒng)，它能對(duì)包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電 力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 第1 . 2節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本特性 動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、 靈敏性和可靠性。

2、 1. 2. 1 選擇 性：是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電 范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。 1. 2. 2 速動(dòng) 性：是指快速地切除故障，以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定，減少用戶 在電壓降低的情況下工作的時(shí)間，以及小故障元件的損壞程度。 1. 2. 3 靈敏度： 是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障 時(shí)，他不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。 除此之外，還應(yīng)從整體利益出發(fā)，考慮其經(jīng)濟(jì)條件。 1. 2. 4 可靠性 ：保護(hù)則不同，它的硬件是一臺(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。換言之

3、，它是一個(gè)只會(huì)做幾種單調(diào)的、簡(jiǎn)單操作的硬件，配是指在保 護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反應(yīng)的故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠地動(dòng)作 即不拒 動(dòng)）。而在不屬于該保護(hù)動(dòng)作的其它任何情況下，則不應(yīng)該動(dòng)作 即不誤動(dòng)）。 可靠性取決于保護(hù)裝置本身的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)等因素。一般來(lái)說(shuō)，保 護(hù)裝置的組成元件質(zhì)量越好、接線越簡(jiǎn)單、回路中繼電器的觸點(diǎn)和接插件數(shù)越少，保護(hù) 裝置就越可靠。同時(shí)，保護(hù)裝置的恰當(dāng)?shù)呐渲门c選用、正確地安裝與調(diào)試、良好的運(yùn)行 維護(hù)。對(duì)于提高保護(hù)的可靠性也具有重要的作用。 保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，尤其是對(duì)于超高壓大容量系統(tǒng) 往往是造成系統(tǒng)大面積停電的重要原因，因此應(yīng)予

4、足夠的重視。在保護(hù)方案的構(gòu)成中， 防止保護(hù)誤動(dòng)與防止其拒動(dòng)的措施常常是互相矛盾的。例如采用 “二中取二 “的雙重化措 施，無(wú)疑提高了不誤動(dòng)的可靠性，但卻降低了不拒動(dòng)的可靠性。在考慮提高保護(hù)裝置可 靠性同時(shí)，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)和負(fù)荷的具體情況來(lái)處理。例如系統(tǒng)有充足的旋轉(zhuǎn)備用容 量、各元件之間聯(lián)系十分緊密的情況下，由于某一元件的保護(hù)裝置誤動(dòng)而給系統(tǒng)造成的 影響較??；但保護(hù)裝置的拒動(dòng)給系統(tǒng)在成的危害卻可能很大。此時(shí)，應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)提高不 拒動(dòng)的可靠性。又如對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)保護(hù)，應(yīng)考慮同時(shí)提高不拒動(dòng)的可靠性和不誤動(dòng) 的可靠性，對(duì)此可采取 “三中取二 ”的雙重化方案或雙倍的 “二中取一 ”雙重方案。 在某些文獻(xiàn)

5、中稱不誤動(dòng)的可靠性為 “安全性 ”，稱不拒動(dòng)和不會(huì)非選擇動(dòng)作的可靠性為 “可信賴性 ” 對(duì)繼電保護(hù)裝置的四項(xiàng)基本要求是分析研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，也是貫穿全書(shū)的主 線，必須反復(fù)的深刻領(lǐng)會(huì)。 與此同時(shí)，電子計(jì)算機(jī)特別是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種微機(jī)型繼電保護(hù)裝置也應(yīng) 運(yùn)而生，由于微機(jī)保護(hù)裝置具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，這些產(chǎn)品問(wèn)世后深受用戶青睞。 第1 .3節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置 繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并 動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是： 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，

6、將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以系統(tǒng)無(wú)故障的部分迅速恢復(fù)正常 運(yùn)行，并使故障的設(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。 由此可見(jiàn)，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過(guò)預(yù)防事故或縮小事故范圍 來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護(hù)是電力系 統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的不可缺少的技術(shù)措施。在現(xiàn)代的電 力系統(tǒng)中，如果沒(méi)有專門的繼電保護(hù)裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行是根本不可能的。 第1 .4 節(jié) 設(shè)計(jì)原則和一般規(guī)定

7、電網(wǎng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是電力系統(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 - 2 - / 36 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)專業(yè)技術(shù)規(guī)程的要 求。 要合理處理好繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置與其保護(hù)對(duì)象電網(wǎng)部分的關(guān)系，二次部 分應(yīng)滿足電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則等有關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求， 這是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。在確定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運(yùn)行方式，必須統(tǒng)籌考

8、慮繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置配置的合理性與可能性。在此基礎(chǔ)上，繼電保護(hù)和安全自動(dòng) 裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和幫站主接線的要求，適應(yīng)電網(wǎng)和幫站運(yùn)行靈活性的需 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和我 國(guó)電網(wǎng)要求的有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)。不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運(yùn)行方式必將導(dǎo)致 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置配置的困難，接線復(fù)雜，有時(shí)為適應(yīng)一次部分某些特殊需要采 用一些不成熟的保護(hù)裝置，由此往往引起保護(hù)誤動(dòng)，甚至使一般性故障擴(kuò)大為系統(tǒng)故 障，設(shè)計(jì)必須引以為戒。 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

9、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)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 第二章電力系統(tǒng)元件的參數(shù)計(jì)算 第2.1節(jié)標(biāo)幺值的計(jì)算 2. 1. 1 標(biāo)幺值 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。 在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機(jī)電 抗，廠家給出的是以發(fā)電機(jī)額定容量 Sn和額定電壓Un為基值的標(biāo)幺電抗 Xd% ；而輸 電線路電抗，通常是用有名值。 1)標(biāo)幺值的定義 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)幺值二實(shí)際有名值 任意單位)/基準(zhǔn)值 與有名值同單位) 顯然，同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其

10、標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè) 物理量的標(biāo)幺值是，必須同時(shí)說(shuō)明起基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)意義的。 2)標(biāo)幺值基準(zhǔn)值的選取 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/UB21) I* =I/I B22) Z*=Z/Zb23) S*=S/Sb= L2b/ Sb 2 6) Ub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。Sb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。 3）標(biāo)幺值的計(jì)算 精確的計(jì)算法，再標(biāo)幺值歸算中，不僅將各電壓級(jí)參數(shù)歸算到基本

11、級(jí)，而且還需選取 同樣的基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值。 1）將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值按有名制的精確計(jì)算法歸算到基本級(jí)，再基本級(jí)選取統(tǒng)一 的電壓基值和功率基值。 2）各電壓級(jí)參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級(jí)選取電壓基值和功率基值后將 電壓基值向各被歸算級(jí)歸算，然后就在各電壓級(jí)用歸算得到的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率計(jì)算各 元件的標(biāo)幺值。 近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算也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)計(jì)算標(biāo)幺值即可。 本次設(shè)計(jì)采用近似計(jì)算法。取基準(zhǔn)功率為100MVA，基準(zhǔn)電壓為115KV。所有元件 的電阻都忽略不計(jì)，其中2.2KM線路基準(zhǔn)電

12、壓為6.3K。 第2. 2節(jié)線路元件的參數(shù)計(jì)算公式 2. 2. 1發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算 發(fā)電機(jī)的電抗有名值： 汽 _Xd (%)Un2 100Sn 2- 7) 發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值: X - Xd (%)Sb 100Sn 2- 8) 式中：Xd （%） 發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗 UN發(fā)電機(jī)的額定電壓 Ub基準(zhǔn)電壓，取115KV Sb 基準(zhǔn)容量，取100MVA Sn 發(fā)電機(jī)額定容量，單位 MVA 計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)，計(jì)算結(jié)果如表 2.1所示 2. 2. 2變壓器參數(shù)的計(jì)算 (1)雙繞組變壓器參數(shù)的計(jì)算: 雙繞組變壓器電抗有名值: 雙繞組變壓器電抗標(biāo)幺值: 2 Xt Uk(%)Un -100SN 2 - 9)

13、式中：Uk(%) 變壓器短路電壓百分值 XTUk(%)SB 100SN 2- 10) UN 發(fā)電機(jī)的額定電壓 UB 基準(zhǔn)電壓115kv Sb基準(zhǔn)容量100MVA Sn 變壓器額定容量 MVA 2)三繞組變壓器參數(shù)的計(jì)算: 各繞組短路電壓百分值 1 Uk % )=- 2 Ud ii% +U蚯% -Ud皿% 2 -11) Uk % ) = 1 2 Ud ii% +Udi! Il i% -Ud! in % 2 12) 1 Ud iii%)+Udi! iii% -Ud ii % 2 2 T3) 式中：Udin %、Udirn %、Udnrn % 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

14、百分值。 各繞組的電抗有名值 、，Uki(%)Un2 Xt1 = 100SN 2- 14 ) 2 、/_Ukii(%)Un XT2 = 100SN 2- 15 ) 2 Xt3 =Ukiii(%)Un 100SN 2- 16 ) =Uki(%)Sb 2- 17) 100SN Ukii(%)Sb 2- 18) 100SN Ukiii(%)Sb 2- 19) 100SN XT2* = XT3* = Xti* 各繞組的電抗標(biāo)幺值 式中：Sb 基準(zhǔn)容量,取為100MVA; Sn 變壓器額定容量 UN 發(fā)電機(jī)的額定電壓 Ub 基準(zhǔn)電壓，取115KV 計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)，計(jì)算結(jié)果如表2.2所示 2. 2.

15、3輸電線路參數(shù)的計(jì)算 輸電線路電阻忽略不計(jì), 線路正序阻抗為0.4Q /KM，線路零序阻抗為 Xo = 3.5Xi， 且負(fù)序阻抗X2 = Xi Vi）線路阻抗有名值的計(jì)算: 零序阻抗 正、負(fù)序阻抗 Xi = X2 = x L X0 = 3.5 Xi 2 2 -20) -21) 2）線路阻抗標(biāo)幺值的計(jì)算: 零序阻抗 式中：x 正、負(fù)序阻抗 Xi* = X2* = x L 0* = 3.5 X i * 每公里線路正序阻抗值，單位 Q /KM Sb Ub2 2 2 -22) -23) 線路長(zhǎng)度，單位KM Sb 基準(zhǔn)容量，取為100 MVA 基準(zhǔn)電壓，取為115 KV D廠2.2KM線路取6.3KV)

16、 計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)，計(jì)算結(jié)果如表2.3所示 第2. 3節(jié)元件參數(shù)計(jì)算結(jié)果表 表2 1發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算表 容量 /KVA 額定電壓 /KV 功率因數(shù) COS 次暫態(tài)電抗 Xd ” 歸算到基準(zhǔn)容量的 等值電抗 標(biāo)幺 值) 6000 6.3 0.8 12.2% 1.627 12000 6.3 0.8 12.0% 0.800 25000 6.3 0.8 16.5% 0.528 表2 2變壓器參數(shù)計(jì)算表 容量 /KVA 繞組型式 短路電壓百分值 Uk%) 歸算到基準(zhǔn)容量的 等值電抗 標(biāo)幺 值) 15000 三相雙繞組 10.5 0.700 31500 三相雙繞組 10.5 0.333 Udin % =

17、17 0.239 45000 三相三繞組 Ud% = 10.5 0.139 Udnrn % = 6 -0.006 Udin % = 17 0.538 20000 三相三繞組 Udi-m % = 10.5 0.313 Udnrn % = 6 -0.013 Udin % = 17 0.341 31500 三相三繞組 Udi-m % = 10.5 0.198 Udnm % = 6 -0.008 表2 3線路參數(shù)計(jì)算表 線路名稱 長(zhǎng)度/KM 正序、負(fù)序阻抗 值標(biāo)幺值） 零序阻抗值 標(biāo)幺值） A 廠-BD5 65 0.197 0.688 A 廠-BDi 13.3 0.0404 0.141 A 廠-BD2

18、 43 0.130 0.455 B 廠-BDi 19 0.0575 0.201 B 廠-BD2 48 0.145 0.508 B 廠-BD3 15 0.0454 0.159 B 廠-BD4 35 0.106 0.371 C 廠-BD4 49 0.148 0.519 D 廠-BD4 2.2 2.217 7.760 第 三 章 變壓器中性點(diǎn)的選擇原則以及 TA，TV 的選擇 第 3 1 節(jié) 變壓器中性點(diǎn)的選擇原則 3 1 1 變壓器中性點(diǎn)的選擇原則 1）電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。 目前我國(guó)的電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有三種，中性點(diǎn)不接地，經(jīng)過(guò)消弧線 圈

19、和直接接地，前兩種稱不接地電流系統(tǒng)；后一種又稱為大接地電流系統(tǒng)。 2）如何選擇發(fā)電機(jī)或變壓器中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，是一種比較復(fù)雜的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì) 問(wèn)題，不論采用哪一種運(yùn)行方式，都涉及到供電可靠性，過(guò)電壓絕緣配合，繼電保護(hù)和 自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作，系統(tǒng)的布置，電訊及無(wú)線電干擾，接地故障時(shí)對(duì)生命的危險(xiǎn)以及 系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列問(wèn)題。 3）本課題所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)是110KVo 電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。變壓器中性點(diǎn)接地方 式的安排應(yīng)盡量保持變電所零序阻抗基本不變，遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零 序阻 抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 實(shí)用技

20、術(shù)問(wèn)答 77 頁(yè)），變壓器中性點(diǎn)接地原則如下： 變電所只有一臺(tái)變壓器，則中性點(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)，將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因，變電所 正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，當(dāng)其一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn) 時(shí)，若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，否則，按特殊 運(yùn)行方式處理。 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)直接接地方 式運(yùn)行，并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí)， 將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保

21、持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，作 為特殊運(yùn)行方式處理。 為了改善保護(hù)配合關(guān)系，當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí)，可以用增加中性點(diǎn)接地變壓 器臺(tái)數(shù)的辦法來(lái)抵消線路停運(yùn)對(duì)零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。 發(fā)電廠只有一臺(tái)主變壓器則變壓器中性點(diǎn)宜直接接地運(yùn)行，當(dāng)變壓器檢修時(shí)，按 特殊運(yùn)行方式處理。 發(fā)電廠有接于母線的兩臺(tái)主變壓器，則宜將保持一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，如 果由于某些原因，正常運(yùn)行時(shí)必須兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)均直接接地運(yùn)行，則當(dāng)一臺(tái)主變檢 修時(shí)，按特殊方式處理。 發(fā)電廠有接于母線的三臺(tái)及以上主變壓器，則宜將兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行， 并把它們分別接于不同的母線上，當(dāng)不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，

22、按特殊運(yùn) 行方式處理。 自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。 4）所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活，選擇接地 點(diǎn)，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中 性點(diǎn)裝設(shè)避雷器的保護(hù)。 5）選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，雙母 線界限有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。根據(jù)上述原則本次設(shè) 計(jì)的變壓器中性點(diǎn)的接地方式為： A 廠兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地； B 廠一臺(tái)接地； C 廠兩臺(tái) 接地；D廠一臺(tái)接地；變電所E中性點(diǎn)接地。 第3. 2節(jié)輸電線路TA、TV的選擇 3. 2. 1

23、輸電線路TV的選擇 1）電流互感器的作用： 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(hù)裝置和其它二次回 路的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)化。 電保護(hù)裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價(jià)降低，維護(hù) 方便，而且也保證了運(yùn)行人員的安全。 電流互感器二次回路必須有一點(diǎn)接地，否則當(dāng)一，二次擊穿時(shí)，造成威脅人身和設(shè)備的 安全。 I gmax I gmax 電流互感器安裝處一次回路最大電流 Iln 電流互感器一次側(cè)額定電流。 2）準(zhǔn)確等級(jí)： 用于保護(hù)裝置為 0.5 級(jí)，用

24、于儀表可適當(dāng)提高。 3）二次負(fù)荷：S2 Sn S2-電流互感器二次負(fù)荷 Sn-電流互感器額定負(fù)荷巾 4）輸電線路上TA的選擇：見(jiàn)TA選擇結(jié)果表31） 3. 2. 2輸電線路TV的選擇 1）電壓互感器的作用 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，實(shí)現(xiàn)了二次系 統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。 電壓互感器二次側(cè)電壓通常為 100V,這樣可以做到測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化和標(biāo) 準(zhǔn)化。 U10.9Un 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)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：S2 Sn 3） 輸電線

25、路上 TV 變比的選擇 線路電均為110KV,故選用三相屋外的TV，見(jiàn)TV變比選擇結(jié)果表3 2） 第3. 3節(jié)TA TV變比的選擇結(jié)果表 表3 1TA選擇結(jié)果表 線路名稱 長(zhǎng)度 km) 最大工作電流 A) 工作電壓 KV) CT型號(hào) 變比 A 廠一BD5 65 98.2 110 Lcw-110 100/5 A 廠一BDi 13.3 260 110 Lcw-110 300/5 A 廠一BD2 43 260 110 Lcw-110 300/5 B 廠一BDi 19 160 110 Lcw-110 200/5 B 廠一BD2 48 160 110 Lcw-110 200/5 B 廠一BD3 15 1

26、61 110 Lcw-110 200/5 B 廠一BD4 35 226 110 Lcw-110 300/5 C 廠一BD4 49 151 110 Lcw-110 200/5 表3 2TV變比選擇結(jié)果表 線路名稱 最大工作電流 電流互感器的變比 電壓互感器的變比 A-BD 260A 300/5 11000 ,100 /100 J3 V3 A-BD2 260A 300/5 A-BD 98.2A 100/5 B-BD 160A 200/5 B-BD 160A 200/5 B-BD3 161A 200/5 B-BD4 226A 300/5 C-BD 151A 150/5 第四章系統(tǒng)運(yùn)行方式確定 第4.

27、 1節(jié)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. 1. 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. 1. 1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。對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)，是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短

28、路電流最小的運(yùn)行 方式。 對(duì)過(guò)量保護(hù)來(lái)說(shuō)，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)的整定值，以保證選 擇性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)行方式下能保證選擇性，在其他運(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(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏度符 合要求，在其他運(yùn)行方式下，靈敏度也一定，靈敏度也一定能滿足要求。 對(duì)某些保護(hù)例如電流電壓連鎖速斷保護(hù)和電流速斷保護(hù)），在整定計(jì)算時(shí)，還要按 正常運(yùn)行方式來(lái)決定動(dòng)作值或計(jì)算靈敏度。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。 第4. 2節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行方式確定的結(jié)果表 表4 2系統(tǒng)運(yùn)行方式結(jié)果表 1#

29、DL 最大運(yùn)行方式 A-BD斷線，開(kāi)環(huán)運(yùn)行，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最 大 最小運(yùn)行方式 閉環(huán)運(yùn)行，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最小 2#DL 最大運(yùn)行方式 A-BD斷線，開(kāi)環(huán)運(yùn)行，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最 大 最小運(yùn)行方式 閉環(huán)運(yùn)行，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最小 17#DL 最大運(yùn)行方式 閉環(huán)運(yùn)行，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最大 最小運(yùn)行方式 B-BD斷線，且系統(tǒng)開(kāi)機(jī)容量為最小 第五章 短路電流的計(jì)算 短路是電力系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障。所謂短路，是指一切不正常的相程與相或中性點(diǎn)接 地系統(tǒng)中相與地之間的短路。 第 51 節(jié) 短路計(jì)算的說(shuō)明 5 1 1 短路計(jì)算的目的 短路故障對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng) 的

30、設(shè)計(jì)，設(shè)備選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障 發(fā)生后要盡量限制所影響的范圍。短路的問(wèn)題一直是電力技術(shù)的基本問(wèn)題之一，無(wú)論從 設(shè)計(jì)，制造，安裝，運(yùn)行和維護(hù)檢修等各方面來(lái)說(shuō)，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化 規(guī)律，掌握分析計(jì)算短路電流的方法。 針對(duì)本次設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算的主要目的是：繼電保護(hù)的配置和整定。 系統(tǒng)中應(yīng)配置哪些繼電保護(hù)以及保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路 故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各 支路中的分流系數(shù)，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。 512 選擇計(jì)算短路點(diǎn) 1）在零序短路計(jì)算中，整定時(shí)一般是選擇各母

31、線短路，在校驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選取 短路點(diǎn)。 2）在距離保護(hù)的整定中也是按其實(shí)際情況選取短路點(diǎn)。 513 短路計(jì)算方法 1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支線路電容，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。 2）取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓 3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗 f (3 1.708 最小 f(1 0.606 f (2.0 f (3 BD-5 最大 f(1 0.3472 f (2.0 f (3 0.771 最小 f(1 f (2.0 0.5567 f (3 A廠 110KV 母線 最大 f(1 0.1822 f (2.0 f (3 BD-5 末 端 最小 f(1 f (2.0 0.2237 f (3

32、 B廠 110KV 母線 最大 f(1 0.3293 f (2.0 f (3 1.684 最小 f(1 0.3067 f (2.0 f (3 BD-4 最小 f (1 f(2.0 0.0663 第 六 章 電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算 第 6 1 節(jié) 電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式的選擇 6. 1. 1在110220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，線路的保護(hù)以以下原則配置： 1 ) 對(duì)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(hù)作為相間短路 保護(hù)。如不滿足靈敏度要求，應(yīng)裝設(shè)多段式距離保護(hù)。雙電源單回線路，可裝設(shè)多段式 距離保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)加裝高頻保護(hù)作為主保

33、護(hù)，把多 段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)。 (2) 對(duì)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(hù)，在終端線 路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)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(hù)， 有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。 6. 1. 2 B-BDi和A-BD5線路相間繼電保護(hù)方式選擇： 1 )B-BD 1為 110KV 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，為了保證環(huán)網(wǎng)各線路的保護(hù)都有足夠的靈 敏度和選擇性，降低網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，確定在各線路上都裝設(shè)三段式距離保護(hù)。 (2) A-BD5為110KV輻射形線路，為保證線路的可靠性，裝設(shè)電流保護(hù)。 第 6. 2 節(jié) 相間距離保護(hù) 6. 2. 1

34、 距離保護(hù)原理： 電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的情況：系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化增大，長(zhǎng)距離中 符合線路增多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。這些情況下電流、電壓保護(hù)的靈敏度、快速性、選擇 性往不能滿足要求。 對(duì)一個(gè)被保護(hù)元件，在起一段裝設(shè)的保護(hù)，如能測(cè)量出故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離 并與保護(hù)范圍對(duì)應(yīng)的比較，即可怕不斷出故障點(diǎn)的位置從而決定起行為。這種方式顯然 不受運(yùn)行方式和接線的影響。這樣構(gòu)成的保護(hù)就是距離保護(hù)。對(duì)于高電壓、大電流的電 力系統(tǒng)，母線電壓與線路電流必須經(jīng)過(guò)互感器后送入距離保護(hù)的測(cè)量元件 距離保護(hù)是由阻抗繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗 即距離）的測(cè)量，當(dāng)滿足27）時(shí)，說(shuō)明故障在 內(nèi)部，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。 622 距離保護(hù)

35、的基本特性和特點(diǎn) 1）距離保護(hù)的基本構(gòu)成 距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小距離大?。┑淖杩估^電器為 主要元件 測(cè)量元件），動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(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)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)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)范圍之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件方向特性）及時(shí) 間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。 2）距離保護(hù)的應(yīng)用 距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、 較快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作； 當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，它可

36、與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮 采用距離保護(hù)裝置。 3）距離保護(hù)各段動(dòng)作特性 距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的80%- 85%其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.030.1s保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間），前者為晶體管保 護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第 II 段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合，動(dòng) 作時(shí)間一般為0.51.5s，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II 段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第 IIIIV ）段，其動(dòng)作時(shí)間一般在 2s 以上，作為后備保護(hù)段。 4）

37、距離保護(hù)裝置特點(diǎn) 由于距離保護(hù)主要反映阻抗值，一般說(shuō)其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化 的影響較小，運(yùn)行中躲開(kāi)負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第 I 段的性能基本 上不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響 只要流過(guò)裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的 精確工作電流）。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于地 II 、 III 段，保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系 統(tǒng)運(yùn)行的要求。 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、 性能穩(wěn)定。特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù) 電力系統(tǒng)相間故障的

38、主要階段式保護(hù)裝置。 第 63 節(jié)相間距離保護(hù)定值配合的原則和助增系數(shù)計(jì)算原則 6 3 1 距離保護(hù)定值配合的基本原則 距離保護(hù)定值配合的基本原則如下： 1) 距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí)，起相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即 兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合。 距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。例 如：當(dāng)相鄰為發(fā)電機(jī)變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過(guò)電流保護(hù)相配合；當(dāng)相鄰為變壓器或線路 時(shí)，若裝設(shè)電流、電流保護(hù)，則應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。 2) 在某些特殊情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障 的時(shí)間，采用所謂“

39、非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng) 線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第 I 段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi) 部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的 80%- 85燉算，但應(yīng)躲開(kāi)分支變壓器低壓母線故 障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第 I 段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作 因 變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路)，而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線 路恢復(fù)正常供電。 3) 采用重合閘后加速方式，達(dá)到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加 速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。這可 在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路發(fā)生永久性故

40、障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開(kāi)，線路重合閘 動(dòng)作，進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰各距離保護(hù)的I 、II 段可能均由其振蕩閉鎖裝 置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第 III 段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相 配合因有時(shí)距離保護(hù) III 段與相鄰保護(hù)的第 II 段配合)，故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng) 作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護(hù) III 段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù) III段在1.52s，即可躲開(kāi)系統(tǒng)振蕩周期，故只要線路距離保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間大于 22.5s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。 632 距離保護(hù)定值計(jì)算中所用助增系數(shù) 或分支系數(shù))的選擇及計(jì)算 1) 對(duì)于輻射

41、狀結(jié)構(gòu)電網(wǎng)的線路保護(hù)配合時(shí) 這種系統(tǒng)，其助增系數(shù)與故障點(diǎn)之位置無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)故障點(diǎn)可取在線路的末端，主 電源側(cè)采取大運(yùn)行方式，分支電源采用小運(yùn)行方式。 2) 環(huán)形電力網(wǎng)中線路保護(hù)間助增系數(shù)的計(jì)算 這種電力網(wǎng)中的助增系數(shù)隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行 - 19 - / 36 的方式，以求出最小助增系數(shù) 應(yīng)該指出，上述原則無(wú)論對(duì)于輻射狀電網(wǎng)內(nèi)，還是環(huán)形電網(wǎng)內(nèi)的雙回線與單回線間 的助增系數(shù)的計(jì)算都是適用的。 第6 . 4節(jié)距離保護(hù)裝置阻抗繼電器的接線方式和整定阻抗 6. 4. 1阻抗繼電器的接線方式 阻抗繼電器的電流及電壓回路的介入，有各種不同的接線方式，譬如：有接入相電 壓和相電

42、流的；有接入相間電壓和相電流之差的；有接入相間電壓和相電流的等等。對(duì) 于不同的接線方式，在各種類型的短路故障情況下，繼電器端子上所測(cè)得的阻抗值是不 同的。 6. 4. 2 阻抗繼電器的整定阻抗 在進(jìn)行距離保護(hù)裝置的定值計(jì)算時(shí)，首先按照計(jì)算原則及要求，算出各保護(hù)段的一 次整定阻抗值。計(jì)算的結(jié)果用線路的一次正序相阻抗表示。這樣就可給出距離保護(hù)定值 配置圖，并根據(jù)實(shí)際情況和習(xí)慣可以按以下幾種不同方式給出調(diào)試用定值。 第一種方式：根據(jù)所計(jì)算出的距離保護(hù)各段的一次定值，直接給出距離保護(hù)各段的 “整定阻抗Zopo該定值為當(dāng)線路三相短路時(shí)，從保護(hù)區(qū)末端至保護(hù)安裝處每相線路正序 阻抗的一次歐姆值。至于考慮由該

43、一次“整定阻抗”換算至電流互感器及電壓互感器二 次側(cè)的“整定阻抗”以及繼電器接線系數(shù)等因素影響時(shí)的計(jì)算工作，均由實(shí)驗(yàn)部門根據(jù) 實(shí)際情況確定。這種方式給出保護(hù)定值的優(yōu)點(diǎn)是，概念清楚、不易發(fā)生差錯(cuò)；其缺點(diǎn) 是，要求調(diào)試者熟悉一、二次定值的換算關(guān)系，給調(diào)試單位增加了一些工作量。 第二種方式：根據(jù)電流互感器及電壓互感器的變化，結(jié)合繼電器的接線系數(shù)，按下 式算出在三相短路故障方式下，阻抗繼電器的二次“整定阻抗”值，并依次給出各保護(hù) 段的整定值， ZdzJ=ZdzX “l(fā)h/ yh X Kjx6 2） 式中 Z dzj 阻抗繼電器的二次整定阻抗VQ /相）； Zdz距離保護(hù)的一次整定阻抗Q /相）； “L

44、H、“YH分別為電壓互感器及電流互感器的變比； Kx 三相短路時(shí)，阻抗繼電器的接線系數(shù)，對(duì)于 U a/|,的00接線方式， 當(dāng)三相短路時(shí)，Kjx =1 ;對(duì)u . I，的30接線，則Kjx= 3 e j30。 第三種方式：按照已選的電流互感器及電壓互感器變比，給出從保護(hù)趕為末端至保 護(hù)安裝處之間線路正序相阻抗的二次值 即換算至電流互感器及電壓互感器二次側(cè)的正序 相阻抗），可按下式計(jì)算為 Zdz j=Zjz x 門屮/nYH6 3） 式中Z dzj距離保護(hù)的二次整定阻抗VQ/相）； Zdz距離保護(hù)的一次整定阻抗Q /相）； n_H、nYH分別為電流互感器，電壓互感器的變化。 上式中的整定阻抗為從

45、保護(hù)范圍末端至保護(hù)安裝處之間的一個(gè)假想的二次正序相阻 抗，它不考慮繼電器的接線系數(shù) 即繼電器的接線方式），在其整定值的通知單中應(yīng)加以 說(shuō)明。根據(jù)通知單中的“整定值”，調(diào)試單位在調(diào)試時(shí)應(yīng)結(jié)合繼電器的具體接線方式及 實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)，采用第一種方法計(jì)算。 第6 . 5節(jié)距離保護(hù)整定計(jì)算 6. 5. 1距離保護(hù)I段整定計(jì)算 1）當(dāng)被保護(hù)線路無(wú)中間分支線路 式中Z6etI距離保護(hù)I段的整定阻抗； Zl被保護(hù)線路的正序相阻抗； KrelI可靠系數(shù)，可取0.80.85 ;計(jì)算時(shí)取0.85。 保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按topI=0s即保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間）整定。 2）若被保護(hù)對(duì)象為單回線帶終端變壓器 式

46、中 ZT 線路末端變壓器的阻抗，且假定阻抗角與線路阻抗角相同； KrelT 伸入變壓器部分第 I 段的可靠系數(shù)，取 0.75 ； Krei1 可靠系數(shù)，取0.80.85 ;計(jì)算時(shí)取0.85 ; ZL 被保護(hù)線路的正序相阻抗。 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按topI=0S即保護(hù)固有動(dòng)作時(shí)間）整定。 6 5 2 距離保護(hù) II 段整定計(jì)算 式中 ZL 被保護(hù)線路阻抗； Zset1 相鄰線路距離保護(hù) I 段的整定阻抗； KseJ可靠系數(shù)，取0.80.85 ;計(jì)算時(shí)取0.85 ; KrelII 距離保護(hù) II 段的可靠系數(shù)，取 0.8 ； Kbmin 分支系數(shù)最小值，為相鄰線第 I 段距離保護(hù)范圍末端短路時(shí) 流過(guò)故障

47、線電流與被保護(hù)線電流之比的最小值。 Kbmin 相鄰變壓器另側(cè)母線短路時(shí)流過(guò)變壓器的短路電流與被保護(hù) 線電流之比的最小值。 靈敏系數(shù)計(jì)算: KSenH=ZsetH/ZL 1.3 1.5(6 8 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tp=0.5s 當(dāng)不滿足靈敏度要求時(shí)可與相鄰線相間距離保護(hù)第II段配合。這時(shí)有 乙et! = K-e/IZL+Kre/ KbminZset2(6 9 這時(shí)動(dòng)作時(shí)間為 top1II= t opj + t 式中 t 時(shí)間級(jí)差，一般取0.5 S。 6. 5. 3距離保護(hù)III段整定計(jì)算 3Kh Kzq Lmax COS - sen 一 一 L 式中： Kk可靠系數(shù)，取0.7 Kh返回系數(shù)，取1.1

48、5 Kzq負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)，取1.5 -sen 最靈敏角，取66.90 -L 負(fù)荷阻抗角，取260 ILmax最大負(fù)荷電流； 靈敏系數(shù)計(jì)算： 近后備 Kse=ZsetIII /Zl -1.3 1.5(6 11 遠(yuǎn)后備 Ksen = Zse/ 6. 5. 4距離保護(hù)整定計(jì)算表 表（4-1距離保護(hù)整定計(jì)算 I段 II段 III段 定值 時(shí)限 整定值 靈敏度 時(shí)限 整定值 近后備 遠(yuǎn)后備 時(shí)限 1#DL 6.46 0.0s 9.698 滿足 0.5s 186.54 滿足 滿足 T3+0.5S 2#DL 6.46 0.0s 10.282 滿足 0.5s 186.54 滿足 滿足 Tn+0.5s 說(shuō)明：距

49、離保護(hù)II段與相鄰線路I段配合，山 段與相鄰線路II段配合 第6. 6節(jié)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用范圍 根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。它不 僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大，而且又反應(yīng)電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護(hù)高。 保護(hù)裝置距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化 的影響也較小，同時(shí)保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，且 動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。 雖然距離保護(hù)第I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是，它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%- 85%它不 能無(wú)時(shí)限切除線路上任一點(diǎn)的短路，一般線長(zhǎng)15%-20%范圍內(nèi)的短路要考帶0.5s時(shí)限的

50、 距離II段來(lái)切除，特別是雙側(cè)電源的線路就有 30%-40%長(zhǎng)的短路，不能從兩端瞬時(shí)切 除。 距離保護(hù)的工作受到各種因素的影響，如系統(tǒng)振蕩、短路點(diǎn)的過(guò)度電阻和電壓回路 的斷線失壓等。因此，在保護(hù)裝置中需采取各種防止或減少這些因素影響的措施，如振 蕩閉鎖、瞬時(shí)測(cè)定和電壓回路的斷線失壓閉鎖等，需應(yīng)用復(fù)雜的阻抗繼電器和較多的輔 助繼電器，使整套保護(hù)裝置比較復(fù)雜，可靠性相對(duì)比電流保護(hù)低。 雖然距離保護(hù)仍存在一些缺點(diǎn)，但是，由于它在任何形式的網(wǎng)絡(luò)均能保證有選擇性 的動(dòng)作。因此，廣泛地以內(nèi)功用在 35KV及以上電壓的電網(wǎng)中。通常在 35KV電壓網(wǎng)絡(luò) 中，距離保護(hù)可作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相間短路的主保護(hù)；110220

51、KV的高壓電網(wǎng)和330500KV 的超高壓電網(wǎng)中，相間短路距離保護(hù)和接地短路距離保護(hù)主要作為全線速動(dòng)主保護(hù)的相 間短路和接地短路的后備保護(hù)，對(duì)于不要求全線速動(dòng)保護(hù)的高壓線路，距離保護(hù)則可作 為線路的主保護(hù) 第 七 章 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算 第 7 1 節(jié) 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇 711 零序電流保護(hù)的特點(diǎn) 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序電流 分量構(gòu)成保護(hù)，可做為一種主要的接地短路保護(hù)。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?，在?常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零 序電流保護(hù)仍有電流保護(hù)的某些弱點(diǎn)，即它受電

52、力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，靈敏 度將因此降低；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太 小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很 長(zhǎng)，靈敏度很低。 當(dāng)零序電流保護(hù)的保護(hù)效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)。接 地距離保護(hù)因其保護(hù)范圍比較固定，對(duì)本線路和相鄰線路的博愛(ài)戶效果都會(huì)有所改善。 零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序?yàn)V過(guò)器，接線簡(jiǎn)單可靠，零序電流保護(hù)通常由 多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。為了適應(yīng)某些運(yùn)行情況的需 要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù)的效果。 7. 1. 2 110220kv中性點(diǎn)直

53、接接地電網(wǎng)中線路零序繼電保護(hù)的配置原則 對(duì)于單回線路接地短路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，在 終端線路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)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(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。 7. 1. 3 B-BDi和A-BD5線路相間繼電保護(hù)方式選擇 1) B-BD 1為 110KV 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段 式零序電流保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)采用多段式接地距離保 護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。 2) A-BD5為110KV輻射網(wǎng)不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)。 第 7 2

54、節(jié) 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析 7 2 1 接地短路電流、電壓的特點(diǎn) 根據(jù)接地短路故障的計(jì)算方法可知，接地短路是相當(dāng)于在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點(diǎn)增加額 外附加電抗的短路。這個(gè)額外附加電抗就是負(fù)序和零序綜合電抗。各序的電流分配，只 決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關(guān)系；而各序電流的絕對(duì)值要受其他序電抗的影響。 計(jì)算分支零序電流的分布時(shí)，例如：計(jì)算電流分支系數(shù)，只須研究零序序網(wǎng)的情 況；當(dāng)要計(jì)算零序電流絕對(duì)值大小時(shí)，必須同時(shí)分析正、負(fù)、零三個(gè)序網(wǎng)的變化。零序 電壓的特點(diǎn)，類似零序電流的情況。零序電壓分布在短路點(diǎn)最高，隨著距短路點(diǎn)的距離 而逐漸降低，在變壓器中性點(diǎn)接地處為零。 722 接地短路計(jì)算的運(yùn)行

55、方式選擇 計(jì)算零序電流大小和分布的運(yùn)行方式選擇，是零序電流保護(hù)整定計(jì)算的第一步。選 擇運(yùn)行方式就是考慮零序電流保護(hù)所能適應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路變化大小的問(wèn) 題。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門，但繼電保護(hù)可在此基 礎(chǔ)上，加以分析選擇。其中變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目的多少和分配地點(diǎn)，對(duì)零序電流保護(hù) 影響極大，通常由繼電保護(hù)整定計(jì)算部門決定。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇，一般可 按下述條件考慮： 1） 總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確 定中性點(diǎn)是否接地；其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考 慮。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí)，也可采取幾臺(tái)

56、變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。 2） 發(fā)電廠的母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，這是電力系統(tǒng)過(guò)電壓保 護(hù)和繼電保護(hù)功能所需要的。為改善設(shè)備過(guò)電壓的條件，對(duì)雙母線上接有多臺(tái) 一般是四 臺(tái)以上）變壓器時(shí)，可選擇兩臺(tái)變壓器同時(shí)接地運(yùn)行，并各分占一條母線，這樣在雙母 線母聯(lián)短路器斷開(kāi)后，也各自保持著接地系統(tǒng)。 變電所的變壓器中性點(diǎn)分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重 合閘，其中性點(diǎn)因班應(yīng)不接地運(yùn)行，以簡(jiǎn)化零序電流保護(hù)的整定計(jì)算；雙側(cè)電源受電的 變壓器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺(tái)數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按 變壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。 723 流過(guò)

57、保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式選擇 1）單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運(yùn)行方式，線路末端的變壓器中性點(diǎn)不接地 運(yùn)行。 作，并考慮在最大開(kāi)機(jī)方式下對(duì)側(cè)接地方式最小，而本側(cè) 保護(hù)的背后）接地方式最大。 3）計(jì)算各類短路電流值。 4）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。 見(jiàn)表5 1） 724最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇 1） 輻射形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分之系數(shù)與短路的位置無(wú)關(guān)。 2） 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小 。但實(shí)際上整定需要 最大分支系數(shù)，故還是選擇開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式。 （3） 環(huán)外線路對(duì)環(huán)內(nèi)線路的分支系數(shù)也與短路點(diǎn)有關(guān)，隨著短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)，分支系數(shù) 逐漸增大，可以增加到很大很大，但具體

58、整定并不是選一個(gè)最大值，而應(yīng)按實(shí)際 整定配合點(diǎn)的分支系數(shù)計(jì)算。 第 7 3 節(jié) 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 731 零序電流保護(hù) I 段的整定 式中Kk可靠系數(shù)，取1.21.3 ;計(jì)算時(shí)取1.2 I max線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。 式中Kk可靠系數(shù)，取1.11.2 ;計(jì)算時(shí)取1.1 I 0, bt max斷路器三相不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的零序電流最大值。 式中Kk可靠系數(shù)，取1.151.2 ; Kfz 分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值； I dz一一相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段整定值。當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不 到規(guī)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù) II 段配合整定。

59、 2)按躲開(kāi)本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時(shí)流過(guò)的最大零序電流整 定。 3)當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須 躲開(kāi)該段相間的保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流。 4)當(dāng)使用本段保護(hù)做為重合閘后加速或手動(dòng)合閘后加速時(shí)，應(yīng)考慮可能出現(xiàn)線路變 壓器組的情況。 733 零序電流保護(hù) III 段保護(hù)的整定 此段保護(hù)一般是起后備保護(hù)作用。 III 段保護(hù)通常是作為零序電流保護(hù) II 段保護(hù)的 補(bǔ)充作用。對(duì)后備保護(hù)的要求是在相鄰下一級(jí)線路末端達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)。零序電流保 護(hù) III 段保護(hù)按滿足以下條件整定： 1) 按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)

60、II 段保護(hù)配合整定。當(dāng)本保護(hù)的零序電 流保護(hù) II 段已達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，此零序電流保護(hù) III 段也可按與相鄰下一級(jí)線路 的零序電流保護(hù) III 段配合整定，以改善后備性能。 2) 按躲開(kāi)下一條線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，保護(hù)裝置零序電流濾過(guò)器中的最大 不平衡電流來(lái)整定 1 dz Ill =K 式中Kk 可靠系數(shù)。取1.11.2 ; Ibp -max相鄰線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，零序電流濾過(guò)器所輸出的最大不平衡電 流。 I bpmax本級(jí)線路末端可能出現(xiàn)的最大不平衡電流，而其近似計(jì)算式為： I bp max=zp X 氐 X KwcX Id max(7 5 式中Kfzp非周期分量系數(shù)，取