35Kv電網(wǎng)繼電保護設計和35kv變電站畢業(yè)設計

PAGE西安航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）論文題目：35Kv電網(wǎng)繼電保護設計所屬系部：自動化工程系指導老師：職稱：學生姓名：班級、學號:專業(yè)：電氣自動化西安航空職業(yè)技術學院制年月日西安航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書題目：35Kv電網(wǎng)繼電保護設計任務與要求：短路電流計算：電網(wǎng)繼電保護配置設計；輸電線路繼電保護設計三部分分階段寫說明書一份，畫硬件設計電路圖（包括繼電保護回路展開式原理圖）及設備表。時間：年月日至 年月日共周所屬系部：自動化工程系學生姓名： 學號：18專業(yè)：電氣自動化指導單位或教研室：指導教師： 職稱：西安航空職業(yè)技術學院制年月日畢業(yè)設計(論文)進度計劃表日期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指導教師

簽字教師對進度計劃實施情況總評簽名年月日本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一。35KV電網(wǎng)繼電保護設計【摘要】本次繼電保護設計是35KV電網(wǎng)繼電保護設計（多電源環(huán)網(wǎng)，單側(cè)電源線路保護整定）。本次設計中采用WXB—11C型微機保護對電網(wǎng)進行保護,首先介紹了電力系統(tǒng)繼電保護的基礎知識，然后根據(jù)給定35KV電網(wǎng)的接線圖及參數(shù)，進行短路電流計算，制定出反應其輸電線路上相間短路、接地短路故障的繼電保護配置方案。通過對所配置的繼電保護進行整定計算和校驗，論證繼電保護配置的正確性。并加裝自動重合閘裝置，提高供電可靠性。關鍵詞:短路電流計算；電網(wǎng)繼電保護；輸電線路繼電保護；重合閘AbstractThisdesignis110KVelectricgridprotectiondesign(multi-powersourcesloop,singlesidepowersourcelineprotectionsetting).InthisdesignusingWXB-11Cmicrocomputerprotectionprotectstheelectricalnetwork.Firsttheelectricalpowersystemprotectionelementaryknowledgeisintroduced.thenaccordingtothewiringdiagramandtheparameterofthe110KVelectricalnetwork,theshort-circuitcurrentiscalculated.Protectionequipmentplanreflectingphasefaultandearthfaultonthetransmissionlinearedetermined.Throughsettingcalculationandverificationofprotectionequipped,accuracyofprotectionequipmentisproved.Inordertoimprovepowersupplyreliability,reclosingisequipped.Thebasisofthesettingvaluesworkedout,thedefinitevaluelistsofmicrocomputerprotectionarecompleted.Keywords:protection;short-circuitcurrentcalculation;reclosing目錄1概述 41.1電力系統(tǒng)繼電保護的作用 41.2電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置 41.2.1統(tǒng)繼電保護技術要求 41.2.2繼電保護裝置 41.3繼電保護的基本要求 41.4電網(wǎng)繼電保護的設計原則 51.4.135kV線路保護配置原則 51.4.235kV母線保護配置原則 51.4.335kV斷路器保護配置原則 52系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算 62.1標幺制及標幺值計算方法 62.1.1標幺制的概念 62.12標么值的折算. 62.2、雙繞組變壓器的參數(shù)計算 62.3繞組變壓器的參數(shù)計算 72．3.1電阻參數(shù)計算 72.3.2電抗參數(shù)計算 72.4輸電線路參數(shù)的計算 73中性點接地的選擇 83.135KV中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護 83.2高頻保護整定時考慮的幾個問題 83.2.1、高頻信號注意事項 83.3高頻閉鎖距離保護的整定計算 93.3．1距離保護各段的整定計算 94短路電流的計算 114.1三相短路電流計算 114.2兩相短路電流計算 125繼電保護整定(以下電流值的單位為：ＫＡ；電壓值的單位為：ＫＶ。) 135.1對保護５進行整定計算 145.1.1保護５的Ⅰ段 145.1.2保護５的Ⅱ段 145.1.3保護５的Ⅲ段 155.2護３進行整定計算 155.2.1保護３的Ⅰ段 155.2.2保護３的Ⅱ段 155.2.3保護３的Ⅲ段 165.3對保護１進行整定計算 165.3.1保護１的Ⅰ段 165.3.2保護１的Ⅱ段 165.3.3保護１的Ⅲ段 165.4對保護２進行整定計算 175.4.1保護２的Ⅰ段 175.4.2保護２的Ⅱ段 185.4.3保護２的Ⅲ段 185.5、對保護４進行整定計算 185.5.1保護４的Ⅰ段 185.5.2保護４的Ⅱ段 195.5.3保護４的Ⅲ段 195.6對保護６進行整定計算 205.6.1保護６的Ⅰ段 205.6.2保護６的Ⅱ段 205.6.3保護６的Ⅲ段 206短路電流計算說明書 226.1三相短路電流計算 226.2兩相短路電流計算 246.2.1兩相短路電流負序電抗化簡 266.3繼電保護整定 286.3.1方向元件的設置 296.3.2整定原則 306.3.3繼電保護配置成果表 307零序電流保護的整定計算 317.1零序電流保護瞬時段（Ⅰ段）的整定計算 317.2零序電流保護（Ⅱ段）的整定計算 327.3零序電流保護（Ⅲ段）的整定計算 327.4零序方向元件靈敏度的校驗 33結束語 34謝辭 35參考文獻 361概述1.1電力系統(tǒng)繼電保護的作用電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。1.2電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置1.2.1統(tǒng)繼電保護技術要求

（1）起動失靈的保護為線路、過電壓和遠方跳閘、母線、短引線、變壓器（高抗）的電氣量保護。

（2）斷路器失靈保護的動作原則為：瞬時分相重跳本斷路器的兩個跳閘線圈；經(jīng)延時三相跳相鄰斷路器的兩個跳閘線圈和相關斷路器（起動兩套遠方跳閘或母差、變壓器保護），并閉鎖重合閘。

（3）失靈保護應采用分相和三相起動回路，起動回路為瞬時復歸的保護出口接點（包括與本斷路器有關的所有電氣量保護接點）。

（4）斷路器失靈保護應經(jīng)電流元件控制實現(xiàn)單相和三相跳閘，判別元件的動作時間和返回時間均不應大于20ms。

（5）重合閘僅裝于與線路相聯(lián)的兩臺斷路器保護屏（柜）內(nèi)，且能方便地整定為一臺斷路器先重合，另一臺斷路器待第一臺斷路器重合成功后再重合。（6）斷路器重合閘裝置起動后應能延時自動復歸，在此時間內(nèi)斷路器保護應溝通本斷路器的三跳回路，不應增加任何外回路。（7）閉鎖重合閘的保護為變壓器、失靈、母線、遠方跳閘、高抗、短引線保護。

（8）短引線保護可采用和電流過流保護方式，也可采用差動電流保護方式。

（9）短引線保護在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)引起諧波分量和直流分量影響下不應誤動作。

（10）短引線保護的線路或變壓器隔離刀閘輔助接點開入量不應因高壓開關場強電磁干擾而丟失信號。對隔離刀閘輔助接點的通斷應有監(jiān)視指示。1.2.2繼電保護裝置繼電保護裝置，就是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置1.3繼電保護的基本要求對繼電保護裝置有哪些基本要求要求是：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。⑴選擇性：系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置應有選擇地切除故障部分，非故障部分繼續(xù)運行；⑵快速性“短路時，快速切除故障這樣可以①縮小故障范圍，減少短路電流引起的破壞；②減少對用記的影響；③提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；⑶靈敏性：指繼電保護裝置對保護設備可能發(fā)生的故障和正常運行的情況，能夠靈敏的感受和靈敏地作，保護裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)衡量。⑷可靠性：對各種故障和不正常的運方式，應保證可靠動作，不誤動也不拒動，即有足夠的可靠。1.4電網(wǎng)繼電保護的設計原則1.4.135kV線路保護配置原則（1）每回35kV線路應按近后備原則配置雙套完整的、獨立的能反映各種類型故障、具有選相功能全線速動保護（2）每回35kV線路應配置雙套遠方跳閘保護。斷路器失靈保護、過電壓保護和不設獨立電抗器斷路器的500kV高壓并聯(lián)電抗器保護動作均應起動遠跳。

（3）根據(jù)系統(tǒng)工頻過電壓的要求，對可能產(chǎn)生過電壓的500kV線路應配置雙套過電壓保護。（4）裝有串聯(lián)補償電容的線路，應采用雙套光纖分相電流差動保護作主保護。

（5）對電纜、架空混合出線，每回線路宜配置兩套光纖分相電流差動保護作為主保護，同時應配有包含過負荷報警功能的完整的后備保護。

（6）雙重化配置的線路主保護、后備保護、過電壓保護、遠方跳閘保護的交流電壓回路、電流回路、直流電源、開關量輸入、跳閘回路、起動遠跳和遠方信號傳輸通道均應彼此完全獨立沒有電氣聯(lián)系。

（7）雙重化配置的線路保護每套保護只作用于斷路器的一組跳閘線圈。（8）線路主保護、后備保護應起動斷路器失靈保護。1.4.235kV母線保護配置原則

（1）每條500kV母線按遠景配置雙套母線保護，對500kV一個半斷路器接線方式，母線保護不設電壓閉鎖元件。

（2）雙重化配置的母線保護的交流電流回路、直流電源、開關量輸入、跳閘回路均應彼此完全獨立沒有電氣聯(lián)系。

（3）每套母線保護只作用于斷路器的一組跳閘線圈。

（4）母線側(cè)的斷路器失靈保護需跳母線側(cè)斷路器時，通過起動母差實現(xiàn)。1.4.335kV斷路器保護配置原則

（1）一個半斷路器接線的500kV斷路器保護按斷路器單元配置，每臺斷路器配置一面斷路器保護屏（柜）。

（2）當出線設有隔離開關時，應配置雙套短引線保護。

（3）重合閘溝三跳回路在斷路器保護中實現(xiàn)。

（4）斷路器三相不一致保護應由斷路器本體機構完成。

（5）斷路器的跳、合閘壓力閉鎖和壓力異常閉鎖操作均由斷路器本體機構實現(xiàn)，分相操作箱僅保留重合閘壓力閉鎖回路。

（6）斷路器防跳功能應由斷路器本體機構完成。2系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算2.1標幺制及標幺值計算方法所謂標幺制，就是把各個物理量均用標幺制來表示的一種相對單位制2.1.1標幺制的概念標幺制（perunit）電路計算中各物理量和參數(shù)均以其有名值與基準值的比值表示無量綱體制。例如物理量A，有其相應基準值AB，則A的標幺值A*＝A/AB。2.12標么值的折算.進行電力系統(tǒng)計算時,除采用有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等進行運算外,還可采用沒有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等的相對值進行運算.前者稱有名制,后者稱標么制.標么制之所以能在相當寬廣的范圍內(nèi)取代有名制,是由于標么制具有計算結果清晰、便于迅速判斷計算結果的正確性、可大量簡化計算等優(yōu)點。標么值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位）對于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡,在制訂標么值的等值電路時,各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準值進行歸算.由于各元件的額定值可能不同,因此,必須把不同基準值的標么阻抗換算成統(tǒng)一基準值的標么值.現(xiàn)統(tǒng)一選定的基準電壓和基準功率分別為V和S,則電抗的實際有名值換算成標么值,即在工程計算中規(guī)定,各個電壓等級都以其平均額定電壓V作為基準電壓.根據(jù)我國現(xiàn)行的電壓等級,各級平均額定電壓規(guī)定為3.15,6.3,10.5,15.75,37,115,230,345,525KV2.2、雙繞組變壓器的參數(shù)計算變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻RT，電抗XT，電導GT和電納BT，變壓器的變比K。根據(jù)銘牌上所給的短路損耗△PS，短路電壓VS%，空載損耗△PO，空載電流IO%。前兩個數(shù)據(jù)由短路試驗得到，用以確定RT和XT；后兩個數(shù)據(jù)由空載試驗得到，用以確定GT和BT。電阻RT：變壓器作短路試驗時,將一側(cè)繞組短接,在另一側(cè)繞組施加電壓,使短路繞組的電流達到額定值.由于此時外加電壓較小,相應的鐵耗也小,可以認為短路損耗即等于變壓器通過額定電流時原、副方繞組電阻的總損耗.在電力系統(tǒng)計算中,常用變壓器三相額定容量和額定線電壓進行參數(shù)計算,則公式為:{RT}Ω={ΔPS}KW{VN2}KV×103/{SN2}KVA電抗XT:當變壓器通過額定電流時,在電抗上產(chǎn)生的電壓降的大小,可以用額定電壓的百分數(shù)表示,對于大容量變壓器,其繞組電阻比電抗小得多,則公式:{XT}Ω=VS%×{VN2}KV×103/100/{SN}KVA電導GT:變壓器的電導是用來表示鐵芯損耗的.由于空載電流相對額定電流來說是很小的,繞組中的銅耗也很小,所以近似認為變壓器的鐵耗就等于空載損耗,則公式為:{GT}S={ΔP0}KW×10-3/{VN2}KV電納BT:變壓器的電納代表變壓器的勵磁功率.變壓器空載電流包含有功分量和無功分量,與勵磁功率對應的是無功分量.由于有功分量很小,無功分量和空載電流在數(shù)值上幾乎相等.{BT}S=I0%×{SN}KVA×10-3/100/{VN2}KV變壓比KT:在三相電力系統(tǒng)計算中,變壓器的變壓比通常是指兩側(cè)繞組空載線電壓的比值.對于星形和三角形接法的變壓器,變壓比與原副方繞組匝數(shù)比相等;對于星三角形接法的變壓器,變壓比為原副方繞組匝數(shù)比的倍.根據(jù)電力系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)的要求,變壓器不一定工作在主抽頭上,因此,變壓器運行中的實際變比,應是工作時兩側(cè)繞組實際抽頭的空載線電壓之比.2.3繞組變壓器的參數(shù)計算三繞組變壓器等值電路中的參數(shù)計算原則與雙繞組變壓器的相同,下面分別確定各參數(shù)的計算公式.2．3.1電阻參數(shù)計算電阻R1,R2,R3:為了確定三個繞組的等值阻抗,要有三個方程,為此,需要有三種短路試驗的數(shù)據(jù).三繞組變壓器的短路試驗是依次讓一個繞組開路,按雙繞組變壓器來作.通過查手冊可得短路損耗分別為,則有ΔPS1=1/2(ΔPS(1-2)+ΔPS(3-1)-ΔPS(2-3))ΔPS2=1/2(ΔPS(1-2)+ΔPS(2-3)-ΔPS(3-1))ΔPS3=1/2(ΔPS(2-3)+ΔPS(3-1)-ΔPS(1-2))求出各繞組的短路損耗后,便可導出雙繞組變壓器計算電阻相同形式的算式,即:{Ri}Ω={Psi}KW{VN2}KV×103/{SN2}KVA2.3.2電抗參數(shù)計算電抗X1,X2,X3:和雙繞組變壓器一樣,近似地認為電抗上的電壓降就等于短路電壓.在給出短路電壓力后,與電阻的計算公式相似,各繞組的短路電壓為VS1%=1/2(VS(1-2)%+VS(3-1)%-VS(2-3)%)VS2%=1/2(VS(1-2)%+VS(2-3)%-VS(3-1)%)VS3%=1/2(VS(2-3)%+VS(3-1)%-VS(1-2)%)各繞組的等值電抗為:{Xi}Ω=Vsi%×{VN2}KV×103/100/{SN}KVA2.4輸電線路參數(shù)的計算輸電線路的參數(shù)有四個:反映線路通過電流時產(chǎn)生有功功率損失效應的電阻;反映載流導線周圍產(chǎn)生磁場效應的電感;反映線路帶電時絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損失的電導;反映帶電導線周圍電場效應的電容.輸電線路的這些參數(shù)通?？梢哉J為是沿全長均勻分布的,每單位長度的參數(shù)為r、x、g及b.當線路長為l(km)時,R=rl;X=xl;G=gl;B=bl由于沿絕緣子的泄漏很小,可設G=0.3中性點接地的選擇3.135KV中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護目前，我省220KV線路均采用微機保護，配置兩套不同原理的全線速動主保護及后備保護。其中一套主保護為高頻閉鎖相差保護，或高頻閉鎖方向保護，另一套為高頻閉鎖距離保護。A：兩套保護都應具有全線速動并帶有完整的后備保護。每套保護均應具有獨立的選相功能。B：兩套主保護的交流回路，直流電源跳閘回路及信號傳輸通道彼此獨立。C：配置兩套后備保護，后備保護按近后備原則配置。選用相間及接地距離保護，零序電流方向保護?？膳c主保護結合在一套裝置內(nèi)。3.2高頻保護整定時考慮的幾個問題系統(tǒng)中發(fā)生故障時高頻保護將某種電量（簡稱判別量）轉(zhuǎn)換為高頻電波，借助于通道傳給對側(cè)，然后，線路每一側(cè)按照對側(cè)與本側(cè)判別量之間之間的關系來判斷區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。由于選取的判別量不同，判別量的傳送方式和采用通道的情況不同，就出現(xiàn)了各種形式的高頻保護裝置。高頻保護是利用線路兩側(cè)的高頻訊號情況來決定是否應動作的，故線路兩側(cè)高頻保護必須同時運行，不能單側(cè)運行。由于線路兩側(cè)高頻保護相當一個整體，故要求：（1）：線路兩側(cè)采用型號采用相同的保護裝置。（2）：線路兩側(cè)高頻保護的整定值相同。由于高頻保護的構成方向不同，故必須根據(jù)所采用的保護方式?jīng)Q定整定方法。目前高頻保護主要有以下幾種：相差高頻保護、高頻閉鎖方向、零序電流保護、高頻閉鎖距離3.2.1、高頻信號注意事項高頻信號頻率和通道的選擇將對保護的動作性能帶來很大的影響，因此在選擇頻率和通道時必須注意：（1）高頻信號在線路上傳輸過程中，有能量衰耗，線路愈長，衰耗愈大，選用的頻率愈高，衰耗也愈大。如果高頻信號的衰耗過大，將使高頻收訊機不能正常準確工作。為此，在線上要使用較低頻率，在短線上要使用較頻率，通常使用頻率為150—200KHz。（2）為了消除相鄰線路之間的高頻干擾，相鄰線路高頻保護的信號頻率不應相同，要有5—10KHz左右的差別。（3）在電力系統(tǒng)中，載波通訊和高頻保護都要使用高頻信號，這兩者的頻率不能相同，高頻設備要單獨設置，高頻加工設備最好分別裝在不同的相別上。為了提高高頻信號的傳輸效率，在長線路的高頻保護中還可考慮采用相—相式的高頻通道。3.3高頻閉鎖距離保護的整定計算高頻閉鎖距離保護主要由起訊元件、停訊元件和高頻收發(fā)訊機構成。采用距離保護的起動元件兼做高頻保護的起訊元件，而利用方向阻抗元件兼做高頻保護的停訊元件。利用半導體距離保護構成高頻閉鎖距離保護，其中的復合電流元件兼做高頻保護的起訊元件，同時兼做斷線閉鎖和振蕩閉鎖元件。高頻主保護和后備保護復合為一體。既有整套高頻主保護的功能，又有整套后備保護的作用。3.3．1距離保護各段的整定計算（1）第Ⅰ段整定計算動作阻抗按下述情況計算。對輸電線路，按保護范圍不伸出線路末端整定，即式中——可靠系數(shù)，一般取0.8~0.85；——被保護線路l的阻抗。第一段的動作時限為繼電器本身的固有時限，通常取。（2）第Ⅱ段的整定計算動作阻抗按如下條件計算，一般選其中最小者為整定值。按躲過相鄰變壓器其他側(cè)母線故障整定式中：——本線路正序阻抗——相鄰變壓器阻抗——可靠系數(shù)。取0.8~0.85——可靠系數(shù)。取0.7~0.75——助增系數(shù)，一般大于1按保證保護范圍末端短路時有足夠的靈敏度整定，即第Ⅱ段保護的靈敏系數(shù)為：>1.3（3）第Ⅲ段的整定計算動作阻抗通常按躲過最小負荷阻抗整定。對全阻抗繼電器對方向阻抗繼電器上兩式中——最小負荷阻抗，；——可靠系數(shù)，取1.3；——繼電器的返回參數(shù)，取1.15~1.25；——負荷自起動參數(shù)；取1.5~2.5——電網(wǎng)額定相電壓；、——分別為阻抗元件的最靈敏角和負荷阻抗角。第Ⅲ段保護的靈敏系數(shù)：作近后備時作遠后備時式中——相鄰線路末端短路時，實際可能的最大分支系數(shù)。保護的動作時限（4）、繼電器阻抗值：（5）、起動元件的整定：負序電流與零序電流元件作為裝置的起動元件，與相電流元件輔助起動元件配合，起動發(fā)信并構成振蕩閉鎖回路。負序與零序電流元件按以下原則整定：1）、本線路末端兩相短路負序電流元件靈敏度大于42）、本線路末端單相或兩相接地短路，負序零序電流元件靈敏度均大于43）、距離保護第Ⅲ段保護范圍末端兩相短路，負序電流元件靈敏度大于24）、距離保護第Ⅲ段保護范圍末端單相或兩相接地短路，負序或零序電流元件靈敏度均大于2，相電流元件的整定為：——最大負荷電流——可靠系數(shù)，取1.2~1.3——返回系數(shù)，取0.854短路電流的計算短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。所謂短路,是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因有以下幾個方面：1、元件損壞2、氣象條件惡化3、人為事故4、其它在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有：1、三相短路f(3)2、兩相短路f(2)3、兩相接地短路f(1,1)。三相短路也稱為對稱短路,系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)。其它類型的短路都是不對稱的路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明,在各種類型的短路中,單相短路占大多數(shù),兩相短路較少,三相短路機會最少。從短路計算方法來看,一切不對稱短路的計算在采用對稱分量法后,都歸結為對稱短路的計算。短路計算的目的1選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設備為了合理的配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù),必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析.在這些計算中不但要知道故障支路中的電流值,還必須知道在網(wǎng)絡中的分布情況.有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值1在設計和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時,為了比較各種不同方案的接線圖,確定是否需要采取限制短路電流的措施,都要進行必要的短路電流計算。1進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算,研究短路對用戶工作的影響等,也包含有一部分短路計算.1在實際工作中,根據(jù)一定的任務進行短路計算時必須首先確定計算條件.所謂計算條件是指短路發(fā)生時系統(tǒng)的運行方式,短路的類型和發(fā)生地點,以及短路發(fā)生后所采取的措施.4.1三相短路電流計算最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所在地１１０ＫＶ母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為０．２２５。城關變電所總負荷為２４０Ａ（３５ＫＶ側(cè)），由金河電站供給１１０ＫＡ、青嶺電站供給１３０ＫＡ。剩余的１１０Ａ經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。最后化簡所得的電抗為：X32=0.712；X33=10.791；X34=5.047解：根據(jù)題意解得三相短路電流系統(tǒng)：I*j=1/X*j=1/0.712=1.406I(3)s.max=Ij×I*j=7.731青嶺：X*js=X*j×Se/Sj=1.079查表得：I*e=0.98I(3)q.max=I”=I*e×Se/1.73Up=0.541金河：X*js=X*j×Se/Sj=0.757查表得：I*e=1.353I(3)j.max=I”=I*e×Se/1.73Up=1.115IS＝7.731Iq=0.541Ij=1.1154.2兩相短路電流計算最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所１１０ＫＶ母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為０．３５城關變電所總負荷為１０５Ａ（３５ＫＶ側(cè)），由金河電站供給４０Ａ、青嶺電站供給６５Ａ。剩余的１５Ａ經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)?；嗠娍箞D，得出兩相正負序電抗圖后，合并得出：X31=0.826；X32=10.804；X33=11.562解：根據(jù)題意解得三相短路電流系統(tǒng)：I*j=1/X*j=1/1.661=0.602Is=Ij×I*j=3.310I(3)s.min=1.73×Is＝5.733青嶺：X*js=X*j×Se/Sj=1.163查表得：I*e=0.911I”=I*e×Se/1.73Up=0.25I(3)q.min=1.73×I”=0.433金河：X*js=X*j×Se/Sj=0.815查表得：I*e=1.265I”=I*e×Se/1.73Up=0.261I(3)j.min=1.73×I”=0.452IS＝5.733Iq=0.433Ij=0.4525繼電保護整定(以下電流值的單位為：ＫＡ；電壓值的單位為：ＫＶ。)根據(jù)下圖對各保護進行整定：分別對單側(cè)電源進行保護的整定：Ａ、對下面單側(cè)電源進行保護整定：5.1對保護５進行整定計算解：根據(jù)題意所得：5.1.1保護５的Ⅰ段Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=23.81Xs.min=Es/I(3)d3.max=16.5Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=20.155IⅠop5=KⅠrelI(3)d4.max=0.9204檢驗：LⅠmin=1/X1(0.866Es/IⅠop5－Xs.max)=－9.28<0.15L故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：LⅠmain=0.75L=22.5km電流元件的動作電流：IⅠop5=Es/(Xs.main+X1LⅠmain)=0.733IⅠop5=0.733低電壓元件的動作電壓：UⅠop5=1.73×IⅠop5X1LⅠmain=11.426UⅠop5=11.426最大運行方式時的保護區(qū)：LⅠmax=(Xs.maxUⅠop5)/X1(Up－UⅠop5)=26.59km最小運行方式時的保護區(qū)：LⅠmin=(0.866Es－Xs.masIⅠop5)/X1IⅠop5=21.85kmLⅠmin>0.15L故滿足要求；5.1.2保護５的Ⅱ段Ksen=I(2)d4.min/IⅡop5＝1.3(滿足要求)故：IⅡop5=I(2)d4.min/Ksen＝0.395IⅡop5=0.395tⅡop5＝tⅠop5+△t＝0.5stⅡop5＝0.5s5.1.3保護５的Ⅲ段IⅢop5＝KrelKssIL.max/Kre=0.367IⅢop5＝0.367靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d4.min/IⅢop5＝1.4>1.3遠后備：Ksen=I(2)d8.min/IⅢop5＝6.3>1.2滿足要求tⅢop5＝tⅡop5+△t＝2stⅢop5＝2s5.2護３進行整定計算解：根據(jù)題意所得：5.2.1保護３的Ⅰ段IⅠop3=KⅠrelI(3)d3.max=1.554Xs.max=0.866×(Es/I(2)d2.min)=19.723Xs.min=Es/I(3)d2.max=12.777Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=16.75檢驗：LⅠmin=1/X1(0.866Es/IⅠop3－Xs.max)=－19.546<0.15L故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：LⅠmain=0.75L=7.5km電流元件的動作電流：IⅠop3=Es/(Xs.main+X1LⅠmain)=0.940低電壓元件的動作電壓：UⅠop3=1.73×IⅠop3X1LⅠmain=4.884最小運行方式時的保護區(qū)：LⅠmin=(0.866Es－Xs.minIⅠop3)/X1IⅠop3=－30.78故不滿足要求,所以不設Ⅰ段；5.2.2保護３的Ⅱ段IⅡop3＝KphIⅠop5=0.8063檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IⅡop3=0.818<1.3故不滿足要求；改與保護５的Ⅱ段配合：IⅡop3＝KphIⅡop5=0.4345IⅡop3＝0.4345檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IⅡop3=1.788>1.5故滿足要求；tⅡop3＝tⅡop5+△t＝1stⅡop3＝1s5.2.3保護３的Ⅲ段IⅢop３＝KrelKssIL.max/Kre=0.298IⅢop３＝0.298靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d3.min/IⅢop3＝2.607>1.5遠后備：Ksen=I(2)d4.min/IⅢop3＝1.725>1.5滿足要求tⅢop3＝tⅢop5+△t＝2.5stⅢop3＝2.5s5.3對保護１進行整定計算5.3.1保護１的Ⅰ段IⅠop1=KⅠrelI(3)d2.max=1.128IⅠop1=1.128 Xs.max=0.866×(Es/I(2)d1.min)=8.605Xs.min=Es/I(3)d1.max=6.845Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=7.725檢驗：LⅠmin=1/X1(0.866Es/IⅠop1－Xs.max)=19.4>0.15L故滿足要求；5.3.2保護１的Ⅱ段Kfz.min=(Id3.minxt+Id3.minjh)/Id3.minxt=1.28IⅡop1＝KphIⅡop3/Kfz.min=0.373IⅡop1＝0.373檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop1=3.84>1.5故滿足要求；tⅡop1＝tⅡop3+△t＝0.5stⅡop1＝0.5s5.3.3保護１的Ⅲ段IⅢop＝KrelKssIL.max/Kre=0.298IⅢop1＝0.298靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d2.min/IⅢop1＝4.812>1.5遠后備：Ksen=I(2)d3.min/IⅢop1＝2.033>1.5滿足要求tⅢop1＝tⅢop3+△t＝3stⅢop1＝3sB、對下面單側(cè)電源進行保護整定：5.4對保護２進行整定計算解：根據(jù)題意所得：Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=43.28Xs.min=Es/I(3)d3.max=19.44Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=31.365.4.1保護２的Ⅰ段IⅠop2=KⅠrelI(3)d1.max=0.7728檢驗：LⅠmin=1/X1×(0.866Es/IⅠop2－Xs.max)=－48.27<1.3故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：LⅠmain=0.75L=30km電流元件的動作電流：IⅠop2=Es/(Xs.main+X1LⅠmain)=0.493低電壓元件的動作電壓：UⅠop2=1.73×IⅠop2X1LⅠmain=10.1最小運行方式時的保護區(qū)：LⅠmin=(0.866Es－Xs.maxIⅠop2)/X1IⅠop5=－15.063kmLⅠmin<0.15L故不滿足要求,所以不設Ⅰ段；5.4.2保護２的Ⅱ段Ksen=I(2)d1.min/IⅡop2＝1.3(滿足要求)故：IⅡop2=I(2)d1.min/Ksen＝0.249IⅡop2=0.249tⅡop2＝tⅠop2+△t＝0.5stⅡop2＝0.5s5.4.3保護２的Ⅲ段IⅢop2＝KrelKssIL.max/Kre=0.298靈敏度校驗：近后備：(取本線路末端)Ksen=I(2)d1.min/IⅢop2＝1.08<1.3故不滿足要求；故采用電壓閉鎖定時限過電流保護的整定計算：IⅢop2＝KkIfh/Kh=0.149IⅢop2＝0.149再檢驗近后備：Ksen=I(2)d1.min/IⅢop2＝2.179>1.3滿足要求tⅢop5＝tⅡop5+△t＝2stⅢop5＝2s5.5、對保護４進行整定計算解：根據(jù)題意所得：Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=79.741Xs.min=Es/I(3)d3.max=53.54Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=66.6415.5.1保護４的Ⅰ段IⅠop4=KⅠrelI(3)d2.max=0.4512檢驗：LⅠmin=1/X1×(0.866Es/IⅠop4－Xs.max)=－24.893<1.3故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：LⅠmain=0.75L=7.5km電流元件的動作電流：IⅠop4=Es/(Xs.main+X1LⅠmain)=0.307低電壓元件的動作電壓：UⅠop4=1.73×IⅠop4X1LⅠmain=1.595最大運行方式時的保護區(qū)：LⅠmax=(Xs.maxUⅠop4)/X1(Up－UⅠop4)=8.981kmLⅠmax>50%L故滿足要求；最小運行方式時的保護區(qū)：LⅠmin=(0.866Es－Xs.masIⅠop4)/X1IⅠop2=－48.618km故不滿足要求,所以不設Ⅰ段；5.5.2保護４的Ⅱ段Kfz.min=(Id2.minxt+Id2.minjh)/Id2.minxt=1.913IⅡop4＝KphIⅠop.xl/Kfz.min=0.494檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop4=0.792<1.3故不滿足要求；tⅡop1＝tⅡop3+△t＝1s改與保護２的Ⅱ段配合：IⅡop4＝KphIⅡop2/Kfz.min=0.144IⅡop4＝0.144檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop4=1.563>1.3故滿足要求；tⅡop4＝tⅡop2+△t＝0.5stⅡop4＝0.5s5.5.3保護４的Ⅲ段IⅢop4＝KrelKssIL.max/Kre=0.298靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d2.min/IⅢop4＝0.756<1.3遠后備：Ksen=I(2)d1.min/IⅢop4＝0.569<1.3故均不滿足要求采用低電壓閉鎖定時限過電流保護整定計算：IⅢop4＝KkIfh/Kh=0.1488IⅢop4＝0.1488低電壓元件的動作電壓:UⅢop4＝KkUg.min/Kh=26.061UⅢop4＝26.061電流校驗：近后備：Ksen=I(2)d2.min/IⅢop4＝1.5>1.3遠后備：Ksen=I(2)d1.min/IⅢop4＝1.14≈1.2故滿足要求tⅢop3＝tⅢop5+△t＝2.5stⅢop3＝2.5s5.6對保護６進行整定計算5.6.1保護６的Ⅰ段IⅠop6=KⅠrelI(3)d3.max=0.4788Xs.max=0.866×(Es/I(2)d4.min)=69.03Xs.min=Es/I(3)d4.max=43.69Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=56.36檢驗：LⅠmin=1/X1(0.866Es/IⅠop6－Xs.max)=－3.7625故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：LⅠmain=0.75L=22.5km電流元件的動作電流：IⅠop6=Es/(Xs.main+X1LⅠmain)=0.3125低電壓元件的動作電壓：UⅠop6=1.73×IⅠop6X1LⅠmain=4.871最大運行方式時的保護區(qū)：LⅠmax=(Xs.maxUⅠop6)/X1(Up－UⅠop6)=16.559km最小運行方式時的保護區(qū)：LⅠmin=(0.866Es－Xs.masIⅠop6)/X1IⅠop6=－24.576故不滿足要求,所以不設Ⅰ段；5.6.2保護６的Ⅱ段與保護4的Ⅱ段配合：IⅡop6＝KphIⅡop4/Kfz.min=0.158IⅡop6＝0.158檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IⅡop6=1.468>1.3故滿足要求；tⅡop6＝tⅡop4+△t＝1stⅡop6＝1s5.6.3保護６的Ⅲ段IⅢop6＝KrelKssIL.max/Kre=0.352靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d3.min/IⅢop6＝0.655<1.3故不滿足要求采用低電壓閉鎖定時限過電流保護整定計算：電流元件的動作電流：IⅢop6＝KkIfh/Kh=0.176IⅢop6=0.176近后備：Ksen=I(2)d3.min/IⅢop6＝1.318>1.3遠后備：Ksen=I(2)d3.min/IⅢop6＝1.3=1.3低電壓元件的動作電壓:UⅢop6＝KkUg.min/Kh=26.061UⅢop6＝26.061故均滿足要求tⅢop6＝tⅢop4+△t＝3stⅢop6＝3sX1=0.225X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X11=1X12=5.33X13=X14=X15=5.33X16=0.876X17=X18=0.75X19=0.75X20=X21=4X22=2X23=2.66586短路電流計算說明書6.1三相短路電流計算最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所在地１１０ＫＶ母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為０．２２５。城關變電所總負荷為２４０Ａ（３５ＫＶ側(cè)），由金河電站供給１１０ＫＡ、青嶺電站供給１３０ＫＡ。剩余的１１０Ａ經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。根據(jù)題意轉(zhuǎn)換出電抗標么值：排除城關變電所，合并整理其它電抗值得：整理合并得：X25=3.918X26=1.833X27=0.275X28=0.175整理合并得：合并、星－三角等值轉(zhuǎn)換：X29=0.5等值電抗轉(zhuǎn)換：X30=7.583X31=3.547X32=0.712X33=10.791X34=5.047計算得出的最大短路電流分別為：IS＝7.731所得數(shù)據(jù)請Iq=0.541查看計算書Ij=1.115第１頁6.2兩相短路電流計算最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所１１０ＫＶ母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為０．３５城關變電所總負荷為１０５Ａ（３５ＫＶ側(cè)），由金河電站供給４０Ａ、青嶺電站供給６５Ａ。剩余的１５Ａ經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。兩相短路電流正序電抗化簡：最小運行方式下轉(zhuǎn)換的電抗標么值：X1=0.35X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75X20=4合并青中線、金中線、中變電抗：X21=0.275X22=0.175X23=5.918X24=6.33整理、合并得：X25=0.625X26=8.178X27=8.751整理、合并得：X28=0.825X29=10.805X30=11.5626.2.1兩相短路電流負序電抗化簡最小運行方式下轉(zhuǎn)換的負序電抗標么值：X1=0.35X2=0.55X3=0X4=0.35X5=0.55X6=0X7=0.35X8=1.168X9=0.292X10=1X12=5.33X16=0.876X19=0.75X20=4整理、合并得：X21=0.275X22=0.175X23=5.918X24=6.33整理、合并得：X25=0.625X26=3.568整理、合并得：X27=4.736X28=0.552整理、合并得X29=Xf=0.727：6.2.2合并附加電抗圖得出電抗圖：整理、合并得出：X31=0.826X32=10.804X33=11.562計算得出的最大短路電流分別為：IS＝5.733所得數(shù)據(jù)請Iq=0.433Ij=0.4526.3繼電保護整定總電路轉(zhuǎn)換圖及變換成單側(cè)電源簡化圖：總電路轉(zhuǎn)換圖：（圖一）單側(cè)電源簡化圖：（圖二）：（圖三）：各個短路點的最大短路電流和最小短路電流數(shù)據(jù)表：短路點Up(kv)回路名稱I(3)d.max(KA)I(3)d.mim(KA)D137系統(tǒng)3.1212.15金河0.4330.155紅山0.2110.169D237系統(tǒng)0.9400.735金河0.7320.203青嶺0.3760.225D310.5系統(tǒng)0.7010.608金河0.5940.171紅山0.3990.232D410.5系統(tǒng)0.4000.398金河0.3670.116青嶺0.4890.268D510.5系統(tǒng)7.7315.733金河1.1150.452青嶺0.5410.433D66.3系統(tǒng)2.5852.477金河3.7991.365青嶺1.1360.788D710.5系統(tǒng)1.7321.665金河1.5490.483青嶺1.0430.656D86.3系統(tǒng)1.7191.777金河1.6230.534青嶺3.5431.799利用三段式電流（電壓）保護，其整定數(shù)據(jù)見計算書。6.3.1方向元件的設置6.3.2整定原則根據(jù)方向元件安裝原則二（對在同一母線上的定時限過電流保護，按動作時限考慮，時限短的安裝方向元件，而長的不用裝，若相等則均裝）判斷，保護２和５的時限為２秒，保護３和４的時限為2.5秒，所以，保護２和５均應安裝方向元件。根據(jù)方向元件安裝原則一（對瞬時過電流速斷保護，當反方向電流大于保護的動作值時，該保護需加裝方向元件）（１）對于保護１，當ｄ１點短路時：Idj1+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA)<IⅠop1=1.128(KA)所以不需要安裝方向元件。（２）對于保護３，當ｄ２點短路時：Idj２＝0.376(KA)<IⅡop3=0.4345(KA)所以不需要安裝方向元件。(3)對于保護４，當ｄ３點短路時：Idx3+Idj3=0.701+0.594=1.295(KA)>IⅡop4=0.144(KA)所以需要安裝方向元件。(4)對于保護6，當ｄ4點短路時：Idx4+Idj4=0.4+0.367=0.767(KA)>IⅡop6=0.158(KA)所以需要安裝方向元件。6.3.3繼電保護配置成果表（計算過程見計算書）型式主保護后備保護保護Ⅰ段Ⅱ段Ⅲ段瞬時電流聯(lián)鎖限時電流速斷保護定時限過電流保護1IⅠop1=1.128tⅠop1＝0sIⅡop1＝0.373tⅡop1＝0.5sIⅢop1＝0.298tⅢop1＝3s2IⅡop2=0.249tⅡop2＝0.5sIⅢop2＝0.149tⅢop5＝2s3IⅡop3＝0.4345tⅡop3＝1sIⅢop３＝0.298tⅢop3＝2.5s4IⅡop4＝0.144tⅡop4＝0.5sIⅢop4＝0.1488tⅢop3＝2.5s5IⅠop5=0.733tⅠop5＝0sIⅡop5=0.395tⅡop5＝0.5sIⅢop5＝0.367tⅢop5＝2s6IⅡop6＝0.158tⅡop6＝1sIⅢop6=0.176tⅢop6＝3s7零序電流保護的整定計算在中性點直接接地的線路中，接地故障占總故障次數(shù)的90%以上。因此，接地短路的保護是高壓電網(wǎng)中的重要保護之一。接地短路的保護可以采用帶零序電流補償?shù)慕拥鼐嚯x保護或高頻保護，也可以采用零序電流保護。7.1零序電流保護瞬時段（Ⅰ段）的整定計算躲開線路末端接地短路時最大零序電流式中——可靠系數(shù)，取1.3——接地短路的最大零序電流。單相接地短路時的零序電流為而兩相接地短路的零序電流為 取兩者最大值靈敏度校驗：7.2零序電流保護（Ⅱ段）的整定計算按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電流整定：——線路末端變壓器另一側(cè)母線發(fā)生接地短路時流過保護的最大零序電流靈敏度校驗：7.3零序電流保護（Ⅲ段）的整定計算（1）躲開下一線路始端三相短路時的式中———非周期分量系數(shù)，采用重合閘加速后取15~2，否則取1———電流互感器的同型系數(shù)，同型時取0.5，不同時取1———電流互感器的10%誤差，取0.1———相鄰線路始端三相的最大短路電流靈敏度校驗：作近后備時：———本線路末端接地短路時最小零序電流作遠后備時：———相鄰線路末端接地短路時最小零序電流———最大分支系數(shù)7.4零序方向元件靈敏度的校驗零序方向元件（繼電器）在零序電流保護中是個判斷功能元件，要求它比零序電流各段保護有較高的靈敏度。階段式零序電流保護一般共用一個方向元件。根據(jù)零序電流、電壓的分布規(guī)律，當接地短路點遠離保護安裝處時，其靈敏度將逐漸降低。因此，零序方向元件的靈敏度應按零序電流保護中最后一段保護的保護范圍末端進行校驗，要求靈敏系數(shù)不小于1.2。對本線路的靈敏系數(shù)要求不小于2。方向元件的靈敏系數(shù)計算為式中——零序方向元件端子上的短路零序功率；