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1、1- 摘要 本次繼電保護設(shè)計是 35KV 電網(wǎng)繼電保護設(shè)計（多電源環(huán)網(wǎng)，單 側(cè)電源線路保護整定） 。 本次設(shè)計中采用 WXB11C 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(chǔ)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(yīng)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(guān)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 2- 1- 目 錄 1 1 概概 述述1 1 1.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用 1 1.2 電力

2、系統(tǒng)繼電保護技術(shù)與繼電保護裝置 1 1.3 繼電保護的基本要求 1 1.4 電網(wǎng)繼電保護的設(shè)計原則 2 2 2 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算3 3 2.1 標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計算方法 3 2.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算 3 2.3 繞組變壓器的參數(shù)計算 4 2.4 輸電線路參數(shù)的計算 4 3 3 中性點接地的選擇中性點接地的選擇5 5 3.1 35KV 中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護5 3.2 高頻保護整定時考慮的幾個問題 5 3.3 高頻閉鎖距離保護的整定計算 5 4 4 短路電流的計算短路電流的計算8 8 4.1 三相短路電流計算 8 5 5 繼電保護整定繼電保護整定

3、1010 5.1 對保護進行整定計算 .10 5.2 護進行整定計算 .11 2- 5.3 對保護進行整定計算 .12 5.5 對保護進行整定計算 .13 6 6 短路電流計算說明書短路電流計算說明書 1616 6.1 三相短路電流計算 .16 6.2 兩相短路電流計算 .18 6.3 繼電保護整定 .21 7 7 零序電流保護的整定計算零序電流保護的整定計算2424 7.1 零序電流保護瞬時段（段）的整定計算 .24 7.2 零序電流保護（段）的整定計算 .24 7.3 零序電流保護（段）的整定計算 .24 7.4 零序方向元件靈敏度的校驗 .25 結(jié)結(jié) 束束 語語2626 致謝致謝2727

4、 參考文參考文 獻獻2828 1- 1 1 概概 述述 1.11.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用電力系統(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。 1.21.2 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)與繼電保護裝置電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)與繼電保護裝置 1.2.1 統(tǒng)繼電保護技術(shù)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(guān)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(yīng)采用分相和三相起動回路，起動

5、回路為瞬時復(fù)歸的 保護出口接點（包括與本斷路器有關(guān)的所有電氣量保護接點） 。 （4）斷路器失靈保護應(yīng)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(yīng)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(yīng)能延時自動復(fù)歸，在此時間內(nèi)斷路 器保護應(yīng)溝通本斷路器的三跳回路，不應(yīng)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

6、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(yīng)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(yīng)因 高壓開關(guān)場強電磁干擾而丟失信號。對隔離刀閘輔助接點的通斷應(yīng) 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(yīng)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 1.31.3 繼電保護的基本要求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。 選擇性：系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置應(yīng)有選擇 2- 地切除故障部分，非故障部分繼續(xù)運行； 快速性“短路時，快速 切除故障這樣可以縮

7、小故障范圍，減少短路電流引起的破壞； 減少對用記的影響；提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 靈敏性：指繼電保護 裝置對保護設(shè)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。 可靠性：對 各種故障和不正常的運方式，應(yīng)保證可靠動作，不誤動也不拒動， 即有足夠的可靠。 1.41.4 電網(wǎng)繼電保護的設(shè)計原則電網(wǎng)繼電保護的設(shè)計原則 1.4.1 35kV 線路保護配置原則 （1）每回 35kV 線路應(yīng)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(yīng)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(shè)獨立電抗器斷

8、路器的 500kV 高壓并聯(lián)電抗器保護 動作均應(yīng)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(yīng)配置雙套過電壓保護。 （4）裝有串聯(lián)補償電容的線路，應(yīng)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(yīng)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(guān)量輸入、跳閘 回路、起動遠跳和遠方信號傳輸通道均應(yīng)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

9、閘 線圈。 （8）線路主保護、后備保護應(yīng)起動斷路器失靈保護。 1.4.2 35kV 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(shè)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(guān)量 輸入、跳閘回路均應(yīng)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。 3- （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)。 1.4.3 35kV 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）

10、 。 （2）當(dāng)出線設(shè)有隔離開關(guān)時，應(yīng)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(yīng)由斷路器本體機構(gòu)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(gòu)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(yīng)由斷路器本體機構(gòu)完成。 2 2 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算 2.12.1 標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計算方法標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計算方法 所謂標(biāo)幺制，就是把各個物理量均用標(biāo)幺制來表示的一種相對 單位制 2.1.1 標(biāo)幺制的概念 標(biāo)幺制（per unit）電路計算中各物理量和參數(shù)均以其有名值 與基準(zhǔn)值的比

11、值表示無量綱體制。例如物理量 A，有其相應(yīng)基準(zhǔn)值 AB，則 A 的標(biāo)幺值 A*A/AB。 2.1.2 標(biāo)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(dǎo)納、電壓、電流、 4- 功率等進行運算外,還可采用沒有單位的阻抗、導(dǎo)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(biāo)么制.標(biāo)么制之所 以能在相當(dāng)寬廣的范圍內(nèi)取代有名制,是由于標(biāo)么制具有計算結(jié)果清 晰、便于迅速判斷計算結(jié)果的正確性、可大量簡化計算等優(yōu)點。 標(biāo)么值=實際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位） 對于直接電氣聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),在制訂標(biāo)么值的等值電路時,各元件的參 數(shù)必須按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進行歸算.由于各元件的額定值可

12、能不同,因 此,必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)么阻抗換算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)么值.現(xiàn)統(tǒng) 一選定的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率分別為 V 和 S,則電抗的實際有名值換 算成標(biāo)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(zhǔn)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, 525KV 2.22.2 雙繞組變壓器的參數(shù)計算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(dǎo) 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

13、，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(yīng)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=PSKWVN2 KV103/SN2KVA 電抗 XT: 當(dāng)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?jǐn)?shù)表示,對于大容量變壓器,其繞組電阻 比電抗小

14、得多,則公式:XT=VS%VN2KV103/100/SNKVA 電導(dǎo) GT:變壓器的電導(dǎo)是用來表示鐵芯損耗的.由于空載電流相 5- 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:GTS=P0KW10-3/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(yīng)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%SNKVA10-3/100/VN2KV 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

15、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 3 一定工作在主抽頭上,因此,變壓器運行中的實際變比,應(yīng)是工作時兩 側(cè)繞組實際抽頭的空載線電壓之比. 2.32.3 繞組變壓器的參數(shù)計算繞組變壓器的參數(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

16、路損耗分別 為,則有 PS1=1/2(PS(1-2)+PS(3-1)-PS(2-3) PS2=1/2(PS(1-2)+PS(2-3)-PS(3-1) PS3=1/2(PS(2-3)+PS(3-1)-PS(1-2) 求出各繞組的短路損耗后,便可導(dǎo)出雙繞組變壓器計算電阻相同形 式的算式,即:Ri=PsiKWVN2KV103/SN2KVA 2.3.2 電抗參數(shù)計算 6- 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

17、%=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=Vsi%VN2KV103/100/SNKVA 2.42.4 輸電線路參數(shù)的計算輸電線路參數(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(yīng)的電阻;反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場效應(yīng)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(dǎo)線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損 失的電導(dǎo);反映帶電導(dǎo)線周圍電場效應(yīng)的電容.輸電線路的這些參數(shù) 通常可以認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(dāng)線路長為 l(km

18、)時,R=rl;X=xl;G=gl;B=bl 由于沿絕緣子的泄 漏很小,可設(shè) G=0. 3 3 中性點接地的選擇中性點接地的選擇 3.13.1 35KV35KV 中性點直接接地電網(wǎng)中線路的保護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(yīng)具有全線速動并帶有完整的后備保護。每套保護均 應(yīng)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。 7- C：配置兩套后備保護，后備保護按近后備原

19、則配置。選用相間及接 地距離保護，零序電流方向保護。可與主保護結(jié)合在一套裝置內(nèi)。 3.23.2 高頻保護整定時考慮的幾個問題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(guān)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(yīng)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(dāng)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

20、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(gòu)成方向不同，故必須根據(jù)所采用的保護方式 決定整定方法。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(zhǔn)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 150200KHz。 （2）為了消除相鄰線路之間的高

21、頻干擾，相鄰線路高頻保護的信號 頻率不應(yīng)相同，要有 510KHz 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(shè)備要單獨設(shè)置，高頻加工設(shè)備最好分別 8- 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。 3.33.3 高頻閉鎖距離保護的整定計算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(gòu)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(dǎo)體距離保護構(gòu)成 高頻閉鎖距離保護，其中的復(fù)合電流元件兼做高頻保護

22、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(fù)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 lk I dz ZKZ 式中 可靠系數(shù)，一般取 0.80.85； k K 被保護線路 l 的阻抗。 l Z 第一段的動作時限為繼電器本身的固有時限，通常取。 stas06 . 0 （2）第段的整定計算 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 bzkblkdz ZKKZKZ 式中：本線路正序阻

23、抗 l Z 相鄰變壓器阻抗 b Z 可靠系數(shù)。取 0.80.85 k K 可靠系數(shù)。取 0.70.75 kb K 9- 助增系數(shù)，一般大于 1 z K 按保證保護范圍末端短路時有足夠的靈敏度整定，即 lllmdz ZZKZ5 . 1 第段保護的靈敏系數(shù)為：1.3 l dz lm Z Z K （3）第段的整定計算 動作阻抗通常按躲過最小負荷阻抗整定。 minfh Z 對全阻抗繼電器 zqhk fh dz KKK Z Z min 對方向阻抗繼電器 )cos( min fhlmzqhk fh dz KKK Z Z 上兩式中 最小負荷阻抗，； minfh Z max min 3/)95. 09 . 0

24、( fh e fh I U Z 可靠系數(shù)，取 1.3； k K 繼電器的返回參數(shù)，取 1.151.25； h K 負荷自起動參數(shù)；取 1.52.5 zq K 電網(wǎng)額定相電壓； e U 、 分別為阻抗元件的最靈敏角和負荷阻抗角。 lm fh 第段保護的靈敏系數(shù)： 作近后備時 5 . 1 l dz lm Z Z K 作遠后備時 2 . 1 2max lfzl dz lm ZKZ Z K 10- 式中 相鄰線路末端短路時，實際可能的最大分支系數(shù)。 maxfz K 保護的動作時限 ttt xldzdz max （4） 、繼電器阻抗值： jx YH LHI dzjdz K n n ZZ （5） 、起動元

25、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(gòu)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 4 2） 、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 4 3） 、距離保護第段保護范圍末端兩相短路，負序電流元件靈敏度 大于 2 4） 、距離保護第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 f fhk dz K IK I max maxfh I 可靠系數(shù)，取 1.21.3 k K 返回系數(shù)，取 0.85 f K

26、 4 4 短路電流的計算短路電流的計算 短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)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 11- 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

27、歸結(jié)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(shè)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(luò)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(shè)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(wù)進行短路計算時必須首先確定計算 條件.

28、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. 4.14.1 三相短路電流計算三相短路電流計算 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 在地母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為。城關(guān)變 電所總負荷為（側(cè)），由金河電站供給 、青嶺電站供給。剩余的經(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 12- 系統(tǒng)： I*j= 1/X*j = 1/0.712 =1.406 I(3)s.max=IjI*j =7.731 青嶺： X*js= X*jSe/Sj =

29、1.079 查表得：I*e=0.98 I(3)q.max=I ” = I*eSe/1.73Up =0.541 金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.757 查表得：I*e=1.353 I(3)j.max=I ” = I*eSe/1.73Up =1.115 IS7.731 Iq=0.541 Ij=1.115 4.24.2 兩相短路電流計算兩相短路電流計算 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 母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為城關(guān)變電所總負 荷為（側(cè)），由金河電站供給、青嶺電站 供給。剩余的經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。 化簡電抗圖，得出兩相正負序電抗圖后，合并得出： X31=0.826

30、；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 =0.602 Is=IjI*j =3.310 I(3)s.min= 1.73Is5.733 青嶺： X*js= X*jSe/Sj = 1.163 查表得：I*e=0.911 I ” = I*eSe/1.73Up =0.25 I(3)q.min=1.73I ” = 0.433 金河：X*js= X*jSe/Sj = 0.815 查表得：I*e=1.265 I ” = I*eSe/1.73Up =0.261 I(3)j.min=1.73I ” = 0.452 IS5.733

31、 Iq=0.433 13- Ij=0.452 5 5 繼電保護整定繼電保護整定 (以下電流值的單位為：；電壓值的單位為：。) 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： 、對下面單側(cè)電源進行保護整定： 5.15.1 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： 5.1.1 保護的段 Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 23.81 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 16.5 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 20.155 Iop5=Krel I(3)d4.max=0.9204 檢驗：Lmin=1/

32、X1(0.866Es/ Iop5Xs.max) =9.280.15L 故滿足要求； 5.1.2 保護的段 Ksen= I(2)d4.min/ Iop51.3 (滿足要求) 故：Iop5= I(2)d4.min/ Ksen0.395 Iop5=0.395 top5top5+t0.5s top50.5s 5.1.3 保護的段 Iop5KrelKss IL.max /Kre=0.367 15- Iop50.367 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d4.min/ Iop51.4 1.3 遠后備：Ksen = I(2)d8.min/ Iop56.3 1.2 滿足要求 top5top5+t2s

33、 top52s 5.25.2 護進行整定計算護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： 5.2.1 保護的段 Iop3=Krel I(3)d3.max=1.554 Xs.max=0.866( Es/I(2)d2.min ) = 19.723 Xs.min= Es/I(3)d2.max = 12.777 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 16.75 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop3Xs.max) =19.5461.5 故滿足要求； top3top5+t1s top31s 5.2.3 保護的段 IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Io

34、p0.298 靈敏度校驗： 17- 近后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop32.607 1.5 遠后備：Ksen = I(2)d4.min/ Iop31.725 1.5 滿足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.35.3 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 5.3.1 保護的段 Iop1=Krel I(3)d2.max=1.128 Xs.max=0.866( Es/I(2)d1.min ) = 8.605 Xs.min= Es/I(3)d1.max = 6.845 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 7.725 檢驗：Lmin=1

35、/X1(0.866Es/ Iop1Xs.max) =19.40.15L 故滿足要求； 5.3.2 保護的段 Kfz.min=( Id3.min xt+ Id3.min jh )/ Id3.min xt = 1.28 Iop1Kph Iop3/ Kfz.min =0.373 Iop10.373 檢驗：Ksen= I(2)d2.min/ Iop1=3.841.5 故滿足要求； top1top3+t0.5s 18- top10.5s 5.3.3 保護的段 IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 Iop10.298 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d2.min/ Iop1

36、4.812 1.5 遠后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop12.033 1.5 滿足要求 top1top3+t3s top13s B、對下面單側(cè)電源進行保護整定： 5.45.4 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 43.28 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 19.44 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 31.36 5.4.1 保護的段 19- Iop2=Krel I(3)d1.max=0.7728 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop2

37、Xs.max) =48.27 1.3 滿足要求 top5top5+t2s top52s 5.55.5 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 解：根據(jù)題意所得： Xs.max=0.866( Es/I(2)d3.min ) = 79.741 Xs.min= Es/I(3)d3.max = 53.54 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 66.641 5.5.1 保護的段 Iop4=Krel I(3)d2.max=0.4512 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop4Xs.max) =24.89350%L 故滿足要求； 最小運行方式時的保護區(qū)： Lmin =

38、(0.866EsXs.mas Iop4)/ X1 Iop2=48.618km 故不滿足要求,所以不設(shè)段； 5.5.2 保護的段 Kfz.min=( Id2.min xt+ Id2.min jh )/ Id2.min xt = 1.913 Iop4Kph Iop.xl/ Kfz.min =0.494 檢驗：Ksen= I(2)d2.min/ Iop4=0.7921.3 故滿足要求； top4top2+t0.5s top40.5s 22- 5.5.3 保護的段 Iop4KrelKss IL.max /Kre=0.298 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d2.min/ Iop40.756

39、1.3 遠后備：Ksen = I(2)d1.min/ Iop41.141.2 故滿足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.65.6 對保護進行整定計算對保護進行整定計算 5.6.1 保護的段 23- Iop6=Krel I(3)d3.max=0.4788 Xs.max=0.866( Es/I(2)d4.min ) = 69.03 Xs.min= Es/I(3)d4.max =43.69 Xs.main= 0.5(Xs.max + Xs.min) = 56.36 檢驗：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop6Xs.max) =3.7625 故不滿足要求； 采用瞬時電流電

40、壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算： Lmain = 0.75L = 22.5 km 電流元件的動作電流： Iop6= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.3125 低電壓元件的動作電壓： Uop6=1.73Iop6X1 Lmain=4.871 最大運行方式時的保護區(qū)： Lmax =( Xs.max Uop6)/ X1 (UpUop6)=16.559 km 最小運行方式時的保護區(qū)： Lmin = (0.866EsXs.mas Iop6)/ X1 Iop6=24.576 故不滿足要求,所以不設(shè)段； 5.6.2 保護的段 與保護 4 的段配合： Iop6Kph Iop4/ Kfz.min =0

41、.158 Iop60.158 檢驗：Ksen= I(2)d3.min/ Iop6=1.4681.3 故滿足要求； 24- top6top4+t1s top61s 5.6.3 保護的段 Iop6KrelKss IL.max /Kre=0.352 靈敏度校驗： 近后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop60.6551.3 遠后備：Ksen = I(2)d3.min/ Iop61.3=1.3 低電壓元件的動作電壓: Uop6Kk Ug.min /Kh=26.061 Uop626.061 故均滿足要求 top6top4+t3s top63s 25- 6 6 短路電流計算說明書短路電流計算說明

42、書 6.16.1 三相短路電流計算三相短路電流計算 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 在地母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為。城 關(guān)變電所總負荷為（側(cè)），由金河電站供給 、青嶺電站供給。剩余的經(jīng)中 心變電所送入系統(tǒng)。 根據(jù)題意轉(zhuǎn)換出電抗標(biāo)么值： 排除城關(guān)變電所，合并整理其它電抗值得： X1=0.225 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X11=1 X12=5.33 X13=X14=X15=5.33 X16=0.876 X17=X18=0.75 X19=0.75 X20=X21=4 X

43、22=2 X23=2.665 8 26- 整理合并得： X25=3.918 X26=1.833 X27=0.275 X28=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=7.583 X31=3.547 X32=0.712 X33=10.791 27- X34=5.047 計算得出的最大短路電流分別為：IS7.731 所得數(shù)據(jù)請 Iq=0.541 查看計算書 Ij=1.115 第頁 6.26.2 兩相短路電流計算兩相短路電流計算 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 母線上的系統(tǒng)等值標(biāo)么電抗為城關(guān)變電所總負 荷為（側(cè)），由金河電站供給

44、、青嶺電站 供給。剩余的經(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(biāo)么值： X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X12=5.33 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4 合并青中線、金中線、中變電抗： X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24=6.33 整理、合并得： X25=0.625 28- X26=8.178 X27=8.751 整理、合并得： X28=0.825 X29=10.805 X30=11.562

45、 6.2.1 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(biāo)么值： X1=0.35 X2=0.55 X3=0 X4=0.35 X5=0.55 X6=0 X7=0.35 X8=1.168 X9=0.292 X10=1 X12=5.33 X16=0.876 X19=0.75 X20= 4 整理、合并得： X21=0.275 X22=0.175 X23=5.918 X24=6.33 29- 整理、合并得： X25=0.625 X26=3.568 整理、合并得： X27=4.736 X28=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、

46、合并得出： X31=0.826 X32=10.804 30- X33=11.562 計算得出的最大短路電流分別為：IS5.733 所得數(shù)據(jù)請 Iq=0.433 Ij=0.452 6.36.3 繼電保護整定繼電保護整定 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(K A) 系統(tǒng)3.1212.15 金河0.4330.155 D137 青嶺0.2110.169 系統(tǒng)0.9400.735 金河0.7320.203D23

47、7 青嶺0.3760.225 31- 系統(tǒng)0.7010.608 金河0.5940.171D310.5 青嶺0.3990.232 系統(tǒng)0.4000.398 金河0.3670.116D410.5 青嶺0.4890.268 系統(tǒng)7.7315.733 金河1.1150.452D510.5 青嶺0.5410.433 系統(tǒng)2.5852.477 金河3.7991.365D66.3 青嶺1.1360.788 系統(tǒng)1.7321.665 金河1.5490.483D710.5 青嶺1.0430.656 系統(tǒng)1.7191.777 金河1.6230.534 D8 6.3 青嶺3.5431.799 利用三段式電流（電壓）

48、保護，其整定數(shù)據(jù)見計算書。 6.3.1 方向元件的設(shè)置 32- 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，保護和的時限為秒，保護和的時限為 2.5 秒，所以，保護和均應(yīng)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(dāng)反方向電流 大于保護的動作值時，該保護需加裝方向元件） （）對于保護，當(dāng)點短路時： Idj1+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA) Iop4=0.144(KA) 所以需要安裝方向元件。 (4)對于保護 6，當(dāng)4 點短路時： Idx4+Id

49、j4=0.4+0.367=0.767(KA) Iop6 =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 段段段保護 瞬時電流聯(lián)鎖限時電流速斷保護 定時限過電流保 護 1 Iop1=1.128 top10s Iop10.373 top10.5s Iop10.298 top13s 33- 2 Iop2=0.249 top20.5s Iop20.149 top52s 3 Iop30.4345 top31s Iop0.298 top32.5s 4 Iop40.144 top40.5s Iop40.1488 top32

50、.5s 5 Iop5=0.733 top50s Iop5=0.395 top50.5s Iop50.367 top52s 6 Iop60.158 top61s Iop6=0.176 top63s 7 7 零序電流保護的整定計算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。 7.17.1 零序電流保護瞬時段（零序電流保護瞬時段（段）的整定計算段）的整定計算 躲開線路末端接地短路時最大零序電流 max00 3 IKI k

51、dz 式中 可靠系數(shù)，取 1.3 k K 接地短路的最大零序電流。 max0 I 單相接地短路時的零序電流為 01 )1 , 1( 0 2 3 3 ZZ E I 而兩相接地短路的零序電流為 01 )1 , 1( 0 2 3 3 ZZ E I 34- 取兩者最大值 靈敏度校驗： %20%100 min L L Klm 7.27.2 零序電流保護（零序電流保護（段）的整定計算段）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： max00 3IKI kdz 線路末端變壓器另一側(cè)母線發(fā)生接地短路時 max0 I 流過保護的最大零序電流 靈敏度校驗： 5 . 1

52、 3 0 min0 dz lm I I K 7.37.3 零序電流保護（零序電流保護（段）的整定計算段）的整定計算 （1）躲開下一線路始端三相短路時的 maxbp I max0 bpkdz IKI 式中 25 . 1 k K l dCtxfzq bp n IKKK I 3 max max 非周期分量系數(shù)，采用重合閘加速后取 1 52，否則 fzq K . 取 1 電流互感器的同型系數(shù)，同型時取 0.5，不同時取 1 tx K 電流互感器的 10%誤差，取 0.1 C K 相鄰線路始端三相的最大短路電流 3 maxd I 靈敏度校驗：作近后備時： 3 . 1 3 0 min0 dz lm I I

53、 K 本線路末端接地短路時最小零序電流 min0 3 I 作遠后備時： 2 . 1 3 max0 min0 fzdz lm KI I K 35- 相鄰線路末端接地短路時最小零序電流 min0 3 I 最大分支系數(shù) maxfz K 7.47.4 零序方向元件靈敏度的校驗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(dāng)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(yīng)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，

54、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 jdz jd lm P P K 0 0 00 0 33 YHLH jd nn IU P 式中 零序方向元件端子上的短路零序功率； jd P 0 、分別為在靈敏度校驗點放生的接地短路， 0 U 0 I 保護安裝處的零序電壓和流過保護的零序電流； 分別為電流互感器的變流比和電壓互感器 LH n 0 YH n 的零序電壓變比。通常電壓互感器的變比有兩種，即 ； 3 100 / 3 ,100/ 3 00 e YH e YH U n U n 及 零序方向元件的動作功率，一般可以從繼 jdz P 電器技術(shù)說明書中可查

55、得，感應(yīng)型零序方向繼電器動作功率約為 20VA，晶管型和整流型的零序方向繼電器動作功率約為（23）VA。 結(jié)結(jié) 束束 語語 通過這一段時間的課程設(shè)計，我經(jīng)過長期的核實并進行了深入的調(diào) 36- 查研究，經(jīng)過一段時間的工廠實習(xí)和社會調(diào)查，使我得到了很多的 經(jīng)驗，并且鞏固和加深以及擴大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運 用所學(xué)知識的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。達到了由學(xué)生向工 程技術(shù)人員的過渡，為進一步成為優(yōu)秀的技術(shù)人員奠定基礎(chǔ)。通過 課程設(shè)計，學(xué)生應(yīng)具有： 1 鞏固和加深專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學(xué)知識的能力。 2 學(xué)習(xí)怎樣查找文獻資料，正確使用技術(shù)資料。 3 熟悉與“電氣工程”相關(guān)的工程技術(shù)

56、設(shè)計規(guī)范、國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 手冊和工具書、設(shè)計程序及方法。 4 通過大量參數(shù)計算，鍛煉從事工程技術(shù)設(shè)計的綜合運算能力， 參數(shù)計算盡可能采用先進的計算方法。 5 通過調(diào)整資料，達到編寫工程技術(shù)設(shè)計的說明書和國家標(biāo)準(zhǔn)要求 的繪制技術(shù)圖紙的能力。 6 培養(yǎng)參加手工實踐，進行安裝，調(diào)試和運行的能力。 7 培養(yǎng)嚴(yán)肅認真，一絲不茍和實事求是的工作作風(fēng)，塑造一個工程 技術(shù)人員的形象，從而盡快實現(xiàn)從學(xué)生到一個合格的工程技術(shù)人員 的過渡。 課程設(shè)計的結(jié)束，意味著從此我將進入社會，把我所學(xué)的知識運用 到社會實踐當(dāng)中去，通過這次課程設(shè)計，我更加地認識到自己的不 足之處，指導(dǎo)老師耐心和細致的指導(dǎo)，使我的知識水平有更進一步

57、 的提高，為我走向社會，走向崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。 37- 致謝致謝 在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過近期的努力下 35KV 電網(wǎng)繼電保護設(shè)計終 于完成了，首先，我對指導(dǎo)我設(shè)計的靜靜老師給予幫助表示衷心的 感謝,并且感謝曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)等。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師對我細心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫 助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和 自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不 少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培 養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對 今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能 力，使我充分

58、體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這 次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 其次，老師的指導(dǎo)也是我們順利完成設(shè)計的一個重要原因，指 導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和細心地科研習(xí)慣給我留下了深刻的印象， 并將授用一生。在此，再次感謝靜靜老師的精心指導(dǎo)；并對所有在 設(shè)計期間幫助過我的老師和同學(xué)致謝，謝謝您們！ 最后，我要向能在百忙之中抽時間對我的設(shè)計報告進行審閱、 評議和對我答辯進行評判的老師表示衷心的感謝 38- 參考文參考文 獻獻 工廠供電第 2 版 劉介才編 機械工業(yè)出版社 2007-2 工廠供用電設(shè)計手冊 劉介才編 機械工業(yè)出版社 2005-3 實用繼電保護技術(shù) 方大千編 人民郵電出版社 2004-10 低壓電工實用技術(shù) 郭仲札編 機械工藝出版社 2006-1 低壓電器及其應(yīng)用 鄭鳳翼編 人民郵電出版社 2006-11 高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)第二版 朱聲石編 電力出版社 1995 年 電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算 熊炳耀編， 中國 電力出版社，1993 年 電力系統(tǒng)繼電保護原理與應(yīng)用下冊 尹項根、曾克娥編 華中科 技大學(xué)出版社，2001 年 繼電保護自動裝置及二次回路 熊為群編 北京，電力工業(yè)出 版社，1981 年