35kV电网继电保护设计毕业设计论文.doc

1- 摘要 本次继电保护设计是 35kv 电网继电保护设计（多电源环网，单 侧电源线路保护整定） 。 本次设计中采用 wxb11c 型微机保护对电网进行保护,首先介 绍了电力系统继电保护的基础知识，然后根据给定 35kv 电网的接线 图及参数，进行短路电流计算，制定出反应其输电线路上相间短路、 接地短路故障的继电保护配置方案。通过对所配置的继电保护进行 整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。并加装自动重合闸 装置，提高供电可靠性。 关键词: 短路电流计算；电网继电保护；输电线路继电保护；重合 闸 2- 1- 目 录 1 1 概概 述述1 1 1.1 电力系统继电保护的作用 1 1.2 电力系统继电保护技术与继电保护装置 1 1.3 继电保护的基本要求 1 1.4 电网继电保护的设计原则 2 2 2 系统中各元件的主要参数计算系统中各元件的主要参数计算3 3 2.1 标幺制及标幺值计算方法 3 2.2 双绕组变压器的参数计算 3 2.3 绕组变压器的参数计算 4 2.4 输电线路参数的计算 4 3 3 中性点接地的选择中性点接地的选择5 5 3.1 35kv 中性点直接接地电网中线路的保护5 3.2 高频保护整定时考虑的几个问题 5 3.3 高频闭锁距离保护的整定计算 5 4 4 短路电流的计算短路电流的计算8 8 4.1 三相短路电流计算 8 5 5 继电保护整定继电保护整定 1010 5.1 对保护进行整定计算 .10 5.2 护进行整定计算 .11 2- 5.3 对保护进行整定计算 .12 5.5 对保护进行整定计算 .13 6 6 短路电流计算说明书短路电流计算说明书 1616 6.1 三相短路电流计算 .16 6.2 两相短路电流计算 .18 6.3 继电保护整定 .21 7 7 零序电流保护的整定计算零序电流保护的整定计算2424 7.1 零序电流保护瞬时段（段）的整定计算 .24 7.2 零序电流保护（段）的整定计算 .24 7.3 零序电流保护（段）的整定计算 .24 7.4 零序方向元件灵敏度的校验 .25 结结 束束 语语2626 致谢致谢2727 参考文参考文 献献2828 1- 1 1 概概 述述 1.11.1 电力系统继电保护的作用电力系统继电保护的作用 电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。 1.21.2 电力系统继电保护技术与继电保护装置电力系统继电保护技术与继电保护装置 1.2.1 统继电保护技术要求 （1）起动失灵的保护为线路、过电压和远方跳闸、母线、短引线、 变压器（高抗）的电气量保护。 （2）断路器失灵保护的动作原则为：瞬时分相重跳本断路器的两个 跳闸线圈；经延时三相跳相邻断路器的两个跳闸线圈和相关断路器 （起动两套远方跳闸或母差、变压器保护） ，并闭锁重合闸。 （3）失灵保护应采用分相和三相起动回路，起动回路为瞬时复归的 保护出口接点（包括与本断路器有关的所有电气量保护接点） 。 （4）断路器失灵保护应经电流元件控制实现单相和三相跳闸，判别 元件的动作时间和返回时间均不应大于 20ms。 （5）重合闸仅装于与线路相联的两台断路器保护屏（柜）内，且能 方便地整定为一台断路器先重合，另一台断路器待第一台断路器重 合成功后再重合。 （6）断路器重合闸装置起动后应能延时自动复归，在此时间内断路 器保护应沟通本断路器的三跳回路，不应增加任何外回路。 （7）闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、 短引线保护。 （8）短引线保护可采用和电流过流保护方式，也可采用差动电流保 护方式。 （9）短引线保护在系统稳态和暂态引起谐波分量和直流分量影响下 不应误动作。 （10）短引线保护的线路或变压器隔离刀闸辅助接点开入量不应因 高压开关场强电磁干扰而丢失信号。对隔离刀闸辅助接点的通断应 有监视指示。 1.2.2 继电保护装置 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或 不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 1.31.3 继电保护的基本要求继电保护的基本要求 对继电保护装置有哪些基本要求 要求是：选择性、快速性、灵 敏性、可靠性。 选择性：系统中发生故障时，保护装置应有选择 2- 地切除故障部分，非故障部分继续运行； 快速性“短路时，快速 切除故障这样可以缩小故障范围，减少短路电流引起的破坏； 减少对用记的影响；提高系统的稳定性； 灵敏性：指继电保护 装置对保护设备可能发生的故障和正常运行的情况，能够灵敏的感 受和灵敏地作，保护装置的灵敏性以灵敏系数衡量。 可靠性：对 各种故障和不正常的运方式，应保证可靠动作，不误动也不拒动， 即有足够的可靠。 1.41.4 电网继电保护的设计原则电网继电保护的设计原则 1.4.1 35kv 线路保护配置原则 （1）每回 35kv 线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能 反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护 （2）每回 35kv 线路应配置双套远方跳闸保护。断路器失灵保护、 过电压保护和不设独立电抗器断路器的 500kv 高压并联电抗器保护 动作均应起动远跳。 （3）根据系统工频过电压的要求，对可能产生过电压的 500kv 线 路应配置双套过电压保护。 （4）装有串联补偿电容的线路，应采用双套光纤分相电流差动保 护作主保护。 （5）对电缆、架空混合出线，每回线路宜配置两套光纤分相电流 差动保护作为主保护，同时应配有包含过负荷报警功能的完整的后 备保护。 （6）双重化配置的线路主保护、后备保护、过电压保护、远方跳 闸保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸 回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联 系。 （7）双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸 线圈。 （8）线路主保护、后备保护应起动断路器失灵保护。 1.4.2 35kv 母线保护配置原则 （1）每条 500kv 母线按远景配置双套母线保护，对 500kv 一个半 断路器接线方式，母线保护不设电压闭锁元件。 （2）双重化配置的母线保护的交流电流回路、直流电源、开关量 输入、跳闸回路均应彼此完全独立没有电气联系。 （3）每套母线保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。 3- （4）母线侧的断路器失灵保护需跳母线侧断路器时，通过起动母 差实现。 1.4.3 35kv 断路器保护配置原则 （1）一个半断路器接线的 500kv 断路器保护按断路器单元配置， 每台断路器配置一面断路器保护屏（柜） 。 （2）当出线设有隔离开关时，应配置双套短引线保护。 （3）重合闸沟三跳回路在断路器保护中实现。 （4）断路器三相不一致保护应由断路器本体机构完成。 （5）断路器的跳、合闸压力闭锁和压力异常闭锁操作均由断路器 本体机构实现，分相操作箱仅保留重合闸压力闭锁回路。 （6）断路器防跳功能应由断路器本体机构完成。 2 2 系统中各元件的主要参数计算系统中各元件的主要参数计算 2.12.1 标幺制及标幺值计算方法标幺制及标幺值计算方法 所谓标幺制，就是把各个物理量均用标幺制来表示的一种相对 单位制 2.1.1 标幺制的概念 标幺制（per unit）电路计算中各物理量和参数均以其有名值 与基准值的比值表示无量纲体制。例如物理量 a，有其相应基准值 ab，则 a 的标幺值 a*a/ab。 2.1.2 标么值的折算. 进行电力系统计算时,除采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、 4- 功率等进行运算外,还可采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、 功率等的相对值进行运算.前者称有名制,后者称标么制.标么制之所 以能在相当宽广的范围内取代有名制,是由于标么制具有计算结果清 晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可大量简化计算等优点。 标么值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位） 对于直接电气联系的网络,在制订标么值的等值电路时,各元件的参 数必须按统一的基准值进行归算.由于各元件的额定值可能不同,因 此,必须把不同基准值的标么阻抗换算成统一基准值的标么值.现统 一选定的基准电压和基准功率分别为 v 和 s,则电抗的实际有名值换 算成标么值,即在工程计算中规定,各个电压等级都以其平均额定电 压 v 作为基准电压.根据我国现行的电压等级,各级平均额定电压规 定为 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525kv 2.22.2 双绕组变压器的参数计算双绕组变压器的参数计算 变压器的参数一般是指其等值电路中的电阻 rt，电抗 xt，电导 gt 和电纳 bt ，变压器的变比 k。根据铭牌上所给的短路损耗 ps，短路电压 vs%，空载损耗po，空载电流 io%。前两个数据由短 路试验得到，用以确定 rt 和 xt；后两个数据由空载试验得到，用 以确定 gt 和 bt。 电阻 rt：变压器作短路试验时,将一侧绕组短接,在另一侧绕组 施加电压,使短路绕组的电流达到额定值.由于此时外加电压较小,相 应的铁耗也小,可以认为短路损耗即等于变压器通过额定电流时原、 副方绕组电阻的总损耗.在电力系统计算中,常用变压器三相额定容 量和额定线电压进行参数计算,则公式为:rt=pskwvn2 kv103/sn2kva 电抗 xt: 当变压器通过额定电流时,在电抗上产生的电压降的 大小,可以用额定电压的百分数表示,对于大容量变压器,其绕组电阻 比电抗小得多,则公式:xt=vs%vn2kv103/100/snkva 电导 gt:变压器的电导是用来表示铁芯损耗的.由于空载电流相 5- 对额定电流来说是很小的,绕组中的铜耗也很小,所以近似认为变压 器的铁耗就等于空载损耗,则公式为:gts=p0kw10-3/vn2 kv 电纳 bt: 变压器的电纳代表变压器的励磁功率.变压器空载电 流包含有功分量和无功分量,与励磁功率对应的是无功分量.由于有 功分量很小,无功分量和空载电流在数值上几乎相等.bt s=i0%snkva10-3/100/vn2kv 变压比 kt: 在三相电力系统计算中,变压器的变压比通常是指 两侧绕组空载线电压的比值.对于星形和三角形接法的变压器,变压 比与原副方绕组匝数比相等;对于星三角形接法的变压器,变压比为 原副方绕组匝数比的倍.根据电力系统运行调节的要求,变压器不 3 一定工作在主抽头上,因此,变压器运行中的实际变比,应是工作时两 侧绕组实际抽头的空载线电压之比. 2.32.3 绕组变压器的参数计算绕组变压器的参数计算 三绕组变压器等值电路中的参数计算原则与双绕组变压器的相 同,下面分别确定各参数的计算公式. 2.3.1 电阻参数计算 电阻 r1,r2,r3:为了确定三个绕组的等值阻抗,要有三个方程,为 此,需要有三种短路试验的数据.三绕组变压器的短路试验是依次让 一个绕组开路,按双绕组变压器来作.通过查手册可得短路损耗分别 为,则有 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) 求出各绕组的短路损耗后,便可导出双绕组变压器计算电阻相同形 式的算式,即:ri=psikwvn2kv103/sn2kva 2.3.2 电抗参数计算 6- 电抗 x1,x2,x3:和双绕组变压器一样,近似地认为电抗上的电压 降就等于短路电压.在给出短路电压力 后,与电阻的计算公式相似, 各绕组的短路电压为 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)%) 各绕组的等值电抗为:xi=vsi%vn2kv103/100/snkva 2.42.4 输电线路参数的计算输电线路参数的计算 输电线路的参数有四个:反映线路通过电流时产生有功功率损失 效应的电阻;反映载流导线周围产生磁场效应的电感;反映线路带电 时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损 失的电导;反映带电导线周围电场效应的电容.输电线路的这些参数 通常可以认为是沿全长均匀分布的,每单位长度的参数为 r、x、g 及 b.当线路长为 l(km)时,r=rl;x=xl;g=gl;b=bl 由于沿绝缘子的泄 漏很小,可设 g=0. 3 3 中性点接地的选择中性点接地的选择 3.13.1 35kv35kv 中性点直接接地电网中线路的保护中性点直接接地电网中线路的保护 目前，我省 220kv 线路均采用微机保护，配置两套不同原理的全 线速动主保护及后备保护。其中一套主保护为高频闭锁相差保护， 或高频闭锁方向保护，另一套为高频闭锁距离保护。 a：两套保护都应具有全线速动并带有完整的后备保护。每套保护均 应具有独立的选相功能。 b：两套主保护的交流回路，直流电源跳闸回路及信号传输通道彼此 独立。 7- c：配置两套后备保护，后备保护按近后备原则配置。选用相间及接 地距离保护，零序电流方向保护。可与主保护结合在一套装置内。 3.23.2 高频保护整定时考虑的几个问题高频保护整定时考虑的几个问题 系统中发生故障时高频保护将某种电量（简称判别量）转换为高 频电波，借助于通道传给对侧，然后，线路每一侧按照对侧与本侧 判别量之间之间的关系来判断区内或区外故障。由于选取的判别量 不同，判别量的传送方式和采用通道的情况不同，就出现了各种形 式的高频保护装置。高频保护是利用线路两侧的高频讯号情况来决 定是否应动作的，故线路两侧高频保护必须同时运行，不能单侧运 行。由于线路两侧高频保护相当一个整体，故要求：（1）：线路两 侧采用型号采用相同的保护装置。（2）：线路两侧高频保护的整定 值相同。 由于高频保护的构成方向不同，故必须根据所采用的保护方式 决定整定方法。目前高频保护主要有以下几种：相差高频保护、高 频闭锁方向、零序电流保护、高频闭锁距离 3.2.1、高频信号注意事项 高频信号频率和通道的选择将对保护的动作性能带来很大的影 响，因此在选择频率和通道时必须注意： （1）高频信号在线路上传输过程中，有能量衰耗，线路愈长，衰耗 愈大，选用的频率愈高，衰耗也愈大。如果高频信号的衰耗过大， 将使高频收讯机不能正常准确工作。为此，在线上要使用较低频率， 在短线上要使用较频率，通常使用频率为 150200khz。 （2）为了消除相邻线路之间的高频干扰，相邻线路高频保护的信号 频率不应相同，要有 510khz 左右的差别。 （3）在电力系统中，载波通讯和高频保护都要使用高频信号，这两 者的频率不能相同，高频设备要单独设置，高频加工设备最好分别 8- 装在不同的相别上。为了提高高频信号的传输效率，在长线路的高 频保护中还可考虑采用相相式的高频通道。 3.33.3 高频闭锁距离保护的整定计算高频闭锁距离保护的整定计算 高频闭锁距离保护主要由起讯元件、停讯元件和高频收发讯机 构成。采用距离保护的起动元件兼做高频保护的起讯元件，而利用 方向阻抗元件兼做高频保护的停讯元件。利用半导体距离保护构成 高频闭锁距离保护，其中的复合电流元件兼做高频保护的起讯元件， 同时兼做断线闭锁和振荡闭锁元件。高频主保护和后备保护复合为 一体。既有整套高频主保护的功能，又有整套后备保护的作用。 3.3.1 距离保护各段的整定计算 （1）第段整定计算 动作阻抗按下述情况计算。 对输电线路，按保护范围不伸出线路末端整定，即 lk i dz zkz 式中 可靠系数，一般取 0.80.85； k k 被保护线路 l 的阻抗。 l z 第一段的动作时限为继电器本身的固有时限，通常取。 stas06 . 0 （2）第段的整定计算 动作阻抗按如下条件计算，一般选其中最小者为整定值。 按躲过相邻变压器其他侧母线故障整定 bzkblkdz zkkzkz 式中：本线路正序阻抗 l z 相邻变压器阻抗 b z 可靠系数。取 0.80.85 k k 可靠系数。取 0.70.75 kb k 9- 助增系数，一般大于 1 z k 按保证保护范围末端短路时有足够的灵敏度整定，即 lllmdz zzkz5 . 1 第段保护的灵敏系数为：1.3 l dz lm z z k （3）第段的整定计算 动作阻抗通常按躲过最小负荷阻抗整定。 minfh z 对全阻抗继电器 zqhk fh dz kkk z z min 对方向阻抗继电器 )cos( min fhlmzqhk fh dz kkk z z 上两式中 最小负荷阻抗，； minfh z max min 3/)95. 09 . 0( fh e fh i u z 可靠系数，取 1.3； k k 继电器的返回参数，取 1.151.25； h k 负荷自起动参数；取 1.52.5 zq k 电网额定相电压； e u 、 分别为阻抗元件的最灵敏角和负荷阻抗角。 lm fh 第段保护的灵敏系数： 作近后备时 5 . 1 l dz lm z z k 作远后备时 2 . 1 2max lfzl dz lm zkz z k 10- 式中 相邻线路末端短路时，实际可能的最大分支系数。 maxfz k 保护的动作时限 ttt xldzdz max （4） 、继电器阻抗值： jx yh lhi dzjdz k n n zz （5） 、起动元件的整定：负序电流与零序电流元件作为装置的起动 元件，与相电流元件辅助起动元件配合，起动发信并构成振荡闭锁 回路。 负序与零序电流元件按以下原则整定： 1） 、本线路末端两相短路负序电流元件灵敏度大于 4 2） 、本线路末端单相或两相接地短路，负序零序电流元件灵敏度均 大于 4 3） 、距离保护第段保护范围末端两相短路，负序电流元件灵敏度 大于 2 4） 、距离保护第段保护范围末端单相或两相接地短路，负序或零 序电流元件灵敏度均大于 2，相电流元件的整定为： 最大负荷电流 f fhk dz k ik i max maxfh i 可靠系数，取 1.21.3 k k 返回系数，取 0.85 f k 4 4 短路电流的计算短路电流的计算 短路是电力系统的严重故障。所谓短路,是指一切不正常的相与 相之间或相与地之间发生通路的情况。产生短路的原因有以下几个 方面：1、元件损坏 2、气象条件恶化 3、人为事故 4、其它 11- 在三相系统中可能发生的短路有：1、三相短路 f(3) 2、两相 短路 f(2) 3、两相接地短路 f(1,1)。 三相短路也称为对称短路,系统各相与正常运行时一样仍处于对称状 态。其它类型的短路都是不对称的路。 电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路占大多数, 两相短路较少,三相短路机会最少。从短路计算方法来看,一切不对 称短路的计算在采用对称分量法后,都归结为对称短路的计算。 短路计算的目的 1 选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备 为了合理的配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数,必须对 电力网中发生的各种短路进行计算和分析.在这些计算中不但要知道 故障支路中的电流值,还必须知道在网络中的分布情况.有时还要知 道系统中某些节点的电压值 1 在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时,为了比较各种不同 方案的接线图,确定是否需要采取限制短路电流的措施,都要进行必 要的短路电流计算。 1 进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响等,也包 含有一部分短路计算. 1 在实际工作中,根据一定的任务进行短路计算时必须首先确定计算 条件.所谓计算条件是指短路发生时系统的运行方式,短路的类型和 发生地点,以及短路发生后所采取的措施. 4.14.1 三相短路电流计算三相短路电流计算 最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所 在地母线上的系统等值标么电抗为。城关变 电所总负荷为（侧），由金河电站供给 、青岭电站供给。剩余的经中心变 电所送入系统。 最后化简所得的电抗为： x32=0.712；x33=10.791；x34=5.047 解：根据题意解得三相短路电流 12- 系统： i*j= 1/x*j = 1/0.712 =1.406 i(3)s.max=iji*j =7.731 青岭： x*js= x*jse/sj = 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 两相短路电流计算两相短路电流计算 最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所 母线上的系统等值标么电抗为城关变电所总负 荷为（侧），由金河电站供给、青岭电站 供给。剩余的经中心变电所送入系统。 化简电抗图，得出两相正负序电抗图后，合并得出： x31=0.826；x32=10.804；x33=11.562 解：根据题意解得三相短路电流 系统： i*j= 1/x*j = 1/1.661 =0.602 is=iji*j =3.310 i(3)s.min= 1.73is5.733 青岭： 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 iq=0.433 13- ij=0.452 5 5 继电保护整定继电保护整定 (以下电流值的单位为：；电压值的单位为：。) 根据下图对各保护进行整定： 分别对单侧电源进行保护的整定： 、对下面单侧电源进行保护整定： 5.15.1 对保护进行整定计算对保护进行整定计算 解：根据题意所得： 5.1.1 保护的段 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 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop5xs.max) =9.280.15l 故满足要求； 5.1.2 保护的段 ksen= i(2)d4.min/ iop51.3 (满足要求) 故：iop5= i(2)d4.min/ ksen0.395 iop5=0.395 top5top5+t0.5s top50.5s 5.1.3 保护的段 iop5krelkss il.max /kre=0.367 15- iop50.367 灵敏度校验： 近后备：ksen = i(2)d4.min/ iop51.4 1.3 远后备：ksen = i(2)d8.min/ iop56.3 1.2 满足要求 top5top5+t2s top52s 5.25.2 护进行整定计算护进行整定计算 解：根据题意所得： 5.2.1 保护的段 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 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop3xs.max) =19.5461.5 故满足要求； top3top5+t1s top31s 5.2.3 保护的段 iopkrelkss il.max /kre=0.298 iop0.298 灵敏度校验： 17- 近后备：ksen = i(2)d3.min/ iop32.607 1.5 远后备：ksen = i(2)d4.min/ iop31.725 1.5 满足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.35.3 对保护进行整定计算对保护进行整定计算 5.3.1 保护的段 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 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop1xs.max) =19.40.15l 故满足要求； 5.3.2 保护的段 kfz.min=( id3.min xt+ id3.min jh )/ id3.min xt = 1.28 iop1kph iop3/ kfz.min =0.373 iop10.373 检验：ksen= i(2)d2.min/ iop1=3.841.5 故满足要求； top1top3+t0.5s 18- top10.5s 5.3.3 保护的段 iopkrelkss il.max /kre=0.298 iop10.298 灵敏度校验： 近后备：ksen = i(2)d2.min/ iop14.812 1.5 远后备：ksen = i(2)d3.min/ iop12.033 1.5 满足要求 top1top3+t3s top13s b、对下面单侧电源进行保护整定： 5.45.4 对保护进行整定计算对保护进行整定计算 解：根据题意所得： 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 保护的段 19- iop2=krel i(3)d1.max=0.7728 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop2xs.max) =48.27 1.3 满足要求 top5top5+t2s top52s 5.55.5 对保护进行整定计算对保护进行整定计算 解：根据题意所得： 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 保护的段 iop4=krel i(3)d2.max=0.4512 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop4xs.max) =24.89350%l 故满足要求； 最小运行方式时的保护区： lmin = (0.866esxs.mas iop4)/ x1 iop2=48.618km 故不满足要求,所以不设段； 5.5.2 保护的段 kfz.min=( id2.min xt+ id2.min jh )/ id2.min xt = 1.913 iop4kph iop.xl/ kfz.min =0.494 检验：ksen= i(2)d2.min/ iop4=0.7921.3 故满足要求； top4top2+t0.5s top40.5s 22- 5.5.3 保护的段 iop4krelkss il.max /kre=0.298 灵敏度校验： 近后备：ksen = i(2)d2.min/ iop40.7561.3 远后备：ksen = i(2)d1.min/ iop41.141.2 故满足要求 top3top5+t2.5s top32.5s 5.65.6 对保护进行整定计算对保护进行整定计算 5.6.1 保护的段 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 检验：lmin=1/x1(0.866es/ iop6xs.max) =3.7625 故不满足要求； 采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算： lmain = 0.75l = 22.5 km 电流元件的动作电流： iop6= es/( xs.main+ x1 lmain)=0.3125 低电压元件的动作电压： uop6=1.73iop6x1 lmain=4.871 最大运行方式时的保护区： lmax =( xs.max uop6)/ x1 (upuop6)=16.559 km 最小运行方式时的保护区： lmin = (0.866esxs.mas iop6)/ x1 iop6=24.576 故不满足要求,所以不设段； 5.6.2 保护的段 与保护 4 的段配合： iop6kph iop4/ kfz.min =0.158 iop60.158 检验：ksen= i(2)d3.min/ iop6=1.4681.3 故满足要求； 24- top6top4+t1s top61s 5.6.3 保护的段 iop6krelkss il.max /kre=0.352 灵敏度校验： 近后备：ksen = i(2)d3.min/ iop60.6551.3 远后备：ksen = i(2)d3.min/ iop61.3=1.3 低电压元件的动作电压: uop6kk ug.min /kh=26.061 uop626.061 故均满足要求 top6top4+t3s top63s 25- 6 6 短路电流计算说明书短路电流计算说明书 6.16.1 三相短路电流计算三相短路电流计算 最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所 在地母线上的系统等值标么电抗为。城 关变电所总负荷为（侧），由金河电站供给 、青岭电站供给。剩余的经中 心变电所送入系统。 根据题意转换出电抗标么值： 排除城关变电所，合并整理其它电抗值得： 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 x22=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、星三角等值转换： x29=0.5 等值电抗转换： x30=7.583 x31=3.547 x32=0.712 x33=10.791 27- x34=5.047 计算得出的最大短路电流分别为：is7.731 所得数据请 iq=0.541 查看计算书 ij=1.115 第页 6.26.2 两相短路电流计算两相短路电流计算 最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所 母线上的系统等值标么电抗为城关变电所总负 荷为（侧），由金河电站供给、青岭电站 供给。剩余的经中心变电所送入系统。 两相短路电流正序电抗化简： 最小运行方式下转换的电抗标么值： 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 合并青中线、金中线、中变电抗： 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 6.2.1 两相短路电流负序电抗化简 最小运行方式下转换的负序电抗标么值： 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 合并附加电抗图得出电抗图： 整理、合并得出： x31=0.826 x32=10.804 30- x33=11.562 计算得出的最大短路电流分别为：is5.733 所得数据请 iq=0.433 ij=0.452 6.36.3 继电保护整定继电保护整定 总电路转换图及变换成单侧电源简化图： 总电路转换图：（图一） 单侧电源简化图： （图二）： （图三）： 各个短路点的最大短路电流和最小短路电流数据表： 短路点up(kv)回路名称 i(3)d.max( ka) i(3)d.mim(k a) 系统3.1212.15 金河0.4330.155 d137 青岭0.2110.169 系统0.9400.735 金河0.7320.203d237 青岭0.3760.225 31- 系统0.7010.608 金河0.5940.171d310.5 青岭0.3990.232 系统0.4000.398 金河0.3670.116d410.5 青岭0.4890.268 系统7.7315.733 金河1.1150.452d510.5 青岭0.5410.433 系统2.5852.477 金河3.7991.365d66.3 青岭1.1360.788 系统1.7321.665 金河1.5490.483d710.5 青岭1.0430.656 系统1.7191.777 金河1.6230.534 d8 6.3 青岭3.5431.799 利用三段式电流（电压）保护，其整定数据见计算书。 6.3.1 方向元件的设置 32- 6.3.2 整定原则 根据方向元件安装原则二（对在同一母线上的定时限过电流保护， 按动作时限考虑，时限短的安装方向元件，而长的不用装，若相等 则均装）判断，保护和的时限为秒，保护和的时限为 2.5 秒，所以，保护和均应安装方向元件。 根据方向元件安装原则一（对瞬时过电流速断保护，当反方向电流 大于保护的动作值时，该保护需加装方向元件） （）对于保护，当点短路时： idj1+idq1=0.433+0.211=0.644(ka) iop4=0.144(ka) 所以需要安装方向元件。 (4)对于保护 6，当4 点短路时： idx4+idj4=0.4+0.367=0.767(ka) iop6 =0.158 (ka) 所以需要安装方向元件。 6.3.3 继电保护配置成果表（计算过程见计算书） 型 式 主 保 护后 备 保 护 段段段保护 瞬时电流联锁限时电流速断保护 定时限过电流保 护 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 top32.5s 5 iop5=0.733 top50s iop5=0.395 top50.5s iop50.367 top52s 6 iop60.158 top61s iop6=0.176 top63s 7 7 零序电流保护的整定计算零序电流保护的整定计算 在中性点直接接地的线路中，接地故障占总故障次数的 90%以 上。因此，接地短路的保护是高压电网中的重要保护之一。 接地短路的保护可以采用带零序电流补偿的接地距离保护或高 频保护，也可以采用零序电流保护。 7.17.1 零序电流保护瞬时段（零序电流保护瞬时段（段）的整定计算段）的整定计算 躲开线路末端接地短路时最大零序电流 max00 3 iki kdz 式中 可靠系数，取 1.3 k k 接地短路的最大零序电流。 max0 i 单相接地短路时的零序电流为 01 )1 , 1( 0 2 3 3 zz e i 而两相接地短路的零序电流为 01 )1 , 1( 0 2 3 3 zz e i 34- 取两者最大值 灵敏度校验： %20%100 min l l klm 7.27.2 零序电流保护（零序电流保护（段）的整定计算段）的整定计算 按躲开本线路末端母线上变压器的另一侧母线接地短路时流过 的最大零序电流整定： max00 3iki kdz 线路末端变压器另一侧母线发生接地短路时 max0 i 流过保护的最大零序电流 灵敏度校验： 5 . 1 3 0 min0 dz lm i i k 7.37.3 零序电流保护（零序电流保护（段）的整定计算段）的整定计算 （1）躲开下一线路始端三相短路时的 maxbp i max0 bpkdz iki 式中 25 . 1 k k l dctxfzq bp n ikkk i 3 max max 非周期分量系数，采用重合闸加速后取 1 52，否则 fzq k . 取 1 电流互感器的同型系数，同型时取 0.5，不同时取 1 tx k 电流互感器的 10%误差，取 0.1 c k 相邻线路始端三相的最大短路电流 3 maxd i 灵敏度校验：作近后备时： 3 . 1 3 0 min0 dz lm i i k 本线路末端接地短路时最小零序电流 min0 3 i 作远后备时： 2 . 1 3 max0 min0 fzdz lm ki i k 35- 相邻线路末端接地短路时最小零序电流 min0 3 i 最大分支系数 maxfz k 7.47.4 零序方向元件灵敏度的校验零序方向元件灵敏度的校验 零序方向元件（继电器）在零序电流保护中是个判断功能元件， 要求它比零序电流各段保护有较高的灵敏度。阶段式零序电流保护 一般共用一个方向元件。根据零序电流、电压的分布规律，当接地 短路点远离保护安装处时，其灵敏度将逐渐降低。因此，零序方向 元件的灵敏度应按零序电流保护中最后一段保护的保护范围