单电源环网继电保护_毕业设计.doc

单电源环网继电保护引 言而随着电子技术和计算机技术的发展，电力系统的继电保护也突破了传统的继电保护形式，出现了电力系统微机保护。目前，我国的微机保护技术已趋于成熟，各种类型的微机保护装置已在全国各大电力网络中投入运行。为此本设计对简单电力网进行微机保护配置。本设计的题目是某地区单电源环网电力系统继电保护，即对110kv电网的继电保护配置及整定。此设计是根据内蒙古工业大学电力学院本科生毕业要求而进行的毕业设计。这里主要介绍的是微机保护在110kv电力网络的应用及继电保护的设计原理，内容分为：装置介绍、电力系统接地与互感器选择、电力系统短路计算、输电线路保护的配置与整定计算、保护性能分析等几部分。电力系统继电保护的形式和原理在不断更新，但总体的设计原则是相同的，都要满足保护的基本要求。本次设计由杨炳元老师担任我们小组的指导教师。设计过程中，得到了杨炳元老师及电力系其他老师的悉心指导，在此表示衷心的感谢。由于编写人员的理论知识和实践经验所限、编写时间仓促，书中难免有缺点和错误，敬请老师批评指正。第一章 绪 论继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全供电。因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。而自1984年我国第一套微机保护样机通过鉴定以后，便有许多不同型号的微机保护装置即被生产，以适应电力系统生产的需要，微机保护以其优越的性能得到广泛的应用。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。1.1 微机继电保护的发展微机具有高速运算、逻辑判断和记忆能力，微机保护是通过软件程序实现的，具有极大的灵活性，也因而微机保护可以实现很复杂的保护功能，也可以实现许多传统保护模式无法实现的新功能。许多传统保护模式存在的技术问题，在微机保护中找到了解决的办法。可靠性是继电保护的生命，微机保护采用了许多传统保护无法实现的抗干扰措施，有效地防止了保护的误动和拒动。目前，微机保护的平均无故障时间长达十万小时以上，这说明了微机保护是十分可靠的。传统的继电保护装置，调试工作量很大，尤其是一些复杂的保护，而微机保护几乎不用调试。因此，微机保护不象传统保护那样，逐台做各种模拟试验来检测保护装置的功能。并且微机保护具有自诊断能力，能对硬件和软件进行检测，一旦发现异常就会发出报警。随着大规模集成电路技术的发展和微机的广泛应用，我国的微机保护装置价格已和传统保护价格持平或更低，在性能价格比方面更具优势。微机是一个智能装置，可实现多种功能，微机保护装置的多功能化也提高了其经济性。且由于微机保护装置的功耗较传统保护装置的功耗小，其运行维护费用较低。总之，微机保护的性能优于传统保护，特别是从发展的观点来看更是如此。1.2 微机保护装置的特点电力系统微机保护装置之所以能被推广和应用，是因为它具有传统继电保护无法比拟的优越性。微机继电保护装置具有以下特点：1.2.1 维护调试方便目前国内大量使用的整流型或晶体管型继电保护装置的调试工作量很大，尤其是一些复杂保护，例如距离保护，调试一套常常需要一周，甚至更长的时间。究其原因，这类保护装置是布线逻辑的，保护的每一种功能都有相应的硬件器件和连线来实现。为确认保护装置是否完好，就需要把所具备的各种功能通过模拟试验来校核一遍。微机保护则不同，它的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的软件来实现的。换言之，它是一个只会做几种单调的、简单操作的硬件，配以软件，把许多简单操作组合完成各种复杂功能的。因而只要用几个简单的操作就可以 检验微机的硬件是否完好。或者说如果微机硬件有故障，将会立即表现出来，如果硬件完好，对于以成熟的软件，只要程序和设计时一样（这很容易检查），就必然会达到设计的要求，用不着逐台作各种模拟试验来检验每一种功能是否正确。实际上如果经检查，程序和设计时的 完全一样，就相当于布线逻辑的保护装置的各种功能已被检查完毕。一般微机保护装置都具有自检功能，对硬件各部分和存放在eprom中的程序不断进行自动检测，一旦发现异常会发出警报。通常只要接上电源后没有警报，就可确认装置完好。所以对微机保护装置可以说几乎不用调试，从而大大减轻了运行维护的工作量。1.2.2 可靠性高灵活性大、体积缩小计算机在程序指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而它可以实现常规保护很难办到的自动纠错，即自动地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成的误动作。另外，它有自诊断能力，能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。由于计算机保护的特性主要有软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能。从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。一套微机保护装置，可以实现多种保护功能，例如一套wxb11型保护装置，配置了四个硬件完全相同的cpu插件，分别完成高频保护、距离保护、零序保护、综合重合闸等功能。因此在组屏时，体积要缩小，便于现场的按装维护。1.2.3 易于获得附加功能性能较好应用微型计算机后，如果配置一个打印机，或者其它显示设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。例如保护各部分的动作顺序和动作时间记录，故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等。还可以提供故障点的位置。这将有助于运行部门对事故的分析和处理。由于计算机的应用，使很多原有型式的继电保护中存在的技术问题，可找到新的解决办法。例如对接地距离的允许过度电阻的能力，距离保护如何区别振荡和短路等问题都以提出许多新的原理和解决办法。第二章 电力系统接地与互感器选择电力系统的中性点是指：三相电力系统中星形连接的变压器或发电机中性点。目前我国的电力系统采用中性点接地方式，通常有中性点不接地，中性点经过消弧线圈绕组接地和中性点直接接地三种方式。中性点直接接地电网中发生单相接地故障时，通过中性点直接接地，在故障相中流过很大的短路电流，所以这种电网又称为大接地电流电网。一般110kv及以上电压等级的电网都采用中性点直接接地方式。互感器包括电流互感器（ta）和电压互感器（tv），作用是将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于安装。并将二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，保证了人身和设备的安全。2.1 变压器中性点位置及接地台数的选择如何选择变压器的中性点的运行方式，是一种比较复杂的综合性的技术经济问题，不论采用那一种运行方式，都涉及到供电可靠性、过电压绝缘配合、继电保护和自动装置的正确动作、系统的布置、电讯及无线电干扰、接地故障时对生命的危险以及系统稳定等一系列的问题。2.1.1 变压器中性点接地原则系统中全部或部分中性点直接接地是大接地系统的标志。其主要目的是降低对整个系统绝缘水平的要求。但中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况变化时，零序网络也随之改变，因此，同一故障点的零序电流分布也随之改变。所以变压器的中性点接地情况改变，将直接影响零序电流保护的灵敏性。因此对变压器中性点接地的选择要满足下面两条要求：不使系统出现危险的过电压；不是零序网络有较大改变，以保证零序电流保护有稳定的灵敏性。根据上述两条要求，变压器中性点接地方式选择的原则如下：1）、在多电源系统中，每个电源处至少有一台变压器中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其他电源联系时，形成中性点不接地系统。2）、每个电源有多台变压器并联运行时，规定正常时按一台变压器中性点直接接地运行，其他变压器中性点不接地。这样，当某台中性点接地变压器由于检修或其他原因切除时，将另一台变压器中性点接地，以保持系统零序电流的大小与分布不变。3）、两台变压器并联运行，应选用零序阻抗相等的变压器，正常时将一台变压器中性点直接接地。当此接地变压器退出运行时，则将另一台变压器中性点直接接地运行。4）、220kv以上大型电力变压器都分级绝缘，且分为两种类型；其中绝缘水平较低的一种(500kv系统，中性点绝缘水平为38kv变压器)，中性点必须直接接地。5）、在双母线按固定方式连接的变电所，每组母线上至少应有一台变压器直接接地，当母线联络开关断开后，每组母线上仍保留一台中性点直接接地的变压器。2.1.2 网络接地方式的设计根据上述变压器的接地原则，得到本网络变压器中性点的接地方式为：发电机g1侧的两台并联容量为40mva的变压器，其中一台中性点直接接地，b、c两变电所各有两台并联运行的容量为20mva的变压器，将两台并联运行的变压器其中一台中性点直接接地。若该变压器停运时，则将另一台中性点不接地的变压器改为中性点直接接地；发电机g2侧只有一台60mva的变压器，d点变电所也只有一台容量为20mva的变压器，所以将次两台变压器的中性点都直接接地。共五台变压器中性点直接接地。2.2 电流互感器的选择电流互感器是将一次回路的大电流变为二次回路的小电流，并使测量仪表和保护装置标准化小型化，便于安装。2.2.1 电流互感器的作用1）、电流互感器将高压回路中的电流变换为低压回路中的小电流，并将高压回路与低压回路隔离，使他们之间不存在电的直接关系。2）、额定的情况下，电流互感器的二次侧电流取为5a，这样可使继电保护装置和其它二次回路的设计制造标准化。3）、继电保护装置和其它二次回路设备工作于低电压和小电流，不仅使造价降低，维护方便，而且也保证了运行人员的安全。4）、电流互感器二次回路必须有一点接地，否则当一，二次击穿时，造成威胁人身和设备的安全。2.2.2 电流互感器的选择和配置1）、一次电压：ugun ug110kv 其中 ug-电流互感器安装处一次回路工作电压；un-电流互感器的额定电压。2）、一次回路电流的选择：电流互感器的一次电流一般应取 ita1.25in，其中 in-发电机或变压器的额定电流；即in为对线路应是最大负荷电流： igmax=sn/un=350/110=787.296a=in ita1.25in=1.25787.296=984.12a3）、二次侧电流的选择：由于发电厂电气设备选择的规定，强电力系统的电流互感器二次侧额定电流为5a。4）、准确等级：用于保护装置为0.5级，用于仪表可适当提高。5）、输电线路上ta的选择：根据电力工程手册所选电流互感器型号为lcwd-110，2600/5（额定电流比）2.3 电压互感器的选择电压互感器是将一次回路的高电压变为二次回路标准的低电压，使测量仪表和保护装置标准化小型化，并将二次设备与高电压部分隔离，保证了设备及人身安全。2.3.1 电压互感器的作用1）、电压互感器的作用是将一次侧高电压成比例的变换为较低的电压，实现了二次系统与一次系统的隔离，保证了工作人员的安全。2）、电压互感器二次侧电压通常为100v,这样可以做到测量仪表及继电器的小型化和标准化。2.3.2 电压互感器的配置及选择1）、电压互感器一次绕组的额定电压为110kv。2）、二次绕组的额定电压是按下述原则设计的：一次绕组接于线电压时，二次绕组的额定电压为100v；一次绕组接于相电压时，二次绕组的额定电压为100/v。3）、准确等级：电压互感器应在哪一准确度等级下工作，需根据接入的测量仪表.继电器与自动装置及设备对准确等级的要求来确定。，4）、输电线路上tv变比的选择：由发电厂电气部分课设参考资料中p268页表6-10查得，型号为电容式ydr110 tv，额定变比为： 第三章 电力系统短路计算短路是电力系统最常见的故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相或中性点接地系统中相与地之间的短路。电力网络中若出现短路故障，将对电力系统的稳定运行有很大的影响，甚至会产生更严重的后果。3.1 短路计算概述系统中短路故障对电力系统的正常运行会带来严重后果，因此在系统设计、设备选择及系统运行中，都应着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后要尽量限制所影响的范围。对于本次设计，短路电流计算的主要目的是：对微机继电保护的配置和整定。系统中应配置哪些保护以及保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分流，并要作多种运行方式的短路计算。由以上分析，对电力系统短路故障进行计算和分析是十分重要的。然而实际工程中并不需要十分精确的计算结果，但却要求计算方法简捷、适用，其计算结果只要能满足工程允许误差即可。短路电流实用计算是电力系统基本计算之一，通常采用标幺制进行计算。一般情况下三相短路是最严重的短路，因此，绝大多数情况是用三相短路电流来选择或校验电气设备。三相短路是对称短路，它的分析和计算方法是不对称短路分析和计算的基础。3.2 电气元件的参数计算3.2.1 参数的算法标幺值的概念，参数计算需要用到标幺值或有名值，在实际的电力系统中，各元件的电抗表示方法不统一，基值也不一样。在标幺制中，单个物理量均用标幺值来表示，标幺值的定义如下：标幺值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位）显然，同一个实际值，当所选的基准值不同时，标幺值也不同。所以当描述一个物理量的标幺值时，必须同时说明其基准值多大，否则仅有一个标幺值没意义。当选定电压、电流、阻抗、和功率的基准值分别为ub、ib、zb和sb时,相应的标幺值为： 使用标幺值,首先必须选定基准值。电力系统的各电气量基准值的选择，在符合电路基本关系的前提下，原则上可以任意选取。四个物理量的基准值都要分别满足以上的公式。因此，四个基准值只能任选两个，其余两个则由上述关系式决定。习惯上多先选定ub和sb。这样电力系统主要涉及三相短路的ib,zb 可得： ub和sb原则上选任何值都可以，但应根据计算的内容及计算方便来选择。通常ub多选为额定电压或平均额定电压。sb可选系统的或某发电机的总功率，有时也可取一整数，如100、1000mva等。标幺值的算法:1)、精确的计算法，再标幺值归算中，将各电压级参数归算到基本级，而且还需选取同样的基准值来计算标幺值。将各电压级参数的有名值按有名制的精确计算法归算到基本级，再基本级选取统一的电压基值和功率基值。各电压级参数的有名值不归算到基本值而是再基本级选取电压基值和功率基值后将电压基值向各自归算级归算，然后就在各电压级用归算得到的基准电压和基准功率计算各元件的标幺值。2)、近似计算：标幺值的近似归算也是用平均额定电压计算。可以在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来计算标幺值即可。结合本网络采用精确计算法。选取基准值：sb=100mva 110kv时 ub=121kv3.2.2 发电机参数的计算在本次设计的系统中发电厂有三台发电机，正常情况下三台发电机同时运行，其发电机的参数计算如下：已知 sn=50mva cos=0.85 xg=0.129 ub(10.5)=11010.5/121=9.545(kv) xg=xgun2/sn=0.12910.52/50=0.284 xg*=xg/zb=xg/(ub2/sb)=0.284100/9.05452=0.3123.2.3 变压器的参数计算在本次设计的系统中发电厂端有三台升压变压器，b、c两处的变电所各带两台降压变压器，变电所d带一台降压变压器，参数计算如下：(1) 发电机g3所带的变压器参数计算已知 s1=60mva us%=10.5 xt1=(us%/100)(un2/sn)=(10.5/100)(1102/60)=21.175 xt1*=xt1/zb=xt1/(ub2/sb)=21.175(100/1212)=0.145(2) 发电机g1、g2所带的两台并联变压器参数计算已知 s2=40mva us%=10.5xt2=(us%/100)(un2/sn)=(10.5/100)(1102/40)=31.763xt2*=xt2/zb=xt2/(ub2/sb)=31.763(100/1212)=0.217(3) 三个变电所所带的变压器的参数计算已知 s3=20mva us%=10.5 xt3=(us%/100)(un2/sn)=(10.5/100)(1102/20)=65.525 xt3*=xt3/zb=xt3/(ub2/sb)=65.525(100/1212)=0.4343.2.4 线路参数的计算线路的参数计算：lgj-185型导线：deq=4.5m r1=0.17/km x1=0.4/km r0=0.51 /km x0=0.14 /km lab=40km lbc=60km lad=ldc=50km(1)110kv电网的ab段正序：zab1=lab(r1+jx1)=40(0.17+j0.4)=6.8+j16 zab1*=zab1/zb=(6.8+j16)/(1212/100)=0.046+j0.109零序：zab0=lab(r0+jx0)=40(0.51+j0.14)=20.4+j56 zab0*=zab0/zb=(20.4+j56)/(1212/100)=0.139+j0.382由发电厂电气部分课程设计参考资料查得lgj-185型导线直径d=19mm计算线路单位长度的等值电纳为：b=7.5810-6/lg(deq/req) s/km=7.5810-6/lg(4500/190.5)=2.83310-6s/kmab段导纳为：yab=jblab=j2.83310-640=j1.13310-4syab*=yabzb=j1.13310-6(1212/100)=j0.017(2) 110kv电网的bc段正序：zbc1=lbc(r1+jx1)=60(0.17+j0.4)=10.2+j24 zbc1*=zbc1/zb=(10.2+j24)/ (1212/100)=0.070+j0.164零序：zbc0=lbc(r0+jx0)=60(0.51+j1.4)=30.6+j84 zbc0*=zbc0/zb=(30.6+j84 )/ (1212/100)=0.209+j0.057bc段导纳为：ybc=jblbc=j2.83310-660=j1.7010-4sybc*=ybczb= j1.7010-4(1212/100)=j0.025(3) 110kv电网的ad段正序：zad1=lad(r1+jx1)=50（0.17+j0.4）=8.5+j20 zad1*=zad1/zb=（8.5+j20）/(1212/100)=0.058+j0.137零序：zad0=lad*(r0+jx0)=50（0.51+j1.4）=25.5+j70 zad0*=zad0/zb=（25.5+j70）/(1212/100)=0.174+j0.478ad段导纳为：yad=jblad=j2.83310-650=j1.41710-4syad*=yadzb= j1.41710-4(1212/100)=j0.021(4) 110kv电网的dc段（参数同ad段）zdc1=8.5+j20 zdc1*=0.058+j0.137zdc0=25.5+j70 zdc0*=0.174+j0.478dc段导纳为：ydc=jbldc=j2.83310-650=j1.41710-4sydc*=ydczb= j1.41710-4(1212/100)=j0.0213.3 系统正序网的短路计算3.3.1 最大运行方式系统正序等值电路图（图中的阻抗为标幺值）图3-1 系统正序等值电路图由前一章的参数计算得：e1=e2=e3=1.0xg1=xg2=xg3=xg=j0.312xt1=j0.145 xt21=xt22=xt2=j0.217 xt31=xt32=xt33=xt34=xt35=xt3=j0.434xlab=0.046+j0.109=0.11867.12 xlbc=0.07+j0.164=0.17866.89xlad=xldc=0.058+j0.137=0.14967.05正序网络化简：将e1与e2合并 图3-2 系统正序网络化简图e4=1.0x1=xg1/xg2=j0.312/2=j0.156 x2=xt21/xt22=j0.217/2=j0.109x3=xt31/xt32=j0.434/2=j0.217 x4=xt33/xt34=j0.434/2=j0.217最大运行方式下，系统各短路点短路电流的计算（最大运行方式为三台发电机全部投入运行）：图3-3 最大运行方式下正序各短路点分布图（1）、当系统a母线为双母运行方式时 k1点短路的情况一，流过2qf的最大短路电流计算如下：图3-4 k1点短路时(情况一)的等值电路图网络化简： 图3-5 k1点短路时的等值电路图化简图 图3-6 k1点短路时正序阻抗的等值图x0k1=xlab+ xlbc+xlad+xldc=0.59467.02x= x0k1+x5=0.75272.02ik1*=e5/x=1.0/0.752=1.330 ik1（有名）=ik1*ib=1.330477.149=634.608(a) k1点短路情况二，流过7qf的最大短路电流计算如下，等值电路图为：图3-7 k1点短路时(情况二)的等值电路图网络化简：x= x0k1+x5=0.59467.02+j0.168=0.75272.02ik1*=e5/x=1.0/0.752=1.330ik1（有名）=ik1*ib=634.608(a)图3-8 k1点短路时正序阻抗的等值图（2）、最大运行方式下，当k2点短路时情况一，流过1qf的最大短路电流计算如下图3-9 k2点短路时(情况一)的等值电路图将k2点短路的等值电路图进一步化简为下图：e5=e4/e2=1.0x5=(x1+x2)/(xg3+xt1)=(j0.156+j0.109)/(j0.312+j0.145)=j0.168图3-10 k2点短路时的等值电路图化简图 x=x5+xlab=j0.168+0.11867.12=0.046+j0.277=0.28180.57ik2*=e5/x=1.0/0.281=3.559 ik2（有名）=ik2*ib=3.559477.149=1698.173(a)情况二，流过4qf的最大短路电流计算如下：图3-11 k2点短路时(情况二)的等值电路图网络化简：x1=(x1+x2)/(xg3+xt1)+xlad+xldc=0.45775.30 x1=x1+xlbc=0.63472.94ik2*=e5/x=1.0/0.634281=1.577 ik2（有名）=ik2*ib=752.464(a)图3-12 k2点短路时的等值电路图化简图（3）、最大运行方式下，当k3点短路时情况一，流过8qf的最大短路电流计算如下： 图3-13 k3点短路时(情况一)的等值电路图将k3点短路时的等值电路图进一步化简为下图：x=x5+xlad=j0.168+0.14967.05=0.058+j0.305=0.31079.23ik3*=e5/x=1.0/0.310=3.226图3-14 k3点短路时的等值电路图化简图 ik3（有名）=ik3*ib=1539.190(a)情况二，流过5qf的最大短路电流计算如下：图3-15 k3点短路时(情况二)的等值电路图等值电路图进一步化简为下图：x1= x1+ xldc=0.60273.20ik3*=e5/x=1.0/0.602=1.661 ik3（有名）=ik3*ib=1.661477.149=792.544(a)图3-16 k3点短路时的等值电路图化简图（4）、当k4点短路时，最大运行方式下情况一，流过3qf的最大短路电流计算的等值电路图：图3-17 k4点短路时(情况一)的等值电路图将情况一的等值电路化简为下图： 图3-18 k4点短路时的等值电路图化简图x=x5+xlab+xlbc=j0.168+0.11867.12+0.17866.89=0.45676.26ik41*=e5/x=1.0/0.456=2.193 ik41（有名）=ik41*ib=2.193477.149=1046.379(a)情况二，流过6qf的最大短路电流计算的等值电路图如下： 图3-19 k4点短路时(情况二)的等值电路图将情况二的等值电路图化简为下图：x=x5+xlad+xldc=0.45775.29ik42*=e5/x=1.0/0.457=2.188ik42（有名）=ik42*ib=1044.090(a)图3-20 k4点短路时的等值电路图化简图3.3.2 最小运行方式最小运行方式下，各短路点短路电流的计算（发电厂最小发电容量250mw）（1）、最小运行方式下若发电机g1、g2投入运行，g3停运，求出下图中两点处的短路电流：ik1*=1.0/（0.156+0.109）=3.774图3-21 g1、g2运行k1点短路图 ik1（有名）=ik1*ib=1800.562(a)若三台发电机中g1，g2中的一台运行，g3运行，再求出下图中k1电短路时的短路电流（设g1运行）：x=(xg1+xt21)/(xg3+xt1)=j0.245ik1*=e/x=1.0/0.245=4.082ik1（有名）=ik1*ib=1947.547(a)图3-22 发电机g1g2运行时k1点短路图因此，由以上计算得：最小运行方式下，k1点的最小短路电流应为1800.562a，由此得出g1，g2两台发电机并联运行时为最小方式，系统等值电路图为：图3-23 最小运行方式各短路电流各短路点分布图（2）、当k2点短路时，最小运行方式下图3-24 k2短路时的等值电路图网络化简为： xt=xlbc+xlad+xldc =0.17866.09+20.14967.05=0.47666.99图3-25 k2短路时的等值电路化简图x8=xlab/x7=0.09467.09 图3-26 k2短路时的等值图x=x6+x8=j0.265+0.09467.09=0.35484.0ik2*=e4/x=1.0/0.354=2.825 ik2（有名）= ik2*ib=2.825477.149=1347.946(a)（3）、当k3短路时，最小运行方式下图3-27 k3短路时的等值电路图网络化简：x9=xlab+xlbc+xldc=0.44567.09x=(x9/xlad)+x6 =0.36690.40ik3*=e4/x=1.0/0.366=2.732 ik3（有名）= ik3*ib=2.732477.149=1303.571(a)图3-28 k3短路时的等值电路化简图（4）、当k4点短路时图3-29 k4短路时的等值电路图网络化简：x=(xlab+xlbc)/(xlad+xldc)+x6=0.33786.1ik4*=e4/x=1.0/0.337=2.967ik4（有名）= ik4*ib=2.967477.149=1415.701(a)图3-30 k4短路时的等值电路化简图3.4 系统零序网的短路计算3.4.1 最大方式下图3-31 最大运行方式零序各短路点分布图xlab0=0.139+j0.382=0.40770.0 xlbc0=0.209+j0.057=0.21715.26xlad0=0.174+j0.478=0.50970.0 xldc0= xlad0=0.50970.0（1）、当k1点短路时，最大方式下情况一图3-32 最大运行方式下k1点短路时(情况一)等值电路图网络化简：x0=(xt35+xldc0)/xt33+xlbc0=0.42157.33图3-33 最大运行方式下k1点短路时化简图x0=( x0/xt31+xlab0)/x10=0.07787.74当k1点短路时z0*=0.077 z1*=0.752 即z0z0即：3i(1.1)0*=3e1/(z1*+2z0*)=3.297 3i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=3.297477.149=1573.019(a)经分流，流过7qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00.087/0.866=158.028（a）（2）、最大方式下零序网，当k2点短路时情况一：图3-38 最大运行方式下k2点短路时(情况一)等值电路图网络化简： 图3-39 k2点短路时(情况一)电路化简图 图3-40 k2点短路时(情况一)电路化简图x40=(xt33+xldc0)/xt35+xlad0=(j0.434+0.50970)/j0.434+0.50970=1.22380.98 x0=(x40/x10+xlab0)/xt31=(1.22380.98/j0.087+0.40770)/j0.434=0.26892.19零序网当k2短路时 z0*=0.268 z1*=0.281 即 z1z0即：3i(1.1)0*=3e1/(z1*+2z0*)=3.672 3i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=3.672477.149=1752.091(a)经分流，流过1qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00434/1.131=672.332（a）情况二：图3-41 最大运行方式下k2点短路时(情况二)等值电路图网络化简：x0=（xt21/xt1）+xlad0/xt35+xldc0/xt33+xlbc0=0.41054.72x0= x0/xt31=0.41054.72/j0.434=0.22154.72求流过4qf的零序短路电流z0*=0.221 z1*=0.634 即 z1z0即：3i(1.1)0*=3e1/（z1*+2z0*）=31.0/(0.634+20.221)=2.788 3i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=2.788477.149=1330.291（a）图3-42 k2点短路时化简图经分流，流过4qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00.434/0.805=717.20（a）（3）、当k3点短路时情况一：图3-43 最大运行方式下k3点短路时(情况一)等值电路图网络化简：图3-44 k3点短路时(情况一)电路化简图x70=（xlbc0+xt33）/xt31=（0.21715.26+j0.434）/j0.434=0.24579.67进一步化简：x80=（xlab0+xt0）/x10+xlad0=0.58272.28x0=x80/xt35=0.58272.28/j0.434=0.25282.44 零序网当k3短路时 z0*=0.252 z1*=0.310 即 z1z0所以流过短路点最大零序电流应采用两相接地短路时零序电流3i0 max来整定，即：3i(1.1)0*=3e1/（z1*+2z0*）=3.686图3-45 k3点短路化简图 3i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=3.686477.149=1758.771（a）经分流，流过8qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00434/1.004=760.266（a）情况二：图3-46 最大运行方式下k3点短路时(情况二)等值电路图网络化简：x0=（x10+xlab0）/xt31+xlbc0/xt33+xldc0=0.73269.51x0= x0/xt35=0.73269.51/j0.434=0.27682.34求流过5qf的零序短路电流z0*=0.276 z1*=0.602即z1z0即：3i(1.1)0*=3e1/（z1*+2z0*）=2.603i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=2.60477.149=1240.422（a）图3-47 k3点短路化简图经分流，流过5qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00.434/1.139=477.645（a）（4）、当k4点短路时情况一:图3-48 最大运行方式下k4点短路时(情况一)等值电路图网络化简：图3-49 k4点短路时(情况一)电路化简图x90=(xt21/xt1)/(xlad0+xt35)+xlab0/xt31=0.23282.02x0=（x90+xlbc0）/xt33=0.21468.41零序网当k4短路时z0*=0.214 z1*=0.456 即z1z0所以流过短路点最大零序电流应采用两相接地短路时零序电流3i0 max来整定，即：图3-50 k4点短路等值图 3i(1.1)0*=3.394 3i(1.1)0=1619.444(a)经分流，流过3qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00434/0.907=774.905(a)情况二，零序等值网络如下：图3-51 最大运行方式下k4点短路时(情况二)等值电路图网络化简：图3-52 k4点短路(情况二)化简图x120=（xlab0+xt31）/x10+xlad0）/xt35=0.25182.57x0=（x120+xldc0）/xt33=（0.25182.57+0.50970.0）/j0.434=0.27884.22图3-53 k4点短路(情况二)化简图零序网当k4短路时 z0*=0.278 z1*=0.457 即 z1z0即：3i(1.1)0*=3e1/（z1*+2z0*）=2.962 3i(1.1)0=3i(1.1)0*ib=1413.315(a)经分流，流过6qf最大零序电流为3i0 max=3i（1.1）00434/1.179=520.253(a)3.4.2 最小方式下系统的零序等值电路图为：图3-54 最小运行方式下k1点短路时等值电路图1）、当k1点短路时，网络化简,对c点连接的三个阻抗进行：zab=j0.434+0.21715.26+j0.4340.21715.26/0.50970=0.69858.95zbc=0.21715.26+0.50970.0+0.21715.260.50970/j0.434=0.81938.90zac=j0.434+0.50970.0+ j0.4340.50970.0/0.21715.26=1.638113.65图3-55 最小运行方式下k1点短路时化简图再经过阻抗合并及，变换，求出等值阻抗为：x0=0.13985.04零序网当k1短路时 z0*=0.139 z1*=0.265 即 z1z0所以流过短路点最小零序电流应采用单相接地短路时零序电流3i0 min来整定，即：3i(1)0*=3e1/(2z1*+z0*)=4.484 3i(1)0=3i(1)0*ib=4.484477.149=2139.536(a)k1 点短路时流过保护的最小零序电流的分流计算，等值图如下：图3-56 k1点短路时分流计算图对网络进行变换:zab= 0.50970.0+0.21715.26+0.50970.00.21715.26/j0.434=0.81938.9zbc=0.50970.0+ j0.434+0.50970.0 j0.434/0.21715.26=1.638113.65zac=0.21715.26+ j0.434+0.21715.26j0.434/0.50970.0=0.79262.95zbcj0.217= -0.009+j0.193 zacj0.434=0.0476+j0.284图3-57 k1点短路时分流计算化简图x=0.637+j0.514+0.0476+j0.2840.009+j0.193=0.676+j0.991= 1.2055.7x1 = 0.19392.710.81938.9 / x= 0.13275.91 = 0.032 + j0.128x2 =0.81938.90.28880.49/ x= 0.197/ 63.69 = 0.087 + j0.177x3 =0.19392.710.28880.49 / x=0.046117.5= -0.021+j0.041x6 = ( x1 + x4 )(x2 + x5)=0.108+j0.291图3-58 k1点短路时分流计算等值图i2=0.563 i =1204.559a i3=i2=584.211a i4=i2i3=620.348a即，流过2qf的最小零序电流为620.348a ，流过7qf的最小零序电流为584.211a2）、当k2点短路时，网络化简,对a与c点连接的三个阻抗进行（c点的变换如k1点的计算），a点计算如下：zab=j0.217 +0.40770.0+j0.2170.40770.0/0.50970.0=0.78579.81zbc=0.40770.0+0.50970.0+0.40770.00.50970.0/j0.217=1.84259.79 zac= j0.217 +0.50970.0+ j0.2170.50970.0/0.40770.0+=0.98279.79再经过阻抗合并及，变换，求出等值阻抗为：x0=0.16474.56零序网当k2短路时z0*=0.164 z1*=0.354 即 z1z0即：3i(1)0*=3e1/(2z1*+z0*)=3.440 3i(1)0=3i(1)0*ib=1641.568(a)图3-59 最小运行方式下k2点短路时化简图k2 点短路时流过保护的最小零序电流的分流计算，等值图如下：图3-60 k2点短路时分流计算图zab=0.50970.0+0.50970.0+0.50970.00.50970.0/j0.434=1.59162.61zbc=0.50970.0+j0.434+0.50970.0j0.434/0.50970.0= 135782.63zac =zbc = 1.35782.63 zbcj0.217 = 0.18788.98 zacj0.434 =0.32988.21 图3-61 k2点短路时分流计算化简图x4=1.59162.610.18788.98 /(0.013 + j0.516)= 0.14482.71 x5 = 1.59162.610.32988.21 /(0.013 + j0.516)= 0.25381.94 x6 = 0.18788.980.32988.21/(0.013 +j0.516)= 0.030108.31 x7 = ( x2 + x4 )(x3 + x5)= 0.23460.61 x8 = x6 + x7 =