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35kV电网继电保护毕业设计,毕业设计论文

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毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文） 题目： 题目： 35Kv 电网继电保护设计 任务与要求： 任务与要求： 短路电流计算：电网继电保护配置设计；输电线路继电保护设计三部分 分阶段写说明书一份，画硬件设计电路图（包括继电保护回路展开式原理图）及设备 表。 时间： 时间： 周 所属系部： 所属系部： 自动化工程系 学生姓名： 学生姓名： 宋科 学 号：18 年 月 日 至 年 月 日 共 专业： 专业： 电气自动化 指导单位或教研室： 指导单位或教研室： 指导教师： 指导教师： 张桂金 职 称： 教师 西安航空职业技术学院制 年 月 日 -I- 毕业设计(论文) 毕业设计(论文)进度计划表 日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导教师 签 字 教师对进 度计划实 施情况总 评 签名 年 本表作评定学生平时成绩的依据之一。 月 日 - II - 35KV 电网继电保护设计 【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 Abstract This design is 35KV electric grid protection design (multi-power sources loop, single side power source line protection setting). In this design using WXB-11C microcomputer protection protects the electrical network. First the electrical power system protection elementary knowledge is introduced.then according to the wiring diagram and the parameter of the 35KV electrical network, the short-circuit current is calculated. Protection equipment plan reflecting phase fault and earth fault on the transmission line are determined. Through setting calculation and verification of protection equipped, accuracy of protection equipment is proved. In order to improve power supply reliability, reclosing is equipped. The basis of the setting values worked out, the definite value lists of microcomputer protection are completed. Key words: protection; short-circuit current calculation; reclosing -1- 目录 1 概 述 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 1.2.1 统继电保护技术要求 1 1.2.2 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 1.4.1 35kV 线路保护配置原则 2 1.4.2 35kV 母线保护配置原则 2 1.4.3 35kV 断路器保护配置原则 2 2 系统中各元件的主要参数计算 3 2.1 标幺制及标幺值计算方法 3 2.1.1 标幺制的概念 3 2.12 标么值的折算. 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 23.1 电阻参数计算 4 2.3.2 电抗参数计算 4 2. 4 输电线路参数的计算 4 3 中性点接地的选择 4 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 3.2.1、高频信号注意事项 5 3.3 高频闭锁距离保护的整定计算 5 3.31 距离保护各段的整定计算 6 4 短路电流的计算 8 4.1 三相短路电流计算 8 4.2 两相短路电流计算 9 5 继电保护整定(以下电流值的单位为：；电压值的单位为：。) 10 5.1 对保护进行整定计算 11 5.1.1 保护的段 11 5.1.2 保护的段 11 5.1.3 保护的段 12 5.2 护进行整定计算 12 5.2.1 保护的段 12 5.2.2 保护的段 12 5.2.3 保护的段 13 5.3 对保护进行整定计算 13 -2- 5.3.1 保护的段 13 5.3.2 保护的段 13 5.3.3 保护的段 13 5.4 对保护进行整定计算 14 5.4.1 保护的段 14 5.4.2 保护的段 15 5.4.3 保护的段 15 5.5、对保护进行整定计算 15 5.5.1 保护的段 15 5.5.2 保护的段 16 5.5.3 保护的段 16 5.6 对保护进行整定计算 17 5.6.1 保护的段 17 5.6.2 保护的段 17 5.6.3 保护的段 17 6 短路电流计算说明书 19 6.1 三相短路电流计算 19 6.2 两相短路电流计算 21 6.2.1 两相短路电流负序电抗化简 23 6.3 继电保护整定 25 6.3.1 方向元件的设置 26 6.3.2 整定原则 27 6.3.3 继电保护配置成果表 27 7 零序电流保护的整定计算 28 7.1 零序电流保护瞬时段（段）的整定计算 28 7.2 零序电流保护（段）的整定计算 29 7.3 零序电流保护（段）的整定计算 29 7.4 零序方向元件灵敏度的校验 30 结 束 语 31 谢 辞 32 参考文 献 33 -3- 1 概 述 1.1 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。 1.2 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 1.3 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 -1- 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。 1.4 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。 （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 2.1 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， A 的标幺值 A*A/AB。 则 2.12 标么值的折算 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、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 2.2、 2.2、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=PSKWVN2KV103/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/VN2KV -3- 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.BTS=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 3 倍.根据电力 系统运行调节的要求,变压器不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. 2.3 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. 23.1 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 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. 4 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 中性点接地的选择 -4- 3.1 35KV 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。 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。 3.2 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、 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。 3.3 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 -5- 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 3.31 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 I Z dz = K k ? Z l 式中 K k 可靠系数，一般取 0.80.85； Z l 被保护线路 l 的阻抗。 第一段的动作时限为继电器本身的固有时限，通常取 t as 1.3 Zl -6- Z dz = Z fh?min K k K h K zq Z fh?min 对全阻抗继电器 Z dz = 对方向阻抗继电器 K k K h K zq cos(? lm ? ? fh ) 上两式中 Kk Z fh?min Z fh?min = 最小负荷阻抗， (0.9 0.95)U e / 3 I fh?max ； 可靠系数，取 1.3； K h 继电器的返回参数，取 1.151.25； K zq 负荷自起动参数；取 1.52.5 U e 电网额定相电压； lm 、 ? fh 分别为阻抗元件的最灵敏角和负荷阻抗角。 第段保护的灵敏系数： 作近后备时 K lm = 作远后备时 K lm = 式中 K fz ?max Z dz 1 .2 Z l + K fz?max Z l 2 Z dz 1 .5 Zl 相邻线路末端短路时，实际可能的最大分支系数。 t dz = t dz ? xl max + ?t 保护的动作时限 （4） 、继电器阻抗值： I Z dz? j = Z dz n LH K jx nYH （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 -7- 敏度均大于 2，相电流元件的整定为： I dz = I fh?max K k I fh?max Kf 最大负荷电流 Kk Kf 可靠系数，取 1.21.3 返回系数，取 0.85 4 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 在三相系统中可能发生的短路有：1、三相短路 f(3) 两相接地短路 f (1,1) 2、两相短路 f(2) 3、 。 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. 4.1 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 -8- 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 系统： 青岭： I*j= 1/X*j = 1/0.712 =1.406 X*js= X*jSe/Sj = 1.079 I(3)s.max=IjI*j =7.731 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 4.2 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： -9- 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 Ij=0.452 ：；电压值的单位为：。) 5 继电保护整定(以下电流值的单位为：；电压值的单位为：。 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： - 10 - 、对下面单侧电源进行保护整定： 对保护 5.1 对保护进行整定计算 解：根据题意所得： 5.1.1 保护的段 保护 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 保护 Ksen= I(2)d4.min/ Iop51.3 (满足要求) 故：Iop5= I(2)d4.min/ Ksen0.395 - 11 - Iop5=0.395 top5top5+t0.5s top50.5s 保护 5.1.3 保护的段 Iop5KrelKss IL.max /Kre=0.367 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 Iop50.367 top52s 5.2 护进行整定计算 解：根据题意所得： 保护 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) =19.5460.15L 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 = 7.5 km 电流元件的动作电流： Iop3= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.940 低电压元件的动作电压： Uop3=1.73Iop3 X1 Lmain=4.884 最小运行方式时的保护区： Lmin = (0.866EsXs.min Iop3)/ X1 Iop3=30.78 故不满足要求,所以不设段； 保护 5.2.2 保护的段 - 12 - Iop3Kph Iop5=0.8063 检验：Ksen= I(2)d3.min/ Iop3=0.8181.5 故满足要求； top3top5+t1s Iop30.4345 top31s 保护 5.2.3 保护的段 IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 灵敏度校验： 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 Iop0.298 top32.5s 对保护 5.3 对保护进行整定计算 保护 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； Iop1=1.128 保护 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 0.373 检验：Ksen= I(2)d2.min/ Iop1=3.841.5 故满足要求； top1top3+t0.5s Iop1 top10.5s 保护 5.3.3 保护的段 - 13 - IopKrelKss IL.max /Kre=0.298 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 B、对下面单侧电源进行保护整定： Iop10.298 top13s 对保护 5.4 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 保护 5.4.1 保护的段 Iop2=Krel I(3)d1.max=0.7728 检验：Lmin=1/X1(0.866Es/ Iop2Xs.max) =48.271.3 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 = 30 km 电流元件的动作电流： Iop2= Es/( Xs.main+ X1 Lmain)=0.493 低电压元件的动作电压： Uop2=1.73Iop2 X1 Lmain=10.1 - 14 - 最小运行方式时的保护区： Lmin = (0.866EsXs.max Iop2)/ X1 Iop5=15.063km Lmin0.15L 故不满足要求,所以不设段； 保护 5.4.2 保护的段 Ksen= I(2)d1.min/ Iop21.3 (满足要求) 故：Iop2= I(2)d1.min/ Ksen0.249 top2top2+t0.5s Iop2=0.249 top20.5s 保护 5.4.3 保护的段 Iop2KrelKss IL.max /Kre=0.298 灵敏度校验： 近后备：(取本线路末端) Ksen = I(2)d1.min/ Iop21.08 1.3 满足要求 top5top5+t2s top52s 5.5、对保护 5.5、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 保护 5.5.1 保护的段 - 15 - 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； 保护 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 Iop40.144 top40.5s 保护 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/ Iop40.5691.3 远后备：Ksen = I(2)d1.min/ Iop41.141.2 故满足要求 top3top5+t2.5s - 16 - Iop40.1488 Uop426.061 top32.5s 对保护 5.6 对保护进行整定计算 保护 5.6.1 保护的段 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； 保护 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； top6top4+t1s top61s 保护 5.6.3 保护的段 Iop6KrelKss IL.max /Kre=0.352 灵敏度校验： - 17 - 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 故均满足要求 top6top4+t3s Iop6=0.176 Uop626.061 top63s - 18 - 6 短路电流计算说明书 6.1 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： 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 排除城关变电所，合并整理其它电抗值得： - 19 - 整理合并得： X25=3.918 X26=1.833 X27=0.275 X28=0.175 整理合并得： - 20 - 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 X34=5.047 计算得出的最大短路电流分别为： IS7.731 Iq=0.541 Ij=1.115 查看计算书 第页 所得数据请 6.2 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 - 21 - 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 X26=8.178 X27=8.751 整理、合并得： X28=0.825 X29=10.805 X30=11.562 - 22 - 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 整理、合并得： X25=0.625 - 23 - X26=3.568 整理、合并得： X27=4.736 X28=0.552 整理、合并得 X29=Xf=0.727 ： 合并附加电抗图 6.2.2 合并附加电抗图 得出电抗图： 得出电抗图： 整理、合并得出： X31=0.826 X32=10.804 - 24 - X33=11.562 计算得出的最大短路电流分别为：IS5.733 Iq=0.433 Ij=0.452 所得数据请 6.3 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 系统 D1 37 金河 青岭 D2 37 系统 I(3)d.max(KA) I(3)d.mim(KA) 3.121 0.433 0.211 0.940 2.15 0.155 0.169 0.735 - 25 - 金河 青岭 系统 D3 10.5 金河 青岭 系统 D4 10.5 金河 青岭 系统 D5 10.5 金河 青岭 系统 D6 6.3 金河 青岭 系统 D7 10.5 金河 青岭 D8 6.3 系统 金河 青岭 0.732 0.376 0.701 0.594 0.399 0.400 0.367 0.489 7.731 1.115 0.541 2.585 3.799 1.136 1.732 1.549 1.043 1.719 1.623 3.543 0.203 0.225 0.608 0.171 0.232 0.398 0.116 0.268 5.733 0.452 0.433 2.477 1.365 0.788 1.665 0.483 0.656 1.777 0.534 1.799 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 - 26 - 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) Iop1=1.128(KA) 所以不需要安装方向元件。 （）对于保护，当点短路时： Idj0.376(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 保护 主 段 瞬时电流联锁 保 护 段 限时电流速断保护 后 备 保 护 段 定时限过电流保护 1 Iop1=1.128 top10s Iop10.373 top10.5s Iop10.298 top13s - 27 - 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 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。 零序电流保护瞬时段（ 7.1 零序电流保护瞬时段（段）的整定计算 躲开线路末端接地短路时最大零序电流 Idz = K k 3 I 0?max 0 式中 K k 可靠系数，取 1.3 - 28 - I 0?max 接地短路的最大零序电流。 单相接地短路时的零序电流为 ( 3I 01,1) = 3E 2Z 1 + Z 0 而两相接地短路的零序电流为 ( 3I 01,1) = Z1 3E + 2Z 0 取两者最大值 灵敏度校验： Klm = Lmin 100% 20% L 零序电流保护（ 7.2 零序电流保护（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： I 0 dz = K k 3I 0 max I 0 max 线路末端变压器另一侧母线发生接地短路时 流过保护的最大零序电流 K lm = 灵敏度校验： 3I 0 min 1.5 I 0 dz 7.3 零序电流保护（ 7.3 零序电流保护（段）的整定计算 （1）躲开下一线路始端三相短路时的 I 0?dz = K k I bp?max 3 K fzq K tx K C ? I d ?max I bp?max 式中 K k = 1.25 K fzq I bp?max = nl 非周期分量系数，采用重合闸加速后取 1 . 52，否则取 1 电流互感器的同型系数，同型时取 0.5，不同时取 1 K tx K C 电流互感器的 10%误差，取 0.1 相邻线路始端三相的最大短路电流 3 I d ?max - 29 - K lm = 灵敏度校验：作近后备时： 3I 0?min 1.3 I 0?dz 3I 0?min 本线路末端接地短路时最小零序电流 K lm = 3I 0?min 1 .2 I ? K fz ?max 0?dz 作远后备时： 3I 0?min 相邻线路末端接地短路时最小零序电流 最大分支系数 K fz ?max 7.4 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 护范围末端进行校验，要求灵敏系数不小于 1.2。对本线路的灵敏系数要求不小 于 2。方向元件的灵敏系数计算