110KV电网继电保护设计毕业论文.doc

内蒙古化工学院大学本科毕业设计说明书1110KV电网继电保护设计毕业论文目 录第 一 章 概 述41.1 电力系统继电保护的作用41.2 电力系统继电保护技术的任务51.2.1电力系统故障和不下常工作状态51.2.2继电保护的基本原理51.3 继电保护的基本要求61.5 继电保护的配置7第二章 主接线图中各元件介绍82.1互感器82.1.1概述82.1.2继电保护互感器的极性和一、二次电气量的正方向92.1.3继电保护用电流互感器的选择与校验92.2测量变换器102.2.1测量变换器的作用102.2.2测量变换器的分类102.2.3各种变换器的工作特性102.3 对称分量滤过器122.3.1概述122.3.2零序电流滤过器122.3.3零序电压滤过器132.4电磁式继电器132.4.1电流继电器（LJ、KA）132.4.2电压继电器(YJ、KV)142.4.3时间继电器142.4.4中间继电器（ZJ、KM）142.4.5信号继电器（XJ、KS）14第三章系统中各元件的主要参数计算143.1 电流标幺值计算143.2短路电流的计算163.3运行方式确定30第四章 短路电流的计算304.1 计算短路电流的基本步骤304.2 运行方式的确定314.3 各种运行方式下各线路电流计算324.4 各输电线路两相短路和三相短路电流计算33第无章 输电线路上的TA、TV变比的选择345.1输电线路上TA的变比选择345.1.1 TA（电流互感器）的特点345.1.2 TA（电流互感器）变比选择的原则345.1.3 选择结果355.2输电线路上TV变比的选择355.2.1 TV（电压互感器）的特点355.2.2 TV（电压互感器）变比的选择原则355.2.3 TV变比选择的结果36第六章 电力网相间继电保护方式选择和整定计算366. 1 110KV电力网中线路继电保护的配置366.1.1 110220kv线路继电保护的配置原则366.1.2 CD 、BD、DE线路相间继电保护方式选择376.2 相间距离保护的基本原理376.2.1距离保护的作用376.2.3距离保护的主要组成元件386.3距离保护的整定计算396.3.1保护装置整定计算396.3.2保护动作阻抗Zop一次值的整定计算396.4 距离保护的意义40第七章 电力网零序继电保护方式配置与整定计算417.1 电力网零序继电保护方式配置417.1.1110220kv中性点直接接地电网中线路零序继电保护的配置原则417.1.2 CD 、BD、DE线路接地继电保护方式选择417.2 零序电流保护整定计算的运行方式分析427.2.1 接地短路电流、电压的特点427.2.2 接地短路计算的运行方式选择427.2.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择437.2.4 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择437.3 多段式零序电流保护的整定计算437.3.1零序电流保护的特点437.3.2 零序电流保护的整定计算447.3.3零序接地距离保护整定计算467.4 零序电流保护的评价及使用范围46第八章 自动重合闸的选择488.1自动重合闸的作用及对它的基本要求488.1自动重合闸故障488.2 自动重合闸的基本要求488.2.1自动重合闸应满足的基本要求488.2.2 自动重合闸的分类498.2.3 自动重合闸与继电保护的配合508.3输电线路的三相一次自动重合闸51第九章 变压器保护529.1 电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式529.2 变压器的纵差保护539.2.1 变压器纵差保护的基本原理539.2.2 电压互感器和电流互感器549.2.3 变压器的励磁涌流559.2.4 纵差保护的整定计算569.3 变压器接地短路的后备保护579.3.1 中性点直接接地变压器的零序电流保护589.3.2 中性点可能接地或不接地运行时变压器的零序电流电压保护599.4 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护599.4.1 过电流保护599.4.2 低电压启动的过电流保护61第 十 章 WXB11C型微机继电保护装置的介绍6210.1 装置介绍6210.1.1 装置硬件特点6210.1.2 保护配置及特点6210.1.3 主要技术数据6310.2 WXB-11C微机继电保护整定原则6510.2.1 距离保护定值整定计算6510.2.2.零序保护及重合闸整定6810.3 WXB-11C型微机保护性能分析7010.3.1距离保护7010.3.2零序保护73结 论74参考文献75致 谢76第 一 章 概 述1.1 电力系统继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成。这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。由于自然环境，制造质量运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中可能出现各种故障或不正常运行状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。 1.2 电力系统继电保护技术的任务1.2.1电力系统故障和不下常工作状态电力系统在运行中，由于外界（雷击、鸟兽等）、内部（绝缘损坏、老化等）及操作等原因，可能引起各种故障或不正常工作状态。（一）故障1、最常见同时也是最危险的故障主要有如下：三相短路，两相短路，两相接地短路，大电流电网中的单相接地短路，断线2、系统发生故障可能引起的的后果是：1）故障点的电弧使故障设备损坏；2）短路电流将产生很大的热效应和电动力，而使设备损坏；3）电压大幅度下降，使其他用户的正常工作遭到破坏；4）破坏系统运行的稳定性。（二）不正常工作状态电力系统中电气设备的正常工作遭到威胁，但并未发展成故障，这种情况称为不正常工作状态。常见的不正常工作状态包括过负荷、过电压、小电流接地电网中的单相接地等。（三）事故所谓事故，是指系统的全部或部分的正常工作遭到破坏，造成对用户停止送电、少送电、或电能质量达不到要求，甚至损坏设备等。包括故障和不正常工作状态。特别指出的是：在实际生产单位中的事故和故障信号所对应的应该是教材上的故障和不正常工作状态。目前新建的单位已经改成了故障与不正常工作信号。1.2.2继电保护的基本原理我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保护。1.3 继电保护的基本要求根据继电保护在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求，即选择性，速动性，灵敏性和可靠性。一、选择性1.概念：所谓选择性是指继电保护动作时，只能把故障元件从系统中切除，使系统的无故障部分继续运行。2.获得选择性的前提条件：凡是有断路器的地方必须装设继电保护装置。例如在如图1-1为单侧电源电网图中，1DL7DL处均装设了继电保护装置。3.获得选择性的途径：离故障点最近的保护动作。例如在图1-1所示的电网中，当d1点短路时，应该由保护1、2动作；d2点短路时，应由保护6动作；d3点短路时，应由保护5动作。 图1-14.必须指出，继电保护装置和断路器都可能因失灵而拒动。因而，在装设继电保护装置时，一般都不止装设一种，应该装两种以上，即有主保护和后备保护。1）主保护：是指装设在本元件断路器处并瞬时动作的保护。我们一般都希望故障能够被主保护动作切除。据我国某系统统计最近十年中220KV线路的主保护动作次数占全部保护动作次数的83.7%，154KV线路主保护动作次数占76.3%。2）后备保护：后备保护可分为远后备两种。近后备：装设在本元件断路器处，动作时限比主保护长。当本元件主保护拒动时，才由近后备保护动作来切除故障。远后备：装设在相邻上一元件断路器处，动作时限比近后备保护时限还要长。当本元件的保护或开关拒动时，利用相邻元件的远后备保护切除故障。3）辅助保护：起辅助作用的保护。如为消附除方向继电器的电压死区或为加速切除靠近母线附近的线路故障而加装的电流速断保护。二、灵敏性 1.概念： 继电保护装置对于保护范围内的故障应有足够的反应能力，不论故障点的位置和故障的性质如何，都能敏感地作出反应，即具备足够的灵敏性。2.作用：评价一套保护的可行性，通常用灵敏系数（灵敏度）KL来衡量。定义如下：1）对反应故障参数量值增大的保护2）对反应故障时参数量值降低的保护三、速动性快速的切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作，切除故障。动作迅速而同时又能满足选择性要求的保护装置，一般结构都比较复杂，价格也比较昂贵。电力系统在一些情况下，允许保护装置带有一定的延时切除故障的元件。因此，对继电保护速动性的具体要求，应根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。 四、可靠性1.概念：继电保护的可靠性是指：保护在应该动作时，不拒动；而在不应动作时，不误动的性能。2.获得可靠性的途径：保护装置越简单越可靠。1.5 继电保护的配置电能是一种特殊的商品,为了远距离传送,需要提高电压,实施高压输电,为了分配和使用,需要降低电压,实施低压配电,供电和用电。发电-输电-配电-用电构成了一个有机系统。通常把由各种类型的发电厂,输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但是没有发生故障的运行状态,如:过负荷,过电压,频率降低,系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。其中最常见且最危险的是各种类型的短路,电力系统的短路故障会产生如下后果:(1)故障点的电弧使故障设备损坏；(2)比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应,使故障回路中的设备遭到破坏；(3)部分电力系统的电压大幅度下降,使用户的正常工作遭到破坏,影响企业的经济效益和人们的正常生活；(4)破坏电力系统运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使电力系统瓦解,造成大面积停电的恶性循环；故障或不正常运行状态若不及时正确处理,都可能引发事故。为了及时正确处理故障和不正常运行状态,避免事故发生,就产生了继电保护,它是一种重要的反事故措施。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,且继电保护装置是完成继电保护功能的核心,它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护的任务是:(1)当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动,迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运行。(2)当电力系统中某电气元件出现不正常运行状态时,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。继电保护装置的组成： 被测物理量测量逻辑执行跳闸或信号 整定值测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。第二章 主接线图中各元件介绍2.1互感器2.1.1概述互感器是用来联系电气一次与电气二次的组件。互感器分为电压互感器（TV、YH、PT）和电流互感器（TA、LH、CT）两种，YH的二次额定电压为100V，LH的二次额定电流为5A或1A。LH、YH使用过程中，LH二次不允许开路，YH二次侧不允许短路，且二次绕组与铁心要可靠接地。2.1.2继电保护互感器的极性和一、二次电气量的正方向（一）继电保护用互感器的极性表示通常用L1与K1、L2与K2分别表示一、二次绕组的同极性端子，如只需标出相对极性关系时，也可以在同极性端标以“。”号（二）继电保护用互感器一、二次量正方向规定1、互感器的一次电气量（电压、电流）的正方向规定为从“。”端指向无“。”端。2、互感器的二次电气量正方向规定为：PT与一次相同，CT与二次相反。2.1.3继电保护用电流互感器的选择与校验（一）理想情况下的电流互感器此时，励磁电流为零。于是根据变压器磁势平衡原理因而 （二）实际中的电流互感器1、实际中，励磁电流是存在的，使得21，因而出现了电流互感器的误差，误差可分为：（1）电流误差（变比误差）：CT一、二次电流大小的误差。用f1表示，即：（2）角度误差：一、二次电流相位的误差。2、误差的影响因素（1）电流互感器的二次负载阻抗Zfh（2）一次电流倍数m。图2-1示出二次电流I2与m之间的关系：图2-1（三）电流互感器的校验1、对于继电器的保护用电流互感器，要求其变化比误差不超过10%，角度差不超过7%。所谓10%误差曲线，是指CTfi为10%，不超过7时，饱和电流倍数m10与允许负载阻抗Zfh之间的关系曲线。2、对于校验不合格的电流互感器的解决办法。a.换用其他类型的电流互感器；b.用两个同类型的电流互感器串联。2.2测量变换器2.2.1测量变换器的作用对于晶体管继电器和微机保护中，必须采用变换器，将互感器的二次电气量变换后才能应用。测量变换器的作用有：1电路的隔离，电量的变换，定值的调整，比较电压的综合，抑制谐波分量。2.2.2测量变换器的分类常用的测量变换器有电压变换器（YB）、电流变换器（LB）和电抗变换器（DKB）等三种。2.2.3各种变换器的工作特性上述各种变换器虽然作用有所不同，但他们的基本构造是相同的，都是在铁芯构成的公共磁路上绕有数个通过磁路而耦合的绕组，因而他们的等效电路结构都是相同的，如图2-2所示：但是，当它们本身参数与电源参数及负载参数的相对关系改变电，将表现出不同的特性，即所谓变换器按电压变换器方式工作、或按电流方式或按电抗变压器方式工作。图 2-2（一）电压变换器（YB）对电压变换器的要求是：变换器（及所接二次负载）的接入不影响所接处的电压值；输出二次电压与一次电压成比例，同时所接二次负载大小无关，即U2=KU1,K为实常数。参见图2-2，当忽略漏阻抗时，只要满足下列条件，变换器就按YB方式工作： （2-1）（二）电流变换器（LB）对电流变换器的要求是：变换器（及所接的二次负载）的接入不影响电路的电流值；输入二次电流与一次电流成正比，与所接二次负载大小无关，即I2=KI1，K为实常数。参见图2-2，当忽略漏电阻时，只要满足下列条件，变换器就按LB方式工作： （2-2）（三）电抗变换器（DKB）对电抗变换器的要求是：电抗变换器（及所接二次负载）的接入不影响电路的电流值；输出二次电压与一次电流大小成正比，并且相位差为一定值，与二次负载大小无关，即U2=ZbI1=|ZbbI1=KI1式中Zb称为转移阻抗，b称为转移阻抗角。电抗电压器应具备的条件是 （2-3）电抗变压器上工作状态较特殊的一种变压器：一方面是它的电流源（即工作于电流源），这一点与电流变换器相同。另一方面，其二次接近于开路状态，输出的是电压，这一点与电压变换器相同。在继电保护装置中，广泛采用电抗变换器，并且要求二次电压与一次电流之间有可调整的相位角。为了改变b，一般在附加二次绕组上按入可调整的固定负载比阻R，调整原理如图2-3所示意：（a）末按入R时的b （b）按入R时的b 图2-3 但是，应当指出，当改变R的大小时，转移阻抗也在改变，为维持转移阻抗大小不变，须采取相应的措施。电抗变压器的线性变换，有赖于铁芯磁化曲线的线性，但是铁芯的磁化曲线如图2-4曲线1所示，为扩大铁芯的线性范围，可采用磁路补偿的方法，磁路补偿如图2-5所示，分两部分：一是插入磁线性1（玻莫合金），三是移入的软铁片2。2.3 对称分量滤过器2.3.1概述 继电保护的基本任务之一是发现被保护的系统或设备的故障状态，确定故障的位置，有时还要区别故障的类型。电力系统发生故障时根据故障状态的不同，系统中会出现或瞬时出现电压和电流的不对称现象。现代继电保护常利用这个现象来发现故障，判断故障的位置和类型。利用电压和电流出现的不对称来发现故障有如下优点：1. 能避开负荷电流，从而可以提高保护的灵敏度。2. 能避开系统振荡。3. 能判断故障类型，因而容易确定保护的动作方式。4. 可用单个测量组件实现三相保护，从而简化保构成。由于以上优点，所以在复杂保护装置中，应用电流、电压中零序和负序分量的保护方式得到了广泛的应用。反应对称分量的保护装置必须要用对称分量滤过器。其作用是从系统电压和电流中滤出所需的对称分量，在继电保护装置中所用的对称分量滤过器有正序电压、电流滤过器，负序电压、电流滤过器，零序电压、电流滤过器，还有复合电压、电流滤过器。2.3.2零序电流滤过器1、结构、原理接线：2、原理分析：流入继电器的电流 （2-8）从理想条件讲,当系统发生接地短路时，三相电流出现了零序分量，滤过器才会有相应的3I0/n1输出。但在实际工作中,由于三相流互的励磁电流不对称,即使一次系统没有发生接地短路即一次系统不存在零序分量时,滤过器也会有输出Ibp称不平衡电流.2.3.3零序电压滤过器1. 结构、原理接线：2. 原理分析当系统发生接地短路时，滤过器输出电压为： （2-9）一般示值为100V.值得指出的是:由于三相电压不完全对称,即使没有发生接地短路,滤过器也会有输出即Ubp为不平衡电压.2.4电磁式继电器2.4.1电流继电器（LJ、KA）1、作用：用作继电保护的测量元件，反应被保护元件的电流变化。2、结构简介：用实物进行讲解.3、动作特性分析 图2-6曲线1：Mdc=f(a)曲线2：Mm=f(a)曲线3：Mm=f(a)曲线4：M=Mt+Mm=f(a)曲线5：M=Mt-Mm曲线6：Mdc=f(a)(返回)4、继电器整定值调整10.改变弹簧力矩即调整把手，顺时针旋转把手，整定值增大，反时针则减小。20.改变两个线圈的连接方式。线圈串联时Idz为并联时的1/2。2.4.2电压继电器(YJ、KV)1、作用：用作继电器保护的测量元件，反应被保护元件的电压变化。2、结构简介：应用实物进行讲解.3、型号：过电压继电器以奇数结尾,如DJ-121等；低电压继电器以偶数结尾,如DJ-122等。4、整定值调整。2.4.3时间继电器1、作用：是一种辅助继电器，从激励量变化至规定值的瞬间起至继电器输出信号的瞬间止所经历的时间间隔为其动作时间。简而言之就是获得人为的延时。2、结构简介：应用实物进行讲解.3、整定值调整：旋转把手2.4.4中间继电器（ZJ、KM）1、作用：是一种辅助继电器，具体体现为:增加触点的数目;扩展触点的容量;获得一定的延时。2、特殊的中间继电器-干簧继电器干簧继电器是中间继电器中一种特殊形式的继电器，其结构示意图见教材P21图2-15。当线圈通电流后，产生磁通通过簧片，两簧片相吸触点接通，继电器动作；当线圈磁场减弱到一定程度时，簧片触点靠自身的弹力打开，继电器返回。该继电器动作时所消耗的功率小,但容易出现触点粘住.2.4.5信号继电器（XJ、KS）1、用来保持继电器或继电保护所处状态，并按通声、光信号电路。2、信号继电器必须靠人工手动才能复归,这是区别其它继电器的一点.第三章系统中各元件的主要参数计算3.1 电流标幺值计算 本次设计中取=100MVA, ,系统用一个无限大功率电流代表，它到母线的电抗标幺值。 （3-1） 各元件的电抗标幺值计算如下： （3-2） 变压器 （3-3） 变压器的各绕组短路电压分别为： （3-4） （3-5） （3-6） 所以，变压器的电抗值为 （3-7） （3-8） （3-9）变压器 （3-10）变压器 （3-11）线路 （3-12）线路 线路 线路 所以，110kV电力系统继电保护的等值网络如图3-1所示。图3-1 110kV电力系统等值网络3.2短路电流的计算110kV电力系统正常运行时，发电机存在三种运行情况，即：两台发电机同时运行、一台发电机退出运行另一台单独运行和两台同时运行；变压器有两种运行方式，即：一台变压器退出另一台变压器单独运行和两台变压器同时运行。下面分别分析各种情况下系统运行时的转移电抗，计算电抗和短路电流。（一）两台发电机同时运行，变压器同时投入运行。 进行网络化简： 将组成的三角形电路化简为由组成的星形电路，计算如下： 系统的等值化简网络如图3-2所示。图3-2 a图3-2b 系统的等值化简网络（1）转移电抗和计算电抗计算 当发生短路时 =0.18所以，点发生短路时的等值网络如图3-3所示。图3-3 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时 =0.21所以，点发生短路时的等值网络如图3-4所示。图3-4 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时 所以，点发生短路时的等值网络如图3-5所示。图3-5 点发生短路时的等值网络S点对的转移电抗为： F点对的转移电抗为为： 化简的等值网络如图3-6所示。图3-6 化简的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： （2）由计算曲线数字表查出短路电流的标幺值如。 （3）计算短路电流有名值。 各点发生短路时，各电源的基准电流分别为： 系统S 发电机 查表得短路电流的标幺值和有名值如表3.1。表3-1 短路电流表短路点时间系统S发电机短路点总电流/kA处短路4 S标么值1.13标么值2.4914.27有名值/kA0.57有名值/kA13.70处短路4 S标么值0.63标么值2.4713.90有名值/kA0.32有名值/kA13.58处短路4 S标么值0.57标么值2.5214.13有名值/kA0.29有名值/kA13.84（二）发电机停运运行时，系统的等值网络如图3-7所示。图3-7 系统的等值网络 进行网络化简： =0.0997 系统的等值化简网络如图3-8所示图3-8 系统的等值化简网络（1）转移电抗和计算电抗计算 当发生短路时 =.178所以，点发生短路时的等值网络如图3-9所示。图3-9 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时 =0.21所以，点发生短路时的等值网络如图3-10所示。图3-10 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时 S点对的转移电抗为： 点对的转移电抗为： 化简的等值网络如图3-11所示。 图3-11 化简的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： （2）由计算曲线数字表查出短路电流的标幺值。 （3）计算短路电流有名值。（同上） 查表得短路电流的标幺值和有名值如表3-2。表3-2 短路电流表短路点时间系统S发电机短路点总电流/kA处短路4 S标么值1.13标么值2.1112.17有名值/kA0.57有名值/kA11.6处短路4 S标么值0.63标么值2.4513.79有名值/kA0.32有名值/kA13.47处短路4 S标么值0.54标么值4.8326.80有名值/kA0.27有名值/kA26.53（三）线路处开环运行时，系统的等值网络如图3-12所示。图3-12 系统的等值网络（1）转移电抗和计算电抗计算 当发生短路时，F点对的转移电抗为： =0.54 所以，点发生短路时的等值网络如图3-13所示。图3-13 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，S点对的转移电抗为： =0.614所以，点发生短路时的等值网络如图3-14所示。图3-14 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，S点对的转移电抗为： 点对的转移电抗为：系统S对短路点的计算电抗为：发电机对短路点的计算电抗为： （2）由计算曲线数字表查出短路电流的标幺值。 （3）计算短路电流有名值。（同上） 查表得短路电流的标幺值和有名值如表3-3。表3-3 短路电流表短路点时间系统S发电机短路点总电流/kA处短路4 S标么值1.03标么值2.3931.96有名值/kA0.52有名值/kA31.44处短路4 S标么值0.08标么值2.4713.63有名值/kA0.04有名值/kA13.59处短路4 S标么值2.43标么值2.3213.96有名值/kA1.22有名值/kA12.74（四）线路处开环运行时，系统的等值网络如图3-15所示。图3-15 系统的等值网络如（1）转移电抗和计算电抗计算当发生短路时，F点对的转移电抗为： =0.45 所以，点发生短路时的等值网络如图3-16所示。图3-16 点发生短路时的等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，等值网络如图3-17所示。图3-17 等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： （2）由计算曲线数字表查出短路电流的标幺值。 （3）计算短路电流有名值。（同上） 查表得短路电流的标幺值和有名值如表3-4。表3-4 短路电流表短路点时间系统S发电机短路点总电流/kA处短路4 S标么值1.03标么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42处短路4 S标么值0.35标么值2.4713.76有名值/kA0.18有名值/kA13.59处短路4 S标么值0.38标么值2.4713.78有名值/kA0.19有名值/kA13.59（五）线路处开环运行时，系统的等值网络如图3-18所示。图3-18 系统的等值网络（1）转移电抗和计算电抗计算 当发生短路时，等值网络如图3-19所示。图3-19 等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，S点对的转移电抗为： =0.787发生短路时，等值网络如图3-20所示。图3-20 等值网络如系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： 当发生短路时，等值网络如图3-21所示。图3-21 等值网络系统S对短路点的计算电抗为： 发电机对短路点的计算电抗为： （2）由计算曲线数字表查出短路电流的标幺值。（3）计算短路电流有名值。（同上）查表得短路电流的标幺值和有名值如表3-5。表3-5 短路电流表短路点时间系统S发电机短路点总电流/kA处短路4 S标么值1.03标么值2.4413.94有名值/kA0.52有名值/kA13.42处短路4 S标么值0.29标么值2.4713.73有名值/kA0.15有名值/kA13.59处短路4 S标么值0.49标么值2.0111.31有名值/kA0.25有名值/kA11.063.3运行方式确定由3.2节的计算过程，统计系统各短路点短路时的短路电流如表3-6。表3-6 各短路点短路时的电流总结表运行方式 处短路时的短路电流/kA处短路时的短路电流/kA处短路时的短路电流/kA两台发电机同时运行14.2713.9014.13一台变压器停运，另一台变压器单独工作12.16713.7926.80线路处开环运行31.9613.6313.96线路处开环运行13.9313.7613.78线路处开环运行13.9213.7311.31综上所述：系统S侧（处短路时）的最大运行方式为：线路处开环运行。最小运行方式为：当一台发电机停运，另一台单独工作时。发电机-变压器侧（处短路时）的最大运行方式为：两台变压器同时运行时。最小运行方式为：线路处开环运行。变压器侧（处短路时）的最大运行方式为：当一台发电机停运，另一台单独工作时。最小运行方式为：线路处开环运行。第四章 短路电流的计算4.1 计算短路电流的基本步骤短路电流计算是电力系统基本计算之一，一般采用标幺制进行计算。对于已知电力系统结构和参数的网络，短路电流计算的主要步骤如下：（1） 制定等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值。（2） 网络简化。对复杂网络消去电源点与短路点以外的中间节点，把复杂网络简化为如下两种形式之一：（3）一个等值电势和一个等值电抗的串联电路，（4）多个有源支路并联的多支星形电路，（5） 考虑接在短路点附近的大型电动机对短路电流的影响。（6）计算指定时刻短路点发生某种短路时的短路电流（含冲击电流和短路全电流有效值）。（7） 计算网络各支路的短路电流和各母线的电压。一般情况下三相短路是最严重的短路（某些情况下单相接地短路或两相接地短路电流可能大于三相短路电流）。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。另外，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。4.2 运行方式的确定计算短路电流时，运行方式的确定非常重要，它关系到所选保护是否经济合理、简单可靠，以及是否能满足灵敏度要求等一系列问题保护的运行方式是以通过保护的短路电流的大小来区分的。某保护的最大（小）运行方式是指在某一点短路时通过该保护装置的短路电流最大（小）的运行方式。. （1） 最大运行方式根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发点设备都投入运行或大部分投入运行，以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。它是指供电系统中的发电机，变压器，并联线路全投入的运行方式。系统在最大运行方式工作的时候，等值阻抗最小，短路电流最大，发电机容量最大。（2） 最小运行方式根据系统最小负荷投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少分接地的运行方式称为最小运行方式，对继电保护来说是短路时通过保护的部短路电流最小的运行方式。它是指供电系统中的发电机，变压器，并联线路部分投入的运行方式。系统在最小运行方式工作的时候，应该满足等值阻抗最大，短路电流最小，发电机容量最小的条件。通常都是根据最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，在其它运行方式下也一定能保证选择性，灵敏度的校验应根据最小运行方式来运行。因为只要在最小运行方式下灵敏度一定能满足要求。4.3 各种运行方式下各线路电流计算 由图3.17可知，系统S对短路点的转移电抗为：=0.125 系统折算到110kV的最小阻抗为：由图3.20可知，系统S对短路点的转移电抗为：=0.135 系统折算到110kV的最小阻抗为：输电线路长为100kM，（输电线路电阻率为0.4/kM）短路电流为： 同理，根据已知条件得： 输电线路短路电流为： 输电线路短路电流为： 输电线路短路电流为： 4.4 各输电线路两相短路和三相短路电流计算 （一）各输电线路在最小运行方式下的两相和三相短路电流 系统电抗 =0.135 发电机电抗 =0.13各输电线路三相短路电流为：输电线路三相短路电流为： 同理可得，输电线路三相短路电流为： 输电线路三相短路电流为： 输电线路三相短路电流为：各输电线路两相短路电流为：输电线路两相短路电流为：输电线路两相短路电流为：输电线路两相短路电流为：输电线路两相短路电流为：（二）各输电线路在最大运行方式下的三相短路电流 输电线路三相短路电流为： 同理可得，输电线路三相短路电流为：输电线路三相短路电流为：输电线路三相短路电流为：第无章 输电线路上的TA、TV变比的选择5.1输电线路上TA的变比选择5.1.1 TA（电流互感器）的特点（1）一次绕组串联在电路中并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。（2）电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。 5.1.2 TA（电流互感器）变比选择的原则电流互感器的选择和配置有应满足下列条件：（1）型式：电流互感器的型式应根据环境条件和产品情况选择。对于620kv屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kv及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。（2）一次回路电压：UgUnUg为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流；Un为电流互感器额定电压。（3）一次回路电流：Ig.maxU10.9UnUn为电压互感器额定一次线电压,1.1和0.9是允许的一次电压波动范围。（3）电压互感器的二次电压U2N，应根据使用情况，按表3.2选用。表5-2 电压互感器二次额定电压选择表 绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接线方式接于线电压接于相电压中性点直接接地中性点不接地或经销弧线圈接地二次额定电压1001005.2.3 TV变比选择的结果 变比： 第六章 电力网相间继电保护方式选择和整定计算6. 1 110KV电力网中线路继电保护的配置6.1.1 110220kv线路继电保护的配置原则在110220kv中性点直接接地电网中，线路的相间短路保护及单相接地保护均应动作于断路器跳闸。在下列情况下，应装设全线任何部分短路时均能速动的保护：（1）根据系统稳定要求有必要时；（2）线路发生三相短路，使厂用电或重要用户母线电压低于60%额定电压，且其保护不能无时限和有选择地切除短路时；（3）如某些线路采用全线速动保护能显著简化电力系统保护，并提高保护的选择性、灵敏性和速动性。在110220kv中性点直接接地电网中，线路的保护以以下原则配置：（1）