第二章计算各元件的各序阻抗

1、 第二章 计算各元件的各序阻抗选取基准容量为1000MVA，基准电压为115KV2.1 计算1#与2#发电机的正负序阻抗： 正序: X1=Xd%/100SB/SN=0.1621000/31.5=5.14 负序: X2=X2/100SB/SN=0.1621000/31.5=5.142.2 计算变压器的各序阻抗计算1#2#双绕组变压器的各序阻抗： X1= X2=X0=U%/100SB/SN=7.99/1001000/31.5=2.54计算3#4#三绕组变压器的各序阻抗：各绕组短路电压百分数分别为UK1%=1/2( UK12% +UK13 %-UK23%)=1/2(10.1+17.5-6.5)=10

2、.55 UK2%=1/2( UK12% +UK23 %-UK13%)=1/2(10.1+6.5-17.5)=-0.45 UK3%=1/2( UK23% +UK13 %-UK12%)=1/2(17.5+6.5-10.1)=6.95各绕组电抗分别为XT1=UK1%/100SN=2.11XT2= UK2%/100SN =-0.09 XT3= UK3%/100SN =1.392.3 计算各线路的各序阻抗线路AB： X1= X2=x1lSB/UB=0.445=1.36 X0=3 X1=31.36=4.08线路BC： X1= X2=x1lSB/UB=0.430=0.907 X0=3 X1=30.907=2

3、.721线路CA： X1= X2=x1lSB/UB=0.425=0.756 X0=3 X1=30.756=2.268 第三章 选择变压器的接地点 画出对应的阻抗图 3.1 采取零序过流保护的原因以及如何选择变压器的接地点 一. 采取零序过流保护的原因分析本系统属于高压大容量系统,因为是高压,所以要兼顾系统中的绝缘耐压,又因为是大容量系统,所以必须让它的保护动作的时间更加短.由以上可知,本系统比较适合用大接地电流电网的零序保护采用专门的零序电流保护的三大优点:1.灵敏性高: 相间短路的过流保护动作电流按躲过最大负荷电流来整定,电流继电器动作值一般为5A,而零序过流保护是按躲过最大不平衡电流来整定

4、,一般为0.5A. 另外在线路起端和末端接地短路的零序电流的差别比相间短路电流差别要大很多,从而零序电流保护的保护区要大于相间短路电流速断保护的保护区2.延时时间短:对于同一线路,因为零序保护的动作时限不必考虑与Y-d接线变压器后面的保护配合,所以动作时限比较短3.零序电流保护受系统运行方式变化的影响小二. 系统接地地点的选择,以及接地方式的选择 本系统属于大容量高压系统故采取对#1和#2号变压器中性点直接接地的大电流接地方式,在正常运行时仅有其中一台变压器的中性点接地线路上的断路器合上,另一台变压器的中性点上的断路器处于分闸状态,以致于它们可以互相切换.保证网络的各个参数不会变3.2各序阻抗

5、图如下： 一.正序阻抗图如下二.负序阻抗图如下三.零序阻抗图如下： 第四章 零序电流标幺值的计算：我们现在将要计算本网络的每条母线发生短路时的最大与最小零序电流的标幺值,然后就可以计算出流过每个保护的最大短路电流与最小短路电流,(将在下一章介绍如何计算流过每个保护最大短路电流与最小短路电流),因为我们在整定各个保护的动作电流时,是需要用本级线路末端发生短路时的最大与最小短路电流来整定和校验4.1求A母线发生短路时的最大短路电流与最小短路电流一,求出A母线发生短路时的最大各序阻抗(我们知道在最小运行方式下的各序阻抗最大)在最大运行方式下,各序阻抗求法如下:二.求出A母线发生短路时的最小各序阻抗(

6、我们知道在最大运行方式下的各序阻抗最小)在最大运行方式下,各序阻抗求法如下:三,求A母线发生短路时的最大短路电流,根据在最大运行方式下发生单相接地短路时零序电流最大,所以有 四. 求A母线发生短路时的最小短路电流,根据在最小运行方式下发生两相接地短路时零序电流最小,所以有4.2求B母线发生短路时的最大短路电流与最小短路电流一,求出B母线发生短路时的最大各序阻抗(我们知道在最小运行方式下的各序阻抗最大)在最大运行方式下,各序阻抗求法如下/1.36/(0.9070.756)(2.545.14)/(2.545.14)=0.450.95/4.08/(2.722+2.268)+2.540.79二.求出B

7、母线发生短路时的最小各序阻抗(我们知道在最大运行方式下的各序阻抗最小)0.76/1.36/(0.9070.756)(2.545.14)0.71.15/4.08/(2.722+2.268)+2.540.97三,求B母线发生短路时的最大短路电流,根据在最大运行方式下发生单相接地短路时零序电流最大,所以0.59四. 求B母线发生短路时的最小短路电流,根据在最小运行方式下发生两相接地短路时零序电流最小,所以有0.9.0.90.38同理，可求得C母线短路时的零序电流4.3本网络各个母线短路时的最大与最小短路电流如下表所示：项目B母线发生短路时A母线发生短路时C母线发生短路时0.590.30.250.38

8、0.220.18第五章 计算流过各保护的电流根据继电保护的动作电流的整定原则, 本网络的每一个保护都以本级线路末端发生短路时的最大与最小短路电流来整定和校验,比方说,我们以B母线发生短路时的短路电流来整定保护1和保护4,因为B线是保护1和保护4所保护的线路的末端,同理我们以A母线发生短路时的短路电流来整定保护2和保护5, 因为A母线是保护2和保护5所保护的线路的末端5.1求B母线发生短路时的流过保护1和保护4的最大与最小短路电流一,画出B母线短路时的零序阻抗图,并标出零序电流的流向 二,用单位电流法,求保护1和保护4的最大与最小电流分支系数设=11,求电流最小分支系数在最大运行方式下=10.9

9、5=0.95=0.2=.=0.11=0.2-0.11=0.09总电流=1+0.2=1.2因此流过保护1的最小电流分支系数=0.09因此流过保护4的最小电流分支系数=0.0752求最大电流分支系数在最小运行方式下=11.15=1.15=0.24=.=0.13=0.24-0.13=0.11总电流=1+0.24=1.24因此流过保护1的最大电流分支系数=0.1因此流过保护4的最大电流分支系数=0.09三. 用所求得的电流最大分支系数与电流最小分支系数求B母线短路时流过保护1和保护4的最大与最小短路电流的有效值由前面的计算可知，B母线短路时=0.59，=0.38，且=1000MVA, =115KV所以

10、流过保护1的电流有效值为=3=30.590.09=0.8（KA） 0.09为保护1最小电流分支系数=3=30.380.1=0.57（KA） 0.1为保护1最大电流分支系数流过保护4的电流有效值为=3=30.590.075=0.67（KA） 0.075为保护4最小电流分支系数=3=30.380.09=0.52（KA） 0.09为保护4最大电流分支系数同理，可解得流经其他保护的电流,用A母线短路电流来整定保护2和保护5,用C母线的短路电流来整定保护3和保护65.2求得的数据如下表：项目保护1保护2保护3保护4保护5保护6（KA）0.81.082.150.670.91.62（KA）0.570.761

11、.490.520.631.22 第六章 零序电流速断保护整定 在上一章我们求得了流过各个保护的一次电流，在这一章我们先根据线路的正常负荷电流来选择电流互感器的变比，接着用电流互感器的变比来求各个保护的二次短路电流值。然后根据相应的原则来整定和校验各段保护。那么如何整定呢，有以下原则：1.零序I段电流速断保护整定原则 与反应相间短路故障的电流保护相似，零序电流保护只反应电流中的零序分量。躲过被保护线路末端发生接地短路时保护安装处测量到的最大零序电流。即 2零序II段电流速断保护整定原则基本原理与相间短路时阶段式电流保护相同，零序II段的动作电流应与相邻线路I段保护相配合整定，即要躲过下段线路零序

12、电流保护I段范围末端接地短路时流经本保护的最大零序电流。因为有分流所以两条线路的电流不同，所以要用到电流最小分支系数，电流的最小分支系数等于下一段线路零序一段保护范围末端接地短路时，流过故障线路与被保护线路的零序电流之比的最小值。3.零序III段电流速断保护的整定原则我们现在用的是与相邻线路的II段配合，不过常规是躲过下级线路相间短路时的最大不平衡电流 零序段保护之间在灵敏度上要逐级配合 6.1选择电流互感器TA的变比的选择一 AB段TA的选择AB段的负荷电流=0.27（KA） （3-1）=270:5因此AB段选择变比K=60的电流互感器。二，BC段TA的选择同理，先求正常的负荷电流。BC段的

13、负荷电流=0.207（KA） =207:5因此BC段选择变比K=50的电流互感器。三 CA段TA的选择同理，先求正常的负荷电流。CA段的负荷电流=0.345（KA） （3-1）=345:5因此CA段选择变比K=80的电流互感器。6.2 各个保护的零序段保护整定一，保护1的零序段保护整定按躲过被保护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=16(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 （3-2）=) （3-3） = =37.2(Km)=82.7%，满足要求。二 保护2的零序段保护整

14、定按躲过被保护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=21.6(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 =) = =24.3(Km)=54%，满足要求。三 保护3的零序段保护整定按躲过被保护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=51.6(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 =) = =5.9(Km)=19.7%，满足要求。四 保护4的零序段保护整定按躲过被

15、保护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=16.08(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 =) = =46.9(Km)=156%，满足要求。五 保护5的零序段保护整定按躲过被保护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=13.5(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 =) = =31.7(Km)=126.8%，满足要求。六 保护6的零序段保护整定按躲过被保

16、护线路的末端发生接地短路时，流过保护的最大零序电流进行整定，即=24.3(A)2)灵敏度校验 零序I段的灵敏系数按保护的长度来校验，要求最小的保护范围不小于线路全长的15%。系统最小电抗值=1.15=15.2 =) = =12(Km)=48%，满足要求。6.3 各个保护的零序段保护整定一 保护1的零序段保护整定计算最小分支系数如下图，假设AC段断开后，在C母线发生接地短路时使用单位电流法：设=1，则=0.14=+=1+0.14=1.14则最小分支系数=8.142）保护1的零序段整定=1.1=1.1=6.97(A) （3-4） 相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最大零序电流计算值。灵敏度校

17、验 =1.361.3，满足要求。二， 保护2的零序段保护整定计算最小分支系数如下图，假设BC段断开后，在C母线发生接地短路时使用单位电流法：设=1，则=0.5=+=1+0.5=1.5则最小分支系数=32）保护1的零序段整定=1.1=1.1=8.91(A) 相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最大零序电流计算值。灵敏度校验 =1.421.3，满足要求。三 保护3的零序段保护整定 保护3的零序段保护应与相邻线路的零序I进行配合整定（即与保护5的I段配合）。保护3的零序段整定=1.113.5=14.85（A）2）灵敏度校验=1.671.3，满足要求。四 保护4的零序段保护整定1）计算最小分支系数

18、如下图，假设1QF断开后，在BA线路末端发生接地短路时使用单位电流法：设=1，则=0.126=+=1+0.126=1.126则最小分支系数=8.942）保护4的零序段整定=1.1=1.1=2.66(A) 相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最大零序电流计算值。灵敏度校验 =3.261.3，满足要求。五 保护5的零序段保护整定1）计算最小分支系数如下图，假设2QF断开后，在AB线路末端发生接地短路时使用单位电流法：设=1，则=0.43=+=1+0.43=1.43则最小分支系数=3.332）保护5的零序段整定=1.1=1.1=5.29(A) 相邻线路末端发生接地短路时，流过本保护的最大零序电流

19、计算值。灵敏度校验 =1.981.3，满足要求。六 保护6的零序段保护整定 保护6的零序段整定=1.116.08=17.7（A）2）灵敏度校验=1.151.3，满足要求。6.4 各个保护的零序段保护整定一， 保护1的零序段保护整定1）保护1的零序III段整定=1.2=2.2（A）2）灵敏度校验作本线路的近后备，=4.31.3，满足要求。由图3-1，计算最大分支系数，运行方式改变为最大运行方式下。使用单位电流法：设=1，则=0.17=+=1+0.17=1.17则最大分支系数=6.9作相邻线路的远后备，=0.631.3，满足要求。作相邻线路的远后备，=1.461.25，满足要求。二 保护2的零序段

20、保护整定1）保护2的零序III段整定=1.2=1.17（A）2）灵敏度校验作本线路的近后备，=9.971.3，满足要求。由图3-2，计算最大分支系数,设=1，则=0.49=+=1+0.49=1.49则最大分支系数=3.04作相邻线路的远后备，=3.561.25，满足要求。三 保护3的零序段保护整定1）保护3的零序III段整定=1.25.29=6.35(A)灵敏度校验作本线路的近后备，=3.91.3，满足要求。作相邻线路的远后备，=3.21.25，满足要求。四， 保护4的零序段保护整定1）保护4的零序III段整定=1.2=1.2（A）2）灵敏度校验作本线路的近后备，=7.21.3，满足要求。由图

21、3-3，计算最大分支系数,设=1，则=0.15=+=1+0.15=1.15则最大分支系数=7.7作相邻线路的远后备，=1.371.25，满足要求。五， 保护5的零序段保护整定1）保护5的零序III段整定=1.2=2.51（A）2）灵敏度校验作本线路的近后备，=4.181.3，满足要求。由图3-4，计算最大分支系数，设=1，则=0.41=+=1+0.41=1.41则最大分支系数=3.4作相邻线路的远后备，=1.261.25，满足要求。六 保护6的零序段保护整定1）保护6的零序III段整定 =1.21.2=1.44(A)灵敏度校验作本线路的近后备，=14.11.3，满足要求。作相邻线路的远后备，=

22、6.021.25，满足要求。阻抗继电器的变比。 =18.33 (4-1) =22=13.75 第七章距离保护的整定计算距离保护是以反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置，短路点越靠近保护安装处，其测量阻抗越小，则保护的时限越短，反之，短路点越远，其测量阻抗就越大，则保护的时限就越长。距离保护一般采用三段，其中第一段可以保护全线路长度的80%85%，其动作时间为保护装置的固有动作时间;第II段按阶梯特性与相邻保护相配合，动作时间一般为0.51s,通常能够灵敏而较快速地切除全线路范围内的故障。由距离I段和距离II段保护构成线路的主保护。第三段保护动作时间一般

23、在2s以上，作为线路的后备保护距离保护各段的整定原则如下距离保护第一段.动作阻抗，按躲过本线路末端短路来整定，即取 距离保护第二段动作阻抗与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即式中为分支系数 距离保护第三段根据以下原则整定，1动作阻抗与相邻线路距离保护第二段配合，2如果不合要求，与相邻线路距离保护的第三段配合7.1各个保护的相间距离I段的整定一，保护1距离I段的整定=1.36=17.95() (4-2) = (4-3) =0.817.95 =14.36()距离I段的动作时限为阻抗继电器本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。二，保护2相间距离I段整定

24、 =1.36=17.95() = =0.817.95 =14.36()距离I段的动作时限为阻抗继电器本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。三，保护3的相间距离I段整定 =0.907=11.97() = =0.811.97 =9.58()距离I段的动作时限为阻抗继电器本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。四，保护4的相间距离I段整定 =0.907=11.97() = =0.811.97 =9.58()距离I段的动作时限为阻抗继电器本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。五，保护5的相间距离I段整定 =0.756=9.98() = =0.89.98 =7.98()距离I段的动作时限为阻抗继电器

25、本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。六，保护6的相间距离I段整定 =0.756=9.98() = =0.89.98 =7.98()距离I段的动作时限为阻抗继电器本身固有的动作时间，一般不超过0.1秒。*换算为输入阻抗继电器的二次值时，以保护1为例流入阻抗继电器的动作值是=0.78()同理，可得到其他保护的二次动作值，如下表：表4-1项目保护1保护2保护3保护4保护5保护6()0.780.780.440.440.580.587.2各个保护的相间距离II段整定一，保护1的相间距离II段整定1）计算最小分支系数。流过故障线路的电流最小，流过被整定保护的线路上的电流最大，设=1，则=0.15=+=

26、1+0.15=1.15 =7.672)保护1的距离II段整定= (4-4) =0.8(17.95+7.679.58) =73.14()3）灵敏度校验 =4.071.3，满足要求。 (4-5)4）动作时限 =+=0.5（S） (4-6)二，保护2的相间距离II段整定。1）计算最小分支系数。必须使流过故障线路的电流最小，流过被整定保护的线路上的电流最大设=1，则=4.13=+=1+4.13=5.13 =1.242)保护1的距离II段整定= =0.8(17.95+1.247.98) =22.28()3）灵敏度校验 =1.241.3，满足要求。4）动作时限 因为是与相邻线路的II段配合，故 =+=1（

27、S）三，保护3的距离II段整定=0.8(11.97+7.98)=15.96()2）灵敏度校验=1.331.3，满足要求。4）动作时限 =+=1（S）四保护4的相间距离II段整定1）计算最小分支系数。必须使流过故障线路的电流最小，流过被整定保护的线路上的电流最大，设=1，则=0.14=+=1+0.14=1.14 =8.142)保护4的距离II段整定= =0.8(11.97+8.1414.36) =103.09()3）灵敏度校验 =8.611.3，满足要求。4）动作时限 =+=0.5（S）五，保护5距离保护的整定1）计算最小分支系数。必须使流过故障线路的电流最小，流过被整定保护的线路上的电流最大，

28、设=1，则=3.55=+=1+3.55=4.55 =1.282)保护5的距离II段整定= =0.8(9.98+1.2814.36) =22.69()3）灵敏度校验 =2.271.3，满足要求。4）动作时限 =+=0.5（S）六，保护6的距离II段整定=0.8(9.98+9.58)=15.65()2）灵敏度校验=1.571.3，满足要求。4）动作时限 因为是与相邻线路的I段配合，故 =+=0.5（S）*换算为输入阻抗继电器的二次值时，以保护1为例流入阻抗继电器的动作值是=0.78()同理，可得到其他保护的二次动作值，如下表：表4-2项目保护1保护2保护3保护4保护5保护6()3.991.630.

29、734.691.651.147.3.各保护的相间距离保护III段整定一保护1的相间距离III段整定1）保护1的距离III段 = (4-8) =0.8(17.95+7.6715.96) =112.29()2)灵敏度校验 作近后备时，=6.261.3，满足要求。 (4-9) 计算最大分支系数时，由图4-1，为求得，必须使流过故障线路的电流最大，流过被整定保护的线路上电流最小，设=1，则=0.06=+=1+0.06=1.06 =17.67 作远后备时，=0.491.3，满足要求。 作远后备时，=2.571.2，满足要求。3）动作时限 因为是与相邻线路的III段配合，故 =+=1.5（S） (4-12)二保护2的相间距离III段整定1）保护2的距离III段考虑与相邻线路（保护6）的II段配合。 = =0.8(17.95+1.2415.65) =29.89()2)灵敏度校验 作近后备时，=1.661.3，满足要求。 计算最大分支系数时，由图4-1，为求得，必须