220KV变电站初步设计

PAGEPAGE13前言本设计是根据中华人民共和国电力公司发布的《电气工程电气设计手册》编写的。电能是现代社会中最重要，也是最方便的能源，它是目前世界各国能源消费的主要形式之一。电能具有许多优点，它可以方便地转化为别的形式的能，它的输送和分配易于实现，它的应用规模也很灵活。电能作为一种特殊的商品，不能大量储存，它的生产、输送、销售和消费是同时完成的。是联系发电厂和用户的中间环节，和分配电能的作用。电气主接是发电厂变电的主要环节，电气主接直接全厂电气设、配电的布、电和的，是变电站电气部分大的。本次设计为 变电站设计，重点的分和节前为重点。本设计共分为、、计算书、图纸四部分，该变电站有2台主变压器，分为三个电压等级、、10KV，和 用的主接方式电。本设计中，主要设备及校验断路器隔离开说明书包括：短路电流计算结果、电气设的、电流接地的分。计算书包括：短路电流算，主要设图纸包括：电气主接1张综合化配1张。设计内容力求概念清楚，层明。本设计是贵州大学牛凤鸣老师指导下完成的，重点是对流接地进行分,撰写的过程中，曾得到牛老师和同学们的支持并提供大量的料和有益建议对此表示衷心感谢由我本人还刚业学生，对变电站的设计还比较陌生，设计中不免有很多不妥当处师批评指正。说明书§1-1原则依据]1、主变电所在系统中的地位和作用电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三重类型。330～500KV。全所停电后，将使系统稳定破坏，电网瓦解，可靠性、灵活性要求较高。一般3～4地区重要变电所电压为220～330KV，位于地区网络的枢纽点上，高压侧以交换或接受功率为主，供电给地区的中压侧和附近的低压侧负荷。全所停电后将引起地区电网瓦解，影响整个地区供电。主变一般装设两台，主变型式选择同系统枢纽变电所。220KV。主变一般为两台，当只有一个电源时，也可只装一台主变。主变型式一般为双绕组或三绕组变压器。2、变电所的分期和终5～10电力系统进行设。一般装设两台主变当技术经济比较合理时，330～500KV3～4终端或分支变电所只有一个电源时，可以只装设一台主变。3、负荷大和重要性于一负荷有两个的电源供电，当一个电源后，全一负荷供电于负荷一般要有两个电源供电，当一电源后，全或大分负荷的供电于三负荷一般只要求一个电源供电。4、系统备用容量大小装有两台以上主变的变电所，中一台，主变的该70%的全过负荷力后的时用户的一和负荷。二、基本要求]1、可靠性（1）路器检修时影响系统的供电。2。3。。c少少自耦变、容、要因两次变压而增加损失。§2～V基本接线及适用范围]W一、单母线接线W1、 主要优缺

图1-1单母线接线装置。缺点：靠性、灵活性较差。2、 适用范围（1）6～10KV配电装置的出线回路数不超过5回。（2）35～63KV配电装置的出线不超过3回。（3）110～220kv配电装置的出线回路数不超过2回。WIWWIWII1

图1-2单母线分段接线2、适用范围（1）6～10kv出线回路数为6回及以上时。（2）35～63kv出线回路数为4～8回时。（3）110～220kv出线回路数为3～4回时。WIIWIIWI1、主要优缺点

图1-3双母线接线（1）优点：与以上两者比较，供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于实验。（2）缺点：增加投资（隔离刀闸）；当母线故障或检修时，隔离刀闸作为倒换操作电器，容易误操作。2、适用范围（1）10kv出线多，短路电流比较大，出线带电抗器（双层或三层布置。（2）35kv出线超过8回，负荷容量比较大。（3）110～ 220kv出线为5回及以上时。、双母带旁路母线接线1、主要优缺点

图1-4双母带旁路母线接线（1）优点：供电可靠性高，当工作母线或一台断路器检修时不会使该段上的负荷停电。（2）缺点：投资较大，接线比较复杂。2、适用范围主要用于供电可靠性要求比较高的高压输电网中，为110kv及以上电压等级。根据规定，当出线在6回以上、出线在4回以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。五、原始资料分析和主接线方案根据原始资料可知侧有两路电源,500kv,,短路容量为3748M；6回出线，一1回建。v侧有9回出线，负荷200MW8回出线，4回为负荷，40MW，4回为，电容器容量为ar出该的出线较多，可靠性要求也较高，根据变电站主接线的设计原则，预拟订以下两个方案以供选择。220kv110kv母线为双母接线，10kv母线为单母分段接线方案二：220kv母线为双母带旁路接线，110kv母线为双母带旁路接线，10kv母线为单母分段接线§1-3主变压器的选择[1]1、主变台数的确定（1）对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变的可能性。（3）对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1～ 级设计，以便负荷发展时更换变压器的容量。2、主变型式的选择（1）主变一般选用三相变压器，在运输条件限制时 v的变电所才采用单相变压器组合。（2）具有三个电压等级的变电所，一般采用三绕组变压器。（3）在现在的技术水平下，自动制装的发展于成，变压器的压方一般都选用有压。3、主变容量的确定（1）根据电的规，按 50的发展规划。（2）一台的容量按所的负荷的 %考虑P =KM

负荷的时0S e=2×0.7e

按负荷计的合负荷一台运，主变一般负荷 %，所以一台能所 %的负荷供电。在本设计中，出了两台三圈变，型号如下：SFPSZ7-120000/220 100/100/50220±8×1.25%/121/10 U U12

U

=7.85%§1-4方案比较方案比较主要从经济性、可靠性、灵活性来比较。通过前面对主接线型式的描述，综合资料给出的负荷条件，确定两个方案进行比较。6回出线9回出线220kv110kv10kv6回出线9回出线220kv110kv10kv图1-5方案一主接线图方案二：以方案一为基础，多增加一部分投资，设立一条带专用旁路断路器的旁路母线。66出线9出线220kv110kv10kv1-6主接线图110kv57。多了17v6v9殊求且假资金比充裕。综合比后本计决采用方案二。

]：、热以及开断流所用短路流，应按本工程设划容量，并考虑力系统远景发展划。按仅在切换过程可能并列时候短路流为最大§2-1 元件参数一、基准值基准

=100MVAj=1.05Vj eV V5 7 j3jI 3jjjI A5 6 j3jX =3jj

2V=SjVj jX 1 7 j计算结果见下等值网络图：0.0264S1小0.02320.0264S1小0.0232S1大0.00166xl1220kv0.0232 0.0264S S2大2小0.00166xl2110kv0.1163xI0.1163xI0xII0.07133xIII0.07133xIII0.09426xR0.09426xR0xII0.727xl310kv图2-1§2三相短路电流计算]一、短路点选取220kv110kv10kvI +k1

,k24d1

220kvd2

110kvd3

10kvd4

10kv10kv〃

0.2

I0.4

I0.4

，SX X SS＝e 1）**I*

=*0.4

j1 2）X*〃 S S 〃*S =Xe =Xj**

=I Sj

3）X*

；X S

SA；e0*〃A；2i = K2ch ch

〃 2－4）Kch

——冲击系数1.80。、计算结果

Ij

表２－１值 有 值（ＫＡ）路

KA

IPS*

〃

0

I i04 chS 402251

10097

10097

10097

25747d 2301大

S40225140225100971009710097257478045020194201942019451494739437123712371294657394371237123712946514788742474247424189303260179301793017930457213260179301793017930457216520358603586035860914420568312331233123796405683123312331237964113662466246624615928合计Sd 1152

1S0502 2合计方 Sd 1053

1S55 2合式 计Sd 1054

1S55 2合计

Ij

表２－２值 有 值（ＫＡ）路

KA 35356388946894689462281235638894689468946228127127617892178921789245624722336263626362692477223362636263626924714446725272527252184943226177451774517745452943226177451774517745452946452354903549035490904980567311831183118795105673118311831187951113462366236623615902

IPS*

〃

0

I i04 chd 2301小

1S0251 2合计Sd 1152

1S0502 2合方d 1053式

计S1S55 2合计Sd 1054

1S55 2合计§３ 不对称短路电流计算]一、序网符号序网组合EX１）X２∑X０∑EX２）1∑X２∑EX０∑两）X1∑X２∑X 、1X X2 0

()dI(

IIdBI

24）25）0I

d(0)* B= 1

26）d(1)*

X ＋)1X)=X +X 2 0

， ) =3X11)X 2

X /X0

+X ，2 031－ X( X＋2XX031－ X( X＋2XX0)220X(2)X

m(2)=3。3、最后计算结果运行

表２－３

零序电流流 路

）方式 型 小 单 d

Id=I0.2=I0.4 In(1) In(2) IO242478603750316247868605591411186056221012803126221155060006023000628000972000相d2d4方 d1两d2d3路式 d4两两d2542806080514434671相接d82537757145657962地短d4410091022144414路§３－１ 一般要求一、一般原则[1]

[2]（１）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；（２）应当按当地环境条件校核；（３）应该力求技术先进和经济合理；（４）要与整个工程的建设标准协调一致；（５）同类设备应该尽量减少品种；（６）选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经鉴定的新产品时，应经上级批准。由于选题的不同，在被设计中主要选择断路器和隔离开关。利用最大方式下的三相,一个电压级的断路器和隔离开关用相应的。主要要求Ie

≥Umax g≥IgI2.Qt

（定条件）iidf ch

（定条件）§３－２ 断路器一、一般技术要求[1]（１）有要求的主要进产品。（２）断路器的额定关合电流，不应小于短路冲击电流值。（３）关于分合闸时间，于１１０上的电网，当电力系定要求快速切除故障大于０s。用于电器制回落的断路器，其合闸时间不宜大于０.０４～０.０６（４）变压器中性点绝缘等级低于相电压的系统中，断路器的分合闸操作不同期时间宜小于１０s。（5）不应选用手动操作机构。对于断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定。、型式选择]2]在配电装置中，安置场所不同，可按以下型式选择：（１）３５v及以下：少油断路器、真空断路器、多油断路器。（２）３５～２２０:少油断路器、六氟化硫断路器、空气断路器。（３）３３０v以上： 六氟化硫断路器、空气断路器、少油断路器。三、选择结果2]（１）２２０ＫＶ侧：LW25-252W型户外高压6主要技术参数见下表：

防污型断路器表３－１

４s分 分 合闸峰定电 闸时间 断时 时间流（Ｋ（s）间（s）（s））额定 最高工 额定

额定开电流（型号 电压（kv）

作电压（kv）

电流（Ｋ

断电流（Ka）

）（KA）LW25-252W 220

80

≤0.03≤（２）１１０ＫＶ侧：型户外高压 LW25-126W6

防污型断路器

s

vv

a）

ss）A）LW25-126W 110

80 40 ≤

≤

≤0.15Ｖ侧：0s热

vv

a）As）ZN28-10

40 40 16 ≤

≤

≤一、参数选择]正常条件：、、频率、机械负荷；、旁路和木线环、单柱式隔离开关的接触区、机构；环境条件温度、最大风速、覆冰厚度、污秽、海拔高度、磁干扰等。、型式特点]目前力系统用的较多的是GNGW为手动和动]]的旁路及母线环。下得超450V。五、接地刀闸]检修安每段1～263kv及以上的路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路，宜配置接地刀闸。应用一或两侧带接地刀闸的隔离开关。装单柱隔离开关时，一般在母线侧需独的接地器。对于 35kv及以上的隔离开关的接地刀闸，应根据其安装处的路进行动、热稳校验允许通热稳比与主热稳同校验向制造部门查询允许数值。六、选择结果]2]的热稳定电流（ＫＡ）热稳定电流（ＫＡ）（kv）（kv）(ＫA)（KA）1s5s10s（N）GW4-220WD2220252125553221148980表 额定最高工作额定稳定电型号 电压电压电流（峰值）（2）110kvGW4-110WD2见下表：表 型号型号（kv）（kv）(ＫA)稳定电（峰值）（KA）热稳定电流（ＫＡ）1s5s10s（N）GW4-110WD2110126125553221148980§4-1前言一、国外中的历史和现状[3]国外对小电流接地保护的处理方式各比相同。前苏联采用中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式，保护主要采用零序功率方向原理和首半波原理。日本采用高阻抗接用功率方向继电器，电阻接地系统采用零序过电流保护瞬间切除故障。近年来一些国家在如何获取零序电流信号及接地分区段做了不少工作并将人工神经网络应用于接地保护。美国电网中性点主要采用电阻接地方式，利用零序过电流保护瞬间切除故障线路，但故障跳闸仅用于中性点经低阻接地系统，对高阻接地系统，接地时候仅有报警功能。法国过去以地电阻接地方式居多，利用零序过电流原理实现接地故障保护，随着城市电缆的不断投入，电电流，以采用的消弧线圈以电电流，并为系统的接地选线了利用Prony方法和小波以取故障信号中的信如率、幅值、相位，以区分故障与非故障线路的保护方案，但还未应用以具体装置。挪威一公司采用测量零序电压与零序电流空间电场和磁场的方法，研制了一悬挂式接地故障指示器，分段悬挂在线路和分叉点上。加拿一公司研制的微机式以高计算接地故障电流有效值的90二、国内对[34]我国在对10-35kv配电网中主要采用小电流接地方式，主要为中性点不接地和经消。但只发出系统无选择不能准确判断发生需实通过仪表判断势必造成户短时小流选年代问世以来已历了次技术更新换代，其选准确性不断提高选正确率但工程实际中均存误判是流过零序流全系统容流减去自身容流而非零序流从母流向两者方向相反。小流系统单相短都应装有零序过流保护功率方向保护以便于切发出而小流装置设计判种：反映零序压大小；反映零序流有功分量；反映次谐波分量；反映流暂态分量半波；注入法；群体比幅比相法。小流选装置中采选方式主要有零序压流工频分量法、谐波法、负序分量法、注入法等应中些方法存一缺点：基于零序压流工频分量法检测灵敏度低且受消弧圈影响；5次谐波或以上的方式虽然不受消弧线圈的影响，但信号中谐波分量过小，灵敏度受到很大的限制；基于负序分量的方法不受消弧线圈的影响，但信号的获得相对困难且易受负荷变化的影响；注入信号法在实际应用中有一定的效果，但安装信号注入装置也不方便。5]6]在目前小电流接地选线装置中出现选线不正确以及误判较多的情况，除选线判据选择的方面存在一定缺陷外，在工程应用中也存在检测等方面的问题。从小电流系统单相接，有以电流信号小电流系统单相接地时的零序电流系统电容电流，大小，小。大、信噪比小小电流中的包括两个方面一在变电站发电随机素影响的不确定 我国配电网一般都小电流系统，运行方式改变频繁造成变电站出线的长度量频繁改变电容电流谐波电流也频繁改变外，母线电压水平的高低负荷电流的大小总在不断的变化接地的接地电阻不确定等等。这些都造成了零序电流零序谐波电流的不稳定。定 弧光接地，而电容电流波形不稳定，对应的谐波电流大小随时在变化。四、本课题研究的主要工作4]根据目前使用的大多选线装置理基于故障时系统稳态零序电流电压的检测用几个方面：1、小电流接地系统在单相接地时的故障分析；2、根据线路等效网络图，建立其数学模型（传递函数3、根据线路传递函数用频率法分析其对数幅频特性和相频特性；4、从中性点不接地系统的频率特性求出单相接地时的幅值最大而且为容性的暂态零序SFB频段（wwn5、根据SFB频段的特点，求出小电流接地系统接地选线的原理及方法。§4-2小电流接地系统单相接地时的故障分析[5][6]中压电网中中性点不接地供电网络的不断扩大及电缆馈线回路的增加,单相接地电容,一、中性点不同接地方式的分析[7][8]在我国中压电网以35kv10kv6kv三个电压等级的应用较为普遍，其均为中性点非接地系统，但是随着供电网络的发展，特别是采用电缆线路的用户日益增加，使得系统单相接地电容电流不断增加，导致电网内单相接地故障扩展为事故，我国电气设备设计35kv10A3～10kv电网如果接地电容电流30A，都需要采用中性点经消弧线圈接地的方式，而《城市电网规划设计导则》中kvkv线圈接地或电阻接地系统）。我国采用经消弧线圈接地方式运行多年，但近几年有部分地区采用中性点经小电阻接地方式，其中中性点经消弧线圈接地方式和中性点不接地应用最多，所以在本设计中主要对这两种接地方式进行分析。、中性点不接地系统单相接地时故障分析7]8]C0

•AU•AI•I•••AU•AI•I••ABC•IB•AI•U•CUBI••BCCCI•CC0 00图4-1小电流接地正常时的向量图A4-2• • •、 、A B

路阻抗上降每•工候U•，两

线U

析候序计负荷（）影响线I、II、IIIC0I

、C0II

、C0III

见：ABCICABCIC0IBCABIICC0IIBCIIIC0IIICBK4-2分布A

A

+ AN N

=

=E=U ， BC

+B+C

=B=C

U =E=UA BU =E=UC =10 3

A

+ =C 3

+

+ ））AU =E=U0 4-3A0 C

3I

3III.II.III.III0.III0.II0.III0.II3I0.I0(b)NN C B (a)

(c)4-3单相接地时的流压向量AI

= C =0AI A 0IBI

= CBI B 0ICI

= CCI三倍零序为

C 0I3I

=

+

+

=0+

+

（4-2）0.I

AI BI

B 0

C 0I=j( )C B C 0I

j3 C0 0I3I0.I

=3

C 0I同样对于I =

0，I

=

，I

= CAII

0II

BII

0II

CII

0II3I =0.II

j3 0

C0II

（4-3）3I0.II

=3

C 0IIA为：IAIII

－（IBI

+ICI

+IBII

+ICII

+IBIII

+I ）CIIIBI

= CBIII

0IIICI

= CCIIIIII

0III3I0.III

=IAIII

+IBIII

+ICIII

IBI

+ICI

+IBII

+ICII

+IBIII

+I CIII

IBIII

+ICIIIIBI

+ICI

+IBII

+ICII

3

I +0.I

I0.II

） 4）3b。当网发生单接地时两个非故障容之和称接地容I 。jdI接地容I =I

+

=

+ Cjd.I

BI

0

0I=j3 C0 0I

=3I0.I

5）I =3jd.I

I0.I

=3

C 0I

6）同样非故障II接地容I =3jd.II

I 0.II

j3 0

C0II

7）I =3jd.II

I0.II

=3

C 0II

8）故障III接地容I =I

+I

=

+ C.III

BIII

CIII

0III

0III=j( )B C

C =0III

j3 0

C0III

）I.III

=3

C 0III

）接地故障处K总和：

等于网中有包括故障和非故障接地容 =IK

.

=Ijd.I

+I +jd.II

jd.III

j3 C +0 0I

j3 0

C +0II

j3 0

C =0IIIj3 0

(C C0I

0II

C )0III

1）I =IK

.

j3U

(C C0I

0

C )0III

2）PAGEPAGE31,:路

本路容路0

所有0路

之和也就是所有路容流之和。0路流超前0000；差00。处流所有路（包括路和路）容电流之和并超前00。

[7][8][9][10]我国35kv ,如果容流总和10A,3-10KV如果30A,都需要采用经消弧圈。AB C路IC0IAAB C路IC0IAB路IICLC0IIL路IIICK0IIIBC图4-4经消弧线圈接地电网单相接地时电容电流的分布面A短路情况：ANN

=

BA

－B CA

C A

=0

IA3I0.I

=I jd.I

j3 0

C II0I

I =0.II

jd.II

j3 0

C 故0IIIII

jd.III

j3 0

C0III

不时完全同所不同主要有以下几：如果消弧圈感L抗L由于它两端 =N

=A

因此通过它：0j LI =NL

0 （3）ULI = （4）LL

都要过因此： =I +K .I

+jd.II

.III

+ =L

+ .

（4-15）Ijd.

超前

000

L

000

K

I.

根据补偿度不同消弧圈可以有完全补偿、欠补偿及过补偿三种补偿方式。IL

=I

0C L=3 1 感L和三3C

50HZ交串分量L和3C

之间其将在串联谐振回产生很大降落，。IL

＜Ijd.I

仍然避免串联谐振的问题当系统运行发生变化时如某个元件被切除或因IL。

=I

电IL

＞Ijd.I

补偿后的残余流是感的会产生串联谐振的问题得到广泛的应。IL

＞Ijd.I

度p Lp =I ILI

jd.jd.5～10%。上可得：I =（1+p ）IL

jd.IL

Ijd.

（+p ）L

jd.： =K

jd.

L

Ijd.

－（1+p ）

jd.

=－

Ijd.

（4-16）果p 的%消弧线圈补偿要小得多。由于故障线路III

IAIII

－ K

jd.III

=IBIII

+ICIII

故障线路的

应为：03I0.III

=IAIII

+IBIII

+ICIII

－ +K

=jd.III

I +jd.

jd.III

（4-17）得出：3I =0.III

j3 0

(C C0I

0II

C )0III

j3 0

C0III=j3 0

C 0I

C0II

(1

)C 0III

（4-18）根据以上分析4-5（a）4-5（b）的向量图。 K

.

3I0.I

3I0.II

3I0.III0(a)

I.II.IIIL.III(b)4-500

03

00000§4-2系统频率特性频率特性48]9]1 3∏形络条效C布L感R阻。PAGEPAGE35UCUC2I(s)C2Ui 04-64-3GS=j

U 0U=0i

2CS 2R

2CSCLS2

= 2S2CRS2= 1 C C

CS CS1

1TT1 1 2 1 ）LS2 RS2 2

TT S2T S 11 2 2

S2T 1

TT1 2T =L 1 R

=CR ）2 2=G 2=S S22T=LC1T=LC

n n1

2n22n

T L CR=1 2R 22LC= 22LCn

= 1 T 1

112TT2112C12TT2112CR22Ln 1n比

j=1

2T2

1j2T

G=22 22 12

2T12TBode4-74-7、下相）Boden

n

n

三、典型系统暂态响应分析：[4][8]=Y 1 2=R=

T2S22TS1

S22

n n

2n

）n

——自然无阻尼振荡频率 = 1TnT——阻尼比数 和

nYR=

GS0

2Sn nS 1

S0 1

2 n SS2n

G0G 2 S=0 SS

n ，2nY0Y4-8：1+G0

S=2+2

s+2=0 1）n n =

21）暂态响应

s=

1 0中则得频域响应：SY 22

1 2nns=S 2

n

2

=S(S

)(S )n n 1 2。各相性能与阻尼比 关尤密切按 取值大小有如下三种情况：0＜ ＜1）这时两个共轭复 =1，2

j ±j1121212

=n d n式中d

角频率）＜01 2

Sy t=L1Y

1

sin

t12－12－1 2 n 112式中tg

0≤＜2

0＜＜1欠阻尼暂态响应呈现阻尼振荡形式其振荡频率。d阻尼越小振荡越激烈过调量随之增大 =0时位虚轴上其y t1stn。n2（=1）闭环极点是位于左半轴线上重极点：=1 2

n对系统称临界阻尼系统，它y

e

tt1n

)n3（＞1）1 n

（

21；2

n

（21）：y tt

t t1 1111n 2）122 111n 2）12根据前面分析可得出各种同相曲线簇即同线路曲线。4-8二阶系统暂态响应曲线y

4-8

tr

()。1 12M1 12rt4τ= 4s n由析道电流接地系统故以选用电流系统信号作电流接地选析信号源。单相接地零序电流主要是非故障相充电电流经消弧圈接多数接地故障都发生相电压瞬故障瞬IL

=0以在一电网中论中性点接地或经消弧圈接地故障瞬近似相且容性电流。从率阻抗系来析L而1C

R。从以上析电流接地系统利用幅容性电流周围接地选信号灵敏度高而且受消弧圈影、中性点不接地系统零序电流分布规律及零序网络的幅频特性8]当发生单相接地故障零序电流布规律4-9：A B CIC0A B CIC0IIBIICIIIC0IIIBIIICIIIIIC0IIIKIBIIIICIII0。但发生单后受点等效源激励按照二阶响应特性＜n

＜n

但当暂态过程进行

阶段时阻抗表现感性幅值开始下暂态信号分析是不利＜n

频段暂态信号作可用分析信号。由于参数不同谐振频分别：2L C = 2L C

L Ci0 i0

dBdBnjn

4-1044-10 4njn=njnn

n

C0jC U0C0jC U0i 0C0n4-11SFB分布图从电流分布知存以下规律：电流；电流极相而相反。以利时暂态电流以进行。PAGEPAGE43、消弧线圈接地系统零序电流分布规律及零序网络的幅频特性8]9]A B C路IA B C路IC0IAB路IICLIC0IIL路IIICK0IIIBCC0II.IC0III.IILLUC0IIII0.IIIK(b)图4-12经消弧线圈接地电网单相接地时电容电流的分布4-12。0

L

12C

都jd. L0 0 =IK

jd.

+ L

j C+0 0

jN

=j 0

2C0C+ j0 00j 2C

j 2C

2=j 0

C0 0

0=

0

C0 0 2

=

0

jd.020230

=i

j

2Cniji

j0

j

0

C + 0 0 00nj

C

j

2C

22C0 0 2C0

0n

22

0

jd.000C000=0n00= =0L

0iL

iL

。iL

频段内幅值任不一定大幅值

j C0 C00

jC00000LL

n

SFB

x。i jdBLdBLnjn图4-13 4条线路时的幅频特性L

SFBSFB、基方法利SFB进行也是基时与功率方向同判断方法关键必须过程中取有效1对B择：an

nn

nSFBb、经n择与同对

L择由般中最两之会超过整个89将 3L 及n

n=n

SFB。ajI0ji

=N1NKN1NKi20jk0jk

nI0j

I0j

bSFBMSFBP =1

NK

i0

i0mkP 0jP

0均能位些健全小§4-3 结论1、4线少且短所单相接地短路零序电流非常小其他式不能正确选线只有利SFB频段暂态信号作为信号才能保证选线靠性。2、利暂态零序电流特定频段（SFB频段）容性电流作为单相接地选线信号灵敏度和靠性较高而且不消弧线圈和不稳定电弧3、B（＞布n差异不明显现选线较为困难。4B（：n障线路、全线路零序电流均为容性。。。5、消弧线圈接地系统不同频率段零序电流（1）（＜L

频段内由于补偿消弧线圈感性电流大于所有健全线路电。（2）（L

n所。（3）SFB（

～L n接地选线信号。6、利SFB频段障选线幅值比较法SFBI0j

幅值大小来完成其I0j

幅值最大为接地线路。N1N1NKi20jk0j1Nn

Nn

SFBP =1

NK

i 0jk

i0mk

0mki0P

——某一参考j条＞0jjmP ＜0jjmb。计算书§1.1器元件参数的、器元件参数的下；SS1S20.02640.0232XX0.02320.0264S1小S1大XXS2大S2小0.00166x0.00166l1x110kvl20.1163x0.11630xxIII I0.07133x0.07133xIIIIII0x0.094260.09426IIxxRR10kv0.727xl3(1) S =100MVABSSX = BSSs1大d

1004311

=0.0232

X = BSSS2小SSd

1003784

=0.0264(2)220kvX =XL11

L12

=0.4×2.1496=0.86

L10

=3

L11

=3×0.86=2.58X =XL21

=L22

L11

=0.86

=L20

L10

=2.58标幺值X =X

S=X B

100

=0.00166L11*X

L12*S

V2B100

02=XL10*

BV2VB

02

=0.00498X =XL21*

=L22*

=0.00166X =XL20*

=0.00498X =XL31

L32

=0.2×2=0.8

L30

=3.5

L31

=3.5×0.8=2.8标幺值X =X

S=X B

100

=0.727L31*X

L32*S

V2B100

0.2=XL30*

BV2VB

0.2

=2.54电抗器X =0.060.8×R*

100 0.2

10.5

=0.09426333.5U =1（Uk1 2

％＋U

％－U

％）=23

1（13.24+22.51－7.85）=13.952U =1Uk2 2 U =1Uk3 2

UU

U23 U23

==

151=2154=2X =U

％SK1 B

13.95×

100

=0.1163I SX U ％S

100－0.71

120100= K2II

B= S 100

=0120X =U

％SK3 B

8.56

100×

=0.07133III

S

120一、d1

§1.2三相对称短路计算最大方式下S1 S2xx1d210.0232xx1d210.0232XS10.00166xl1d0.0232XS20.00166xl21＝X XS1

=0.0232+0.00166=0.02486L1x =X X2 S2

=0.0232+0.00166=0.02486L2则，短路电流为xI =1xPS1*1I =

1=0.02486=S33vB

=40.225

33230PS1

PS1*ari =2.55×10.097=25.747 KAch同理有：IPS2*

=40.225IPS2

=10.097 i =2.55×10.097=25.747 KAch最小方式下

0.0264XS0.0264XS10.00166xl1d10.0264XS20.00166xl2x1dx1 2x＝X ＋XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X ＋XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2则，短路电流为xI =1xPS1*1I =

1=0.02806=S33vB

=35.6379

33230PS1

PS1*ari =2.55×8.946=22.812 KAchIPS2*

=35.6379IPS2

=8.946 i =2.55×8.946=22.812 KAch、d2

点短路最大方式下XS1XS2xx1 20.00166xl1xx0.00166xl245xd20.1163xI0.1163xId23d2x ＝X ＋XS1

=0.0232+0.00166=0.02486L1x =X ＋XS2

=0.0232+0.00166=0.02486L2x =1×3 2

=1×0.1163=0.05519I 2x ＝x +x +x4 1 3

x /3

=0.02486+0.05519+0.024860.05519=0.135242 0.02486x =x5

=0.135244xI =1xPS1*4I =

1=0.13524=S33vB

=7.39426

33121PS1

PS1*ari =2.55×3.7119=9.4654 KAch同理有：xI =1xPS2*5I =

1=0.13524=S33vB

=7.39426

33121PS2

PS2*ari =2.55×3.7119=9.4654 KAch最小方式下XS1XS2xx1 20.00166xl1xx0.00166xl245xd20.1163xI0.1163xId23d2x＝X ＋XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x=13 2

x=1I 2

×0.1163=0.05519x＝x+x+x4 1 3

x/x3

=0.02806+0.05519+0.028060.05519=0.138440.02806x=x5 4

=0.13844则，短路电流为xI =1xPS1*4I =

1=0.13844=S33vB

=7.2233=7.2233×

33PS1

PS1*ari =2.55×3.626=9.2465 KAch同理有：xI =1xPS2*5I =

1=0.13844=S33vB

=7.2233=7.2233×

33PS2

PS2*ari =2.55×3.626=9.2465 KAch、d3

点短路最大方式下XS1XS2xx1 20.00166xl1xx0.00166xl2450.1163xI0.1163xIxd33d30.07133xIII0.09426xR0.07133xIIId30.09426xR10kvxX XS1

=0.0232+0.00166=0.02486L1x=X XS2

=0.0232+0.00166=0.02486L2x=1×（x3 2 I

x +xIII

）=1×（0.1163+0.07133+0.09426）=0.1409452xx+x+x4 1 3

x/x3

=0.02486+0.140945+0.024860.140945=0.306750.02486x=x5 4

=0.30675则，短路电流为xI =1xPS1*4I =

1=0.30675=S33vB

=3.25998

310310.5PS1

PS1*ari =2.55×17.9299=45.721 KAch同理有：xI =1xPS2*5I I

1=0.30675=33vB

=3.25998

3310.5=PS2

×PS2*

ar

i =2.55×17.9299=45.721 KAch最小方式下XS1XS2xx1 20.00166xl1xx0.00166xl2450.1163xI0.1163xIxd33d30.07133xIII0.09426xR0.07133xIIId30.09426xR10kvx＝X ＋XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X ＋XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x=1×（x3 2 I

x +xIII

）=1×（0.1163+0.07133+0.09426）=0.1409452x＝x+x+x4 1 3

x/x3

=0.02486+0.140945+0.024860.140945=0.309950.02486x=x5 4

=0.30995则，短路电流为xI =1xPS1*4I =

1=0.30995=S33vB

=3.2263=3.2263×

310310.5PS1

PS1*ari =2.55×17.7488=45.249 KAch同理有：xI =1xPS2*5I I

1=0.30995=33vB

=3.2263

3310.5=PS2

×PS2*

=3.2263×ar

KAi =2.55×17.7488=45.249 KAch、d4

点短路最大方式下SS1S2S1S2XS1S1S2XS2xx1 20.00166xl1xx0.00166xl2560.1163xI0.1163xIxd430.07133xIII0.07133xIIIx4d0.09426xR40.09426xR10kv0.727xl3d4x X XS1

=0.0232+0.00166=0.02486L1x =X XS2

=0.0232+0.00166=0.02486L2x =1×（x +3 2 I

+III

）=1×（0.1163+0.07133+0.09426）=0.140945R 2x 0.7274x =x5

+（x +1 3

）+x （x +4 1 3

）/x4 2=0.893+0.868=1.761x =x6

=1.7615xI =1xPS1*5I =

1=1.761=33vB

=0.568S

3310.5PS1

PS1*ari =2.55×3.123=7.964 KAch同理有：xI =1xPS2*6

1=1.761=

=0.568I =PS2

I ×PS2*

S3v3vBar

3310.5i =2.55×3.123=7.964 KAch最小方式下S1S2x x1 2x x1 2x x6 7xxd3 5 4d4x4d4x＝X ＋XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x=1×（x3 2 I

x +xIII

）=1×（0.1163+0.07133+0.09426）=0.1409452x＝0.7274x=x5 3

+x=0.140945+0.727=0.8684x=x+x+x6 1 5

x/x5

=1.764x=x7 6

=1.764则，短路电流为xI =1xPS1*6I =

1=1.764=33vB

=0.567S=0.567×

310310.5PS1

PS1*ari =2.55×3.118=7.951 KAch同理有：xI =1xPS2*7

1=1.764=

=0.567I =PS2

I ×PS2*

S3v3vBar

310310.5i =2.55×3.118=7.951 KAch§1.3三相不对称短路计算最小方式下一、220kvd1（1）正序网络

点短路SS1S2Sex1x2dx*11d1xX XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x =x//

=0.014*1 1 2(2)x*2

=0.014kv9kv9X

kv2616X由图得

=0.084331x1x1Xx2XdxI1xIIxIIIx3x 10 Ix 20IIIxIIIxIIIx3I0x X4 x=x

=3×0.00166=0.004981 2x=x//x//X4 1 2

=0.00498//0.00498//0.08433=0.00242X*0

=［（xII

+X ）//x +x2 III

］//x4=0.00238a、单相短路时短1I = = 11

=32.916d1*

X *1∑

X *2∑

X*0

0.014+0.014+0.00238零序电流和分支电流：Id0*

=Id

=32.916xI =10*

X +(X I II

X )4∑24

X +xIII

Id0*= 0.002420.11625+0.098//0.07133+0.00242

×32.916=0.498I =20*

xX +XIIIII

XIII

I10*= 0.002420.11625+0.098//0.07133+0.00242

×0.498=0.210则有：I =3I0

d

I =3×32.916×0.251=24.786 KABI =3I10I =3I20

I =3×0.498×0.251=0.375 KABI =3×0.21×0.251=0.316 KABI1=(1f

Id

I =3×32.916×0.251=24.786 KAB短路处正序电流：1I = = 11

=62.5d1*

X +*1∑

X *2∑

X*0

0.014+0.014//0.00238X

0.014I =d0*

X*2

+

*0

Id

=0.014+0.00238×62.5=53.419I =10*

X +(X I II

x3X )3∑2

X +xIII 3

Id0*= 0.002420.11625+0.098//0.07133+0.00242

×53.419=0.808xI =20*

X +XIIIII

XIII

I10*= 0.002420.11625+0.098//0.07133+0.00242

×0.808=0.341则有：I =3I0

d

I =3×53.419×0.251=43.467 KABI =3I10I =3I20

I =3×0.0.808×0.251=0.608 KABI =3×0.341×0.251=0.514 KABI(11)=(11f

Id

I =1.621×62.5×0.251=25.428 KABc短路处正序电流：1I = = 11

=35.714d1*

X +*1∑

X*2

0.014+0.0143短路点故障相电流：3I(2)=(2f

I I =dB

×35.714×0.251=15.526 KA、110kvd2正序网络

点短路SS1S2SeSex1x2Xx3*1d2xIxIx4xIIxIIdd22＝X ＋XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1X ＋XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x=3 x=0I IIx=x//

=0.0143 1x=1x

2=1×0.1163=0.05824 2 I 2正序阻抗：X*1

=x+x3

=0.014+0.0528=0.0722负序网络零序网络

=*2∑

*1∑

=0.0722

=0.08433 ∑1

=0.098∑2

I Ixx10 20xx xXIXIIxXIXxIIIx3xIIIx3I01 2 d2xx x XxI 4 IIxIIIx3x=x

=3×0.00166=0.00498 ，1 2x=x//

//

=0.00498//0.00498//0.08433=0.002424 1 2 1X*0

=［（x+4

）//x +xI III II

］//X2=［（+0.1163）//+0］//=0.0446//0.098=0.0306a1I = = 11

=5.714d1*

X +*1∑

X *2∑

X*0

0.0722+0.0722+0.0306Id0*I

=Id=

=5.714X X XXX∑2XXX( 4

)I

+III

+II

d1*=(

+

0.098)//

+0+

×5.714=3.927xI =10*

X +III4 I

XIII

Id1*= 0.071330.00242+0.1163+0.07133

×3.927=1.474则有：I =3I0

d

I =3×5.714×0.502=8.605 KABI =3I10I =3I20

I =3×3.927×0.502=5.914 KABI =3×1.474×0.251=1.11 KABI1=(1f

Id

I =3×5.714×0.502=8.605 KABb两接地1I = = 11

=10.672d1*

X +*1∑

X *2∑

X*0

0.0722+0.0722//0.0306I =X

X

I = 0.0722 ×10.672=7.4950.0722+0.0306d0*

+*2∑

*0

d1*xI20*

=(x+4

X )I

X+XIII

X +XII

Id0*=(

+

0.098)//

+0+

×7.495=5.151xI =10*

X +III4 I

XIII

Id1*= 0.071330.00242+0.1163+0.07133

×7.495=1.933则有：I =3I0

d

I =3×7.495×0.502=5.796 KABI =3I10I =3I20

I =3×1.933×0.251=1.456 KABI =3×5.151×0.502=7.787 KABI(11)=(11f

Id

I =1.541×10.672×0.502=8.253 KABc、两相间短路时：短路处正序电流：1I = 1

1=6.925d1*

X +*1∑

X*2

0.0722+0.07223短路点故障相电流：3I(2)=(2f

I I =dB

×6.925×0.502=6.021 KA、10kvd4

点短路正序网络*1∑*1∑x1x2x3x4d4d4xX XS1

=0.0264+0.00166=0.02806L1x=X XS2

=0.0264+0.00166=0.02806L2x=0.141，3x=0.7274X =x//

+x+

=0.0281//0.0251+0.141+0.727=0.882*1

1 2 3 4与相同

=*2∑

*1∑

=0.882零已知

=0.08433 ∑1

=0.098∑2x1x=x

XX1xX1x2xIxIIxIIIx3d4x4=3×0.00166=0.00498 ，

Ix10xxxIIIIxIIIIx320X∑2I01 2x=x//

//

=0.00498//0.00498//0.08433=0.002424 1 2 1X*0∑

=［（x+4

）//xI

+xIII

］//x3=［0.8432//0.098+0.07133+0.727=0.886a、单相短路时短I =

1 1= =0.377d1*

+*1∑

X *2∑

X*0

0.882+0.882+0.886零序电流和分支电流：Id0*

=Id

=0.377xXI =X4

∑2XX+XXI

Id1*0.098=0.00242+0.1163+0.098×0.377=0.17I =20*

x+X +X4

X+XI

Id1*= 0.00242+0.11630.00242+0.1163+0.098

×0.377=0.207则有：I =3I0

d

I =3×0.377×5.5=6.221 KABI =3I10I =3I20

I =3×0.17×0.251=0.128KABI =3×0.207×0.502=0.312 KABI1=(1f

Id

I =3×0.377×5.5=6.221 KAB短路处正序电流：1I = = 11

=0.756d1*

X +*1∑

X *2∑

X*0

0.882+0.882//0.886零序电流和分支电流：xI d

X

+

Id1*= 0.8820.882+0.886

×0.756=0.377XI =X4

xXXXX+I

Id0*= 0.0980.00242+0.1163+0.098

×0.756=0.17I =20*

x +X +X4

X+XI

Id0*= 0.00242+0.11630.00242+0.1163+0.098

×0.377=0.207则有：I =3I0

d

I =3×0.756×5.5=6.223 KABI =3I10I =3I20

I =3×0.341×0.251=0.128 KABI =3×0.415×0.502=0.312 KABI(11)=(11f

Id

I =1.0608×0.756×5.5=4.41 KABc、两相间短路时：短路处正序电流：1I = = 11

=0.567d1*

X +*1∑

X*2

0.882+0.882短路点故障相电流：I(2)=(2f

I I =dB

×0.567×5.5=5.402 KA3§1.4高压电气设备的选择3的电气设备。各侧可能通过的最大容量如下：10kv侧：Pmax

=40MW

Cosβ=0.8Smax.10

40= =50 0.8

Pma