繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--110kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路電流保護(hù)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　110KV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)接地短路電流保護(hù)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　已知條件</b></p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)接線圖</b></p><p><b>　　圖1.1</b&g

2、t;</p><p>　　b=20 c=30 d=40 e=40</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)中各線路均采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，所有變壓器均采用縱差動(dòng)作為主保護(hù)，變壓器采用接線。</p><p>　　發(fā)電廠最大發(fā)電容量為，最小發(fā)電容量為。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠容量最大且閉環(huán)運(yùn)行。</p><

3、p>　　允許最大故障切除時(shí)間為0.9S.</p><p>　　110千伏斷路器均采用型斷路器，它的跳閘時(shí)間為0.05S，Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.4 S。</p><p>　　線路AB、BC、AD和CD的最大負(fù)荷電流請(qǐng)自行計(jì)算，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)為1.5。</p><p>　　各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖所示，。</p><p>　　線

4、路的正序電抗均為。</p><p>　　主保護(hù)靈敏系數(shù)的規(guī)定：線路長度200公里以上不小于1.3，線路長度50~200公里不小于1.4，50公里以下不小于1.5。</p><p>　　后備保護(hù)靈敏系數(shù)的規(guī)定：近后備保護(hù)不小于1.3；遠(yuǎn)后備保護(hù)不小于1.2。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　

5、　確定保護(hù)1、3、5、7的保護(hù)方式（三段式）、各段保護(hù)整定值及靈敏度。</p><p>　　繪制保護(hù)1的接線圖（包括原理圖和展開圖）。</p><p>　　撰寫說明書，包括短路計(jì)算過程（公式及計(jì)算舉例）、結(jié)果和保護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算結(jié)果（說明計(jì)算方法）。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　

6、　短路電流及殘壓計(jì)算，考慮以下幾點(diǎn)</p><p><b>　　運(yùn)行方式的考慮</b></p><p><b>　　最大負(fù)荷電流的計(jì)算</b></p><p><b>　　短路類型的考慮</b></p><p><b>　　曲線繪制</b></p&g

7、t;<p>　　保護(hù)方式的選擇和整定計(jì)算</p><p>　　保護(hù)的確定應(yīng)從線路末端開始設(shè)計(jì)。</p><p>　　優(yōu)先選擇最簡單的保護(hù)（三段式電流保護(hù)），以提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性時(shí)，可采用較為復(fù)雜的方式，比如采用電流電壓連鎖保護(hù)或方向保護(hù)等。</p><p>　　將最終整定結(jié)果和靈敏度校驗(yàn)結(jié)果列成表格。</p&g

8、t;<p><b>　　四 說明：</b></p><p>　　2班：學(xué)號(hào)21-35位同學(xué)做相間保護(hù)，學(xué)號(hào)增加1號(hào)，b、c、d、e四條線路長度分別增加2km</p><p>　　學(xué)號(hào)36-50位同學(xué)做接地保護(hù)，學(xué)號(hào)增加1號(hào)，b、c、d、e四條線路長度分別增加2km</p><p><b>　　摘要</b>&l

9、t;/p><p>　　電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段：繼電保護(hù)的萌芽期、晶體管繼電保護(hù)、集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)和計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)。繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展。</p>&

10、lt;p>　　繼電保護(hù)的原理是利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信號(hào)量，當(dāng)突變量到達(dá)一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本性能要求是有選擇性，速動(dòng)性，靈敏性，可靠性。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)以最常見的110KV電網(wǎng)線路保護(hù)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，要求對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)方面的課程有綜合的了解。特別是對(duì)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)、電路、發(fā)電廠的電氣部

11、分有一定的研究。重點(diǎn)進(jìn)行了電路的化簡，短路電流的求法，繼電保護(hù)中電流保護(hù)、距離保護(hù)的具體計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵字：繼電保護(hù)，電流保護(hù)，距離保護(hù)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The rapid development of the power system to continue to pu

12、t forward new demands of relay protection, the rapid development of electronic technology, computer technology and communication technology for the development of relay protection technologies continue to inject new vita

13、lity. Therefore, relay protection technology unique time in more than 40 years to complete the development of four historical stages: Relay Protection infancy transistor relay, integrated operational amplifier integrated

14、 </p><p>　　The course is designed to the most common 110KV grid line protection design example of analysis and design, requirements to have a comprehensive understanding of the entire power system and its au

15、tomation professional courses. Especially on relay protection, electric power system, circuit, power plants, electrical part of the research. Focus circuit simplification, the short-circuit current method, specific calcu

16、lation of the current protection, distance protection relay.</p><p>　　Keywords: protection, current protection, distance protection</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　

17、引言1</b></p><p>　　1運(yùn)行方式的選擇2</p><p>　　1.1 運(yùn)行方式的選擇原則2</p><p>　　1.1.1 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則2</p><p>　　1.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地選擇原則2</p><p>　　1.1.3 線路運(yùn)行方式選擇原則2<

18、/p><p>　　1.1.4 流過保護(hù)的最大、電小短路電流計(jì)算方式的選擇2</p><p>　　1.1.5 選取流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則3</p><p>　　2 保護(hù)裝置的選定原則3</p><p>　　3 電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算5</p><p>　　3.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)5</p>

19、<p>　　3.2 元件等值電抗計(jì)算6</p><p>　　3.2.1輸電線路等值電抗計(jì)算6</p><p>　　3.2.2變壓器等值電抗計(jì)算6</p><p>　　3.2.3 發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算7</p><p>　　3.2.4 最大負(fù)荷電流計(jì)算7</p><p>　　4 最大運(yùn)行方式與最小運(yùn)

20、行方式的選定原則8</p><p>　　5 短路電流計(jì)算和殘余電壓 Ures計(jì)算8</p><p>　　6 線路保護(hù)方式的確定11</p><p>　　6.1 線路保護(hù)配置的一般原則11</p><p>　　6.2保護(hù)方式的確定及動(dòng)作值的整定11</p><p>　　6.2.1 AB線路1QF的整定12&l

21、t;/p><p>　　6.2.2 BC線路3QF的整定13</p><p>　　6.2.3 BD線路5QF的整定15</p><p>　　6.2.4 DA線路7QF的整定17</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b&g

22、t;</p><p><b>　　1運(yùn)行方式的選擇</b></p><p>　　1.1 運(yùn)行方式的選擇原則</p><p>　　1.1.1 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則</p><p>　　(1)一個(gè)發(fā)電廠有兩臺(tái)機(jī)組時(shí)，一般應(yīng)考慮全停方式，一臺(tái)檢修，另一臺(tái)故</p><p>　　障；當(dāng)有三臺(tái)以

23、上機(jī)組時(shí)，則選擇其中兩臺(tái)容量較大機(jī)組同時(shí)停用的方式。對(duì)水電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫運(yùn)行方式選擇。</p><p>　　(2)一個(gè)發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺(tái)變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量</p><p><b>　　最大的一臺(tái)停用。</b></p><p>　　1.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地選擇原則</p><p>　　(1)發(fā)電

24、廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均要接地。</p><p>　　(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必須接地。</p><p>　　(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。</p><p>　　(4)為防止操作過電壓，在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后</p><p>　　再斷開，這種情況不按接地運(yùn)行考慮。&l

25、t;/p><p>　　1.1.3 線路運(yùn)行方式選擇原則</p><p>　　(1)一個(gè)發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修，</p><p>　　另一條線路又故障的方式。</p><p>　　雙回路一般不考慮同時(shí)停用。</p><p>　　1.1.4 流過保護(hù)的最大、電小短路電流計(jì)算方式的選擇<

26、/p><p><b>　　(1)相間保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護(hù)的最大短路電流出現(xiàn)在最大運(yùn)行方式；</p><p>　　而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式。</p><p>　　對(duì)于雙電源的網(wǎng)絡(luò)，一般（當(dāng)取Z1=Z2時(shí)）與對(duì)側(cè)電源的運(yùn)行方式無關(guān)，可按單側(cè)電源的方法選擇。</p&g

27、t;<p>　　對(duì)于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過保護(hù)的電大短路電流應(yīng)選取開環(huán)運(yùn)行方式，開環(huán)點(diǎn)應(yīng)選在所整定保護(hù)線路的相鄰下一線線路上。而對(duì)于電小短路電流，則應(yīng)選閉環(huán)運(yùn)行方式，同時(shí)再合理停用該保護(hù)背后的機(jī)組、變壓器及線路。</p><p>　　1.1.5 選取流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則</p><p>　　選取流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則如下：</p><p>

28、;　　(1)備用電源自動(dòng)投入引起的增加負(fù)荷。</p><p>　　(2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。</p><p>　　(3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)運(yùn)行，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。</p><p>　　(4)對(duì)于雙側(cè)電源的線路，當(dāng)一側(cè)電源突然切除發(fā)電機(jī)，引起另一側(cè)增加負(fù)</p><p><b>　　荷。</b></p>&

29、lt;p>　　計(jì)算整定過程的幾個(gè)注意點(diǎn)： </p><p>　　1 ．單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的相間短路保護(hù)可采用帶方向或不帶 方向 的電流電壓保</p><p>　　護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須詳細(xì)地計(jì)算短路點(diǎn)短路時(shí)，渡過有關(guān)保護(hù)的短路電流和保護(hù)安裝處的殘余電壓，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果和題目的要求條件下，盡可</p><p>　　能采用簡單的保護(hù)方式。 </p>

30、;<p>　　2．系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮除了發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最 小運(yùn) 行方式外，還</p><p>　　必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)渡過保護(hù)裝置的短路電流</p><p>　　最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值靈敏度。 </p><p>　　3．在求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)該注意短路點(diǎn)的選擇。 </p>

31、;<p>　　4．后備保護(hù)的動(dòng)作電流必須配合，要保證較靠近電源的 上一 元件保護(hù)的動(dòng)</p><p>　　作電流大于下一元件保護(hù)的動(dòng)作電流，且有一定的裕度，以保證選擇性。</p><p>　　2 保護(hù)裝置的選定原則 </p><p>　　一個(gè)繼電保護(hù)裝置的好壞，主要是從它的選擇性、靈敏性、速動(dòng)性及可靠性</p><p><

32、b>　　等方面衡量的。 </b></p><p><b>　　1、選擇性 </b></p><p>　　電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，限時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路全長，</p><p>　　但不能作為下一段線路的后備保護(hù)，因此必須采用定時(shí)限過電流保護(hù)作為本線路</p><p>　　和相鄰下一線路的后

33、備保護(hù)。實(shí)際上，電流速斷保護(hù) I 段常常不能通過靈敏度的</p><p>　　校驗(yàn)，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式變化比較大，在最小運(yùn)行方式下，保護(hù) I 段往往</p><p>　　沒有保護(hù)范圍，為此，常使用電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)代替電流速斷保護(hù)，實(shí)現(xiàn) I 段的</p><p><b>　　主保護(hù)。。 </b></p><p><

34、;b>　　2、速動(dòng)性 </b></p><p>　　電流電壓保護(hù)第一段及第二段共同作為線路的主保護(hù)，能滿足網(wǎng)絡(luò)主保護(hù)的</p><p>　　速動(dòng)性要求。而第三段保護(hù)則因?yàn)樵浇咏娫?，?dòng)作時(shí)間越長，有時(shí)動(dòng)作時(shí)間長</p><p>　　達(dá)好幾秒，因而一般情況下只能作為線路的后備保護(hù)。 </p><p><b>　　3、

35、靈敏度 </b></p><p>　　電流保護(hù)的靈敏度因系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而變化。一般情況下能滿足靈敏度</p><p>　　要求。但在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大，線路很短和線路長而負(fù)荷重等情況下，其靈</p><p>　　敏度可能不容易滿足要求，甚至出現(xiàn)保護(hù)范圍為零的情況。三段式電流保護(hù)的主</p><p>　　要優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠，并

36、且一般情況下都能較快切除故障。缺點(diǎn)是它的靈敏度受</p><p>　　保護(hù)方式和短路類型的影響，此外在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中才有選擇性。 </p><p><b>　　4、可靠性 </b></p><p>　　電流保護(hù)的電路構(gòu)成，整定計(jì)算及調(diào)試維修都較為簡單，因此，它是最可靠</p><p><b>　　的一種保護(hù)。

37、</b></p><p>　　計(jì)算整定過程的幾個(gè)注意點(diǎn)： </p><p>　　1 ．單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的相間短路保護(hù)可采用帶方向或不帶 方向 的電流電壓保</p><p>　　護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須詳細(xì)地計(jì)算短路點(diǎn)短路時(shí)，渡過有關(guān)保護(hù)的短路電流和保護(hù)安裝處的殘余電壓，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果和題目的要求條件下，盡可</p><p>

38、　　能采用簡單的保護(hù)方式。 </p><p>　　2．系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮除了發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最 小運(yùn) 行方式外，還</p><p>　　必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)渡過保護(hù)裝置的短路電流</p><p>　　最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值靈敏度。 </p><p>　　3．在求不同保護(hù)的整定值和靈敏度

39、時(shí)，應(yīng)該注意短路點(diǎn)的選擇。 </p><p>　　4．后備保護(hù)的動(dòng)作電流必須配合，要保證較靠近電源的 上一 元件保護(hù)的動(dòng)</p><p>　　作電流大于下一元件保護(hù)的動(dòng)作電流，且有一定的裕度，以保證選擇性。 </p><p>　　3 電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　3.1 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)</p><p

40、>　　計(jì)算短路電流時(shí)，各電氣量如電流、電壓、功率和電抗等的數(shù)值，可用有名</p><p>　　值表示，也可用標(biāo)么值表示。為了計(jì)算方便，在低壓系統(tǒng) 中宜 用有名值計(jì)算法，</p><p>　　在高壓系統(tǒng)中宜用標(biāo)么值計(jì)算法</p><p><b>　　標(biāo)么值計(jì)算法 :</b></p><p>　　標(biāo)么值就是相對(duì)值算法，

41、用新選單位進(jìn)行某物理量的衡量，衡量的值稱標(biāo)么</p><p><b>　　值。 </b></p><p><b>　　有名值計(jì)算法: </b></p><p>　　每個(gè)電氣參數(shù)的單位是有名的，而不是相對(duì)值。在比較簡單的網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算短</p><p>　　路電流也常常采用此方法，在使用此方法計(jì)算短路電流

42、時(shí) ，應(yīng) 特別注意的是:必</p><p>　　須將各電壓等級(jí)的電氣參數(shù)都?xì)w算到同一電壓等級(jí)上來。 </p><p>　?。?）電機(jī)參數(shù)的計(jì)算 </p><p>　　發(fā)電機(jī)的電抗有名值：</p><p>　　發(fā)電機(jī)電抗的電抗標(biāo)幺值：</p><p>　　式中__發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗；</p><p>

43、;　　（2）變壓器參數(shù)的計(jì)算 </p><p>　　雙繞組變壓器電抗有名值：</p><p>　　雙繞組變壓器電抗標(biāo)幺值：</p><p>　　式中__變壓器的短路電壓百分比；</p><p>　　__ 發(fā)電機(jī)額定電壓；</p><p>　　__ 基準(zhǔn)電壓230KV；</p><p>　　__

44、基準(zhǔn)容量100MVA；</p><p>　　__ 發(fā)電機(jī)額定容量，單位MVA；</p><p>　　3.2 元件等值電抗計(jì)算</p><p>　　基準(zhǔn)功率：SB=100MV·A，基準(zhǔn)電壓：VB=115V?；鶞?zhǔn)電流：IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502KA；基準(zhǔn)電抗：ZB=VB/1.732 IB=1

45、15×103/1.732×502=132.25Ω；電壓標(biāo)幺值：E=E(2)=1.05</p><p>　　3.2.1輸電線路等值電抗計(jì)算</p><p>　　(1) 線路AB等值電抗計(jì)算:</p><p>　　XAB=X1LAB=0.4×20=8Ω</p><p>　　XAB*=XAB×SB/VB=

46、8×100/1152 =0.066 </p><p>　　(2) 線路BC等值電抗計(jì)算:</p><p>　　XBC= X1LBC=0.4×30=12Ω</p><p>　　XBC*= XBC/ ZB=12/132.25=0.099</p><p>　　(3) 線路CD等值電抗計(jì)算</p&g

47、t;<p>　　XCD= X1LCD=0.4×40=16Ω</p><p>　　XCD*= XCD/ ZB=16/132.25=1.33</p><p>　　線路DA等值電抗計(jì)算:</p><p>　　XDA= X1LDA=0.4×40=16Ω</p><p>　　XDA*= XDA/ ZB=16/132.2

48、5=1.33</p><p>　　3.2.2變壓器等值電抗計(jì)算</p><p>　　(1) 變壓器T1、T2、T3等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT1= XT2=XT3=(UK%/100)×(VN2/ SN)≈23.14</p><p>　　XT1*= XT2*= XT3*=XT1/ ZB=23.14/132.25=0.175

49、</p><p>　　(2) 變壓器T4、T5、T6、T7、T8等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT4= XT5=XT6= XT7=(UK%/100)×(VN2×103/ SN)≈43.64Ω</p><p>　　XT6*= XT7* = XT4*= XT5*=0.33</p><p>　　3.2.3 發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)

50、算</p><p>　　(1)發(fā)電機(jī)G1、G2、G3電抗標(biāo)幺值計(jì)算</p><p>　　XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COSφ/ PG1=0.129×100/60=0.215</p><p>　　3.2.4 最大負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　在已知結(jié)點(diǎn)功率的條件下，求取閉式網(wǎng)的潮流、電壓分布，需要迭

51、代求解復(fù)數(shù)方程式。在人工計(jì)算的條件下常用近似方法。在本設(shè)計(jì)中的原始環(huán)形網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過簡化后已成為僅含串聯(lián)阻抗支路的網(wǎng)路，待解的只有一個(gè)回路電壓方程</p><p>　　Iaej30°ZAB+（Ia-I1）ej30°ZBC+（Ia-I1-I2）ej30°ZCD+</p><p>　?。↖a-I1-I2-I3）ej30°ZAD=0</p><

52、;p>　　式中，Ia為流經(jīng)阻抗ZAB的支路電流；I1、I2、I3分別為結(jié)點(diǎn)1、2、3的負(fù)荷電流。</p><p>　　對(duì)上式取共軛并乘以UN，則可得下述近似式：</p><p>　　ZAB*Sa+ZBC*（Sa-S1）+ZCD*（Sa-S1-S2）+ZAD*（Sa-S1-S2-S3）=0</p><p>　　由上式可解得流經(jīng)阻抗ZAB支路的功率為</p&

53、gt;<p>　　Sa=[ZBC*S1+ZCD（S1+S2）+ZAD（S1+S2+S3）]/[ZAB+ZBC+ZCD+ZAD]</p><p>　　則可求得線路AB的最大負(fù)荷功率。同理可得線路AD的最大負(fù)荷功率。進(jìn)而求得線路</p><p>　　BC、CD的最大負(fù)荷功率。分別為 SAB=65.08MVA,SAD=12.92MVA,SBC=35.08MVA,</p>

54、<p>　　SCD=7.08MVA,此即該網(wǎng)路的潮流分布。根據(jù)上述潮流分布計(jì)算可得各線路最大負(fù)荷電流。</p><p>　　(1)AB線路最大負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　最大負(fù)荷電流計(jì)算(拆算到110KV)</p><p>　　= SaCOSφ/ 1.732 U </p><p>　　=65.08×0.8/(1.

55、732×115)≈0.326KA；</p><p>　　BC線路最大負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　= SBCCOSφ/ 1.732 U </p><p>　　=35.08×0.8/(1.732×115)≈0.176KA；</p><p>　　CD最大負(fù)荷電流計(jì)算(拆算到110KV)</p>&l

56、t;p>　　= SCDCOSφ/ 1.732 U </p><p>　　=7.08×0.8/(1.732×115)≈0.0355KA；</p><p>　　(4)AD線路最大負(fù)荷電流計(jì)算</p><p>　　最大負(fù)荷電流計(jì)算(拆算到110KV)</p><p>　　= SADCOSφ/ 1.732 U </p&

57、gt;<p>　　=12.92×0.8/(1.732×115)≈0.0649KA</p><p>　　4 最大運(yùn)行方式與最小運(yùn)行方式的選定原則</p><p>　　確定運(yùn)行方式就是確定最大和最小運(yùn)行方式，通常都是根據(jù)最大運(yùn)行方式來確定保護(hù)的定值，以保證選擇性，在其它運(yùn)行方式下也一定能保證選擇性，靈敏度的校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn)，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下

58、靈敏度一定能滿足要求。</p><p>　　（1）最大運(yùn)行方式在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流最大，對(duì)繼電保護(hù)而言稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)，變壓器，并聯(lián)線路全投入的運(yùn)行方式。系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式工作的時(shí)候，等值阻抗最小，短路電流最大，發(fā)電機(jī)容量最大。</p><p>　?。?）最小運(yùn)行方式在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型短路時(shí)流過保護(hù)安裝處

59、的電流最小，</p><p>　　對(duì)繼電保護(hù)而言稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最大。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)，變壓器，并聯(lián)線路部分投入的運(yùn)行方式。系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式工作的時(shí)候，等值阻抗最大，短路電流最小，發(fā)電機(jī)容量最小。 </p><p>　　最大運(yùn)行方式下的最小電源阻抗:</p><p>　　Zs.min =(XG1 +XT1 )/3=(0.215+0.

60、175)/3=0.13</p><p>　　最小運(yùn)行方式下的最大電源阻 抗:</p><p>　　Zs.max =XG1 +XT1=0.195</p><p>　　5 短路電流計(jì)算和殘余電壓 Ures計(jì)算</p><p>　　計(jì)算動(dòng)作電流，應(yīng)為該計(jì)算最大運(yùn)行方式下的三相短路電流；為檢驗(yàn)靈敏度,要計(jì)算最小行方式下的兩相短路電流；為計(jì)算 1QF、

61、3QF、5QF、7QF 的整定值，根據(jù)如上系統(tǒng)圖可知，最大運(yùn)行方式要求 8QF 斷開，等值阻抗圖如下</p><p>　　圖5.1電網(wǎng)等效電路圖</p><p><b>　　計(jì)算三相短路電流：</b></p><p>　?。?）計(jì)算兩短路電流:</p><p><b>　　/2</b></p&

62、gt;<p>　?。?）計(jì)算殘余電壓：</p><p><b>　　Ures =*</b></p><p>　　（4）以K1點(diǎn)發(fā)生的三相短路為例： =0.502/(0.13+0.066+O.099+0.133+0.133)=0.894KA</p><p>　　1.732=/2×0.894=0

63、.774KA</p><p>　　Ures =*=0.894×0.133×132.25=15.74KV。同理可得K2、K3、K4、K5各個(gè)短路點(diǎn)的短路電流以及殘余電壓；短路電流數(shù)值表與短路電流分布圖分別如表1.1和圖1.4所示。</p><p>　　表5.1短路電流數(shù)值表</p><p>　　圖5.2 電網(wǎng)的短路電流分布</p>&

64、lt;p>　　6 線路保護(hù)方式的確定</p><p>　　6.1 線路保護(hù)配置的一般原則</p><p>　　（1）考慮經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越性：可以嘗試配三段式電流保護(hù)， 同時(shí) 由于系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)</p><p>　　行，相當(dāng)于雙電源運(yùn)行一定要加方向元件。在 110KV 等級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)中，三段式電</p><p>　　流保護(hù)可能在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下沒

65、有保護(hù)范圍，如果系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)</p><p>　　行的幾率不大的情況下，而且資金不夠的情況下可以嘗試三段式電流保護(hù)，基本</p><p>　　可以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。</p><p>　　（2）對(duì)于 110KV 及以上的電壓電網(wǎng)的線路繼電保護(hù)一般都采用近后備原則。當(dāng)</p><p>　　故障元件的一套繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)時(shí)，由相互獨(dú)立的另

66、一套繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切</p><p>　　除故障。而當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)，斷開與故障元件相連的</p><p>　　所有聯(lián)接電源的斷路器。</p><p>　?。?）對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)或瞬時(shí)段保護(hù)，其整定值應(yīng)保證 在被 保護(hù)元件發(fā)生外部</p><p>　　故障時(shí)，繼保裝置可靠且不動(dòng)作，但單元或線路變壓器組的情冰況除外。 &

67、lt;/p><p>　?。?） 110KV 線路保護(hù)應(yīng)按加強(qiáng)主保護(hù)簡化后備保護(hù)的基本原則配置和整定。其</p><p>　　中兩套全線速動(dòng)保護(hù)的交流電流、電壓回路和直流電源彼此獨(dú)立；每一套全線速</p><p>　　動(dòng)保護(hù)對(duì)全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動(dòng)作切除故障；兩套全線速動(dòng)保護(hù)應(yīng)具有選相功能；兩套主保護(hù)應(yīng)分別動(dòng)作于斷路器的一組跳閘線圈；兩套全</p&g

68、t;<p>　　線速動(dòng)保護(hù)分別使用獨(dú)立的遠(yuǎn)方信號(hào)傳輸設(shè)備；具有全線速動(dòng)保護(hù)的線路，其主</p><p>　　保 護(hù)的整組動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為：對(duì)近端故障不大于 20 毫秒；對(duì) 遠(yuǎn)端故障不大 于30</p><p><b>　　毫秒。 </b></p><p>　　(5)考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式：110KV 高壓輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該屬于大接 地電力系統(tǒng)

69、，需</p><p>　　要 配置零序保護(hù)。如上考慮到環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，也要加方向元件。保證保護(hù) 不誤動(dòng)作。 </p><p>　　6.2保護(hù)方式的確定及動(dòng)作值的整定</p><p>　　保護(hù) 1、3、5、7 的等效電路圖如下圖所示。</p><p>　　圖6.1 保護(hù)等效電路圖</p><p>　　6.2.1 AB線路1QF

70、的整定</p><p><b>　?、?瞬時(shí)速段保護(hù)</b></p><p>　　線路AB末端的最大三相短路電流 =0.502/(0.13+0.066)=2.561KA</p><p>　　取1.3，則保護(hù)1的電流保護(hù)第1段動(dòng)作電流為：</p><p>　　.1.3×2.561=3.329KA</p&g

71、t;<p><b>　　保護(hù)范圍校驗(yàn):</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下AB線路X處兩相短路電流為：</p><p><b>　　=1.478KA</b></p><p>　　115/(2×1.478)-0.195×132.25=13.12Ω</p><p&g

72、t;　　13.12/（0.066×132.25）=150.3%>15%</p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p><p>　　② 帶時(shí)限電流速段保護(hù)：與保護(hù)3的第Ⅰ段相配合</p><p>　　保護(hù)3的電流保護(hù)第Ⅰ動(dòng)作電流值為： 1.702KA</p><p>　　.1.3×

73、1.702=2.213KA</p><p>　　取1.1,則 =1.1×2.213=2.434KA</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限為：0.5S</p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　本線路AB末端的最小短路電流為：1.478KA</p><p>　　1.47

74、8/2.434=0.607<1.3</p><p>　　靈敏度不滿足要求，故可與保護(hù)3的電流保護(hù)Ⅱ段相配合。</p><p>　?、鄱〞r(shí)限過電流的整定計(jì)算。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定：</b></p><p>　　取0.85，1.2,1.5</p><p>　　(1.2&#

75、215;1.5)×326/0.85=653A</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b></p><p><b>　　=1+2=2s</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　作為近后備時(shí)，按本線路AB末端最小短路電流校驗(yàn)，即

76、：</p><p>　　1.478/0.653=2.263>1.5</p><p>　　作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰線路BC末端的最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　1.207/0.653=1.848>1.2</p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p><p>　　6

77、.2.2 BC線路3QF的整定</p><p><b>　　① 瞬時(shí)速段保護(hù)</b></p><p>　　線路BC末端的最大三相短路電流 =0.502/(0.13+0.066+0.099)=1.702KA</p><p>　　取1.3，則保護(hù)3的電流保護(hù)第Ⅰ段動(dòng)作電流為：</p><p>　　.1.3×1.7

78、02=1.404KA</p><p><b>　　保護(hù)范圍校驗(yàn)</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下BC線路X處短路電流為：</p><p><b>　　=1.207KA</b></p><p>　　115/(2×1.207)-（0.195+0.066）×132.25=13

79、.12Ω</p><p>　　13.12/（0.099×132.25）=100%>15%</p><p><b>　　靈敏度滿足要求</b></p><p>　?、?帶時(shí)限電流速段保護(hù)：與保護(hù)5的第Ⅰ段相配合</p><p>　　保護(hù)5的電流保護(hù)第Ⅰ動(dòng)作電流值為： 1.173</p><

80、;p>　　.1.3×1.173=1.525KA</p><p>　　取1.1,則 =1.1×1.525=1.677KA</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b></p><p><b>　　0.5s</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：<

81、/b></p><p>　　本線路BC末端的最小短路電流為：1.207KA</p><p>　　1.207/1.677=0.72<1.3</p><p>　　靈敏度不滿足要求，故可與保護(hù)5的電流保護(hù)Ⅱ段相配合。</p><p>　?、鄱〞r(shí)限過電流的整定計(jì)算。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的

82、整定：</b></p><p>　　取0.85，1.2,1.5</p><p>　　(1.2×1.5)×176/0.85=373A</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b></p><p><b>　　=1+2=2s</b></p><p&

83、gt;<b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　作為近后備時(shí)，按本線路AB末端最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　1.207/0.373=3.24>1.5</p><p>　　作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰線路BC末端的最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　0.882/0.373=2.365>

84、1.2</p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p><p>　　6.2.3 BD線路5QF的整定</p><p><b>　　① 瞬時(shí)速段保護(hù)</b></p><p>　　線路BC末端的最大三相短路電流 =0.502/(0.13+0.066+0.099+0.133)=1.173K

85、A</p><p>　　取1.3，則保護(hù)5的電流保護(hù)第Ⅰ段動(dòng)作電流為：</p><p>　　.1.3×1.173=1.525KA</p><p><b>　　保護(hù)范圍校驗(yàn)</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下BD線路X處短路電流為：</p><p><b>　　=0.88

86、2KA</b></p><p>　　115/(2×0.882)-（0.195+0.066+0.099）×132.25=17.58Ω</p><p>　　17.58/（0.133×132.25）=99.95%>15%</p><p><b>　　靈敏度滿足要求</b></p><

87、p>　　② 帶時(shí)限電流速段保護(hù)：與保護(hù)5的第Ⅰ段相配合</p><p>　　保護(hù)7的電流保護(hù)第Ⅰ動(dòng)作電流值為： 0.894</p><p>　　.1.3×0.894=1.162KA</p><p>　　取1.1,則= 1.1×1.162=1.278KA</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b&

88、gt;</p><p><b>　　0.5s</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　本線路BD末端的最小短路電流為：0.882KA</p><p>　　0.882/1.278=0.670<1.3</p><p>　　靈敏度不滿足要

89、求，故可與保護(hù)7的電流保護(hù)Ⅱ段相配合。</p><p>　?、鄱〞r(shí)限過電流的整定計(jì)算。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定：</b></p><p>　　取0.85，1.2,1.5</p><p>　　(1.2×1.5)×35.5/0.85=75.2A</p><p>

90、<b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b></p><p><b>　　=0.5s</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　作為近后備時(shí)，按本線路AB末端最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　0.882/0.075=11.76>1.5&l

91、t;/p><p>　　作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰線路BC末端的最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　0.695/0.075=9.27>1.2</p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p><p>　　6.2.4 DA線路7QF的整定</p><p><b>　?、?瞬時(shí)

92、速段保護(hù)</b></p><p>　　線路DA末端的最大三相短路電流 =0.502/(0.13+0.066+0.099+0.133+0.133)=0.894KA</p><p>　　取1.3，則保護(hù)7的電流保護(hù)第Ⅰ段動(dòng)作電流為：</p><p>　　.1.3×0.894=1.162KA</p><p><b>

93、;　　保護(hù)范圍校驗(yàn)</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下DA線路X處短路電流為：</p><p><b>　　=0.695KA</b></p><p>　　115/(2×0.695)-（0.195+0.066+0.099+0.133）×132.25=17.53Ω</p><p>　　

94、17.53/（0.133×132.25）=98.4%>15%</p><p><b>　　靈敏度滿足要求</b></p><p>　?、?過負(fù)荷的整定計(jì)算。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定：</b></p><p>　　取0.85，1.2,1.5</p>&

95、lt;p>　　(1.2×1.5)×64.9/0.85=137A</p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)限為：</b></p><p><b>　　=0s</b></p><p><b>　　靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p>　　作為近后備時(shí)，按本線路D

96、A末端最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　0.695/0.137=5.07>1.5</p><p>　　作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰線路BC末端的最小短路電流校驗(yàn)，即：</p><p>　　1.207/0.137=8.81>1.2</p><p><b>　　靈敏度滿足要求。</b></p>&

97、lt;p>　　表6.1 電流整定值表</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　理解這次課程設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容，熟悉并掌握電力系統(tǒng)的三段式保護(hù)，能看懂</p><p>　　電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，查閱其他資料了解電流互感器和電壓互感器的選擇，以及主保</p><p>　　護(hù)和后備保護(hù)的配置等，心得如下：

98、 </p><p>　　進(jìn)一步理解了繼電保護(hù)的重要性，及其對(duì)繼電保護(hù)的選擇的原則有了進(jìn)一步</p><p>　　的理解。而在三段式電流保護(hù)滿計(jì)算中，根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖分析，來確定系統(tǒng)運(yùn)行</p><p>　　的最大方式和最小方式，1QF、3QF、5QF 的整定要在 8QF 斷開的情況下求得最</p><p>　　大短路電流，然后在進(jìn)行整定計(jì)算，其

99、電流反方向是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)三段式整</p><p>　　定計(jì)算中出現(xiàn)靈敏系數(shù)不能滿足要求，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)可能啟動(dòng)不了，可以考</p><p>　　慮進(jìn)一步延伸限時(shí)電流速斷的保護(hù)，或降低本線路限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定值，</p><p><b>　　以保證靈敏性。 </b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)雖然花了我很多

100、的精力和時(shí)間，但是我覺得這是很直得的，我</p><p>　　通過這一次作業(yè)，讓我更深刻理解了理論上的東西，也可以說是學(xué)以致用了。我</p><p>　　覺得這不僅僅是在教我們?nèi)绾稳?shí)踐理論上的知識(shí)，更重要的是教會(huì)了我們應(yīng)用</p><p>　　知識(shí)的一種方法，我認(rèn)為我們之所以要上學(xué)，是因?yàn)槲覀冃枰环N思維，一種會(huì)</p><p>　　不 斷

101、發(fā)現(xiàn)問題然后不斷去解決問題的思維，這是解決我們 自立 根生的根本方法。</p><p>　　我相信通過這次課程設(shè)計(jì)都會(huì)讓我們有進(jìn)一步的成長。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 尹項(xiàng)根，曾克娥．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］．華中科技大學(xué)出版社，</p><p><b&g

102、t;　　2001. </b></p><p>　　[2] 許建安，王風(fēng)華．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算［M］．中國水利水電出版社，</p><p><b>　　2007. </b></p><p>　　[3] 鐘自勤．繼電保護(hù)裝置及二次回路故障檢修典型實(shí)例［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，</p><p><b&

103、gt;　　2006. </b></p><p>　　[4] 吳必信．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)同步訓(xùn)練［M］．中國是力出版社，2003． </p><p>　　[5] 劉學(xué)軍．繼電保護(hù)原理北京［M］．中國電力出版社，2004． </p><p>　　[6] 孫麗華．電力工程基礎(chǔ)［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，2005． </p><p>