繼電保護課程設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上繼電保護課程設計題 目 220kV電網(wǎng)線路保護設計 學院名稱 電氣工程學院 專心-專注-專業(yè)摘要：本文研究的是關于220kV電網(wǎng)繼電保護。通過本次設計掌握和鞏固電力系統(tǒng)繼電保護的相關專業(yè)理論知識，熟悉電力系統(tǒng)繼電保護的設計步驟和設計技能，根據(jù)技術規(guī)范，選擇和論證繼電保護的配置選型的正確性并培養(yǎng)自己在實踐工程中的應用能力、創(chuàng)新能力和獨立工作能力。由于各種繼電保護適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，因而，對于繼電保護整定方案的配合不同會有不同的保護效果，如何確定一個最佳的整定方案，將是從事繼電保護工作的工程技術人員的研究課題?？傊?，繼電保護既有自身的整定技巧問題，又有繼

2、電保護配置與選型的問題，還有電力系統(tǒng)的結構和運行問題。尤其，對于本文中220kV高壓線路分相電流差動保護投運前的現(xiàn)場試驗，一直是困擾技術人員的一個問題，由于線路兩端距離的限制，現(xiàn)場試驗不能像試驗室那樣方便。另外，光纖保護在長距離和超高壓輸電線路上的應用還有一定的局限性，在施工和管理應用上仍存在不足，但是從長遠看，隨著光纖網(wǎng)絡的逐步完善、施工工藝和保護產(chǎn)品技術的不斷提高，光纖保護將占據(jù)線路保護的主導地位。關鍵詞：電網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡、自動重合閘。目錄1 緒論1.1 電力系統(tǒng)繼電保護概論由于電力系統(tǒng)是一個整體，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時實現(xiàn)的，各設備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此，當某一設備或線路發(fā)

3、生短路故障時，在瞬間就會影響到整個電力系統(tǒng)的其它部分，為此要求切除故障設備或輸電線路的時間必須很短，通常切除故障的時間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設在每個電氣設備或線路上的自動裝置，即繼電保護，才能實現(xiàn)。因此，繼電保護的基本任務有：（1） 當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，繼電保護能自動地、迅速地和有選擇性地動作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并使系統(tǒng)無故障的部分迅速恢復正常運行，使故障的設備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。（2） 當電氣設備出現(xiàn)不正常運行情況時，根據(jù)不正常運行情況的種類和設備運行維護條件，繼電保護裝置則發(fā)出信號，以便由值班人員及時處理或由裝置自動進行調整。1.2 對

4、繼電保護動作的基本要求繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。（1）選擇性 所謂繼電保護裝置動作的選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護裝置將故障切除。（2）速動性所謂速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，對提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重大的意義。（3）靈敏性所謂繼電保護裝置的靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。（4）可靠性所謂保護裝置的可靠性是指在保護范圍內發(fā)生

5、的故障該保護應該動作時，不應該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應該可靠不動作。1.3 繼電保護的構成繼電保護裝置可視為由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等組成，如圖1.1所示，各部分功能如下：圖1.1 模擬型繼電保護裝置原理框圖（1）測量部分測量部分是測量從被保護對象輸入的有關電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較的結果，判斷保護是否應該啟動的部件。 （2）邏輯部分邏輯部分是根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯關系工作，最后確定是否應該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關命令傳給執(zhí)行部分的部件。（

6、3）執(zhí)行部分執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作的任務的部件。如檢測到故障時，發(fā)出動作信號驅動斷路器跳閘；在不正常運行時發(fā)出告警信號；在正常運行時，不產(chǎn)生動作信號。1.4 微機繼電保護的特點（1）維護調試方便微機保護的硬件是一臺計算機，各種復雜的功能是由相應的軟件來實現(xiàn)的。如果硬件完好，對于以成熟的軟件，只要程序和設計時一樣（這很容易檢查），就必然會達到設計的要求，用不著逐臺作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。（2）可靠性高計算機在程序指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現(xiàn)常規(guī)保護很難辦到的自動糾錯。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬件的異

7、常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。（3）易于獲得附加功能應用微型計算機后，如果配置一個打印機，或者其它顯示設備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。（4）靈活性大由于計算機保護的特性主要由軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護的特性和功能，從而可靈活地適應電力系統(tǒng)運行方式的變化。 （5）保護性能得到很好改善由于計算機的應用，使很多原有形式的繼電保護中存在的技術問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。2 220kV電網(wǎng)元件參數(shù)的計算2.1 設計原則和一般規(guī)定電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置是電力

8、系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的正常運行，防止事故發(fā)生或擴大起了重要作用。應根據(jù)審定的電力系統(tǒng)設計（二次部分）原則或審定的系統(tǒng)接線及要求進行電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置設計，設計應滿足繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程（SDJ6-83）、110220kV電網(wǎng)繼電保護與安全自動裝置運行條例等有關專業(yè)技術規(guī)程的要求。繼電保護和安全自動裝置由于本身的特點和重要性，要求采用成熟的特別是符合我國電網(wǎng)要求的有運行經(jīng)驗的技術。電網(wǎng)繼電保護和安全自動裝置應符合可靠性、安全性、靈敏性、速動性的要求。要結合具體條件和要求，從裝置的選型、配置、整定、實驗等方面采取綜合措施，突出重點，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以達到保證電網(wǎng)

9、安全經(jīng)濟運行的目的。2.2 220kV電網(wǎng)元件參數(shù)計算原則 2.2.1標幺值的概念（1）參數(shù)計算需要用到標幺值或有名值，因此做下述簡介。在標幺制中，單個物理量均用標幺值來表示，標幺值的定義如下：標幺值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位）當選定電壓、電流、阻抗和功率的基準值分別為UB、IB、ZB和SB時，相應的標幺值為：U*=U/UBI*=I/IBZ*=Z/ZBS*=S/SB使用標幺值，首先必須選定基準值。電力系統(tǒng)的各電氣量基準值的選擇，在符合電路基本關系的前提下，原則上可以任意選取，但四個基準值只能任選兩個，其余兩個則由上述關系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個基準值，原則上沒有限制，但習

10、慣上多選定UB 和SB。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB、ZB， 可得；IUUU²BUB和SB原則上選任何值都可以，但應根據(jù)計算的內容及計算方便來選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓，B可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機的總功率；有時也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。（2）標幺值的歸算本網(wǎng)絡采用近似計算法近似計算：標幺值計算的近似歸算是用平均額定電壓計算。標幺值的近似計算可以就在各電壓級用選定的功率基準值和各平均額定電壓作為電壓基準來進行。結合本網(wǎng)絡選取基準值：SB=1000MVA ； UB=230kV；2.3 發(fā)電機參數(shù)的計算發(fā)電機的電抗有名值：發(fā)電機的電抗標幺值：式中： 發(fā)電機

11、次暫態(tài)電抗； 發(fā)電機的額定電壓； 基準電壓230kV； 基準容量1000MVA； 發(fā)電機額定容量235.294MVA.已知： PN = 200MW UN =15.8 kV = 0.85 =0.1444 則： SN = = 235.294 MVA = = =0.614 = = =32.46（） 表2.1 發(fā)電機參數(shù)結果發(fā)電機編號容 量（MW）功 率因 數(shù)出口電壓（kV）電 抗有名值電 抗標幺值1#2000.8515.80.144432.460.6142#2000.8515.80.144432.460.614 2.4 變壓器參數(shù)的計算 2.4.1 雙繞組變壓器參數(shù)計算公式：雙繞組變壓器電抗有名值：

12、雙繞組變壓器電抗標幺值：式中： 變壓器短路電壓百分值； 發(fā)電機的額定電壓； 基準電壓230kV；基準容量1000MVA； 變壓器額定容量. 2.4.2 三繞組變壓器參數(shù)的計算公式 （1）各繞組短路電壓百分值UK1（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）UK2（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）UK3（%）=Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）式中：Ud（%）、Ud（%）、 Ud（%）分別為高壓與中壓，高壓與低壓，中壓與低壓之間的短路電壓百分值。 （2）各繞組的電抗有名值： XT1 = XT2 = XT3 = 各繞組的電抗標幺值： XT1* = XT2* = XT3* = 式中： SB 基

13、準容量1000MVA； SN 變壓器額定容量； 發(fā)電機的額定電壓； 基準電壓230kV。 （3）大同廠變壓器參數(shù)計算：已知： SN = 240MW =14.12 則： （4）西萬莊變壓器參數(shù)計算：已知： SN = 240MW =11.50 =7.60 =23.70 則： 各繞組的阻抗百分值為：UK1% = （+-） = （ 11.50 + 23.7 - 7.60 ） = 13.8UK2% = （+-） = （ 7.60 + 11.50 23.70 ） = 2.3UK1% = （+-） = （ 23.70 + 7.60 11.50 ） = 9.9XT1* = = = 0.575XT2* = =

14、=0.096XT3* = = = 0.412對于高碑店變壓器參數(shù)計算原則與2.4.2(4)相同，計算結果如表2.2所示：表2.2 各變壓器參數(shù)計算結果變壓器編號容量（MVA）繞組型式短路電壓百分值Uk（%）等值電抗標幺值T1240雙相雙繞組14.12%0.588T2240雙相雙繞組14.12%0.588T3240三相三繞組Ud（%）= 11.50 %Ud（%）= 7.60 %Ud（%）= 23.70 %0.57500.412T490三相三繞組Ud（%）= 14.07 %Ud（%）= 7.65 %Ud（%）=23.73 %1.67500.962T590三相三繞組Ud（%）= 14.07 %Ud（

15、%）= 7.65 %Ud（%）=23.73 %1.67500.962說明： 對普通（非自耦）三繞組變壓器，按如上方法求得的三個電抗中，有一個可能是負值，這是由于這種變壓器的三個繞組中，必有一個在結構上處于其它兩個繞組之間，而這個處于居中位置的繞組與位于它兩側兩個繞組間的兩個漏抗之和又小于該兩繞組相互間的漏抗。例如，中壓繞組居中，且有Ud（%）+ Ud（%） Ud（%） 的關系。因此，這種等值電抗為負值的現(xiàn)象并不真正表示該繞組有容性漏抗。普通三繞組變壓器出現(xiàn)這種現(xiàn)并不少見，但因這一負值電抗的絕對值往往很小，在近似計算中常取其為零。 2.5 輸電線路參數(shù)的計算線路零序阻抗為： Z0 = 3Z1負序

16、阻抗為： Z2 = Z1線路阻抗有名值的計算：正、負序阻抗： Z1 = Z2 = (+j)L零序阻抗： Z0 = 3Z1線路阻抗標幺值的計算：正、負序阻抗： Z1* = Z2* =（+j)L 零序阻抗： Z0* = 3Z1*式中： 每公里線路正序電阻值/KM； 每公里線路正序電抗值/KM； L 線路長度 KM； SB 基準容量 1000 MVA； UB 基準電壓 230 kV。 大同神頭線（AB段）有名值：ZAB1= RAB1+ jXAB1= (R1+ jX1 ) ×LAB=(0.0785+j0.4)×80=6.28+j32= 32.610 ZAB2 =ZAB1 =6.28

17、+j32= 32.610 ZAB0= RAB0+ jXAB0=3 ZAB1 = 3×(6.28+j32)=18.84+j96=97.830 標幺值：ZAB1*= ZAB1/ ZB =(6.28+j32) /52.9 =0.119 +j0.605=0.617 ZAB2* =ZAB1* =0.119 +j0.605=0.617ZAB0*= RAB0*+ jXAB0*=3 ZAB1*=3×(0.119 +j0.605)=0.357+j1.815=1.851對于其它線路：大同西萬莊線（BC段），神頭西萬莊線（AC段），神頭南郊線（AD段），南郊高碑店線（DE段），高碑店房山線（EF

18、段），房山天津線回（FG段），房山天津線回（FG段）的計算原則與2.5(2)相同，計算結果如表2.3所示：表2.3 線路參數(shù)計算結果線路名稱型號長度/Km正、負序阻抗（標幺值）正、負序阻抗（有名值）零序阻抗（標幺值）零序阻抗（有名值）大神(AB段）LGJQ-400800.119+j0.6056.28+j320.357+j1.81518.84+j96大西(BC段）LGJQ-2240230.034+j0.1391.806+j7.360.102+j0.4175.418+j22.08神西(AC段）LGJQ-300500.074+j0.3783.925+j200.222+j1.13411.775+j60

19、神南(AD段）LGJQ-4001000.148+j0.7567.85+j400.444+j2.26823.55+j120南高(DE段）LGJQ-2300790.117+j0.4786.202+j25.280.351+j1.43418.606+j75.84房高(EF段）LGJQ-2240510.076+j0.3094.004+j16.320.228+j0.92712.012+j48.96房天1(FG段）LGJQ-23001200.178+j0.7269.42+j38.40.534+j2.17828.26+j115.2房天2(FG段）LGJQ-23001200.178+j0.7269.42+j38

20、.40.534+j2.17828.26+j115.23 輸電線路上TA、TV及中性點接地的選擇 3.1 輸電線路上T A、TV變比的選擇 3.1.1 TA的配置原則 （1）型號：電流互感器的型號應根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。 （2）一次電壓：Ug=UnUg電流互感器安裝處一次回路工作電壓；Un電流互感器的額定電壓. （3）一次回路電流：I1nIgmaxIgmax電流互感器安裝處一次回路最大電流；I1n電流互感器一次側額定電流. （4）準確等級：用于保護裝置為0.5級，用于儀表可適當提高。 （5）二次負荷：S2SnS2電流互感器二次負荷；Sn電流互感器額定負荷. （6）輸電線路上CT的選擇：

21、 根據(jù)最大極限電流來選擇。 3.1.2 TA變比及型號的選擇 TA二次側的電流為5A （1）對大神線而言其最大工作電流為：Igmax = = 628A所以線路AB上TA變比選為1200/5。對于大西線，神西線，神南線，南高線，房高線同3.1(2)的選擇原則及結果相同，TA變比均為：1200/5，由發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料查的型號為LCW220型 其中， L電流互感器； C瓷絕緣； W戶外式。 （2）對房天1線及房天2線而言其最大工作電流均為：Igmax = = 125A所以線路DE上TA變比選為600/5， 由發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料查的型號為LCLWD2220型。其中， L電流互

22、感器； C瓷絕緣； L（第三個字母）電纜型 ；W戶外式； D2差動保護用。 (3) TV的配置原則 型式：電壓互感器的型式應根據(jù)使用條件選擇，在需要檢查與監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有三繞組的單相互感器組。 一次電壓的波動范圍：1.1Un>U1>0.9Un 二次電壓：100V 準確等級：電壓互感器應在哪一準確度等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表。繼電器與自動裝置及設備對準確等級的要求來確定。 二次負荷：S2Sn (4) TV變比及型號的選擇線路電壓均為220kV，由發(fā)電廠電氣部分課設參考資料查得變比為 ， 型號為YDR220； Y電壓互感器；D單相； R電容

23、式。表3.1 TA、TV選擇結果線路名稱長度（km）最大工作電流（A）TA變比TV變比大神(AB段）806281200/5大西(BC段）237531200/5神西(AC段）506281200/5神南(AD段）10011301200/5南高(DE段）7910001200/5房高(EF段）515001200/5房天1(FG段）120125600/5房天2(FG段）120125600/53.2 變壓器中性點接地方式的選擇通常，變壓器中性接地位置和數(shù)目按如下兩個原則考慮：一是使零序電流保護裝置在系統(tǒng)的各種運行方式下保護范圍基本保持不變，且具有足夠的靈敏度和可靠性；二是不使變壓器承受危險的過電壓。為此，

24、應使變壓器中性點接地數(shù)目和位置盡可能保持不變。 3.2.1 變壓器中性點接地的位置和數(shù)目的具體選擇原則（1）對單電源系統(tǒng)，線路末端變電站的變壓器一般不應接地，以提高保護的靈敏度和簡化保護線路；對多電源系統(tǒng)，要求每個電源點都有一個中性點接地，以防止接地短路的過電壓對變壓器產(chǎn)生危害。（2）電源端的變電所只有一臺變壓器時，其變壓器的中性點應直接接地；變電所有兩臺及以上變壓器時，應只將一臺變壓器中性點直接接地運行，當該變壓器停運時，再將另一臺中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地運行。若由于某些原因，變電所正常情況下必須有二臺變壓器中性點直接接地運行，則當其中一臺中性點直接接地變壓器停運時，應將第三臺

25、變壓器改為中性點直接接地運行。（3）雙母線運行的變電所有三臺及以上變壓器時，應按兩臺變壓器中性點直接接地的方式運行，并把他們分別接于不同的母線上。當其中一臺中性點直接接地的變壓器停運時，應將另一臺中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地運行；低電壓側無電源的變壓器中性點應不接地運行，以提高保護的靈敏度和簡化保護接線。 （4）對于其他由于特殊原因不滿足上述規(guī)定者，應按特殊情況臨時處理。例如，可采用改變保護定值、停運保護或增加變壓器接地運行臺數(shù)等方法進行處理，以保證保護和系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)變壓器的臺數(shù)和接地點的分布原則，結合該系統(tǒng)的具體情況，中性點接地的選擇結果如下： 大同發(fā)電廠A的兩臺為T1、T

26、2；西萬莊變電站C端的一臺為T3；高碑店變電站E端的兩臺為T4、T5。T1接地； T2不接地； T3接地； T4接地； T5不接地。4 短路電流的計算 4.1電力系統(tǒng)短路計算的主要目的 4.1.1電力系統(tǒng)短路計算的主要目的是： （1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否要采取限制短路電流的措施時，需進行短路計算。 （2）在選擇電氣設備在正常運行和故障情況下都能安全可靠的工作，同時又力求節(jié)省投資，這需要全面地進行短路計算。 （3）在選擇繼電保護裝置和進行整定計算時，需進行各種短路電流計算，依次據(jù)短路電流的大小及特性，來確定保護裝置的型號及整定值。 4.1.2短路計算的假定條

27、件 本設計短路電流計算采用以下假定條件及原則： （1）故障前為空載， 即負荷略去不計，只計算短路電流的故障分量。 （2）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 （3）故障前所有接點的電壓均等于平均額定電壓， 其標幺值為1。 （4）不考慮短路點的電弧阻抗和勵磁電流。在本次設計中所有線路和元件的電阻都略去不計。 4.2 運行方式確定的原則計算短路電流時，運行方式的確定非常重要，因為它關系到所選的保護是否經(jīng)濟合理、簡單可靠以及是否能滿足靈敏度要求等一系列問題。保護的運行方式是以通過保護裝置的短路電流的大小來區(qū)分的。 4.2.1最大運行方式根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設備都投入運行（或大部分投

28、入運行）以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最大的運行方式。 4.2.2最小運行方式根據(jù)系統(tǒng)最小負荷，投入與之相適應的發(fā)電設備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最小的運行方式。表4.1 系統(tǒng)運行方式的結果斷路器編號運行方式系 統(tǒng) 運 行 情 況1QF最大開機容量最大，線路BC斷開，系統(tǒng)S最大最小開機容量最小，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最小2QF最大開機容量最大，線路AC斷開，系統(tǒng)S最大最小開機容量最小，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最小7QF最大開機容量最大，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最大最小開機容量

29、最小，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最小8QF最大開機容量最大，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最大最小開機容量最小，閉環(huán)運行，系統(tǒng)S最小 4.3 網(wǎng)絡等效圖的化簡 4.3.1正序等效圖圖4.1 正序等效網(wǎng)絡圖 4.3.2零序等效圖圖4.2 零序等效網(wǎng)絡圖4.4 關于相間距離保護的短路計算 4.4.1對1QF而言：（1）最小分支系數(shù)Kb，min的計算運行方式：開機容量最小，AC斷線，系統(tǒng)1-6最大運行方式，雙回線.網(wǎng)絡等效圖如下所示：圖4.3 關于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡圖化簡得：圖4.4 關于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡化簡圖 4.4.2 最大分支系數(shù)Kb，max的計算運行方式：開機容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6

30、最小運行方式，單回線.網(wǎng)絡等效圖如下所示： 圖4.5關于最大分支系數(shù)Kb，max等效網(wǎng)絡化簡圖(1) 圖4.6 關于最大分支系數(shù)Kb，max等效網(wǎng)絡化簡圖(2) 對2QF，7QF和8QF最大和最小分支系數(shù)的計算原理同4.4(1)相同，計算結果如表4.2所示。表4.2 相間距離保護中分支系數(shù)的計算結果序號短路位置系統(tǒng)運行方式分支系數(shù)1距6QF85%處開機容量最小，線路AC斷開，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，min=1.699（1QF）2C母線處短路開機容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6最小，單回線。Kb，max=2.176（1QF）3距3QF85%處開機容量最大，線路BC斷開，系統(tǒng)1-6最小，單回線。K

31、b，min=6.132（2QF）4D母線處短路開機容量最小，閉環(huán)，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，max=10.74（2QF）5距9QF85%處開機容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)2最小，系統(tǒng)1、3最大，單回線。Kb，min=2.865（7QF）6D母線處短路開機容量最大，AC斷線，系統(tǒng)2最大，系統(tǒng)1、3最小，雙回線。Kb，max=2.950（7QF）7距3QF85%處開機容量最小，線路AB斷開，系統(tǒng)2、4、5、6最大，系統(tǒng)1最小， 雙回線。Kb，max=4.607（8QF）8B母線處短路開機容量最大，線路BC斷開，系統(tǒng)1、3最大，系統(tǒng)2、4、5、6最小，單回線。Kb，max=4.978（8QF）4.5 關

32、于零序電流保護的短路計算 4.5.1 零序電流的計算（1）B母線短路時流經(jīng)1號斷路器的最大零序電流正序網(wǎng)：圖4.7 B母線短路時的等效正序網(wǎng)圖4.8 B母線短路時的等效正序化簡網(wǎng)（1）圖4.9 B母線短路時的等效正序化簡網(wǎng)（2） 零序網(wǎng)：圖4.10 B母線短路時的等效零序網(wǎng)圖4.11 B母線短路時的等效零序化簡網(wǎng) ，所以采用單相接地的零序電流： 流過保護1QF的最大零序電流為： （KA）（2） 對于：A母線短路時流經(jīng)2號斷路器的最大零序電流；D母線短路時流經(jīng)7號斷路器的最大零序電流；A母線短路時流經(jīng)8號斷路器的最大零序電流的計算原理與4.5(1)相同，計算結果如表4.3。表4.3 母線處短路時

33、流過保護的最大零序電流序號短路位置系統(tǒng)運行方式故障類型流過保護的最大零序電流（KA）1B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路1QF：1.4842A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路2QF：1.3353C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路3QF：3.5564A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路4QF：2.3145B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路5QF：3.2746C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小兩相接地短路6QF：2.6887D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路7QF：1.4358A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接地短路8QF：1.1779E母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小單相接

34、地短路9QF：0.541 （3）零序電流的計算 在距1號斷路器15%處短路時流經(jīng)1號斷路器的最小零序電流正序網(wǎng)：圖4.12 距1號斷路器15%處短路時的等效正序網(wǎng)圖4.13 距1號斷路器15%處短路時的等效正序化簡網(wǎng)(1)圖4.14 距1號斷路器15%處短路時的等效正序化簡網(wǎng)(2)零序網(wǎng)： 圖4.15距1號斷路器15%處短路時的等效零序網(wǎng)圖4.16 距1號斷路器15%處短路時的等效零序化簡網(wǎng)(1)圖4.17距1號斷路器15%處短路時的等效零序網(wǎng)(2) ，所以采用兩相接地的零序電流： 流過保護1QF的最小零序電流為： （KA）（4）對于： 在距2號斷路器15%處短路時流經(jīng)2號斷路器的最小零序電流

35、；在距7號斷路器15%處短路時流經(jīng)7號斷路器的最小零序電流；在距8號斷路器15%處短路時流經(jīng)8號斷路器的最小零序電流的計算原理與4.5（2）相同，計算結果如表4-4所示。（5）B母線短路時流經(jīng)1號斷路器的最小零序電流正序網(wǎng)：圖4.18 B母線短路時的等效正序網(wǎng)圖4.19 B母線短路時的等效正序化簡網(wǎng)零序網(wǎng)：圖4.20 B母線短路時的等效零序網(wǎng)圖4.21 B母線短路時的等效零序化簡網(wǎng) ，所以采用單相接地的零序電流：流過的電流：（KA）流過的電流： （KA） 流過保護1QF的最小零序電流為： （KA）（6） 對于：A母線短路時流經(jīng)2號斷路器的最小零序電流；A母線短路時流經(jīng)8號斷路器的最小零序電流；

36、D母線短路時流經(jīng)7號斷路器的最小零序電流；D母線短路時流經(jīng)2號斷路器的最小零序電流；C母線短路時流經(jīng)1號斷路器的最小零序電流；E母線短路時流經(jīng)7號斷路器的最小零序電流；B母線短路時流經(jīng)8號斷路器的最小零序電流的計算原理與4.5(3)相同，計算結果如表4.4所示。表4.4 各種形式短路時流過保護的最小零序電流序號短路位置系統(tǒng)運行方式故障類型流過保護的最小零序電流（KA）1距1號斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路1QF：5.2312B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路1QF：1.0493C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路1QF：0.4904距2號斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗

37、最大兩相接地短路2QF：4.0415A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路2QF：1.0116D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路2QF：0.0957C母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大單相接地短路3QF：1.5668距7號斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：5.1189D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：1.03110E母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路7QF：0.33911距8號斷路器15%處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：3.48012A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：1.43513B母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最大兩相接地短路8QF：0.

38、172 4.5.2 最大三相短路電路的計算 （1）B母線短路時流經(jīng)1號斷路器的最大三相短路電路的計算： 等效網(wǎng)絡圖：圖4.22 B母線短路時的等效網(wǎng)絡圖圖4.23 B母線短路時的等效化簡圖(1)圖4.24 B母線短路時的等效化簡圖(2) 流過保護1QF的最大三相短路電路的計算為： （2）對于： A母線短路時流經(jīng)2號斷路器的最大三相短路電路的計算； D母線短路時流經(jīng)7號斷路器的最大三相短路電路的計算； A母線短路時流經(jīng)8號斷路器的最大三相短路電路的計算原理與4.5（3）相同，計算結果如表4.5所示。表4.5 最大三相短路電流序號短路位置系統(tǒng)運行方式故障類型流過保護的最大三相短路電流（KA）1B母

39、線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路1QF：3.0542A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路2QF：2.2863D母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路7QF：2.5884A母線處短路系統(tǒng)等值阻抗最小三相短路8QF：2.324 4.5.3 零序保護中最小分支系數(shù)Kb，min的計算 （1）對1QF而言： 最小分支系數(shù)Kb，min的計算運行方式：開機容量最小，系統(tǒng)1-6最大運行方式，AC斷線。網(wǎng)絡圖：圖4.25 關于最小分支系數(shù)Kb，min等效網(wǎng)絡圖圖4.26 關于最小分支系數(shù)Kb，min的等效網(wǎng)絡化簡圖（2） 對2QF，7QF和8QF最小分支系數(shù)的計算原理同4.5（4）相同，計算結果如表4.6所示。表4

40、.6零序電流保護中最小分支系數(shù)的計算結果序號短路位置系統(tǒng)運行方式分支系數(shù)1距6QF15%處開機容量最小，線路AC斷開，系統(tǒng)1-6最大，雙回線。Kb，min=4.556 （1QF）2距3QF 15%處開機容量最大，線路BC斷開，系統(tǒng)1-6最小，單回線。Kb，min=9.707 （2QF）3距9QF15%處開機容量最大，閉環(huán)，系統(tǒng)2最小，系統(tǒng)1.3最大，單回線。Kb，min=4.642 （7QF）4距3QF15%處開機容量最小，線路AB斷開，系統(tǒng)2.4.5.6最大，系統(tǒng)1最小， 雙回線。Kb，min=7.807 （8QF）5 自動重合閘 5.1自動重合閘的基本概述 5.1.1 概述在110kV級以

41、上電壓的大接地電流系統(tǒng)中，由于架空線路的線間距離較大，相間故障的機會比較少，而單相接地短路的機會比較多。在高壓輸電線路上，若不允許采用快速非同期三相重合閘，而采用檢同期重合閘，又因恢復供電的時間太長，滿足不了穩(wěn)定運行的要求時，就采用單相重合閘方式。單相重合閘是指只把發(fā)生故障的一相斷開，然后再進行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。如果線路發(fā)生的是瞬時性故障，則單相重合閘成功即恢復三相的正常運行。如果是永久性故障，單相重合不成功，則根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，如不允許長期非全相運行時，則應再次切除單相并不再進行自動重合。目前一般都是采用重合不成功

42、時跳開三相的方式。當采用單相重合閘時，如線路發(fā)生相間短路時，一般都跳開三相斷路器，不進行三相重合；如有其它原因斷開三相斷路器時，也不進行重合。 5.1.2 自動重合閘的配置原則 自動重合閘的配置原則根據(jù)電力系統(tǒng)的結構形狀、電壓等級、系統(tǒng)穩(wěn)定要求、負荷狀況、線路上裝設的繼電保護裝置及斷路器性能，以及其它技術經(jīng)濟指標等因素決定。其配置原則： （1）1kV及以上架空線路及電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，當用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置； （2）旁路斷路器和兼作旁路的母聯(lián)斷路器或分段斷路器，應裝設自動重合閘裝置； （3）低壓側不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘裝

43、置； （4）必要時，母線故障也可采用自動重合閘裝置。 總結多年來自動重合閘運行的經(jīng)驗可知，線路自動重合閘的配置和選擇應根據(jù)不同系統(tǒng)結構、實際運行條件和規(guī)程要求具體確定。在本此所設計的220kV中性點直接接地電網(wǎng)中，采用綜合自動重合閘裝置。 5.2 自動重合閘的基本要求 （1）由值班人員手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時。 （2）手動投入斷路器，由于線路上存在故障，隨即由保護動作將其斷開.因為在這種情況下，故障大多都是屬于永久性的。它可能是由于檢修質量不合格、隱患未能消除或者是保安地線沒有拆除等原因造成的。因此，即使再重合一次也不可能成功。 （3）在某些不允許重合的情況下例如，斷路器處于不正常

44、狀態(tài)(如氣壓、液壓降低等)以及變壓器內部故障，差動或瓦斯保護動作使斷路器跳閘時，均應使閉鎖裝置不進行重合閘。 除上述條件外，當斷路器由繼電保護動作或其他原因而跳閘后，重合閘都應該動作，使斷路器重新合閘。在某些情況下(如使用單相重合閘時)，也允許只在保護動作于跳閘后進行重合閘。 基于以上的要求，應優(yōu)先采用斷路器操作把手與斷路器位置不對應啟動方式，即當斷路器操作把手在合閘位置而斷路器處在跳閘位置時啟動重合閘。這種方式可以保證無論什么原因使斷路器跳間后(包括偷跳和誤跳)，都能進行一次重合閘。當手動操作斷路器跳閘，由于兩者的位置是對應的，因此，不會啟動重合閘。 當利用保護來啟動重合閘時，由于保護動作很快，可能使重合閘來不及啟動。因此，必須采取措施(如設置自保持回路或記憶回路等)來保證裝置可靠動作。