開發(fā)區(qū)110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方案設(shè)計書

1、西南交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：開發(fā)區(qū)110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計學(xué)生姓名：葉其增班級：09專升本學(xué)號：09925567專業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)老師：解紹鋒某110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計摘要：本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗，確定方案中的保護(hù)。設(shè)計分為八個章節(jié)，第三、四章是計算系統(tǒng)的短路電流，確定運行方式；第五章是各種設(shè)備的保護(hù)配置。其中變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析、保護(hù)整定計算和靈敏性校驗，主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)，兩者結(jié)合做到優(yōu)勢互補(bǔ)，后備保護(hù)是復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)。母線保

2、護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動保護(hù)，簡單可靠。110kV側(cè)的輸電線路采用了距離I、川保護(hù)，由于它的電壓等級較高，還考慮了零序電流I、川保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)主保護(hù)采用了縱差動保護(hù)，后備保護(hù)采用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。關(guān)鍵詞：短路電流，整定計算，靈敏度，繼電保護(hù)，微機(jī)保護(hù)目錄1開題報告.52方案比較.73確定運行方式.103.1 標(biāo)幺值計算3.2 短路電流的計算3.3 確定運行方式4短路計算.354.1 各種運行方式下各線路電流計算4.2 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計算5繼電保護(hù)的配置.435.1 繼電保護(hù)的基本知識52變壓器的保護(hù)配置5.2.1 變壓器配置5.2.2 保護(hù)配置的整定5

3、.3 母線的保護(hù)配置5.3.1 保護(hù)配置的原理5.3.2 電流差動保護(hù)配置的整定5.4 輸電線路保護(hù)配置5.4.1 保護(hù)配置的原理5.4.2 保護(hù)配置的整定5.5 發(fā)電機(jī)保護(hù)配置5.5.1 保護(hù)配置的原理5.5.2 保護(hù)配置的整定6結(jié)論847總結(jié)與體會868謝辭889參考文獻(xiàn).891 開題報告由于電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力。未來繼電保護(hù)的發(fā)趨勢是向計算化，網(wǎng)絡(luò)化及保護(hù)，控制，測量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電為了分配使用,需要降低電壓,實

4、施低壓配電,供電和用電。發(fā)電輸電配電用電構(gòu)成一個有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運行態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒有發(fā)生故障運行狀態(tài),如:過負(fù)荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是對110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，參照電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計算，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗從而來確定方案中的

5、保護(hù)是否適用來編寫的。設(shè)計分八大章節(jié)，其中第三、四章是計算系統(tǒng)的短路電流，確定運行方式；第五章是對各種設(shè)備保護(hù)的配置，首先是對保護(hù)的原理進(jìn)行分析,保護(hù)的整定計算及靈敏性校驗。其中對變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析以及保護(hù)整定計算和靈敏性校驗，其中主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來做到優(yōu)勢互補(bǔ)，后備保護(hù)有復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)。母線保護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動保護(hù)，簡單可靠110kV輸電線路采用了距離I、川保護(hù)，同時由于它的電壓等級較高，我還考慮了零序電流I、川保護(hù)。對于發(fā)電機(jī)主保護(hù)米用了縱差動保護(hù)，后備保護(hù)米用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。由于本人水平有限，設(shè)計之中難免有些

6、缺陷或錯誤，望批評指正。2 方案比較本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是對110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置。可以依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，根據(jù)經(jīng)驗習(xí)慣，先選擇兩套初始的保護(hù)方案，通過論證比較后認(rèn)可其中的一套方案，再對這套方案中的保護(hù)進(jìn)行確定性的整定計算和靈敏性校驗，看看它們是否能滿足要求，如果能滿足便可以采用，如果不能滿足則需要重新選擇，重新整定和校驗。確定兩個初始方案如下：方案1：保護(hù)對象主保護(hù)后備保護(hù)變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)、瓦斯保護(hù)復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)母線電流相位比較式母線差動保護(hù)輸電線路距離I、川保護(hù)零序電流I、川保護(hù)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)定子繞組接地保護(hù)方案2：保護(hù)對象主保護(hù)后備保護(hù)變壓器電流速

7、斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)復(fù)合電壓啟動過電流保護(hù)、零序電流保護(hù)母線電流相位比較式母線差動保護(hù)輸電線路距離I、川保護(hù)零序電流I、川保護(hù)發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動保護(hù)定子繞組接地保護(hù)對于變壓器而言，它的主保護(hù)可以采用最常見的縱聯(lián)差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來做到優(yōu)勢互補(bǔ)。因為變壓器差動保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動保護(hù)的保護(hù)范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障?？紤]到與發(fā)電機(jī)的保護(hù)配合，所以我們用縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)

8、，不考慮用電流速斷保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要用來保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡單，靈敏，經(jīng)濟(jì)；另一方面動作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動保護(hù)配合使用才能做到優(yōu)勢互補(bǔ)，效果更佳。后備保護(hù)首先可以采用復(fù)合低電壓啟動過電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓啟動的過電流保護(hù)中的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不夠高。由于發(fā)電機(jī)-變壓器組中發(fā)電機(jī)才用了定子繞組接地保護(hù)，所以，變壓器不采用零序電流保護(hù)。110kV側(cè)的母線接線可以采用完全電流差動保護(hù)，簡單，可靠也經(jīng)濟(jì)。對于110kV側(cè)的輸電線路，可以直接考慮用距離保護(hù)，因為在電壓等級高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，

9、因此這個距離保護(hù)也選擇得合理，同時由于它的電壓等級較高，我們還應(yīng)該考慮給它一個接地故障保護(hù)，先選擇零序電流保護(hù)，因為當(dāng)中性點直接接地的電網(wǎng)（又稱大接地電流系統(tǒng)）中發(fā)生短路時,將出現(xiàn)很大的零序電流,而在正常運行情況下它們是不存在的。因此,利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護(hù),就有顯著的優(yōu)點。發(fā)電機(jī)則采用縱聯(lián)差動保護(hù)作為主保護(hù)，定子繞組接地保護(hù)作為后備保護(hù)。綜上所述，方案1比較合理，方案1保護(hù)作為設(shè)計的初始保護(hù)，在后續(xù)章節(jié)對這些保護(hù)進(jìn)行整定與校驗，是否符合設(shè)計要求。3 確定運行方式3.1 標(biāo)幺值計算本次設(shè)計中取SB=100MVA,uB=uav,系統(tǒng)用一個無限大功率電流代表，它到母線的電抗標(biāo)幺值1000

10、.125800BsdXSS各元件的電抗標(biāo)幺值計算如下：12發(fā)電機(jī)F和F0.131000.5225BFFdNxxxSS=X=變壓器1B%10.51000.3310010031.5sBBNVSxS=X=X=變壓器2B的各繞組短路電壓分別為：1(12)(31)(23)%1710.56.021.5ssssVVVV-=+-=+-=2(12)(23)(31)%176.010.512.5ssssVVVV-=+-=+-=3(23)(31)(12)%6.010.5170.5ssssVVVV-=+-=+-=所以，變壓器2B的電抗值為%21.51000.6710010031.5sBBNVSxS=X=X=22%12.

11、51000.4010010031.5sBB%0.51000.016010010031.5sBBNxVSS=X=X=-變壓器3B3%10.51000.52510010020sBBNxVSS=X=X=變壓器4B%10.51000.52510010020sBBNVSS=X=X=線路1L221000.41000.41000.33110BLBS=XX=XX=線路2L20.4501000.17L110x=XX=線路3L20.4301000.099L110x=XX=線路4L20.4601000.2110XL=XX=所以，110kV電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.1所示。圖3.1110kV電力系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)3

12、.2 短路電流的計算110kV電力系統(tǒng)正常運行時，發(fā)電機(jī)存在三種運行情況，即：兩臺發(fā)電機(jī)同時運行一臺發(fā)電機(jī)退出運行另一臺單獨運行和兩臺同時運行；變壓器有兩種運行方式，即：一臺變壓器退出另一臺變壓器單獨運行和兩臺變壓器同時運行。下面分別分析各種情況下系統(tǒng)運行時的轉(zhuǎn)移電抗，計算電抗和短路電流。(一)兩臺發(fā)電機(jī)同時運行，變壓器1234B、B、B、B同時投入運行。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡：3614 365536(/).0.520.400.670.900.520.40XXXXXXXXX=+=+=X+=+15 245(0.520.33)0.9()/0.440.520.330.9+X=+=+16 1115/0.170.

13、440.120.170.44xxxX+17 89/10.5250.262x=xx=X=將10x1213、x和X組成的三角形電路化簡為由181920x、X和X組成的星形電路，計算如下：1012181012130.330.0990.0520.330.0990.20xxX+1013191012130.330.200.100.330.0990.20xxxxxxX+1213201012130.0990.200.0310.330.0990.20xxx+系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.2所示。?圖3.2系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)(1) 轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算x19)+x18所示。當(dāng)1f發(fā)生短路時x21=(x17+x20)

14、/(x16+(0.260.031)(0.120.10)0.0520.260.0310.120.10=+X+=0.18所以，1f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.3圖3.31f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點1f的計算電抗為：8000.1251100NjsfiBSxxSX發(fā)電機(jī)12F、F對短路點1f的計算電抗為：0.182250.09100jsXX=X=當(dāng)2f發(fā)生短路時22118172019x=(x+x)/(x+x)+x(0.1250.052)(0.260.031)0.1+X+=0.21所以，2f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.4所示圖3.42f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點2f的計算電抗為

15、：8000.211.68100NjsfiBSxxS發(fā)電機(jī)Fl、F2對短路點2f的計算電抗為:0.122250.06100xjsX=X=當(dāng)3f發(fā)生短路時23118x=x+x=0.125+0.052=0.177241619x=x+x=0.12+0.10=0.22所以，3f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.5所示。圖3.53f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)S點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為：2320252320.0.1770.0310.1770.0310.230.22xxxxxx=+=+X=F點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為為：242026242023.0.220.0310.220.0310.290.177xxxxxx=+=+X=化簡

16、的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.6所示。圖3.6化簡的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點3f的計算電抗為：0.238001.84100NjsfiBxxSS/=一z一發(fā)電機(jī)12F、F對短路點3f的計算電抗為：0.292250.145js100x=zz=（2）由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值如。（3）計算短路電流有名值。各點發(fā)生短路時，各電源的基準(zhǔn)電流分別為：系統(tǒng)S1000.5023115IB=z發(fā)電機(jī)12F、F1005.50310.5BI=z查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.1。表3.1短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)12F、F短路點總電流/kAf處短路4S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.49所示。x17/x20)+x2

17、8有名值/kA0.57有名值/kA13.7014.272f處短路4S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.47有名值/kA0.32有名值/kA13.5813.903f處短路4S標(biāo)么值0.57標(biāo)么值2.52有名值/kA0.29有名值/kA13.8414.13(二) 發(fā)電機(jī)1F停運2F運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.7圖3.7系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡：27365411x=(x/x)+x/x/x0.520.400.67/0.33/0.170.520.40X=+=0.0997系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)如圖3.8所示。圖3.8系統(tǒng)的等值化簡網(wǎng)絡(luò)(1) 轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算當(dāng)1f發(fā)生短路時281x=(x9/x27)/(0.1

18、00.0997)(0.260.031)0.0520.100.09970.260.031+X+=.178所以，1f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.9所示。圖3.91f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點1f的計算電抗為：0.1258001100NjsfiBxxSS一一/一入一發(fā)電機(jī)12F、F對短路點1f的計算電抗為：0.78250.445js100XX當(dāng)2f發(fā)生短路時29118172019x(x+x)/(x+x)+x(0.1250.052)(0.260.031)0.10.1250.0520.260.031+X+0.21所以，2f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.10所示。圖3.102f點發(fā)生短路時的等

19、值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點2f的計算電抗為：0.218001.68100NjsfiBxxSS/=一z一發(fā)電機(jī)12F、F對短路點2f的計算電抗為：0.0997250.025100jsx=z=當(dāng)3f發(fā)生短路時30118x=x+x=0.125+0.052=0.177311927x=x+x=0.10+0.0.0997=0.1997S點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為：302032302031.0.1770.0310.1770.0310.240.1997xxxxxxz=+=+=點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為：330.0310.19970.0310.19970.270.177xX=+=化簡的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.11所示。?圖3.11化簡的

20、等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點3f的計算電抗為：0.248001.92100NjsfiBxxSS一一/一=X=發(fā)電機(jī)12F、F對短路3f點的計算電抗為：0.27250.067js100x=X=（2）由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）計算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.2表3.2短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)F、F短路點總電流/kA1 f處短路4S標(biāo)么值1.13標(biāo)么值2.11有名值/kA0.57有名值/kA11.612.172 f處短路4S標(biāo)么值0.63標(biāo)么值2.45有名值/kA0.32有名值/kA13.4713.793 f處短路4S標(biāo)么值0.54標(biāo)么值4.83

21、有名值/kA0.27有名值/kA26.5326.80(三) 線路1L處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.12所示圖3.12系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)(1) 轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算當(dāng)1f發(fā)生短路時，F(xiàn)點對1f的轉(zhuǎn)移電抗為：1213163412131617xx(xx)x.(xx)x+=+0.099(0.200.12)0.099(0.200.12)0.26X+=+=0.54所以，1f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.13所示。圖3.131f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)8000.1351.08100NjsfiBSxxS/=一z一發(fā)電機(jī)Fi、F2對短路點if的計算電抗為：2520.540.27100NjsfiBSxxSz/=

22、z=當(dāng)2f發(fā)生短路時，S點對2f的轉(zhuǎn)移電抗為：35x(0.1350.099)0.20(0.1350.099)0.200.26=+=0.614所以，2f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.14所示圖3.142f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點2f的計算電抗為：0.6148005.526100NjsfiBxxSS/=X=發(fā)電機(jī)12F、F對短路點2f的計算電抗為:0.122520.06100jsxX=X=當(dāng)3f發(fā)生短路時，S點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為：36x=0.135+0.099=0.2342F點對3f的轉(zhuǎn)移電抗為：37x=0.20+0.12=0.32系統(tǒng)S對短路點3f的計算電抗為：xjs=1.872發(fā)電

23、機(jī)12F、F對短路3f點的計算電抗為：x=0.16（2）由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）計算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.3。表3.3短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)F1、F2短路點總電流/kA1 f處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.39有名值/kA0.52有名值/kA31.4431.962 f處短路4S標(biāo)么值0.08標(biāo)么值2.47有名值/kA0.04有名值/kA13.5913.633 f處短路4S標(biāo)么值2.43標(biāo)么值2.32有名值/kA1.22有名值/kA12.7413.96（四）線路3L處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.15所示。圖3.15系統(tǒng)

24、的等值網(wǎng)絡(luò)如（1）轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算當(dāng)1f發(fā)生短路時，F(xiàn)點對1f的轉(zhuǎn)移電抗為：36x0.330.120.330.120.200.26X=+=0.45所以，1f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.16所示。圖3.161f點發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡(luò)二發(fā)電機(jī)12F、F對短路點2f的計算電抗為:系統(tǒng)S對短路點1f的計算電抗為:8000.1351.08100NjsfiBSxxS/=一z一發(fā)電機(jī)F、F對短路點f的計算電抗為：0.452520.225100NjsfiBxxSSz=z=當(dāng)2f發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.17所示圖3.17等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點2f的計算電抗為：0.3658002.92100Njsfi

25、BxxSS=z=0.122520.06js100x=XX=當(dāng)3f發(fā)生短路時，系統(tǒng)S對短路點3f的計算電抗為：1.2780010.16100jsx=X=發(fā)電機(jī)12F、F對短路3f點的計算電抗為：0.372520.185js100xX=X=（2）由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）計算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.4。表3.4短路電流表短路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)12F、F短路點總電流/kA1 f處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.44有名值/kA0.52有名值/kA13.4213.942 f處短路4S標(biāo)么值0.35標(biāo)么值2.47有名值/kA0.18有名值/kA13

26、.5913.763 f處短路4S標(biāo)么值0.38標(biāo)么值2.47有名值/kA0.19有名值/kA13.5913.78（五）線路4L處開環(huán)運行時，系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.18所示圖3.18系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)（1）轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗計算當(dāng)1f發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.19所示。圖3.19等值網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)S對短路點1f的計算電抗為：0.1358001.08100NjsfiBxxSS/=一z一發(fā)電機(jī)12F、F對短路點1f的計算電抗為:2520.450.225100NjsfiBSxxSz/=z=當(dāng)2f發(fā)生短路時，S點對2f的轉(zhuǎn)移電抗為：41x0.1350.330.1350.330.0990.26=0.7872f發(fā)生

27、短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.20所示。圖3.20等值網(wǎng)絡(luò)如二系統(tǒng)S對短路點2f的計算電抗為：0.7878006.296100NjsfiBxxSS/=X=二發(fā)電機(jī)i2F、F對短路點2f的計算電抗為:0.122520.06100jsxX=X=當(dāng)3f發(fā)生短路時，等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.21所示。圖3.21等值網(wǎng)絡(luò)二系統(tǒng)S對短路點3f的計算電抗為：0.2648002.11100xjs=X=發(fā)電機(jī)12F、F對短路3f點的計算電抗為：0.8792520.439js100xX=X=（2）由計算曲線數(shù)字表查出短路電流的標(biāo)幺值。（3）計算短路電流有名值。（同上）查表得短路電流的標(biāo)幺值和有名值如表3.5。表3.5短路電流表短

28、路點時間系統(tǒng)S發(fā)電機(jī)F1、F2短路點總電流/kA1 f處短路4S標(biāo)么值1.03標(biāo)么值2.44有名值/kA0.52有名值/kA13.4213.942 f處短路4S標(biāo)么值0.29標(biāo)么值2.47有名值/kA0.15有名值/kA13.5913.733 f處短路4S標(biāo)么值0.49標(biāo)么值2.01有名值/kA0.25有名值/kA11.0611.313.3 確定運行方式3.6。由3.2節(jié)的計算過程，統(tǒng)計系統(tǒng)各短路點短路時的短路電流如表表3.6各短路點短路時的電流總結(jié)表運行方式1f處短路時的短路電流/kA2f處短路時的短路電流/kA3f處短路時的短路電流/kA兩臺發(fā)電機(jī)同時運行14.2713.9014.13一臺

29、變壓器停運，另一臺變壓器單獨工作12.16713.7926.80線路1L處開環(huán)運行31.9613.6313.96線路3L處開環(huán)運行13.9313.7613.78線路4L處開環(huán)運行13.9213.7311.31綜上所述：系統(tǒng)S側(cè)（1f處短路時）的最大運行方式為：線路1L處開環(huán)運行。最小運行方式為：當(dāng)一臺發(fā)電機(jī)停運，另一臺單獨工作時。發(fā)電機(jī)-變壓器側(cè)（2f處短路時）的最大運行方式為：兩臺變壓器同時運行時。最小運行方式為：線路1L處開環(huán)運行。變壓器側(cè)（3f處短路時）的最大運行方式為：當(dāng)一臺發(fā)電機(jī)停運，另一臺單獨工作時最小運行方式為：線路4L處開環(huán)運行。4 短路計算4.1各種運行方式下各線路電流計算由

30、圖3.17可知，系統(tǒng)S對短路點f1的轉(zhuǎn)移電抗為：f1x=0.125二系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：22min11151150.12516.53sf100100Z=xX=x=由圖3.20可知，系統(tǒng)S對短路點1f的轉(zhuǎn)移電抗為：f1x=0.135二系統(tǒng)折算到110kV的最小阻抗為：22max11150.13511517.85sf100100Z=xx=x=輸電線路1L長為100kM二Zl=100X0.4=40Q（輸電線路電阻率為0.4Q/kM）短路電流為：min.max115331.454017.85NkLLsUIkAZZ+max.min115331.174016.53NkLLsUIkAZZ+同理

31、，根據(jù)已知條件得：輸電線路2L短路電流為：Zl=50X0.4=20Qmin.max115331.752017.85NkLLsIkAZZ+max.min115331.822016.53NkLLsUIkAZZ+輸電線路3L短路電流為：300.412lZ=X=Qmin.max115332.231217.85NkLLsUIkAZZ+max.min115332.331216.53NkLLsUIkAZZ+輸電線路4L短路電流為：600.424lZ=X=Q44min.max115331.592417.85NkLLsUIkA+max.min115331.642416.53NkLLsUIkAZZ+4.2各輸電線

32、路兩相短路和三相短路電流計算(一)各輸電線路在最小運行方式下的兩相和三相短路電流系統(tǒng)電抗sx=0.135發(fā)電機(jī)電抗Fx=0.13各輸電線路三相短路電流為：輸電線路1L三相短路電流為：(115115)10.135400.13403+=3.308(kA)同理可得，輸電線路2L三相短路電流為：(3)2I=2.107(kA)輸電線路3L三相短路電流為：(3)3I=1.406(kA)輸電線路4L三相短路電流為：(3)I4=3.505(kA)各輸電線路兩相短路電流為：輸電線路1L兩相短路電流為：(2)(3)1132.865()2I=I=kA輸電線路2L兩相短路電流為：(2)(3)2231.825()2I=

33、I=kA輸電線路2L兩相短路電流為：(2)(3)3331.218()2I=I=kA輸電線路2L兩相短路電流為：(2)(3)4433.035()2I=I=kA(二)各輸電線路在最大運行方式下的三相短路電流輸電線路1L三相短路電流為：(3)(110)1111151955()30.135403xsLEIAxx=X=X=+同理可得，輸電線路2L三相短路電流為：2I=193(A)輸電線路3L三相短路電流為：(3)3I=129(A)輸電線路4L三相短路電流為：(3)I4=318(A)5 繼電保護(hù)的配置5.1繼電保護(hù)的基本知識電能是一種特殊的商品,為了遠(yuǎn)距離傳送,需要提高電壓,實施高壓輸電為了分配和使用,需

34、要降低電壓,實施低壓配電,供電和用電。發(fā)電輸電配電用電構(gòu)成了一個有機(jī)系統(tǒng)。通常把由各種類型的發(fā)電廠,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運行狀態(tài)。不正常運行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞,但是沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài),如:過負(fù)荷,過電壓,頻率降低,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線,如:三相短路,兩相短路,兩相接地短路,單相接地短路,單相斷線和兩相斷線等。其中最常見且最危險的是各種類型的短路,電力系統(tǒng)的短路故障會產(chǎn)生如下后果:(1) 故障點的電弧使故障設(shè)備損壞；(2) 比正常工作電流大許多的短路電流產(chǎn)

35、生熱效應(yīng)和電動力效應(yīng),使故障回路中的設(shè)備遭到破壞；(3) 部分電力系統(tǒng)的電壓大幅度下降,使用戶的正常工作遭到破壞,影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的正常生活；(4) 破壞電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,引起系統(tǒng)振蕩,甚至使電力系統(tǒng)瓦解,造成大面積停電的惡性循環(huán)；故障或不正常運行狀態(tài)若不及時正確處理,都可能引發(fā)事故。為了及時正確處理故障和不正常運行狀態(tài),避免事故發(fā)生,就產(chǎn)生了繼電保護(hù),它是一種重要的反事故措施。繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置,且繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心,它是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài),并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。繼電保護(hù)的任務(wù)是:(1)當(dāng)電

36、力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時,能自動,迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,避免故障元件繼續(xù)遭到破壞,使非故障元件迅速恢復(fù)正常運行。(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)時,能及時反應(yīng)并根據(jù)運行維護(hù)的條件發(fā)出信號或跳閘。繼電保護(hù)裝置的基本原理:我們知道在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,許多參量比正常時候都了變化，當(dāng)然有的變化可能明顯，有的不夠明顯，而變化明顯的參量就適合用來作為保護(hù)的判據(jù)，構(gòu)成保護(hù)比如：根據(jù)短路電流較正常電流升高的特點，可構(gòu)成過電流保護(hù)；利用短路時母線電壓降低的特點可構(gòu)成低電壓保護(hù)；利用短路時線路始端測量阻抗降低可構(gòu)成距離保護(hù)；利用電壓與電流之間相位差的改變可構(gòu)成方向保護(hù)。

37、除此之外，根據(jù)線路內(nèi)部短路時，兩側(cè)電流相位差變化可以構(gòu)成差動原理的保護(hù)。當(dāng)然還可以根據(jù)非電氣量的變化來構(gòu)成某些保護(hù)，如反應(yīng)變壓器油在故障時分解產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的氣體保護(hù)。原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征(差別)，即可形成某種判據(jù)，從而構(gòu)成某種原理的保護(hù)，且差別越明顯，保護(hù)性能越好。繼電保護(hù)裝置的組成:被測物理量T測量T邏輯T執(zhí)行T跳閘或信號整定值測量元件：其作用是測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)物理量（如電流，電壓，阻抗功率方向等），并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出邏輯信號，從而判斷保護(hù)是否該起動。邏輯元件：其作用是根據(jù)測量部分輸出量的大小，性質(zhì)，輸出的

38、邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件：其作用是根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)如：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號，正常運行時不動作等。對繼電保護(hù)的基本要求選擇性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量減小停電范圍。速動性：是指保護(hù)快速切除故障的性能，故障切除的時間包括繼電保護(hù)動作時間和斷路器的跳閘時間。靈敏性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地

39、正確地反應(yīng)出來?？煽啃裕菏侵赴l(fā)生了屬于它該動作的故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動即不發(fā)生拒絕動作也不發(fā)生錯誤動作。52變壓器的保護(hù)配置5.2.1變壓器配置（一）縱聯(lián)差動保護(hù)本次設(shè)計所采用的變壓器型號均分別為：SDL-31500/110、SFSL-31500/110、5.1SFL-20000/110、SFL-20000/110。對于這種大型變壓器而言，它都必需裝設(shè)單獨的變壓器差動保護(hù)，這是因為變壓器差動保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動保護(hù)的保護(hù)范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。所以我們用縱聯(lián)差動保護(hù)作為兩臺變壓器的主