電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計

1、前言電力系統(tǒng)繼電保護作為電氣工程及其自動化專業(yè)的一門主要課程, 主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計等幾個主要部分。在完成了理論的學(xué)習的基 礎(chǔ)上，為了進一步加深對理論知識的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設(shè)計。 電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式 的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被 分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能 量。在輸送電能的過程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電 力系統(tǒng)受到外界干擾時，保護線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及 時的保護動作，從而切斷故障點極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力 系統(tǒng)繼

2、電保護就是為達到這個目的而設(shè)置的。本次設(shè)計的任務(wù)主要包括了 六大部分，分別為運行方式的選擇、電網(wǎng)各個元件參數(shù)及負荷電流計算、 短路電流計算、繼電保護距離保護的整定計算和校驗、繼電保護零序電流 保護的整定計算和校驗、對所選擇的保護裝置進行綜合評價。其中短路電 流的計算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計的重點。通過此次線路保護的設(shè)計可 以鞏固我們本學(xué)期所學(xué)的電力系統(tǒng)繼電保護這一課程的理論知識，能 提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力。1所做設(shè)計要求電網(wǎng)接線圖63 k riPXP5MW50MWcos «V=0. S5cot 6=0. 85X * =0,132X* =0. 129ax3：.5MV

3、?X?CMV圖示llOkV單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)：（將AB線路長度改為45km, CD長度改為20km）（1）所有變壓器和母線裝有縱聯(lián)差動保護，變壓器均為Yn, dll接線；（2）發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為（2X25+50） MW,最小發(fā)電容量為2X25MW；（3）網(wǎng)絡(luò)的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運行；（4）允許的最大故障切除時間為；（5）線路AC、BC、AB、CD的最大負荷電流分別為250、150、230和140A，負荷自起動系數(shù)Kss =1.5 ；（6）時間階梯41=；（7）線路正序電抗每公里為Q；任務(wù)1、人計算結(jié)果，計算結(jié)果用表格列出。必須說明系統(tǒng)運行方式、短路點 與短路類型的決定原則或

4、依據(jù)，以及計算時考慮的其他因素。2、保護方式的選擇及整定計算結(jié)果要求要求說明選用保護方式的原則，各保護的整定計算條件，并用表格 列出整定計算結(jié)果。整定計算時所采用的公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應(yīng)列 出。2運行方式的選擇運行方式的選擇原則發(fā)電機、變壓器運行方式選擇的原則（D一個發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應(yīng)考慮全停方式，一臺檢修，另一 臺故障；當有三臺以上機組時，則選擇其中兩臺容量較大機組同時停用的方式。對水電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫運行方式選擇。(2)一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接兒臺變壓器，一般應(yīng)考慮其中 容量最大的一臺停用。變壓器中性點接地選擇原則(D發(fā)電廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點均要接地。(

5、2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。(4)為防止操作過電壓，在操作時應(yīng)臨時將變壓器中性點接地，操作完 畢后再斷開，這種情況不按接地運行考慮。線路運行方式選擇原則(D一個發(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，另一條線路又故障的方式。(2)雙回路一般不考慮同時停用。流過保護的最大、電小短路電流計算方式的選擇(1)相間保護對單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護的最大短路電流出現(xiàn)在最大運行 方式；而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運行方式。對于雙電源的網(wǎng)絡(luò)，一般(當取Z1二Z2時)與對側(cè)電源的運行方式無 關(guān)，可按單側(cè)電源的方法

6、選擇。對于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過保護的電大短路電流應(yīng)選取開環(huán)運行方 式，開環(huán)點應(yīng)選在所整定保護線路的相鄰下一線線路上。而對于電小短路 電流，則應(yīng)選閉環(huán)運行方式，同時再合理停用該保護背后的機組、變壓器 及線路。(2)零序電流保護對于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護的最大零序短路電流與最小零 序電流，其選擇方法可參照相間短路中所述，只需注意變壓器接地點的變 化。對于雙電源的網(wǎng)絡(luò)及環(huán)狀網(wǎng)，同樣參照相間短路中所述，其重點也是 考慮變壓器接地點的變化。選取流過保護的最大負荷電流的原則選取流過保護的最大負荷電流的原則如下：(1)備用電源自動投入引起的增加負荷。(2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉(zhuǎn)移。(3)環(huán)狀

7、網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)運行，負荷的轉(zhuǎn)移。(4)對于雙側(cè)電源的線路，當一側(cè)電源突然切除發(fā)電機，引起另一側(cè)增 加負荷。本次設(shè)計的具體運行方式的選擇電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護的性能。因此，在對繼電保 護進行整定計弊之前，首先應(yīng)該分析運行方式。這里要著重說明繼電保護 的最大運行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護的電流值最大，繼電 保護的最小運行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護的電流值最小。 因此，系統(tǒng)的最大運行方式不一定就是保護的最大運行方式；系統(tǒng)的最小 運行方式也不一定就是保護的最小運行方式?，F(xiàn)結(jié)合本次設(shè)計具體說明如下，系統(tǒng)的最大運行方式是所有設(shè)備全部 投入運行；系統(tǒng)的最小運行方式為發(fā)電機G1和

8、G2投入，發(fā)電機G3停運。對保護1而言，其最大運行方式應(yīng)該是在系統(tǒng)最大運行方式下線路L1回路斷開，其他設(shè)備全投；保護1的最小運行方式應(yīng)該是：在系統(tǒng)的最小運 行方式下線路L1+L2與L3并聯(lián)運行。3電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負荷電流計算基準值選擇基準功率：Sb=100MV-A,基準電壓：Vb=U5Vo基準電流：及二SJVb=100X107X115=；基準電抗:ZB=VB/ Ib=1 15X107X502= Q ；電壓標幺值：E=E二 電網(wǎng)各元件等值電抗計算 輸電線路等值電抗計算(1)線路L1等值電抗計算正序以及負序電抗:XL1= XL=X及=20。Xs= XL1/ Zb=20/=零序電抗:Xlio=

9、 XoLi= 3XiLx=3 XX 50=60 0Xlio*- Xlio/ Zb60/ (2)線路L2等值電抗計算正序以及負序電抗:Xl產(chǎn)XL=X40=16Q零序電抗:XL20= XoL= 3XxL2=3 XX 40=48 0Xl20 k X12o/ Zb-48/ -(3)線路L3等值電抗計算正序以及負序電抗：之二XL=X90=36 QXl35 XL3/ Zb=36/=零序電抗：Xuo= XoL3= 3X13=3 XX 90=108 QXlSO k Xlso/ Zb= 10 8/二(4)線路L4等值電抗計算正序以及負序電抗：XL1= XxLfX25=10 0Xu*二 Xu/ Zs=10/=零序

10、電抗:Xuo= XoLf 3X1L=3 XX 25=30。Xuo產(chǎn) Xlio/ Zb=30/=變壓器等值電抗計算(1)變壓器Tl、T2等值電抗計算Xti= Xt2=(Uk%/100) X (Vn2X 107 Sx) y QXti*= Xk*=Xti/ Zb=二(3)變壓器T4、T6、等值電抗計算Xt-f=Xt6=(Uk%/100) X (V/X107 Sx)QXtR = Xl7* = Xt«*= Xt5*=發(fā)電機等值電抗計算(D發(fā)電機Gl、G2電抗標幺值計算Xg1.= XG2.=XaiSB/ Sg產(chǎn) XdlS5 COS 6/ Pgk x 100X25二發(fā)電機G3電抗標幺值計算&

11、;3尸XSb/ SG3= Xd3SB COS 4)/ PG3=X 100X50=最大負荷電流計算(1) B、C母線最大負荷電流計算最大負荷電流計算(拆算到110KV)IfhB 二 IfhC-MX 二 PfhBoar. Vav" / L COS <t>=2OX1O7X115X；各線路運行方式下流過斷路器的最大負荷電流(2)保護2的最大運行方式：發(fā)電機Fl、P2、F3全投入，斷開L3回路；通過保護2最大負荷電流為/加max =+131 +79 = 34M o保護2的最小運行 方式；F3停，線路全部運行。(3)保護4的最大運行方式：Fl、F 2、F3全投，繼開線路L3；通過保護

12、4的最大負荷電流為/加2 =+79 = 2104。保護4的最小運行方式：F3停, 線路全部運行。(6)保護6因正常運行時不可能有正向電流通過，要是有正向電流通過，一定是線路發(fā)生故障。為此，在保護3和保護7上只需判別電流(功 率)的方向即可，故不用分析保護3和保護6的運行方式。4短路電流計算電網(wǎng)等效電路圖由于短路電流計算是電網(wǎng)繼電保護配置設(shè)計的基礎(chǔ)，因此分別考慮最大 運行方式(三臺發(fā)電機全部投入，系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)取開網(wǎng)運行)時各線路未端短路 的情況，最小運行方下(三臺中最小的一臺投入，系統(tǒng)按環(huán)網(wǎng)計算)時各線 路未端短路的情況。電網(wǎng)等效電路圖如圖所示圖電網(wǎng)等效電路圖短路電流計算dl點發(fā)生短路時流過斷路1

13、dl點短路最大運行方式下等值圖如圖進一步簡化后得圖rv-vvx時最大運行方式下的等值電路圖z*v*v*v*簡化圖Xgk(Xgx+Xh) X (Xgz+Xtz) / O+Xn+Xcz+Xn)."二+二Xl=Xli+Xl?+Xl3 =+二1|.圖正序短路電路圖其中：XdT-XcT X Xg”/ (Xgt+XgT3)= X +二Xwfi = X&t+Xl=十二lai 皿*二E/X%二七Idl nax-Idl« 31B= X =最小運行方式兩相短路正序短路電流Xffi = Xdi+Xn+Xl =+二Xffl 、-XffL.二匕/ (Xm+及門)=Vj)/2Xff尸2 X二T

14、 _ （2）_ y _L *一（i） 一人一L二L尸父二最大運行方式兩相短路零序短路電流.圖零序短路電路圖X7T(0)=Xll(0) /2Xi(o)= x + + X +二71(0)=+X+=XlLB(O)= + X + =Xf£i(0)-XL3 (0) +XlLB = + 二(0)/ XffKO)-d2發(fā)生短路時流過斷路2最大運行方式正序短路電流X££2=X<1t+Xl3=+二 la： g* = E/Xfs 二Id2 工a:=Id2 二 X =(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流X2=(Xli+Xl2)XXu/( Xl1+Xl：+ &3)= Xu

15、/2-Xff2=X<n+X 二二+二If尸E/2Xffk2*二L =I二二X 二流過斷路器1、2、3、4、5和6的短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流,如圖示:cj圖短路等值電路Xbl(O) =Xli(O) X Xtb(O)/ (Xli(O)+Xtb(O) = X+=Xtl(O) (Xu(0)+Xt3(0) X Xtc(O)/ (Xu +X8+XfCSj)二XlB(O) - (Xl2(0)+XbL(0) X Xtl(o)/ (Xl2(o)+Xibl(o)+Xtc(o)-Xff2(0) =(Xls(0)+Xt(0) XXlB(0)/ (Xl3(0)+Xt(0)+XlB<0)=

16、I f£2 (0).= E (0)/Xff： (01= l£f2(0) = ££2(0)xlB= X -d3發(fā)生短路時流過斷路2最大運行方式正序短路電流Jd3 ,吟尸E/Xff3二2最小運行方式兩相短路正序短路電流lA=2Xffi=X2X =最大運行方式兩相短路零序短路電流,如圖示圖短路等值電路XtL4(0)- (Xli(O) +Xl3)X (Xl3(0) +Xt) / (Xli(O) +XtS+X13(0) +X)=+ X+/+XL2s) = (Xljo)+Xtc) XXtb/(Xs(O)+Xtc+Xtb)=+X+XbL(O) -Xt1z1 (0) X

17、 XlL2(0)/ (XtLI(0>+XtL2 (0)= X +Xf f 3 (0) "Xli (0) +Xbl io)= + 二I ££3 (0)kE (0)/ Xf £3 =I£f3s產(chǎn)If£3(0"IB二 X -d4點發(fā)生短路時流過斷路1最大運行方式正序短路電流Xffi二Xdi+Xi_i =十二Idt 但kE/ Xff F &最小運行方式短路正序短路電流X3=(Xu+Xl2)XXli/( Xu+X+ Xl3)=+X+流過斷路器1、4、5的三相短路電流為:I 巴= If(3>XW( XL1+X12+

18、X13)=X+流過斷路器2、3的三相短路電流為：3= I/XXli/( XL1+XL2+ Xls)= X+流過斷路器1、4、5的短路電流為：1d二 x 二流過斷路潛2、3的短路電流為：3=1產(chǎn).一1“二最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路等值電路X：(0) = (Xli(0>+Xt8)XXtc/(Xl49)+Xts+Xtc)=+X+先二(Xlmo)+Xt) XXtb/(Xm+Xt+Xtb)=+X+Xf£4(O) -X1(O> X (X2(0)+Xt2(0) / (X1(O)+X12IO)+X2(O)=X +/+Lfi 尸 E 9)/ Xff-i(o)二二Iff4(0)=

19、If£4(0>*lB=*=d4點發(fā)生短路時流過斷路器2最大運行方式正序短路電流其中：Xf£5=X"+Xu+XL2=+=Id5 gp二E/Xff5= 2最小運行方式短路正序短路電流X3=(Xu+XL2)XXL1/( xL1+xL：+ Xl3)=+><+Xff2=Xdl+X3=+二L "*= E/Xffi=L =I二二x 二 流過斷路器1、4、5的三相短路電流為:If產(chǎn) If XXu/( Xu+Xk+ X13)=X+流過斷路器2、3的三相短路電流為：I”二1fz1“= I/XXli/( Xl1+Xu+ Xu)= X+流過斷路潛1、4、5的短

20、路電流為:流過斷路器2、3的短路電流為：1銘=If*一電二最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路等值電路XoOiO)-(Xu(0) +Xl8)X (XtS(O) +Xt) / (Xl4(0) +XtS+Xl3(0) +X)=+ X+/+Xs2(O) =X50(0) X Xrc / (Xso(o)+Xtc) = X + =Xf£5(O) =(Xl2(0+ Xs2(O) XXtb/ ( Xl2(0)+ Xs2(0>+Xra)=If£5(O)-E / Xf£5(O,I=d5點發(fā)生短路時流過斷路器1最大運行方式正序短路電流 其中：X££6=X(I

21、t+Xli+Xl2=+Id63/=E/Xff6=QId6 g工=Id6 二 X 弋最小運行方式短路正序短路電流X2=(XLl+XL2)XW( Xu+X+ &3)= X”/2 =Xff6 = Xdi+X 二二+二IfkE/2Xff尸2又二流過斷路器1、2、3、4、5和6的三相短路電流為:流過斷路器1、2、3、4、5和6的二相短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路等值電路X：(o)- (Xlii0)+Xt8)X Xie/ (Xu<0)+Xts+XtC)"X1(O) =(Xli(0>+Xt) XXto/ (Xli(0)+Xt+Xto)-Xf£5(0

22、) =(Xl2(0)+Xi(0) X X2(0)/ (Xi2(o)+Xi(o»+X2(o)=d6點發(fā)生短路時流過斷路器1最大運行方式正序短路電流 其中：X狂尸Xt+Xli+X+Xl 尸+二Id6 =E/最小運行方式兩相短路正序短路電流X2 = (XLl+XL2)XXL3/( Xu+X匕+ XL3)= XL3/2=Xff2=Xdi+X 二+Xl 二+二流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路等值電路X1(O) =(Xli(O>+Xt) XXto/ (Xli(O)+Xt+Xto)=+X+X3S) - (XlZiOj+XziO) XXt

23、c/ (Xl2(0)+X2(0)+XtC)-+X+1654+Xf£7(0) =(Xu(O)+Xs(O) X Xis/ (Xl-1 (0> +Xs (0> +Xt8)=+X+I f£7 (0)尸 E(o)/ Xf£7 (0)=1£圻(0)=轉(zhuǎn)7(0)需19= X -d6點發(fā)生短路時流過斷路器2最大運行方式正序短路電流 其中:“銘=X&t+Xl3+XlF+=Ids- 3*=E/ Xf£8= =Ids MX-Ids 皿/5二 X X最小運行方式兩相短路正序短路電流X：=(Xli+Xl2)XW( Xli+Xl2+ Xl3)= Xl，

24、/2 二Xff2=Xdi+X 二+Xl 二+=L 尸 4XeX4X 二流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:1-11工二義二最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路等值電路X.KO)=(Xl2(0) +X13)X(XL3(0)+Xt) / (Xl：(O) +Xib+Xl3(0) +Xt)=+ X+/+Xs(0) -Xl(0) X Xtc/ (Xi(q)+Xtc) = X +=XffS(O) - (Xu(0)+X5：0) X Xt$/ (Xl“0)+X510)+Xt3)=+X+Iff8S)*=E(0/ Xf£3(0)=二圖短路等值電路d8點發(fā)生短路時流過斷路器1(1)最大運行

25、方式正序短路電流短路電路等效圖為：rw*>r%=1，一1門二最大運行方式兩相短路零序短路電流圖正序短路電路圖zv*v*v*II1t圖正序短路電路圖其中：XT4S=XT4 X XT5/(XT4+XT5)=Xn/2=2=Xf f 9=Xdl+XL 1+Xt$5=+=Id9 3.=E/Xf£9= %X3 = (Xls+Xl2)XXl1/( Xli+Xl2+ Xu)=+X+Xff2=Xdi+X3+XTB=+=L尸2X%=X2義二L二L尸父二I 巴尸 lAXXu/( XL1+XL2+ XlS)= X+流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為:流過斷路器2、3的的短路電流為:圖短路等值電路X

26、6C0) - (Xlii：0>+Xt3)XXtc/ (Xu(o)+Xts+Xtc)=+X+X79 )二(Xl30 +&(o) X (Xlko) +Xt) /+Xg(0)+Xli(0) +Xt)=+ X+/+Xf£9(0) -XlB+X7(O)-+-I f£9 (0)才=E(0)/ Xff9 (0)=d8點發(fā)生短路時流過斷路器2最大運行方式正序短路電流短路電路等效圖為:圖短路電路圖其中：Xf£io=X<iT+XLi+Xr45=+=IdlO - sx*二E/ Xf£10-IdlO Mx-IdlO X =最小運行方式兩相短路正序短路電流圖短

27、路電路圖X3=(XL3+XL2)XXL1/( XL1+XL：+ XlJ=+X+Xff2=Xdi+X3+Xtb =+二L尸2X%=X2*二L3 Itxxj( Xu+Xs+ XL3)=X+流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為:流過斷路器2、3的的短路電流為:(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路電路圖Xs<0 )= (XlKO) +Xts) X (XlS(O) +Xt) / (XlKO) +Xts+Xl3(O) +Xt)=+ X +/+Xg(0) Xs,：0)義 Xtc/ (Xs(o)+Xtc) - X +=Xf£iO(O)=Xtb+Xl2(0)+X9(0)=+=I

28、63;£10(0) *=E (0> / Xf-10 (0)-I f £10 (0)= I £- 10 (0) 15- X d9點短路時流過斷路器1(1)最大運行方式正序短路電流短路電路等效圖為：圖短路電路圖(a)圖短路電路圖(b)其中：Xt67=X« X Xtg/ (Xt6+Xtt) -Xtg/2=2=Xffii=X&t+Xli+Xs+Xt6；=+=最小運行方式兩相短路正序短路電流如圖圖短路電路圖（C）X2=(XLl+XL2)XXu/( XL1+XL2+ &3)二孔/2 二Xff2=Xdl+X 二+Xtc=+二L *=4Xg=X4X

29、 =流過斷路器1、2、3、4、5和6的短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流z*v*v*v*>圖短路電路圖X1O(O )- (Xli(O) +Xt) XXtb/ (XlKO) +Xt+Xib)二 + X +二XiKO ) = (Xio(O) +Xl2)X +Xjs) / (Xioo)+Xl2+Xu(o)+Xfs)二 + ><+/+ )Xffn(O) XtC+Xu(0)=:+-I f£l 1(0)產(chǎn) E(o)/Xf£n(o)=Lfll= l££ll(O)*I尸 * =d9點短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流短路電路等效

30、圖為：最小運行方式兩相短路正序短路電流圖短路電路圖其中:Xw£13=Xn+XLl+Xg+Xu+XlS =+二 g”=E/Xffl3二、Idl3 max-Idl3 皿本Ib二 X =圖短路電路圖X2=(XLI+Xl2)XXL3/( Xli+Xl2+ XL3)= W2 =Xff2=Xdl+X 二+Xl；+Xts=+=If尸 E/2Xffk2X 二 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:L尸4X “尸X4X二 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流+Xt+Xtb)二X1O(O) - (Xli(O) +Xt) XXtb/ (XlKO)X

31、13(O ) =(Xl2(0) +X1O(O) X Xtc/ (X12(0) +X1O(O)+Xtc)=XffiSW) -Xts+Xli(O>+X13(O>-+-I f£13(O)產(chǎn)E(o)/ Xf£i3 -l£fl3(0) = l££13(0)*I尸 * =diO點發(fā)生短路時流過斷路器1(1)最大運行方式正序短路電流短路電路等效圖為：圖短路電路圖其中:Idl3 3/=E/ Xffi3= =Idl3 3工=Idl3 皿/B二 X 0(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖短路電路圖X2 = (Xli+Xl2)XXl3/( Xu+Xs

32、+ Xl3)= Xl/2二Xf£2=Xdl+X 二+Xl；+Xts=+=L尸E/2Xf2X二流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路電路圖X1O(O) (Xli(O) +Xt) XXtb/ (Xli(O) +Xt+Xtb)=+X+X13(O ) - (Xl2(0) +X1O(O) XXtc/ (XlZiO) +Xi0(0) +X：C)=+X+Xf£13(O)=Xis+Xu+X13=+=I f£l 3 (0)kE (0) / Xf-i3(0=二I £f 13

33、(0)=I f £13 (0)»1 B= X =diO點發(fā)生短路時流過斷路器2最大運行方式正序短路電流短路電路等效圖為:圖短路電路圖其中：Xf£M=X&t+Xl3+Xt8=+=Idl l a工.二E/Xffl= =I dll 工2:=Idl4 皿5二 義 (2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖短路電路圖X2=(Xli+Xl2)XXu/( Xl1+Xl：+ &3)= Xu/2-Xff2=Xdl+X 二+Xu+Xts=+=If尸 E/2Xff產(chǎn)2X 二 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:B二X =lJ2：=4X”尸X4X 二 流過斷路

34、器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為:L 二 L *L二 X 二(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖短路電路圖X4(0)= (Xl2(o> +Xjb) X (Xls(O) +XJ / (Xia© +Xtb+Xl3(o) +Xj)=+ X +/+X14(O) -X|(O)XXtc/ (Xl(o)+Xtc)XffbKO) =Xts+Xl4 +Xm(o)=+=式中，取K二，k''=0.8, 為保護7的?段末端發(fā)生短路時對保護7而言的最小分支系數(shù)。當保護7的?段末端發(fā)生短路時，分支系數(shù)為:Kfh-min-lLs/llFl于是 ZJ '=K；于是+K

35、9;于. 2) = x (20+ X 1X 16)二。；按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定ZJ '=K； ' (Zu+Kh&Ztc)式中,取' =0.8, K/.小為保護7的?段末端變壓器低壓側(cè)出口發(fā)生短路時對變壓器低壓側(cè)出口而言的最小分支系數(shù)。當保護7的?段末端發(fā)生短路時，分支系數(shù)為:Kfh - min-Ils/ Il 1=1于是 ZJ =K； ' (Zu+K%aZu)= x (20+1 X = Q；取以上二個計算值中最小者為n段整定值，即取ZJ-Q； 動作時間，與相鄰保護7的?段配合，則它能同時滿足與相鄰線路L2和變壓器保護配合的要求。(3)靈敏性校

36、驗:Kim= ZJ ' /ZL3=36=<,不滿足要求。此時，對動作阻抗重新進行整計算，取下一線路保護第n段相配合的原 則選擇動作阻抗，即選擇斷路器4的第n段相配合進行整定。按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定ZM，=K； ' (Zu+K仕 yZc)= X (16+1X = Q與相鄰線路L4的保護的?段配合Kfh , min 1ZM '= Kx'' (Zlz+K' KfhiNQ = X(16+X1X1O) = Q取小者為整定值，即Z'二Q所以斷路器2的整定值為Z J '二K；'化以+及二.a Z-')= X (

37、20+1 X = QKlm= ZJ'/Zl k 20 二，滿足要求。距離保護III段的整定計算和校驗動作阻抗：按躲開最小負荷阻抗整定；Kzq=l,Kh=，&'=，If3.二Zf. »in=. 3二 X 115/ X 二 Q于是:ZJ，= Zf.jKj'Kh Kzq=XXl=Q (2)動作時間:斷路器4的動作時間為:t''、=t,ds+At=2+=2 .5s變壓器保護的動作時間為：t'''=t'''+At=+=2 s取其中較長者，于是斷路器2的動作時間為：t'"尸t'

38、;''5+At=+=3 s(3)靈敏性校驗：本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為：Kim二 ZJ''/Zl尸20二> ,滿足要求相鄰元件末端短路時的靈敏系數(shù)為：?相鄰線路L2末端短路時的靈敏系數(shù)為；最大分支系數(shù)：Kfn._= (Xl1+Xl2+Xl3)/Xl3= (36+16+20)/36=2Klm=Zds，/(Zu+ KZQ= (20+2X16)=> ,滿足要求n相鄰變壓器末端短路時的靈敏系數(shù)為；最大分支系數(shù)：K仕.3二最i+X/Xls)/(Xd+XD = (36+16+20)/(36+16)=Klm= ZJ,/(ZL1+ KftxZ" (20+

39、X=> ,滿足要求 斷路器4距離保護的整定計算和校驗距離保護?段的整定計算動作阻抗對輸電線路，按躲過本線路末端短路來整定。取 =；ZJ 二Kk'Zr=X16= Q；動作時限距離保護?段的動作時限是由保護裝置的繼電器固有動作時限決定， 人為延時為零，即t'=Os°距離保護n段的整定計算和校驗(D動作阻抗：按下列三個條件選擇。與相鄰線路L4的保護的?段配合Za；'二Kk' ' (Zl2+K'式中,取K'=，&''=0.8,為保護7的?段末端發(fā)生短路時對保護7而言的最小分支系數(shù)。當保護7的?段末端發(fā)生短路

40、時，分支系數(shù)為:Kfh , milZd/ =Kk' ' (Zl2+K' Kfh = x (16+ X 1 X 10) = Q ； 與相鄰線路L4的保護的?段配合Za；'=七'' (Zlz+K' Kc-iZu)式中，取K'=, Kk''=0.8, Khz為保護7的?段末端發(fā)生短路時對保護 7而言的最小分支系數(shù)。當保護7的?段末端發(fā)生短路時，分支系數(shù)為:Kfh - min-Ils/Ili-1 j0是Zd/ ' =Kk' ' (Zl2+K' Kfh . Zl3)= x (16+ 義 1 X

41、 36) = Q ；按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口短路整定ZJ '=K； ' (Zlz+KwZc)式中,取根'=0 .8,式.為保護7的?段末端變壓器低壓側(cè)出口發(fā)生短路時對變壓器低壓側(cè)出口而言的最小分支系數(shù)。當保護7的?段末端發(fā) 生短路時，分支系數(shù)為：七hIJLf 于是 ZJ '=K； ' (Zu+KfheZ。=X (16+X=Q ；取以上三個計算值中最小者為n段整定值，即取ZJ'二Q； 動作時間，與相鄰保護7的?段配合，則t/Z=t7, + t= s它能同時滿足與相鄰線路L4和變壓器保護配合的要求。(3)靈敏性校驗：Kim二 ZJ ' /Z

42、l2=16=<,不滿足要求。此時，對動作阻抗重新進行整計算，取下一線路保護第n段相配合的原則選擇動作阻抗，即選擇線路L4的第n段相配合進行整定。Kfh , min 1Zb''二Kx'' (Zu+Kh-Ztc)= x (10+1X = QZdS，=KK,> (Zi+Kf-. Zds/，) = X(16+1X = QKlm= Zj'/Zu=16 =)，滿足要求。距離保護III段的整定計算和校驗動作阻抗：按躲開最小負荷阻抗整定；Kzq=l,Kh=，&'=，If3.二Zf.»in=.B«=X115/X = Q于是

43、ZJ ' '= Zf.$/&' Kh Kzq=X X1=Q動作時間:斷路器6的動作時間為:t''、二t'''+6t=0+= s斷路器7的動作時間為：t'“產(chǎn)+二2 s變壓器保護的動作時間為：t'''=t''4+At=+=2 s取其中較長者，于是斷路器4的動作時間為：尸t'''5+At=2+=s(3)靈敏性校驗：1)本線路末端短路時的靈敏系數(shù)為：Kim二 ZJ''/Zb16=，滿足要求2)相鄰元件末端短路時的靈敏系數(shù)為： 相鄰線路L4末端

44、短路時的靈敏系數(shù)為；最大分支系數(shù)：K-二(XL1+XL2+XL3)/(XL1+X12) = (36+16+20)/(20+16) =2Klm=Zj,/(ZL2+ KiZG=(16+2X10)=> ,滿足要求相鄰線路L3末端短路時的靈敏系數(shù)為；最大分支系數(shù)：Kfn.皿二1Klm=Zd=,/(ZL2+ KiZl3)= (16+1X36)=> ，滿足要求相鄰變壓器末端短路時的靈敏系數(shù)為;最大分支系數(shù)：降.a=(XLi+Xk+XQ/(Xu+X» = (36+16+20)/(20+16) =2Klm= Z/'' / （Z+ l2）= （16+2 X 2）=>

45、,滿足要求7 6繼電保護6零序電流保護的整定計算和校驗零序電流保護?段的整定計算（1）躲開下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流31°.3即零二,I。'.扣女'3Io_ = X3X =（2）躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時出現(xiàn)的零序電流31°.尻，即I。 .?。?）先合一相，相當斷開兩相，最嚴重情況下（系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差 180° ）流過斷路器的零序電流Io. bt=2E/ （2Z：+Zo） =2X115/（2X 20+60） =（4）先合二相，相當斷開一相，最嚴重情況下（系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差 180° ）流過斷路

46、港的零序電流Io ,2E/ （Z1+2Z。） =2X115/（20+2 X 60） = lo.r取兩種情況下的最大值，B|j Io.bt=I。' . j K；3Io.jX3X二所以整定值為：I。'產(chǎn)根'31。.皿二零序電流保護n段的整定計算(1)起動電流零序n段的起動電流應(yīng)與下一段線路的零序?段保護相配合。該保護與下一段線路保護之間有中性點接地變壓器，該保護的起動電流I。''.也為:取 =，10=I“* 二X29)/ (X：(0) X1(O)二+二IdO . - IjS*Xts/ (Xt3+Xl1(0)+Xt) - X +，二IdO 九二 Ido 5/

47、Io義-I。 d二= Kk Lo ”二義二(2)動作時限:零序II段的動作時限與相鄰線路零序?段保護范圍相配合，動作時限一般 取。(3)靈敏度校驗:零序II段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時的最小零序電流 來校驗，并滿足KhnN的要求，即Klm=3Iow/ I。''.七=3X = 2零序電流保護皿段的整定計算 （1）起動電流 躲開在下一條線路出口處相間短路時所出現(xiàn)的最大不平衡電流Ibp.SI_ T '，_"， T_ X/_bp nax ，A K 一y J-0 dz一hK J-bp rna二一八一與下一線路零序電流m段相配合就是本保護零序m段的保護范圍，不

48、 能超出相鄰線路上零序山段的保護范圍。當兩個保護之間具有分支電路 時（有中性點接地變壓器時），起動電流整定為I。'''.K'k Ibp.”斷路器2斷開,線路L1末端（d6點）短路時Ij5* =Xtb/ (Xl2(0)+XtL2(0)+XtB)=+=1$尸Ibp3=X=，即 Ibj> 二I。''' .K'k I二義二取較大值作為零序UI段起動電流，即I/ ''靈敏度校驗作為本線路近后備保護時，按相鄰線路保護范圍末端發(fā)生接地故障時、 流過本保護的最小零序電流3 I。''.3來校驗，要求Klm22,

49、即Klm=3 I。''f .«/ I。'''.3X，2,符合要求。動作時限零序m段電流保護的起動值一般很小，在同電壓級網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生接地 地短路時，都可能動作。為保證選擇性各保護的動作時限也按階梯原則來 選擇。t； =+ A t=+=2 s4斷路器4零序電流保護零序電流保護?段的整定計算(1)躲開下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流31°.s即V =I。' 3I0.ms=X3X =(2)躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時出現(xiàn)的零序電流31即I。'占 &'31。.尻(3)先合一相，相當斷

50、開兩相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差180° )流過斷路器的零序電流Io. bt=2E/ (2Z：+Zo) =2X115/(2X 16+48) =(4)先合二相，相當斷開一相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差 180° )流過斷路器的零序電流10. bt=2E/ (Z1+2Zo)=2 X 115/ (16+2 X 48) =Io.h取兩種情況下的最大值，即I。* KK，3I0.bt=X3X =所以整定值為：1。'.&'31。.皿二零序電流保護n段的整定計算(1)起動電流零序n段的起動電流應(yīng)與下一段線路的零序?段保護相配合。該保護與下一段線路保

51、護之間有中性點接地變壓器，該保護的起動電流 Io' ' . d3為：取 Kk，'二，IdO« js=(2)動作時限:零序n段的動作時限與相鄰線路零序?段保護范圍相配合，動作時限 一般取。(3)靈敏度校驗：零序n段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時的最小零序電流 來校驗，并滿足Klm2的要求，即Kim=310.3/ I。''二3X二零序電流保護m段的整定計算(1)起動電流躲開在下一條線路出口處相間短路時所出現(xiàn)的最大不平衡電流lb-,即I 一二，二I。一.K' I i二 X 二與下一線路零序電流III段相配合就是本保護零序III段的保護范圍，不 能超出相鄰線路上零序山段的保護范圍。當兩個保護之間具有分支電路 時(有中性點接地變壓器時)，起動電流整定為I。'' Ibp.JS斷路器2斷開，線路L4末端(d6點)短路時I $八*=Xts/