第二章計算各元件的各序阻抗

1、 第二章 計算各元件的各序阻抗選取基準容量為1000MVA，基準電壓為115KV2.1 計算1#與2#發(fā)電機的正負序阻抗： 正序: X1=Xd%/100SB/SN=0.1621000/31.5=5.14 負序: X2=X2/100SB/SN=0.1621000/31.5=5.142.2 計算變壓器的各序阻抗計算1#2#雙繞組變壓器的各序阻抗： X1= X2=X0=U%/100SB/SN=7.99/1001000/31.5=2.54計算3#4#三繞組變壓器的各序阻抗：各繞組短路電壓百分數(shù)分別為UK1%=1/2( UK12% +UK13 %-UK23%)=1/2(10.1+17.5-6.5)=10

2、.55 UK2%=1/2( UK12% +UK23 %-UK13%)=1/2(10.1+6.5-17.5)=-0.45 UK3%=1/2( UK23% +UK13 %-UK12%)=1/2(17.5+6.5-10.1)=6.95各繞組電抗分別為XT1=UK1%/100SN=2.11XT2= UK2%/100SN =-0.09 XT3= UK3%/100SN =1.392.3 計算各線路的各序阻抗線路AB： X1= X2=x1lSB/UB=0.445=1.36 X0=3 X1=31.36=4.08線路BC： X1= X2=x1lSB/UB=0.430=0.907 X0=3 X1=30.907=2

3、.721線路CA： X1= X2=x1lSB/UB=0.425=0.756 X0=3 X1=30.756=2.268 第三章 選擇變壓器的接地點 畫出對應(yīng)的阻抗圖 3.1 采取零序過流保護的原因以及如何選擇變壓器的接地點 一. 采取零序過流保護的原因分析本系統(tǒng)屬于高壓大容量系統(tǒng),因為是高壓,所以要兼顧系統(tǒng)中的絕緣耐壓,又因為是大容量系統(tǒng),所以必須讓它的保護動作的時間更加短.由以上可知,本系統(tǒng)比較適合用大接地電流電網(wǎng)的零序保護采用專門的零序電流保護的三大優(yōu)點:1.靈敏性高: 相間短路的過流保護動作電流按躲過最大負荷電流來整定,電流繼電器動作值一般為5A,而零序過流保護是按躲過最大不平衡電流來整定

4、,一般為0.5A. 另外在線路起端和末端接地短路的零序電流的差別比相間短路電流差別要大很多,從而零序電流保護的保護區(qū)要大于相間短路電流速斷保護的保護區(qū)2.延時時間短:對于同一線路,因為零序保護的動作時限不必考慮與Y-d接線變壓器后面的保護配合,所以動作時限比較短3.零序電流保護受系統(tǒng)運行方式變化的影響小二. 系統(tǒng)接地地點的選擇,以及接地方式的選擇 本系統(tǒng)屬于大容量高壓系統(tǒng)故采取對#1和#2號變壓器中性點直接接地的大電流接地方式,在正常運行時僅有其中一臺變壓器的中性點接地線路上的斷路器合上,另一臺變壓器的中性點上的斷路器處于分閘狀態(tài),以致于它們可以互相切換.保證網(wǎng)絡(luò)的各個參數(shù)不會變3.2各序阻抗

5、圖如下： 一.正序阻抗圖如下二.負序阻抗圖如下三.零序阻抗圖如下： 第四章 零序電流標幺值的計算：我們現(xiàn)在將要計算本網(wǎng)絡(luò)的每條母線發(fā)生短路時的最大與最小零序電流的標幺值,然后就可以計算出流過每個保護的最大短路電流與最小短路電流,(將在下一章介紹如何計算流過每個保護最大短路電流與最小短路電流),因為我們在整定各個保護的動作電流時,是需要用本級線路末端發(fā)生短路時的最大與最小短路電流來整定和校驗4.1求A母線發(fā)生短路時的最大短路電流與最小短路電流一,求出A母線發(fā)生短路時的最大各序阻抗(我們知道在最小運行方式下的各序阻抗最大)在最大運行方式下,各序阻抗求法如下:二.求出A母線發(fā)生短路時的最小各序阻抗(

6、我們知道在最大運行方式下的各序阻抗最小)在最大運行方式下,各序阻抗求法如下:三,求A母線發(fā)生短路時的最大短路電流,根據(jù)在最大運行方式下發(fā)生單相接地短路時零序電流最大,所以有 四. 求A母線發(fā)生短路時的最小短路電流,根據(jù)在最小運行方式下發(fā)生兩相接地短路時零序電流最小,所以有4.2求B母線發(fā)生短路時的最大短路電流與最小短路電流一,求出B母線發(fā)生短路時的最大各序阻抗(我們知道在最小運行方式下的各序阻抗最大)在最大運行方式下,各序阻抗求法如下/1.36/(0.9070.756)(2.545.14)/(2.545.14)=0.450.95/4.08/(2.722+2.268)+2.540.79二.求出B

7、母線發(fā)生短路時的最小各序阻抗(我們知道在最大運行方式下的各序阻抗最小)0.76/1.36/(0.9070.756)(2.545.14)0.71.15/4.08/(2.722+2.268)+2.540.97三,求B母線發(fā)生短路時的最大短路電流,根據(jù)在最大運行方式下發(fā)生單相接地短路時零序電流最大,所以0.59四. 求B母線發(fā)生短路時的最小短路電流,根據(jù)在最小運行方式下發(fā)生兩相接地短路時零序電流最小,所以有0.9.0.90.38同理，可求得C母線短路時的零序電流4.3本網(wǎng)絡(luò)各個母線短路時的最大與最小短路電流如下表所示：項目B母線發(fā)生短路時A母線發(fā)生短路時C母線發(fā)生短路時0.590.30.250.38

8、0.220.18第五章 計算流過各保護的電流根據(jù)繼電保護的動作電流的整定原則, 本網(wǎng)絡(luò)的每一個保護都以本級線路末端發(fā)生短路時的最大與最小短路電流來整定和校驗,比方說,我們以B母線發(fā)生短路時的短路電流來整定保護1和保護4,因為B線是保護1和保護4所保護的線路的末端,同理我們以A母線發(fā)生短路時的短路電流來整定保護2和保護5, 因為A母線是保護2和保護5所保護的線路的末端5.1求B母線發(fā)生短路時的流過保護1和保護4的最大與最小短路電流一,畫出B母線短路時的零序阻抗圖,并標出零序電流的流向 二,用單位電流法,求保護1和保護4的最大與最小電流分支系數(shù)設(shè)=11,求電流最小分支系數(shù)在最大運行方式下=10.9

9、5=0.95=0.2=.=0.11=0.2-0.11=0.09總電流=1+0.2=1.2因此流過保護1的最小電流分支系數(shù)=0.09因此流過保護4的最小電流分支系數(shù)=0.0752求最大電流分支系數(shù)在最小運行方式下=11.15=1.15=0.24=.=0.13=0.24-0.13=0.11總電流=1+0.24=1.24因此流過保護1的最大電流分支系數(shù)=0.1因此流過保護4的最大電流分支系數(shù)=0.09三. 用所求得的電流最大分支系數(shù)與電流最小分支系數(shù)求B母線短路時流過保護1和保護4的最大與最小短路電流的有效值由前面的計算可知，B母線短路時=0.59，=0.38，且=1000MVA, =115KV所以

10、流過保護1的電流有效值為=3=30.590.09=0.8（KA） 0.09為保護1最小電流分支系數(shù)=3=30.380.1=0.57（KA） 0.1為保護1最大電流分支系數(shù)流過保護4的電流有效值為=3=30.590.075=0.67（KA） 0.075為保護4最小電流分支系數(shù)=3=30.380.09=0.52（KA） 0.09為保護4最大電流分支系數(shù)同理，可解得流經(jīng)其他保護的電流,用A母線短路電流來整定保護2和保護5,用C母線的短路電流來整定保護3和保護65.2求得的數(shù)據(jù)如下表：項目保護1保護2保護3保護4保護5保護6（KA）0.81.082.150.670.91.62（KA）0.570.761

11、.490.520.631.22 第六章 零序電流速斷保護整定 在上一章我們求得了流過各個保護的一次電流，在這一章我們先根據(jù)線路的正常負荷電流來選擇電流互感器的變比，接著用電流互感器的變比來求各個保護的二次短路電流值。然后根據(jù)相應(yīng)的原則來整定和校驗各段保護。那么如何整定呢，有以下原則：1.零序I段電流速斷保護整定原則 與反應(yīng)相間短路故障的電流保護相似，零序電流保護只反應(yīng)電流中的零序分量。躲過被保護線路末端發(fā)生接地短路時保護安裝處測量到的最大零序電流。即 2零序II段電流速斷保護整定原則基本原理與相間短路時階段式電流保護相同，零序II段的動作電流應(yīng)與相鄰線路I段保護相配合整定，即要躲過下段線路零序

12、電流保護I段范圍末端接地短路時流經(jīng)本保護的最大零序電流。因為有分流所以兩條線路的電流不同，所以要用到電流最小分支系數(shù)，電流的最小分支系數(shù)等于下一段線路零序一段保護范圍末端接地短路時，流過故障線路與被保護線路的零序電流之比的最小值。3.零序III段電流速斷保護的整定原則我們現(xiàn)在用的是與相鄰線路的II段配合，不過常規(guī)是躲過下級線路相間短路時的最大不平衡電流 零序段保護之間在靈敏度上要逐級配合 6.1選擇電流互感器TA的變比的選擇一 AB段TA的選擇AB段的負荷電流=0.27（KA） （3-1）=270:5因此AB段選擇變比K=60的電流互感器。二，BC段TA的選擇同理，先求正常的負荷電流。BC段的

13、負荷電流=0.207（KA） =207:5因此BC段選擇變比K=50的電流互感器。三 CA段TA的選擇同理，先求正常的負荷電流。CA段的負荷電流=0.345（KA） （3-1）=345:5因此CA段選擇變比K=80的電流互感器。6.2 各個保護的零序段保護整定一，保護1的零序段保護整定按躲過被保護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=16(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 （3-2）=) （3-3） = =37.2(Km)=82.7%，滿足要求。二 保護2的零序段保護整

14、定按躲過被保護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=21.6(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 =) = =24.3(Km)=54%，滿足要求。三 保護3的零序段保護整定按躲過被保護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=51.6(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 =) = =5.9(Km)=19.7%，滿足要求。四 保護4的零序段保護整定按躲過被

15、保護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=16.08(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 =) = =46.9(Km)=156%，滿足要求。五 保護5的零序段保護整定按躲過被保護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=13.5(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 =) = =31.7(Km)=126.8%，滿足要求。六 保護6的零序段保護整定按躲過被保

16、護線路的末端發(fā)生接地短路時，流過保護的最大零序電流進行整定，即=24.3(A)2)靈敏度校驗 零序I段的靈敏系數(shù)按保護的長度來校驗，要求最小的保護范圍不小于線路全長的15%。系統(tǒng)最小電抗值=1.15=15.2 =) = =12(Km)=48%，滿足要求。6.3 各個保護的零序段保護整定一 保護1的零序段保護整定計算最小分支系數(shù)如下圖，假設(shè)AC段斷開后，在C母線發(fā)生接地短路時使用單位電流法：設(shè)=1，則=0.14=+=1+0.14=1.14則最小分支系數(shù)=8.142）保護1的零序段整定=1.1=1.1=6.97(A) （3-4） 相鄰線路末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的最大零序電流計算值。靈敏度校

17、驗 =1.361.3，滿足要求。二， 保護2的零序段保護整定計算最小分支系數(shù)如下圖，假設(shè)BC段斷開后，在C母線發(fā)生接地短路時使用單位電流法：設(shè)=1，則=0.5=+=1+0.5=1.5則最小分支系數(shù)=32）保護1的零序段整定=1.1=1.1=8.91(A) 相鄰線路末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的最大零序電流計算值。靈敏度校驗 =1.421.3，滿足要求。三 保護3的零序段保護整定 保護3的零序段保護應(yīng)與相鄰線路的零序I進行配合整定（即與保護5的I段配合）。保護3的零序段整定=1.113.5=14.85（A）2）靈敏度校驗=1.671.3，滿足要求。四 保護4的零序段保護整定1）計算最小分支系數(shù)

18、如下圖，假設(shè)1QF斷開后，在BA線路末端發(fā)生接地短路時使用單位電流法：設(shè)=1，則=0.126=+=1+0.126=1.126則最小分支系數(shù)=8.942）保護4的零序段整定=1.1=1.1=2.66(A) 相鄰線路末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的最大零序電流計算值。靈敏度校驗 =3.261.3，滿足要求。五 保護5的零序段保護整定1）計算最小分支系數(shù)如下圖，假設(shè)2QF斷開后，在AB線路末端發(fā)生接地短路時使用單位電流法：設(shè)=1，則=0.43=+=1+0.43=1.43則最小分支系數(shù)=3.332）保護5的零序段整定=1.1=1.1=5.29(A) 相鄰線路末端發(fā)生接地短路時，流過本保護的最大零序電流

19、計算值。靈敏度校驗 =1.981.3，滿足要求。六 保護6的零序段保護整定 保護6的零序段整定=1.116.08=17.7（A）2）靈敏度校驗=1.151.3，滿足要求。6.4 各個保護的零序段保護整定一， 保護1的零序段保護整定1）保護1的零序III段整定=1.2=2.2（A）2）靈敏度校驗作本線路的近后備，=4.31.3，滿足要求。由圖3-1，計算最大分支系數(shù)，運行方式改變?yōu)樽畲筮\行方式下。使用單位電流法：設(shè)=1，則=0.17=+=1+0.17=1.17則最大分支系數(shù)=6.9作相鄰線路的遠后備，=0.631.3，滿足要求。作相鄰線路的遠后備，=1.461.25，滿足要求。二 保護2的零序段

20、保護整定1）保護2的零序III段整定=1.2=1.17（A）2）靈敏度校驗作本線路的近后備，=9.971.3，滿足要求。由圖3-2，計算最大分支系數(shù),設(shè)=1，則=0.49=+=1+0.49=1.49則最大分支系數(shù)=3.04作相鄰線路的遠后備，=3.561.25，滿足要求。三 保護3的零序段保護整定1）保護3的零序III段整定=1.25.29=6.35(A)靈敏度校驗作本線路的近后備，=3.91.3，滿足要求。作相鄰線路的遠后備，=3.21.25，滿足要求。四， 保護4的零序段保護整定1）保護4的零序III段整定=1.2=1.2（A）2）靈敏度校驗作本線路的近后備，=7.21.3，滿足要求。由圖

21、3-3，計算最大分支系數(shù),設(shè)=1，則=0.15=+=1+0.15=1.15則最大分支系數(shù)=7.7作相鄰線路的遠后備，=1.371.25，滿足要求。五， 保護5的零序段保護整定1）保護5的零序III段整定=1.2=2.51（A）2）靈敏度校驗作本線路的近后備，=4.181.3，滿足要求。由圖3-4，計算最大分支系數(shù)，設(shè)=1，則=0.41=+=1+0.41=1.41則最大分支系數(shù)=3.4作相鄰線路的遠后備，=1.261.25，滿足要求。六 保護6的零序段保護整定1）保護6的零序III段整定 =1.21.2=1.44(A)靈敏度校驗作本線路的近后備，=14.11.3，滿足要求。作相鄰線路的遠后備，=

22、6.021.25，滿足要求。阻抗繼電器的變比。 =18.33 (4-1) =22=13.75 第七章距離保護的整定計算距離保護是以反應(yīng)保護安裝處至故障點的距離，并根據(jù)這一距離的遠近而確定動作時限的一種保護裝置，短路點越靠近保護安裝處，其測量阻抗越小，則保護的時限越短，反之，短路點越遠，其測量阻抗就越大，則保護的時限就越長。距離保護一般采用三段，其中第一段可以保護全線路長度的80%85%，其動作時間為保護裝置的固有動作時間;第II段按階梯特性與相鄰保護相配合，動作時間一般為0.51s,通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由距離I段和距離II段保護構(gòu)成線路的主保護。第三段保護動作時間一般

23、在2s以上，作為線路的后備保護距離保護各段的整定原則如下距離保護第一段.動作阻抗，按躲過本線路末端短路來整定，即取 距離保護第二段動作阻抗與下一線路的第一段保護范圍配合，并用分支系數(shù)考慮助增及外汲電流對測量阻抗的影響，即式中為分支系數(shù) 距離保護第三段根據(jù)以下原則整定，1動作阻抗與相鄰線路距離保護第二段配合，2如果不合要求，與相鄰線路距離保護的第三段配合7.1各個保護的相間距離I段的整定一，保護1距離I段的整定=1.36=17.95() (4-2) = (4-3) =0.817.95 =14.36()距離I段的動作時限為阻抗繼電器本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。二，保護2相間距離I段整定

24、 =1.36=17.95() = =0.817.95 =14.36()距離I段的動作時限為阻抗繼電器本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。三，保護3的相間距離I段整定 =0.907=11.97() = =0.811.97 =9.58()距離I段的動作時限為阻抗繼電器本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。四，保護4的相間距離I段整定 =0.907=11.97() = =0.811.97 =9.58()距離I段的動作時限為阻抗繼電器本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。五，保護5的相間距離I段整定 =0.756=9.98() = =0.89.98 =7.98()距離I段的動作時限為阻抗繼電器

25、本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。六，保護6的相間距離I段整定 =0.756=9.98() = =0.89.98 =7.98()距離I段的動作時限為阻抗繼電器本身固有的動作時間，一般不超過0.1秒。*換算為輸入阻抗繼電器的二次值時，以保護1為例流入阻抗繼電器的動作值是=0.78()同理，可得到其他保護的二次動作值，如下表：表4-1項目保護1保護2保護3保護4保護5保護6()0.780.780.440.440.580.587.2各個保護的相間距離II段整定一，保護1的相間距離II段整定1）計算最小分支系數(shù)。流過故障線路的電流最小，流過被整定保護的線路上的電流最大，設(shè)=1，則=0.15=+=

26、1+0.15=1.15 =7.672)保護1的距離II段整定= (4-4) =0.8(17.95+7.679.58) =73.14()3）靈敏度校驗 =4.071.3，滿足要求。 (4-5)4）動作時限 =+=0.5（S） (4-6)二，保護2的相間距離II段整定。1）計算最小分支系數(shù)。必須使流過故障線路的電流最小，流過被整定保護的線路上的電流最大設(shè)=1，則=4.13=+=1+4.13=5.13 =1.242)保護1的距離II段整定= =0.8(17.95+1.247.98) =22.28()3）靈敏度校驗 =1.241.3，滿足要求。4）動作時限 因為是與相鄰線路的II段配合，故 =+=1（

27、S）三，保護3的距離II段整定=0.8(11.97+7.98)=15.96()2）靈敏度校驗=1.331.3，滿足要求。4）動作時限 =+=1（S）四保護4的相間距離II段整定1）計算最小分支系數(shù)。必須使流過故障線路的電流最小，流過被整定保護的線路上的電流最大，設(shè)=1，則=0.14=+=1+0.14=1.14 =8.142)保護4的距離II段整定= =0.8(11.97+8.1414.36) =103.09()3）靈敏度校驗 =8.611.3，滿足要求。4）動作時限 =+=0.5（S）五，保護5距離保護的整定1）計算最小分支系數(shù)。必須使流過故障線路的電流最小，流過被整定保護的線路上的電流最大，

28、設(shè)=1，則=3.55=+=1+3.55=4.55 =1.282)保護5的距離II段整定= =0.8(9.98+1.2814.36) =22.69()3）靈敏度校驗 =2.271.3，滿足要求。4）動作時限 =+=0.5（S）六，保護6的距離II段整定=0.8(9.98+9.58)=15.65()2）靈敏度校驗=1.571.3，滿足要求。4）動作時限 因為是與相鄰線路的I段配合，故 =+=0.5（S）*換算為輸入阻抗繼電器的二次值時，以保護1為例流入阻抗繼電器的動作值是=0.78()同理，可得到其他保護的二次動作值，如下表：表4-2項目保護1保護2保護3保護4保護5保護6()3.991.630.

29、734.691.651.147.3.各保護的相間距離保護III段整定一保護1的相間距離III段整定1）保護1的距離III段 = (4-8) =0.8(17.95+7.6715.96) =112.29()2)靈敏度校驗 作近后備時，=6.261.3，滿足要求。 (4-9) 計算最大分支系數(shù)時，由圖4-1，為求得，必須使流過故障線路的電流最大，流過被整定保護的線路上電流最小，設(shè)=1，則=0.06=+=1+0.06=1.06 =17.67 作遠后備時，=0.491.3，滿足要求。 作遠后備時，=2.571.2，滿足要求。3）動作時限 因為是與相鄰線路的III段配合，故 =+=1.5（S） (4-12)二保護2的相間距離III段整定1）保護2的距離III段考慮與相鄰線路（保護6）的II段配合。 = =0.8(17.95+1.2415.65) =29.89()2)靈敏度校驗 作近后備時，=1.661.3，滿足要求。 計算最大分支系數(shù)時，由圖4-1，為求得，必須