電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)35～110千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算

1、繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（一）35110千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算。 （二）進(jìn)行步驟1短路電流及殘余電壓計(jì)算考慮到35110千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)有可能采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)有關(guān)斷路器的短路電流和保護(hù)安裝處的殘余電壓。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足“繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”和題目給定的要求的條件下，盡可能采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)方式。計(jì)算及的步驟及注意事項(xiàng)如下。（1）系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式下，還必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置

2、的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)的靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí)，還必須考慮介于最大和最小之間的系統(tǒng)運(yùn)行方式。 表1 流經(jīng)某一保護(hù)的系統(tǒng)運(yùn)行方式短路點(diǎn)保護(hù)代號(hào)（千安）（千安）（2）短路點(diǎn)的考慮 為了繪制和曲線，每一線路上的短路點(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三點(diǎn)。一般為了簡(jiǎn)化計(jì)算取此三點(diǎn)即可。短路點(diǎn)確定之后，即標(biāo)上、.等符號(hào)。（3）短路類(lèi)型的考慮由于設(shè)計(jì)系相間短路保護(hù)的整定計(jì)算，因此，在最大系統(tǒng)運(yùn)行方式下，應(yīng)計(jì)算三相短路電流用于整定保護(hù)動(dòng)作，而在最小系統(tǒng)運(yùn)行方式下，計(jì)算兩相短路電流，用于計(jì)算保護(hù)的靈敏系數(shù)。在介于最大和最小之間的系統(tǒng)運(yùn)行方式，則根據(jù)

3、需要計(jì)算或。的計(jì)算選用三相短路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)所采取的殘余線電壓而言，。（4）和列表為了便于整定計(jì)算時(shí)，查找每一點(diǎn)短路保護(hù)安裝處的和，必須將計(jì)算結(jié)果列成表。如表1形式的表格。其中運(yùn)行方式、短路點(diǎn)和短路類(lèi)型的考慮如前述。流過(guò)保護(hù)的應(yīng)考慮后備保護(hù)的計(jì)算需要，即除列入本線路各點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的外，還要列入相鄰線路各點(diǎn)短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的。列表與相似。（5）計(jì)算和時(shí)，用標(biāo)幺值還是用直接有名值（伏、安、歐），學(xué)生可自行選擇，或指導(dǎo)教師指定。計(jì)算中電壓一律采用平均電壓。2保護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿足規(guī)程及題目給定的要求決定。能滿足要求時(shí)，所采用保護(hù)就算合格，不能

4、滿足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保護(hù)方式。選用保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)首先考慮采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，還必須檢驗(yàn)與相鄰設(shè)備的保護(hù)之間能否保證選擇性和速動(dòng)性的要求。當(dāng)采用的保護(hù)不能很好的滿足選擇性或速動(dòng)性的要求時(shí)，允許采用自動(dòng)重合閘裝置來(lái)校正選擇性或加速保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)靈敏性不能滿足要求時(shí)，在滿足速動(dòng)性的前提下，可考慮利用保護(hù)的相繼動(dòng)作，以提高保護(hù)的靈敏性。在用保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限或電流、電壓整定值能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化保護(hù)。后備保護(hù)的必須互相配合，要保證上一元件保護(hù)（較靠近電源的保護(hù)）的動(dòng)作電流大于下一元件保護(hù)的

5、動(dòng)作電流，且要留有一定的裕度，以保證選擇性。整定計(jì)算結(jié)果與靈敏度校驗(yàn)應(yīng)列成如表2和表3的形式以備查。整定參數(shù)一次值或二次值保護(hù)編號(hào)表2 整定計(jì)算結(jié)果備注1一次值二次值3擬接線圖為了鍛煉學(xué)生擬接線圖及看圖能力，課程設(shè)計(jì)中要求每個(gè)學(xué)生要自擬一個(gè)斷路器（由教師制定）的保護(hù)接線圖。要求繪制三相原理接線圖及展開(kāi)圖。在圖上必須標(biāo)出電流互感器及方向繼電器的極性。同時(shí)還必須選出所用繼電器的型號(hào)規(guī)格和統(tǒng)計(jì)出數(shù)量，并用表格列出。4整理說(shuō)明書(shū) 說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括下列部分。（1）設(shè)計(jì)題目（2）和計(jì)算。必須說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行方式、短路點(diǎn)與短路類(lèi)型的決定原則或依據(jù)，以及計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮的其他因素。計(jì)算結(jié)果用表格列出外，并須列出計(jì)算時(shí)采用

6、的公式及計(jì)算舉例。沒(méi)有必要列出每個(gè)計(jì)算值的計(jì)算過(guò)程。（3）保護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算結(jié)果。這一部分要求說(shuō)明選用保護(hù)方式的原則，每個(gè)保護(hù)的整定計(jì)算條件，并用表格列出整定計(jì)算結(jié)果。整定計(jì)算時(shí)所采用的整定計(jì)算公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應(yīng)列出。不必詳細(xì)列出各個(gè)保護(hù)的整定計(jì)算過(guò)程，但必須舉例說(shuō)明計(jì)算方法。附表3 靈敏度校驗(yàn)結(jié)果運(yùn)行方式短路類(lèi)型靈敏度保護(hù)編號(hào)備注1近后備遠(yuǎn)后備（4）對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)。這一部分主要是根據(jù)“繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”及題目給定的要求，從選擇性、靈敏性、速動(dòng)性及可靠性四個(gè)方面評(píng)價(jià)所采用保護(hù)的質(zhì)量。當(dāng)某一方面不能滿足要求時(shí)，要分析它可能產(chǎn)生的后果，并提出補(bǔ)救措施。（5）接線圖及設(shè)備清單

7、。繪制一個(gè)斷路器保護(hù)的原理接線圖及展開(kāi)圖。用表格列出該保護(hù)需用設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量。二、時(shí)間分配（課內(nèi)外總學(xué)時(shí)）1.和計(jì)算 16小時(shí)2.保護(hù)方式選擇及整定計(jì)算 30小時(shí)3.擬繪接線圖 8小時(shí)4.整理說(shuō)明書(shū) 16小時(shí)合計(jì) 70小時(shí)三、題目（一）110千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算已知：1.網(wǎng)絡(luò)接線如圖1所示；2.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)保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器均為Y，d11接線；3.發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為350兆瓦，最小發(fā)電容量為250兆瓦；4.網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行；5.允許的最大故障切除時(shí)間為0.85秒；6.

8、110千伏斷路器均采用型斷路器，它的跳閘時(shí)間為0.050.08秒；7.線路AB、BC、AD和CD的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230和140安，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)=1.5；8.各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖1所示，t=0.5秒；9線路的正序電抗均為每公里0.4歐；10.電壓互感器的變比=110000/100；11其他參數(shù)見(jiàn)圖1。試決定：1保護(hù)1、3、5、7（或2、4、6、8）的保護(hù)方式，以及它們的、和；2保護(hù)5或4的接線圖（包括原理圖和展開(kāi)圖）。并對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。（二）110千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算已知：1. 網(wǎng)絡(luò)的接線圖如圖2所示； 2所用變壓器及母線

9、均裝有縱差動(dòng)保護(hù)； 3負(fù)荷的自起動(dòng)系數(shù)=1.3； 4其他參數(shù)見(jiàn)題（一）條件及圖2標(biāo)示。設(shè)計(jì)要求：1. 決定斷路器1、3、5與7（或2、4、6與8）的相間短路的保護(hù)方式；2. 校驗(yàn)保護(hù)的靈敏度；3. 繪制斷路器7的保護(hù)裝置的原理接線圖及展開(kāi)圖，并列出設(shè)備清單；4. 對(duì)所選用的保護(hù)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖1 題（一）的系統(tǒng)接線圖 圖中母線E、F、G各個(gè)條出線過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限均為1.8秒。附圖2 題（二）的網(wǎng)絡(luò)接線圖 摘 要電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為農(nóng)業(yè)電氣化及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要課程,主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要部分。在完成了理論的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解，本專(zhuān)業(yè)特安排了本次課程

10、設(shè)計(jì)。電能是現(xiàn)代社會(huì)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(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶(hù)，再通過(guò)各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶(hù)需要的其他形式的能量。在輸送電能的過(guò)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(shí),保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作,從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括了六大部分，分別為運(yùn)行方式的選擇、電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)及負(fù)荷電流計(jì)算、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、繼電保護(hù)零序電流保護(hù)的整定計(jì)算和校

11、驗(yàn)、對(duì)所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中短路電流的計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通過(guò)此次線路保護(hù)的設(shè)計(jì)可以鞏固我們本學(xué)期所學(xué)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)這一課程的理論知識(shí)，能提高我們提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。關(guān)鍵詞：電流保護(hù)，整定計(jì)算，保護(hù)方式目錄第一章 原始資料1第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容32.1電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算32.1.1基準(zhǔn)值選擇32.1.2電網(wǎng)各元件等值電抗計(jì)算32.1.3各保護(hù)運(yùn)行方式的選擇52.2運(yùn)行方式的選擇62.2.1運(yùn)行方式的選擇原則62.2.2本次設(shè)計(jì)的具體運(yùn)行方式的選擇7第三章 最大短路電流計(jì)算83.1 等值阻抗圖計(jì)算83.2 短路電流的參數(shù)9第四章 整定計(jì)

12、算104.1 AB線路2QF的整定104.2 BC線路4QF的整定124.3 AC線路6QF的整定134.4 CD線路7QF的整定144.5 整定參數(shù)154.6 繪制保護(hù)6的接線圖164.7 BRD663微機(jī)保護(hù)裝置184.7.1三段式相間電流保護(hù)184.7.2零序過(guò)流保護(hù)19第五章 對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)20第六章 設(shè)計(jì)心得22參 考 文 獻(xiàn)23第一章 原始資料1網(wǎng)絡(luò)的接線如圖1-1所示 圖1.1網(wǎng)絡(luò)的接線2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)保護(hù)作為主保護(hù)，變壓器均為Y/ -11接線；3發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為（225+25）MW，最小發(fā)電容量為225MW；4網(wǎng)絡(luò)的

13、正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行；5允許的最大故障切除時(shí)間為0.85s； 6110kV斷路器均采用DW2-110型斷路器，它的跳閘時(shí)間為0.050.08s； 7線路AB、BC、AC和CD的最大負(fù)荷電流分別為230、150、230和140A，負(fù)荷自起動(dòng)系數(shù)Kss=1.3；8各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖所示，t=0.5s；9線路的正序電抗均為0.4/km；10電壓互感器的變比nPT= 110000/100；11其它參數(shù)如圖所示。要求：1整定斷路器2、4、6、7的相間短路的三段式電流保護(hù)；2校驗(yàn)保護(hù)的靈敏度；3繪制保護(hù)6的原理接線圖及展開(kāi)圖；4對(duì)所設(shè)計(jì)的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)；5選擇一種合

14、適的微機(jī)保護(hù)裝置，敘述其如何實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)的功能。第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算2.1.1基準(zhǔn)值選擇基準(zhǔn)功率：SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓：UB=115V?；鶞?zhǔn)電流：IB=SB/1.732UB=1001000/1.732115=0.502KA；基準(zhǔn)電抗：ZB=UB/1.732IB=115103/1.732502=132.25；電壓標(biāo)幺值：E=E(2)=1.052.1.2電網(wǎng)各元件等值電抗計(jì)算(1)輸電線路等值電抗計(jì)算線路L1正序等值電抗計(jì)算：XL1=X1L1=0.460=24XL1*= XL1/ ZB=24/132.25=0.1815線路L2正序等值電抗計(jì)算：XL2=

15、X1L2=0.440=16XL2*= XL2/ ZB=16/132.25=0.1210線路L3正序等值電抗計(jì)算：XL3= X1L3=0.490=36XL3*=XL3/ ZB=36/132.25=0.2722線路L4正序等值電抗計(jì)算：XL4= X1L4=0.425=10XL4*= XL4/ ZB=10/132.25=0.0756(2)變壓器等值電抗計(jì)算變壓器T1、T2、T3等值電抗計(jì)算：XT1=XT2=XT3=(UK%/100)(UN2103/SN)38.413XT1*=XT2*=XT3*=XT1/ZB=38.413/132.25=0.2904變壓器T4、T5等值電抗計(jì)算：XT4= XT5=(U

16、K%/100) ( UN2103/SN) =60.5XT4*=XT5*= XT4/ZB =0.5/132.25 =0.457變壓器T6、T7等值電抗計(jì)算：XT6= XT7 =(UK/100) (UN2103/SN) =41.984XT6*= XT7*=XT6/ZB=41.984/132.25=0.317變壓器T8等值電抗計(jì)算：XT8= (UK%/100)(UN2103/SN)38.413XT8* = XT8/ZB =38.413/132.25=0.2904(3)發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算發(fā)電機(jī)G1、G2電抗標(biāo)幺值計(jì)算XG1* = XG2*=XddSB/ SG1= XddSB COS/ PG1=0.13

17、21000.85/25=0.4488發(fā)電機(jī)G3電抗標(biāo)幺值計(jì)算XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COS/ PG3=0.1291000.85/25=0.4386(4)最大負(fù)荷電流計(jì)算B母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算(拆算到110KV)IfhB max = PfhBmax Vav2 / 1.732 U COS=20103/1.7321150.80.1255KA；C母線最大負(fù)荷電流計(jì)算IfhCmax = PfhCmax Vav2 / 1.732 U COS=30103/1.7321150.80.1882KAD母線最大負(fù)荷電流計(jì)算最大負(fù)荷電流計(jì)算(拆算到110KV)IfhD max =

18、 PfhDmax Vav2 / 1.732 U COS=12103/1.7321150.80.0753KA2.1.3各保護(hù)運(yùn)行方式的選擇(1)保護(hù)1的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)G1、G2、G3全投入，斷開(kāi)線路L1；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)G3停，線路全部運(yùn)行。(2)保護(hù)3因正常運(yùn)行時(shí)不可能有正向電流通過(guò)，要是有正向電流通過(guò)，一定是線路發(fā)生故障。為此，在保護(hù)3上只需判別電流(功率)的方向即可，故不用分析保護(hù)3的運(yùn)行方式。(3)保護(hù)5的最大運(yùn)行方式：G1、G2、G3全投入，斷開(kāi)線路L1；保護(hù)5的最小運(yùn)行方式：F3停，線路全部運(yùn)行。(4)保護(hù)7的最大運(yùn)行方式：G1、G2、G3全投，線路全部運(yùn)行2.2運(yùn)

19、行方式的選擇2.2.1運(yùn)行方式的選擇原則(1)發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則一個(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)故障；當(dāng)有三臺(tái)以上機(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(kù)運(yùn)行方式選擇。一個(gè)發(fā)電廠、變電站的母線上無(wú)論接幾臺(tái)變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量最大的一臺(tái)停用。(2)變壓器中性點(diǎn)接地選擇原則發(fā)電廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均要接地。自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必須接地。T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。為防止操作過(guò)電壓，在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后再斷開(kāi)，這種情況不按接地運(yùn)行考慮。(3)線路運(yùn)

20、行方式選擇原則一個(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，另一條線路又故障的方式。雙回路一般不考慮同時(shí)停用。流過(guò)保護(hù)的最大、電小短路電流計(jì)算方式的選擇對(duì)單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過(guò)保護(hù)的最大短路電流出現(xiàn)在最大運(yùn)行方式；而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式。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(wú)關(guān)，可按單側(cè)電源的方法選擇。對(duì)于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過(guò)保護(hù)的電大短路電流應(yīng)選取開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式，開(kāi)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。選取流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則如下：

21、1)備用電源自動(dòng)投入引起的增加負(fù)荷。2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)環(huán)運(yùn)行，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。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)荷。2.2.2本次設(shè)計(jì)的具體運(yùn)行方式的選擇電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，直接影響保護(hù)的性能。因此，在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)弊之前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。這里要著重說(shuō)明繼電保護(hù)的最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最大，繼電保護(hù)的最小運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過(guò)保護(hù)的電流值最小。因此，系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式不一定就是保護(hù)的最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式也不一定就是保護(hù)的最小運(yùn)行方式。現(xiàn)結(jié)合本次設(shè)計(jì)具體說(shuō)明如下，

22、系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式是所有設(shè)備全部投入運(yùn)行；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式為發(fā)電機(jī)G1和G2投入，發(fā)電機(jī)G3停運(yùn)。對(duì)保護(hù)1而言，其最大運(yùn)行方式應(yīng)該是在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下線路L3回路斷開(kāi)，其他設(shè)備全投；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式應(yīng)該是：在系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式下線路L1+L2與L3并聯(lián)運(yùn)行。最大運(yùn)行方式下的最小電源阻抗：ZS.min=（XT1*+ XG1*)(XT2*+XG2*)(XT3*+ XG3*) = (0.2904+0.4488)(0.2904+0.4488)(0.2904+0.4386)=0.2453最小運(yùn)行方式下的最大電源阻抗：ZS.max=（XT1*+ XG1*)(XT2*+XG2*)= (0.2904+

23、0.4488)(0.2904+0.4488)=0.3696第三章 最大短路電流計(jì)算3.1 等值阻抗圖計(jì)算為計(jì)算動(dòng)作電流，應(yīng)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)算最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。為計(jì)算1QF、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1QF斷開(kāi)，等值阻抗圖如圖圖3-1.最大電流短路計(jì)算等值阻抗圖計(jì)算三相短路電流：計(jì)算兩項(xiàng)短路電流：以K1點(diǎn)發(fā)生三相短路為例:3.2 短路電流的參數(shù)同理得 K2,K3,K4,K5各個(gè)短路點(diǎn)短路電流如下表3-1：IK啊啊啊運(yùn)行方式短路點(diǎn)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式K10.13940.1207K20.20990.18

24、18K30.26940.2333K40.46880.4060K50.18450.1596表3-1.短路點(diǎn)短路電流第四章 整定計(jì)算保護(hù) 2、4、6、7 的等效電路圖如下圖4-1所示：圖4-1.繼電保護(hù)的等效電路圖4.1 AB線路2QF的整定瞬時(shí)電流速斷保護(hù)線路AB末端的最大三相短路電流取,則保護(hù) 2 的電流保護(hù)第 I 段動(dòng)作電流為保護(hù)范圍的校驗(yàn)：最小運(yùn)行方式下，AB線路X處兩相短路的電流為顯然在最小運(yùn)行方式下無(wú)保護(hù)范圍，即靈敏度不符合要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)來(lái)提高保護(hù)的靈敏度。帶時(shí)限電流速斷保護(hù):與保護(hù)4的第I段相配合保護(hù)4的電流保護(hù)第I段動(dòng)作 電流為 取，則動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn) ： 本線路

25、AB末端的最小兩相短路電流故靈敏度不滿足要求，可與保護(hù)5的電流保護(hù)第II段相配合。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算動(dòng)作電流的整取，動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn)：作近后備時(shí)，按本線路AB末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)，即作遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰線路CB末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)4.2 BC線路4QF的整定保護(hù)3在網(wǎng)絡(luò)的末端，所以不存在與下級(jí)保護(hù)的配合問(wèn)題，其速斷保護(hù)（第一段）的整定電流按躲過(guò)本線路的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，保護(hù)線路全長(zhǎng)，第二段按過(guò)負(fù)荷的方式整定，所以不需要第三段。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)線路AB末端的最大三相短路電，取，則保護(hù)3的電流保護(hù)第 I 段動(dòng)作電流為保護(hù)范圍的校驗(yàn)：最小運(yùn)行方式下，AB線路X處兩相短路

26、的電流為：顯然在最小運(yùn)行方式下無(wú)保護(hù)范圍，即靈敏度不符合要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)來(lái)提高保護(hù)的靈敏度。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的整定：動(dòng)作電流的整取，動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn)：作近后備時(shí)，按本線路AB末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)，即4.3 AC線路6QF的整定瞬時(shí)電流速斷保護(hù) 線AC末端的最大三相短路電取，則保護(hù)5的電流保護(hù)第I段動(dòng)作電流為保護(hù)范圍的校驗(yàn)：最小運(yùn)行方式下,CD線路 X 處兩相短路的電流為：Zx=-19，所以，在最小運(yùn)行方式下無(wú)保護(hù)范圍，靈敏度不滿足要求，可采用電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)來(lái)提高保護(hù)的靈敏度。帶時(shí)限電流速斷保護(hù):與保護(hù)3的第I段相配合保護(hù)3的電流保護(hù)第I段動(dòng)作電流為取，則動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn)

27、：本線路CD末端的最小兩相短路電流故顯然靈敏度不滿足要求，可與保護(hù)3的電流保護(hù)第II段相配合。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算,動(dòng)作電流的整定取,動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn) ：作近后備時(shí)，按本線路CB末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)，即靈敏度滿足要求。4.4 CD線路7QF的整定保護(hù)7在網(wǎng)絡(luò)的末端，所以不存在與下級(jí)保護(hù)的配合問(wèn)題，其速斷保護(hù)（第一段）的整定電流按躲過(guò)本線路的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，保護(hù)線路全長(zhǎng)，第二段按過(guò)負(fù)荷的方式整定，所以不需要第三段。 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)線路CD末端的最大三相短路電，取，則保護(hù)7的電流保護(hù)第 I 段動(dòng)作電流為保護(hù)范圍的校驗(yàn)：最小運(yùn)行方式下，CD線路X處兩相短路的電流為：X%=/=

28、62.96%15%,靈敏度滿足要求。過(guò)負(fù)荷保護(hù)的整定：動(dòng)作電流的整取，動(dòng)作時(shí)限為靈敏度校驗(yàn)：作近后備時(shí)，按本線路CD末端的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)，即4.5 整定參數(shù)表4-1 整定值參數(shù)表保護(hù)編號(hào)整定參數(shù)I(KA)1QF3QF5QF7QF備注第I段1.5290.99841.2621.3498保護(hù)范圍000第II段1.38710.48730.9510.25690.50.50.50.50.731.1620.880.63第III段0.42210.27531.50.52.092.6近后備1.722.09遠(yuǎn)后備是否加電流電壓互鎖環(huán)節(jié)加加4.6 繪制保護(hù)6的接線圖繪出保護(hù)6的繼電保護(hù)接線圖(包括原理圖和展開(kāi)

29、圖)，并要用表格列出該保護(hù)需要設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量圖4-2三段式電流保護(hù)原理接線圖圖4-3三段式電流保護(hù)交流回路圖圖4-4三段式電流保護(hù)直流回路圖4.7 BRD663微機(jī)保護(hù)裝置4.7.1三段式相間電流保護(hù)本裝置設(shè)三段式相間電流保護(hù)。速斷、過(guò)流段、過(guò)流段均可以獨(dú)立地用控制字選擇，同時(shí)還配置了低電壓元件，可構(gòu)成電流與電壓的閉鎖保護(hù)，當(dāng)任一相電流大于整定值后，判別元件動(dòng)作。電流保護(hù)的閉鎖元件有：低電壓閉鎖、PT斷線閉鎖、方向閉鎖，以上閉鎖都是通過(guò)定值設(shè)置投退。方向元件采用90接線方式，方向元件的動(dòng)作范圍如右圖4-5所示（以Ia為例）。UaIaUbc靈敏角靈敏線本裝置電流保護(hù)段、段均為三相式配置（

30、完全星形）。 圖4-5：90接線動(dòng)作范圍圖三段式電流保護(hù)邏輯圖如圖4-6： 圖4-6：三段式電流保護(hù)邏輯圖零序過(guò)流保護(hù)零序過(guò)流保護(hù)是針對(duì)接地系統(tǒng)而設(shè)置，當(dāng)系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)時(shí)，可以將零序保護(hù)設(shè)置為動(dòng)作信號(hào)。零序過(guò)流保護(hù)采用零序電流基波幅值和方向的方法來(lái)判別，零序保護(hù)動(dòng)作于跳閘或告警信號(hào)，可由控制字進(jìn)行選擇。零序過(guò)流的方向有大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)之分，在大電流接地系統(tǒng)故障中，零序電流超前零序電壓95110，所以我們?cè)O(shè)置了70的靈敏角，如圖5-3所示：非動(dòng)作區(qū)-U0I0U0靈敏角靈敏線圖4-7：70靈敏角動(dòng)作范圍圖煤礦井下610KV電壓等級(jí)的中性點(diǎn)不接地或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)為小電

31、流接地系統(tǒng)，小電流接地系統(tǒng)的方向我們采用了和上圖相反的動(dòng)作區(qū)。零序過(guò)流的邏輯框圖如圖4-8：圖4-8：零序過(guò)流邏輯圖第五章 對(duì)保護(hù)的評(píng)價(jià)根據(jù)“繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”及題目給定的要求，從選擇性、靈敏性、速動(dòng)性及可靠性四個(gè)方面來(lái)對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。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)性及可靠性等方面衡量的。1、選擇性電流速斷保護(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(zhǎng)，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(guò)電流保護(hù)作為本線路和相鄰下一線路的后備保護(hù)。實(shí)際上，電流速斷保護(hù)I段常常不能通過(guò)靈敏度的校驗(yàn)，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)運(yùn)行方式變化比

32、較大，在最小運(yùn)行方式下，保護(hù)I段往往沒(méi)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段的主保護(hù)。本設(shè)計(jì)中，為了保證選擇性，采用了功率方向元件，并通過(guò)上下級(jí)之間的配合實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性。2、速動(dòng)性電流電壓保護(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(zhǎng)，有時(shí)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)好幾秒，因而一般情況下只能作為線路的后備保護(hù)。本設(shè)計(jì)的主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間滿足題目要求。3、靈敏度電流保護(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要求。但在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大，線路很短和線路長(zhǎng)而負(fù)荷重等情況下，其靈敏度可能不容易滿足要求

33、，甚至出現(xiàn)保護(hù)范圍為零的情況。三段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，并且一般情況下都能較快切除故障。缺點(diǎn)是它的靈敏度受保護(hù)方式和短路類(lèi)型的影響，此外在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中才有選擇性。4、可靠性電流保護(hù)的電路構(gòu)成，整定計(jì)算及調(diào)試維修都較為簡(jiǎn)單，因此，它是最可靠的一種保護(hù)。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(zhǎng)，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(guò)電流保護(hù)作為本線路和相鄰下一線路的后備保護(hù)。實(shí)際上，供配電線路并不一定都要裝設(shè)三段式電流保護(hù)。比如，處于電網(wǎng)未端附近的保護(hù)裝置，當(dāng)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5時(shí)，而且沒(méi)有防止導(dǎo)線燒損及保護(hù)配合上的要求的情況下，

34、就可以不裝設(shè)電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)，而將過(guò)電流保護(hù)作為主保護(hù)。三段式電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠，并且一般情況下都能較快切除故障。缺點(diǎn)是它的靈敏度受保護(hù)方式和短路類(lèi)型的影響，此外在單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中才有選擇性。故一般適用于35KV以下的電網(wǎng)保護(hù)中。第六章 設(shè)計(jì)心得此次設(shè)計(jì)通過(guò)短路電流的計(jì)算發(fā)現(xiàn)電流的三段式電流保護(hù)不能滿足要求，故根據(jù)本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，以及繼電保護(hù)“四性”的總要求故采用了反應(yīng)相間短路的距離保護(hù)。由于本次設(shè)計(jì)涉及到不同運(yùn)行方式下的不同類(lèi)型的短路電流的計(jì)算，這對(duì)本次設(shè)計(jì)增加了難度。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)首先要將各元件參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，而后對(duì)每一個(gè)保護(hù)線路未端短路時(shí)進(jìn)行三相短路電流的計(jì)算，二相短路電流的計(jì)算。在整定時(shí)對(duì)每一個(gè)保護(hù)電流保護(hù)阻抗的整定，并且對(duì)其進(jìn)行靈敏度較驗(yàn)。通過(guò)