畢業(yè)論文范文————電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)

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1、目錄第1章緒論.1第1.1節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用.1第1.2節(jié)繼電保護(hù)的基本特性.1第2章系統(tǒng)元件參數(shù)的計(jì)算.4第3章電流 電壓互感器及變壓器中性點(diǎn)的選擇.5第3.1節(jié)輸電線路電流 電壓互感器的選擇.5第3.2節(jié)變壓器中性點(diǎn)的選擇.6第4章系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇.10第4.1節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇.10第5章短路計(jì)算. .12第 5.1節(jié)短路的概述.12第5.2節(jié)短路計(jì)算的意義.13第6章相間距離保護(hù)整定和靈敏度檢驗(yàn).15第6.1節(jié)概述.15第6.2節(jié)相間距離保護(hù)裝置各保護(hù)段定值配合的原則.17第6.3節(jié)距離保護(hù)整定計(jì)算.18第6.4節(jié)距離保護(hù)整定和靈敏度校驗(yàn).20第7章電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇

2、與整定計(jì)算.24第7.1節(jié)概述.24第7.2節(jié)零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析.25第7.3節(jié)零序電流保護(hù)的整定計(jì)算.26第8章 自動(dòng)重合閘選擇及整定.308.1節(jié)自動(dòng)重合閘的選擇.31第8.2自動(dòng)重合閘的基本要求.32第8.3節(jié) 自動(dòng)重合閘整定計(jì)算.33感謝.35沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院第 1 章 緒 論第.節(jié)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用我企業(yè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運(yùn)行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)備及人為因素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。故障中最常見(jiàn)，危害最大的是各種型式的短路。為此，還應(yīng)設(shè)置以各

3、級(jí)計(jì)算機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施的安全監(jiān)控系統(tǒng)，它能對(duì)包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施控制。這樣才能更進(jìn)一步地確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置，就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：（1） 當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)能自動(dòng)地、迅速地和有選擇性地動(dòng)作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以系統(tǒng)無(wú)故障的部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，并使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。（2）當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)，根據(jù)不正常運(yùn)行情況的種類和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件，繼電保護(hù)裝置則發(fā)出信號(hào)，以便由值班人員及時(shí)處理，或由裝置

4、自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。由此可見(jiàn)，繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過(guò)預(yù)防事故或縮小事故范圍來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的不可缺少的技術(shù)措施。在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中，如果沒(méi)有專門的繼電保護(hù)裝置，要想維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行是根本不可能的。第.節(jié)繼電保護(hù)的基本特性動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。1. 2. 1 選擇性 所謂繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)

5、作時(shí)，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)秒年個(gè)鼓掌切除?？傊?，要求繼電保護(hù)裝置有選擇地動(dòng)作，是提高電力系統(tǒng)供電可靠性的基本條件，保護(hù)裝置無(wú)選擇性的動(dòng)作，又沒(méi)有采取措施（如線路的自動(dòng)重合閘）予以糾正，是不允許的。1. 2. 2 速動(dòng)性所謂速動(dòng)性就是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障。對(duì)于反應(yīng)短路故障的繼電保護(hù)，要求快速動(dòng)作的主要理由和必要性在于：（1） 快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，快速切除故障是提高系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)事故的一項(xiàng)重要措施。（4） 快速切除故障可以防止故障的擴(kuò)大，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或設(shè)備自動(dòng)投入成功率。從上述理由可知，快速切除鼓掌，對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠

6、性具有重大的意義。切除故障的時(shí)間是指從發(fā)生短路故障的時(shí)刻起到斷路器跳閘電弧熄滅為止的時(shí)間，它等于繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器跳閘時(shí)間之和。所以，為了保證快速切除故障，除了加快保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間之外，還必須采用快速跳閘 斷路器。1. 2. 3 靈敏性所謂繼電保護(hù)裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí)，保護(hù)裝置的反映能力。1. 2. 4 可靠性所謂保護(hù)裝置的可靠性是指在撥戶范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作；而在不屬于它動(dòng)作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動(dòng)作。要求繼電保護(hù)裝置有很高的可靠性是非常重要的。因?yàn)?，博?ài)戶裝置的拒絕動(dòng)作或誤

7、動(dòng)作，都將給電力系統(tǒng)和用戶帶來(lái)嚴(yán)重的損失。所以，在設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)繼電保護(hù)裝置時(shí)，必須滿足可靠性的要求。以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、培植和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù)，又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往由存在著矛盾。因此，在實(shí)際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。參數(shù)計(jì)算需要用到標(biāo)幺值或有名值，在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機(jī)電抗，廠家給出的是以發(fā)電機(jī)額定容量Sn和額定電壓Un為基值的標(biāo)幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標(biāo)幺制中，單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示，標(biāo)幺值的定義如下：標(biāo)幺值=實(shí)際有名值（任意單

8、位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）可見(jiàn)，一個(gè)物理量的標(biāo)幺值，就是其有名值與選定的同單位的基準(zhǔn)值比值，也就是對(duì)基準(zhǔn)值的倍數(shù)值。顯然，同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè)物理量的標(biāo)幺值是，必須同時(shí)說(shuō)明起基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)意義的。使用標(biāo)幺值,首先必須選定基準(zhǔn)值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取。系統(tǒng)各元件參數(shù)的計(jì)算是進(jìn)行以后各種計(jì)算的基礎(chǔ)，例如各種網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)和短路零序電流的計(jì)算等等。 第2章 系統(tǒng)元件參數(shù)的計(jì)算21 元件參數(shù)計(jì)算原則參數(shù)計(jì)算需要用到標(biāo)幺值或有名值，因此做下述簡(jiǎn)介。在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示

9、方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機(jī)電抗，廠家給出的是以發(fā)電機(jī)額定容量Sn和額定電壓Un為基值的標(biāo)幺電抗Xd（%）；而輸電線路電抗，通常是用有名值。在標(biāo)幺制中，單個(gè)物理量均用標(biāo)幺值來(lái)表示，標(biāo)幺值的定義如下：標(biāo)幺值=實(shí)際有名值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與有名值同單位）顯然，同一個(gè)實(shí)際值，當(dāng)所選的基準(zhǔn)值不同是，其標(biāo)幺值也不同。所以當(dāng)訴說(shuō)一個(gè)物理量的標(biāo)幺值是，必須同時(shí)說(shuō)明起基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒(méi)意義的。當(dāng)選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準(zhǔn)值分別為UB、IB、ZB和SB時(shí),相應(yīng)的標(biāo)幺值為U=U/UB （2-1） I=I/ IB （2-2）Z=Z/ZB （2-3） S=S/SB （2-4）使用標(biāo)幺

10、值,首先必須選定基準(zhǔn)值.電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇,在符合電路基本關(guān)系的前提下,原則上可以任意選取。四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值都要分別滿足以上的公式。因此，四個(gè)基準(zhǔn)值只能任選兩個(gè)，其余兩個(gè)則由上述關(guān)系式?jīng)Q定。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值，原則上沒(méi)有限制；但習(xí)慣上多先選定UB B。這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB ZB, 可得:U （2-5）UUB （2-6）U和原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來(lái)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(jī)的總功率；有時(shí)也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。（3）標(biāo)幺值的歸算 精確的計(jì)算法，再標(biāo)幺值歸算中，不僅將各電壓級(jí)參數(shù)歸

11、算到基本級(jí)，而且還需選取同樣的基準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值。 1）將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值按有名制的精確計(jì)算法歸算到基本級(jí)，再基本級(jí)選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。 2）各電壓級(jí)參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級(jí)選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各被歸算級(jí)歸算，然后救災(zāi)各電壓級(jí)用歸算得到的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率計(jì)算各元件的標(biāo)幺值。 近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算也是用平均額定電行計(jì)算。標(biāo)幺值的近似計(jì)算可以就在各電壓級(jí)用選定的功率基準(zhǔn)值和各平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算標(biāo)幺值即可。本網(wǎng)絡(luò)采用近似計(jì)算法。選取基準(zhǔn)值：SB=100MVA UB1=115 KV UB2=10.5 KV UB3=6.3 KV計(jì)算結(jié)果

12、為： （計(jì)算結(jié)果詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)第1頁(yè)）22 元件參數(shù)一覽表電源： 參數(shù)計(jì)算表(2-1) 名稱額定容量功率因數(shù)Xd正序電抗GSBCOS標(biāo)幺值有名值()發(fā)電機(jī)A43 MVA0.80.280.65186.116發(fā)電機(jī)B75MVA0.80.150.226.45發(fā)電機(jī)C31.25MVA0.80.1650.152669.828變壓器 參數(shù)計(jì)算表(2-2)變壓器名稱變壓器額定容量（MVA）變比短路電壓百分比繞組電抗標(biāo)幺值有名值（）UkXT*XTT140 MVA10.5 0.262534.716T215 MVA10.50.792.575T331.5 MVA 10.50.33344.083 T410 MVA1

13、0.51.05138.863 T520 MVA10.50.52569.431線路名稱長(zhǎng)度（KM）正（負(fù)）序電阻正（負(fù)）序電抗零序電阻零序電抗有名值（）標(biāo)幺值有名值（）標(biāo)幺值有名值（）標(biāo)幺值有名值（）標(biāo)幺值L1305.10.0386120.090715.30.1157420.318L2305.10.0386120.090715.30.1157420.318L3305.10.038612 0.090715.30.115742 0.318L46010.20.0771240.181530.60.23141320.9981線路 參數(shù)計(jì)算表(2-3)第3章 電流 電壓互感器及變壓器中性點(diǎn)的選擇 第3.1節(jié)

14、 輸電線路電流 電壓互感器的選擇3.1.1 輸電線路 CT的選擇 （1）CT的作用電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關(guān)系。額定的情況下，電流互感器的二次側(cè)電流取為5A，這樣可使繼電保護(hù)裝置和其它二次回路的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)化。電保護(hù)裝置和其它二次回路設(shè)備工作于低電壓和小電流，不僅使造價(jià)降低，維護(hù)方便，而且也保證了運(yùn)行人員的安全。1） 電流互感器二次回路必須有一點(diǎn)接地，否則當(dāng)一，二次擊穿時(shí)，造成威脅人身和設(shè)備的安全。（2）CT的選擇和配置型號(hào)：電流互感器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)作用環(huán)境條件與產(chǎn)品情況選擇。（1）PT的作用電壓互感器的作用是將一

15、次側(cè)高電壓成比例的變換為較低的電壓，實(shí)現(xiàn)了二 次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。電壓互感器二次側(cè)電壓通常為100V,這樣可以做到測(cè)量?jī)x表及繼電器的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。（2）PT的配置原則：型式：電壓互感器的型式應(yīng)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(shí)，應(yīng)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(dòng)范圍：1.1UnU10.9Un二次電壓：100V準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表.繼電器與自動(dòng)裝置及設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求來(lái)確定。二次負(fù)荷：S2Sn（3） 輸電線路上PT變比的選擇線路電均為110KV,故選用三相屋外的PT。由

16、發(fā)電廠電氣部分課設(shè)參考資料查得變比為?？捎萌齻€(gè)單相的PT組合而成。第3.2節(jié) 變壓器中性點(diǎn)的選擇3.2.1 變壓器中性點(diǎn)的選擇原則（1）電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。目前我國(guó)的電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要有三種，中性點(diǎn)不接地，經(jīng)過(guò)消弧線圈和直接接地，前兩種稱不接地電流系統(tǒng)；后一種又稱為大接地電流系統(tǒng)。（2）如何選擇發(fā)電機(jī)或變壓器中性點(diǎn)的運(yùn)行方式，是一種比較復(fù)雜的綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，不論采用哪一種運(yùn)行方式，都涉及到供電可靠性，過(guò)電壓絕緣配合，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作，系統(tǒng)的布置，電訊及無(wú)線電干擾，接地故障時(shí)對(duì)生命的危險(xiǎn)以及系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列問(wèn)題。（3）

17、本課題所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)是110。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。主變壓器的側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式：凡是中低壓有電源的升壓站和降壓站至少有一臺(tái)變壓器直接接地 終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般接地。 變壓器中性點(diǎn)接地點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)使用電網(wǎng)短路點(diǎn)的綜合零序電抗。（4）所有普通變壓器的中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，以便于運(yùn)行調(diào)度靈活，選擇接地點(diǎn)，當(dāng)變壓器中性點(diǎn)可能斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，若該變壓器中性點(diǎn)絕緣不按線電壓設(shè)計(jì)，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器的保護(hù)。（5）選擇接地點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，雙母線界限有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。根據(jù)上述原則本次設(shè)計(jì)的變

18、壓器中性點(diǎn)的接地方式為表31名稱發(fā)電廠變電站變壓器數(shù)4 臺(tái)2 臺(tái)接地?cái)?shù)目3 臺(tái)2臺(tái)第4章 系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇 4.1.1 最大運(yùn)行方式計(jì)算短路電流時(shí)運(yùn)行方式的確非常重要，因?yàn)樗P(guān)系到所選的保護(hù)是否經(jīng)濟(jì)合理，簡(jiǎn)單可靠，以及是否能滿足靈敏度要求等一系列問(wèn)題保護(hù)的運(yùn)行方式是以通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流大小來(lái)區(qū)分的。根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)點(diǎn)設(shè)備都投入運(yùn)行或大部分投入運(yùn)行，以及選定的接地中性點(diǎn)全部接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式稱為最大運(yùn)行方式。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)，變壓器，并聯(lián)線路全投入的運(yùn)行方式。系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式工作的時(shí)候，等值阻抗最小，短路電流最大，發(fā)電機(jī)容量最大。4.1.2 最小運(yùn)行方式根據(jù)

19、系統(tǒng)最小負(fù)荷投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn)行方式稱為最小運(yùn)行方式，對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō)是短路時(shí)通過(guò)保護(hù)的短路電流最小的運(yùn)行方式。對(duì)通常都是根據(jù)最大運(yùn)行方式來(lái)缺定保護(hù)的整定值，以保證選擇性，在其它運(yùn)行方式下也一定能保證選擇性，靈敏度的校驗(yàn)應(yīng)根據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)運(yùn)行。因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下靈敏度一定能滿足要求。它是指供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)，變壓器，并聯(lián)線路部分投入的運(yùn)行方式。系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式工作的時(shí)候，應(yīng)該滿足等值阻抗最大，短路電流最小，發(fā)電機(jī)容量最小的條件。第4.1節(jié) 系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇系統(tǒng)最大最小運(yùn)行方式的結(jié)果為：。（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)第15-25頁(yè)）DL1最大運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，

20、L4雙回線運(yùn)行最小運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，L4單線運(yùn)行DL2最大運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，L4雙回線運(yùn)行最小運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，L4單線運(yùn)行DL3（DL4）最大運(yùn)行方式A廠停行，L4單線運(yùn)行最小運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，L4雙回線運(yùn)行DL5 （DL6）最大運(yùn)行方式A廠運(yùn)行，L4單線運(yùn)行 最小運(yùn)行方式A廠停行，L4雙回線運(yùn)行第 5 章 短路計(jì)算第 5.1 節(jié) 短路的概述短路是電力系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障。所謂短路，是指一切不正常的相程與相或中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中相與地之間的短路。5.1.1 短路的后果短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果，主要表現(xiàn)在如下幾方面。(1) 短路故障使短路點(diǎn)附近的某些支路中流過(guò)巨大的短路電流（大容量系

21、統(tǒng)中可達(dá)數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)安培），產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)可能使電氣設(shè)備變形或損壞。(2) 巨大短路電流的熱效應(yīng)可能燒壞設(shè)備。(3) 短路時(shí)短路點(diǎn)的電壓比正常運(yùn)行時(shí)低，如果是三相短路，則短路點(diǎn)的電壓為零。這必然導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)電壓大幅度的下降，可能使部分用戶的供電受到破壞，接在網(wǎng)絡(luò)中的用電設(shè)備不能正常工作。如在用電設(shè)備中占有很大比重的異步電動(dòng)機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，當(dāng)電壓下降幅度較大時(shí)，電動(dòng)機(jī)將停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)，因電壓下降幅度較小而能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但它的轉(zhuǎn)速將降低，導(dǎo)致產(chǎn)生廢，次產(chǎn)品。此外，由于電壓下降，轉(zhuǎn)速降低，而電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載又未變化，電動(dòng)機(jī)繞組將流過(guò)較大的電流，如果短路持續(xù)時(shí)間

22、較長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)必然過(guò)熱，使絕緣迅速老化，縮短電動(dòng)機(jī)的壽命。(4) 影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性在由多個(gè)發(fā)電機(jī)組成的電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，由于電壓大幅度下降，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率急劇減少，如果由原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械功率來(lái)不及調(diào)整，發(fā)電機(jī)就會(huì)加速而失去同步，使系統(tǒng)瓦解而造成大面積停電，這是短路造成的最嚴(yán)重，最危險(xiǎn)的后果。(5) 對(duì)通信干擾第5.2節(jié) 短路計(jì)算的意義5.2.1 短路計(jì)算的目的短路故障對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后要盡量限制所影響的范圍。短路的問(wèn)題一直是電力技術(shù)的基本問(wèn)題之一，無(wú)論

23、從設(shè)計(jì)，制造，安裝，運(yùn)行和維護(hù)檢修等各方面來(lái)說(shuō)，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計(jì)算短路電流的方法。針對(duì)本次設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算的主要目的是：繼電保護(hù)的配置和整定。系統(tǒng)中應(yīng)配置哪些繼電保護(hù)以及保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。電力工程中，計(jì)算短路電流的目的還很多，不可能一一列舉，如確定中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，計(jì)算輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等都需要計(jì)算短路電流。綜上所述，對(duì)電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行計(jì)算和

24、分析是十分重要的。無(wú)論是電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，或是運(yùn)行和管理，各環(huán)節(jié)都免不了對(duì)短路故障的分析和計(jì)算。但是，實(shí)際的電力系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，突然短路的暫態(tài)過(guò)程更加復(fù)雜，要精確計(jì)算任意時(shí)刻的短路電流非常困難。然而實(shí)際工程中并不需要十分精確的計(jì)算結(jié)果，但卻要求計(jì)算方法簡(jiǎn)捷，適用，其計(jì)算結(jié)果只要能滿足工程允許誤差即可。因此，工程中適用的短路計(jì)算，是采用在一定假設(shè)條件下的近似計(jì)算法， 這種近似計(jì)算法在電力工程中稱為短路電流實(shí)用計(jì)算。5.2.2 計(jì)算短路電流的基本程序短路電流計(jì)算是電力系統(tǒng)基本計(jì)算之一，一般采用標(biāo)幺制進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于已知電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計(jì)算的主要步驟如下：（1） 制定等值網(wǎng)絡(luò)并計(jì)算各

25、元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值。（2） 網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化。對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)消去電源點(diǎn)與短路點(diǎn)以外的中間節(jié)點(diǎn)，把復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化為如下兩種形式之一：（3）一個(gè)等值電勢(shì)和一個(gè)等值電抗的串聯(lián)電路，（4）多個(gè)有源支路并聯(lián)的多支星形電路，（5） 考慮接在短路點(diǎn)附近的大型電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響。（6）計(jì)算指定時(shí)刻短路點(diǎn)發(fā)生某種短路時(shí)的短路電流（含沖擊電流和短路全電流有效值）。（7） 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)各支路的短路電流和各母線的電壓。一般情況下三相短路是最嚴(yán)重的短路（某些情況下單相接地短路或兩相接地短路電流可能大于三相短路電流）。因此，絕大多數(shù)情況是用三相短路電流來(lái)選擇或校驗(yàn)電氣設(shè)備。另外，三相短路是對(duì)稱短路，它的分析和計(jì)算方法是不對(duì)稱短

26、路分析和計(jì)算的基礎(chǔ)。第 6章 相間距離保護(hù)整定和靈敏度檢驗(yàn)第 6.1 節(jié) 概述6.1.1 距離保護(hù)的基本概念 由于電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的情況，系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化增大，長(zhǎng)距離負(fù)荷線路增多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，在這些情況下，相間的電流、電壓保護(hù)的靈敏度、快速性、選擇性往往不能滿足要求。 電流、電壓保護(hù)是依據(jù)保護(hù)安裝處測(cè)量電流、電壓的大小及相應(yīng)的動(dòng)作時(shí)間來(lái)判斷故障是否發(fā)生以及是否屬于內(nèi)部故障，因不受系統(tǒng)的運(yùn)行方式及電網(wǎng)的接線影響大可以聯(lián)想到，對(duì)一個(gè)被保護(hù)元件，在其一端裝設(shè)的保護(hù)，如能測(cè)量出故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離并于保護(hù)范圍對(duì)應(yīng)的距離比較，即少判斷出故障點(diǎn)位置從而決定其行為。這種方式顯然不受

27、運(yùn)行方式和接線的影響，這樣構(gòu)成的保護(hù)就是距離保護(hù)。顯然，它是適應(yīng)新的情況的保護(hù)。6.1.2 阻抗繼電器 阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的主要元件，它是反映從故障點(diǎn)至保護(hù)安裝之間阻抗值大小的的測(cè)量元件，通常稱為阻抗繼電器。阻抗繼電器的種類很多，但根據(jù)其基本性質(zhì)可分為兩大類，即第I類阻抗繼電器和第II類阻抗繼電器。第I類阻抗繼電器的主要特點(diǎn)是，它的動(dòng)作特性可直接表示在阻抗（或?qū)Ъ{）復(fù)數(shù)平面上，因而可利用它在復(fù)數(shù)平面上的特性曲線，對(duì)繼電器在各種故障方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式下的行為進(jìn)行分析。這些特性曲線，都可以表示為通入繼電器的電壓與電流的某種函數(shù)。根據(jù)各種不同的構(gòu)成方式，可以得到圓、直線、橢圓、平行四邊形等各種

28、軌跡曲線；也可以構(gòu)成帶有方向性的圓特性及帶有偏移的圓特性曲線。對(duì)于第II類阻抗繼電器，根據(jù)它的動(dòng)作原理，其動(dòng)作特性不能表示成為復(fù)數(shù)平面上的單一變量Z的某個(gè)函數(shù)曲線，因而只能根據(jù)繼電器的原始動(dòng)作方程式，以及具體的系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障類型，對(duì)繼電器的動(dòng)作行為進(jìn)行分析，所以其特性分析較為復(fù)雜。6.1.3 距離保護(hù)的基本特性(1) 距離保護(hù)的基本構(gòu)成距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間阻抗大小（距離大?。┑淖杩估^電器為主要元件（測(cè)量元件），動(dòng)作時(shí)間具有階梯性的相間保護(hù)裝置。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大雨預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍

29、之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時(shí)間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。(2) 距離保護(hù)的應(yīng)用距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。(3) 距離保護(hù)各段動(dòng)作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的80%85%，其動(dòng)作時(shí)間一般不大于0.030.1s（保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)

30、間），前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第II段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合，動(dòng)作時(shí)間一般為0.51.5s，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III（IV）段，其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。(4) 距離保護(hù)裝置特點(diǎn) 由于距離保護(hù)主要反映阻抗值，一般說(shuō)其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較小，運(yùn)行中躲開(kāi)負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響（只要流過(guò)裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精確工作電流）。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于地II、III段，保

31、護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定。特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。第 6.2 節(jié) 相間距離保護(hù)裝置各保護(hù)段定值配合的原則6.2.1 距離保護(hù)定值配合原則距離保護(hù)定值配合的基本原則如下：(1) 距離保護(hù)裝置具有階梯式特性時(shí)，起相鄰上、下級(jí)保護(hù)段之間應(yīng)該逐級(jí)配合，即兩配合段之間應(yīng)在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上互相配合。距離保護(hù)也應(yīng)與上、下相鄰的其他保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍上相配合。例如：當(dāng)相鄰為發(fā)電機(jī)

32、變壓器組時(shí)，應(yīng)與其過(guò)電流保護(hù)相配合；當(dāng)相鄰為變壓器或線路時(shí)，若裝設(shè)電流、電流保護(hù)，則應(yīng)與電流、電壓保護(hù)之動(dòng)作時(shí)間及保護(hù)范圍相配合。(2) 在某些特殊情況下，為了提高保護(hù)某段的靈敏度，或?yàn)榱思铀倌扯伪Ｗo(hù)切除故障的時(shí)間，采用所謂“非選擇性動(dòng)作，再由重合閘加以糾正”的措施。例如：當(dāng)某一較長(zhǎng)線路的中間接有分支變壓器時(shí)，線路距離保護(hù)裝置第I段可允許按伸入至分支變壓器內(nèi)部整定，即可仍按所保護(hù)線路總阻抗的80%85%計(jì)算，但應(yīng)躲開(kāi)分支變壓器低壓母線故障；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，線路距離保護(hù)第I段可能與變壓器差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作（因變壓器差動(dòng)保護(hù)設(shè)有出口跳閘自保護(hù)回路），而由線路自動(dòng)重合閘加以糾正，使供電線路恢復(fù)

33、正常供電。(3) 采用重合閘后加速方式，達(dá)到保護(hù)配合的目的。采用重合閘后加速方式，除了加速故障切除，以減小對(duì)電力設(shè)備的破壞程度外，還可借以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。這可在下述情況下實(shí)現(xiàn)：當(dāng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，故障線路由距離保護(hù)斷開(kāi)，線路重合閘動(dòng)作，進(jìn)行重合。此時(shí)，線路上、下相鄰各距離保護(hù)的I、II段可能均由其振蕩閉鎖裝置所閉鎖，而未經(jīng)振蕩閉鎖裝置閉鎖的第III段，在有些情況下往往在時(shí)限上不能互相配合（因有時(shí)距離保護(hù)III段與相鄰保護(hù)的第II段配合），故重合閘后將會(huì)造成越級(jí)動(dòng)作。其解決辦法是采用重合閘后加速距離保護(hù)III段，一般只要重合閘后加速距離保護(hù)III段在1.52s，即可躲開(kāi)系統(tǒng)振蕩周期，故

34、只要線路距離保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間大于22.5s，即可滿足在重合閘后仍能互相配合的要求。第 6.3 節(jié) 距離保護(hù)整定計(jì)算6.3.1 距離保護(hù)段整定計(jì)算（1） 當(dāng)被保護(hù)線路無(wú)中間分支線路（或分支變壓器）時(shí)，定值計(jì)算按躲過(guò)本線路末端故障整定，一般可按被保護(hù)線路正序阻抗的80%-85%計(jì)算，即Zdz.IKkZxl （61）式中 Zdz.I 距離保護(hù)I段的整定阻抗； Zxl 被保護(hù)線路的正序相阻抗； Kk 可靠系數(shù)，可取0.80.85； 而保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間按 t=0秒整定。（2） 當(dāng)線路末端僅為一臺(tái)變壓器時(shí)（即線路變壓器組）其定值計(jì)算按不伸出線路末端變壓器內(nèi)部整定，即按躲過(guò)變壓器其他各側(cè)的母線故障定Zd

35、z.IKkZxl+KkbZb （62）式中 Zb 線路末端變壓器的阻抗； Kkb 可靠系數(shù)，取0.7； Kk 可靠系數(shù)，取0.80.85； Zxl 線路正序阻抗。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按t=0秒整定。（3）當(dāng)被保護(hù)線路中間接有分支線路或分支變壓器時(shí)其計(jì)算按同時(shí)躲開(kāi)本線路末端和躲開(kāi)分支線路（分支變壓器）末端故障整定，即 （63）及 Zdz.IKkZxl+KkZb （64）式中 Zxl本線路正序阻抗； Zxl本線中間接分支線路（分支變壓器）處至保護(hù)安裝處之間的線路的正序阻抗。 6.3.2 距離保護(hù)II段整定計(jì)算（1） 按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定Zdz.KkZl+KbKzZdz.I （65） 式中 Zl

36、 被保護(hù)線路阻抗； Zdz.I 相鄰距離保護(hù)I段動(dòng)作阻抗； Kk 可靠系數(shù)，取0.80.85； Kb 可靠系數(shù)，取0.7； Kz 助增系數(shù)，選取可能的最小值。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tdz.=t （66）式中 t 時(shí)間級(jí)差，一般取0.5s 。6.3.3 距離保護(hù)III段整定計(jì)算（1） 躲開(kāi)最小負(fù)荷阻抗遠(yuǎn)后備采用0度接線的方向阻抗繼電器Zdz.0.9UN/KkKhKzqIfh.maxcos（lm-fh） （67）式中 Kk 可靠系數(shù)，取1.21.3； Kh 返回系數(shù)，取1.151.25： Kzq 自起動(dòng)系數(shù)，取2； UN 電網(wǎng)的額定電壓；Ifh.max 最大負(fù)荷電流； lm 阻抗元件的最大靈敏角，取71.

37、57度；fm 負(fù)荷阻抗角，取26度；第 6.4節(jié) 距離保護(hù)整定和靈敏度校驗(yàn)6.4.1 1號(hào)斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 1號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)15頁(yè)）有名值：ZDZ1I=0.083866.950132.25=11.08366.950 （）整定時(shí)間：tDZ2I=0 s（2） 1號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定 與7DL距離I段保護(hù)相配合 KBmin =2.8121 ZDZ1II= 0.85(0.0386+j0.0907+ 2.81210.083866.950) =0.850.334266.960=0.28466.960 與變壓器B2速動(dòng)保護(hù)相配合因?yàn)榕c變壓器縱差保護(hù)配合時(shí)的整定值一定大

38、于與相鄰線路相間距離保護(hù)I段整定值配合時(shí)定值，所以與變壓器B2縱差保護(hù)相配合時(shí)的定值較大。 與L4線路5DL距離I段保護(hù)相配合Kbmin=1.367ZDZ1II =0.85(0.0386+j0.0907+ 1.3670.167666.950)=0.109-j0.2563=0.278566.950三者相比較,取最小者進(jìn)行整定, 即：ZDZ1II=0.278566.950132.25=36.83266.95（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)18頁(yè)）0（3） 靈敏度校驗(yàn)：Klm= ZDZ1II/ ZL1 = 0.2785 /0.0986=2.821.5,滿足靈敏度要求即 1號(hào)斷路器段整定值為36.832， 其動(dòng)作時(shí)限為0

39、.5秒。（4） 1號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ1III=193() （詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)24頁(yè)）（5） 靈敏度校驗(yàn)Klm近=14.81.5滿足要求 Klm遠(yuǎn)=2.931.3滿足要求6.4.2 2號(hào)斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 2號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)15頁(yè)）有名值：ZDZ2I=0.083866.950132.25=11.08366.950 （）整定時(shí)間：tDZ2I=0 s（2） 2號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定有名值：ZDZ2II=0.147966.950132.95=19.6() 即 2號(hào)斷路器段整定值為19.6（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)18頁(yè)） 其動(dòng)作時(shí)限為0.5秒（3） 2號(hào)斷路

40、器段距離保護(hù)整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ2III =2569.75() （詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)24頁(yè)）（4） 靈敏度校驗(yàn)近后備Klm= 197.081.5滿足要求。無(wú)遠(yuǎn)后備。6.4.3 3號(hào)斷路器距離保（如配置圖所示）（1） 3號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)15頁(yè)）有名值：ZDZ3I=0.167666.980132.25=22.16566.980 （）整定時(shí)間：tDZ3I=0 s（2）3號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定 與2DL距離I段保護(hù)相配合 KBmin =1.679 ZDZ3II=0.85(0.0771+j0.1815+ 1.6790.083866.950)=0.1124+j0.2463=0.2872

41、66.970 與7DL距離保護(hù)I段配合KBmin =1有名值：ZDZ3II=0.238866.980132.25=31.58166.980（） 與6DL距離保護(hù)I段配合由計(jì)算分析知無(wú)法與6DL保護(hù)I段相配合 與相鄰B2變壓器縱差保護(hù)配合因?yàn)榕c變壓器縱差保護(hù)配合時(shí)的整定值一定大于與相鄰線路相間距離保護(hù)I段整定值配合時(shí)的定值，所以與B2縱差保護(hù)配合時(shí)定值較大上述四者相比較，取最小者進(jìn)行整定，即ZDZ3II= 132.250.238866.980=31.58166.980（）（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)22頁(yè)）0（6） 靈敏度校驗(yàn)：Klm= ZDZ1II/ ZL1 = 0.2785 /0.0986=2.821.5,

42、滿足靈敏度要求即 1號(hào)斷路器段整定值為36.832， 其動(dòng)作時(shí)限為0.5秒。（7） 1號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ3III =193()（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)24頁(yè)）（8） 靈敏度校驗(yàn)Klm近= 7.421.5 滿足要求 Klm遠(yuǎn)=2.91.3 滿足要求4DL整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)同3DL. 6.4.4 5號(hào)斷路器距離保（如配置圖所示）（1）5號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)15頁(yè)）有名值：ZDZ5I=0.167666.980132.25=22.16566.980 （）整定時(shí)間：tDZ5I=0 s（2） 5號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定 與4DL保護(hù)I段配合由計(jì)算分析知無(wú)法與4DL保護(hù)I段相

43、配合 整定原則：按保證被保護(hù)線路L4末端故障保護(hù)有足夠靈敏度整定有名值 ZDZ2II=0.276166.980132.95=36.514() 即 5號(hào)斷路器段整定值為36.514（詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)24頁(yè)） 其動(dòng)作時(shí)限為0.5秒（3） 5號(hào)斷路器段距離保護(hù)整定采用方向阻抗繼電器 ZDZ5III=220.26() （詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)25頁(yè)）（4） 靈敏度校驗(yàn)近后備Klm=8.471.5滿足要求。無(wú)遠(yuǎn)后備。6DL整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)同5DL.第7章 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算第 7.1 節(jié) 概述7.1.1零序保護(hù)原理 WXB-11C型微機(jī)保護(hù)中零序保護(hù)設(shè)置了五段全相運(yùn)行時(shí)的零序保護(hù)，兩段非全相運(yùn)行時(shí)的

44、不靈敏段零序保護(hù)，全相運(yùn)行時(shí)各段零序保護(hù)的方向元件均可由控制字整定投入或退出。重合加速、段，可由控制字分別投入或退出，后加速時(shí)間均固定為0.1S，另外零序段在重合閘后帶0.1S延時(shí)。（1） 起動(dòng)元件本裝置零序保護(hù)由相電流差突變量啟動(dòng)，為防止CT斷線，零序保護(hù)誤動(dòng)設(shè)置了3U0突變量元件把關(guān)閉鎖，此功能由控制字整定投入或退出。（2） 3U0的切換零序保護(hù)方向元件的3U0，正常情況下均取用自產(chǎn)3U0即軟件根據(jù)Ua+Ub+Uc=3U0獲得，若故障前發(fā)現(xiàn)上述等式不成立（可能PTDX），而此時(shí)Ua+Ub+Uc=0仍成立，則故障時(shí)仍取用自產(chǎn)3U0，Ua+Ub+Uc0則取實(shí)際接入的3U0，不考慮Ua、Ub、U

45、c與3U0同時(shí)斷線的情況。PT斷線時(shí)零序保護(hù)不退出工作，也不報(bào)警。712零序電流保護(hù)的特點(diǎn)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可做為一種主要的接地短路保護(hù)。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護(hù)仍有電流保護(hù)的某些弱點(diǎn)，即它受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低。當(dāng)零序電流保護(hù)的保護(hù)效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)。接地距離保護(hù)因其保護(hù)范圍比較固定，對(duì)本線路和相鄰線路的博愛(ài)戶效果都會(huì)有所改善。零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序?yàn)V過(guò)器，接線簡(jiǎn)單

46、可靠，零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。 第 7.2 節(jié) 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析7.2.1 接地短路電流、電壓的特點(diǎn) 根據(jù)接地短路故障的計(jì)算方法可知，接地短路是相當(dāng)于在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點(diǎn)增加額外附加電抗的短路。這個(gè)額外附加電抗就是負(fù)序和零序綜合電抗。各序的電流分配，只決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關(guān)系；而各序電流的絕對(duì)值要受其他序電抗的影響。 計(jì)算分支零序電流的分布時(shí)，例如：計(jì)算電流分支系數(shù)，只須研究零序序網(wǎng)的情況；當(dāng)要計(jì)算零序電流絕對(duì)值大小時(shí)，必須同時(shí)分析正、負(fù)、零三個(gè)序網(wǎng)的變化。零序電壓的特點(diǎn)，類似零序電流的情況。零序電壓分布在短路點(diǎn)最高，隨著距

47、短路點(diǎn)的距離而逐漸降低，在變壓器中性點(diǎn)接地處為零。7.2.2 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇計(jì)算零序電流大小和分布的運(yùn)行方式選擇，是零序電流保護(hù)整定計(jì)算的第一步。選擇運(yùn)行方式就是考慮零序電流保護(hù)所能適應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路變化大小的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門，但繼電保護(hù)可在此基礎(chǔ)上，加以分析選擇。其中變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目的多少和分配地點(diǎn)，對(duì)零序電流保護(hù)影響極大，通常由繼電保護(hù)整定計(jì)算部門決定。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇，一般可按下述條件考慮。(1) 總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確定中性點(diǎn)是否接地；其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗

48、在運(yùn)行中變化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí)，也可采取幾臺(tái)變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。(2) 發(fā)電廠的母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，這是電力系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)和繼電保護(hù)功能所需要的。為改善設(shè)備過(guò)電壓的條件，對(duì)雙母線上接有多臺(tái)（一般是四臺(tái)以上）變壓器時(shí)，可選擇兩臺(tái)變壓器同時(shí)接地運(yùn)行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路器斷開(kāi)后，也各自保持著接地系統(tǒng)。變電所的變壓器中性點(diǎn)分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點(diǎn)因班應(yīng)不接地運(yùn)行，以簡(jiǎn)化零序電流保護(hù)的整定計(jì)算；雙側(cè)電源受電的變壓器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺(tái)數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按變

49、壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。7.2.3 流過(guò)保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式選擇(1) 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運(yùn)行方式，線路末端的變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。(2) 多電源的輻射形電網(wǎng)及環(huán)狀電網(wǎng)，應(yīng)考慮到相臨線路的停運(yùn)或保護(hù)的相繼動(dòng)作，并考慮在最大開(kāi)機(jī)方式下對(duì)側(cè)接地方式最小，而本側(cè)（保護(hù)的背后）接地方式最大。(3) 計(jì)算各類短路電流值。(4)短路電流計(jì)算結(jié)果整理。（見(jiàn)11-12頁(yè)）第 7.3 節(jié) 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算7.3.1 零序電流保護(hù)I段的整定(1) 按躲開(kāi)本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即 IDZ.X0I=KKI IDLX0 (7-1)式中 KKI可靠系數(shù)，取1.21.3

50、；計(jì)算時(shí)取1.3IDLX0線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序電流。(2) 按躲開(kāi)線路斷路器三相不同時(shí)合閘的最大零序電流整定，即 IDZ.X0I=KKI 3I0.bt.max (7-2)式中 KKI 可靠系數(shù)，取1.11.2；計(jì)算時(shí)取1.13I0.bt.max 斷路器三相不同時(shí)合閘所產(chǎn)生的零序電流最大值。(3) 當(dāng)線路長(zhǎng)度太短致使零序I段保護(hù)范圍很小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍時(shí)，則零序I段保護(hù)應(yīng)停用。7.3.2 零序電流保護(hù)II段的整定此段保護(hù)一般擔(dān)負(fù)主保護(hù)任務(wù)，要求在本線路末端達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)。此段保護(hù)的整定原則也適用于零序電流保護(hù)III段的整定。此段保護(hù)按滿足以下條件整定：(1)按與相鄰下一級(jí)線

51、路的零序電流保護(hù)I段配合整定，即IDZX0II=KIIK IDZY0I/ Kbmin (7-3)式中 KIIK 可靠系數(shù)，取1.151.2； Kbmin 分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值； IDZY0I 相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段整定值。當(dāng)按此整定結(jié)果達(dá)不到規(guī)定靈敏系數(shù)時(shí)，可改為與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)II段配合整定。(2)按躲開(kāi)本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時(shí)流過(guò)的最大零序電流整定。(3) 當(dāng)本段保護(hù)整定時(shí)間等于或低于本線路相間保護(hù)某段的時(shí)間時(shí)，其整定值還必須躲開(kāi)該段相間的保護(hù)范圍末端發(fā)生相間短路的最大不平衡電流。7.3.3 零序電流保護(hù)III段保護(hù)的整定此段保護(hù)

52、一般是起后備保護(hù)作用。III段保護(hù)通常是作為零序電流保護(hù)II段保護(hù)的補(bǔ)充作用。對(duì)后備保護(hù)的要求是在相鄰下一級(jí)線路末端達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)。零序電流保護(hù)III段保護(hù)按滿足以下條件整定：(1) 按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)II段保護(hù)配合整定。當(dāng)本保護(hù)的零序電流保護(hù)II段已達(dá)到規(guī)定的靈敏系數(shù)時(shí)，此零序電流保護(hù)III段也可按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)III段配合整定，以改善后備性能。(2)按躲開(kāi)下一條線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，保護(hù)裝置零序電流濾過(guò)器中的最大不平衡電流來(lái)整定IDZX0III = KKIII Kap KSt Ker Ikmax (7-4)式中 KKIII 可靠系數(shù)。取1.11.2；

53、Kap非周期分量系數(shù)，取1.5； KSt 電流互感器的同性系數(shù)，取0.5； Ker電流互感器的10%誤差，取0.1； Ikmax本級(jí)線路末端三相短路的最大短路電流。(3)按零序電流保護(hù)II段整定中的3項(xiàng)條件整定。(4)按零序電流保護(hù)II段保護(hù)整定中的4項(xiàng)條件整定。(5)當(dāng)零序電流保護(hù)最后一段整定值較小時(shí)，其下限條件應(yīng)大于變壓器中、低壓側(cè)相間短路的最大不平衡電流。零序III段的靈敏度線路末端靈敏度計(jì)算為KlmIII（近）= 3IBmin/ IDZ10III1.31.5 (7-5)后備保護(hù)靈敏度計(jì)算為KlmIII（遠(yuǎn)）= 3ICmin/ KBmaxIDZ10III 1.0 (7-6)結(jié)合實(shí)際情況，

54、整定結(jié)果為：（詳細(xì)過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)第26-40頁(yè)）零序整定計(jì)表7-1DL1DL2DL3（4）DL5（6）零序電流I段整定值407.12A924.41A369.37A637.59A15%處短路電流值1176.79A1232.51A963.39A1113.29A靈敏度滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求動(dòng)作時(shí)限0s0s0s0s零序電流II段整定值519.52A402.6A337.7A215.36A靈敏度1.31.50.541.4動(dòng)作時(shí)限0.5S0.5S0.5S0.5S零序電流III段整定值173.15A150.27A174.43A靈敏度(近)3.694.021.73(遠(yuǎn))0.53動(dòng)作時(shí)限T+t第8章 自動(dòng)

55、重合閘選擇及整定第8.1節(jié) 自動(dòng)重合閘的選擇在110KV級(jí)以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(jī)會(huì)比較少，而單相接地短路的機(jī)會(huì)比較多。我國(guó)某系統(tǒng)220KV網(wǎng)絡(luò)17年線路的故障類型統(tǒng)計(jì)在短路故障類型中，單相接地故障占87%，并且從錄波照片的分析中還發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生的鄉(xiāng)間故障中，相當(dāng)一部分也是由單相接地故障發(fā)展而成的。如果在三相線路上裝設(shè)三個(gè)單相斷路器，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，只將故障相的斷路器跳開(kāi)，而未發(fā)生故障的其余兩相仍繼續(xù)運(yùn)行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可以減少相間故障發(fā)生的機(jī)會(huì)。因此，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(fù)供電的時(shí)間太長(zhǎng)，滿足不了穩(wěn)定運(yùn)行的要求時(shí)，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(kāi)，然后再進(jìn)行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運(yùn)行，這樣就可大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。