110kv單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》作為電氣工程及其自動(dòng)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(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，本專業(yè)特安排了本次課程設(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

2、，再通過(guò)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(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。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

3、、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　1 運(yùn)行方式的選擇</b></p><p>　　1.1 運(yùn)行方式的選擇原則</p><p>　　1.1.1 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則</p><p>　　(1)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</p><p

4、>　　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。</p><p>　　(2)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</p><p><b>　　最大的一臺(tái)停用。</b></p><p>　　1.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地選擇原則</p><

5、;p>　　(1)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。</p><p>　　(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必須接地。</p><p>　　(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。</p><p>　　(4)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</p><p>　　再斷開(kāi)，這種

6、情況不按接地運(yùn)行考慮。</p><p>　　1.1.3 線路運(yùn)行方式選擇原則</p><p>　　(1)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，</p><p>　　另一條線路又故障的方式。</p><p>　　(2)雙回路一般不考慮同時(shí)停用。</p><p>　　1.1.4 流過(guò)保護(hù)的最大、電

7、小短路電流計(jì)算方式的選擇</p><p><b>　　(1)相間保護(hù)</b></p><p>　　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；</p><p>　　而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式。</p><p>　　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)

8、電源的方法選擇。</p><p>　　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。</p><p><b>　　(2)零序電流保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過(guò)保護(hù)

9、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(diǎn)的變化。</p><p>　　對(duì)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(diǎn)也是考慮變壓器接地點(diǎn)的變化。</p><p>　　1.1.5 選取流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則</p><p>　　選取流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則如下：</p><p>

10、　　(1)備用電源自動(dòng)投入引起的增加負(fù)荷。</p><p>　　(2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。</p><p>　　(3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)環(huán)運(yùn)行，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。</p><p>　　(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)</p><p><b>　　荷。</b></p>&l

11、t;p>　　1.2 本次設(shè)計(jì)的具體運(yùn)行方式的選擇</p><p>　　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)

12、的最小運(yùn)行方式。</p><p>　　現(xiàn)結(jié)合本次設(shè)計(jì)具體說(shuō)明如下，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L1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AC+BC與AB并聯(lián)運(yùn)行。</p><p><b>　　1.3自動(dòng)裝置配置&

13、lt;/b></p><p><b>　　1.3.1 簡(jiǎn)述</b></p><p>　　電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置是指在電力網(wǎng)中發(fā)生故障或異常時(shí)起控制作用的設(shè)備，主要包括自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入裝置、低頻減載和失壓解列裝置等設(shè)備，電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的型號(hào)多、邏輯千變?nèi)f化，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)暴露一些問(wèn)題。電網(wǎng)中自動(dòng)裝置的配置，需要我們進(jìn)行全面的考慮。</p>&l

14、t;p>　　1.3.2系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的配置</p><p>　　配置重合閘：在電力系統(tǒng)故障中，打多數(shù)故障是輸電線路故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明大多數(shù)線路故障是“瞬時(shí)性”故障，此時(shí)，如果把斷開(kāi)的線路在合上，就能恢復(fù)正常供電。該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，按照要求，每一個(gè)斷路器都應(yīng)該裝有ARD裝置，并與繼電保護(hù)后加速配合形成重合閘后加速保護(hù)，保證電力系統(tǒng)最大限度的正常供電。</p><p>　

15、　配置備用電源自動(dòng)投入裝置：當(dāng)線路或用電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)迅速、準(zhǔn)確的把備用電源投入用電設(shè)備中或把設(shè)備切換到備用電源上，不至于讓用戶斷電的一種裝置。該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)要求，如果B變電站或C變電站中的兩臺(tái)變壓器，為了保證負(fù)荷可以長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，應(yīng)該加入AAT裝置。</p><p>　　配置低頻、低壓減載裝置：它在電力系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額使電網(wǎng)頻率、電壓急劇下降時(shí),自動(dòng)切除部分負(fù)荷,

16、防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰,使系統(tǒng)恢復(fù)正常,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)重要用戶的連續(xù)供電。如圖所示：該系統(tǒng)為110KV輸電線路系統(tǒng)，根據(jù)當(dāng)?shù)叵到y(tǒng)運(yùn)行狀況和系統(tǒng)要求，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，防止系統(tǒng)頻率、電壓崩潰應(yīng)該在變電站B、C、D中配置低頻、低壓減載裝置。</p><p>　　2. 電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及短路電流計(jì)算</p><p><b>　　2.1基準(zhǔn)值選擇</b>

17、;</p><p>　　基準(zhǔn)功率：SB=100MV·A，基準(zhǔn)電壓：VB=115V?；鶞?zhǔn)電流：IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502KA；基準(zhǔn)電抗：ZB=VB/1.732 IB=115×103/1.732×502=132.25Ω；電壓標(biāo)幺值：E=E(2)=1.05</p><p>　　2.2電網(wǎng)各元件等值

18、電抗計(jì)算</p><p>　　2.2.1輸電線路等值電抗計(jì)算</p><p>　　(1) 線路AB等值電抗計(jì)算</p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XL1= X1L1=0.4×40=16Ω</p><p>　　XL1*= XL1/ ZB=16/132.25=0.121</p><p>　　零序電抗：XL1

19、0= X0L1= 3X1L1=3×0.4×40=48Ω</p><p>　　XL10*= XL10/ ZB=48/132.25=0.363</p><p>　　(2) 線路BC等值電抗計(jì)算</p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XL2= X1L2=0.4×40=16Ω</p><p>　　XL2*= XL2/

20、ZB=16/132.25=0.121</p><p>　　零序電抗：XL20= X0L2= 3X1L2=3×0.4×40=48Ω</p><p>　　XL20*= XL20/ ZB=48/132.25=0.363</p><p>　　(3) 線路CA等值電抗計(jì)算</p><p>　　正序以及負(fù)序電抗：XL3= X1L3=

21、0.4×50=20Ω</p><p>　　XL3*= XL3/ ZB=20/132.25=0.1512</p><p>　　零序電抗：XL30= X0L3= 3X1L3=3×0.4×50=60Ω</p><p>　　XL30*= XL30/ ZB=50/132.25=0.4537</p><p>　　2.2.2變

22、壓器等值電抗計(jì)算</p><p>　　(1) 變壓器T1、T2等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT1= XT2=UK%/100×UN2/ SN=1O.5/100×110×110/60≈21.175Ω</p><p>　　XT1*= XT2*=XT1/ ZB=31.7625/132.25=0.1601</p><p

23、>　　(2) 變壓器T3等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT3= UK%/100×UN2/ SN≈21.175Ω</p><p>　　XT3*=XT3/ ZB=21.175/132.25=0.1601</p><p>　　(3) 變壓器T4、T5、T6等值電抗計(jì)算</p><p>　　XT4= XT5=XT6= XT7=

24、 UK%/100×UN2/ SN≈63.525Ω</p><p>　　XT6*= XT7* = XT4*= XT5*=63.525/132.25=0.4803</p><p>　　2.2.3發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算</p><p>　　(1)發(fā)電機(jī)G1、G2、G3電抗標(biāo)幺值計(jì)算</p><p>　　XG1* = XG2*= XG3*=Xd

25、SB/ SG= XdSB COSφ/ PG=0.129×100×0.85/50=0.2193</p><p>　　2.2.4 各線路運(yùn)行方式下流過(guò)斷路器的最大負(fù)荷電流</p><p>　　(1) 保護(hù)1的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)G1、G2、G3全投入，繼開(kāi)線路AC；通過(guò)保護(hù)1的負(fù)荷電流最大；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。</p><p

26、>　　(2) 保護(hù)3的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)G1、G2、G3全投入，繼開(kāi)線路BC；通過(guò)保護(hù)4的負(fù)荷電流最大。保護(hù)4的最小運(yùn)行方式：G3停，線路全部運(yùn)行。</p><p>　　(3) 保護(hù)6的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)G1、G2、G3全投入，斷開(kāi)線路AB；通過(guò)保護(hù)6的負(fù)荷電流最大。保護(hù)6的最小運(yùn)行方式：G3停，線路全部運(yùn)行。</p><p>　　2.2.5 短路計(jì)算</p>&l

27、t;p><b>　　電路圖等值圖</b></p><p>　　BC線路是最大運(yùn)行方式</p><p><b>　　正序</b></p><p><b>　　負(fù)序</b></p><p><b>　　零序</b></p><p>

28、;<b>　　BC最小運(yùn)行方式</b></p><p><b>　　正序 </b></p><p><b>　　零序</b></p><p>　　CA線路最大運(yùn)行方式</p><p><b>　　正序</b></p><p><

29、;b>　　零序</b></p><p>　　CA線路最小運(yùn)行方式</p><p><b>　　正序</b></p><p><b>　　零序</b></p><p>　　AB線路最大運(yùn)行方式</p><p><b>　　正序</b>&l

30、t;/p><p><b>　　零序</b></p><p>　　AB線路最小運(yùn)行方式</p><p><b>　　正序</b></p><p><b>　　零序</b></p><p>　　故障點(diǎn)C：最大運(yùn)行方式 </p><p>&

31、lt;b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　有名值 ：</b></p><p><b>　　兩相短路：</b></p><p><b>　　有名值： </b></p><p><b>　　單相接地： </b></

32、p><p><b>　　有名值 ：</b></p><p>　　兩相接地： = 2.564</p><p><b>　　有名值：</b></p><p><b>　　最小運(yùn)行方式</b></p><p><b>　　三相短路：

33、</b></p><p><b>　　有名值： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　有名值: </b></p><p><b>　　單相接地： </b></p><p>

34、;<b>　　有名值： </b></p><p>　　兩相接地 ： = 4.062</p><p><b>　　有名值：</b></p><p>　　短路點(diǎn)A：最大運(yùn)行方式 </p><p><b>　　三相短路： </b></p><p&g

35、t;<b>　　有名值： </b></p><p><b>　　兩相短路： </b></p><p><b>　　有名值 ：</b></p><p><b>　　單相接地： </b></p><p><b>　　有名值： </b>&l

36、t;/p><p>　　兩相接地 ： = 9.08A</p><p>　　有名值： </p><p><b>　　零序：</b></p><p><b>　　流過(guò)安裝處電流：</b></p><p><b>　　單相接地： </b>

37、;</p><p><b>　　兩相接地：</b></p><p><b>　　最小運(yùn)行方式</b></p><p><b>　　三相短路： </b></p><p><b>　　有名值： </b></p><p><b>

38、;　　兩相短路： </b></p><p><b>　　有名值： </b></p><p><b>　　單相短路： </b></p><p><b>　　有名值： </b></p><p><b>　　兩相接地 ：</b></p>

39、<p><b>　　有名值： </b></p><p><b>　　零序：</b></p><p><b>　　流過(guò)安裝處電流：</b></p><p><b>　　單相接地： </b></p><p><b>　　兩相短路：<

40、/b></p><p><b>　　短路點(diǎn)B ：</b></p><p>　　1.最大運(yùn)行方式下：</p><p>　　三相短路：=3.984 A；有名值 =916.33 A；</p><p>　　兩相短路： = ，有名值=793.57 A；</p><p>　　單相短路：= ，有名值=10

41、40.72 A；</p><p>　　兩相接地：=4.33 A，有名值=996.10A；</p><p>　　流過(guò)安裝處電流： =0.543；</p><p>　　單相：=0.543 1040.72=565.11A；</p><p>　　兩相：=0.543 996.10=540.88A</p><p>　　2.最小運(yùn)行

42、方式下：</p><p>　　三相短路：=3.571A；有名值=821.43A；</p><p>　　兩相短路：=3.093；有名值=711.40A；</p><p>　　單相短路：= =4.237，有名值=974.58A</p><p>　　兩相接地：=4.043A，有名值=929.92A；</p><p>　　流過(guò)

43、安裝處電流：0.562；</p><p>　　單相：=0.562 974.58=547.71A；</p><p>　　兩相：=0.562 =522.62A</p><p>　　表2-1 短路電流統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2.3 距離保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　2.3.1電力網(wǎng)相間距離保護(hù)的整定計(jì)算步驟<

44、;/p><p>　?。?）相間距離保護(hù)第Ⅰ段整定計(jì)算</p><p>　　1）相間距離保護(hù)第Ⅰ段的整定值主要是要躲過(guò)本線路的末端相間故障。設(shè)線路AB首端斷路器為1QF,Z則線路AB斷路器1QF處的相間距離保護(hù)第Ⅰ段的整定值為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：——AB線路首端斷路器1

45、QF處相間距離保護(hù)第Ⅰ段的整定值；</p><p>　　——相間距離保護(hù)第Ⅰ段的可靠系數(shù)，取0.85；</p><p>　　——被保護(hù)線路AB的正序阻抗。</p><p>　　2）相間距離保護(hù)第Ⅰ段的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p>　　3）相間距離保護(hù)第Ⅰ段的靈敏度用范圍表示，即為被保護(hù)線路全長(zhǎng)的80%~85% </p>

46、;<p>　?。?） 相間距離保護(hù)Ⅱ段整定計(jì)算</p><p>　　1） 按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定</p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　式中， —— 被保護(hù)線路AB阻抗；</p><p>　　—— 相鄰線路相間距離保護(hù)I段動(dòng)作阻抗；</p><p

47、>　　—— 相間距離保護(hù)第Ⅱ段可靠系數(shù)，取0.8~0.85；</p><p>　　—— 相間距離保護(hù)第Ⅱ段可靠系數(shù)，取0.8；</p><p>　　—— 分支系數(shù)最小值，為相鄰線路第段距離保護(hù)范圍末端短路時(shí)流過(guò)故障線電流之比的最小值。</p><p>　　2）與相鄰變壓器縱差保護(hù)配合</p><p><b>　　（4-3）&l

48、t;/b></p><p>　　式中， =0.7</p><p>　　——相鄰變壓器的正序阻抗；</p><p>　　——相鄰變壓器另側(cè)母線，如D母線短路時(shí)流過(guò)變壓器的短路電流與被保護(hù)線電流之比的最小值。</p><p>　　取所有與相鄰元件相間短路保護(hù)配合計(jì)算值中的最小值為整定值。</p><p>　

49、　3） 相間距離保護(hù)第Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p><b>　　=0.5s</b></p><p>　　4） 相間距離保護(hù)第Ⅱ段的靈敏度校驗(yàn)：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　5） 當(dāng)不滿足靈敏度要求時(shí)可與相鄰線相間距離保護(hù)第Ⅱ段配合。這時(shí)有：

50、 </p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中， =0.80~0.85 </p><p>　　——相鄰線路相間距離保護(hù)第Ⅱ段的整定值。</p><p>　　這時(shí)，相間距離保護(hù)第Ⅱ的動(dòng)作時(shí)間為：</p><p><b>　　=+</b><

51、/p><p>　　式中， ——相鄰線路相間距離保護(hù)第Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>　?。?） 相間距離保護(hù)Ⅲ段整定計(jì)算</p><p>　　1）躲過(guò)被保護(hù)線路的最小負(fù)荷阻抗</p><p><b>　　采用方向阻抗繼電器</b></p><p><b>　?。?-6）</b&g

52、t;</p><p>　　式中， —— 相間距離保護(hù)第Ⅲ段可靠系數(shù)，取1.2~1.3；</p><p>　　—— 返回系數(shù)，取1.15~1.25：</p><p>　　—— 自起動(dòng)系數(shù)，取1；</p><p>　　—— 電網(wǎng)的額定相電壓；</p><p>　　—— 最大負(fù)荷電流；</p><p&g

53、t;　　—— 阻抗元件的最大靈敏角，取。</p><p>　　—— 負(fù)荷阻抗角，取。</p><p>　　2）相間距離保護(hù)第Ⅲ段動(dòng)作時(shí)間為：</p><p>　　3）相間距離保護(hù)第Ⅲ段靈敏度校驗(yàn)：</p><p><b>　　當(dāng)作近后備時(shí)</b></p><p><b>　?。?-7）

54、</b></p><p><b>　　當(dāng)作遠(yuǎn)后備時(shí)</b></p><p><b>　?。?-8） </b></p><p>　　式中， ——分支系數(shù)最大值。</p><p>　　2.3.1.計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：</p><p>　　2.3.2距離保護(hù)整定值計(jì)算：&l

55、t;/p><p>　?。?） 1QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：</p><p><b>　　一段整定阻抗：</b></p><p><b>　　二段整定阻抗：</b></p><p>　　1)與相鄰下級(jí)LBC段的一段配合：</p><p>　　2)按躲過(guò)相鄰變壓器出口短路整定：<

56、/p><p>　　靈敏度校驗(yàn)：要求>1.25</p><p>　　結(jié)論：=33.605Ω</p><p><b>　　t=0s</b></p><p>　　2.3.3 3QF距離保護(hù)整定值計(jì)算：（同理）</p><p>　　2.3.4 5QF距離保護(hù)整定值計(jì)算： 結(jié)論：考慮到6QF僅需要

57、加裝一個(gè)功率方向繼電器或者 方向阻抗繼電器，5QF不需 要和6QF的距離保護(hù)裝置配合，所以5QF僅需要和T6的保護(hù)配合。</p><p><b>　　注意</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求：“系統(tǒng)允許的最大故障切除時(shí)間為 0.85s”系統(tǒng)最低等級(jí)的后備保護(hù)延時(shí)時(shí)間都已經(jīng)超過(guò)了了1.5S，如果按照階梯原則配合，不滿足設(shè)計(jì)要求，所以不需要加裝三段保護(hù)</p&

58、gt;<p>　　3. 距離保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)</p><p>　　主要優(yōu)點(diǎn)：能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求；阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。其中Ⅰ段距離保護(hù)基本不受運(yùn)行方式的影響，而Ⅱ、Ⅲ段受系統(tǒng)運(yùn)行變化的影響也較電流保護(hù)要小一些，保護(hù)區(qū)域比較穩(wěn)定。</p><p>　　主要缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動(dòng)。對(duì)雙側(cè)電源

59、線路，將有全線的30﹪～40﹪的第Ⅱ段時(shí)限跳閘，這對(duì)穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不能接受的。阻抗繼電器本身較長(zhǎng)復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此距離保護(hù)裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對(duì)低些。</p><p>　　電力網(wǎng)零序電流保護(hù)配置與整定計(jì)算</p><p><b>　　4.1概述</b></p><p>　　4.

60、1.1零序電流保護(hù)的特點(diǎn)</p><p>　　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)，可作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；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)

61、范圍太小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，靈敏度很低。</p><p>　　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保護(hù)效果都會(huì)有所改善。</p><p>　　零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序電流濾過(guò)器，接線簡(jiǎn)單可靠，零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是三段式，并可根

62、據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。為了適應(yīng)某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù)的效果。</p><p>　　4.2 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析</p><p>　　4.2.1 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇</p><p>　　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

63、及線路變化大小的問(wèn)題。一般可按下述條件考慮。</p><p>　　（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。</p><p>　　（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

64、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)。</p><p>　?。?）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

65、以及變壓器容量的大小，按變壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。</p><p>　　4.2.2 流過(guò)保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式選擇</p><p>　　(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。</p><p>　　(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

66、方式最小，而本側(cè)（保護(hù)的背后）接地方式最大。</p><p>　　(3) 計(jì)算各類短路電流值。</p><p>　　4.3 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇</p><p>　　(1) 輻射形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分之系數(shù)與短路的位置無(wú)關(guān)。</p><p>　　(2) 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小 。但實(shí)際上整定需

67、要最大分支系數(shù)，故還是選擇開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式。</p><p>　　(3) 環(huán)外線路對(duì)環(huán)內(nèi)線路的分支系數(shù)也與短路點(diǎn)有關(guān)，隨著短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)，分支系數(shù)逐漸增大，可以增加到很大很大，但具體整定并不是選一個(gè)最大值，而應(yīng)按實(shí)際整定配合點(diǎn)的分支系數(shù)計(jì)算。</p><p>　　4.4 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　4.4.1零序電流保護(hù)的整定計(jì)算步驟</p>

68、;<p>　?。?） 零序電流保護(hù)Ⅰ段的整定</p><p>　　1）按躲開(kāi)本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　式中 ——可靠系數(shù)，取1.2~1.3；計(jì)算時(shí)取1.3</p><p>　　───線路末端接地短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最大零序

69、電流。</p><p>　　2） 零序電流保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)最小保護(hù)范圍亦要求不小于本保護(hù)線路長(zhǎng)度的15%。</p><p>　　3）整定的動(dòng)作延時(shí)為0。</p><p>　?。?） 零序電流保護(hù)Ⅱ段的整定</p><p>　　此段保護(hù)按滿足以下條件整定：</p><p>　　1）按與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)Ⅰ段配合整

70、定，即</p><p><b>　　(5-2)</b></p><p>　　式中 —— 可靠系數(shù)，取1.1。</p><p>　　—— 分支系數(shù)，按實(shí)際情況選取可能的最小值；</p><p>　　—— 相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段整定值。 </p><p>　　2）當(dāng)按此整定

71、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：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　3）零序Ⅱ段的靈敏度校驗(yàn)：</p><p>　　≥ 1.3~1.5 （5-4）</p><p>　　4）零序電流保護(hù)Ⅱ段的

72、動(dòng)作時(shí)間：</p><p>　　當(dāng)動(dòng)作電流按式（7.2）計(jì)算時(shí)，</p><p>　　當(dāng)動(dòng)作電流按式（7.3）計(jì)算時(shí)，</p><p>　?。?） 零序電流保護(hù)Ⅲ段保護(hù)的整定</p><p>　　此段保護(hù)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。零序電流保護(hù)Ⅲ段保護(hù)按滿足以下條件整定：</p>&

73、lt;p>　　1）按躲開(kāi)下一條線路出口處發(fā)生三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大不平衡電流來(lái)整定</p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　式中 —— 可靠系數(shù)。取1.25。</p><p>　　—— 最大不平衡電流。 </p><p><b>　　其中</b>

74、</p><p><b>　　(5-6)</b></p><p>　　式中 —非周期分量系數(shù),取1~2；</p><p>　　—電流互感器的同性系數(shù),取0.5；</p><p>　　—電流互感器的10%誤差,取0.1；</p><p>　　—下一級(jí)線路始端三相短路的最大短路電流。<

75、;/p><p>　　2） 零序Ⅲ段的靈敏度校驗(yàn)：</p><p>　　當(dāng)作為近后備保護(hù)時(shí)，</p><p>　　1.3~1.5 (5-7)</p><p>　　當(dāng)作為遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，</p><p>　　1.2 (5-8)

76、</p><p>　　式中 ——本線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。</p><p>　　——下一級(jí)線路末端短路時(shí)在小方式運(yùn)行下的最小零序電流。</p><p><b>　　——最大分支系數(shù)。</b></p><p>　　3） 零序電流保護(hù)Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間：</p><p>　　時(shí)

77、限的確定:對(duì)于環(huán)型網(wǎng)絡(luò),若按階梯原則與相鄰線路配合時(shí),會(huì)產(chǎn)生斷路器誤動(dòng)的現(xiàn)象因此應(yīng)找出解環(huán)點(diǎn)所以必須選出某一線路的保護(hù)Ⅲ段與其相鄰的保護(hù)Ⅱ段配合此即環(huán)網(wǎng)保護(hù)Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)限的起始點(diǎn)，此起始點(diǎn)的選擇原則是：應(yīng)考慮盡可能使整個(gè)環(huán)網(wǎng)中保護(hù)三段的保護(hù)靈敏度較高。</p><p>　　(1) 各段保護(hù)的整定時(shí)間均應(yīng)按整定配合原則增加時(shí)間級(jí)差。</p><p>　　(2) 當(dāng)分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而

78、變大時(shí)，例如有零序互感的平行線路，保護(hù)的整定配合應(yīng)按相配合保護(hù)段的保護(hù)范圍末端進(jìn)行計(jì)算，一般可用圖解法整定，</p><p>　　(3) 與相鄰雙回線路的零序保護(hù)配合整定。當(dāng)雙回線路裝設(shè)了橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)時(shí)，為提高靈敏度，可按與橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)配合整定，即按雙回線路全線為快速保護(hù)范圍考慮，但時(shí)間整定要考慮橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相繼動(dòng)作的延時(shí)；如考慮雙回線運(yùn)行中將橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)停用的情況時(shí)，可相應(yīng)提出將雙回線路運(yùn)行臨時(shí)改為單回線路運(yùn)

79、行的措施。</p><p>　　表5-1 零序電流保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　4.4.2保護(hù)1的零序整定</p><p>　?。?）無(wú)時(shí)限電流零序電流保護(hù):</p><p>　　按躲過(guò)相鄰下一線路出口即本線路末端單相或兩相接地短路時(shí),可能出現(xiàn)的最大3倍零序電流即:</p><p><b>　　取的

80、最大值則有: </b></p><p>　　以在距1號(hào)短路器15%處最小短路電流來(lái)檢驗(yàn)靈敏度:</p><p><b>　　取的最小值即: </b></p><p>　?。?）帶時(shí)限零序電流速斷保護(hù):</p><p>　?、倥c相鄰下一級(jí)線路BC段5DL零序電流保護(hù)第Ⅰ段相配合,即: </p>&

81、lt;p><b>　　由此計(jì)算可得：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　②與下一相鄰線路保護(hù)3的配合:</p><p><b>　　所以:</b></p><p>　　圖4-1最小分支系數(shù)圖</p><p><

82、;b>　　由圖5-6計(jì)算可得</b></p><p>　　圖4-2最大分支系數(shù)圖</p><p><b>　　圖4-3星角變換圖</b></p><p>　　參照?qǐng)D4-2和圖4-3可知：</p><p>　　應(yīng)更換更加靈敏的接地距離保護(hù).</p><p>　　保護(hù)1末端短路時(shí)的最

83、小零序電流為： </p><p>　　4.4.3保護(hù)3的零序整定</p><p>　?。?）無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定</p><p>　　以在距6號(hào)短路器15%處最小短路電流來(lái)檢驗(yàn)靈敏度:</p><p>　　應(yīng)更換更加靈敏的接地距離保護(hù).</p><p>　　4.4.4保護(hù)7的零序整定</p><

84、p>　　（1）無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的整定</p><p>　　以在距7號(hào)短路器15%處最小短路電流來(lái)檢驗(yàn)靈敏度:</p><p>　　應(yīng)更換更加靈敏的接地距離保護(hù)</p><p>　　4.5零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià).</p><p>　　在大接地電流系統(tǒng)中，采用零序電流保護(hù)和零序方向電流保護(hù)與采用三相完全星形接線的電流保護(hù)和方向電流保護(hù)來(lái)防御接

85、地短路相比較，前者具有較突出的優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　靈敏度高</b></p><p><b>　　(2) 延時(shí)小</b></p><p>　　(3) 在保護(hù)安裝處正向出口短路時(shí)，零序功率方向元件沒(méi)有電壓死區(qū)，而相間短路保護(hù)功率方向元件有電壓死區(qū)。</p><p>　　(4) 在電網(wǎng)變壓

86、器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置不變的條件下，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，零序電流變化較小，因此，零序電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍長(zhǎng)而穩(wěn)定。而相間短路電流速斷保護(hù)，受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大。</p><p>　　(5) 采用了零序電流保護(hù)后，相間短路的電流保護(hù)就可以采用兩相星形接線方式，并可和零序電流保護(hù)合用一組電流互感器，又能滿足技術(shù)要求，而且接線也簡(jiǎn)單。</p><p>　　應(yīng)該指出，在110KV及

87、以上電壓系統(tǒng)中，單相接地短路故障約占全部故障的80%~90%，而其它類型的故障，也往往是由單相接地發(fā)展起來(lái)的。所以，采用專門的零序電流保護(hù)就有其更重要的意義。因而，在大接地電流系統(tǒng)中，零序電流保護(hù)獲得廣泛的應(yīng)用。但是，零序電流保護(hù)也存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下兩方面：</p><p>　　(1) 于短線路或運(yùn)行方式變化很大的電網(wǎng)，零序電流保護(hù)往往難于滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求，如保護(hù)范圍不夠穩(wěn)定或由于運(yùn)行方式的改

88、變需要新整定零序電流保護(hù)。</p><p>　?。?）220KV及以上電壓的電力系統(tǒng)，由于單相重合閘的應(yīng)用，影響了零序電流保護(hù)的正確工作，這時(shí)必須增大保護(hù)的起動(dòng)值，或采取措施使保護(hù)退出工作，待全相運(yùn)行后再投入。</p><p><b>　　5．課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)

89、際問(wèn)題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異。在這次寶貴的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)驗(yàn)才是對(duì)于我們最大的收獲，而且還增強(qiáng)了自身對(duì)未知問(wèn)題以及對(duì)知識(shí)的深化認(rèn)識(shí)的能力，但是，僅僅是完成了作品還是不可以自我滿足的，我們要認(rèn)真的思考設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，多查資料，將理論與實(shí)際相結(jié)合思考，并在以后的學(xué)習(xí)中更要加倍注意犯過(guò)的錯(cuò)誤。 </p><p>　　對(duì)于我們這些實(shí)踐中的新手

90、來(lái)說(shuō)，這是一次考驗(yàn)。怎么才能找到課堂所學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的最佳結(jié)合點(diǎn)？怎樣讓自己的業(yè)余更接近專業(yè)？怎樣讓自己的計(jì)劃更具有序性，而不會(huì)忙無(wú)一用？這都是我們所要考慮和努力的。這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的東西，學(xué)會(huì)了怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要

91、的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)繼電保護(hù)掌握得不夠好。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于迎刃而解，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠

92、心的感謝！ </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1．《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》陳珩 主編 中國(guó)電力出版社</p><p>　　2．《電力系統(tǒng)暫分析》陳珩 主編 中國(guó)電力出版社</p><p>　　3．《繼電保護(hù)整定計(jì)算》許建安 主編 中國(guó)水利水電出版社。</p><p