电力系统继电保护课程设计线路电流保护的设计

1、课程设计任务书课程设计任务书学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 题题 目目: : 线路电流保护的设计线路电流保护的设计初始条件：初始条件：图示 110kv 单电源环形网络：（1)所有变压器和母线装有纵联差动保护，变压器均为，d11 接线；（2）发电厂的最大发电容量为（225+50），最小发电容量为 225；（3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行；（4）允许的最大故障切除时间为 0.85s；（5)线路 ac、bc、ab、cd 的最大负荷电流分别为 230、150、230 和 140，负荷自起动系数；5 . 1ssk（6）时间阶梯

2、t0.5s；（7）线路正序电抗每公里为 0.4；（8）试决定：整定 1、3、5、7 的保护。 cos=0.85x0.129x0.132cos=0.85cos=0.8cos=0.8cos=0.8要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1. 选择并整定线路上各保护装置；2. 绘制保护装置的原理图；3. 编写设计说明书；摘要摘要为给 110kv 单电源环形电网进行继电保护设计，首先选择过电流保护，对电网进行短路电流计算，包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算，整定电流保护的整定值。在过电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，

3、接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算，并用绘制出保护配置原理图。关键词关键词：继电保护、短路电流、整定计算目录1 绪论.12 运行方式的选择.22.1 运行方式的选择原则.22.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则.22.1.2 变压器中性点接地选择原则.22.1.3 线路运行方式选择原则.22.1.4 流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择.22.1.5 选取流过保护的最大负荷电流的原则.32.2 本次设计的具体运行方式的选择.33电网各个元件参数计算及负荷电流计算.43.1 基准值选择.43.2 电网各元件等值电抗计算.43.2.1 输电线路等值电抗计

4、算.43.2.2 变压器等值电抗计算.53.2.3 发电机等值电抗计算.53.2.4 最大负荷电流计算.53.2.5 各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流.64 短路电流计算.64.1 电网等效电路图.64.2 短路电流计算.74.2.1 d1 点发生短路时流过断路 1.74.2.2 d4 点发生短路时流过断路 1.94.2.3 d5 点发生短路时流过断路器 1.104.2.4 d6 点发生短路时流过断路器 1.114.2.5 d8 点发生短路时流过断路器 1.124.2.6 d9 点短路时流过断路器 1.144.2.7 d10 点发生短路时流过断路器 1.155 继电保护距离保护的整定计

5、算和校验.175.1 断路器 1 距离保护的整定计算和校验.175.1.1 距离保护 i 段的整定计算.175.1.2 距离保护 ii 段的整定计算和校验.175.1.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验.185.2 断路器 3 距离保护的整定计算和校验.195.3 断路器 5 距离保护的整定计算和校验.205.3.1 距离保护 i 段的整定计算.205.3.2 距离保护 ii 段的整定计算和校验.205.3.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验.215.4 断路器 7 距离保护的整定计算和校验.215.4.1 距离保护 i 段的整定计算.215.4.2 距离保护 ii 段的整定计算和

6、校验.225.4.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验.226 继电保护零序电流保护的整定计算和校验.236.1 断路器 1 零序电流保护的整定计算和校验.236.1.1 零序电流保护 i 段的整定计算.236.1.2 零序电流保护 ii 段的整定计算.236.1.3 零序电流保护 iii 段的整定计算.246.2 断路器 3 零序电流保护 i 段的整定计算和校验. 246.3 断路器 5 零序电流保护的整定计算和校验.256.3.1 零序电流保护 i 段的整定计算.256.3.2 零序电流保护 ii 段的整定计算.256.3.3 零序电流保护 iii 段的整定计算.266.4 断路器 7

7、 零序电流保护 i 段的整定计算和校验.277 对所选择的保护装置进行综合评价.277.1 对零序电流保护的评价.277.2 电流保护的综合评价.287.3 距离保护的综合评价.288 体会心得.29参 考 文 献.301 绪论电力系统继电保护作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形

8、式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的电力系统继电保护这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思

9、考问题、解决问题的能力。 2 运行方式的选择2.1 运行方式的选择原则2.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则(1)一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂，还应根据水库运行方式选择。(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。2.1.2 变压器中性点接地选择原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。(2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。(3)t 接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。(4)为防止操作过电压，在操作时应

10、临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种情况不按接地运行考虑。2.1.3 线路运行方式选择原则(1)一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。(2)双回路一般不考虑同时停用。2.1.4 流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择(1)相间保护对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式；而最小短路电流，则出现在最小运行方式。对于双电源的网络，一般（当取 z1=z2 时）与对侧电源的运行方式无关，可按单侧电源的方法选择。对于环状网络中的线路，流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路

11、上。而对于电小短路电流，则应选闭环运行方式，同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。(2)零序电流保护对于单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流，其选择方法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点的变化。对于双电源的网络及环状网，同样参照相间短路中所述，其重点也是考虑变压器接地点的变化。2.1.5 选取流过保护的最大负荷电流的原则 选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：(1)备用电源自动投入引起的增加负荷。(2)并联运行线路的减少，负荷的转移。(3)环状网络的开环运行，负荷的转移。(4)对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。2.2 本

12、次设计的具体运行方式的选择电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能。因此，在对继电保护进行整定计弊之前，首先应该分析运行方式。这里要着重说明继电保护的最大运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最大，继电保护的最小运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最小。因此，系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行方式；系统的最小运行方式也不一定就是保护的最小运行方式。现结合本次设计具体说明如下，系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系统的最小运行方式为发电机 g1 和 g2 投入，发电机 g3 停运。对保护1 而言，其最大运行方式应该是在系统最大运行方式下线路 l1 回路断开，

13、其他设备全投；保护 1 的最小运行方式应该是：在系统的最小运行方式下线路l1+l2 与 l3 并联运行。3 电网各个元件参数计算及负荷电流计算3.1 基准值选择基准功率：sb=100mva，基准电压：vb=115v。基准电流：ib=sb/1.732 vb=100103/1.732115=0.502ka；基准电抗：zb=vb/1.732 ib=115103/1.732502=132.25；电压标幺值：e=e(2)=1.053.2 电网各元件等值电抗计算3.2.1 输电线路等值电抗计算(1) 线路 l1 等值电抗计算正序以及负序电抗：xl1= x1l1=0.460=24xl1*= xl1/ zb=

14、24/132.25=0.1815零序电抗：xl10= x0l1= 3x1l1=30.460=72xl10*= xl10/ zb=72/132.25=0.5444(2) 线路 l2 等值电抗计算正序以及负序电抗：xl2= x1l2=0.440=16xl2*= xl2/ zb=16/132.25=0.121零序电抗：xl20= x0l2= 3x1l2=30.440=48xl20*= xl20/ zb=48/132.25=0.363(3) 线路 l3 等值电抗计算正序以及负序电抗：xl3= x1l3=0.490=36xl3*= xl3/ zb=36/132.25=0.2722零序电抗：xl30= x

15、0l3= 3x1l3=30.490=108xl30*= xl30/ zb=108/132.25=0.8166(4) 线路 l4 等值电抗计算正序以及负序电抗：xl4= x1l4=0.425=10xl4*= xl4/ zb=10/132.25=0.0756零序电抗：xl40= x0l4= 3x1l4=30.425=30xl40*= xl40/ zb=30/132.25=0.22683.2.2 变压器等值电抗计算(1) 变压器 t1、t2、t6、t7 等值电抗计算xt1= xt2=xt6= xt7=(uk%/100)(vn2103/ sn)38.4127xt1*= xt2* =xt6*= xt7*

16、 =xt1/ zb=38.4127/132.25=0.2905(2) 变压器 t3 等值电抗计算xt3=(uk%/100)(vn2103/ sn)20.167xt3*=xt3/ zb=21.167/132.25=0.1525(3) 变压器 t4、t5 等值电抗计算xt4= xt5 =(uk%/100)(vn2103/ sn)60.5xt4*= xt5*=0.4575(4) 变压器 t8 等值电抗计算xt1=(uk%/100)(vn2103/ sn)80.67xt8*= xt8/ zb=80.67/132.25=0.613.2.3 发电机等值电抗计算(1)发电机 g1、g2 电抗标幺值计算xg1

17、* = xg2*=xd1sb/ sg1= xd1sb cos/ pg1=0.1321000.85/25=0.4488(2)发电机 g3 电抗标幺值计算xg3*=xd3sb/ sg3= xd3sb cos/ pg3=0.1291000.85/50=0.21933.2.4 最大负荷电流计算(1) b 母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到 110kv)ifhb max = pfhbmax vav2 / 1.732 u cos=20103/1.7321150.80.1255ka；(2) c 母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到 110kv)ifhcmax = pfhcmax vav2

18、/ 1.732 u cos=30103/1.7321150.80.1883ka；(3) d 母线最大负荷电流计算最大负荷电流计算(拆算到 110kv)ifhd max = pfhdmax vav2 / 1.732 u cos=25103/1.7321150.80.1569ka3.2.5 各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流(1) 保护 1 的最大运行方式：发电机 fi、p2、f3 全投入，断开线路 l1；通过保护 1 的最大负荷电流为；保护 1 的最小运行方aifh34179131131max式：发电机 f3 停，线路全部运行。(2) 保护 2 的最大运行方式：发电机 fl、p2、f3 全

19、投入，断开 l3 回路；通 过保护 2 最大负荷电流为。保护 2 的最小运行方式；aifh34179131131maxf3 停，线路全部运行。(3) 保护 4 的最大运行方式：fl、f 2、f3 全投，继开线路 l3；通过保护 4的最大负荷电流为。保护 4 的最小运行方式：f3 停，线aifh21079131max路全部运行。(4) 保护 5 的最大运行方式：f1、f2、f3 全投入，断开线路 l1；通过保护5 的最大负荷电流为。保护 5 的最小运行方式：f3 停，线路全部aifh131max运行。(5) 保护 7 的最大运行方式：f1、f2、f3 全投，线路全部运行；通过保护7的最大负荷电流

20、为。aifh79max(6) 保护 3 和保护 6 因正常运行时不可能有正向电流通过，要是有正向电流通过，一定是线路发生故障。为此，在保护 3 和保护 7 上只需判别电流(功率)的方向即可，故不用分析保护 3 和保护 6 的运行方式。4 短路电流计算4.1 电网等效电路图 由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最小的一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。电网等效电路图如图 3.1 所示图 4.1 电网等效电路图4.2 短路电流计算4.2.1 d1 点发生短路时流过断

21、路器 1(1) d1 点短路最大运行方式下等值图如图 3.2.1(a)xg1xg2xg3xt1xt2xt3xl1xl2xl3g1g2g34.2.1(a)d1 点短路时最大运行方式下的等值电路图进一步简化后得图 3.2.1(b)xgt3xlg3xgtg124.2.1(b)简化图xgt=(xg1+xt1)(xg2+xt2)/(xg1+xt1+xg2+xt2)=0.3697xgt3=xg3+xt3=0.2193+0.1525=0.3718xl=xl1+xl2+xl3=0.1512+0.121+0.2722=0.5747xdtxlg 图 4.2.1(b) 正序短路电路图 其中：xdt=xgtxgt3/

22、(xgt+xgt3)=0.36970.3718/(0.3697+0.3718)=0.1854 xff1=xdt+xl=0.1854+0.5747=0.7601id1max*=e/xff1=1.05/0.76011.3814id1max=id1max*ib=1.38140.5020.6935ka(2)最小运行方式两相短路正序短路电流xff1=xd1+xt1xl=0.4488+0.3050+0.5747=1.3285xff1(2)(2)=xff1ifa(1)(2)=vf(0)/(xff1xff1(2)(2)=vf(0)/2xff1=1.05/21.3285=0.3952if(2)*=1.732if

23、a(1)(2)=1.7320.3952=0.6845if(2)=if(2)*ib=0.68450.502=0.3436ka(3)最大运行方式两相短路零序短路电流.xl1(0)xl2(0)xl4(0)xl3(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt(8)e(0)图 4.2.1(c)零序短路电路图xtt(0)=xt1(0) /2=0.1453xt(0) =0.14530.1525/(0.1453+0.1525)=0.0744xtbl(0) =(0.5444+0.0744)0.2401/(0.5444+0.0744+0.2401)=0.173xtl(0) =(0.2268+0.61)0.2401/

24、(0.2268+0.61+0.2401)=0.187xtlb(0) =(0.363+0.173)0.187/(0.363+0.173+0.187) =0.1386xff1(0)=xl3(0)+xtlb(0)=0.81660.1386=0.9552iff1(0)*=e(0)/xff1(0)=1.05/0.9552=1.099iff1(0)=iff1(0)*ib=1.0990.502=0.552ka4.2.2 d4 点发生短路时流过断路器 1(1)最大运行方式正序短路电流xff4=xdt+xl1=0.1854+0.1815=0.3669id4max*=e/xff4=1.05/0.333752.86

25、2id4max=id4max*ib=2.8620.5021.437ka(2)最小运行方式短路正序短路电流x3 =(xl3+xl2)xl1/( xl1+xl2+ xl3)=(0.2722+0.121)0.1815/(0.2722+0.121+ 0.1815)=0.1242xff2=xd1+x3=0.4488+0.1242=0.573if(3)*= e/xff2=1.05/0.573=1.8325if(3)=if(3)*ib=1.83250.502=0.92ka流过断路器 1、4、5 的三相短路电流为：if(3)1= if(3)xl1/( xl1+xl2+ xl3)=0.920.1815/(0.2

26、722+0.121+ 0.1815)=0.2906ka流过断路器 2、3 的三相短路电流为：if2(3)=if(2)*if1(2)= 1.768ka-0.491ka=1.277kaif(2)*=1.732e/2xff1=1.7321.05/20.2981=3.0496if(2)=if(2)*ib=3.04960.502=1.531kaif(2)1*= if(2)*xl1/( xl1+xl2+ xl3)=3.04960.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.847流过断路器 1、4、5 的短路电流为：if1(2)=if(2)*ib=0.8470.502=0.425ka流过断

27、路器 2、3 的短路电流为：if2(2)=if(2)*if1(2)= 1.531ka-0.425ka=1.106ka(3)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt(8)e(0)图 4.2.2 短路等值电路x2(0) =(xl4(0)+xt8)xtc/(xl4(0)+xt8+xtc) =(0.8166+0.6405)0.2401/(0.8166+0.6405+0.2401) =0.2061x1(0) =(xl1(0)+xt)xtb/(xl1(0)+xt+xtb) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0

28、781+0.2401) =0.1654xff4(0) =x1(0)(x2(0)+xl2(0)/(x1(0)+xl2(0)+x2(0) =0.1654(0.2061+0.363)/(0.1654+0.2061+0.363) =0.1282iff4(0)*=e(0)/xff4(0)=1.05/0.1282=8.193iff4(0)=iff4(0)*ib=8.1930.502=4.113ka4.2.3 d5 点发生短路时流过断路器 1 (1)最大运行方式正序短路电流其中：xff6=xdt+xl1+xl2=0.18255+0.1512+0.121=0.45475id6max*=e/xff6=1.05/

29、0.454752.309id6max=id6max*ib=2.3090.5021.159ka(2)最小运行方式短路正序短路电流x2 =(xl1+xl2)xl3/( xl1+xl2+ xl3)= xl3/2=0.1361xff6=xd1+x2=0.18255+0.1361=0.31865if(3)*= e/2xff1=1.05/20.31865=1.648流过断路器 1、2、3、4、5 和 6 的三相短路电流为：if(3)=if(3)*ib=1.6480.502=0.827kaif(2)*=1.732e/4xff1=1.7321.05/40.31865=1.429流过断路器 1、2、3、4、5

30、和 6 的二相短路电流为：if(2)=if(2)*ib=1.4290.502=0.7163ka (3)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt(8)e(0)图 4.2.3 短路等值电路x2(0) =(xl4(0)+xt8)xtc/(xl4(0)+xt8+xtc)=0.2061x1(0) =(xl1(0)+xt)xtb/(xl1(0)+xt+xtb) =0.1654xff5(0) =(xl2(0)+x1(0)x2(0)/(xl2(0)+x1(0)+x2(0)=0.1483iff6(0)*=e(0)/xff5(0)=1.05/0.1

31、483=7.082iff6(0)=iff5(0)*ib=7.0820.502=3.555ka4.2.4 d6 点发生短路时流过断路器 1 (1)最大运行方式正序短路电流其中：xff7=xdt+xl1+xl2+xl4=0.18255+0.1512+0.121+0.0756=0.53035id6max*=e/xff7=1.05/0.530351.9798id7max=id7max*ib=1.97980.5020.994ka(2)最小运行方式两相短路正序短路电流x2 =(xl1+xl2)xl3/( xl1+xl2+ xl3)= xl3/2=0.1361xff2=xd1+x2+xl4=0.18255+

32、0.1361+0.0756=0.39425if(2)*=1.732e/4xff1=1.7321.05/40.39425=1.1532流过断路器 1、2、3、4、5、6 和 7 的短路电流为：if(2)=if(2)*ib=1.15320.502=0.5789kaif(2)=if(2)*ib=1.15320.502=0.5789ka(3)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt(8)e(0)图 4.2.4 短路等值电路x1(0) =(xl1(0)+xt)xtb/(xl1(0)+xt+xtb) =(0.4536+0.0781)0.24

33、01/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654x3(0) =(xl2(0)+x2(0)xtc/(xl2(0)+x2(0)+xtc) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+1654+0.2401) =0.1651xff7(0) =(xl4(0)+x3(0)xt8/(xl4(0)+x3(0)+xt8) =(0.8166+0.1651)0.6405/(0.8166+0.1651+0.6405) =0.3876iff7(0)*=e(0)/xff7(0)=1.05/0.3876=2.709iff7(0)=iff7(0)*ib=2.7090.502=1.36ka4.

34、2.5 d8 点发生短路时流过断路器 1(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为： xl1xdtgxt4xt5图 4.2.5(a)正序短路电路图xl1xdtgxt45 图 4.2.5(b)正序短路电路图 其中：xt45=xt4xt5/(xt4+xt5)=xt4/2=0.4802/2=0.2401xff9=xdt+xl1+xt45=0.18255+0.1512+0.2401=0.57385id9max*=e/xff9=1.05/0.573851.8297id9max=id9max*ib=1.82970.5020.919ka(2)最小运行方式两相短路正序短路电流xdtgxl1xl2xl3x

35、tb图 4.2.5(c)短路等值电路x3 =(xl3+xl2)xl1/( xl1+xl2+ xl3)=(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.1156xff2=xd1+x3+xtb=0.18255+0.1156+0.2401=0.5382if(2)*=1.732e/2xff1=1.7321.05/20.5382=1.690if(2)=if(2)*ib=1.6900.502=0.8481kaif(2)1*= if(2)*xl1/( xl1+xl2+ xl3)=1.6900.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.2356流过

36、断路器 1、4、5、6 的的短路电流为：if1(2)=if(2)*ib=0.8470.502=0.425ka流过断路器 2、3 的的短路电流为：if2(2)=if(2)*if1(2)= 0.8481ka-0.2356ka=0.6125ka(3)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt8(0)e(0)图 4.2.5(d)短路等值电路x6(0) =(xl4(0)+xt8)xtc/(xl4(0)+xt8+xtc) =(0.2268+0.6405)0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401) =0.188x7(0 )=(x

37、l2(0) +x6(0)(xl1(0) +xt)/(xl2(0) +x6(0)+xl1(0) +xt) =(0.363+0.188)(0.8166+0.0781)/(0.363+0.188+0.8166+0.0781) =0.3410xff9(0) =xtb+x7(0)=0.2401+0.341=0.5811iff9(0)*=e(0)/xff9(0)=1.05/0.5811=1.8069iff9(0)=iff9(0)*ib=1.80690.502=0.907ka4.2.6 d9 点短路时流过断路器 1(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为： xl1xdtgxl2xt6xt7 图 4.

38、2.6 短路电路图(a) xl1xdtgxl2xt67 图 4.2.6 短路电路图(b) 其中：xt67=xt6xt6/(xt6+xt7)=xt6/2=0.4802/2=0.2401xff11=xdt+xl1+xl2+xt67=0.18255+0.1512+0.121+0.2401=0.69485id110max*=e/xff11=1.05/0.694851.5111id11max=id11max*ib=1.51110.5020.7586ka(2)最小运行方式两相短路正序短路电流如图 4.2.11xdtgxl1xl2xl3xtc图 4.2.6 短路电路图(c)x2 =(xl1+xl2)xl3/

39、( xl1+xl2+ xl3)= xl3/2=0.1361xff2=xd1+x2+xtc=0.18255+0.1361+0.2401=0.55875if(2)*=1.732e/4xff1=1.7321.05/40.55875=0.8140流过断路器 1、2、3、4、5 和 6 的短路电流为：if(2)=if(2)*ib=0.81400.502=0.4085ka(3)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt8(0)e(0)图 4.2.6(d)短路电路图x10(0 )=(xl1(0) +xt)xtb/(xl1(0) +xt+xtb)

40、 =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.1654x11(0 ) =(x10(0) +xl2)(xl4(0) +xt8)/(x10(0) +xl2+xl4(0) +xt8) =(0.1654+0.363)(0.2268+0.6405)/(0.1654+0.363+0.2268+0.6405 ) =0.3284xff11(0) =xtc+x11(0)=0.2401+0.3284=0.5685iff11(0)*=e(0)/xff11(0)=1.05/0.5685=1.8471iff11(0)=iff11(0)*ib=1.84710.502=0

41、.9273ka4.2.7 d10 点发生短路时流过断路器 1(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为： xl1xdtgxl2xl4xt8 图 4.2.7(a)短路电路图 其中：xff13=xdt+xl1+xl2+xl4+xt8=0.18255+0.1512+0.121+0.0756+0.6405=1.17085id13max*=e/xff13=1.05/1.170850.8968id13max=id13max*ib=0.89680.5020.4502ka(2)最小运行方式两相短路正序短路电流xdtgxl1xl2xl4xl3xtb图 4.2.7(b)短路电路图x2 =(xl1+xl2)x

42、l3/( xl1+xl2+ xl3)= xl3/2=0.1361xff2=xd1+x2+xl4+xt8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475if(3)*= e/2xff1=1.05/21.03475=0.5074流过断路器 1、2、3、4、5、6 和 7 的短路电流为：if(3)=if(3)*ib=0.50740.502=0.2547kaif(2)*=1.732e/4xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394流过断路器 1、2、3、4、5、6 和 7 的短路电流为：if(2)=if(2)*ib=0.43940.502=0.2206ka (3

43、)最大运行方式两相短路零序短路电流xl1(0)xl2(0)xl4(0)xt(0)xtb(0)xtc(0)xt8(0)e(0)图 4.2.7(c)短路电路图x10(0) =(xl1(0) +xt)xtb/(xl1(0) +xt+xtb) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654x13(0 ) =(xl2(0) +x10(0)xtc/(xl2(0) +x10(0)+xtc) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+0.1654+0.2401) =0.1651xff13(0) =xt8+xl4(0)+x13(0)=0

44、.6405+0.2268+0.1651=1.0324iff13(0)*=e(0)/xff13(0)=1.05/1.0324=1.017iff13(0)=iff13(0)*ib=1.0170.502=0.511ka5 继电保护距离保护的整定计算和校验5.1 断路器 1 距离保护的整定计算和校验5.1.1 距离保护 i 段的整定计算(1)动作阻抗 对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取 kk=0.85； zdz=kkzl3=0.8536=30.6；(2)动作时限 距离保护 段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即 t=0s。5.1.2 距离保护 ii 段的整定计算和校

45、验(1)动作阻抗：按下列三个条件选择。与相邻线路 l4 的保护的 段配合 zdz=kk(zl3+kkfhminzl4)式中，取 k=0.85, kk=0 .8，kfhmin为保护 7 的 段末端发生短路时对保护7 而言的最小分支系数。当保护 7 的 段末端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=1 于是zdz=kk(zl3+kkfhminzl4)=0.8(36+0.85110)=35.6；与相邻线路 l2 的保护的 段配合 zdz=kk(zl3+kkfhminzl2)式中，取 k=0.85, kk=0 .8，kfhmin为保护 5 的 段末端发生短路时对保护7 而言的最小分支系数

46、。当保护 5 的 段末端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=1于是 zdz=kk(zl3+kkfhminzl2)=0.8(36+0.85116)=39.68；按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定 zdz=kk(zl3+kfhminztc)式中，取 kk=0 .8，kfhmin为保护 7 的 段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护 7 的 段末端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=(xl1+xl2+xl3)/2xl1=1于是 zdz=kk(zl3+kkfhminzl4)=0.7(36+163.5)=69.65；取以上三个计算

47、值中最小者为 段整定值，即取 zdz=35.6；(2)动作时间，与相邻保护 7 的 段配合，则 t1=t7+t=0.5 s它能同时满足与相邻线路 l2 和变压器保护配合的要求。(3) 灵敏性校验：klm= zdz/zl3=35.6/36=0.991.5,满足要求。5.1.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定；kzq=1,kh=1.15,kk=1.2，ifmax=0.326kazfmin=0.9ue/1.732ifmax=0.9115/1.7320.326=183.3于是 zdz= zfmin/kkkh kzq=183.3/1.21.151=132.8(

48、2)动作时间：断路器 5 的动作时间为：t5= tdz+t=1.5+0.5=2 s断路器 5 的动作时间为：t7= tdz+t=1.5+0.5=2 s变压器保护的动作时间为：t= tdz+t=1.5+0.5=2 s取其中较长者，于是断路器 1 的动作时间为：t1= t5+t=2+0.5=2.5 s(3)灵敏性校验： 本线路末端短路时的灵敏系数为： klm= zdz/zl3=132.8/36=3.681.5 ，满足要求 相邻元件末端短路时的灵敏系数为： 相邻线路 l4 末端短路时的灵敏系数为； 最大分支系数：kfhmax=(xl1+xl2+xl3)/(xl1+xl2)=(36+16+20)/(2

49、0+16)=2 klm=zdz/(zl3+ kfhmaxzl4)= 132.8/(36+210)=2.371.2 ，满足要求 相邻线路 l2 末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：kfhmax=il3/il4=(xl1+xl2+xl3)/xl1=(36+16+20)/20=3.6 klm= zdz/(zl3+ kfhmaxzl2)=132.8/(36+3.616)=1.421.2 ，满足要求 相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：kfhmax=(xl1+xl2+xl3)/(xl1+xl2)=(36+16+20)/(20+16)=2 klm= zdz/(zl3+ kfhmaxzl2)=

50、 132.8/(36+263.5/2)=1.331.2 ，满足要求5.2 断路器 3 距离保护的整定计算和校验 (1)动作阻抗 对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取 kk=0.85zdz=kkzl1=0.8520=17；(2)动作时限 距离保护 段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即 t=0s。由于断路器 3 没有下一线路，所以悉路器 3 就无需进行第 段和第 段的整定计算。5.3 断路器 5 距离保护的整定计算和校验5.3.1 距离保护 i 段的整定计算(1)动作阻抗 对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取 kk=0.85； zdz=kkzl2=0.85

51、16=13.6；(2)动作时限 距离保护 段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即 t=0s。5.3.2 距离保护 ii 段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按下列二个条件选择。 与相邻线路 l1 的保护的 段配合 zdz=kk(zl2+kkfhminzl1)式中，取 k=0.85, kk=0 .8，kfhmin为保护 7 的 段末端发生短路时对保护7 而言的最小分支系数。当保护 7 的 段末端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=1于是 zdz=kk(zl2+kkfhminzl1)=0.8(16+0.85120)=26.4；按躲开相邻变压器低压侧出口短

52、路整定 zdz=kk(zl2+kfhminztb)式中，取 kk=0 .8，kfhmin为保护 7 的 段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护 7 的 段末端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=0.5于是 zdz=kk(zl3+kfhminzl4)=0.7(16+0.563.5)=33.425；取以上二个计算值中最小者为 段整定值，即取 zdz=26.4；(2)动作时间，与相邻保护 7 的 段配合，则 t4=t3+t=0.5 s它能同时满足与相邻线路 l4 和变压器保护配合的要求。(3) 灵敏性校验：klm= zdz/zl2=26.4/1

53、6=1.651.5,满足要求。5.3.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定；kzq=1,kh=1.15,kk=1.2，ifmax=0.1255kazfmin=0.9ue/1.732ifmax=0.9115/1.7320.1255=476.2于是 zdz= zfmin/kkkh kzq=476.2/1.21.151=345(2)动作时间：断路器 3 的动作时间为：t6= tdz+t=0+0.5=0.5 s变压器保护的动作时间为：t= tdz+t=1.5+0.5=2 s取其中较长者，于是断路器 4 的动作时间为：t5= t5+t=2+0.5=2.5 s(3

54、)灵敏性校验： 1) 本线路末端短路时的灵敏系数为： klm= zdz/zl2=345/16=21.61.5 ，满足要求 2) 相邻元件末端短路时的灵敏系数为： 相邻线路 l1 末端短路时的灵敏系数为； 最大分支系数：kfhmax=1 klm=zdz/(zl2+ kfhmaxzl4)= 345/(16+120)=9.581.2 ，满足要求相邻变压器末端短路时的灵敏系数为；最大分支系数：kfhmax=(xl1+xl2+xl3)/(xl3+xl2)=(36+16+20)/(20+16)=1.385 klm= zdz/(zl2+ kfhmaxzl2)= 345/(16+1.38563.5)=3.32

55、1.2 ，满足要求5.4 断路器 7 距离保护的整定计算和校验5.4.1 距离保护 i 段的整定计算(1)动作阻抗对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。取 kk=0.85zdz=kkzl4=0.8510=8.5；(2)动作时限 距离保护 段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即 t=0s。5.4.2 距离保护 ii 段的整定计算和校验(1)动作阻抗： 按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定 zdz=kk(zl4+kfhminztb)式中，kk=0 .8，kfhmin为保护 7 的 段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护 7 的 段末

56、端发生短路时，分支系数为：kfhmin=il3/il4=1于是 zdz=kk(zl4+kfhminzl4)=0.7(10+184.7)=66.29；(2)动作时间，与相邻保护 7 的 段配合，则 t4=t3+t=0.5 s它能同时满足与相邻线路 l4 和变压器保护配合的要求。(3) 灵敏性校验：klm= zdz/zl2=66.29/10=6.6291.5,满足要求。5.4.3 距离保护 iii 段的整定计算和校验(1)动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定；kzq=1,kh=1.15,kk=1.2，ifmax=0.0753kazfmin=0.9ue/1.732ifmax=0.9115/1.7320.

57、0753=793.6于是 zdz= zfmin/kkkh kzq=793.6/1.21.151=575(2)动作时间：变压器保护的动作时间为：t= tdz+t=1.5+0.5=2 s断路器 4 的动作时间为：t5= t5+t=2+0.5=2.5 s(3)灵敏性校验： 本线路末端短路时的灵敏系数为： klm= zdz/zl2=575/10=57.51.5 ，满足要求 相邻元件末端短路时的灵敏系数为：最大分支系数：kfhmax=1klm= zdz/(zl4+ kfhmaxzl2)= 575/(10+184.7)=6.071.2 ，满足要求6 继电保护零序电流保护的整定计算和校验6.1 断路器 1

58、零序电流保护的整定计算和校验6.1.1 零序电流保护 段的整定计算 (1) 躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能出现的最大零序电流 3i0max,即 kk=1.2 ,i0dz=kk3i0max=1.234.3634=15.71ka(2)躲过断路器三相触头不同期合闸时出现的零序电流 3i0bt,即 i0dz= kk3i0bt（3）先合一相，相当断开两相，最严重情况下(系统两侧电源电势相差 180)流过断路器的零序电流 i0bt= =2e/(2z1+z0)=2115/(236+108)=1.597ka（4） 先合二相，相当断开一相，最严重情况下(系统两侧电源电势相差180)流过断路器的

59、零序电流 i0bt= =2e/(z1+2z0)=2115/(36+2108)=0.9127ka i0bt取两种情况下的最大值，即 i0bt= =1.597ka,i0dz= kk3i0bt=1.231.597=5.7492ka所以整定值为：i0dz=kk3i0max=15.71ka6.1.2 零序电流保护 ii 段的整定计算(1) 起动电流零序 段的起动电流应与下一段线路的零序 段保护相配合。该保护与下一段线路保护之间有中性点接地变压器，该保护的起动电流i0dz为：取 kk=1.2，i0=3.212kaijs* =xt8/(xl2(0) +x32(0)+xt8) =0.6405/(0.6405+

60、0.363+0.1554)=0.553id0js* = ijs*xtc/(xtc+x50(0)=0.5530.2401/(0.2401+0.4404)=0.195id0js* = ijs*(xtb+xl4(0)/(xtb+xl4(0)+xl3+xt) =0.0795id0js= id0js* i0=0.07953.212=0.255ka i0dz= kkid0js=1.20.255=0.306ka(2) 动作时限：零序 段的动作时限与相邻线路零序 段保护范围相配合，动作时限一般取0.5s。(3) 灵敏度校验：零序 段的灵敏系数，应按照本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验，并满足 klm1.