35Kv电网继电保护设计

题目名称：35kv电网继电保护设计题目类型：学生姓名：院（系）：专业班级：指导教师：时间：2010・9摘要在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，因为它们会破坏用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路电流计算，选择最佳保护方案，设计出可靠的继电保护装置来保护电力系统的安全稳定的运行。在本设计中采用标么值法计算，把不同电压等级中元件的阻抗，根据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总的等值阻抗，再计算短路电流。通过电流方向不同分别对单侧电源各保护点进行保护整定并计算，然后通过短路计算和整定计算，选择利用三段式电流（电压）保护，判断各个保护方向元件的安装，最终得出该电网继电保护的配置表。通过这次35kv电网继电保护的设计来巩固所学的理论知识，并把所学知识运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后的工作岗位打好基础。关键词：短路，标幺值，阻抗，电网AbstractWemustconsidereverypossiblefaultandabnormaloperationalaspectinthedesignandoperationofourpowersystem,becausetheywilldestroytheuser'spowersupplyandthenormalworkofelectricalequipment.Fromtheactualoperationofpowersystem,thesebreakdownsaremostlycausedbytheshortcircuit,sowenotonlyhavetohaveamoreprofoundunderstandingoftheshortcircuitbreakdownsoftheelectricpowersystem,butalsobefamiliarwiththecurrentcalculationofthepowersystemshort-circuit,andthenchoosethebestprotectionprogram,sowecandesignareliablerelayprotectioninstallmenttoprotectthesecureandstablemovementoftheelectricalpowersystem.Iusethemethodoftheper-unitvaluelawcomputationinthisdesign.Icarryontheconversionofthedifferentvoltageclassineverypart'simpedanceaccordingtotheidenticaldatumvalue,andobtaintheshortcircuitreturnroutetotalequivalentimpedancesubsequently.Lastly,Icalculatetheshortcircuitcurrent.IhavecarriedonprotectionsettingcalculationsandthenInstallationcomputationandshort-circuitcalculationthroughthedifferentdirectioncurrentoftheprotectionspotoftheone-sidedpower,thenchoosetheprotectsbyusingthetriadicelectriccurrent(voltage).Ihavedeterminedandjudgedtheinstallationofthedirectionofthevariouscomponentsofprotection,andthenIhavecomeupthegridRelayProtectiontable.Iwanttoconsolidatethetheoreticalknowledgebythedesignofrelayprotection35kv,andusetheknowledgetoanalyzeandsolvepracticalproblemsinproductionandtheestablishmentofthecorrectdesign,developmyabilitytoadaptmytheorytotherealpracticeandtheabilityoftheindependentthinking,andmostlyimportantly,Ihopetolayagoodandprofoundfoundationformyfuturework.Keywords：short-circuit,per-unitvalue,impedance,thegridTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要IAbstractII1绪言1.1课题背景11.4课题的主要研究工作12系统设计方案的研究\o"CurrentDocument"2.1系统实现的原理22.2系统实现方案分析2\o"CurrentDocument"2.3系统各种元件阻抗23短路电流的计算\o"CurrentDocument"d1点短路计算43.1.1三相短路电流计算43.1.2两相短路电流计算5d1点短路计算的结果7\o"CurrentDocument"d2点短路计算83.2.1三相短路电流计算83.2.2两相短路电流计算9d2点短路计算的结果12\o"CurrentDocument"d3点短路计算123.3.1三相短路电流计算10两相短路电流计算19\o"CurrentDocument"d3点短路计算的结果203.4d4点短路计算203.4.1三相短路电流计算21两相短路电流计算15d4点短路计算的结果164继电保护整定TOC\o"1-5"\h\z4.1总电路转换图及变换成单侧电源简化图17\o"CurrentDocument"5变压器保护28\o"CurrentDocument"6方向元件的设置32参考文献341绪言本章阐述35kv电网继电保护设计研究背景、现状以及发展方向，明确指出了在本设计中所面临的问题。1.1课题背景35kv及以上中性点非直接接地电网在我国主要是35kv〜66kv电网，其中中性点为经消弧线圈接地或不接地；110kv电网绝大部分中性点直接接地，但有个别雷电活动较强的山岳、丘陵地区，其电网中性点也要经消弧线圈接地的引。35kv及以上中性点非直接接地电网中的线路，对相间短路和单相接地，均应按《继电保护和安全自动装置技术规程SDJ6-83》的规定，装设相应的保护田。在研究此课题前以修完《电力系统继电保护》、《电力系统分析》、《电路》，具备了一定的理论知识，结合相关资料文献和自学知识，对35kv电网继电保护设计做全面的分析理解，弄清其原理，再将其拆分成若干小的课题。《电力系统分析》上对短路电流计算的知识，《电力系统继电保护》及相关知识和参考资料，对各继电保护进行整定算，以及方向元件的设置，得出继电保护的配置，最后在前面基础上把35kv电网继电保护线路的设计出来，最终达到整体掌握整个课题的目的。利用所学的课本和资料，图书馆资料，维库数据库，万方数据库，在数据库中，可以搜索到许多相关的中英文参考文献资料，和许多知名大学发表的论文，以及指导老师的大力指导和支持，因此研究本课题已经具备了足够的条件。1.2课题研究的目的和意义本设计围绕35kv线路的保护整定计算展开分析和讨论，重点设计了短路电流的计算、继电保护整定、利用三段式电流保护、方向元件的设置和线路的继电保护配置等。通过这次设计来巩固《电力系统继电保护》、《电力系统分析》等课程所学的理论知识，并把所学知识运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后在工作岗位打好基础。本设计的研究意义：1、在这次论文的学习中，巩固自己在大学里面所学的课程的理论知识，理论联系实际，做到对课本理论知识的运用；2、在论文设计过程中，尽可能的多学些实际的东西，独立完成论文设计，并主动争取老师的指导，养成独立思考的能力;

3、在毕业设计中养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后进入工作岗位打好基础；4、掌握继电保护设计的内容、步骤和方法；5、同时提高计算、制图和编写技术文件的技能。2系统设计方案的研究2.1系统实现的原理论文设计的内容包括:短路电流计算、电网继电保护配置设计和输电线路继电保护设计三个部分。短路电流计算为电网继电保护配置设计提供了必要的基础数据。电网继电保护配置部分要对35kv输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。输电线路继电保护回路设计部分在已有控制和测量回路的条件下设计出装设在电站2.3系统各种元件阻抗在计算短路电流时，首先求出短路点前各供电元件的电抗值，并通过给出的系统接线图，做出其等效电抗图，并假设有关的短路点。系统中元件包括发电机、变压器、电抗器及架空线路（包括电缆线路）等。首先选择基准值，取全系统的基准功率S^=100MV•A。同时在工程计算中规定，各个电压等级都以其平均额定电压匕v作为基准电压匕。根据我国现行的电压等级，各级平均额定电压规定为：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345,525（KV）。通过给出的原始资料主要参数表，可以计算出发电机、主变压器和输电线路的标幺阻抗值回。系统各种元件标幺阻抗值的计算如下：最大运行方式X2X3X4厂K%高中最大运行方式X2X3X4厂K%高中=&K%高低X1=0.255最小运行方式+V%高低—VK%中低)：2L100)xVj-SN)x103XSB:VB2=0.492+V-V)：2〕：100)x。2-S)x103xS:V2=0.011K%中低K%高低NNBB):2匕100人。2:S)x103xS:V2=0.309NBB+V-VK%中低K%高中X1=0.35X5=X2=0.492X6=X3=0.492X7=X4=0.492(有名值)XSB:V2=0.292X8=X(有名值)XSB:V2=1.169X9=XX10=“%:100)xV：:Sn)x103xSb:V2=1

(有名值)XSB:V2=0.292X11=X10=1X12=XIIx，N-SNx0.8)xSB+V2=5.333X的=X14=X15=X12=5.333X17X19X16=X(有名值)xSB+VB2=0.877

=M%-100)xVj+SN)x103xSB+V2=0.189X17X19X18=X17=0.189

=(V^%+100)xV：-SN)x103xSB-V2=0.75

X20=XIIxV：-SNx0.8)xSB-VB2=4X21=X20=4通过系统接线图和等效阻抗图的分析，来确定假定的短路点。3短路电流的计算在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算。短路计算的目的是：（1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，必须以短路计算作为依据；（2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析；（3）在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算；（4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础，这里对各个短路点进行计算。由计算比较可知，采用传统的标么值法计算和标幺值阻抗法计算结果基本相当。dl点短路计算最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。3.1.1三相短路电流计算最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35kv侧），由A电站供给110KA、B电站供给130KA。剩余的110A经中心变电所送入系统。B图3.1d1点短路的等效阻抗图B图3.1d1点短路的等效阻抗图X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.2250.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544城关变电所不是电源侧，对d1短路点没影响，排除城关变电所，将电站发电机阻抗标幺值的X和X、X和X，X和X合并整理其它电抗值得：121314152021

系统中心变电所站电B图3.2排除城关变电所后的等效阻抗图X22=X20+2=2X23=X24=X12+2=2.665系统中心变电所站电B图3.2排除城关变电所后的等效阻抗图将电站侧的发电机和变压器的阻抗标幺值整理合并，因为主变压器的X3=X8=0,可以去掉，则系统图可以整理合并为：X25=X9+X16+X19+X22=3.919X26=(X10+X23)^2=1.833X27=X2+2=0.246X28=X4+2=0.155合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站：系统，」一•吒n•切电站■图3.4系统，」一•吒n•切电站■X31=(X1+X27)+X8+(X1+X27)xX8+X28=5.406X32=X26=1.833X33=X25=3.919则：取Vp=37KV系统：Xx£系统=X31=5.4061I==1.081系统

I=―S—=2.35j1.73xVp、密=】jX1*j=3.134B电站：Xx£B=X33=3.919X.=Xx£bx0.8*Sn-SB=0.235查表得：I=2.816Ib=IxSb-1.73V=0.444A电站：Xx£a=X32=1.833X.=Xx£^x0.8xSn-Sb=1.242查表得：I=3.288I=I//=IxSb-1.73U=0.2233.1.2两相短路电流计算最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由A电站供给40A、B电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。1、两相短路电流正序电抗简化：表3.2最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.350.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544X21=X2:2=0.246X22=X4:2=0.155X=X+X+X+X=5.819X=X+X=6.33239161920241012整理、合并得：

图3.7整理后的正序等效阻抗图X28=(X1+X21)+X8+(X1+X21)xX8:X22=6.251图3.7整理后的正序等效阻抗图X29=X23=5.819X%=X24=6.33X29+X8.X29+X8.X1+¥/X—42xX8X。+X”+X”+X“+X”+X”+116192201012X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.350.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544整理、合并得:=12.249d2点短路计算最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。3.2.1三相短路电流计算最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35KV侧），由A电站供给110KA、B电站供给130KA。剩余的110A经中心变电所送入系统。

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.2250.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544表3.4最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图:图3.12三相短路最后变换的等效阻抗图X31=(X1+X27)+X8+(X1+X27)xX8:X28=4.365X32=X26=2.578X33=X25=3.459则：取系统：Vp=37则：取系统：Vp=37KVXx£系统=X31=4.3651_=0.245Xx£系统SRMb=3.561.73xVpB电站:Is・max=IxIB电站:Is・max=IxI.=0.950Xx£b=X33=3.459查表得:A查表得:A电站:X.=Xx£Bx0.8*SN-SB=0.254I=2.816Lx"I*ex寸侦%"O.742Xx£a=X32=2.578X.=Xx£ax0.8xSn+Sb=2.578查表得：I*=3.288

I=I//=IXSB+1.73U=0.3803.2.2两相短路电流计算最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由A电站供给40A、B电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.350.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544表3.5最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值图3.14合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图:图3.14X31=5.100X33=4.568X33=4.22则：取U=37kv系统：Xx£系统=X31=5.100I='亍/、=1.230*jXx£系统I=b—=1.58j1.73xVpI=IxI=0.255In=1.73xI=0.746B电站：Xx£B=X33=4.568合并后的等效阻抗图X.=Xx£Bx0.8XSN-SB=0.212查表得：I*=3.288I//=IxSn-1.73U=2.562Ib.=1.73xI//=0.215A电站：Xx£a=X32=4.22X.=Xx£^x0.8xSn：Sb=0.426查表得：I=3.829I//=IxSn-1.73U=1.254In=1.73xI//=0.233d2点短路计算的结果计算得出的最大短路电流分别为：I=0.950（KA）七=0.742（KA）I=0.38（KA）计算得出的最小短路电流分别为：I=0.746（KA）s・minIi=0.215（KA）I=0.233（KA）d3点短路计算最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。3.3.1三相短路电流计算最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35KV侧），由A电站供给110KA、B电站供给130KA。剩余的110A经中心变电所送入系统。

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.2250.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544表3.6最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图:图3.16图3.16三相短路最后变换的等效阻抗图X31=(X1+X27)+X8+(X1+X27)xX8+X28=3.690X32=X26=1.423X33=X25=2.568则：取系统：B电站:查表得:A电站:查表得：Vp=37KVXx£系统=X31=3.6901

=1.081Xx£系统S…b—=2.351.73xV则：取系统：B电站:查表得:A电站:查表得：Vp=37KVXx£系统=X31=3.6901

=1.081Xx£系统S…b—=2.351.73xVpIs・max=IxI=0.711Xx£b=X33=2.568X.=Xx£Bx0.8*SN-SB=0.235I=2.816I"max=IxSB+1.73V=0.621Xx£A=X32=1.423X.=Xx£Ax0.8xSn-Sb=1.242I=3.2883.3.2两相短路电流计算最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由A电站供给40A、B电站供给65A。剩余的15A经中心变电所送入系统。图3.18合并后的等效阻抗图表3.7图3.18合并后的等效阻抗图X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.350.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图:X31=3.526X33=2.103X33=6.02则：取U=37kv系统：XxZ系统=X31=3.526I=七力、=0.212*jXxZ系统I=——七—=1.65j1.73xVpI=IxI=0.166B电站:I.=1.73xI=0.596B电站:XxZB=X33=2.103X.=Xx£Bx0.8XSN-SB=0.189查表得：I*=3.288I//=IxSn-1.73U=2.233Ib.=1.73xI//=0.185A电站：Xx£=X=6.02X.=Xx£ax0.8xSn：Sb=0.152查表得：I=3.829I//=IxSn:1.73U=3.109In=1.73xI//=0.233d3点短路计算的结果计算得出的最大短路电流分别为：I=0.711（KA）七=0.621（KA）I=0.40（KA）计算得出的最小短路电流分别为：I=0.596（KA）s・minIb.=0.185（KA）In=0.233（KA）d4点短路计算最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。3.4.1三相短路电流计算最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A（35KV侧），由A电站供给110KA、B电站供给130KA。剩余的110A经中心变电所送入系统。

表3.8最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.2250.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图:图3.20图3.20三相短路最后变换的等效阻抗图X31=(X1+X”)+X8+(X1+X刀)xX8:X勇=4.26

X32=X26=1.245X33=X25=2.546则：取系统：B电站:查表得:A电站:X*jsVp=10.5KVXx£系统=X31=0.426=1.081Xx£系统S…则：取系统：B电站:查表得:A电站:X*jsVp=10.5KVXx£系统=X31=0.426=1.081Xx£系统S…b—=2.351.73xVpIs-max=IxI.=0.399Xx£b=X33=2.546Xx£bx0.8*Sn-Sb=0.235I=2.816I"max=IxSB-1.73V=0.387Xx£A=X32=1.245查表得：I*=3.288

I=I//=IXSB+1.73U=0.5003.4.2两相短路电流计算上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A（35KV侧），由A电站供给40A、B电站供给65A最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV母线。剩余的15A经中心变电所送入系统。图3.22合并后的等效阻抗图X31=4.172图3.22合并后的等效阻抗图X31=4.172X33=5.917X33=6.33X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X110.350.4920.0110.3090.4920.0110.3091.1690.29211X12X13X14X15X16X17X18X19X20X215.3335.3335.3335.3330.8770.1890.1890.7544合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图:则：取系统：U=10.5kvXx£系统=X31=4.1726、=0.212Xx£系统―SB—=1.651.73xVI=IXI=0.166B电站:Is・min=1.73xI=0.410Xx£b=X33=5.917X.=Xx£Bx0.8XSN-SB=0.189则：取系统：B电站:Is・min=1.73xI=0.410Xx£b=X33=5.917查表得：I*=3.288I//=IxSn-1.73U=2.233七.=1.73xI//=0.117A电站：Xx£=X=6.33X.=Xx£ax0.8xSn：Sb=0.152查表得：I=3.829I//=IxSn:1.73U=3.109In=1.73xI//=0.269d4点短路计算的结果计算得出的最大短路电流分别为：I=0.399（KA）七=0.387（KA）I=0.50（KA）计算得出的最小短路电流分别为：I=0.410（KA）s・min4继电保护整定合理的选择电网继电保护的定值，并经常保持它们相互之间协调配合的关系，以便在发生故障时按预定要求快速而有选择性地切除故障，这是保证电力系统安全运行的必要条件。在工程设计阶段，应进行必要整定计算，用以检验继电保护配置是否符合规程，是否满足系统运行要求，并应确定各保护装置的技术参数要求，落实设备选型及订货应。在确定电网继电保护的定值时，要遵守以下基本原则：（1）逐级配合原则；（2）灵敏系数校验原则；（3）时限级差的选择原则；（4）短路计算原则；（5）运行方式和变压器中性点接地方式的确定原则。对电网结构简单的双侧电源辐射状网络、单侧电源环形网络及辐射状网络，一般采用带方向的或不带方向的电流电压保护作为相间故障的主保护及后备保护，可以满足选择性、灵敏性及快速切断故障的要求。为了有选择性切除故障，电流电压相间保护按阶梯时限特性构成。一般情况下，一套保护包括三个时限阶段，即：（1）第一段：通常指主保护的瞬动段，本段保护不经时限元件，而以本身固有动作时限发出跳闸脉冲，如无时限电流速断保护；（2）第二段：通常指主保护的限时段，其动作参数与相邻元件上主保护配合，如限时电流速断保护；（3）第三段：通常指后备保护段，一般由各类过流保护构成，如带低电压起动的、不带低电压起动的及复合电压起动的过电流保护。三段式电流电压保护在35kv电网中应用较广，但在某种情况下，保护仅有其中一段或两段构成。例如在单侧电源的终端回线上，通常仅需装设主保护的瞬时段及后备过电流保护；在单侧电源供电的环形网络中，连接至电源母线上的单回线路对侧的保护，有时仅需装设一段方向过电流保护回。各时限阶段保护的主要构成方式及其在电力系统中应用情况如下：1、第一段采用无时限电流速断保护（1）无时限电流速断保护作为线路的主保护，使被保护线路上一部分或大部分的相间故障都能有选择性地瞬时切除，这将压缩与其有配合关系的相邻线路上的其他保护第二段的动作时限，从而降低电网内各处与其有配合关系的保护的动作时限，提高系统保护水平；（2）无时限电流速断保护作为切除被保护线路上发生（1.使得主要发电厂的发电机电源母线残余电压降低到额定电压的50〜60%以下的故障2.使得系统中主要功率枢纽点的母线残余电压降到额定电压的50〜60%以下的故障）相间故障的主保护，以保证发电厂厂用机械和电力系统的稳定运行，当以电流电压保护不能保证动作的选择性时，应以自动重合闸来纠正，否则应采用距离或其他保护;（3）无时限电流速断保护作为单回线带有受电变压器（一台或两台）的终端线路的主保护是，其保护区如伸入变压器，则应以重合闸纠正保护可能发生的无选择性动作；（4）无时限电流速断保护作为平行线当单回线运行时的主保护，当保护接与和电流上，又在双回线运行时，保护应停止运行；（5）无方向性无时限电流速断保护除作为线路主要保护外，又时也作为线路保护死区内故障的辅助保护。而在技术条件许可时，也作为高压线路上主要保护（距离、高频保护等）的辅助保护。2、第二段采用限时电流速断保护

（1）单侧电源的多段相衔接辐射状网络中单回线的主保护，当线路对侧母线无专用的母线保护时，亦兼做该母线的主保护；（2）单回线带有一台或两台受电变压器的终端线路、分支线路的主保护装置，与受电变压器差动保护配合获得选择性；（3）平行线当单回线运行时的主保护及对端母线的主保护（当对端母线无专用母线保护时），并兼做平行线双回路运行时的主保护（电流平衡或横联方向差动保护）的后备保护。保护可接于何电流上或分接于每一回线上。4.1总电路转换图及变换成单侧电源简化图图4.1图4.1总电路转换图分别对单侧电源进行保护的整定：A、对下面单侧电源进行保护整定:1、对保护1进行整定计算:电流方向a图电流方向a图4.3保护1整定⑴保护1的I段:lop1=Kie*1(3)d2.m疽L128X=0.866X厂£一=8.605(2)dl.minTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"X=——一=6.845s-minJ(3)d1-maxX.5=0.5X(Xs-max+X.min)=7.7251、检验Lmin=XxG.866E"—X)=19.4〉°'15L\o"CurrentDocument"1slopls-max故满足要求；\o"CurrentDocument"⑵保护i的ii段：()fz.mind3.minxtd3.minjhd3.minxt1n。/KphX1nop3^KZ-min"'g检验：I广I^)d2.mm-/no/3".5故满足要求；1nopi=tnop3+At=°.5s⑶保护1的III段：1nU腭KsX*-七=0.298灵敏度校验：近后备：J1^)d2.min%o/4.812〉1.5远后备：J1^)d3.mm-1皿/宜功1.5满足要求1nop1°inp3+At=3S2、对保护3进行整定计算：城关变电所图4.4保护3整定城关变电所图4.4保护3整定/lop3=EX1&,max=L554检验:LIminXs・max检验:LIminXs・max=0.866x—=19.723七)5—L一=12.777I(3)d2-maxXL5xG-max+X-m，Xs・mins・max(-=-19.546(0.15LX1X^866E,"I。.3一乂'皿故不满足要求;采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算:L,=0.75L=7.5km电流元件的动作电流：I=s=0.940顷3Xs.m「X】X、低电压元件的动作电压：U物3=侦3X1lop3XX1X'a•广4.884最小运行方式时的保护区：L=庭66E—、X1lop3=-30.78IminXXI故不满足要求，所以不设I段；⑵保护3的II段：1nop3=¥X1io.5=0.8063检验：\1^)d3.mm-1nop3=脚8®故不满足要求；改与保护5的II段配合：1nop3=*X1iop5=0.4345检验：J、3.mL1nop3=侦8"故满足要求；1nop3°nop5**=1s⑶保护3的III段:1HIop3=A/XKX。幡亏'0-298灵敏度校验:近后备：J1(2)d3.mL'HIop3=^7〉1.5远后备：J1(2)d4.min"HIop3=侦25".5满足要求1HIop3"imp5+At=I3、对保护5进行整定计算:系统解：根据题意所得:⑴保护5的I段：电流方向A图4.5保护5整定/血5=Kie*1(3)d4.m疽0-9204X=0.866x——§—=23.81(2)d3.minX=§—=16.5s-minJ(3)d3-maxXL5X(X.max+X.min)=^55检验：,1IminXx(0.866E+1-X).〉.1sIop5s-max故不满足要求;采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算:L.=0.75L=22.5km电流元件的动作电流:Ilop5Ess.main1Imain=0.733低电压元件的动作电压:1nop1nop5=1国4.min宁"=1nop5°nop5+&=0.5s1mop5=K®XKxIL.max-^367\1以4.minHIop5-璀"Ksen'（2）d8.min''mop5$3〉1.2U顷5-侦3x15xx1xy广11.426最大运行方式时的保护区：L=淄^物5)=26.59kmImaxX1XU-U^?最小运行方式时的保护区：0.866E-XxIL=ss*minW5=21.85km〉0.15LIminXXI故满足要求；⑵保护5的II段：K疽1国4"n卬5="（满足要求）故：⑶保护5的III段:灵敏度校验：近后备：远后备：满足要求1mop5='imp5+&=2SB、对下面单侧电源进行保护整定:1、对保护2进行整定计算:图4.7保护2整定解：根据题意所得:X=0.866x-__s—图4.7保护2整定解：根据题意所得:X=0.866x-__s—=43.28（2）d3.minX=——s一=19.44（3）d3-maxXsL^s-max+X-min汇⑴保护2的I段:1lop2=KIrelX1（3）d1-max=^728检验:LlminX1x（）.866E+112-X）=-48.27〉1.3Ls-maxL[.=0.75L=30km电流元件的动作电流:Ilop2Xs.mainIlop2Xs.mainlmain=0.493Ulop广侦3X1lop2XX1XLmain=最小运行方式时的保护区:L=ss-minIop2=-15.063km〈0.15LlminXXI1lop5故不满足要求，所以不设I段；⑵保护2的II段：J1（2）d1.mL'Uop2-"（满足要求）故：1Uop2=1（2）d1.min*Ksen=皿91Uop2°Uop2+Nt=0.5s⑶保护2的III段：1Hlop2=KrelXKss乂'.max'"疽。次

灵敏度校验:近后备：（取本线路末端）K=1（2）d1.min"2=皿8K=1（2）d1.min"2=皿8〉"sen故不满足要求;故采用电压闭锁定时限过电流保护的整定计算:11顷2*xIfh寸Kh=0.149再检验近后备:K=1（2）d1.minflop2=览7"3sen满足要求1mop2='inop2+At=2s2、对保护4进行整定计算:解：根据题意所得:解：根据题意所得:s-max=0'866Xs-max=0'866X土=79'741Xs-min—s—=53.54Xs-mainI（3）d3-max=0.5X（X+X.）=66.641s-max⑴保护4的I段:检验:LIminIlop4=K31检验:LIminIlop4=K31（3）d2-max二S2（-=-24.893）1.3LX1xP.866E+1[4—X）s-max故不满足要求;采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算:L^=0.75L=7.5km电流元件的动作电流:IIop4XsIIop4Xs.mainImain=0.307US=mx1Iop4xX1hin=1.595最大运行方式时的保护区:X,xU、L=相何__sp4)=8.981km〉50%LImaxX1XU-UiJ故满足要求;最小运行方式时的保护区:L=°'、6E—Xs.minX‘Iop4=-48.618kmIminXXI故不满足要求，所以不设I段；⑵保护4的II段：G)fz.mind2.minxtd2.minjhd2.minxt1nop4=*X1n。疽—0-494检验：'1^尚宙％op4-皿2故不满足要求；1noLnop3+At=1s改与保护2的II段配合：1nop4=KphX1nop2^Kfi.・min=①田检验：七=1^&宙%op4-其3〉"故满足要求；1nop4=tnop2+At=0&⑶保护4的III段：1HIop4=七XKssXIK广0.298灵敏度校验：近后备：J由2.mL^4=W56〉"远后备：\么1.mLLop4=^69〉1.3故均不满足要求

采用低电压闭锁定时限过电流保护整定计算:1皿=腭'寸七=。.1488低电压元件的动作电压：图4.9图4.9保护6整定Uniop4=KkxUg.min-K尸26.061电流校验:近后备：、12)d"mop4=L"远后备：Ksen'(2)dl.min''HIop4L14〉1.2故满足要求1HIop4='inop4+△'=2.5S3、对保护6进行整定计算:⑴保护6的I段:IlopIlop6=IL/(3由LJ4788=0.866=0.866x——s—=69.03(2)d4.minXX=s—=43.69s-minJ(3)d4-maxXs・man=+Xs-min)=转6检验：，1、L=f=-3.7625(0.15LIminX1xP.866E+116-X)s・max故不满足要求;采用瞬时电流电压联锁速断保护整定计算:L.=0.75L=22.5km电流元件的动作电流:EI=&=0.3125皿6X&"X1xLimam低电压元件的动作电压:Uo6=侦3x1曲6xX1xy广4.871最大运行方式时的保护区：L=&*^宓1叩6)=16.559kmImaxX1XU-UiJ最小运行方式时的保护区：L=°.866E「Xs.minX11叩6-24.576IminXXI故不满足要求，所以不设I段；⑵保护6的II段：与保护4的II段配合：1nop6=KphX1n卬4：七.min="I58检验：七=农林七op6=L468〉"故满足要求；1nop6。nop4+金=1&⑶保护6的III段：1mop6=七XKx—K广0.352灵敏度校验：近后备：J1^win"%6=爵55〉"故不满足要求采用低电压闭锁定时限过电流保护整定计算：电流元件的动作电流：11财6=KX、寸"=。.176低电压元件的动作电压：电流校验：近后备：Uniop6=K、Ug.m疽K尸26.061J12)d3.mL1HIop6="心3远后备：Kse尸1（2）d3.min:'财6=="故满足要求1财6°顷6+也=3S电流校验：近后备：C、利用三段式电流保护：通过各个短路点的最大短路电流和最小短路电流所得的数据，和对各个保护进行整定计算，选择利用三段式电流（电压）保护商。5变压器保护现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但在实际运行中，仍有可能发生各种类型故障和异常运行，为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量大小、电压等级等因素装设必要的、动作可靠性高的继电保护装置荷。一、变压器保护的配置原则变压器一般装设下列继电保护装置：1、反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护容量为800KVA及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内部故障产生轻微瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作与信号；当产生大量瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。对于高压侧未装设断路器的线路-变压器组，未采用使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可仅动作与信号。2、相间短路保护反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护或电流速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。容量为6300KVA以下并列运行的变压器以及10000KVA以下单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。容量为6300KVA以上、厂用工作变压器和并列运行的变压器、10000KVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器、以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。3、后备保护对于由外部相间短路引起的变压器过电流，可采用下列保护作为后备保护：（1）过电流保护，宜用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过电流；（2）复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器；对于升压变压器和系统联络变压器，当采用上述(2)保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。二、瓦斯保护瓦斯保护的主要元件是气体继电器，它安装在油箱和油枕之间的连接管道上，轻瓦斯保护动作于信号，使运行人员能够迅速发现故障并及时处理；重瓦斯动作于跳开变压器各侧断路器。变压器发生轻微故障时，油箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在油箱的上方，气体沿管道上升，使气体继电器内的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。发生严重故障时，故障点周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲去，气体继电器感受到的油速达到动作门槛时，重瓦斯保护，瞬时动作于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大。三、纵差动保护的整定电流纵差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，因而被广泛地用作变压器的主保护。综上分析本系统中有7个变压器均适合用电流纵差动保护，因有4种类型的变压器，所以设置4个变压器保护。中心变电所4X3000KWA电站中心变电所4X3000KWA电站2X4000KWB电站图5.1各个变压器的保护总电路图转化为简化的图可得:

图5.24个变压器的保护电力系统中为三相变压器，并采用Y,d11的接线方式:1、t1变压器保护的配置图5.3t1变压器的保护t1变压器器的2-1图5.3t1变压器的保护t1变压器器的2-1侧变比nT21t1变压器器的2-3侧变比nT23土5.9210.5由于电流互感器计算变化和实际变比不一致引起的相对误差，Y,d11接线三相变压器的计算式:fa=\-nn-^3nfa=\-由于题目不知道实际和本身的变压器的变比所以采用躲过电流互感器二次=1.3x0.95=1.235KAd1.max回路断线引起的差电流I广取Ki=1.3x0.95=1.235KAd1.maxKsen—Ksen—=坦〉2I1.2352、t2变压器保护的配置

1.5S图5.4t2变压器的保护站1.5S图5.4t2变压器的保护站电At2变压器器的变比6.3%3牝0.10435由于电流互感器计算变化和实际