110KV单电源环形网络继电保护课程设计报告.doc

2.电网各个元件参数计算及短路电流计算2.1基准值选择基准功率：SB=100MV·A，基准电压：VB=115V基准电流：IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502KA；基准电抗：ZB=VB/1.732 IB=115×103/1.732×502=132.25Ω；电压标幺值：E=E(2)=1.052.2电网各元件等值电抗计算2.2.1输电线路等值电抗计算(1) 线路AB等值电抗计算正序以及负序电抗：*L1= *1L1=0.4×40=16Ω*L1*= *L1/ ZB=16/132.25=0.121零序电抗：*L10= *0L1= 3*1L1=3×0.4×40=48Ω*L10*= *L10/ ZB=48/132.25=0.363(2) 线路BC等值电抗计算正序以及负序电抗：*L2= *1L2=0.4×40=16Ω*L2*= *L2/ ZB=16/132.25=0.121零序电抗：*L20= *0L2= 3*1L2=3×0.4×40=48Ω*L20*= *L20/ ZB=48/132.25=0.363(3) 线路CA等值电抗计算正序以及负序电抗：*L3= *1L3=0.4×50=20Ω*L3*= *L3/ ZB=20/132.25=0.1512零序电抗：*L30= *0L3= 3*1L3=3×0.4×50=60Ω*L30*= *L30/ ZB=50/132.25=0.45372.2.2变压器等值电抗计算(1) 变压器T1、T2等值电抗计算*T1= *T2=UK%/100×UN2/ SN=1O.5/100×110×110/60≈21.175Ω*T1*= *T2*=*T1/ ZB=31.7625/132.25=0.1601(2) 变压器T3等值电抗计算*T3= UK%/100×UN2/ SN≈21.175Ω*T3*=*T3/ ZB=21.175/132.25=0.1601(3) 变压器T4、T5、T6等值电抗计算*T4= *T5=*T6= *T7= UK%/100×UN2/ SN≈63.525Ω*T6*= *T7* = *T4*= *T5*=63.525/132.25=0.48032.2.3发电机等值电抗计算(1)发电机G1、G2、G3电抗标幺值计算*G1* = *G2*= *G3*=*dSB/ SG= *dSB COSφ/ PG=0.129×100×0.85/50=0.21932.2.4 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G1、G2、G3全投入，继开线路AC；通过保护1的负荷电流最大；保护1的最小运行方式：发电机G3停，线路全部运行。

2) 保护3的最大运行方式：发电机G1、G2、G3全投入，继开线路BC；通过保护4的负荷电流最大保护4的最小运行方式：G3停，线路全部运行3) 保护6的最大运行方式：发电机G1、G2、G3全投入，断开线路AB；通过保护6的负荷电流最大保护6的最小运行方式：G3停，线路全部运行2.2.5 短路计算电路图等值图BC线路是最大运行方式正序负序零序BC最小运行方式正序 零序CA线路最大运行方式正序零序CA线路最小运行方式正序零序AB线路最大运行方式正序零序AB线路最小运行方式正序零序故障点C：最大运行方式 三相短路： 有名值 ：两相短路：有名值： 单相接地： 有名值 ：两相接地： = 2.564有名值：最小运行方式 三相短路： 有名值： 两相短路： 有名值: 单相接地： 有名值： 两相接地 ： = 4.062 有名值：短路点A：最大运行方式 三相短路： 有名值： 两相短路： 有名值 ：单相接地： 有名值： 两相接地 ： = 9.08A 有名值：零序：流过安装处电流：单相接地： 两相接地：最小运行方式三相短路： 有名值： 两相短路： 有名值： 单相短路： 有名值： 两相接地 ： 有名值： 零序： 流过安装处电流：单相接地： 两相短路：短路点B ：1.最大运行方式下： 三相短路：=3.984 A；有名值 =916.33 A； 两相短路： =，有名值=793.57 A； 单相短路：=，有名值=1040.72 A； 两相接地：=4.33 A，有名值=996.10A； 流过安装处电流：=0.543；单相：=0.5431040.72=565.11A；两相：=0.543996.10=540.88A2.最小运行方式下： 三相短路：=3.571A；有名值=821.43A； 两相短路：=3.093；有名值=711.40A； 单相短路：==4.237，有名值=974.58A 两相接地：=4.043A，有名值=929.92A； 流过安装处电流：0.562； 单相：=0.562974.58=547.71A； 两相：=0.562=522.62A表2-1 短路电流统计表A侧短路(A)B侧短路(A)C侧短路(A)最大运行方式三相短路43.922.9143.89两相短路38.0119.8438.015单相短路54.4226.0254.418两相接地52.2124.952.207最小运行方式三相短路29.1821.5429.188两相短路25.2817.77525.288单相短路36.75524.3636.76两相接地35.4523.2535.452.3 距离保护整定计算2.3.1电力网相间距离保护的整定计算步骤2.3.1.计算网络参数：2.3.2距离保护整定值计算：〔1〕 1QF距离保护整定值计算：一段整定阻抗：二段整定阻抗：1)与相邻下级LBC段的一段配合：2)按躲过相邻变压器出口短路整定： 灵敏度校验：要求>1.25结论：=33.605Ω t=0s2.3.3 3QF距离保护整定值计算：〔同理〕2.3.4 5QF距离保护整定值计算： 结论：考虑到6QF仅需要加装一个功率方向继电器或者 方向阻抗继电器，5QF不需 要和6QF的距离保护装置配合，所以5QF仅需要和T6的保护配合。

注意根据设计要求：“系统允许的最大故障切除时间为 0.85s〞系统最低等级的后备保护延时时间都已经超过了了1.5S，如果按照阶梯原则配合，不满足设计要求，所以不需要加装三段保护3. 距离保护的综合评价主要优点：能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；阻抗继电器是同时反响电压的降低和电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度其中Ⅰ段距离保护根本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段受系统运行变化的影响也较电流保护要小一些，保护区域比较稳定主要缺点：不能实现全线瞬动对双侧电源线路，将有全线的30﹪～40﹪的第Ⅱ段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能承受的阻抗继电器本身较长复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些4. 电力网零序电流保护配置与整定计算4.1概述4.1.1零序电流保护的特点中性点直接接地系统中发生接地短路，将产生很大的零序电流分量，利用零序电流分量构成保护，可作为一种主要的接地短路保护因为它不反映三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度另一方面，零序电流保护仍有电流保护的*些弱点，即它受电力系统运行方式变化的影响较大，灵敏度将因此降低；特别是在短距离的线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护*围太小，甚至没有保护*围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。

当零序电流保护的保护效果不能满足电力系统要求时，则应装设接地距离保护接地距离保护因其保护*围比较固定，对本线路和相邻线路的保护效果都会有所改善零序电流保护接于电流互感器的零序电流滤过器，接线简单可靠，零序电流保护通常由多段组成，一般是三段式，并可根据运行需要而增减段数为了适应*些运行情况的需要，也可设置两个一段或二段，以改善保护的效果4.2零序电流保护整定计算的运行方式分析4.2.1 接地短路计算的运行方式选择计算零序电流大小和分布的运行方式选择，是零序电流保护整定计算的第一步选择运行方式就是考虑零序电流保护所能适应的发电机、变压器以及线路变化大小的问题一般可按下述条件考虑〔1〕总的原则是，不管发电厂或是变电所，首先是按变压器设备的绝缘要求来确定中性点是否接地；其次是以保持对该母线的零序电抗在运行中变化最小为出发点来考虑当变压器台数较多时，也可采取几台变压器组合的方法，使零序电抗变化最小〔2〕发电厂的母线上至少应有一台变压器中性点接地运行，这是电力系统过电压保护和继电保护功能所需要的为改善设备过电压的条件，对双母线上接有多台〔一般是四台以上〕变压器时，可选择两台变压器同时接地运行，并各分占一条母线，这样在双母线母联短路器断开后，也各自保持着接地系统。

〔3〕变电所的变压器中性点分为两种情况，单侧电源受电的变压器，如果不采用单相重合闸，其中性点因班应不接地运行，以简化零序电流保护的整定计算；双侧电源受电的变压器，则视该母线上连接的线路条数和变压器台数的多少以及变压器容量的大小，按变压器零序电抗变化最小的原则进展组合4.2.2 流过保护最大零序电流的运行方式选择(1) 单侧电源辐射形电网，一般取最大运行方式，线路末端的变压器中性点不接地运行2) 多电源的辐射形电网及环状电网，应考虑到相临线路的停运或保护的相继动作，并考虑在最大开机方式下对侧接地方式最小，而本侧〔保护的背后〕接地方式最大3) 计算各类短路电流值4.3最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择(1) 辐射形电网中线路保护的分之系数与短路的位置无关2) 环状电网中线路的分支系数随短路点的移远而逐渐减小 但实际上整定需要最大分支系数，故还是选择开环运行方式3) 环外线路对环内线路的分支系数也与短路点有关，随着短路点的移远，分支系数逐渐增大，可以增加到很大很大，但具体整定并不是选一个最大值，而应按实际整定配合点的分支系数计算4.4零序电流保护的整定计算4.4.1零序电流保护的整定计算步骤〔1〕 零序电流保护Ⅰ段的整定1〕按躲开本线路末端接地短路的最大零序电流整定，即 (5-1)式中 ——可靠系数，取1.2~1.3；计算时取1.3───线路末端接地短路时流过保护的最大零序电流。

2〕 零序电流保护Ⅰ段的保护最小保护*围亦要求不小于本保护线路长度的15%3〕整定的动作延时为0〔2〕 零序电流保护Ⅱ段的整定此段保护按满足以下条件整定：1〕按与相邻下一级线路的零序电流保护Ⅰ段配合整定，即 (5-2)式中 —— 可靠系数，取1.1—— 分支系数，按实际情况选取可能的最小值；—— 相邻下一级线路的零。