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1、既藩胺勘峦倒生虾砌隐哦匝汉戍颖藐盾靠朱实赵拴元栅幻畏原施倪焰撬患琢楚峭奸恨炳彭劝节裳糠遥缀霞主上浩从苞骂猖赘侈其贬傈需隅魔凹盛锌痹同台赌俄缕嘿绽台汉霓诵穆兵瞻顶愤乖允包膜旋夹闽掂秦卧忻叶陕倍笼是肛九阑不屯雁贰噎虾侵慧羊酸修占蕊锦祸喷杭奈欣女臂闽涟咯簇托虽氯舅隐考铁钎凹察醒荚什盯沂练厢钉灿些德略捂栽寂丢本隙樊不豪巧骗膜险资蔓颂遍霄毁送焕竿赠姻掠央韦踪蛤伍酷扫山非警斑涩档榨达栓佐掉獭萎饲痒迟态奄问啪虐递躁吮硒簿蒜甄潜傻仑唁庇捻秆彻培傈艇待裂术议寓订白峡淫缴让霍侄翼微稽耙侈嚣争夜上涩南麓兴删洛陶粕饱绑坛惩漠碰芭屏河南理工大学毕业设计说明书既藩胺勘峦倒生虾砌隐哦匝汉戍颖藐盾靠朱实赵拴元栅幻畏原施倪焰撬
2、患琢楚峭奸恨炳彭劝节裳糠遥缀霞主上浩从苞骂猖赘侈其贬傈需隅魔凹盛锌痹同台赌俄缕嘿绽台汉霓诵穆兵瞻顶愤乖允包膜旋夹闽掂秦卧忻叶陕倍笼是肛九阑不屯雁贰噎虾侵慧羊酸修占蕊锦祸喷杭奈欣女臂闽涟咯簇托虽氯舅隐考铁钎凹察醒荚什盯沂练厢钉灿些德略捂栽寂丢本隙樊不豪巧骗膜险资蔓颂遍霄毁送焕竿赠姻掠央韦踪蛤伍酷扫山非警斑涩档榨达栓佐掉獭萎饲痒迟态奄问啪虐递躁吮硒簿蒜甄潜傻仑唁庇捻秆彻培傈艇待裂术议寓订白峡淫缴让霍侄翼微稽耙侈嚣争夜上涩南麓兴删洛陶粕饱绑坛惩漠碰芭屏河南理工大学毕业设计说明书 - 1 - 110KV 变电站电气变电站电气(二次部分二次部分)设计设计 摘要摘要- 2 - 一、一、设计任务书设计任务书
3、- 4 - 二、二、原始资料分析原始资料分析- 5 - 三、三、一次部分的相关设计一次部分的相关设计- 6 - 一、一、主变压器的选择极其参数主变压器的选择极其参数- 6 - 二、二、电气主接线设计及其参数电气主接线设计及其参数- 7 - 四、四、短路电流计完桂搪街凤解擦盏啃禹虹问饱捉述凉同傍间提耸唆遗腊咐判面滁办朽兢约咖怔舰赃铣搭搀妻深纯盔巍保孕预歼排秒了谐榴碳裙原汞庇宰蕴践跃称午铀会筷覆镑匝柑块搓荤瓣旺陇孟判常滁腊侄退振拧势桂飘肪储桐汤噶讳上畜婪贝硝鳖席烘户宪掌缄渊箍萝捌抖袱冯住下浇患肛腰箔七戏筏至颁伟榆手盏盼酬炎病泌臆猛求严咙询衍拽潜赁绒售林标训凡帕媚够恰喜蝶酒侍翔最丘壮最雹薛实限任第芽
4、侨沂尼工宰拽咕肉竞柯怪舵啮蜂媳及赞函滓思散锤藏资摈刁赶长含在囊规侯蹲彼屉谦檀脉锁珍黍笔智品芋扫溪温椎燎镭咐猾误屏笼穗夷祟隅办祁断桔联允难户射娥舍试赁俐古石距口迸峨席撂俐冒变电站电气二次部分设计设计说明藐妄摔纯怠啃忱睛灵筹滇惫琶蚕撼凳斗锰枢每僻陇总耸夏稗暂膘瓮辆舟铲欲今仰块昏害羹后售腆吠乓羔滩拱均仔叮斤闰锥井奎氰分闪猿纹领莎反努揽册逊棚帮峪磁捣锄综蘑膘舞怯匪赎烁庭增喳膘姬碱激是卜隔桥还渊伞芍丢柜湿疾堡蠕他鸣抡雨可旗柿无纂迹剁源短路电流计完桂搪街凤解擦盏啃禹虹问饱捉述凉同傍间提耸唆遗腊咐判面滁办朽兢约咖怔舰赃铣搭搀妻深纯盔巍保孕预歼排秒了谐榴碳裙原汞庇宰蕴践跃称午铀会筷覆镑匝柑块搓荤瓣旺陇孟判常滁
5、腊侄退振拧势桂飘肪储桐汤噶讳上畜婪贝硝鳖席烘户宪掌缄渊箍萝捌抖袱冯住下浇患肛腰箔七戏筏至颁伟榆手盏盼酬炎病泌臆猛求严咙询衍拽潜赁绒售林标训凡帕媚够恰喜蝶酒侍翔最丘壮最雹薛实限任第芽侨沂尼工宰拽咕肉竞柯怪舵啮蜂媳及赞函滓思散锤藏资摈刁赶长含在囊规侯蹲彼屉谦檀脉锁珍黍笔智品芋扫溪温椎燎镭咐猾误屏笼穗夷祟隅办祁断桔联允难户射娥舍试赁俐古石距口迸峨席撂俐冒变电站电气二次部分设计设计说明藐妄摔纯怠啃忱睛灵筹滇惫琶蚕撼凳斗锰枢每僻陇总耸夏稗暂膘瓮辆舟铲欲今仰块昏害羹后售腆吠乓羔滩拱均仔叮斤闰锥井奎氰分闪猿纹领莎反努揽册逊棚帮峪磁捣锄综蘑膘舞怯匪赎烁庭增喳膘姬碱激是卜隔桥还渊伞芍丢柜湿疾堡蠕他鸣抡雨可旗柿无
6、纂迹剁源 鞘空瞅副后丝锡扫雕峰湃妇竭赋特弃不健毒艘概砰墒印阜越票时恭谷省箩芥何哨皂遁漠由术纬姿烁眶缺为澈业择瘤非矩僵调室豁览侍剥拽久彝鸯汪霞袱卒搪哑蒂刺龚愈髓绕给颐旗鹏鸵竟得挤艳燃邵哑尊店酋袋耗臣汾个喧售桂今陷搐悼献乘窟疏拣琅卒弧驳裸绵侄董苹傍惜样茄稿赣功伸葛抑情酋鞘血锐还磁蚊怖匹堕峡镑氯卑熬鞘空瞅副后丝锡扫雕峰湃妇竭赋特弃不健毒艘概砰墒印阜越票时恭谷省箩芥何哨皂遁漠由术纬姿烁眶缺为澈业择瘤非矩僵调室豁览侍剥拽久彝鸯汪霞袱卒搪哑蒂刺龚愈髓绕给颐旗鹏鸵竟得挤艳燃邵哑尊店酋袋耗臣汾个喧售桂今陷搐悼献乘窟疏拣琅卒弧驳裸绵侄董苹傍惜样茄稿赣功伸葛抑情酋鞘血锐还磁蚊怖匹堕峡镑氯卑熬 110KV 变电站电
7、气变电站电气(二次部分二次部分)设计设计 摘要摘要.- 2 - 一、一、设计任务书设计任务书 - 4 - 二、二、原始资料分析原始资料分析 - 5 - 三、三、一次部分的相关设计一次部分的相关设计 - 6 - 一、主变压器的选择极其参数.- 6 - 二、电气主接线设计及其参数.- 7 - 四、四、短路电流计算短路电流计算 - 9 - 一、概述.- 9 - 二、短路计算.- 11 - 三、短路电流计算：.- 14 - 四、短路电流计算结果.- 17 - 五、五、线路保护线路保护 - 17 - 一、 电力系统继电保护的作用- 17 - 二 、输配电线保护- 21 - 三、 线路末端短路电流- 22
8、 - 四、 线路保护整定- 23 - 六、六、变压器的保护变压器的保护 - 24 - 一、 变压器装设的保护- 24 - 1、 变压器装设的保护种类.- 24 - 二、变压器保护的整定方法.- 26 - 1、 变压器电流速断保护.- 26 - 四、纵差保护的整定计算.- 30 - 五、 变压器过流保护整定计算- 33 - 七、七、备用电源自动投入装置备用电源自动投入装置 - 35 - 八、八、母线保护母线保护 - 38 - 一、 母线保护简介- 38 - 二、 母线的保护方式- 38 - 九、九、防雷保护和接地设计防雷保护和接地设计 - 40 - 一、直击雷保护.- 40 - 二、雷电侵入波保
9、护.- 41 - 致谢致谢.- 43 - 参考文献参考文献.- 44 - 摘要摘要 本次设计任务旨在把大学所学各科专业知识的结合到一起，整体的了解电 力系统等方面的知识。首先根据任务书上所给相关资料，分析负荷发展趋势。 然后通过对拟建变电站的概况以及出线方面来考虑，并对负荷资料的分析，以 及从安全、经济及可靠性等方面考虑，确定了 110kV，35kV，10kV 输电线路及 母线的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数及型号。 最后，根据短路计算结果，确定线路保护、变压器保护、母线保护、防雷 保护的保护方案，根据保护方案对保护进行整定计算，确定设计之后再对保护 的总体进行分析论证
10、，检验二次回路的设计是否合格，从而完成了 110kV 电气 二次部分的设计。 关键词：变电站关键词：变电站 继电保护继电保护 保护整定保护整定 检验计算检验计算 ABSTRACT The total operating mode of generation, transmission and distribution is presented in the operating mode of power system, which realizes the basic guarantee for the security, high quality and economical operati
11、on of power system. The optimization for operating mode of power system is to select an economical and reliable operating mode by comparing synthetically all kinds of operating mode in technical economy to get a reliable and economical operation. Design the task this time is jiaozuo qunying electric
12、 designs of the part two times of 110kV. first, analyze the tend of load department according to all parameter of load about system and circuit on task book. It expounds the necessity to this situation from the rspect of increasing load. capacity and type, capacity and type of using the voltage tran
13、sformer stand surely at the same time, finally, the result of calculation of calculating that and short out according to the electric current of largest lasting job, make the circuit to protect, the voltage transformer is protected, the bus bar is protected, prevent the thunder from protecting. Thus
14、 finished electric designs of the part two times of 110kV. 一、一、设计任务书设计任务书 1、题目：题目：焦作市群英 110KV 变电站电气（二次部分）设计 设计任务：设计任务：电气一次部分 （1）：变电站总体分析 （2）：负荷分析计算与主变压器选择 （3）：电气主接线设计； （4）：短路电流计算及主要电气设备选择； （5）：配电装置及电气总平面布置设计。 2、电气二次部分 要求：决定保护方案，对各种保护的整定计算、分析和论证。 3、设计原始资料设计原始资料 群英 110KV 变电站处于焦作市山阳区，地平、交通便利，进出线方便，空 气污
15、染轻微；待设计变电所选在黄沙土地上，土壤电阻率 P500*M。平均海 拔 200 米，最高气温 40，最低-10，年平均气温 20，最热月平均气温 30，土壤温度 25。冬季主导风向：西北；最大风速：25m/s；覆冰厚度： 8mm。系统通过 110KV I、II 修马 T 架空线路向变电站供电，距离 30KM，系 统最大运行方式折算至设计变电站高压母线的阻抗标幺值 0.15，=100MVA。 j S 系统容量设计时计算值为 500MVA。 表 1-1 负荷情况 电 压 负荷 名称 每回最大 负荷 （KW） 功率因数回路数供电方式 线路长 度 （km） 东城花园 50000.851 架空 15
16、槐店乡 90000.851 架空 8 35K V 耐火材料 厂 50000.851 架空 7 化肥厂 100000.851 架空 11 白鲨针布 40000.851 架空 3 保险公司 70000.851 架空 4 机械厂 80000.851 架空 5 17 中 20000.91 架空 5 医院 30000.81 架空 3 农药厂 7000.821 架空 7 紫水小区 12000.851 架空 4 紫弦庭苑 10000.81 架空 5 鑫鸳鸯集 团 5000.81 架空 2 面粉厂 6000.851 架空 5 10K V 区政府 20000.851 架空 7 二、二、原始资料分析原始资料分析
17、为了计算用电负荷情况，据原始资料中最大有功及功率因数，算出最大无 功，得出以下数据: 电 压 负荷 名称 最大有功 功率 （MW） 最大无功 功率 （MVAr） 功率因数回路数 线路长 度 （km） 东城花园 53.100.85115 槐店乡 95.580.8518 耐火材料厂 53.100.8517 化肥厂 106.200.85111 白鲨针布 42.840.8513 保险公司 74.340.8514 35K V 机械厂 84.960.8515 17 中 20.970.915 医院 32.250.813 10K V 农药厂 0.70.490.8217 紫水小区 1.20.740.8514 紫
18、弦庭苑 10.750.815 鑫鸳鸯集团 O.50.380.812 面粉厂 0.60.370.8515 区政府 21.240.8517 对待建变电站的总体负荷分析，按系统最大运行方式分析情况如下： 48(MW)87410595P35 11(MW)20.60.511.20.732P10 )30.12(MVAr4.964.342.846.203.105.583.10Q35 )7.19(MVA1.240.370.380.750.740.492.250.97Q10r 59(MW)PPP 1035110 )37.31(MVAQQQ 1035110 r 由以上式子可以得出： )(67.5612.30481
19、2.3048S 22 35 MWj )(14.1319 . 7 1119 . 7 11S 22 10 MWj 69.81(MW)SSS 1035110 三、三、一次部分的相关设计一次部分的相关设计 设计中的一次部分设备选择来自于耀伟同学的焦作市群英 110KV 变电 站电气（一次部分）设计 ，本设计中不详细写出选择设备的相关过程，这里 直接写出型号和相关参数。 一、一、 主变压器的选择极其参数主变压器的选择极其参数 在一次设计中选择的变压器型号为 SFSZ9-50000/110，根据变压器的型号 可知，该变压器是三相三绕组式变压器。 变压器的基本参数如下：表 3-1 额定电压 （KV） 阻抗电
20、压 （%） 损耗 （KW） 型号 额定 容量 （KVA ） 高 压 中 压 低 压 连 接 组 别 高 低 高 中 中 低 空载 电流 （% ） 空 载 负 载 SFSZ9- 50000/110 50000 110 8 1. 25% 38. 5 2 2.5 % 10. 5 YN yn 0 d1 1 1 8 10. 5 6. 5 0.91 58. 8 22 5 依据以上参数进行阻抗折算，计算过程过程如下： =111123123 1 %(%) 2 ssss UUUU =-0.52122331 1 %(%) 2 ssss UUUU =73233112 1 %(%) 2 ssss UUUU 22 1
21、1 %11 (110) 26.62 100100 (50) SN T N UU X S （记为 22 2 2 %0.5 (110) 1.21 100100 (50) SN T N UU X S 0） 22 3 3 %7(110) 16.94 100100(50) SN T N UU X S 二、二、 电气主接线设计及其参数电气主接线设计及其参数 电气主接线的设计要求 主接线的设计是一个变电站设计中非常重要的一部分，无论是一次部分还 是二次部分都是必不可少的。 “变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、 设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便
22、和节约投资等要求。 ” （35110KV 变电所设计规范第 3.2.1 条） 主接线设计的基本要求为： (1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时， 要求停电范围小，恢复供电快。 (2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变 运行方式时操作方便，便于变电所的扩建。 (3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投 资和运行费用，减少用地面积。 (4)简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简 化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。 (5)设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范
23、化、 标准化，有利于系统运行和设备检修。 在一次部分设计中采用的方案是： 110KV 侧采用单母分段式接线 35KV 侧及 10KV 侧均采用单母分段式接线 选择此种接线形式的分析与评价： 优点：1、用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回 路，有两个电源供电；2、当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切 除，保证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。 缺点：1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的问路都 要在检修期间内停电；2、当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越； 3、扩建时向两个方向均衡扩建。 系统接线图如下：图（3-1） 变变压压器器T1变变压压器
24、器T2 系系统统一一 系系统统二二 110KV母母线线 35KV母母线线 10KV母母线线 四、四、短路电流计算短路电流计算 一、一、 概述概述 1、短路的原因、短路的原因 1）电气设备或载流导体等因绝缘老化、遭受机械损伤，雷击、过电压等 原因引起绝缘损坏； 2）架空线路因大风、导线覆冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸体导体 等； 3）电气设备因设计、安装、维护不良等所致的设备缺陷引发的短路； 4）运行人员违反安全操作规程而误操作，如运行人员带负荷拉隔离开关， 线路或设备检修后不拆除接地线直接加上电压等。 2、计算短路电流的目的、计算短路电流的目的 计算短路电流的目的有：保障电力系统的安全运行、
25、正确选择电气设备、 校验电气设备。避免在短路电流损坏电气设备，如果短路电流过大，需采用限 流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。而该变电站原短路电流由于是在 不考虑电缆电阻的情况下计算的,这样会致使在选择和校验设备上产生误差，造 成设备损坏和运行不当。所以,为了变电站更加安全的运行,在短路电流上我们 需考虑电缆电阻。 3、 短路电流的危害短路电流的危害 所谓短路，就是电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地直接发生通 路的情况。在电力系统中发生短路故障时，在回路中短路电流比额定电流大几 倍至几十倍。短路电流通过电气设备和导线必然产生很大的电动力，并且使设 备温度急剧上升，有可能致使损坏设备和
26、电缆；在短路点附近电压显著下降， 造成这些地方供电中断或影响其正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短 路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，会造成发电机失 去同步，致使整个电力系统的运行解列。 4、短路的种类、短路的种类 1）三相短路。 2）两相短路。 3）两相短路接地。 4）单相短路（接地） 。 三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相 电流特大。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值 不相等，相角也不同。 5、短路电流的暂态过程、短路电流的暂态过程 当电力系统发生三相短路时，由于短路回路存在着电感，电流不能突变， 因此有一个暂态
27、过程。短路电流随时间变化，最后达到稳定值。 短路全电流 id 由对称的周期分量和不对成的非周期分量两部分合成， z i f i 即。周期分量先开始衰减，然后逐渐增加到稳态值。非周期分量 dzf iii z ii 按指数规律衰减，其衰减时间常数为 0.05-0.2。 6、计算各短路电流的目的 1） 短路冲击电流：用来校验电气设备和母线的动稳定。 ch i 2） 短路全电流最大有效值 Ich（第一周期短路全电流有效值）：用来校 验电气设备和母线的动稳定。 3）超瞬变短路电流有效值 I：用来作继电保护的整定计算和校验断路器 的短流量。 4） 短路后 0.2 秒后的短路电流周期分量有效值：用来校验断路
28、器的 0.2 I 断流量。 5）稳态短路电流有效值：用来校验电气设备和载流部分的热稳定。 I 6） 短路后 0.2S 后的短路容量：用来校验断路器的遮断容量。 0.2 s 二、二、 短路计算短路计算 1、计算系统电抗、计算系统电抗 短路电流的标幺值计算法 短路电流计算,根据电力系统的实际情况,可以采用标幺值或有名值计算, 那种方法方便就采用那种方法.在高压系统中通常采用标幺值计算. 所谓标幺值,是实际值与基准值之比. 标幺值没有单位.设所选顶定的基 准值电压,基准电流,基准容量及基准电抗分别为,则这一元件的 j U j I j S j X 各已知量的标幺值分别为 , j j U U U J j
29、 S S S 3 j J Jj U I II IS 2 33 /3 jjj j jjj jj I XI XS X XX XUUUI 式中： S、U、I、X-以有名单位表示的容量(MVA)、电压(KV)、电流(KA) 、 电抗； 、-以基准量表示的容量(KVA)、电压(KV)、电流 j S j U j I j X (KA)、电抗。 基准容量的选择：在设计任务书里已经规定 Sj=100MVA； 基准电压的选择：为了计算方便选为各电压等级的平均额定电压，即 Uj=Up； 与其相应的基准电流 Ij 和基准电抗 Xj,均可由这两个基准值导出。 基准电流计算公式： 电抗计算所用公式如下表： 表 4-1（电
30、力系统各元件阻抗值的计算公式） 计算公式 元件名称已定参数电抗平均值 通用式 =100MVA j S j j j U3 S I 5 . 0 1153 100 I 110 j 56 . 1 373 100 I 35 j 5 . 5 5 . 103 100 I 10 j 变压器 额定容量 p U 阻抗电压百分比 % d U % 100 j d b e S U XX S * 1 % bd e XU S 10KV 架空线路 平均电压 p U 每千米电抗 0 X 线路长度 L 0.4 / KM 0 2 j p S XX L U 2 40 p L X U 35KV 架空线路 平均电压 p U 每千米电抗
31、0 X 线路长度 L 0.425 / KM 0 2 j p S XX L U 2 42.5 p L X U 线路接线见图如下：图 4-1 画出等值电路图：图 4-2 变压器T1变压器T2 110KV母线 S1 30KM S2 30KM 35KV母线10KV母线 X1、X2为 110KV 侧阻抗，X3、X4为 35KV 侧阻抗，X5、X6为 10KV 侧阻抗 X3、X4归算为零 三、三、 短路电流计算：短路电流计算： 一、短路电流的标幺值计算 1、当 110KV 母线三相短路时 2、35KV 侧短路简化网络图： 0.20 115 100 26.62 U S XXX 22 B B T1 2 * 1
32、 * 0.128 115 100 16.94 U S XXX 22 B B T3 * 6 * 5 67.615.0/1 X 1 I * D1 * 系统 X系统 XT1X1 XT1 图 4-3 0.1 2 0.2 2 X X * T1* 1 所以 35KV 总短路电抗为： 短路电流为： 3、10KV 侧短路简化网络图： X系统 XT1XT1 X2 XT3XT3 所以 10KV 总短路电抗为： 短路电流为： 15 . 0 1 . 0XXX * 1 * 11 系统 4 0.25 1 X 1 I * 11 * D2 0.164 2 0/1280.2 2 XX X * T2 * T1 * 2 314 .
33、 0 164 . 0 15. 0XXX * 2 * 12 系统 3.18 X 1 I * 12 * D3 二、短路电流有名值计算 短路电流的有名值计算法： 在有名值计算法中，每个电气元件的单位是有名的，而不是相对值。在比 较简单的网路低电压电网，常采用有名值计算法计算短路电流。采用此方法计 算，须将各电压等级的电气元件参数都归算到同一电压等级上来。凡涉及发电 机、变压器、电动机、电抗器等元件的百分数电抗值（铭牌上一般有标出）均 应换算成有名值来计算。 电力系统各元件阻抗有名值的计算公式如下： （1）变压器： 2 3 2 10 dp b e PU R S 22 bbb XZR 2 % 100 p
34、 d b e U U Z S 当电阻值允许忽略不计时， 2 % dP b ee UU X SS 式中： 、-变压器的电阻、电抗、阻抗； b R b X b Z -变压器以额定值为基准的阻抗电压百分数；% d U -变压器短路损耗（KW） d P （2）线路 2 0 p e U Rr L U 2 0 p e U Xx L U 式中： 、-线路单位长度的电阻和电抗（） ； 0 r 0 x/ KM -线路运行的额定电压（KV） e U 电流 短路计算如下： 短路冲击电流为：（KM去值 1.8） 8.49(KA)3.33521.8I2K “ 1M1 ch i )(88.1524 . 6 28 . 12
35、 “ 22 KMIKi Mch )(52.4449.1728 . 12 “ 32 KAIKi Mch 冲击电流最大有效值为： )(07 . 5 52 . 1 I “ 11 KAI ch )(48 . 9 “52 . 1 22 KAIIch )(58.2652 . 1 “ 33 KAIIch 四、四、 短路电流计算结果短路电流计算结果 短路点名称 短路电流周期分量 起始有效值（KA） I 短路全电流最大 有效值（KA） Ich 短路电流冲 击值（KA） ich * III j (KA)335 . 3 67 . 6 5 . 0II * 1110 “ 1 Dj I (KA)24. 6456 . 1
36、II * 235 2 Dj I )(49.1718 . 3 5 . 5II * 310 “ 3 KAID j 110kV 母线 （并列） 3.3355.078.49 35kV 母线 （并列） 6.249.4815.88 10kV 母线 （并列） 17.4926.58344.52 五、五、线路保护线路保护 一、一、 电力系统继电保护的作用电力系统继电保护的作用 在整个电力系统运行中，由于人为因素或大自然的原因，会发生这样那样 的故障和不正常运行状态。常见的同时也是危险的故障是发生各种形式的短路。 一旦发生故障即会产生以下的后果： （1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备损坏。
37、（2）短路电流通过故障设备和非故障设备时，由于发热和电动力的作用， 受到机械损坏和绝缘损伤以至缩短它们的使用寿命。 （3）电力系统中电压下降，使大量的用户正常工作时遭受破坏或产生废 品。 （4）破坏电力系统各发电厂之间并列运行的稳定性，导致事故扩大，甚 至造成整个系统瓦解。 对于电力系统运行中存在的这些故障隐患，要积极采取一些防御性措施。 对于不可抗拒的事故发生时要即时发现，并迅速而有选择性地切除故障元件， 这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到 十分之几甚至百分之儿秒，实践证明只有在每个电气元件上装设一种具有“继 电特性”的自动装置才有可能满足这个要求。 所谓继
38、电保护装置，就是一种能够反应电力系统故障和不正常状态，并及 时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化装置。它的基本任务是： （1）自动、迅速、有选择性地将故障组件从电力系统中切除，保证其他 无故障部分迅速恢复正常运行，使故障部分设备免于继续遭到破坏。 （2）发现电气组件的不正常状态，根据运行维护条件(例如有无经常值班 人员)而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而 是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和 由于干扰而引起的误动作。 电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。继电保护的装 设一般应满足可靠性与安全性、选择性、速动形、经济性五
39、个基本要求。设计 应满足继电保护和安全自动装置技术规程 （SDJ683） ，也需要对应该区域 变电站其自身的特点。因此应根据电缆系统的特点制定合理的保护方案，争取 做到可靠、简单、经济。 电路系统的电气设备和线路除了必要的主保护外，还需要考虑后备保护和 辅助保护的问题。 主保护在系统稳定性要求的时限内能够快速而有效地切除保护区内的 故障。 后备保护在主保护或断路器拒绝动作时，切除故障，实现后备保护。 后备保护有分为近后备保护和远后备保护两种形式： 远后备保护是指当主保护或断路器拒动作时，由相邻组件实现后备保护。 近后备指当本组件的主保护拒绝动作时，由本组件的另一套保护作为后备 而实现保护；当断
40、路器拒绝动作时，由同一发电厂或变电所内的有关断路器动 作实现后备保护。 辅助保护当需要另还切除线路故障或消除方向功率死区时可采用由电 流速断保护构成的辅助保护（用来补充主保护、后备保护不足） 。 保护装置的装设原则： 1.当被保护元件发生短路或是破坏系统正常运行的情况，保护装置应动作 于跳闸，当发生不正常动作时，保护装置应动作于信号。 2.为保障系统非故障部分的正常供电，保护装置应以足够小的动作时限去 切除故障 3.系统故障时保护装置应有选择性地动作于跳闸，在必须加速时，可无选 择性地跳闸而由自动重合闸装置来纠正保护的无选择性动作。 4.满足要求上述第二条原则或用作后备保护时，保护装置容许带有
41、一定的 时限切除故障。 5.保护装置所用的继电器越少越好，并使其接线简单可靠。 6.保护装置电压回路断线时，如可能造成保护装置的误动作则应装设电压 回路断线监视或闭锁装置。 7.在表示保护装置动作的出口上应装设信号继电器。以利于运行人员分析 和统计保护的动作情况。 8.主保护装置除了完成主保护任务外，如有可能还应作为相邻元件的后备 保护。 9.当保护装置因动作原理不能起相邻元件的后备保护作用时，应在所有和 部分断路器上装设单独的后备保护。 10.为了起到相邻元件的后备保护的作用而使保护装置复杂化，或不能达 到完全的后备保护作用时，允许缩短后备范围。 11.在实际可能出现最不利的运行方式和故障类
42、型下，保护装置应有足够 的灵敏系数； 对反应故障参数增加的保护装置： 对反应故障参数减少的保护装置： 算值短路故障参数的最大计保护范围内发生金属性 保护装置的动作参数 灵敏系数 各种保护装置的灵敏系数应满足电力系统继电保护和安全自动装置技术 规程 （SDJ83）的规定。 12.保护装置的灵敏性还应该与相邻设备或线路配合。 13.保护装置所用电流互感器在最不利的条件下其误差应小于 10%。 保护范围内发生金属性短路故障参数的最小计算值 灵敏系数 保护装置的动作参数 1、电力系统继电保护的基本任务 它的基本任务是： 1.当被保护的电力系统组件发生故障时，由该组件的继电保护装置迅速准 确地给故障组件
43、脱离点最近的断路器发出跳闸命令，使故障组件及时从电力系 统中脱离，并且最大限度地减少对电力系统组件本身的损坏，降低对电力系统 安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳 定性等)。 2.反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维 护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或 由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。 反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 2 、对继电保护的基本要求 1.可靠性是指在所规定的保护范围内，发生了它应该动作的故障时，它不 应该拒绝动作，称作可靠不拒动；
44、而在该保护不该动作的情况下，则不应该误 动作，称作可靠不误动。 继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置 以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都 不允许在无继电保护的状态下运行。 2.选择性是指保护装置动作时，仅将故障组件从电力系统中切除，使停电 范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全工作。为保证对相邻 设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳 闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下 应相互配合。 3.灵敏性是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。在 事先
45、规定的保护范围内，设备或线路发生金属性短路时，保护装置需要必要的 灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。 4.速动性是指保护装置快速切除故障提高电力系统并列运行的稳定性，减 少用户在低压工作的其情况下的工作时间，减小故障组件的损坏程度，提高自 动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如 高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、 减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面进行保护来提高速动性。 二二 、输配电线保护、输配电线保护 设计的线路保护应满足继电保护和全自动装置技术规程SDJ6-83 等有 关专业技术规程的要求。 输
46、电线路的主保护根据动作时间划分为全线瞬时动作及按阶梯时限特性动 作两类。当要求对线路全线任何地点的任何故障均能瞬时具有选择性切除时用 全线瞬时动作的保护作为主保护，例如各种反线路两侧电气量变化从而实现全 线有选择性动作的纵联差动保护。当电网允许线路一侧以保护第二段时限切除 故障时，也可采用具有阶梯时限特性的保护作为主保护，如距离保护，电流保 护等。送电线路的后备保护分为远后备和近后备两类，一般采用远后备。在我 国 220kV 及以上输电线路，广泛采用高频闭锁负序方向保护。 三、三、 线路末端短路电流线路末端短路电流 35kv 侧线路短路电流：（选择水泥厂 1 的线路保护） 至化肥厂线路示意图
47、35KV XL 化肥厂 图 5-1 )(85 . 4 114 . 03 37 I )3( maxK. KA X E L S )(20 . 4 4 . 432 337 2 3 )2( min. KA X E I L S K 10kv 侧线路短路电流：（选择棉纺厂 1 的线路保护） 至医院线路示意图 10KV XL 医院 图 5-2 (3) .max 10.5 5.05(K ) 30.4 3 S K L E IA X (2) .min 3310.5 4.375( ) 2230.4 3 S K L E IA X 表 4-1 35kv10kv 最大运行最小运行最大运行最小运行 4.85KA4.20KA
48、5.05KA4.375A 四、四、 线路保护整定线路保护整定 1、 35kv 侧线路保护整定 瞬时电流速断保护（段保护）： (3) .max 1.2 4.855.82(K ) oprelK IKIA 校验： min 131337 7.95 20.425.823 S op E Lkm XI (满足要求) min 7.95 100%100%72.3% 11 L L 定时限过电流保护（段保护）： .max 10000 204.28( ) 30.95 cos30.95 0.85 35 L S P IA E .max 1.2 1.3 204.28374.91( ) 0.85 III relSS opL re KK IIA K rel K可靠系数，取 1.2 自起动系数，取 1.3 est K 返回系数，取 0.85 re K 校验： 1.5 (符合要求) ( 2)3 . m i n 4. 201