110kV输电线路L4继电保护整定计算 毕业设计(论文).doc

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1、 I 摘 要 本次设计为 110kV 输电线路 L4 继电保护整定计算，并根据继电保护配置原 理，对所选保护进行整定和灵敏度校验。本次设计首先对电网进行了短路电流计 算，而后对该段线路选择以距离保护作为主保护，零序电流保护作为该线路的接 地短路保护，并详细的阐述了距离保护和零序电流保护的原理、配置的基本原则 及计算原则，最后进行整定计算与校验。 经过对设计题目的分析、探究，此次设计先进行短路点的短路电流计算，从 而算出零序短路电流;而后确立了相间短路的距离保护和反应接地故障的零序电 流三段式保护，并对它们进行整定计算和灵敏性校验，且对所选择的保护装置进 行综合评价。 关键词 继电保护 ，整定计

2、算，短路电流计算，距离保护，零序电流保护 ABSTRACT II ABSTRACT This design is to work out wholly for 110kv transmitted lines L4 Relay protection setting calculation. according to the principle of protection configuration, and do the setting and sensitivity calibration to protection for the selected. The design is first

3、carried out on the grid short-circuit current calculation,and then I choose distance protection as main protection. Zero sequence current protection for this line earth-fault protection, and elaborate the principle of distance protection and Zero sequence current protection in detail, and the basic

4、principle of Configuration and principle of working out and Calculation principle,at last I did the setting calculation and checked it . After the analysis and research for this design, at firsr I do the short-circuit current calculation of short circuit point for this design,and get the value of ze

5、ro-sequence short-circuit current;and then established the distance protection of phase short circuit and zero sequence current three-step protection of reacted the ground fault,and next I do the setting calculation and sensitivity calibration for the design, and do the comprehensive evaluation for

6、protector of selected . Key words Relay Protection， Setting Calculation， Short-circuit current Calculation， Distance protection，Zero sequence current protection 目 录 1 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪 论 1 1.1 继电保护概述 .1 1.1.1 继电保护的重要性 .1 1.1.2 继电保护的任务 .1 1.1.3 对继电保护的基本要求 1 1.1.4 继电保护装置的基本原理 .3 1.1.5 继电保护装置的分

7、类 4 1.1.6 保护运行方式分析 .4 1.1.7 继电保护的未来发展 5 1.2 设计的题目和要求 6 1.2.1 题目的基本资料 .6 1.2.2 设计的目的 7 1.2.3 设计的要求 7 1.2.4 题目的分析 7 2 短路电流计算基本知识 9 2.1 短路电流计算概述 9 2.2 短路计算的作用 9 2.3 短路电流的危害及限制措施 9 2.3.1 短路电流的危害 .9 2.3.2 短路电流的限制措施 10 3 系统中各元件 的主要 参数的计算 11 3.1 电网等值计算图 11 3.2 基准值选择 .11 3.3 电网各元件参数计算及负荷电流 计算 11 3.3.1 输电线路等

8、值电抗计算 .11 3.3.2 变压器等值电抗计算 12 3.3.3 发电机等值电抗计算 13 3.3.4 最大负 荷电流计算 13 4 输电线路 L4 短路电流计 算 14 4.1 运行方式的选择原则 14 4.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则 14 4.1.2 线路运行方式选择原则 .14 4.2 流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择 .14 4.3 本次设计的具体运行方式的选择 .15 4.4 输电线路 L4 短路电流计算 15 4.4.1 电网等效电路图 .15 4.4.2 线路 L4 末端短路时最大零序电流计算 .15 目 录 2 5 整定计算基本知识 21 5.1 基

9、本任务 21 5.2 计算步骤 21 5.3 整定配合基本原则 22 5.4 整定系数分析 .23 5.4.1 可靠系数 23 5.4.2 返回系数 23 5.4.3 分支系数 23 5.4.4 灵敏系数 23 5.4.5 自起动系数 24 6 相间距离保护配置和整定计算 25 6.1 距离保护的基本工作原理 25 6.2 距离保护的时限特性 .27 6.3 距离保护的主要组成元件 28 6.3.1 起动元件 28 6.3.2 阻抗测量元件（ZI、ZII、ZIII ） .28 6.3.3 时间元件 28 6.3.4 出口执行元件 .28 6.4 距离保护的整定计算 .29 6.4.1 距离保护

10、第 I 段 29 6.4.2 距离保护第段 .30 6.4.3 距离保护第 III 段 .31 6.5 输电线路 L4 距离保护整定计算和校验 .32 6.5.1 距离保护段的整定计算 .32 6.5.2 距离保护 段的整定计算和校验 .32 6.6 距离保护评价 .33 7 零序电流保护配置和整定计算 34 7.1 零序电流保护基本工作原理 34 7.2 零序电流保护的特点 .35 7.3 零序电流保护整定计算的运行方式分析 .35 7.3.1 接地短路电流、电压的特点 35 7.3.2 接地短路计算的运行方式选择 36 7.3.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择 36 7.3.4 最大

11、分支系数的运行方式和短路点位置的选择 36 7.4 110kV 线路零序电流保护整定原则 .37 7.5 零序电流保护的整定计算 37 7.6 输电线路 L4 零序电流保护的整定计算 .39 7.7 零序电流保护评价 39 总 结 40 参考文献 41 致 谢 42 1 绪论 1 1 绪论 1.1 继电保护概述 1.1.1 继电保护的重要性 系统的不正常运行状态是指系统中电气元件没有发生故障，但由于某种干扰， 电气参数偏离正常值，如设备的过负荷、系统发生震荡、功率缺额引起的频率降 低、发电机甩负荷引起的过电压等，都属于不正常运行状态不及时处理，就有可 能发展成故障。 系统的故障和不正常运行状态

12、都可能引起电力系统的事故。事故就是指整个 或部分电力系统遭到破坏，造成人员伤亡，对用户停电或降低到不能容许的地步。 系统中电气元件发生故障和不正常运行虽然无法避免，但系统发生故障却可 以预防。因为系统事故的发生，除去由于自然条件（如遭受雷击等）外，一般都 由设备制作质量不高、设计安装错误、运行或维护不当等原因造成。如果能一方 面加强电气设备的维护和检修，另一方面在电力系统中的每个元件上装设一种有 效的装置，当电气元件发生故障或不正常运行状态时，该装置能快速切断故障元 件的供电或向工作人员发出信号进行处理，则可以大大减少事故发生的几率。在 电力系统中起这种作用的装置即称为继电保护。 它在系统中的

13、作用是： 自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于 继续遭到破坏，使非故障元件能继续正常运行。 对电气元件的不正常运行状态能根据运行维护的条件发出信号、减负荷或 跳闸。 1.1.2 继电保护的任务 当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速 准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统 中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，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。 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

14、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。 1.1.3 对继电保护的基本要求 1 绪论 2 对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速 动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。 选择性： 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障 元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。 例： 当 d1 短路时，保护 1、2 动跳 1QF、2QF，有选择性 当 d2 短路时，保护 5、6 动跳 5QF、6QF，有选择性 当 d3 短路时，保护 7、8

15、 动跳 7QF、8QF，有选择性 若保护 7 拒动或 7QF 拒动，保护 5 动跳 5QF（有选择性） 若保护 7 和 7QF 正确动作于跳闸，保护 5 动跳 5QF，则越级跳闸（非选择性） 小结：选择性就是故障点在区内就动作，区外不动作。当主保护未动作时，由近 后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置 QF、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、 经济，应优先采用。 速动性： 快速切除故障。 提高系统稳定性； 减少用户在低电压下的动作时间； 1 2 减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。 3 ；QFbhtt 故障切除时间； -

16、保护动作时间；bht -断路器动作时间；QF 一般的快速保护动作时间为 0.060.12s，最快的可达 0.010.04s。 一般的断路器的动作时间为 0.060.15s，最快的可达 0.020.06s。 灵敏性： 指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装 置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反 应出来。 通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为 。lmK 对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护） 1 绪论 3 dzlm IK min保 护 的 动 作 参 数故 障 参 数 的 最 小 计 算 值保 护 区 内 金 属 性 短 路

17、时 对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护） max.dzlm U故 障 参 数 的 最 大 计 算 值保 护 区 内 金 属 性 短 路 时保 护 的 动 作 参 数 其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型 和短路点来计算的。 在继电保护和安全自动装置技术规程中，对各类保护的灵敏系数 Klm的 要求都作了具体规定,在具体装置的灵敏度校验时可按照规程规定的灵敏性系数 来校验。 可靠性： 指发生了属于它改动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动） ； 而在不改动作时，他能可靠不动，即不发生错误动作（简称误动） 。 影响可靠性有内在的和外在的因素，内

18、在的因素主要是装置本身的质量，包 括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等。 外在的因素主要是体现在运行维护水平、调试和安装是否正确上。 上述四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也是贯穿全课程的一个 基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。 1.1.4 继电保护装置的基本原理 我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然 有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判 据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护； 利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用

19、短路时线路始端测量阻 抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除 此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。 当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解 产生的气体而构成的气体保护。 原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征 （差别） ，即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护 性能越好。 继电保护装置的组成： 被测物理量测量逻辑执行跳闸或信号 1 绪论 4 整定值 测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压， 阻抗，功率方向等） ，并与已给定

20、的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信 号，从而判断保护是否该起动。 逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态， 出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳 闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的 任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。 1.1.5 继电保护装置的分类 继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件 的不同以及作用的不同等方式来分类，例如： 根据保护装置反应物理量的不同可分为：电流保护、电压保护、距离保护、 差动保

21、护和瓦斯保护等。 根据被保护对象的不同可分为：发电机保护、输电线保护、母线保护、变 压器保护、电动机保护等。在电气化铁道牵引供电系统中，主要有 110kV（或 220 kV）输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置 保护等。 根据保护装置的组成元件不同可分为：电磁型、半导体型、数字型及微机 保护装置等。 根据保护装置的作用不同可分为：主保护、后备保护，以及为了改善保护 装置的某种性能，而专门设置的辅助保护装置等。 当某一电气设备装设有多种保护装置时，其中起主要保护作用的保护装置称 为主保护；作为主保护装置备用保护的保护装置称为后备保护。后备保护又分为 近后备保护和远后备保

22、护，近后备保护指同一电气设备上多种保护的相互备用， 远后备保护则是指对相邻电气设备保护的备用。 1.1.6 保护运行方式分析 在选择保护方式及对其整定计算时，都必须考虑系统运方式变化带来的影响， 所选用的保护方式，应在各种系统运行方式下，都能满足选择性和灵敏性的要 求。对过量保护通常都是根据系统最大运行方式来确定保护整定值，以保证选择 性。灵敏性的校验应根据最小运行方式来进行，因为在最小运行方式下灵敏性满 足要求，则其他运行方式下，也一定满足要求。 最大运行方式 根据电力系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行以及选择 1 绪论 5 的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式

23、。对继电保护而言，是 指短路时流过保护的短路电流最大的运行方式。 最小运行方式 根据系统最小负荷，投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接 地的运行方式称为最小运行方式。对继电保护而言，是指短路时流过保护的短路 电流最小的运行方式。 正常运行方式 根据系统正常负荷的需要，投入与之相适应数量的发电机、变压器和线路的 运行方式称为正常运行方式。这种运行方式在一年之内的运行时间最长。 对于某些特殊运行方式，运行时间很短，对保护的选择性或灵敏性有困难时， 且保护拒动或误动不会引起大面积停电的情况下，可不予考虑。 1.1.7 继电保护的未来发展 继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，

24、保护、控制、测量 和数据通信一体化发展。 计算机化-随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原 华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了 3 个发展阶段：从 8 位单 CPU 结 构的微机保护问世，不到 5 年时间就发展到多 CPU 结构，后又发展到总线不出模 块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。但对如何更好地满足电力系 统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效 益，尚须进行具体深入的研究。 网络化-计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱， 使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也 为各个工业

25、领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保 护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。微机保护装置网络化 可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。 保护、控制、测量、数据通信一体化-在实现继电保护的计算机化和网 络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力 系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何 信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中 心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故 障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实

26、现保护、控制、 测量、数据通信一体化。 智能化-近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊 逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。 1 绪论 6 神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非 线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。可以预见，人工智能技术在继电保 护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。 1.2 设计的题目和要求 1.2.1 题目的基本资料 某电力系统接线图如下图 1.1 所示： 图 1.1 110KV 电网接线图 系统及元件参数： 该 系统由火力发电厂和三个降压变电站通过四回 线路构成；线1

27、0KV10KV 路 AC 长度 90 公里，线路 AB 长度 50 公里，线路 BC 长度 40 公里，线路 CD 长度 25 公里；线路单位长度电抗 , ；120.4x013x 发电厂的最大发电容量为 ，最小发电容量 ，5MW50MW 正常发电容量为 ；75 发电机参数：G1、 G2 参数 -功率为 ，次暂态电抗为 0.132，功率 因素 0.8；G3 参数-功率 ，次暂态电抗为 0.129，功率因素 0.8；0 变压器参数：接线组别均为 , ， ， ；发YN1d02.51KV10.5%U 电厂机组 1、2 变压器容量 ，机组 3 变压器容量 ，变电站 B、C26.3MVA60MA 变压器容

28、量为 ，变电站 D 变压器容量为 ；40VA 各变电站主接线形式：发电厂升压站 A 高压侧的母线接线为双母线接线型式， 发电机 G1，G2 出口通过单母线分段联结；变电站 B 高压侧母线接线为单母线分段型式，变 电站 C 高压侧的 1 绪论 7 母线接线为双母线接线型式，变电站 D 高压侧母线接线为单母线接线型式； 中心点接地情况： 发电厂升压变压器中心点均直接接地运行，其它变压器中心点不接地；变电 站 B、C、D 低压侧 母线接线为单母线接线型式；10KV 变电站 B、C 的 母线负荷均为 ,功率因素 0.8；变电站 D 的20MW 母线负荷 ,功率10KV2MW 因素 0.8；负荷侧最长后

29、备保护动作时间 ，负荷自启动系数为1.5opents 1.3； 。.5ts 1.2.2 设计的目的 毕业设计是工科专业教学过程中最后学习阶段的一种总结性、实践性教学， 是按专业培养目标的要求，对基本能力进行全面、系统和严格训练的一个重要环 节，也是对自己学习成果的总检查，是在教师的指导下独立完成一项给定的设计 任务或专题研究任务。 毕业设计目的 在巩固电力系统继电保护课程所学理论知识的基础上，锻炼运用所学 知识分析和解决生产实际问题的能力。 通过对有关技术规程、规范和标准学习和执行，建立正确的设计思想，理 解我国现行的技术经济政策。 初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。 提高计算、制图和编

30、写技术文件的技能。 1.2.3 设计的要求 在相关专业基础及专业方向课程学习的基础上，继续学习电力系统继电保护 设计规程，掌握继电保护设计的基本步骤和设计方法； 应掌握电力系统继电保护的基本原理及其保护配置的基本原则和整定计算的 基本原则；发电厂及电力系统运行的基本知识；电力系统计算、故障分析的基本 方法。 应会依据课题任务，进行调研、资料收集与处理；能正确运用工具书；掌握 有关工程设计程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、图表绘制、 技术文件编写能力。 根据系统运行方式和系统分析计算，对线路 L4 的继电保护方式进行配置选 择，并对所选保护进行整定计算，在此基础上进行保护评价和保

31、护动作分析。 1.2.4 题目的分析 本次设计是为给 110KV 单侧电源环形电网输电线路线路 L4 的继电保护方式 进行配置选择，并对所选保护进行整定计算，在此基础上进行保护评价和保护动 1 绪论 8 作分析。110kV 及以上电压等级的电力系统，均属于大接地电流系统。根据运行 统计，这种系统中，单相接地故障占总故障的 80%到 90%，甚至更高，因此本次 设计应注重系统出现接地故障时的保护。110kV 线路通常采用三段式相间距离保 护方式作为主保护,距离保护通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值来 动作的一种保护。阶段式零序电流保护作为其后备保护，零序电流保护与相间电 流保护完全相同，

32、只是零序电流保护只是反应电流的一个分量，零序电流保护 段为零序电流速断保护，第段为限时零序电流速断保护，第段为零序过电流 保护。并对所选择的保护方式进行整定计算，保证灵敏度满足要求。另外，由于 线路 L4 为 电压等级的最后一回线路，所以无需整定零序保护的第段和10KV 第段。 2 短路电流计算基本知识 9 2 短路电流计算基本知识 2.1 短路电流计算概述 供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用 而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常 工作。为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设 备、设计继电保护和选用限制

33、短路电流的元件。 2.2 短路计算的作用 短路计算的作用是： 校验电气设备的机械稳定性和热稳定性； 校验开关的遮断容量； 确定继电保护及安全自动装置的定值； 为系统设计及选择电气主接线提供依据； 进行故障分析； 确定输电线路对相邻通信线的电磁干扰常用的计算方法是阻抗矩阵法，并 利用迭加原理，令短路后网络状态与短路前网络状态 故障分量状态，在短路点 加一与故障前该节点电压大小相等、方向相反的电势，再利用阻抗矩阵即可求得 各节点故障分量的电压值，加上该节点故障前电压即得到短路故障后的节点电压 值。继而，可求得短路故障通过各支路的电流。 2.3 短路电流的危害及限制措施 2.3.1 短路电流的危害

34、短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏 故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体 时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方 面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路 也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而 可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的 正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损 等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降， 可能破坏各发电厂并联运行的稳

35、定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过 负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏 2 短路电流计算基本知识 10 整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 2.3.2 短路电流的限制措施 为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力 设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电 压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器， 以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施， 如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值； 加装限电流电抗器；采用分裂

36、低压绕阻变压器等。主要措施如下： 是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压 要和线路的额定电压相符； 二是正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置， 以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造 成的损失； 是在变电站安装避雷针，在变压器附近和线路上安装避雷器，减少雷击损 害； 是保证架空线路施工质量，加强线路维护，始终保持线路弧垂一致并符合 规定； 是带电安装和检修电气设备，注意力要集中，防止误接线，误操作，在带 电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施； 是加强管理，防止小动物进入配电室，爬上电气设备； 是及时清除导

37、电粉尘，防止导电粉尘进入电气设备； 是在电缆埋设处设置标记，有人在附近挖掘施工，要派专人看护，并向施 工人员说明电缆敷设位置，以防电缆被破坏引发短路； 是电力系统的运行、维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度，正确 操作电气设备，禁止带负荷拉刀闸、带电合接地刀闸。线路施工，维护人员工作 完毕，应立即拆除接地线。要经常对线路、设备进行巡视检查，及时发现缺陷， 迅速进行检修。 3 系统中各元件的主要参数的计算 11 3 系统中各元件的主要参数的计算 3.1 电网等值计算图 为计算简便、清晰、有条理，对原题目原理图进行计算性设计修改；因计算 为线路 L4 继电保护整定计算，应在线路 CD（即线路

38、L4）上连接一个断路器保护 7，如下图 3.1 所示： 图 3.1 电网等值计算图10KV 3.2 基准值选择 基准功率： ，基准电压： 。基准电流：BS10MVABU5 ；3.73201(.72)0.B KAI 基准电抗： ；.5.13.BBZUI 电压标幺值： (2)E 线路标号：线路 AC=L3，线路 AB=L1，线路 BC=L2，线路 CD=L4 变压器标号:图中 3.1 从左至右依次为 T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8 3.3 电网各元件参数计算及负荷电流计算 3.3.1 输电线路等值电抗计算 线路 L1 等值电抗计算 3 系统中各元件的主要参数的计算 12 正序以及负

39、序电抗： 10.452LX3.0.1BZ 零序电抗： 0111 6L64537BL 线路 L2 等值电抗计算 正序以及负序电抗： 12.4X2350.12BLZ 零序电抗： 021248L 2836B 线路 L3 等值电抗计算 正序以及负序电抗： 13.49LX062.50.7BZ 零序电抗： 31330 18086L 线路 L4 等值电抗计算 正序以及负序电抗： 144.250X37BLZ 零序电抗： 04144 3L68LB 保护线路 L4 的最大运行方式： 、 、 全投入运行，线路全部运行则1G23 通过保护 L4 的最大负荷电流为 .max.a312(5)0.60.5flnIPUKA

40、3.3.2 变压器等值电抗计算 变压器 T1、T2 等值电抗计算 2312(%10)()01.67KNNTXS.67.52TBZ 变压器 T3 等值电抗计算 233()().KNNU*1.5.01BTX 变压器 T4、T5、T6、T7 等值电抗计算 变压器 T8 等值电抗计算 *4567%.50.752KBTTNUsX 3 系统中各元件的主要参数的计算 13 28(%10)()84.7KNNTXUS*84.7506BZ 3.3.3 发电机等值电抗计算 发电机 G1、G2 电抗标幺值计算1*2*111cos0.320.825.4BBGdGdGXSXSP 发电机 G3 电抗标幺值计算3*333.9

41、6GdBBd 3.3.4 最大负荷电流计算 B、C 母线最大负荷电流计算 最大负荷电流计算(拆算到 )10KVmaxaxmax2 3(.73cos201(.72150.8)25fhBfhCfhBvIPU KA D 母线最大负荷电流计算 最大负荷电流计算(拆算到 )maxax2 3(1.cs()73fhDfhDvI 4 输电线路 L4 短路电流计算 14 4 输电线路 L4 短路电流计算 4.1 运行方式的选择原则 4.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则 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

42、电厂，还应根据水库运行方式选择。 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。 4.1.2 线路运行方式选择原则 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， 另一条线路有故障的方式。 双回路一般不考虑同时停用。 4.2 流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择 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

43、式，开 环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。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。 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。 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。

44、 4 输电线路 L4 短路电流计算 15 4.3 本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 整定计算之前，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。对输电线路

45、 L4 继电保护保护而言，其最大运行方式应该是在电网所有发电机组全部运行， T4、T5、T6、T7 全部不运行下，下路全部运行；输电线路 L4 继电保护保护的最 小运行方式应该是：在电网发电机 G1 或 G2 投入运行，G3 不运行，其余设备全部 运行方式下，线路 L1+L2 与 L3 并联运行，再与 L4 串联运行。 4.4 输电线路 L4 短路电流计算 4.4.1 电网等效电路图 电网等效电路图如图 4.1 所示： 图 4.1 电网等效电路图 4.4.2 线路 L4 末端短路时最大零序电流计算 线路 L1 断线时，有正序图 4.2 如下： 4 输电线路 L4 短路电流计算 16 图 4.2

46、 线路 L1 断线时的正序图 1*20.4GX3*0.264GX1*2.549TX 3.6T 7L4076L 计算线路的电抗 ：L3*4.7.5.8L 计算发电机组的总电抗 ：dT*1*2*1*2*()()( )GTTGGTGTXXXX0.24.0.24.5.41.5 9733*.0636GTTdG3*GT3*=(+) 计算可得其正序阻抗： 10.26.478.14Z 其零序图 4.3 如下所示： 计算可得其零序阻抗： 0(.3.1)/(0.36.275)/0.8.26/0.45.239 因为 ，应采用两相接地的短路电流 :10Z 流过保护 7 的最大零序电流：(1,)0max03.3592.

47、840.39.51.7439IZ 单相接地的短路电流： 4 输电线路 L4 短路电流计算 17 (1)01032)31.5(20.61.239).147IEZ 图 4.3 线路 L1 断线时的零序图 线路 L2 断线时，有正序图 4.4 如下所示： 图 4.4 线路 L2 断线时正序图 有以上计算得正序阻抗： 10.64Z 零序图 4.5 如下所示： 计算得零序阻抗： 0.263/(0.457.28)./.28750.6/.45Z8 因为 10 应采用两相接地的短路电流： (,)0103(2)31.5(0.6420.58)2.764IEZ 流过保护 7 的最大零序电流： 4 输电线路 L4 短

48、路电流计算 18 (1,)0max03.5082.0.39.4581.960IIZ 单相接地的短路电流： (1)0102)31.(.6.2).E0.28750.645.280.2875.4570.16.5249ABCD 图 4.5 线路 L2 短线时的零序图 图 4.6 线路 L3 短线时的正序图 1*0.52LX2*0.1LX 计算得正序阻抗： *2*40.152.0.756.348L 计算得正序阻抗： 1.63.786Z 零序图 4.7 如下所示： 计算得零序阻抗： 0(.2630.457)/.280.36/.28750.6/.45Z18/1 因为 ，应采用两相接地的短路电流 :0 4 输电线路 L4 短路电流计算 19 (1,)0103(2)31.5(062.471).82IEZ 流过保护 7 的最大零序电流：(,)0max0.47839.60 单相接地的短路电流： (1)01032)31.5(20.641.27).1352IEZ0.2875.640.80.28750.16.5249ABCD 图 4.7 线路 L3 短线时的零序图 闭环运行时，有正序图 4.8 如下所示： 图 4.8 闭环运行时正序图 计算得正序阻抗： 10.263.72/(0.152.1)0.756.48Z 零序