《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程設(shè)計

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1、南華大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)課程設(shè)計 前言 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》作為電氣工程及其自動化專業(yè)的一門主要課程,主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計等幾個主要部分。在完成了理論的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加深對理論知識的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設(shè)計。電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過程中,電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時,保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時的保護(hù)動作,從而切斷故障點(diǎn)極大限

2、度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個目的而設(shè)置的。本次設(shè)計的任務(wù)主要包括了六大部分，分別為運(yùn)行方式的選擇、電網(wǎng)各個元件參數(shù)及負(fù)荷電流計算、短路電流計算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計算和校驗(yàn)、繼電保護(hù)零序電流保護(hù)的整定計算和校驗(yàn)、對所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評價。其中短路電流的計算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計的重點(diǎn)。通過此次線路保護(hù)的設(shè)計可以鞏固我們本學(xué)期所學(xué)的《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》這一課程的理論知識，能提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力。 1 原始資料 1.1 電網(wǎng)接線圖 (1) 各變電站、發(fā)電廠

3、的操作直流電源電壓U=220V。 (2) 發(fā)電廠最大發(fā)電容量50+225=100MW，最小發(fā)電容量為50MW，正常發(fā)電容量為50+25=75MW。 (3) 線路X1=0.4Ω/km, X0=0.4Ω/km。 (4) 變壓器均為YN，D11，1102.5%/10.5KV, UK=10.5% (5) △t=0.5S,負(fù)荷側(cè)后備保護(hù)tdz=1.5S,變壓器和母線均配置有差動保護(hù)，Kzq=1.3 (6) 發(fā)電廠升壓變中性點(diǎn)直接接地，其他變壓器不接地。 1.2 任務(wù) (1) 電網(wǎng)運(yùn)行方式分析。 (2) 各開關(guān)保護(hù)配置方案，計算配置各線路的保護(hù)及計算出各保護(hù)的二次動

4、作值（設(shè)X1= X2）。 (3) 檢驗(yàn)各保護(hù)的靈敏度。 (4)設(shè)計一套電壓二次回路斷線閉鎖裝置，二次斷線時閉鎖，故障時開放。（選做） (5)繪制7DL保護(hù)的展開圖。（選做） 1.3 要求 設(shè)計說明書一份（含短路電流計算，保護(hù)整定，校驗(yàn)，AUOCAD繪制保護(hù)配置原理圖等）。 110KV線路繼電保護(hù)課程設(shè)計 [摘要]：為給110KV單電源環(huán)形電網(wǎng)進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計，首先選擇過電流保護(hù)，對電網(wǎng)進(jìn)行短路電流計算，包括適中電流的正序、負(fù)序、零序電流的短路計算，整定電流保護(hù)的整定值。在過電流保護(hù)不滿足的情況下，相間故障選擇距離保護(hù)，接地故障選擇零序電流

5、保護(hù)，同時對距離保護(hù)、零序電流保護(hù)進(jìn)行整定計算，并用AUOCAD繪制出保護(hù)配置原理圖。 [關(guān)鍵詞]：繼電保護(hù)、短路電流、整定計算 [ summary]: In order to ring 110 KV single power grid to relay design, the first choice over-current protection, short-circuit current of the power network, including the positive sequence moderate current, negative sequence, zero-se

6、quence of short-circuit current, the current protection of the entire tuning value. In the over-current protection are not satisfied with the circumstances, select a distance phase fault protection, choice of zero-sequence fault current protection At the same time, distance protection, and zero-sequ

7、ence current protection to the entire set, and used to map out protection configuration AUOCAD schematic. [keywords]: Protection, short-circuit current, setting calculation 1 運(yùn)行方式的選擇 1.1 運(yùn)行方式的選擇原則 1.1.1 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則 (1)一個發(fā)電廠有兩臺機(jī)組時，一般應(yīng)考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故 障；當(dāng)有三臺以上機(jī)組時，則選擇其中兩臺容量

8、較大機(jī)組同時停用的方式。對水電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫運(yùn)行方式選擇。 (2)一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量 最大的一臺停用。 1.1.2 變壓器中性點(diǎn)接地選擇原則 (1)發(fā)電廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點(diǎn)均要接地。 (2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點(diǎn)必須接地。 (3)T接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。 (4)為防止操作過電壓，在操作時應(yīng)臨時將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后 再斷開，這種情況不按接地運(yùn)行考慮。 1.1.3 線路運(yùn)行方式選擇原則 (1)一個發(fā)電廠、變電站線線上接有多條線路，一般考慮選擇一條線路檢修， 另一條線路又

9、故障的方式。 (2)雙回路一般不考慮同時停用。 1.1.4 流過保護(hù)的最大、電小短路電流計算方式的選擇 (1)相間保護(hù) 對單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護(hù)的最大短路電流出現(xiàn)在最大運(yùn)行方式； 而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運(yùn)行方式。 對于雙電源的網(wǎng)絡(luò)，一般（當(dāng)取Z1=Z2時）與對側(cè)電源的運(yùn)行方式無關(guān)，可按單側(cè)電源的方法選擇。 對于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過保護(hù)的電大短路電流應(yīng)選取開環(huán)運(yùn)行方式，開環(huán)點(diǎn)應(yīng)選在所整定保護(hù)線路的相鄰下一線線路上。而對于電小短路電流，則應(yīng)選閉環(huán)運(yùn)行方式，同時再合理停用該保護(hù)背后的機(jī)組、變壓器及線路。 (2)零序電流保護(hù) 對于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過保護(hù)的最大零

10、序短路電流與最小零序電流，其選擇方法可參照相間短路中所述，只需注意變壓器接地點(diǎn)的變化。 對于雙電源的網(wǎng)絡(luò)及環(huán)狀網(wǎng)，同樣參照相間短路中所述，其重點(diǎn)也是考慮變壓器接地點(diǎn)的變化。 1.1.5 選取流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則 選取流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則如下： (1)備用電源自動投入引起的增加負(fù)荷。 (2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。 (3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)運(yùn)行，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。 (4)對于雙側(cè)電源的線路，當(dāng)一側(cè)電源突然切除發(fā)電機(jī)，引起另一側(cè)增加負(fù) 荷。 1.2 本次設(shè)計的具體運(yùn)行方式的選擇 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，直接影響保護(hù)的性能。因此，在對繼電保護(hù)進(jìn)行整定計弊

11、之前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。這里要著重說明繼電保護(hù)的最大運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護(hù)的電流值最大，繼電保護(hù)的最小運(yùn)行方式是指電網(wǎng)在某種連接情況下通過保護(hù)的電流值最小。因此，系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式不一定就是保護(hù)的最大運(yùn)行方式；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式也不一定就是保護(hù)的最小運(yùn)行方式。 現(xiàn)結(jié)合本次設(shè)計具體說明如下，系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式是所有設(shè)備全部投入運(yùn)行；系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式為發(fā)電機(jī)G1和G2投入，發(fā)電機(jī)G3停運(yùn)。對保護(hù)1而言，其最大運(yùn)行方式應(yīng)該是在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下線路L1回路斷開，其他設(shè)備全投；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式應(yīng)該是：在系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式下線路L1+L2與L3并聯(lián)運(yùn)行。

12、 2．電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負(fù)荷電流計算 2.1基準(zhǔn)值選擇 基準(zhǔn)功率：SB=100MVA，基準(zhǔn)電壓：VB=115V?；鶞?zhǔn)電流：IB=SB/1.732 VB=100103/1.732115=0.502KA；基準(zhǔn)電抗：ZB=VB/1.732 IB=115103/1.732502=132.25Ω；電壓標(biāo)幺值：E=E(2)=1.05 2.2電網(wǎng)各元件等值電抗計算 2.2.1輸電線路等值電抗計算 (1) 線路L1等值電抗計算 正序以及負(fù)序電抗：XL1= X1L1=0.450=20Ω XL1*= XL1/ ZB=20/132.25=0.1512 零序電抗：XL10= X0L1= 3X1

13、L1=30.450=60Ω XL10*= XL10/ ZB=60/132.25=0.4537 (2) 線路L2等值電抗計算 正序以及負(fù)序電抗：XL2= X1L2=0.440=16Ω XL2*= XL2/ ZB=16/132.25=0.121 零序電抗：XL20= X0L2= 3X1L2=30.440=48Ω XL20*= XL20/ ZB=48/132.25=0.363 (3) 線路L3等值電抗計算 正序以及負(fù)序電抗：XL3= X1L3=0.490=36Ω XL3*= XL3/ ZB=36/132.25=0.2722 零序電抗：XL30= X0L3= 3X1L3=30.

14、490=108Ω XL30*= XL30/ ZB=108/132.25=0.8166 (4) 線路L4等值電抗計算 正序以及負(fù)序電抗：XL4= X1L4=0.425=10Ω XL4*= XL4/ ZB=10/132.25=0.0756 零序電抗：XL40= X0L4= 3X1L4=30.425=30Ω XL40*= XL40/ ZB=30/132.25=0.2268 2.2.2變壓器等值電抗計算 (1) 變壓器T1、T2等值電抗計算 XT1= XT2=(UK%/100)(VN2103/ SN)≈40.333Ω XT1*= XT2*=XT1/ ZB=40.333/13

15、2.25=0.3050 (2) 變壓器T3等值電抗計算 XT3=(UK%/100)(VN2103/ SN)≈21.175Ω XT3*=XT3/ ZB=21.175/132.25=0.1601 (3) 變壓器T4、T5、T6、T7等值電抗計算 XT4= XT5=XT6= XT7=(UK%/100)(VN2103/ SN)≈63.5Ω XT6*= XT7* = XT4*= XT5*=0.4802 (4) 變壓器T8等值電抗計算 XT1=(UK%/100)(VN2103/ SN)≈84.7Ω XT8*= XT8/ ZB=84.7/132.25=0.6405 2.2.3發(fā)電機(jī)

16、等值電抗計算 (1)發(fā)電機(jī)G1、G2電抗標(biāo)幺值計算 XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COSφ/ PG1=0.1321000.8/25=0.4224 (2)發(fā)電機(jī)G3電抗標(biāo)幺值計算 XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COSφ/ PG3=0.1291000.8/50=0.2064 2.2.4最大負(fù)荷電流計算 (1) B、C母線最大負(fù)荷電流計算 最大負(fù)荷電流計算(拆算到110KV) IfhB max = IfhCmax = PfhBmax Vav2 / 1.732 U COSφ =20103/1.7321150.8≈0.1255KA； (

17、2) D母線最大負(fù)荷電流計算 最大負(fù)荷電流計算(拆算到110KV) IfhD max = PfhDmax Vav2 / 1.732 U COSφ =12103/1.7321150.8≈0.0753KA 2.2.5 各線路運(yùn)行方式下流過斷路器的最大負(fù)荷電流 (1) 保護(hù)1的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)FI、P2、F3全投入，繼開線路L1；通 過保護(hù)1的最大負(fù)荷電流為；保護(hù)1的最小運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)F3停，線路全部運(yùn)行。 (2) 保護(hù)2的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī)Fl、P2、F3全投入，斷開L3回路；通 過保護(hù)2最大負(fù)荷電流為。保護(hù)2的最小運(yùn)行方式；F3停，線路全部運(yùn)行。 (3) 保護(hù)4的最

18、大運(yùn)行方式：Fl、F 2、F3全投，繼開線路L3；通過保護(hù)4 的最大負(fù)荷電流為。保護(hù)4的最小運(yùn)行方式：F3停，線路全部運(yùn)行。 (4) 保護(hù)5的最大運(yùn)行方式：F1、F2、F3全投入，斷開線路L1；通過保護(hù) 5的最大負(fù)荷電流為。保護(hù)5的最小運(yùn)行方式：F3停，線路全部運(yùn)行。 (5) 保護(hù)7的最大運(yùn)行方式：F1、F2、F3全投，線路全部運(yùn)行；通過保護(hù)7 的最大負(fù)荷電流為。 (6) 保護(hù)3和保護(hù)6因正常運(yùn)行時不可能有正向電流通過，要是有正向電流 通過，一定是線路發(fā)生故障。為此，在保護(hù)3和保護(hù)7上只需判別電流(功率)的方向即可，故不用分析保護(hù)3和保護(hù)6的運(yùn)行方式。 3短路電流計算 3

19、.1電網(wǎng)等效電路圖 由于短路電流計算是電網(wǎng)繼電保護(hù)配置設(shè)計的基礎(chǔ),因此分別考慮最大運(yùn)行方式(三臺發(fā)電機(jī)全部投入,系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)取開網(wǎng)運(yùn)行)時各線路未端短路的情況,最小運(yùn)行方下(三臺中最小的一臺投入,系統(tǒng)按環(huán)網(wǎng)計算)時各線路未端短路的情況。電網(wǎng)等效電路圖如圖3.1所示 圖3.1電網(wǎng)等效電路圖 3.2短路電流計算 3.2.1 d1點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路1 (1) d1點(diǎn)短路最大運(yùn)行方式下等值圖如圖3.2.1(a) 3.2.1(a)d1點(diǎn)短路時最大運(yùn)行方式下的等值電路圖 進(jìn)一步簡化后得圖3.2.1(b) 3.2.1(b)簡化圖 XGT=(XG1+XT1)(XG2+XT2

20、)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.3637 XGT3=XG3+XT3=0.2064+0.1601=0.3665 XL=XL1+XL2+XL3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444 圖3.2.1(b) 正序短路電路圖 其中：XdT=XGTXGT3/(XGT+XGT3)=0.36370.3665/(0.3637+0.3665)=0.18255 Xff1=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695 Id1max*=E/Xff1=1.05/0.72695≈1.4444 Id1max=Id1max*IB=1.44440.502

21、≈0.725KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 Xff1=Xd1+XT1＋XL=0.4224+0.3050+0.5444=1.2718 Xff1(2)(2)=Xff1 Ifa(1)(2)=Vf(0)/(Xff1＋Xff1(2)(2))=Vf(0)/2Xff1=1.05/21.2718=0.4128 If(2)*=1.732Ifa(1)(2)=1.7320.4128=0.7150 If(2)=If(2)*IB=0.71500.502=0.3589KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流. 圖3.2.1(c)零序短路電路圖 XTT(0)=XT1(0) /2=0.

22、1525 XT(0) =0.15250.1601/(0.1525+0.0.1601)=0.0781 XTBL(0) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.167 XTL(0) =(0.2268+0.6405)0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401)=0.188 XTLB(0) =(0.363+0.167)0.188/(0.363+0.167+0.188) =0.1388 Xff1(0)=XL3(0)+XTLB(0)=0.8166＋0.1388=0.9554 Iff1(0)*=E(0)/Xff1(0)=1.0

23、5/0.9554=1.099 Iff1(0)=Iff1(0)*IB=1.0990.502=0.552KA 3.2.2 d2發(fā)生短路時流過斷路2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 Xff2=XdT+XL3=0.18255+0.2722=0.45475 Id2max*=E/Xff2=1.05/0.45475≈2.309 Id2max=Id2max*IB=2.3090.502≈1.159KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2=0.18255+0.

24、1361=0.31865 If(3)*= E/2Xff1=1.05/20.31865=1.6475 If(3)=If(3)*IB=3.2950.502=0.827KA If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.31865=1.429 流過斷路器1、2、3、4、5和6的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=1.4290.502=0.7163KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流,如圖3.2.2示 圖3.2.2短路等值電路 XBL(0) =XL1(0)XTB(0)/(XL1(0))+XTB(0))=0.45360.2401/(0.4536+0

25、.2401)=0.157 XTL(0) =(XL4(0)+XT8(0))XTC(0)/(XL4(0)+XT8(0)+XTC(0))=0.188 XLB(0) =(XL2(0)+XBL(0))XTL(0)/(XL2(0)+XTBL(0)+XTC(0))=0.138 Xff2(0) =(XL3(0)+XT(0))XLB(0)/(XL3(0)+XT(0))+XLB(0))=0.1208 Iff2(0)*=E(0)/Xff2(0)=1.05/0.1208=8.692 Iff2(0)=Iff2(0)*IB=8.6920.502=4.3634KA 3.2.3 d3發(fā)生短路時流過斷路2 (1)

26、最大運(yùn)行方式正序短路電流 Xff3=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695 Id3max*=E/Xff3=1.05/0.72695≈1.4444 Id3max=Id3max*IB=1.44440.502≈0.725KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 Xff3=Xd1+XT1＋XL=0.4224+0.3050+0.5444=0.9996 If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.9996=0.9097 If(2)=If(2)*IB=0.90970.502=0.4567KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流,如圖3.2.3

27、示 圖3.2.3短路等值電路 XTL4(0)=(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404 XTL2(0) =(XL2(0)+XTC)XTB/(XL2(0)+XTC+XTB) =(0.363+0.2401)0.2401/(0.363+0.2401+0.2401) =0.1717 XBL(0) =XTL4(0)XTL2(0)/(XTL4(0

28、)+XTL2(0))=0.44040.1717/(0.4404+0.1717) =0.1235 Xff3(0)=XL1(0)+XBL(0)=0.4536＋0.1235=0.5771 Iff3(0)*=E(0)/Xff3(0)=1.05/0.5771=1.819 Iff3(0)=Iff3(0)*IB=1.890.502=0.913KA 3.2.4 d4點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 Xff4=XdT+XL1=0.18255+0.1512=0.33375 Id4max*=E/Xff4=1.05/0.33375≈3.146 Id4max=Id4ma

29、x*IB=3.1460.502≈1.579KA (2)最小運(yùn)行方式短路正序短路電流 X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.1156 Xff2=Xd1+X3=0.18255+0.1156=0.2981 If(3)*= E/Xff1=1.05/0.2981=3.522 If(3)=If(3)*IB=3.5220.502=1.768KA 流過斷路器1、4、5的三相短路電流為： If(3)1= If(3)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =1.7680.

30、1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.491KA 流過斷路器2、3的三相短路電流為： If2(3)=If(2)*－If1(2)= 1.768KA-0.491KA=1.277KA If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.2981=3.0496 If(2)=If(2)*IB=3.04960.502=1.531KA If(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3) =3.04960.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.847 流過斷路器1、4、5的短路電流為： If1(2)=If(2)

31、*IB=0.8470.502=0.425KA 流過斷路器2、3的短路電流為： If2(2)=If(2)*－If1(2)= 1.531KA-0.425KA=1.106KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.4短路等值電路 X2(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC) =(0.8166+0.6405)0.2401/(0.8166+0.6405+0.2401) =0.2061 X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0

32、.4536+0.0781+0.2401) =0.1654 Xff4(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) =0.1282 Iff4(0)*=E(0)/Xff4(0)=1.05/0.1282=8.193 Iff4(0)=Iff4(0)*IB=8.1930.502=4.113KA 3.2.5 d4點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 其中：Xff5=XdT+XL3+XL2=0.18255+

33、0.2722+0.121=0.57575 Id5max*=E/Xff5=1.05/0.57575≈1.824 Id5max=Id5max*IB=1.8240.502≈0.9155KA (2)最小運(yùn)行方式短路正序短路電流 X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.1156 Xff2=Xd1+X3=0.18255+0.1156=0.2981 If(3)*= E/Xff1=1.05/0.2981=3.522 If(3)=If(3)*IB=3.5220.502=1.

34、768KA 流過斷路器1、4、5的三相短路電流為： If(3)1= If(3)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =1.7680.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.491KA 流過斷路器2、3的三相短路電流為： If2(3)=If(2)*－If1(2)= 1.768KA-0.491KA=1.277KA If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.2981=3.0496 If(2)=If(2)*IB=3.04960.502=1.531KA If(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3) =3.0496

35、0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.847 流過斷路器1、4、5的短路電流為： If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA 流過斷路器2、3的短路電流為： If2(2)=If(2)*－If1(2)= 1.531KA-0.425KA=1.106KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.5短路等值電路 X50(0) =(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+

36、0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404 X32(0) =X50(0)XTC /(X50(0)+XTC)=0.44040.2401/(0.4404+0.2401) =0.1554 Xff5(0) =(XL2(0)+ X32(0))XTB/( XL2(0)+ X32(0)+XTB)=0.1641 Iff5(0)*=E(0)/Xff5(0)=1.05/0.1641=6.399 Iff5(0)=Iff5(0)*IB=6.3990.502=3.212KA 3.2.6 d5點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 其中：Xff6=XdT+X

37、L1+XL2=0.18255+0.1512+0.121=0.45475 Id6max*=E/Xff6=1.05/0.45475≈2.309 Id6max=Id6max*IB=2.3090.502≈1.159KA (2)最小運(yùn)行方式短路正序短路電流 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff6=Xd1+X2=0.18255+0.1361=0.31865 If(3)*= E/2Xff1=1.05/20.31865=1.648 流過斷路器1、2、3、4、5和6的三相短路電流為： If(3)=If(3)*IB=1.6480.50

38、2=0.827KA If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.31865=1.429 流過斷路器1、2、3、4、5和6的二相短路電流為： If(2)=If(2)*IB=1.4290.502=0.7163KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.6短路等值電路 X2(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC)=0.2061 X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =0.1654 Xff5(0) =(XL2(0)+X1(0))X2(0)/(XL2(0)+X1(0))+X2(

39、0))=0.1483 Iff6(0)*=E(0)/Xff5(0)=1.05/0.1483=7.082 Iff6(0)=Iff5(0)*IB=7.0820.502=3.555KA 3.2.7 d6點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 其中：Xff7=XdT+XL1+XL2+XL4=0.18255+0.1512+0.121+0.0756=0.53035 Id6max*=E/Xff7=1.05/0.53035≈1.9798 Id7max=Id7max*IB=1.97980.502≈0.994KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 X2 =(XL1+XL

40、2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425 If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.39425=1.1532 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KA If(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.7短路等值電路 X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+X

41、T+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654 X3(0) =(XL2(0)+X2(0))XTC/(XL2(0)+X2(0)+XTC) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+1654+0.2401) =0.1651 Xff7(0) =(XL4(0)+X3(0))XT8/(XL4(0)+X3(0)+XT8) =(0.8166+0.1651)0.6405/(0.8166+0.1651+0.6405) =0.3876 Iff7(0)*=E

42、(0)/Xff7(0)=1.05/0.3876=2.709 Iff7(0)=Iff7(0)*IB=2.7090.502=1.36KA 3.2.8 d6點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 其中：Xff8=XdT+XL3+XL4=0.18255+0.2722+0.0756=0.53035 Id8max*=E/Xff8=1.05/0.53035≈1.9798 Id8max=Id8max*IB=1.97980.502≈0.994KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1

43、361 Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425 If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.39425=1.1532 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.8短路等值電路 X4(0)=(XL2(0) +XTB)(XL3(0) +XT)/(XL2(0) +XTB+XL3(0) +XT) =(0.363+0.2401)(0.8166+0.0781)/(0.36

44、3+0.2401+0.8166+0.0781) =0.3603 X5(0) =X4(0)XTC/(X4(0)+XTC)=0.36030.2401/(0.3603+0.2401)=0.1441 Xff8(0) =(XL4(0)+X5(0))XT8/(XL4(0)+X5(0)+XT8) =(0.2268+0.1441)0.6405/(0.2268+0.1441+0.6405) =0.2349 Iff8(0)*=E(0)/Xff8(0)=1.05/0.3882=4.4703 Iff8(0)=Iff8(0)*IB=4.47030.502=2.244KA 3.2

45、.9 d8點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.9(a)正序短路電路圖 圖3.2.9(b)正序短路電路圖 其中：XT45=XT4XT5/(XT4+XT5)=XT4/2=0.4802/2=0.2401 Xff9=XdT+XL1+XT45=0.18255+0.1512+0.2401=0.57385 Id9max*=E/Xff9=1.05/0.57385≈1.8297 Id9max=Id9max*IB=1.82970.502≈0.919KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 圖3.2.

46、9(c)短路等值電路 X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.1156 Xff2=Xd1+X3+XTB=0.18255+0.1156+0.2401=0.5382 If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.5382=1.690 If(2)=If(2)*IB=1.6900.502=0.8481KA If(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3)=1.6900.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =

47、0.2356 流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為： If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA 流過斷路器2、3的的短路電流為： If2(2)=If(2)*－If1(2)= 0.8481KA-0.2356KA=0.6125KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.9(d)短路等值電路 X6(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC) =(0.2268+0.6405)0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401) =0.188 X7(0 )=(XL2(0) +X6(0))

48、(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) =0.3410 Xff9(0) =XTB+X7(0)=0.2401+0.341=0.5811 Iff9(0)*=E(0)/Xff9(0)=1.05/0.5811=1.8069 Iff9(0)=Iff9(0)*IB=1.80690.502=0.907KA 3.2.10 d8點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖

49、3.2.10(a)短路電路圖 其中：Xff10=XdT+XL1+XT45=0.18255+0.2722+0.121+0.2401=0.81585 Id10max*=E/Xff10=1.05/0.81585≈1.287 Id10max=Id10max*IB=1.2870.502≈0.646KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 圖3.2.10(b)短路電路圖 X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3) =(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.1156 Xff2=Xd1+X3+XTB=0.

50、18255+0.1156+0.2401=0.5382 If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.5382=1.690 If(2)=If(2)*IB=1.6900.502=0.8481KA If(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3) =1.6900.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512) =0.2356 流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為： If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA 流過斷路器2、3的的短路電流為： If2(2)=If(2)*－If1(2)= 0.8481KA-0.

51、2356KA=0.6125KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.10(c)短路電路圖 X8(0 )=(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404 X9(0) =X8(0)XTC/(X8(0)+XTC)=0.44040.2401/(0.4404+0.2401)=0.1554 Xff10(0) =XTB+XL2(0)+X9(0)=0.2401+0.36

52、3+0.1554=0.7585 Iff10(0)*=E(0)/Xff10(0)=1.05/0.7585=1.384 Iff10(0)=Iff10(0)*IB=1.3840.502=0.6949KA 3.2.11 d9點(diǎn)短路時流過斷路器1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.11短路電路圖(a) 圖3.2.11短路電路圖(b) 其中：XT67=XT6XT6/(XT6+XT7)=XT6/2=0.4802/2=0.2401 Xff11=XdT+XL1+XL2+XT67=0.18255+0.1512+0.121+0

53、.2401=0.69485 Id110max*=E/Xff11=1.05/0.69485≈1.5111 Id11max=Id11max*IB=1.51110.502≈0.7586KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流如圖4.2.11 圖3.2.11短路電路圖(c) X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2+XTC=0.18255+0.1361+0.2401=0.55875 If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.55875=0.8140 流過斷路器1、2、3、4、5和

54、6的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=0.81400.502=0.4085KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.11(d)短路電路圖 X10(0 )=(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.1654 X11(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+

55、0.2268+0.6405 ) =0.3284 Xff11(0) =XTC+X11(0)=0.2401+0.3284=0.5685 Iff11(0)*=E(0)/Xff11(0)=1.05/0.5685=1.8471 Iff11(0)=Iff11(0)*IB=1.84710.502=0.9273KA 3.2.12 d9點(diǎn)短路時流過斷路器2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.12(a)短路電路圖 其中：Xff13=XdT+XL1+XL2+XL4+XT8=0.18255+0.1512+0.121+0.0756+0.640

56、5=1.17085Id13max*=E/Xff13=1.05/1.17085≈0.8968 Id13max=Id13max*IB=0.89680.502≈0.4502KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 圖3.2.12(b)短路電路圖 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2++XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475 If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：

57、If(3)=If(3)*IB=0.50740.502=0.2547KA If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.12(c)短路電路圖 X10(0) =(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB)=0.1654 X13(0 ) =(XL2(0) +X10(0))XTC/(XL2(0) +X10(0)+XTC)=0.1651 Xff1

58、3(0) =XT8+XL4(0)+X13(0)=0.6405+0.2268+0.1651=1.0324 Iff13(0)*=E(0)/Xff13(0)=1.05/1.0324=1.017 Iff13(0)=Iff13(0)*IB=1.0170.502=0.511KA 3.2.13 d10點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.13(a)短路電路圖 其中： Xff13=XdT+XL1+XL2+XL4+XT8=0.18255+0.1512+0.121+0.0756+0.6405=1.17085 Id13m

59、ax*=E/Xff13=1.05/1.17085≈0.8968 Id13max=Id13max*IB=0.89680.502≈0.4502KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 圖3.2.13(b)短路電路圖 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2++XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475 If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(3)=If(3)*IB

60、=0.50740.502=0.2547KA If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.13(c)短路電路圖 X10(0) =(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654 X13(0 ) =(XL2(0)

61、+X10(0))XTC/(XL2(0) +X10(0)+XTC) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+0.1654+0.2401) =0.1651 Xff13(0) =XT8+XL4(0)+X13(0)=0.6405+0.2268+0.1651=1.0324 Iff13(0)*=E(0)/Xff13(0)=1.05/1.0324=1.017 Iff13(0)=Iff13(0)*IB=1.0170.502=0.511KA 3.2.14 d10點(diǎn)發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運(yùn)行方式正序短路電流 短路電路等效圖為：

62、 圖3.2.14(a)短路電路圖 其中:Xff14=XdT+XL3+XT8=0.18255+0.2722+0.0756+0.6405=1.17085 Id14max*=E/Xff14=1.05/1.17085≈0.8968 Id14max=Id14max*IB=0.89680.502≈0.4502KA (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 圖3.2.14(b)短路電路圖 X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361 Xff2=Xd1+X2++XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.

63、03475 If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(3)=If(3)*IB=0.50740.502=0.2547KA If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394 流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為： If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運(yùn)行方式兩相短路零序短路電流 圖3.2.14(c)短路電路圖 X4(0)=(XL2(0) +XTB)(XL3(0) +XT)/(XL2(0)

64、 +XTB+XL3(0) +XT) =(0.363+0.2401)(0.8166+0.0781)/(0.363+0.2401+0.8166+0.0781) =0.3603 X14(0) =X4(0)XTC/(X4(0) +XTC) =0.36030.2401/(0.3603+0.2401) =0.1441 Xff14(0) =XT8+XL4(0)+X14(0)=0.6405+0.2268+0.1441=1.0114 Iff14(0)*=E(0)/Xff14(0)=1.05/1.0114=1.0382 Iff14(0)=Iff14(0)*I

65、B=1.33820.502=0.521KA 5繼電保護(hù)零序電流保護(hù)的整定計算和校驗(yàn) 5.1斷路器1零序電流保護(hù)的整定計算和校驗(yàn) 5.1.1零序電流保護(hù)?段的整定計算 (1) 躲開下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流3I0max,即 KK=1.2 ,I0dz=KK3I0max=1.234.3634=15.71KA (2)躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時出現(xiàn)的零序電流3I0bt,即I0dz= KK3I0bt （3） 先合一相，相當(dāng)斷開兩相，最嚴(yán)重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差180)流 過斷路器的零序電流I0bt=2E/(2Z1+Z0)=2115/(236+108)=1.597KA （4） 先合二相，相當(dāng)斷開一相，最嚴(yán)重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差180) 流過斷路器的零序電流I0bt=2E/(Z1+2Z0)=2115/(36+2108)=0.9127KA I0bt取兩種情況下的最大值，即I0bt=1.597KA,I0dz= KK3I0bt=1.231.597=5.7492KA 所以整定值為：I0dz=KK3I0max=15.71KA 5