694523477《電力系統(tǒng)繼電保護》課程設計

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1、南華大學電氣工程及其自動化專業(yè)課程設計 前言 《電力系統(tǒng)繼電保護》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、課程設計等幾個主要部分。在完成了理論的學習的基礎上，為了進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計。電能是現代社會中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉換成電能，電能經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，再通過各種用電設備轉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,保護線路的各種繼電裝置應該有比較可靠的、及時的保護動作,從而切斷故障點極大限

2、度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設置的。本次設計的任務主要包括了六大部分，分別為運行方式的選擇、電網各個元件參數及負荷電流計算、短路電流計算、繼電保護距離保護的整定計算和校驗、繼電保護零序電流保護的整定計算和校驗、對所選擇的保護裝置進行綜合評價。其中短路電流的計算和電氣設備的選擇是本設計的重點。通過此次線路保護的設計可以鞏固我們本學期所學的《電力系統(tǒng)繼電保護》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,負荷側后備保護tdz=1.5S,變壓器和母線均配置有差動保護，Kzq=1.3 (6) 發(fā)電廠升壓變中性點直接接地，其他變壓器不接地。 1.2 任務 (1) 電網運行方式分析。 (2) 各開關保護配置方案，計算配置各線路的保護及計算出各保護的二次動

4、作值（設X1= X2）。 (3) 檢驗各保護的靈敏度。 (4)設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保護的展開圖。（選做） 1.3 要求 設計說明書一份（含短路電流計算，保護整定，校驗，AUOCAD繪制保護配置原理圖等）。 110KV線路繼電保護課程設計 [摘要]：為給110KV單電源環(huán)形電網進行繼電保護設計，首先選擇過電流保護，對電網進行短路電流計算，包括適中電流的正序、負序、零序電流的短路計算，整定電流保護的整定值。在過電流保護不滿足的情況下，相間故障選擇距離保護，接地故障選擇零序電流

5、保護，同時對距離保護、零序電流保護進行整定計算，并用AUOCAD繪制出保護配置原理圖。 [關鍵詞]：繼電保護、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 運行方式的選擇 1.1 運行方式的選擇原則 1.1.1 發(fā)電機、變壓器運行方式選擇的原則 (1)一個發(fā)電廠有兩臺機組時，一般應考慮全停方式，一臺檢修，另一臺故 障；當有三臺以上機組時，則選擇其中兩臺容量

8、較大機組同時停用的方式。對水電廠，還應根據水庫運行方式選擇。 (2)一個發(fā)電廠、變電站的母線上無論接幾臺變壓器，一般應考慮其中容量 最大的一臺停用。 1.1.2 變壓器中性點接地選擇原則 (1)發(fā)電廠、變電所低壓側有電源的變壓器，中性點均要接地。 (2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。 (3)T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。 (4)為防止操作過電壓，在操作時應臨時將變壓器中性點接地，操作完畢后 再斷開，這種情況不按接地運行考慮。 1.1.3 線路運行方式選擇原則 (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 流過保護的最大、電小短路電流計算方式的選擇 (1)相間保護 對單側電源的輻射形網絡，流過保護的最大短路電流出現在最大運行方式； 而最小短路電流，則出現在最小運行方式。 對于雙電源的網絡，一般（當取Z1=Z2時）與對側電源的運行方式無關，可按單側電源的方法選擇。 對于環(huán)狀網絡中的線路，流過保護的電大短路電流應選取開環(huán)運行方式，開環(huán)點應選在所整定保護線路的相鄰下一線線路上。而對于電小短路電流，則應選閉環(huán)運行方式，同時再合理停用該保護背后的機組、變壓器及線路。 (2)零序電流保護 對于單側電源的輻射形網絡，流過保護的最大零

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的變化。 對于雙電源的網絡及環(huán)狀網，同樣參照相間短路中所述，其重點也是考慮變壓器接地點的變化。 1.1.5 選取流過保護的最大負荷電流的原則 選取流過保護的最大負荷電流的原則如下： (1)備用電源自動投入引起的增加負荷。 (2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉移。 (3)環(huán)狀網絡的開環(huán)運行，負荷的轉移。 (4)對于雙側電源的線路，當一側電源突然切除發(fā)電機，引起另一側增加負 荷。 1.2 本次設計的具體運行方式的選擇 電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護的性能。因此，在對繼電保護進行整定計弊

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

12、 2．電網各個元件參數計算及負荷電流計算 2.1基準值選擇 基準功率：SB=100MVA，基準電壓：VB=115V?；鶞孰娏鳎篒B=SB/1.732 VB=100103/1.732115=0.502KA；基準電抗：ZB=VB/1.732 IB=115103/1.732502=132.25Ω；電壓標幺值：E=E(2)=1.05 2.2電網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

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

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

18、大運行方式：Fl、F 2、F3全投，繼開線路L3；通過保護4 的最大負荷電流為。保護4的最小運行方式：F3停，線路全部運行。 (4) 保護5的最大運行方式：F1、F2、F3全投入，斷開線路L1；通過保護 5的最大負荷電流為。保護5的最小運行方式：F3停，線路全部運行。 (5) 保護7的最大運行方式：F1、F2、F3全投，線路全部運行；通過保護7 的最大負荷電流為。 (6) 保護3和保護6因正常運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3和保護7上只需判別電流(功率)的方向即可，故不用分析保護3和保護6的運行方式。 3短路電流計算 3

19、.1電網等效電路圖 由于短路電流計算是電網繼電保護配置設計的基礎,因此分別考慮最大運行方式(三臺發(fā)電機全部投入,系統(tǒng)環(huán)網取開網運行)時各線路未端短路的情況,最小運行方下(三臺中最小的一臺投入,系統(tǒng)按環(huán)網計算)時各線路未端短路的情況。電網等效電路圖如圖3.1所示 圖3.1電網等效電路圖 3.2短路電流計算 3.2.1 d1點發(fā)生短路時流過斷路1 (1) d1點短路最大運行方式下等值圖如圖3.2.1(a) 3.2.1(a)d1點短路時最大運行方式下的等值電路圖 進一步簡化后得圖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點發(fā)生短路時流過斷路1 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運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點短路時流過斷路器1 (1)最大運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點短路時流過斷路器2 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運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點發(fā)生短路時流過斷路器2 (1)最大運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繼電保護零序電流保護的整定計算和校驗 5.1斷路器1零序電流保護的整定計算和校驗 5.1.1零序電流保護?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的零序電流3I0bt,即I0dz= KK3I0bt （3） 先合一相，相當斷開兩相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側電源電勢相差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，相當斷開一相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側電源電勢相差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