【正文】 s of both main protection and backup protection, not only satisfy the requirement of normal operating mode, but also satisfy the requirement of power system . Furthermore, the main protection is fast and flexible。并且為了保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，正確選擇和校驗繼電保護裝置，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設備，對該變電站的各個短路點進行了短路電流計算。摘 要 電力系統(tǒng)的運行方式是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、配電的總體運行方案，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的基本保障。該短路電流計算使用的是標么值計算方法。 the backup protection is simple and reliable, which proves high reliability, flexible running and simple operation in the special mode. The optimal operating mode of the substation’s power system is confirmed according to the bination of the analysis of operating mode, the analysis of economical operation and short circuit calculation in the paper. Key words: Optimization of operating mode；Calculation of shortcircuit；Relay protection；Setting目 錄1 引 言 1 選題意義 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢 2 本課題設計的任務 3 本章小結(jié) 32 變電站運行方式優(yōu)化及其經(jīng)濟運行 4 4 運行方式優(yōu)化主要考慮的問題 4 運行方式 5 經(jīng)濟運行分析 9 電能損耗 9 降低電能損耗的技術措施 13 變電站運行方式的確定 14 本章小結(jié) 143 短路電流計算 15 概述 15 變電站短路電流計算 15 16 短路電流計算 16 短路電流計算結(jié)果 23 本章小結(jié) 264 繼電保護配置 27 本變電站運行方式與繼電保護的配置原則 27 110kV電源進線的保護配置 27 主變壓器的保護配置 29 橋斷路器與母聯(lián)斷路器的保護配置 31 110 kV橋斷路器的保護配置 31 10kV母聯(lián)斷路器的保護配置 31 10kV出線的保護配置 31 本章小結(jié) 325 微機繼電保護的選型 33 繼電保護的基本要求 33 微機保護裝置的選型 33 110kV電源進線微機保護裝置的選型 34 兩臺主變壓器微機保護裝置的選型 35 母聯(lián)微機繼電保護裝置的選型 37 10kV出線微機繼電保護裝置的選型 37 本章小結(jié) 396 微機繼電保護的繼電保護整定計算 40 繼電保護整定計算的基本任務 40 110kV進線微機繼電保護整定計算 41 進線2的保護整定 41 110kV進線1的整定與進線2相似?，F(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模不斷擴大，世界上已形成了超大規(guī)模的跨國電網(wǎng)，如果發(fā)生電網(wǎng)事故，后果是相當嚴重的。利用現(xiàn)有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設備情況，合理安排運行方式，己經(jīng)成為目前提高供電可靠性的一條重要途徑。主要有兩個方面的作用：一是當被保護的元件發(fā)生故障時，能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證無故障部分迅速恢復正常運行，同時使故障元件免于繼續(xù)遭受損壞；二是當被保護元件出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，保護裝置能夠自動發(fā)出信號或作用于跳閘，便于運行值班人員及時采取措施使其恢復正常運行。微機保護則不同。采用微機保護還具有如下優(yōu)點：(1) 程序可以實現(xiàn)自適應性，可按系統(tǒng)運行狀態(tài)而自動改變整定值和功能。(5) 有測控、通信功能，能與通信控制器友好接口，實現(xiàn)保護、測控一體化的變電站綜合自動化功能。新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的開發(fā)與應用，其功能及開放性的不斷加強與提高，將大大促進各種電力系統(tǒng)應用軟件的開發(fā)及應用，所有這些又將極大地提高電網(wǎng)運行的自動化水平及效率。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。 本課題設計的任務本次設計充分利用該變電站已有的輸、配、變電設備，結(jié)合電網(wǎng)一次部分的運行方式，通過合理調(diào)整一次設備和繼電保護的運行方式、負載經(jīng)濟調(diào)配及變壓器與供電線路運行狀態(tài)的優(yōu)化組合等技術措施，從而達到電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的目的。(4) 結(jié)合繼電保護的要求，通過對繼電保護裝置進行比較分析，確定微機保護裝置型號。在進行電網(wǎng)優(yōu)化設計時，需對系統(tǒng)優(yōu)化方式進行全面的分析計算，包括短路電流計算等，進行各種優(yōu)化方案的分析比較。系統(tǒng)圖圖21如下：圖2－1變電站系統(tǒng)圖 chart of substation由圖2－1可知，該變電站110kV高壓側(cè)兩回電源進線，分別是某電廠和A1變電站。要盡量避免因為系統(tǒng)運行方式不同所受到的諸多方面的影響，所以在進行變電所運行方式優(yōu)化時要從以下方面進行。3） 供電的電能質(zhì)量由于運行方式的不同，系統(tǒng)的電壓損失是不同的。 運行方式該變電站由高壓橋斷路器、低壓母聯(lián)斷路器（QF 1QF 81）開、斷狀態(tài)不同，大致可按以下幾種運行方式運行。即高壓橋斷路器、低壓母聯(lián)斷路器都打開。該變電站系統(tǒng)并聯(lián)運行是電源線路、主變壓器和10 kV出線都并聯(lián)的一種運行方式，即變電站高壓橋斷路器、低壓母聯(lián)斷路器都合上。一路運行、一路備用的運行方式有四種組合。一路運行、一路備用的運行方式優(yōu)、缺點：優(yōu)點：固定損耗小；短路電流小；繼電保護簡單。1）1線路運行，二臺主變分裂運行1線路運行、二臺主變分裂運行是指QF QF 1QF 60、QF 98合上；QF QF 81打開的運行方式。二臺主變壓器分裂運行的主要優(yōu)點是變壓器的負荷率在50%～60%左右，運行比較經(jīng)濟。主要缺點是固定電費比較高；二是繼電保護的靈敏度偏低。2）2線路運行，二臺主變并聯(lián)運行2線路運行，二臺主變并聯(lián)運行是指QF QF 1QF 60、QF 9QF 81合上；QF 1打開的運行方式由上可知，一趟線路運行的主要優(yōu)點是高壓側(cè)短路電流較小。二是變壓器的電能損耗和電壓損失更小。一臺主變運行，二趟線路并聯(lián)運行有如下二種情況。二趟線路并聯(lián)運行的主要優(yōu)點是線路的電能損耗和電壓損失小，主要缺點是高壓側(cè)短路電流比較大，二是高壓側(cè)的繼電保護復雜(7) 二趟線路并聯(lián)運行，二臺主變分裂運行二趟線路并聯(lián)運行，二臺主變分裂運行是指斷路器QF QF QF 1QF 60、QF 98合上；QF 81打開的運行方式。其主要優(yōu)缺點同系統(tǒng)分裂運行基本一樣，但多一條缺點就是10 kV側(cè)的接地電流和漏電流較大。 經(jīng)濟運行分析電網(wǎng)經(jīng)濟運行是一項有利于環(huán)境保護和電網(wǎng)節(jié)電的有效措施。由于電力系統(tǒng)所需的能源占整個國民經(jīng)濟的總能源消耗的比例舉足輕重，因此，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性將給該市帶來巨大的經(jīng)濟效益。因此，在該變電站整個電網(wǎng)中，輸電線的損耗是相當大的。1) 兩臺主變參數(shù)為：1主變參數(shù) 2主變參數(shù)型號 SFZ1040000/110 型號 SFZ840000/110額定容量 40000KVA 額定容量 40000KVA額定電壓（110177。而變壓器并列運行方式會致使電能損耗增大。用戶時電力網(wǎng)分配電能的終點，提高用戶的功率因數(shù)，不僅提高了和用戶聯(lián)系的配電網(wǎng)的功率因數(shù)，也提高了輸電網(wǎng)的功率因數(shù)。由上述公式可以看出，變壓器空載損耗與電壓平方成正比，但占總網(wǎng)絡損耗的70％～80％的導線和變壓器繞組電阻中的電能損耗與運行電壓平方成反比。通過計算可知，線路運行電壓提高5％，電能損耗約可降低9％。為了保證供電可靠性，適宜采用分裂運行方式。最后的分析結(jié)果為該變電站宜采用110kV側(cè)一趟線路運行、一趟線路備用，10kV母線分裂運行的運行方式。短路電流通過電氣設備和導線必然產(chǎn)生很大的電動力，并且使設備溫度急劇上升，有可能致使損壞設備和電纜；在短路點附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響其正常工作；發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信線路產(chǎn)生干擾；當短路點離發(fā)電廠很近時，會造成發(fā)電機失去同步，致使整個電力系統(tǒng)的運行解列。 變電站短路電流計算該變電站現(xiàn)用電源為某電廠和A1變電站110kV母線，其供電系統(tǒng)圖如圖3－1。計算一號主變和二號主變時，選取=115kV計算61線及其它短路點時，選取 =3） 基準電流對應于=115 kV的基準電流值為： 對應于Ud2= kV的基準電流值為： 4）系統(tǒng)電抗標么值已知110kV側(cè)短路電流為13kA，短路容量為2540MVA：則系統(tǒng)電抗標么值為：則其最大運行方式下系統(tǒng)電抗為：最小運行方式下系統(tǒng)電抗為：5）一號主變和二號主變電抗標么值 6）電纜電抗標么值和電纜電阻標么值 由查表可知：： :表3－1 電纜長度單位電阻標么值Table31 Resistance marks value of cable截面積電抗標么值240300400 7）61出線電纜的阻抗標么值為：61出線：L＝ S＝24010kV各出線電纜的阻抗標么值（計算方法同上）見下表：線路編號L（km）S（）61線24063線24064線30065線324066線30067線24068線30069線30071線30073線24074線24075線30076線24077線24078線40080線30082線30083線30084線24085線24086線30087線30089線24090線30092線24093線24094線30097線24099線240（2） 短路電流計算 由于電源距短路點較遠，電源的額定容量遠大于系統(tǒng)供給短路點功率，所以我們設定電源是無限大容量。 圖3－2 最小運行方式進線1側(cè)等效電路圖Fig32 Equivalent circuit diagram in least load mode of wire 1 side 圖3－3 最小運行方式進線2側(cè)等效電路圖Fig32 Equivalent circuit diagram in least load mode of wire 2 side短路電流計算如下：一號主變：最大運行方式： 最小運行方式：二號主變：最大運行方式：最小運行方式：61線： 最大運行方式： 最小運行方式： 10kV各出線短路電流（方法同61線）計算結(jié)果見下表：線路名稱最大運行方式下 (kA)最小運行方式下 (kA)61線63線64線65線66線67線68線69線71線73線74線75線76線77線78線80線82線83線84線85線86線87線89線90線92線93線94線97線99線 短路電流計算結(jié)果表32 主變最大運行方式短路電流Table32 Short circurt current of main transformer in most load mode短路點編號三相短路電流(kA)兩相短路電流(kA)短路電流沖擊值(kA)全電流最大有效值(kA)公式一號主變二號主變表33 主變最小運行方式短路電流Table33 Short circurt current of main transfo