【正文】 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 Δ→ Υ： Za= ????? ????????? ????? j Zb= ????? ????????? ??? j j Zc= ????? ????????? ??? jj 再經(jīng)過阻抗合并，求出等值阻抗為： X∑ 0=∠ 當(dāng) DC 段線路距 6QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖為： 41 圖 3110 距 6QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖 經(jīng)阻抗串并聯(lián)計(jì)算得： X∑ 1=∠ 當(dāng) DC 段線路距 6QF15%處短路時(shí) Z0*= Z1*= 即 Z1Z0 即： 3I(1)0*=3E1/（ 2 Z1*+Z0*） = 3I(1)0=3I(1)0* IB=(A) 經(jīng)分流計(jì)算流過 6QF 的最小零序電流為 = 3I(1)0 (A) 距 7QF、 8QF 15%處的短路計(jì)算 1）、 當(dāng) AD 段線路距 7QF15%處短路，距 7QF15%處短路時(shí)的零序等值電路圖為： 圖 3111 距 7QF15%處短路時(shí)的零序等值電路圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： 圖 3112 距 7QF15%處短路時(shí)的零序等值化簡(jiǎn)圖 經(jīng)阻抗串并 聯(lián)計(jì)算得： X∑ 0=∠ 當(dāng) AD 段線路距 7QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖為： 圖 3113 距 7QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖 42 經(jīng)阻抗串并聯(lián)計(jì)算得： X∑ 1=∠ 當(dāng) AD 段線路距 7QF15%處短路時(shí) Z0*= Z1*= 即 Z1Z0 即： 3I(1)0*=3E1/（ 2 Z1*+Z0*） = 3I(1)0=3I(1)0* IB=(A) 經(jīng)分流計(jì)算，流過 7QF 的最小零序電流為： = 3I(1)0 (A) 2）、 當(dāng) AD 段線路距 8QF15%處短路時(shí)的零序等值電路圖為： 圖 3114 距 8QF15%處短路時(shí)的零序等值電路圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： 圖 3115 距 8QF15%處短路時(shí)的零序等值化簡(jiǎn)圖 對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 Δ→ Υ，再經(jīng)過阻抗合并，求出等值阻抗為： X∑ 0=∠ 當(dāng) AD 段線路距 8QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖為： 圖 3116 距 8QF15%處短路時(shí)的正序等值電路圖 經(jīng)阻抗串并聯(lián)計(jì)算得： X∑ 1=∠ 當(dāng) AD 段線路距 8QF15%處短路時(shí) Z0*= Z1*= 即 Z1Z0 即： 3I(1)0*=3E1/（ 2 Z1*+Z0*） = 3I(1)0=3I(1)0* IB=(A) 經(jīng)分流計(jì)算，流過 8QF 的最小零序電流為： = 3I(1)0 (A) 43 第四章 輸電 線路保護(hù)的配置與 整定計(jì)算 本次設(shè)計(jì)是對(duì) 110KV 電壓等級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行線路微機(jī)保護(hù)配置，本章主要是對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)配置、保護(hù)裝置型號(hào)的選擇、裝置介 紹及對(duì)所選 擇 的保護(hù)裝置中的各種保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。 圖 353 K4點(diǎn)短路 (情況二 )化簡(jiǎn)圖 零序網(wǎng)當(dāng) K4短路時(shí) Z0*= Z1*= 即 Z1Z0 即： 3I()0*=3E1/（ Z1*+2Z0*） = 3I()0=3I()0* IB=(A) 經(jīng)分流，流過 6QF 最大零序電流為 3I0 max=3I（ ） 0 0434/=(A) 最小方式下 系統(tǒng)的零序等值電路圖為： 圖 354 最小運(yùn)行 方式下 K1點(diǎn)短路時(shí)等值電路圖 1）、當(dāng) K1點(diǎn)短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) ,對(duì) C 點(diǎn)連接的三個(gè)阻抗進(jìn)行 Υ→ Δ： Zab’=+∠ + ∠ ∠ 70186。 X∑0= X’∑0//XT35=∠ 176。 X∑0= X’∑0//XT31=∠ 176。 當(dāng) K1 點(diǎn)短路時(shí) Z0*= Z1*= 即 Z0Z1 所以，流過短路點(diǎn)的最大零序電流應(yīng)采用兩相接地短路時(shí)零序電流 3I0 max來整定。 X∑=(X9//XLAD)+X6 =∠ 176。 IK3*=E5/X∑=圖 314 K3點(diǎn)短路時(shí)的等值電路圖化簡(jiǎn)圖 IK3（有名） =IK3* IB=(A) ② 情況二，流過 5QF 的最大短路電流計(jì)算如下： 圖 315 K3點(diǎn)短路時(shí) (情況二 )的等值電路圖 等值電路圖進(jìn)一步化簡(jiǎn)為下圖： X∑1= X’∑1+ XLDC=∠ 176。 XLAD=XLDC=+=∠ 176。 標(biāo)幺值的算法 : 1)、精確的計(jì)算法，再標(biāo)幺值歸算中， 將各電壓級(jí)參數(shù)歸算到基本級(jí)，而且還需選取同樣的基準(zhǔn)值來計(jì)算標(biāo)幺值。 當(dāng)選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準(zhǔn)值分別為 UB、 IB、 ZB 和 SB時(shí) ,相應(yīng)的標(biāo)幺值為： BUUU /* ? BIII /*? BZZZ /*? BSSS /*? 使用標(biāo)幺值 ,首先必須選定基準(zhǔn)值 。 由以上分析，對(duì)電力系統(tǒng)短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析是十分重要的。 2）、二次繞組的額定電壓是按下述原則設(shè)計(jì)的：一次繞組接于線電壓時(shí)，二次繞組的額定電壓為 100V；一次繞組接于相電壓時(shí)，二次繞組的額定電壓為 100/ 3 V。 4）、電流互感器二次回路必須有一點(diǎn)接地，否則當(dāng)一，二次擊穿時(shí)，造成威脅5 人身和設(shè)備的安全。 5）、在雙母線按固 定方式連接的變電所，每組母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地， 當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開后，每組母線上仍保留一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器。所以變壓器的中性點(diǎn)接地情況改變，將直接影響零序電流保護(hù)的靈敏性。中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，通過中性點(diǎn)直接接地，在故障相中流過很大的短路電流，所以這種電網(wǎng)又稱為大接地電流電網(wǎng)。 易于獲得附加功能性能較好 應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，如果配置一個(gè)打印機(jī)，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。通常只要接上電源后沒有警報(bào)，就可確認(rèn)裝置完好。究其原因，這類保護(hù)裝置是布線邏輯的，保護(hù)的每一種功能都有相應(yīng)的硬件器件和連線來實(shí)現(xiàn)。因此，微機(jī)保護(hù)不象傳統(tǒng)保護(hù)那樣，逐臺(tái)做各種模擬試驗(yàn)來檢測(cè)保護(hù)裝置的功能。因此，繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的不可缺少的技術(shù)措施。 本設(shè)計(jì)的題目是《某地區(qū)單電源環(huán)網(wǎng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》，即對(duì) 110KV電網(wǎng)的繼電保護(hù)配置及整定。此設(shè)計(jì)是根據(jù)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院本科生畢業(yè)要求而進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 而自 1984 年我國(guó)第一套微機(jī)保護(hù)樣機(jī)通過鑒定以后， 便有許多不同型號(hào)的微機(jī)保護(hù)裝置即被生產(chǎn)，以適應(yīng)電力系統(tǒng)生產(chǎn)的需要，微機(jī)保護(hù)以其優(yōu)越的性能得到廣泛的應(yīng)用。并且微機(jī)保護(hù)具有自診斷能力，能對(duì)硬件和軟件進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會(huì)發(fā)出報(bào)警。為確認(rèn)保護(hù)裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗(yàn)來校核一遍。所以對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置可以說幾乎不用調(diào)試，從而大大減輕了運(yùn)行維護(hù)的工作量 。例如保護(hù)各部分的動(dòng)作順序和動(dòng)作時(shí)間記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。一般 110KV 及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)都采用中性點(diǎn)直接接地方式。因此對(duì)變壓器中性點(diǎn)接地的選擇要滿足下面兩條要求：不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓；不是零序網(wǎng)絡(luò)有較大改變，以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏性。 網(wǎng)絡(luò)接地方式的設(shè)計(jì) 根據(jù)上述變壓器的接地原則，得到本網(wǎng)絡(luò)變壓器中性點(diǎn)的接地方式為：發(fā)電機(jī)G1側(cè)的兩臺(tái)并聯(lián)容量為 40MVA 的變壓器，其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地， B、 C兩變電所各有兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的容量為 20MVA 的變壓器，將兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器其中 一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地。 電流互感器的選擇和配置 1）、一次電壓： Ug≤ Un Ug≤ 110KV 其中 Ug電流互感器安裝處一次回路工作電壓； Un電流互感器的額定電壓。 3）、準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確度等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表 .繼電器與自動(dòng)裝置及設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求來確定。 然而實(shí)際工程中并不需要十分精確的計(jì)算結(jié) 果，但卻要求計(jì)算方法簡(jiǎn)捷、適用，其計(jì)算結(jié)果只要能滿足工程允許誤差即可。 電力系統(tǒng)的各電氣量基準(zhǔn)值的選擇 ， 在符合電路基本關(guān)系的前提下 ， 原則上可以任意選取。將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值按有名制的精確計(jì)算法歸算到基本級(jí)，再基本級(jí)選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。 正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)：將 E1與 E2合并 圖 32 系統(tǒng)正序網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖 E4=22221121122221 )()(TGTGTGTG XXXX XXEXXE ??? ??? = X1=XG1//XG2=X3=XT31//XT32=最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)各短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算（最大運(yùn)行方式為三臺(tái)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行）： 11 圖 33 最大運(yùn)行方式下正序各短路點(diǎn)分布圖 （ 1）、當(dāng)系統(tǒng) A 母線為雙母運(yùn)行方式時(shí) ① K1點(diǎn)短路的情況一，流過 2QF 的最大短路電流計(jì)算如下： 圖 34 K1點(diǎn)短路時(shí) (情況一 )的等值電路圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： 圖 35 K1點(diǎn)短路時(shí)的等值電路圖化簡(jiǎn)圖 圖 36 K1點(diǎn)短路時(shí)正序阻抗的等值圖 X0∑ k1=XLAB+ XLBC+XLAD+XLDC=∠ 176。 IK3*=E5/X∑=IK3（ 有名 ） =IK3* IB= =(A) 圖 316 K3點(diǎn)短路時(shí)的等值電路圖化簡(jiǎn)圖 （ 4）、當(dāng) K4點(diǎn)短路時(shí)，最大運(yùn)行方式下 ① 情況一，流過 3QF 的最大短路電流計(jì)算的等值電路圖： 圖 317 K4點(diǎn)短路時(shí) (情況一 )的等值電路圖 將情況一的等值電路化簡(jiǎn)為下圖： 14 圖 318 K4點(diǎn)短路時(shí)的等值電路圖化簡(jiǎn)圖 X∑=X5+XLAB+XLBC=+∠ +∠ =∠ 176。 IK3*=E4/X∑=IK3（ 有名 ） = IK3* IB= =(A) 圖 328 K3短路時(shí)的等值電路化簡(jiǎn)圖 （ 4）、當(dāng) K4點(diǎn)短路時(shí) 圖 329 K4短路時(shí)的等值電路圖 網(wǎng) 絡(luò)化簡(jiǎn)： X∑=(XLAB+XLBC)//(XLAD+XLDC)+X6=∠ 176。即： 圖 334 K1點(diǎn)短路時(shí)電路等值圖 3I()0*=3E1/（ Z1*+2Z0*） = 3I()0=3I()0* IB= =(A) 經(jīng)分流，流過 2QF 最大零序電流為 3I0 max=3I（ ） (A) ② 情況二： 圖 335 最大運(yùn)行方式下 K1點(diǎn)短路時(shí) (情況二 )等值電路圖 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)： X’∑0=（ XT31+XLBC0） //XT33+XLDC0=∠ 176。//=∠ 176。//=∠ 176。=∠ Zbc’=∠ +∠ +∠ ∠ 70186。 線路保護(hù)的配置與選型 線路保護(hù)的配置 本次 設(shè)計(jì)任務(wù) 主要 是對(duì) 110KV 單電源環(huán)網(wǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行線路保護(hù)配置， 輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，其主要特征是電流增大、電壓降低，利用這兩個(gè)特點(diǎn)可以構(gòu)成電流保護(hù)和電壓保護(hù)。 PSL623C 線路保護(hù)裝置適用于不裝設(shè)距離保護(hù)的大電流接地系統(tǒng)線路。定 值 以漢字表格方式輸出，控制字可按十六進(jìn)制和按功能兩種方式整定 。裝置中無調(diào)節(jié)元件，同時(shí)可提升裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。 線路 微機(jī)保護(hù)的整定計(jì)算 電 流保護(hù)的整定計(jì)算 電流保護(hù) Ⅰ 段 只能保護(hù)線路的一部分，電流保護(hù) Ⅱ段 只能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，但不能作為相鄰下級(jí)線路的后備保護(hù)，還必須采用 電流保護(hù) Ⅲ段 作為本線路和下級(jí)線路的后備保護(hù)。 則 整定計(jì)算如下。KsⅡ min=247。 (1) 電流保護(hù)Ⅰ段 根據(jù)電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求，可以使電流保護(hù)的動(dòng)作不帶時(shí)限， 即 t1Ⅰ =0， 構(gòu)成瞬動(dòng)保護(hù)。各保護(hù)的 CPU的啟動(dòng)元件相互獨(dú)立，且基本相同，啟動(dòng)元件包括相電流突變量啟動(dòng)元件，零序電流輔助啟動(dòng)元件和靜穩(wěn)破壞檢 測(cè)元件（零序電流保護(hù)沒有靜穩(wěn)破壞檢測(cè)元件）任一啟動(dòng)元件動(dòng)作則保護(hù)動(dòng)作。10%)快速瞬變干擾實(shí)驗(yàn) 、 IEC255222 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 IV 級(jí) (空間放電 15KV，接觸放電 8KV)靜電放電實(shí)驗(yàn)，裝置具高可靠性。 PSL620C 系列數(shù)字式線路保護(hù)裝置適用于 110KV、 66KV或 35KV 輸配電線路。三段式電流保護(hù)一般用于 110KV 及以下電壓等級(jí)的單電源輸電線路上。 圖 361 K2點(diǎn)短路時(shí)分流計(jì)算化簡(jiǎn)圖 X4=∠ ∠ /( + )= ∠ X5 = ∠ ∠ /( + )= ∠ X6 = ∠ ∠ ( +)= ∠ X7 = ( X2 + X4 )∥ (X3 + X5)= ∠ X8 = X6 + X7 = ∠ 圖 362 K2點(diǎn)短路時(shí)分流計(jì)算等值圖 I2= 81 1XX X? I = =? = 1QF = I3 = 5432 53 XXXX XX ??? ? I2= 4QF = I4 = 5432 42 XXXX XX ??? ? = / I2= 3）、當(dāng) K3點(diǎn)短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 Υ、