【正文】 方式： F3 停，線路全部運(yùn)第 9 頁(yè) 共 51 頁(yè) 行。保護(hù) 4 的最小運(yùn)行方式： F3 停，線路全部運(yùn)行。保護(hù) 2 的最小運(yùn)行方式；F3 停，線路全部運(yùn)行。 max = PfhDmax Vav2 / U COSφ =12 103/ 115 ≈ 各線路運(yùn)行方式下流過(guò)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、 P F3 全投入，繼開(kāi)線路 L1；通 過(guò)保護(hù) 1 的最大負(fù)荷電流為AIfh 34179131131m ax ?????；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。 max = IfhC A，基準(zhǔn)電壓： VB=115V。對(duì)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(kāi)，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。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。因此，在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)弊之前，首先應(yīng)該分析運(yùn)行方式。 (4)對(duì)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。 (2)并聯(lián)運(yùn)行線路的減少，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。 對(duì)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。而對(duì)于電小短路電流，則應(yīng)選閉環(huán)運(yùn)行方式，同時(shí)再合理停用該保護(hù)背后 的機(jī)組、變壓器及線路。 對(duì)于雙電源的網(wǎng)絡(luò)，一般（當(dāng)取 Z1=Z2 時(shí)）與對(duì)側(cè)電源的運(yùn)行方式無(wú)關(guān)，可按單側(cè)電源的方法選擇。 (2)雙回路一般不考慮同時(shí)停用。 (4)為防止操作過(guò)電壓，在操作時(shí)應(yīng)臨時(shí)將變壓器中性點(diǎn)接地，操作完畢后 再斷開(kāi)，這種情況不按接地運(yùn)行考慮。 (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。 (2)一個(gè)發(fā)電廠、變電站的母線上無(wú)論接幾臺(tái)變壓器，一般應(yīng)考慮其中容量 最大的一臺(tái)停用。 [關(guān)鍵詞 ]：繼電保護(hù)、短路電流、整定計(jì)算 1 運(yùn)行方式的選擇 運(yùn)行方式的選擇原則 發(fā)電機(jī)、變壓器運(yùn)行方式選擇的原則 (1)一個(gè)發(fā)電廠有兩臺(tái)機(jī)組時(shí)，一般應(yīng)考慮全停方式，一臺(tái)檢修，另一臺(tái)故 障；當(dāng)有三臺(tái)以上機(jī)組時(shí)，則選擇其中兩臺(tái)容量較大機(jī)組同時(shí)停用的方式。 第 4 頁(yè) 共 51 頁(yè) 110KV 線路繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì) [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(jì)，首先選擇過(guò)電流保護(hù)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行短路電流計(jì)算，包括適中電流的正序 、 負(fù)序 、 零 序電流的短路計(jì)算，整定電流保護(hù)的整定值。（選做） (5)繪制 7DL 保護(hù)的展開(kāi)圖。 (3) 檢驗(yàn)各保護(hù)的靈敏度。 任務(wù) (1) 電網(wǎng)運(yùn)行方式分析。 (4) 變壓器均為 YN， D11， 110177。 (2) 發(fā)電廠最大發(fā)電容量 50+2 25=100MW，最小發(fā)電容量為 50MW，正常發(fā)電容量為 50+25=75MW。通過(guò)此次線路保護(hù)的設(shè)計(jì)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(shí)，能提高我們提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本 次設(shè)計(jì)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(gè)元件參數(shù)及負(fù)荷電流計(jì)算、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、繼電保護(hù)零序電流保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、對(duì)所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在輸送電能的過(guò)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(shí) ,保護(hù)線路的各種繼電裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時(shí)的保護(hù)動(dòng)作 ,從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。 電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也是最方便的能源。第 1 頁(yè) 共 51 頁(yè) 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 系部專業(yè) 供用電技術(shù) 班級(jí)學(xué)號(hào) 090243001 姓 名 習(xí)江飛 題 目 110Kv~220kV 降壓變電所電氣二次設(shè)備繼電設(shè)備設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 索娜 專業(yè)負(fù)責(zé)人 王曉磊 日期： 2020 年 4 月 26 日 第 2 頁(yè) 共 51 頁(yè) 前言 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》作為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)主要課程 ,主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計(jì)等幾個(gè)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(duì)理論知識(shí)的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設(shè)計(jì)。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(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過(guò)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。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個(gè)目的而設(shè)置的。其中短路電流的計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 第 3 頁(yè) 共 51 頁(yè) 1 原始資料 電網(wǎng)接線圖 (1) 各變電站 、發(fā)電廠的操作直流電源電壓 U=220V。 (3) 線路 X1= /km, X0= /km。 %/, UK=% (5) △ t=,負(fù)荷側(cè)后備保護(hù) tdz=,變壓器和母線均配置有差動(dòng)保護(hù)，Kzq= (6) 發(fā)電廠升壓變中性點(diǎn)直接接地，其他變壓器不接地。 (2) 各開(kāi)關(guān)保護(hù)配 置方案，計(jì)算配置各線路的保護(hù)及計(jì)算出各保護(hù)的二次動(dòng)作值（設(shè) X1= X2）。 (4)設(shè)計(jì)一套電壓二次回路斷線閉鎖裝置，二次斷線時(shí)閉鎖，故障時(shí)開(kāi)放。（選做） 要求 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（含短路電流計(jì)算，保護(hù)整定，校驗(yàn)， AUOCAD 繪制保護(hù)配置原理圖等）。在過(guò)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保護(hù)，同時(shí)對(duì)距離保護(hù) 、 零序電流保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算，并用 AUOCAD 繪制出保護(hù)配置原理圖。對(duì)水電廠，還應(yīng)根據(jù)水庫(kù)運(yùn)行 方式選擇。 第 5 頁(yè) 共 51 頁(yè) 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。 (3)T 接于線路上的變壓器，以不接地運(yùn)行為宜。 線路運(yùn)行方式選擇原則 (1)一個(gè)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 ， 另一條線路又故障的方式。 流過(guò)保護(hù)的最大、電小短路電流計(jì)算方式的選擇 (1)相間保護(hù) 對(duì)單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過(guò)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(duì)于環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中的線路，流過(guò)保護(hù)的電大短路電流應(yīng)選取開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式，開(kāi)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。 (2)零序電流保護(hù) 對(duì)于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡(luò)，流過(guò)保護(hù)的最大零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。 選取流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則 選取流過(guò)保護(hù)的最大負(fù)荷電流的原則如下： (1)備用電源自動(dòng)投入引起的增加負(fù)荷。 第 6 頁(yè) 共 51 頁(yè) (3)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)環(huán)運(yùn)行，負(fù)荷的轉(zhuǎn)移。 本次設(shè)計(jì)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。這里要著重說(shuō)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(guò)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(guò)保護(hù)的電流值最小。 現(xiàn)結(jié)合本次設(shè)計(jì)具體說(shuō)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)。 2．電網(wǎng)各個(gè)元件參數(shù)計(jì)算及負(fù)荷電流計(jì)算 基準(zhǔn)功率： SB=100MV 基準(zhǔn)電流： IB=SB/ VB=100 103/ 115=；基準(zhǔn)電抗： ZB=VB/ IB=115 103/502=； 電壓標(biāo)幺值： E=E(2)= 輸電線路等值電抗計(jì)算 (1) 線路 L1 等值電抗計(jì)算 第 7 頁(yè) 共 51 頁(yè) 正序以及負(fù)序電抗： XL1= X1L1= 50=20Ω XL1*= XL1/ ZB=20/= 零序電抗： XL10= X0L1= 3X1L1=3 50=60Ω XL10*= XL10/ ZB=60/= (2) 線路 L2 等值電抗計(jì)算 正序以及負(fù)序電抗： XL2= X1L2= 40=16Ω XL2*= XL2/ ZB=16/= 零序電抗： XL20= X0L2= 3X1L2=3 40=48Ω XL20*= XL20/ ZB=48/= (3) 線路 L3 等值電抗計(jì)算 正序以及負(fù)序電抗： XL3= X1L3= 90=36Ω XL3*= XL3/ ZB=36/= 零序電抗： XL30= X0L3= 3X1L3=3 90=108Ω XL30*= XL30/ ZB=108/= (4) 線路 L4 等值電抗計(jì)算 正序以及負(fù)序電抗： XL4= X1L4= 25=10Ω XL4*= XL4/ ZB=10/= 零序電抗： XL40= X0L4= 3X1L4=3 25=30Ω XL40*= XL40/ ZB=30/= 變壓器等值電抗計(jì)算 (1) 變壓器 T T2 等值電抗計(jì)算 XT1= XT2=(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ XT1*= XT2*=XT1/ ZB=(2) 變壓器 T3 等值電抗計(jì)算 XT3=(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ XT3*=XT3/ ZB=(3) 變壓器 T T T T7 等值電抗計(jì)算 XT4= XT5=XT6= XT7=(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ 第 8 頁(yè) 共 51 頁(yè) XT6*= XT7* = XT4*= XT5*= (4) 變壓器 T8 等值電抗計(jì)算 XT1=(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ XT8*= XT8/ ZB= 發(fā)電機(jī)等值電抗計(jì)算 (1)發(fā)電機(jī) G G2 電抗標(biāo)幺值計(jì)算 XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COSφ / PG1= 100 (2)發(fā)電機(jī) G3 電抗標(biāo)幺值計(jì)算 XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COSφ / PG3= 100 最大負(fù)荷電流計(jì)算 (1) B、 C 母線最大負(fù)荷電流計(jì)算 最大負(fù)荷電流計(jì)算 (拆算到 110KV) IfhB max = PfhBmax Vav2 / U COSφ =20 103/ 115 ≈ ； (2) D 母線最大負(fù)荷電流計(jì)算 最大負(fù)荷電流計(jì)算 (拆算到 110KV) IfhD (2) 保護(hù) 2 的最大運(yùn)行方式：發(fā)電機(jī) Fl、 P F3 全投入，斷開(kāi) L3 回路；通 過(guò)保護(hù) 2 最大負(fù)荷電流為AIfh 34179131131m ax ?????。 (3) 保護(hù) 4 的最大運(yùn)行方式： Fl、 F F3 全投，繼開(kāi)線路 L3；通過(guò)保護(hù) 4 的最大負(fù)荷電流為AIfh 21079131m ax ????。 (4) 保護(hù) 5 的最大運(yùn)行方 式： F F F3 全投入，斷開(kāi)線路 L1；通過(guò)保護(hù) 5 的最大負(fù)荷電流為AIfh 131max??。 (5) 保護(hù) 7 的最大運(yùn)行方式： F F F3 全投，線路全部運(yùn)行；通過(guò)保護(hù) 7 的最大負(fù)荷電流為AIfh 79max??。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。電網(wǎng)等效電路圖如圖 所示 圖 電網(wǎng)等效電路圖 d1 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)流過(guò)斷路 1 (1) d1 點(diǎn)短路最大運(yùn)行方式下等值圖如圖 (a) XG1XG2XG3XT1XT2XT3XL1 XL2XL3G1G2G3 (a)d1點(diǎn)短路時(shí)最大運(yùn)行方式下的等值電路圖 進(jìn)一步簡(jiǎn)化后得圖 (b) 第 10 頁(yè) 共 51 頁(yè) XGT3XLG3XGTG12 (b)簡(jiǎn)化圖 XGT=(XG1+XT1) (XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)= XGT3=XG3+XT3=+= XL=XL1+XL2+XL3=++= XdT XLG 圖 (b) 正序短路電路圖 其中： XdT=XGT XGT3/(XGT+XGT3)= (+)= Xff1=XdT+XL=+= Id1 max=Id1 max*=E/Xff2=≈ Id2 max*IB= ≈ (2)最小運(yùn)行方式兩相短路正序短路電流 X2 =(XL1+XL2) XL3/( XL1+XL2+