【正文】 性和動(dòng)作時(shí)間上相互配合，以保證系統(tǒng)安全運(yùn)行； （ 3） 對(duì)線路和設(shè)備所有可能的故障或異常運(yùn)行方式均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置，以切除這些故障和給出異常運(yùn)行的信號(hào)； （ 4） 對(duì)于不同電壓等級(jí)的線路和設(shè)備，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求和《技術(shù)規(guī)程》要求 ,配置不同的保護(hù)裝置 .一般電壓等級(jí)越高 ,保護(hù)的性能越高越完善 ,如 330KV 以上線路或設(shè)備的主保護(hù)采用“雙重化”保護(hù)裝置等； （ 5）所有保護(hù)裝置均應(yīng)符合可 靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求。繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的絕大部分工作也是圍繞著如何處理好這四個(gè)基本要求之間的辨證統(tǒng)一關(guān)系而進(jìn)行的。 以上四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)性 能的基礎(chǔ)。一般來說，保護(hù)裝置的原理方案越周全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越合理，所用元器件質(zhì)量越好，制造工藝越精良，內(nèi)外接線越簡明，回路中繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量越少，保護(hù)裝置工作的可靠性就越高。 可靠性 保護(hù)裝置的可靠性是指，對(duì)于任何一臺(tái)保護(hù)裝置，在為其規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了他應(yīng)該動(dòng)作的故障，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作（簡稱拒動(dòng) ）；而在其他任何情況下，包括系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)或發(fā)生了該保護(hù)裝置不應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，則不應(yīng)該錯(cuò)誤動(dòng)作（簡稱誤動(dòng)）。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在事先規(guī)定的博愛戶范圍內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置、短路的類型如何，以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻都能敏銳感覺，正確反應(yīng)。一般的快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為~，最快的可達(dá) ~；一般的斷路器動(dòng)作時(shí)間為 ~， 最快的可達(dá)~。因此，對(duì)繼電保護(hù)速動(dòng)性的具體要求，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線以及被保護(hù)元件的具體情況來確定。 動(dòng)作迅速而同時(shí)又能滿足選擇性要求的保護(hù)裝置，一般結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，價(jià)格也比較昂貴。 速動(dòng)性 快速的切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的 情況下工作的時(shí)間，以及縮小故障元件的損壞程度。 第 節(jié) 繼電保護(hù)的基本要求 對(duì)作用于跳閘的繼電保護(hù)裝置，在技術(shù)上有四個(gè)基本要求，也就是所說的“四性”：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)是： （ 1）自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除并最大限度地保證其他無故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行； （ 2）能對(duì)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)作出反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)規(guī)范和設(shè)備承受能力動(dòng)作，發(fā)出告警信號(hào)，或減負(fù)荷，或延時(shí)跳閘； （ 3）條件許可時(shí)，可采取預(yù)定措施，盡快地恢復(fù)供電和設(shè)備運(yùn)行。 第 1 . 2 節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)與繼電保護(hù)裝置 繼 電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系，它主要由電力系統(tǒng)的故障分析、繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成，而完成繼電保護(hù)功能的核心是繼 電保護(hù)裝置。因此，需要有專門 的技術(shù)為電力系統(tǒng)建立一個(gè)安全保障體系，其中最重要的專門技術(shù)之一就是繼電保護(hù)技術(shù)。這里電氣元件是一個(gè)常用術(shù)語，它泛指電力系統(tǒng)中的各種在電氣上的獨(dú)立看待的電氣設(shè)備、線路、器具等。 1 110KV線路繼電保護(hù)及其二次回路設(shè)計(jì) 2 目 錄 第 一 部 分 緒 論 第 節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 的作用 第 節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 技術(shù)與 繼電保護(hù) 裝置 第 節(jié) 繼電保護(hù) 的基本要求 第 節(jié) 繼電保護(hù) 的 設(shè)計(jì)原則 第 二 部 分 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計(jì)算 第 節(jié) 標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計(jì)算法 第 節(jié) 發(fā) 電 機(jī) 參 數(shù) 的 計(jì) 算 第 節(jié) 變 壓 器 參 數(shù) 的 計(jì) 算 第 節(jié) 輸 電 線 路 參 數(shù) 的 計(jì) 算 第 三 部 分 輸電線路上的 變比的選擇 第 節(jié) 互感器的作用 第 節(jié) 輸電線路上 CT 的變比選擇 第 節(jié) 輸電線路上 PT 的變比選擇 第 四 部 分 中性點(diǎn)接地的選擇 第 節(jié) 中性點(diǎn)接地的確定原則 第 節(jié) 中性點(diǎn)接地的選擇 第 五 部 分 短路電流的計(jì)算 第 節(jié) 電力系統(tǒng)短路計(jì)算的目的及步驟 第 節(jié) 運(yùn)行方式的確定 第 節(jié) 短路計(jì)算結(jié)果 第 六 部 分 電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算 第 節(jié) 110KV電力網(wǎng)中線路繼電保護(hù)的配置 第 節(jié) 相間距離保護(hù)的整定計(jì)算 第 節(jié) 平行雙回線路 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算 第 節(jié) 雙回線與單回線電流、電壓保護(hù)的整定計(jì)算 第 七 部 分 電力網(wǎng)相間繼電保護(hù)方式選擇與整定計(jì)算 第 節(jié) 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式配置 第 節(jié) 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析 3 第 節(jié) 零序橫聯(lián)差動(dòng)電流方向保護(hù)的整定計(jì)算 第 節(jié) 多段式零序電流保護(hù)的整定計(jì)算 第 節(jié) 零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)及使用范圍 第 八 部 分 自動(dòng)重合閘的選擇 第 節(jié) 自動(dòng)重合閘的配置原則 第 節(jié) 自動(dòng)重合閘的基本 要求 第 節(jié) 自動(dòng)重合閘的 選擇 第 一 章 概述 第 1 . 1 節(jié) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 4 電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)國民經(jīng)濟(jì)、人民生活乃至社會(huì)穩(wěn)定都有著極為重大的影響。電力系統(tǒng)由各種電氣元件組成。由于自然環(huán)境，制造質(zhì)量運(yùn)行維護(hù)水平等諸方面的原因，電力系統(tǒng)的各種元件在運(yùn)行中可能出現(xiàn)各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本作用是：在全系統(tǒng)范圍內(nèi)，按指定分區(qū)實(shí)時(shí)的檢測(cè)各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，快速及時(shí)地采取故障隔離或告警等措施，以求最大限度地維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持供電的連續(xù)性，保障人身的安全，防止或減輕設(shè)備的損壞。 繼電保護(hù)裝置，是指裝設(shè)于整個(gè)電力系統(tǒng)的各個(gè)元件上，能在指定區(qū)域快速準(zhǔn)確地對(duì)電氣元件發(fā)出的各種故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)作出反應(yīng)，并按規(guī)定時(shí)限內(nèi)動(dòng)作，時(shí)斷路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)的一種反事故自動(dòng)裝置。 總之，繼電保護(hù)技術(shù)是電力系統(tǒng)必不可少的組成部分，對(duì)保障系統(tǒng)安全運(yùn)行， 保證電能質(zhì)量，防止故障擴(kuò)大和事故發(fā)生，都有極其重要的作用。 選擇性 5 選擇性是指繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，應(yīng)在盡可能小的范圍內(nèi)將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，盡量縮小停電范圍，最大限度的保護(hù)電力系統(tǒng)中非故障部分能繼續(xù)運(yùn)行。因此，在發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作，切除故障。電力系統(tǒng)在一些情況下，允許保護(hù)裝置帶有一定的延時(shí)切除故障的元件。 切除故障的總時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之和。 靈敏性 繼電保護(hù)的靈敏性是指，對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，通常記為 Ksen，它主要決定于被保護(hù)元件和電力系統(tǒng)的參數(shù)和運(yùn)行方式。 可靠性主要是針對(duì)保護(hù)裝置本身的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平而言的。同時(shí)，正確的安裝和接線、嚴(yán)格的調(diào)整和試驗(yàn)、精確的整定計(jì)算和操作、良好的運(yùn)行維護(hù)以及豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等，對(duì)于提高保護(hù)運(yùn)行的可靠性也具有重要的作用。在它們之間，既有矛盾的一面，又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。 另外，再選擇繼電保護(hù)方式時(shí)除應(yīng)滿足上述的基本要求外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)條件。 第 二 章 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計(jì)算 第 節(jié) 標(biāo)幺制及標(biāo)幺值計(jì)算方法 7 標(biāo)幺制的概念 在電力系統(tǒng)計(jì)算中 ， 廣泛采用標(biāo)幺制。 標(biāo)幺值 =實(shí)際有名值（任意單位） /基準(zhǔn)值（與有名值同單位） 標(biāo)幺值是一個(gè)沒有量綱的數(shù)值。所以當(dāng)訴說一個(gè)物理量的標(biāo)幺值是，必須同時(shí)說明起基準(zhǔn)值多大，否則僅有一個(gè)標(biāo)幺值是沒意義的。 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。至于先選定哪兩個(gè)基準(zhǔn)值，原則上沒有限制；但習(xí)慣上多先選定UB Ｓ B。B／Ｓ Ｂ （ ） UＢ 和Ｓ Ｂ 原則上選任何值都可以，但應(yīng)根據(jù)計(jì)算的內(nèi)容及計(jì)算方便來選擇。Ｓ B可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機(jī)的總功率；有時(shí)也可取一整數(shù)，如100、 1000MVA 等 。 ： 標(biāo)幺值的計(jì)算有精確計(jì)算法和近似計(jì)算法兩種，其區(qū)別在于參數(shù)歸算時(shí)是否采用變壓器 8 實(shí)際變比。 1）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。 （ 2）近似計(jì)算：標(biāo)幺值計(jì)算的近似歸算也是用平均額定電 壓 計(jì)算。 本次設(shè)計(jì)采用近似計(jì)算法。所有元件的電阻都忽略不計(jì)，其中 線路基準(zhǔn)電壓為 。 ２．缺點(diǎn)： 沒有 量綱，因而在物理概念上不如有名值明確。 （ 2） 各繞組的電抗 有名 值 XT1 = NNK SUU100(%) 21 （ ） XT2 =NNK SUU 100(%) 22 （ ） XT3 =NNK SUU100(%) 23 （ ） 各繞組的電抗標(biāo)幺值 XT1* = NBk SSU100(%)1 （ ） XT2* = NBk SSU100(%)2 （ ） XT3* = NBk SSU100(%)3 （ ） 式中： SB 基準(zhǔn)容量 ,取為 100MVA； SN 變壓器額定容量 NU —— 發(fā)電機(jī)的額定電壓 BU —— 基準(zhǔn)電壓，取 115KV 計(jì)算過程詳見計(jì)算書，計(jì)算結(jié)果如表 所示 ： 表 變壓器參數(shù)結(jié)果表 容量 /KVA 繞組型式 短路電壓百分值 Uk（ %） 等值電抗 標(biāo)幺值 等值電抗 有名值 Ω 110KV側(cè) 額定電流 15000 三相雙繞組 % 31500 三相雙繞組 % 158A 45000 三相三繞組 UdⅠ Ⅱ （ %） = 17 % UdⅠ Ⅲ （ %） = % UdⅡ Ⅲ （ %） = 6 % UdⅠ Ⅱ （ %） = 17 % 11 20200 三相三繞組 UdⅠ Ⅲ （ %） = % UdⅡ Ⅲ （ %） = 6 % 31500 三相三繞組 UdⅠ Ⅱ （ %） = 17 % UdⅠ Ⅲ （ %） = % UdⅡ Ⅲ （ %） = 6 % 158A 說明：對(duì)普通（非自耦）三繞組變壓器，按如上方法求得的三個(gè)電抗中，有一個(gè)可能是負(fù)值，這是由于這種變壓器的三個(gè)繞組中，必有一個(gè)在結(jié)構(gòu)上處于其它兩個(gè)繞組之間，而這個(gè)處于居中位置的繞組與位于它兩側(cè)兩個(gè)繞組間的兩個(gè)漏抗之和又小于該兩繞組相互間的漏抗。因此，這種等值電抗為負(fù)值的現(xiàn)象并不真正表示該繞組有容性漏抗。 第 2. 4 節(jié) 輸電線路參數(shù)的計(jì)算 輸電線路電阻忽略不計(jì)，線路正序阻抗為 /KM，線路零序阻抗為 X0 = ， 且負(fù)序阻抗 X2 = XI （ 1）線路阻抗有名值的計(jì)算： 正、負(fù)序阻抗 XI = X2 = x L 互感器的作用 為 ： （ 1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)的低電壓 （ 100V） 和小電流 （ 5A或 1A） ，使測(cè)量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化 并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。 （ 3）取得零序電流和零序電壓。 （ 2）電流互感器的二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。對(duì)于 6~20kv 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。 （ 2）一次回路電壓： UgUn Ug 為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流； Un 為電流互感器額定電壓。 選擇結(jié)果： 表 CT 選擇結(jié)果 線路名稱 長度（ km） 最大工作電流（ A） 工作電壓（ KV） CT 型號(hào) 變比 A 廠 — BD5 65 110 Lcw110 100/5 14 A 廠 — BD1 260 110 Lcw110 300/5 A 廠 — BD2 43 260 110 Lcw110 300/5 B 廠 — BD1 19 160 110 Lcw110 200/5 B 廠 — BD2 48 160 110 Lcw110 200/5 B 廠 — BD3 15 161 110 Lcw110 200/5 B 廠 — BD4 35 226 110 Lcw110