【正文】 Id2 max*=E/Xff1=≈ Id1 4 短路電流計算 由于短路電流計算是電網(wǎng)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(wǎng)取開網(wǎng)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(wǎng)計算 )時各線路未端短路的情況。 (6) 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。 (3) 保護 4 的最大運行方式： Fl、 F F3 全投，繼開線路 L3；通過保護 4 的最大負荷電流為 AI fh 21079131m a x ???? 。 max = PfhBmax Vav2 / U COSφ =20 103/ 115 ≈ ； 各線路運行方式下流過斷路器的最大負荷電流 (2) 保護 2 的最大運行方式：發(fā)電機 Fl、 P F3 全投入，斷開 L3 回路；通 過保護 2 最大負荷電流為 AI fh 34179131131m a x ????? 。 基準電流： IB=SB/ VB=100 103/ 115=；基準電抗： ZB=VB/ IB=115 103/電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 5 頁 共 34 頁 502=； 電壓標幺值： E=E(2)= 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= 50=20Ω XL1*= XL1/ ZB=20/= 零序電抗： XL10= X0L1= 3X1L1=3 50=60Ω XL10*= XL10/ ZB=60/= (2) 線路 L2 等值電抗計算 正序以及負序電抗： 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 等值電抗計算 正序以及負序電抗： 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 等值電抗計算 正序以及負序電抗： XL4= X1L4= 25=10Ω XL4*= XL4/ ZB=10/= 零序電抗： XL40= X0L4= 3X1L4=3 25=30Ω XL40*= XL40/ ZB=30/= 變壓器等值電抗計算 (1) 變壓器 T T2 等值電抗計算 XT1= XT2=(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ XT1*= XT2*=XT1/ ZB=電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 6 頁 共 34 頁 (3) 變壓器 T T 等值電抗計算 XT4==XT6==(UK%/100) (VN2 103/ SN)≈ XT6*= XT7* = XT4*= XT5*= 發(fā)電機等值電抗計算 (1)發(fā)電機 G G2 電抗標幺值計算 XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COSφ / PG1= 100 (2)發(fā)電機 G3 電抗標幺值計算 XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COSφ / PG3= 100 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 3 電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負荷 電流計算 基準功率： SB=100MV 現(xiàn)結(jié)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。這里要著重說明繼電保護的最大運行方式是指電網(wǎng)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(wǎng)在某種連接情況下通過保護的電流值最小。 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。 (3)環(huán)狀網(wǎng)絡的開環(huán)運行，負荷的轉(zhuǎn)移。 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。 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 4 頁 共 34 頁 (2)零序電流保護 對于單側(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡，流過保護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的變化。 對于環(huán)狀網(wǎng)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。 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(cè)電源的輻射形網(wǎng)絡，流過保護的最大短路電流出現(xiàn)在最大運行方式； 而最小短路電流，則出現(xiàn)在最小運行方式。 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， 另一條線路又故障的方式。 (3)T 接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。 變壓器中性點接地選擇原則 (1)發(fā)電廠、變電所低壓側(cè)有電源的變壓器，中性點均要接地。對水電廠，還應根據(jù)水庫運行方式選擇。整定計算時所采用的公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應列出 。必須說明系統(tǒng)運行方式、短路點與短 路 類型的決定原則或依據(jù)，以及計算時考慮的其他因素。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。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(wǎng)各個元件參數(shù)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。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度的降低電力系統(tǒng)供電范圍。 電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 1 頁 共 34 頁 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。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(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設置的。其中短路電流的計算和電氣設備的選擇是本設計的重點。 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 2 頁 共 34 頁 1 所做設計要求 電網(wǎng)接線圖 cosφ =X〃 ＝ X〃 ＝ cosφ =cosφ = cosφ =cosφ = 圖示 110kV單電源環(huán)形網(wǎng)絡：（將 AB 線路長度改為 45km,CD 長度改為 20km） （ 1)所有變壓器和母線裝有縱聯(lián)差動保護，變壓器均為Ｙ n， d11 接線； （ 2）發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為（ 2 25+50）ＭＷ，最小發(fā)電容量為 2 25ＭＷ； （ 3）網(wǎng)絡的正常運行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運行； （ 4）允許的最大故障切除時間為 ； （ 5)線路 AC、 BC、 AB、 CD 的最大負荷電流分別為 250、 150、 230 和 140Ａ，負荷自起動系數(shù) ?ssK ； （ 6）時間階梯△ t＝ ； （ 7）線路正序電抗每公里為 ； 任務 kI 計算結(jié)果，計算結(jié)果用表格列出。 保護方式的選擇及整定計算結(jié)果 要求 要求說明選用保護方式的原則，各保護的整定計算條件，并用表格列出整定計算結(jié)果。 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 3 頁 共 34 頁 2 運行方式的選擇 運行方式的選擇原則 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較大機組同時停用的方式。 (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。 (2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地 。 (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。 (2)雙回路一般不考慮同時停用。 對于雙電 源的網(wǎng)絡，一般（當取 Z1=Z2 時）與對側(cè)電源的運行方式無關，可按單側(cè)電源的方法選擇。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。 對于雙電源的網(wǎng)絡及環(huán)狀網(wǎng)，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。 (2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉(zhuǎn)移。 (4)對于雙側(cè)電源的線路，當一側(cè)電源突然切除發(fā)電機，引起另一側(cè)增加負 荷。因此，在對繼電保護進行整定計弊之前，首先應該分析運行方式。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。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。 A，基準電壓： VB=115V。 max = IfhC保護 2 的最小運行方式；F3 停，線路全部運行。保護 4 的最小運行方式： F3 停，線路全部運行。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。電網(wǎng)等效電路圖如圖 所示 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 7 頁 共 34 頁 圖 電網(wǎng)等效電路圖 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 (a) XG1XG2XG3XT1XT2XT3XL1 XL2XL3G1G2G3 (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 (b) XGT3XLG3XGTG12 (b)簡化圖 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)= (+)= 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 8 頁 共 34 頁 Xff1=XdT+XL=+= Id1 max=Id1 max*=E/Xff2=≈ 電力系統(tǒng)繼電保護課程設計 第 9 頁 共 34 頁