694523477《電力系統(tǒng)繼電保護》課程設計

南華大學電氣工程及其自動化專業(yè)課程設計前言電力系統(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(chǔ)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。電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。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。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。電力系統(tǒng)繼電保護就是為達到這個目的而設置的。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。其中短路電流的計算和電氣設備的選擇是本設計的重點。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。1 原始資料1.1 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。(2) 發(fā)電廠最大發(fā)電容量50+225=100MW，最小發(fā)電容量為50MW，正常發(fā)電容量為50+25=75MW。 (3) 線路X1=0.4/km, X0=0.4/km。 (4) 變壓器均為YN，D11，1102.5%/10.5KV, UK=10.5% (5) t=0.5S,負荷側(cè)后備保護tdz=1.5S,變壓器和母線均配置有差動保護，Kzq=1.3 (6) 發(fā)電廠升壓變中性點直接接地，其他變壓器不接地。1.2 任務 (1) 電網(wǎng)運行方式分析。 (2) 各開關(guān)保護配置方案，計算配置各線路的保護及計算出各保護的二次動作值（設X1= X2）。 (3) 檢驗各保護的靈敏度。 (4)設計一套電壓二次回路斷線閉鎖裝置，二次斷線時閉鎖，故障時開放。（選做） (5)繪制7DL保護的展開圖。（選做）1.3 要求 設計說明書一份（含短路電流計算，保護整定，校驗，AUOCAD繪制保護配置原理圖等）。110KV線路繼電保護課程設計摘要：為給110KV單電源環(huán)形電網(wǎng)進行繼電保護設計，首先選擇過電流保護，對電網(wǎng)進行短路電流計算，包括適中電流的正序、負序、零序電流的短路計算，整定電流保護的整定值。在過電流保護不滿足的情況下，相間故障選擇距離保護，接地故障選擇零序電流保護，同時對距離保護、零序電流保護進行整定計算，并用AUOCAD繪制出保護配置原理圖。關(guān)鍵詞：繼電保護、短路電流、整定計算 summary: In order to ring 110 KV single power grid to relay design, the first choice over-current protection, short-circuit current of the power network, including the positive sequence moderate current, negative sequence, zero-sequence of short-circuit current, the current protection of the entire tuning value. In the over-current protection are not satisfied with the circumstances, select a distance phase fault protection, choice of zero-sequence fault current protection At the same time, distance protection, and zero-sequence current protection to the entire set, and used to map out protection configuration AUOCAD schematic.keywords: Protection, short-circuit current, setting calculation1 運行方式的選擇1.1 運行方式的選擇原則1.1.1 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。對水電廠，還應根據(jù)水庫運行方式選擇。(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。1.1.2 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。(2)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器，其中性點必須接地。(3)T接于線路上的變壓器，以不接地運行為宜。(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。1.1.3 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。(2)雙回路一般不考慮同時停用。1.1.4 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。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(guān)，可按單側(cè)電源的方法選擇。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。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。(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。1.1.5 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。(2)并聯(lián)運行線路的減少，負荷的轉(zhuǎn)移。(3)環(huán)狀網(wǎng)絡的開環(huán)運行，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。1.2 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。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。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。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?，F(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。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。2電網(wǎng)各個元件參數(shù)計算及負荷電流計算2.1基準值選擇基準功率：SB=100MVA，基準電壓：VB=115V?；鶞孰娏鳎篒B=SB/1.732 VB=100103/1.732115=0.502KA；基準電抗：ZB=VB/1.732 IB=115103/1.732502=132.25；電壓標幺值：E=E(2)=1.052.2電網(wǎng)各元件等值電抗計算2.2.1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=0.450=20XL1*= XL1/ ZB=20/132.25=0.1512零序電抗：XL10= X0L1= 3X1L1=30.450=60XL10*= XL10/ ZB=60/132.25=0.4537(2) 線路L2等值電抗計算正序以及負序電抗：XL2= X1L2=0.440=16XL2*= XL2/ ZB=16/132.25=0.121零序電抗：XL20= X0L2= 3X1L2=30.440=48XL20*= XL20/ ZB=48/132.25=0.363(3) 線路L3等值電抗計算正序以及負序電抗：XL3= X1L3=0.490=36XL3*= XL3/ ZB=36/132.25=0.2722零序電抗：XL30= X0L3= 3X1L3=30.490=108XL30*= XL30/ ZB=108/132.25=0.8166(4) 線路L4等值電抗計算正序以及負序電抗：XL4= X1L4=0.425=10XL4*= XL4/ ZB=10/132.25=0.0756零序電抗：XL40= X0L4= 3X1L4=30.425=30XL40*= XL40/ ZB=30/132.25=0.22682.2.2變壓器等值電抗計算(1) 變壓器T1、T2等值電抗計算XT1= XT2=(UK%/100)(VN2103/ SN)40.333XT1*= XT2*=XT1/ ZB=40.333/132.25=0.3050(2) 變壓器T3等值電抗計算XT3=(UK%/100)(VN2103/ SN)21.175XT3*=XT3/ ZB=21.175/132.25=0.1601(3) 變壓器T4、T5、T6、T7等值電抗計算XT4= XT5=XT6= XT7=(UK%/100)(VN2103/ SN)63.5XT6*= XT7* = XT4*= XT5*=0.4802(4) 變壓器T8等值電抗計算XT1=(UK%/100)(VN2103/ SN)84.7XT8*= XT8/ ZB=84.7/132.25=0.64052.2.3發(fā)電機等值電抗計算(1)發(fā)電機G1、G2電抗標幺值計算XG1* = XG2*=Xd1SB/ SG1= Xd1SB COS/ PG1=0.1321000.8/25=0.4224(2)發(fā)電機G3電抗標幺值計算XG3*=Xd3SB/ SG3= Xd3SB COS/ PG3=0.1291000.8/50=0.20642.2.4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 max = IfhCmax = PfhBmax Vav2 / 1.732 U COS=20103/1.7321150.80.1255KA；(2) D母線最大負荷電流計算最大負荷電流計算(拆算到110KV)IfhD max = PfhDmax Vav2 / 1.732 U COS=12103/1.7321150.80.0753KA2.2.5 各線路運行方式下流過斷路器的最大負荷電流(1) 保護1的最大運行方式：發(fā)電機FI、P2、F3全投入，繼開線路L1；通過保護1的最大負荷電流為；保護1的最小運行方式：發(fā)電機F3停，線路全部運行。(2) 保護2的最大運行方式：發(fā)電機Fl、P2、F3全投入，斷開L3回路；通 過保護2最大負荷電流為。保護2的最小運行方式；F3停，線路全部運行。(3) 保護4的最大運行方式：Fl、F 2、F3全投，繼開線路L3；通過保護4的最大負荷電流為。保護4的最小運行方式：F3停，線路全部運行。(4) 保護5的最大運行方式：F1、F2、F3全投入，斷開線路L1；通過保護5的最大負荷電流為。保護5的最小運行方式：F3停，線路全部運行。(5) 保護7的最大運行方式：F1、F2、F3全投，線路全部運行；通過保護7的最大負荷電流為。(6) 保護3和保護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。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。3短路電流計算3.1電網(wǎng)等效電路圖 由于短路電流計算是電網(wǎng)繼電保護配置設計的基礎(chǔ),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。電網(wǎng)等效電路圖如圖3.1所示圖3.1電網(wǎng)等效電路圖3.2短路電流計算3.2.1 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3.2.1(a)3.2.1(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3.2.1(b)3.2.1(b)簡化圖XGT=(XG1+XT1)(XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.3637XGT3=XG3+XT3=0.2064+0.1601=0.3665XL=XL1+XL2+XL3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444 圖3.2.1(b) 正序短路電路圖 其中：XdT=XGTXGT3/(XGT+XGT3)=0.36370.3665/(0.3637+0.3665)=0.18255 Xff1=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695Id1max*=E/Xff1=1.05/0.726951.4444Id1max=Id1max*IB=1.44440.5020.725KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流Xff1=Xd1+XT1XL=0.4224+0.3050+0.5444=1.2718Xff1(2)(2)=Xff1Ifa(1)(2)=Vf(0)/(Xff1Xff1(2)(2)=Vf(0)/2Xff1=1.05/21.2718=0.4128If(2)*=1.732Ifa(1)(2)=1.7320.4128=0.7150If(2)=If(2)*IB=0.71500.502=0.3589KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流.圖3.2.1(c)零序短路電路圖XTT(0)=XT1(0) /2=0.1525XT(0) =0.15250.1601/(0.1525+0.0.1601)=0.0781XTBL(0) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.167XTL(0) =(0.2268+0.6405)0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401)=0.188XTLB(0) =(0.363+0.167)0.188/(0.363+0.167+0.188) =0.1388Xff1(0)=XL3(0)+XTLB(0)=0.81660.1388=0.9554Iff1(0)*=E(0)/Xff1(0)=1.05/0.9554=1.099Iff1(0)=Iff1(0)*IB=1.0990.502=0.552KA3.2.2 d2發(fā)生短路時流過斷路2(1)最大運行方式正序短路電流 Xff2=XdT+XL3=0.18255+0.2722=0.45475Id2max*=E/Xff2=1.05/0.454752.309Id2max=Id2max*IB=2.3090.5021.159KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2=0.18255+0.1361=0.31865If(3)*= E/2Xff1=1.05/20.31865=1.6475If(3)=If(3)*IB=3.2950.502=0.827KAIf(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.31865=1.429流過斷路器1、2、3、4、5和6的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=1.4290.502=0.7163KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流,如圖3.2.2示圖3.2.2短路等值電路XBL(0) =XL1(0)XTB(0)/(XL1(0)+XTB(0)=0.45360.2401/(0.4536+0.2401)=0.157XTL(0) =(XL4(0)+XT8(0)XTC(0)/(XL4(0)+XT8(0)+XTC(0)=0.188XLB(0) =(XL2(0)+XBL(0)XTL(0)/(XL2(0)+XTBL(0)+XTC(0)=0.138Xff2(0) =(XL3(0)+XT(0)XLB(0)/(XL3(0)+XT(0)+XLB(0)=0.1208Iff2(0)*=E(0)/Xff2(0)=1.05/0.1208=8.692Iff2(0)=Iff2(0)*IB=8.6920.502=4.3634KA3.2.3 d3發(fā)生短路時流過斷路2(1)最大運行方式正序短路電流Xff3=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695Id3max*=E/Xff3=1.05/0.726951.4444Id3max=Id3max*IB=1.44440.5020.725KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流Xff3=Xd1+XT1XL=0.4224+0.3050+0.5444=0.9996If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.9996=0.9097If(2)=If(2)*IB=0.90970.502=0.4567KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流,如圖3.2.3示圖3.2.3短路等值電路XTL4(0)=(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404XTL2(0) =(XL2(0)+XTC)XTB/(XL2(0)+XTC+XTB) =(0.363+0.2401)0.2401/(0.363+0.2401+0.2401) =0.1717XBL(0) =XTL4(0)XTL2(0)/(XTL4(0)+XTL2(0)=0.44040.1717/(0.4404+0.1717) =0.1235Xff3(0)=XL1(0)+XBL(0)=0.45360.1235=0.5771Iff3(0)*=E(0)/Xff3(0)=1.05/0.5771=1.819Iff3(0)=Iff3(0)*IB=1.890.502=0.913KA3.2.4 d4點發(fā)生短路時流過斷路1(1)最大運行方式正序短路電流Xff4=XdT+XL1=0.18255+0.1512=0.33375Id4max*=E/Xff4=1.05/0.333753.146Id4max=Id4max*IB=3.1460.5021.579KA(2)最小運行方式短路正序短路電流X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.1156Xff2=Xd1+X3=0.18255+0.1156=0.2981If(3)*= E/Xff1=1.05/0.2981=3.522If(3)=If(3)*IB=3.5220.502=1.768KA流過斷路器1、4、5的三相短路電流為：If(3)1= If(3)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=1.7680.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.491KA流過斷路器2、3的三相短路電流為：If2(3)=If(2)*If1(2)= 1.768KA-0.491KA=1.277KAIf(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.2981=3.0496If(2)=If(2)*IB=3.04960.502=1.531KAIf(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3)=3.04960.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.847流過斷路器1、4、5的短路電流為：If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA流過斷路器2、3的短路電流為：If2(2)=If(2)*If1(2)= 1.531KA-0.425KA=1.106KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.4短路等值電路X2(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC) =(0.8166+0.6405)0.2401/(0.8166+0.6405+0.2401) =0.2061X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654Xff4(0) =X1(0)(X2(0)+XL2(0)/(X1(0)+XL2(0)+X2(0) =0.1654(0.2061+0.363)/(0.1654+0.2061+0.363) =0.1282Iff4(0)*=E(0)/Xff4(0)=1.05/0.1282=8.193Iff4(0)=Iff4(0)*IB=8.1930.502=4.113KA3.2.5 d4點發(fā)生短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流 其中：Xff5=XdT+XL3+XL2=0.18255+0.2722+0.121=0.57575Id5max*=E/Xff5=1.05/0.575751.824Id5max=Id5max*IB=1.8240.5020.9155KA(2)最小運行方式短路正序短路電流X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.1156Xff2=Xd1+X3=0.18255+0.1156=0.2981If(3)*= E/Xff1=1.05/0.2981=3.522If(3)=If(3)*IB=3.5220.502=1.768KA流過斷路器1、4、5的三相短路電流為：If(3)1= If(3)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=1.7680.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.491KA流過斷路器2、3的三相短路電流為：If2(3)=If(2)*If1(2)= 1.768KA-0.491KA=1.277KAIf(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.2981=3.0496If(2)=If(2)*IB=3.04960.502=1.531KAIf(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3)=3.04960.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.847流過斷路器1、4、5的短路電流為：If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA流過斷路器2、3的短路電流為：If2(2)=If(2)*If1(2)= 1.531KA-0.425KA=1.106KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.5短路等值電路X50(0) =(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404X32(0) =X50(0)XTC /(X50(0)+XTC)=0.44040.2401/(0.4404+0.2401) =0.1554Xff5(0) =(XL2(0)+ X32(0)XTB/( XL2(0)+ X32(0)+XTB)=0.1641Iff5(0)*=E(0)/Xff5(0)=1.05/0.1641=6.399Iff5(0)=Iff5(0)*IB=6.3990.502=3.212KA3.2.6 d5點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運行方式正序短路電流其中：Xff6=XdT+XL1+XL2=0.18255+0.1512+0.121=0.45475Id6max*=E/Xff6=1.05/0.454752.309Id6max=Id6max*IB=2.3090.5021.159KA(2)最小運行方式短路正序短路電流X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff6=Xd1+X2=0.18255+0.1361=0.31865If(3)*= E/2Xff1=1.05/20.31865=1.648流過斷路器1、2、3、4、5和6的三相短路電流為：If(3)=If(3)*IB=1.6480.502=0.827KAIf(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.31865=1.429流過斷路器1、2、3、4、5和6的二相短路電流為：If(2)=If(2)*IB=1.4290.502=0.7163KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.6短路等值電路X2(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC)=0.2061X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =0.1654Xff5(0) =(XL2(0)+X1(0)X2(0)/(XL2(0)+X1(0)+X2(0)=0.1483Iff6(0)*=E(0)/Xff5(0)=1.05/0.1483=7.082Iff6(0)=Iff5(0)*IB=7.0820.502=3.555KA3.2.7 d6點發(fā)生短路時流過斷路器1 (1)最大運行方式正序短路電流其中：Xff7=XdT+XL1+XL2+XL4=0.18255+0.1512+0.121+0.0756=0.53035Id6max*=E/Xff7=1.05/0.530351.9798Id7max=Id7max*IB=1.97980.5020.994KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.39425=1.1532流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KAIf(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.7短路等值電路X1(0) =(XL1(0)+XT)XTB/(XL1(0)+XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654X3(0) =(XL2(0)+X2(0)XTC/(XL2(0)+X2(0)+XTC) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+1654+0.2401) =0.1651Xff7(0) =(XL4(0)+X3(0)XT8/(XL4(0)+X3(0)+XT8) =(0.8166+0.1651)0.6405/(0.8166+0.1651+0.6405) =0.3876Iff7(0)*=E(0)/Xff7(0)=1.05/0.3876=2.709Iff7(0)=Iff7(0)*IB=2.7090.502=1.36KA3.2.8 d6點發(fā)生短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流其中：Xff8=XdT+XL3+XL4=0.18255+0.2722+0.0756=0.53035Id8max*=E/Xff8=1.05/0.530351.9798Id8max=Id8max*IB=1.97980.5020.994KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.39425=1.1532流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=1.15320.502=0.5789KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.8短路等值電路X4(0)=(XL2(0) +XTB)(XL3(0) +XT)/(XL2(0) +XTB+XL3(0) +XT) =(0.363+0.2401)(0.8166+0.0781)/(0.363+0.2401+0.8166+0.0781) =0.3603X5(0) =X4(0)XTC/(X4(0)+XTC)=0.36030.2401/(0.3603+0.2401)=0.1441Xff8(0) =(XL4(0)+X5(0)XT8/(XL4(0)+X5(0)+XT8) =(0.2268+0.1441)0.6405/(0.2268+0.1441+0.6405) =0.2349Iff8(0)*=E(0)/Xff8(0)=1.05/0.3882=4.4703Iff8(0)=Iff8(0)*IB=4.47030.502=2.244KA3.2.9 d8點發(fā)生短路時流過斷路器1(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.9(a)正序短路電路圖 圖3.2.9(b)正序短路電路圖 其中：XT45=XT4XT5/(XT4+XT5)=XT4/2=0.4802/2=0.2401Xff9=XdT+XL1+XT45=0.18255+0.1512+0.2401=0.57385Id9max*=E/Xff9=1.05/0.573851.8297Id9max=Id9max*IB=1.82970.5020.919KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖3.2.9(c)短路等值電路X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.1156Xff2=Xd1+X3+XTB=0.18255+0.1156+0.2401=0.5382If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.5382=1.690If(2)=If(2)*IB=1.6900.502=0.8481KAIf(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3)=1.6900.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.2356流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為：If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA流過斷路器2、3的的短路電流為：If2(2)=If(2)*If1(2)= 0.8481KA-0.2356KA=0.6125KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.9(d)短路等值電路X6(0) =(XL4(0)+XT8)XTC/(XL4(0)+XT8+XTC) =(0.2268+0.6405)0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401) =0.188X7(0 )=(XL2(0) +X6(0)(XL1(0) +XT)/(XL2(0) +X6(0)+XL1(0) +XT) =(0.363+0.188)(0.8166+0.0781)/(0.363+0.188+0.8166+0.0781) =0.3410Xff9(0) =XTB+X7(0)=0.2401+0.341=0.5811Iff9(0)*=E(0)/Xff9(0)=1.05/0.5811=1.8069Iff9(0)=Iff9(0)*IB=1.80690.502=0.907KA3.2.10 d8點發(fā)生短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.10(a)短路電路圖 其中：Xff10=XdT+XL1+XT45=0.18255+0.2722+0.121+0.2401=0.81585Id10max*=E/Xff10=1.05/0.815851.287Id10max=Id10max*IB=1.2870.5020.646KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖3.2.10(b)短路電路圖X3 =(XL3+XL2)XL1/( XL1+XL2+ XL3)=(0.2722+0.121)0.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.1156Xff2=Xd1+X3+XTB=0.18255+0.1156+0.2401=0.5382If(2)*=1.732E/2Xff1=1.7321.05/20.5382=1.690If(2)=If(2)*IB=1.6900.502=0.8481KAIf(2)1*= If(2)*XL1/( XL1+XL2+ XL3)=1.6900.1512/(0.2722+0.121+ 0.1512)=0.2356流過斷路器1、4、5、6的的短路電流為：If1(2)=If(2)*IB=0.8470.502=0.425KA流過斷路器2、3的的短路電流為：If2(2)=If(2)*If1(2)= 0.8481KA-0.2356KA=0.6125KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.10(c)短路電路圖X8(0 )=(XL4(0) +XT8)(XL3(0) +XT)/(XL4(0) +XT8+XL3(0) +XT) =(0.2268+0.6405)(0.8166+0.0781)/(0.2268+0.6405+0.8166+0.0781) =0.4404X9(0) =X8(0)XTC/(X8(0)+XTC)=0.44040.2401/(0.4404+0.2401)=0.1554Xff10(0) =XTB+XL2(0)+X9(0)=0.2401+0.363+0.1554=0.7585Iff10(0)*=E(0)/Xff10(0)=1.05/0.7585=1.384Iff10(0)=Iff10(0)*IB=1.3840.502=0.6949KA3.2.11 d9點短路時流過斷路器1(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.11短路電路圖(a) 圖3.2.11短路電路圖(b) 其中：XT67=XT6XT6/(XT6+XT7)=XT6/2=0.4802/2=0.2401Xff11=XdT+XL1+XL2+XT67=0.18255+0.1512+0.121+0.2401=0.69485Id110max*=E/Xff11=1.05/0.694851.5111Id11max=Id11max*IB=1.51110.5020.7586KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流如圖4.2.11圖3.2.11短路電路圖(c)X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XTC=0.18255+0.1361+0.2401=0.55875If(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/40.55875=0.8140流過斷路器1、2、3、4、5和6的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=0.81400.502=0.4085KA(3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.11(d)短路電路圖X10(0 )=(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.1654X11(0 ) =(X10(0) +XL2)(XL4(0) +XT8)/(X10(0) +XL2+XL4(0) +XT8) =(0.1654+0.363)(0.2268+0.6405)/(0.1654+0.363+0.2268+0.6405 ) =0.3284Xff11(0) =XTC+X11(0)=0.2401+0.3284=0.5685Iff11(0)*=E(0)/Xff11(0)=1.05/0.5685=1.8471Iff11(0)=Iff11(0)*IB=1.84710.502=0.9273KA3.2.12 d9點短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.12(a)短路電路圖 其中：Xff13=XdT+XL1+XL2+XL4+XT8=0.18255+0.1512+0.121+0.0756+0.6405=1.17085Id13max*=E/Xff13=1.05/1.170850.8968Id13max=Id13max*IB=0.89680.5020.4502KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖3.2.12(b)短路電路圖X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(3)=If(3)*IB=0.50740.502=0.2547KAIf(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.12(c)短路電路圖X10(0) =(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB)=0.1654X13(0 ) =(XL2(0) +X10(0)XTC/(XL2(0) +X10(0)+XTC)=0.1651Xff13(0) =XT8+XL4(0)+X13(0)=0.6405+0.2268+0.1651=1.0324Iff13(0)*=E(0)/Xff13(0)=1.05/1.0324=1.017Iff13(0)=Iff13(0)*IB=1.0170.502=0.511KA3.2.13 d10點發(fā)生短路時流過斷路器1(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.13(a)短路電路圖 其中：Xff13=XdT+XL1+XL2+XL4+XT8=0.18255+0.1512+0.121+0.0756+0.6405=1.17085Id13max*=E/Xff13=1.05/1.170850.8968Id13max=Id13max*IB=0.89680.5020.4502KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖3.2.13(b)短路電路圖X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(3)=If(3)*IB=0.50740.502=0.2547KAIf(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.13(c)短路電路圖X10(0) =(XL1(0) +XT)XTB/(XL1(0) +XT+XTB) =(0.4536+0.0781)0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401) =0.1654X13(0 ) =(XL2(0) +X10(0)XTC/(XL2(0) +X10(0)+XTC) =(0.363+0.1654)0.2401/(0.363+0.1654+0.2401) =0.1651Xff13(0) =XT8+XL4(0)+X13(0)=0.6405+0.2268+0.1651=1.0324Iff13(0)*=E(0)/Xff13(0)=1.05/1.0324=1.017Iff13(0)=Iff13(0)*IB=1.0170.502=0.511KA3.2.14 d10點發(fā)生短路時流過斷路器2(1)最大運行方式正序短路電流 短路電路等效圖為： 圖3.2.14(a)短路電路圖 其中:Xff14=XdT+XL3+XT8=0.18255+0.2722+0.0756+0.6405=1.17085Id14max*=E/Xff14=1.05/1.170850.8968Id14max=Id14max*IB=0.89680.5020.4502KA(2)最小運行方式兩相短路正序短路電流圖3.2.14(b)短路電路圖X2 =(XL1+XL2)XL3/( XL1+XL2+ XL3)= XL3/2=0.1361Xff2=Xd1+X2+XL4+XT8=0.18255+0.1361+0.0756+0.6405=1.03475If(3)*= E/2Xff1=1.05/21.03475=0.5074流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(3)=If(3)*IB=0.50740.502=0.2547KAIf(2)*=1.732E/4Xff1=1.7321.05/41.03475=0.4394流過斷路器1、2、3、4、5、6和7的短路電流為：If(2)=If(2)*IB=0.43940.502=0.2206KA (3)最大運行方式兩相短路零序短路電流圖3.2.14(c)短路電路圖X4(0)=(XL2(0) +XTB)(XL3(0) +XT)/(XL2(0) +XTB+XL3(0) +XT) =(0.363+0.2401)(0.8166+0.0781)/(0.363+0.2401+0.8166+0.0781) =0.3603X14(0) =X4(0)XTC/(X4(0) +XTC) =0.36030.2401/(0.3603+0.2401) =0.1441Xff14(0) =XT8+XL4(0)+X14(0)=0.6405+0.2268+0.1441=1.0114Iff14(0)*=E(0)/Xff14(0)=1.05/1.0114=1.0382Iff14(0)=Iff14(0)*IB=1.33820.502=0.521KA5繼電保護零序電流保護的整定計算和校驗5.1斷路器1零序電流保護的整定計算和校驗5.1.1零序電流保護段的整定計算 (1) 躲開下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時可能出現(xiàn)的最大零序電流3I0max,即 KK=1.2 ,I0dz=KK3I0max=1.234.3634=15.71KA(2)躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時出現(xiàn)的零序電流3I0bt,即I0dz= KK3I0bt（3） 先合一相，相當斷開兩相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差180)流過斷路器的零序電流I0bt=2E/(2Z1+Z0)=2115/(236+108)=1.597KA（4） 先合二相，相當斷開一相，最嚴重情況下(系統(tǒng)兩側(cè)電源電勢相差180)流過斷路器的零序電流I0bt=2E/(Z1+2Z0)=2115/(36+2108)=0.9127KA I0bt取兩種情況下的最大值，即I0bt=1.597KA,I0dz= KK3I0bt=1.231.597=5.7492KA所以整定值為：I0dz=KK3I0max=15.71KA5