單電源環(huán)網(wǎng)繼電保護畢業(yè)設計

1、<p><b>　　單電源環(huán)網(wǎng)繼電保護</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　而隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)的繼電保護也突破了傳統(tǒng)的繼電保護形式，出現(xiàn)了電力系統(tǒng)微機保護。目前，我國的微機保護技術已趨于成熟，各種類型的微機保護裝置已在全國各大電力網(wǎng)絡中投入運行。為此本設計對簡單電力網(wǎng)進行微機

2、保護配置。</p><p>　　本設計的題目是《某地區(qū)單電源環(huán)網(wǎng)電力系統(tǒng)繼電保護》，即對110KV電網(wǎng)的繼電保護配置及整定。此設計是根據(jù)內蒙古工業(yè)大學電力學院本科生畢業(yè)要求而進行的畢業(yè)設計。</p><p>　　這里主要介紹的是微機保護在110KV電力網(wǎng)絡的應用及繼電保護的設計原理，內容分為：裝置介紹、電力系統(tǒng)接地與互感器選擇、電力系統(tǒng)短路計算、輸電線路保護的配置與整定計算、保護性能分析等

3、幾部分。電力系統(tǒng)繼電保護的形式和原理在不斷更新，但總體的設計原則是相同的，都要滿足保護的基本要求。</p><p>　　本次設計由xx老師擔任我們小組的指導教師。設計過程中，得到了xx老師及電力系其他老師的悉心指導，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　由于編寫人員的理論知識和實踐經驗所限、編寫時間倉促，書中難免有缺點和錯誤，敬請老師批評指正。</p><p>

4、<b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　繼電保護在電力系統(tǒng)中的主要作用是通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全供電。因此，繼電保護是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的不可缺少的技術措施。而自1984年我國第一套微機保護樣機通過鑒定以后，便有許多不同型號的微機保護裝置即被生產，以適應電力系統(tǒng)生產的需要，微機保護以其優(yōu)越的性能

5、得到廣泛的應用。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發(fā)展趨勢。</p><p>　　1.1 微機繼電保護的發(fā)展</p><p>　　微機具有高速運算、邏輯判斷和記憶能力，微機保護是通過軟件程序實現(xiàn)的，具有極大的靈活性，也因而微機保護可以實現(xiàn)很復雜的保護功能，也可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)保護模式無法實現(xiàn)的新功能。許多傳統(tǒng)保護模式存在的技術問題，在微機保護中找到了解決的辦法?？煽啃允抢^電保護的生命

6、，微機保護采用了許多傳統(tǒng)保護無法實現(xiàn)的抗干擾措施，有效地防止了保護的誤動和拒動。目前，微機保護的平均無故障時間長達十萬小時以上，這說明了微機保護是十分可靠的。</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電保護裝置，調試工作量很大，尤其是一些復雜的保護，而微機保護幾乎不用調試。因此，微機保護不象傳統(tǒng)保護那樣，逐臺做各種模擬試驗來檢測保護裝置的功能。并且微機保護具有自診斷能力，能對硬件和軟件進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會發(fā)出報警。&l

7、t;/p><p>　　隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展和微機的廣泛應用，我國的微機保護裝置價格已和傳統(tǒng)保護價格持平或更低，在性能價格比方面更具優(yōu)勢。微機是一個智能裝置，可實現(xiàn)多種功能，微機保護裝置的多功能化也提高了其經濟性。且由于微機保護裝置的功耗較傳統(tǒng)保護裝置的功耗小，其運行維護費用較低。</p><p>　　總之，微機保護的性能優(yōu)于傳統(tǒng)保護，特別是從發(fā)展的觀點來看更是如此。</p>

8、<p>　　1.2 微機保護裝置的特點</p><p>　　電力系統(tǒng)微機保護裝置之所以能被推廣和應用，是因為它具有傳統(tǒng)繼電保護無法比擬的優(yōu)越性。微機繼電保護裝置具有以下特點：</p><p>　　1.2.1 維護調試方便</p><p>　　目前國內大量使用的整流型或晶體管型繼電保護裝置的調試工作量很大，尤其是一些復雜保護，例如距離保護，調試一套常常需

9、要一周，甚至更長的時間。究其原因，這類保護裝置是布線邏輯的，保護的每一種功能都有相應的硬件器件和連線來實現(xiàn)。為確認保護裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗來校核一遍。微機保護則不同，它的硬件是一臺計算機，各種復雜的功能是由相應的軟件來實現(xiàn)的。換言之，它是一個只會做幾種單調的、簡單操作的硬件，配以軟件，把許多簡單操作組合完成各種復雜功能的。因而只要用幾個簡單的操作就可以 檢驗微機的硬件是否完好?；蛘哒f如果微機硬件有故障，將會

10、立即表現(xiàn)出來，如果硬件完好，對于以成熟的軟件，只要程序和設計時一樣（這很容易檢查），就必然會達到設計的要求，用不著逐臺作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。實際上如果經檢查，程序和設計時的 完全一樣，就相當于布線邏輯的保護裝置的各種功能已被檢查完畢。一般微機保護裝置都具有自檢功能，對硬件各部分和存放在EPROM中的程序不斷進行自動檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常會發(fā)出警報。通常只要接上電源后沒有警報，就可確認裝置完好。所以對微機保護裝置可以說幾乎不

11、用調試，</p><p>　　1.2.2 可靠性高靈活性大、體積縮小</p><p>　　計算機在程序指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現(xiàn)常規(guī)保護很難辦到的自動糾錯，即自動地識別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動作。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。由于計算機保護的特性主要有軟件決定，因此，只要改變軟件就可

12、以改變保護的特性和功能。從而可靈活地適應電力系統(tǒng)運行方式的變化。一套微機保護裝置，可以實現(xiàn)多種保護功能，例如一套WXB——11型保護裝置，配置了四個硬件完全相同的CPU插件，分別完成高頻保護、距離保護、零序保護、綜合重合閘等功能。因此在組屏時，體積要縮小，便于現(xiàn)場的按裝維護。</p><p>　　1.2.3 易于獲得附加功能性能較好</p><p>　　應用微型計算機后，如果配置一個打印機

13、，或者其它顯示設備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信息。例如保護各部分的動作順序和動作時間記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點的位置。這將有助于運行部門對事故的分析和處理。由于計算機的應用，使很多原有型式的繼電保護中存在的技術問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。</p><p>　　第二章 電

14、力系統(tǒng)接地與互感器選擇</p><p>　　電力系統(tǒng)的中性點是指：三相電力系統(tǒng)中星形連接的變壓器或發(fā)電機中性點。目前我國的電力系統(tǒng)采用中性點接地方式，通常有中性點不接地，中性點經過消弧線圈繞組接地和中性點直接接地三種方式。中性點直接接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，通過中性點直接接地，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)。一般110KV及以上電壓等級的電網(wǎng)都采用中性點直接接地方式。</

15、p><p>　　互感器包括電流互感器（TA）和電壓互感器（TV），作用是將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡蛪汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧、價格便宜，便于安裝。并將二次設備與高電壓部分隔離，且互感器二次側均接地，保證了人身和設備的安全。</p><p>　　2.1 變壓器中性點位置及接地臺數(shù)的選擇</p><p>　　如何選擇變

16、壓器的中性點的運行方式，是一種比較復雜的綜合性的技術經濟問題，不論采用那一種運行方式，都涉及到供電可靠性、過電壓絕緣配合、繼電保護和自動裝置的正確動作、系統(tǒng)的布置、電訊及無線電干擾、接地故障時對生命的危險以及系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列的問題。</p><p>　　2.1.1 變壓器中性點接地原則</p><p>　　系統(tǒng)中全部或部分中性點直接接地是大接地系統(tǒng)的標志。其主要目的是降低對整個系統(tǒng)絕緣水平

17、的要求。但中性點接地變壓器的臺數(shù)、容量及其分布情況變化時，零序網(wǎng)絡也隨之改變，因此，同一故障點的零序電流分布也隨之改變。所以變壓器的中性點接地情況改變，將直接影響零序電流保護的靈敏性。因此對變壓器中性點接地的選擇要滿足下面兩條要求：不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險的過電壓；不是零序網(wǎng)絡有較大改變，以保證零序電流保護有穩(wěn)定的靈敏性。根據(jù)上述兩條要求，變壓器中性點接地方式選擇的原則如下：</p><p>　　1）、在多電源系統(tǒng)中，每

18、個電源處至少有一臺變壓器中性點接地，以防止中性點不接地的電源因某種原因與其他電源聯(lián)系時，形成中性點不接地系統(tǒng)。</p><p>　　2）、每個電源有多臺變壓器并聯(lián)運行時，規(guī)定正常時按一臺變壓器中性點直接接地運行，其他變壓器中性點不接地。這樣，當某臺中性點接地變壓器由于檢修或其他原因切除時，將另一臺變壓器中性點接地，以保持系統(tǒng)零序電流的大小與分布不變。</p><p>　　3）、兩臺變壓器并

19、聯(lián)運行，應選用零序阻抗相等的變壓器，正常時將一臺變壓器中性點直接接地。當此接地變壓器退出運行時，則將另一臺變壓器中性點直接接地運行。</p><p>　　4）、220KV以上大型電力變壓器都分級絕緣，且分為兩種類型；其中絕緣水平較低的一種(500KV系統(tǒng)，中性點絕緣水平為38KV變壓器)，中性點必須直接接地。</p><p>　　5）、在雙母線按固定方式連接的變電所，每組母線上至少應有一臺

20、變壓器直接接地，當母線聯(lián)絡開關斷開后，每組母線上仍保留一臺中性點直接接地的變壓器。</p><p>　　2.1.2 網(wǎng)絡接地方式的設計</p><p>　　根據(jù)上述變壓器的接地原則，得到本網(wǎng)絡變壓器中性點的接地方式為：發(fā)電機G1側的兩臺并聯(lián)容量為40MVA的變壓器，其中一臺中性點直接接地，B、C兩變電所各有兩臺并聯(lián)運行的容量為20MVA的變壓器，將兩臺并聯(lián)運行的變壓器其中一臺中性點直接接地

21、。若該變壓器停運時，則將另一臺中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地；發(fā)電機G2側只有一臺60MVA的變壓器，D點變電所也只有一臺容量為20MVA的變壓器，所以將次兩臺變壓器的中性點都直接接地。共五臺變壓器中性點直接接地。</p><p>　　2.2 電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器是將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳎⑹箿y量儀表和保護裝置標準化小型化，便于安裝。&l

22、t;/p><p>　　2.2.1 電流互感器的作用</p><p>　　1）、電流互感器將高壓回路中的電流變換為低壓回路中的小電流，并將高壓回路與低壓回路隔離，使他們之間不存在電的直接關系。</p><p>　　2）、額定的情況下，電流互感器的二次側電流取為5A，這樣可使繼電保護裝置和其它二次回路的設計制造標準化。</p><p>　　3）、繼電

23、保護裝置和其它二次回路設備工作于低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護方便，而且也保證了運行人員的安全。</p><p>　　4）、電流互感器二次回路必須有一點接地，否則當一，二次擊穿時，造成威脅人身和設備的安全。</p><p>　　2.2.2 電流互感器的選擇和配置</p><p>　　1）、一次電壓：Ug≤Un Ug≤110KV </p>&

24、lt;p>　　其中 Ug-------電流互感器安裝處一次回路工作電壓；</p><p>　　Un-------電流互感器的額定電壓。</p><p>　　2）、一次回路電流的選擇：電流互感器的一次電流一般應取 ITA≥1.25IN，</p><p>　　其中 IN--------發(fā)電機或變壓器的額定電流；</p><p>　　

25、即IN為對線路應是最大負荷電流： </p><p>　　Igmax=SN/UN=3×50/×110=787.296A=IN</p><p>　　ITA≥1.25IN=1.25×787.296=984.12A</p><p>　　3）、二次側電流的選擇：由于發(fā)電廠電氣設備選擇的規(guī)定，強電力系統(tǒng)的電流互感器二次側額定電流為5A。</p

26、><p>　　4）、準確等級：用于保護裝置為0.5級，用于儀表可適當提高。</p><p>　　5）、輸電線路上TA的選擇：根據(jù)《電力工程手冊》所選電流互感器型號為LCWD-110，2×600/5（額定電流比）</p><p>　　2.3 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器是將一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷?，使測

27、量儀表和保護裝置標準化小型化，并將二次設備與高電壓部分隔離，保證了設備及人身安全。</p><p>　　2.3.1 電壓互感器的作用</p><p>　　1）、電壓互感器的作用是將一次側高電壓成比例的變換為較低的電壓，實現(xiàn)了二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的隔離，保證了工作人員的安全。2）、電壓互感器二次側電壓通常為100V,這樣可以做到測量儀表及繼電器的小型化和標準化。</p><

28、p>　　2.3.2 電壓互感器的配置及選擇</p><p>　　1）、電壓互感器一次繞組的額定電壓為110KV。</p><p>　　2）、二次繞組的額定電壓是按下述原則設計的：一次繞組接于線電壓時，二次繞組的額定電壓為100V；一次繞組接于相電壓時，二次繞組的額定電壓為100/V。</p><p>　　3）、準確等級：電壓互感器應在哪一準確度等級下工作，需根

29、據(jù)接入的測量儀表.繼電器與自動裝置及設備對準確等級的要求來確定。，</p><p>　　4）、輸電線路上Tv變比的選擇：由《發(fā)電廠電氣部分課設參考資料》中P268頁表6-10查得，型號為電容式YDR—110 TV，額定變比為： </p><p>　　第三章 電力系統(tǒng)短路計算</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)最常見的故障。所謂短路，是指一切不

30、正常的相與相或中性點接地系統(tǒng)中相與地之間的短路。電力網(wǎng)絡中若出現(xiàn)短路故障，將對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有很大的影響，甚至會產生更嚴重的后果。</p><p>　　3.1 短路計算概述</p><p>　　系統(tǒng)中短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行會帶來嚴重后果，因此在系統(tǒng)設計、設備選擇及系統(tǒng)運行中，都應著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后要盡量限制所影響的范圍。對于本次設計，短路電流計算的主要

31、目的是：對微機繼電保護的配置和整定。</p><p>　　系統(tǒng)中應配置哪些保護以及保護裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進行計算和分析，而且不僅要計算短路點的短路電流，還要計算短路電流在網(wǎng)絡各支路中的分流，并要作多種運行方式的短路計算。</p><p>　　由以上分析，對電力系統(tǒng)短路故障進行計算和分析是十分重要的。然而實際工程中并不需要十分精確的計算結果，但卻要求計算方法簡捷、適

32、用，其計算結果只要能滿足工程允許誤差即可。短路電流實用計算是電力系統(tǒng)基本計算之一，通常采用標幺制進行計算。一般情況下三相短路是最嚴重的短路，因此，絕大多數(shù)情況是用三相短路電流來選擇或校驗電氣設備。三相短路是對稱短路，它的分析和計算方法是不對稱短路分析和計算的基礎。</p><p>　　3.2 電氣元件的參數(shù)計算</p><p>　　3.2.1 參數(shù)的算法</p><p&

33、gt;　　標幺值的概念，參數(shù)計算需要用到標幺值或有名值，在實際的電力系統(tǒng)中，各元件的電抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。在標幺制中，單個物理量均用標幺值來表示，標幺值的定義如下：</p><p>　　標幺值=實際有名值（任意單位）/基準值（與有名值同單位）</p><p>　　顯然，同一個實際值，當所選的基準值不同時，標幺值也不同。所以當描述一個物理量的標幺值時，必須同時說明其基準值多大，否

34、則僅有一個標幺值沒意義。</p><p>　　當選定電壓、電流、阻抗、和功率的基準值分別為UB、IB、ZB和SB時,相應的標幺值為：</p><p>　　使用標幺值,首先必須選定基準值。電力系統(tǒng)的各電氣量基準值的選擇，在符合電路基本關系的前提下，原則上可以任意選取。四個物理量的基準值都要分別滿足以上的公式。因此，四個基準值只能任選兩個，其余兩個則由上述關系式決定。習慣上多先選定UB和SB。

35、這樣電力系統(tǒng)主要涉及三相短路的IB,ZB 可得：</p><p>　　UB和SB原則上選任何值都可以，但應根據(jù)計算的內容及計算方便來選擇。通常UB多選為額定電壓或平均額定電壓。SB可選系統(tǒng)的或某發(fā)電機的總功率，有時也可取一整數(shù)，如100、1000MVA等。</p><p><b>　　標幺值的算法:</b></p><p>　　1)、精確的計算

36、法，再標幺值歸算中，將各電壓級參數(shù)歸算到基本級，而且還需選取同樣的基準值來計算標幺值。將各電壓級參數(shù)的有名值按有名制的精確計算法歸算到基本級，再基本級選取統(tǒng)一的電壓基值和功率基值。各電壓級參數(shù)的有名值不歸算到基本值而是再基本級選取電壓基值和功率基值后將電壓基值向各自歸算級歸算，然后就在各電壓級用歸算得到的基準電壓和基準功率計算各元件的標幺值。</p><p>　　2)、近似計算：標幺值的近似歸算也是用平均額定電壓

37、計算?？梢栽诟麟妷杭売眠x定的功率基準值和各平均額定電壓作為電壓基準來計算標幺值即可。</p><p>　　結合本網(wǎng)絡采用精確計算法。選取基準值：SB=100MVA 110KV時 UB=121KV</p><p>　　3.2.2 發(fā)電機參數(shù)的計算</p><p>　　在本次設計的系統(tǒng)中發(fā)電廠有三臺發(fā)電機，正常情況下三臺發(fā)電機同時運行，其發(fā)電機的參數(shù)計算如下：<

38、;/p><p>　　已知 SN=50MVA COSφ=0.85 XG’’=0.129</p><p>　　UB(10.5)=110×10.5/121=9.545(KV)</p><p>　　XG=XG’’×UN2/SN=0.129×10.52/50=0.284?</p><p>　　XG*=XG/ZB

39、=XG/(UB2/SB)=0.284×100/9.05452=0.312</p><p>　　3.2.3 變壓器的參數(shù)計算</p><p>　　在本次設計的系統(tǒng)中發(fā)電廠端有三臺升壓變壓器，B、C兩處的變電所各帶兩臺降壓變壓器，變電所D帶一臺降壓變壓器，參數(shù)計算如下：</p><p>　　(1) 發(fā)電機G3所帶的變壓器參數(shù)計算</p><

40、p>　　已知 S1=60MVA US%=10.5</p><p>　　XT1=(US%/100)×(UN2/SN)=(10.5/100)×(1102/60)=21.175?</p><p>　　XT1*=XT1/ZB=XT1/(UB2/SB)=21.175×(100/1212)=0.145</p><p>　　(2) 發(fā)電機G

41、1、G2所帶的兩臺并聯(lián)變壓器參數(shù)計算</p><p>　　已知 S2=40MVA US%=10.5</p><p>　　XT2=(US%/100)×(UN2/SN)=(10.5/100)×(1102/40)=31.763?</p><p>　　XT2*=XT2/ZB=XT2/(UB2/SB)=31.763×(100/1212)=0.2

42、17</p><p>　　(3) 三個變電所所帶的變壓器的參數(shù)計算</p><p>　　已知 S3=20MVA US%=10.5</p><p>　　XT3=(US%/100)×(UN2/SN)=(10.5/100)×(1102/20)=65.525?</p><p>　　XT3*=XT3/ZB=XT3/(UB2/SB

43、)=65.525×(100/1212)=0.434</p><p>　　3.2.4 線路參數(shù)的計算</p><p><b>　　線路的參數(shù)計算：</b></p><p>　　LGJ-185型導線：Deq=4.5m r1=0.17?/km x1=0.4?/km r0=0.51 ?/km x0=0.14 ?/km </p>

44、<p>　　LAB=40km LBC=60km LAD=LDC=50km</p><p>　　(1)110KV電網(wǎng)的AB段</p><p>　　正序：ZAB1=LAB(r1+jx1)=40×(0.17+j0.4)=6.8+j16 ?</p><p>　　ZAB1*=ZAB1/ZB=(6.8+j16)/(1212/100)=0.046+j

45、0.109</p><p>　　零序：ZAB0=LAB(r0+jx0)=40×(0.51+j0.14)=20.4+j56 ?</p><p>　　ZAB0*=ZAB0/ZB=(20.4+j56)/(1212/100)=0.139+j0.382</p><p>　　由《發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料》查得LGJ-185型導線直徑D=19mm</p>

46、;<p>　　計算線路單位長度的等值電納為：</p><p>　　b=7.58×10-6/lg(Deq/req) s/km=7.58×10-6/lg(4500/19×0.5)=2.833×10-6s/km</p><p><b>　　AB段導納為：</b></p><p>　　YAB=jbL

47、AB=j2.833×10-6×40=j1.133×10-4s</p><p>　　YAB*=YAB×ZB=j1.133×10-6×(1212/100)=j0.017</p><p>　　(2) 110KV電網(wǎng)的BC段</p><p>　　正序：ZBC1=LBC(r1+jx1)=60×(0.17+j

48、0.4)=10.2+j24 ?</p><p>　　ZBC1*=ZBC1/ZB=(10.2+j24)/ (1212/100)=0.070+j0.164</p><p>　　零序：ZBC0=LBC(r0+jx0)=60×(0.51+j1.4)=30.6+j84 ?</p><p>　　ZBC0*=ZBC0/ZB=(30.6+j84 )/ (1212/100)

49、=0.209+j0.057</p><p><b>　　BC段導納為：</b></p><p>　　YBC=jbLBC=j2.833×10-6×60=j1.70×10-4s</p><p>　　YBC*=YBC×ZB= j1.70×10-4×(1212/100)=j0.025</

50、p><p>　　(3) 110KV電網(wǎng)的AD段</p><p>　　正序：ZAD1=LAD×(r1+jx1)=50×（0.17+j0.4）=8.5+j20 ?</p><p>　　ZAD1*=ZAD1/ZB=（8.5+j20）/(1212/100)=0.058+j0.137</p><p>　　零序：ZAD0=LAD*(r0+

51、jx0)=50×（0.51+j1.4）=25.5+j70 ?</p><p>　　ZAD0*=ZAD0/ZB=（25.5+j70）/(1212/100)=0.174+j0.478</p><p><b>　　AD段導納為：</b></p><p>　　YAD=jbLAD=j2.833×10-6×50=j1.417&

52、#215;10-4s</p><p>　　YAD*=YAD×ZB= j1.417×10-4×(1212/100)=j0.021</p><p>　　(4) 110KV電網(wǎng)的DC段（參數(shù)同AD段）</p><p>　　ZDC1=8.5+j20 ? ZDC1*=0.058+j0.137</p><p>　　Z

53、DC0=25.5+j70 ? ZDC0*=0.174+j0.478</p><p><b>　　DC段導納為：</b></p><p>　　YDC=jbLDC=j2.833×10-6×50=j1.417×10-4s</p><p>　　YDC*=YDC×ZB= j1.417×10-4

54、15;(1212/100)=j0.021</p><p>　　3.3 系統(tǒng)正序網(wǎng)的短路計算</p><p>　　3.3.1 最大運行方式</p><p>　　系統(tǒng)正序等值電路圖（圖中的阻抗為標幺值）</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)正序等值電路圖</p><p>　　由前一章的參數(shù)計算得：E1=E2=E3=1.0&l

55、t;/p><p>　　XG1=XG2=XG3=XG=j0.312</p><p>　　XT1=j0.145 XT21=XT22=XT2=j0.217 XT31=XT32=XT33=XT34=XT35=XT3=j0.434</p><p>　　XLAB=0.046+j0.109=0.118∠67.12° XLBC=0.07+j0.164=0.178∠66.

56、89°</p><p>　　XLAD=XLDC=0.058+j0.137=0.149∠67.05°</p><p>　　正序網(wǎng)絡化簡：將E1與E2合并</p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)正序網(wǎng)絡化簡圖</p><p><b>　　E4==1.0</b></p><p>　　X1

57、=XG1//XG2=j0.312/2=j0.156 X2=XT21//XT22=j0.217/2=j0.109</p><p>　　X3=XT31//XT32=j0.434/2=j0.217 X4=XT33//XT34=j0.434/2=j0.217</p><p>　　最大運行方式下，系統(tǒng)各短路點短路電流的計算（最大運行方式為三臺發(fā)電機全部投入運行）：</p>&

58、lt;p>　　圖3-3 最大運行方式下正序各短路點分布圖</p><p>　?。?）、當系統(tǒng)A母線為雙母運行方式時</p><p>　?、?K1點短路的情況一，流過2QF的最大短路電流計算如下：</p><p>　　圖3-4 K1點短路時(情況一)的等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b><

59、/p><p>　　圖3-5 K1點短路時的等值電路圖化簡圖 圖3-6 K1點短路時正序阻抗的等值圖</p><p>　　X0∑k1=XLAB+ XLBC+XLAD+XLDC=0.594∠67.02°X∑= X0∑k1+X5=0.752∠72.02º</p><p>　　IK1*=E5/X∑=1.0/0.752=1.330 IK1（有

60、名）=IK1*×IB=1.330×477.149=634.608(A)</p><p>　?、?K1點短路情況二，流過7QF的最大短路電流計算如下，等值電路圖為：</p><p>　　圖3-7 K1點短路時(情況二)的等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b></p><p>　　X∑

61、= X0∑k1+X5=0.594∠67.02º+j0.168</p><p>　　=0.752∠72.02º</p><p>　　IK1*=E5/X∑=1.0/0.752=1.330</p><p>　　IK1（有名）=IK1*×IB==634.608(A)</p><p>　　圖3-8 K1點短路時正序阻抗的

62、等值圖</p><p>　?。?）、最大運行方式下，當K2點短路時</p><p>　?、偾闆r一，流過1QF的最大短路電流計算如下</p><p>　　圖3-9 K2點短路時(情況一)的等值電路圖</p><p>　　將K2點短路的等值電路圖進一步化簡為下圖：</p><p>　　E5=E4//E2=1.0</p

63、><p>　　X5=(X1+X2)//(XG3+XT1)</p><p>　　=(j0.156+j0.109)//(j0.312+j0.145)</p><p><b>　　=j0.168</b></p><p>　　圖3-10 K2點短路時的等值電路圖化簡圖 </p>

64、<p>　　X∑=X5+XLAB=j0.168+0.118∠67.12°=0.046+j0.277=0.281∠80.57°</p><p>　　IK2*=E5/X∑=1.0/0.281=3.559 IK2（有名）=IK2*×IB=3.559×477.149=1698.173(A)</p><p>　?、谇闆r二，流過4QF的最大短路

65、電流計算如下：</p><p>　　圖3-11 K2點短路時(情況二)的等值電路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X’∑1=(X1+X2)//(XG3+XT1)+XLAD+XLDC=0.457∠75.30 º</p><p>　　X∑1=X’∑1+XLBC=0.634∠72.94°</p><p>　　IK2*=E5/X∑

66、=1.0/0.634281=1.577 </p><p>　　IK2（有名）=IK2*×IB=752.464(A)</p><p>　　圖3-12 K2點短路時的等值電路圖化簡圖</p><p>　?。?）、最大運行方式下，當K3點短路時</p><p>　?、偾闆r一，流過8QF的最大短路電流計算如下：</p>

67、<p>　　圖3-13 K3點短路時(情況一)的等值電路圖</p><p>　　將K3點短路時的等值電路圖進一步化簡為下圖：</p><p>　　X∑=X5+XLAD=j0.168+0.149∠67.05°</p><p>　　=0.058+j0.305=0.310∠79.23°</p><p>　　IK3*=E

68、5/X∑=1.0/0.310=3.226</p><p>　　圖3-14 K3點短路時的等值電路圖化簡圖 IK3（有名）=IK3*×IB=1539.190(A)</p><p>　?、谇闆r二，流過5QF的最大短路電流計算如下：</p><p>　　圖3-15 K3點短路時(情況二)的等值電路圖</p><p>　　等值電路圖進一

69、步化簡為下圖：</p><p>　　X∑1= X’∑1+ XLDC=0.602∠73.20°</p><p>　　IK3*=E5/X∑=1.0/0.602=1.661 </p><p>　　IK3（有名）=IK3*×IB=1.661×477.149=792.544(A)</p><p>　　圖3-16 K3點短

70、路時的等值電路圖化簡圖</p><p>　?。?）、當K4點短路時，最大運行方式下</p><p>　?、偾闆r一，流過3QF的最大短路電流計算的等值電路圖：</p><p>　　圖3-17 K4點短路時(情況一)的等值電路圖</p><p>　　將情況一的等值電路化簡為下圖：</p><p>　　圖3-18 K4點短路

71、時的等值電路圖化簡圖</p><p>　　X∑=X5+XLAB+XLBC=j0.168+0.118∠67.12º+0.178∠66.89º=0.456∠76.26°</p><p>　　IK41*=E5/X∑=1.0/0.456=2.193 </p><p>　　IK41（有名）=IK41*×IB=2.193×4

72、77.149=1046.379(A)</p><p>　?、谇闆r二，流過6QF的最大短路電流計算的等值電路圖如下：</p><p>　　圖3-19 K4點短路時(情況二)的等值電路圖</p><p>　　將情況二的等值電路圖化簡為下圖：</p><p>　　X∑=X5+XLAD+XLDC=0.457∠75.29°</p>

73、<p>　　IK42*=E5/X∑=1.0/0.457=2.188</p><p>　　IK42（有名）=IK42*×IB=1044.090(A)</p><p>　　圖3-20 K4點短路時的等值電路圖化簡圖</p><p>　　3.3.2 最小運行方式</p><p>　　最小運行方式下，各短路點短路電流的計算（發(fā)

74、電廠最小發(fā)電容量2×50MW）</p><p>　?。?）、最小運行方式下</p><p>　　①若發(fā)電機G1、G2投入運行，G3停運，求出下圖中兩點處的短路電流：</p><p>　　IK1*=1.0/（0.156+0.109）=3.774</p><p>　　圖3-21 G1、G2運行K1點短路圖 IK1（有名）=IK1

75、*×IB=1800.562(A)</p><p>　　②若三臺發(fā)電機中G1，G2中的一臺運行，G3運行，再求出下圖中K1電短路時的短路電流（設G1運行）：</p><p>　　X∑=(XG1+XT21)//(XG3+XT1)=j0.245</p><p>　　IK1*=E∑/X∑=1.0/0.245=4.082</p><p>　　

76、IK1（有名）=IK1*×IB=1947.547(A)</p><p>　　圖3-22 發(fā)電機G1G2運行時K1點短路圖</p><p>　　因此，由以上計算得：最小運行方式下，K1點的最小短路電流應為1800.562A，由此得出G1，G2兩臺發(fā)電機并聯(lián)運行時為最小方式，系統(tǒng)等值電路圖為：</p><p>　　圖3-23 最小運行方式各短路電流各短路點分布

77、圖</p><p>　　（2）、當K2點短路時，最小運行方式下</p><p>　　圖3-24 K2短路時的等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡為：</b></p><p>　　XT=XLBC+XLAD+XLDC</p><p>　　=0.178∠66.09º+2×

78、0.149∠67.05°</p><p>　　=0.476∠66.99°</p><p>　　圖3-25 K2短路時的等值電路化簡圖</p><p>　　X8=XLAB//X7</p><p>　　=0.094∠67.09°</p><p>　　圖3-26 K2短路時的等值圖</p&

79、gt;<p>　　X∑=X6+X8=j0.265+0.094∠67.09º=0.354∠84.0°</p><p>　　IK2*=E4/X∑=1.0/0.354=2.825 IK2（有名）= IK2*×IB=2.825×477.149=1347.946(A)</p><p>　?。?）、當K3短路時，最小運行方式下</p&

80、gt;<p>　　圖3-27 K3短路時的等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b></p><p>　　X9=XLAB+XLBC+XLDC=0.445∠67.09°</p><p>　　X∑=(X9//XLAD)+X6 =0.366∠90.40°</p><p>　　I

81、K3*=E4/X∑=1.0/0.366=2.732 </p><p>　　IK3（有名）= IK3*×IB=2.732×477.149=1303.571(A)</p><p>　　圖3-28 K3短路時的等值電路化簡圖</p><p>　　（4）、當K4點短路時</p><p>　　圖3-29 K4短路時的等值電

82、路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X∑=(XLAB+XLBC)//(XLAD+XLDC)+X6=0.337∠86.1°</p><p>　　IK4*=E4/X∑=1.0/0.337=2.967</p><p>　　IK4（有名）= IK4*×IB=2.967×477.149=1415.701(A)</p><p&g

83、t;　　圖3-30 K4短路時的等值電路化簡圖</p><p>　　3.4 系統(tǒng)零序網(wǎng)的短路計算</p><p>　　3.4.1 最大方式下</p><p>　　圖3-31 最大運行方式零序各短路點分布圖</p><p>　　XLAB0=0.139+j0.382=0.407∠70.0° XLBC0=0.209+j0.057=0

84、.217∠15.26°</p><p>　　XLAD0=0.174+j0.478=0.509∠70.0° XLDC0= XLAD0=0.509∠70.0°</p><p>　　（1）、當K1點短路時，最大方式下</p><p><b>　?、偾闆r一</b></p><p>　　圖3-3

85、2 最大運行方式下K1點短路時(情況一)等值電路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X’∑0=(XT35+XLDC0)//XT33+XLBC0=0.421∠57.33°</p><p>　　圖3-33 最大運行方式下K1點短路時化簡圖</p><p>　　X∑0=( X’∑0//XT31+XLAB0)//X10=0.077∠87.74°</p

86、><p>　　當K1點短路時Z0*=0.077 Z1*=0.752 即Z0<Z1</p><p>　　所以，流過短路點的最大零序電流應采用兩相接地短路時零序電流3I0 max來整定。即：</p><p>　　圖3-34 K1點短路時電路等值圖 3I(1.1)0*=3E1/（Z1*+2Z0*）=3.311</p><p>　　3I(1.

87、1)0=3I(1.1)0*×IB=3.311×477.149=1579.84(A)</p><p>　　經分流，流過2QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）×0.087/0.713=192.772(A)</p><p><b>　?、谇闆r二：</b></p><p>　　圖3-35 最大運行方式下K1點短

88、路時(情況二)等值電路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X’∑0=（XT31+XLBC0）//XT33+XLDC0=0.751∠73.13°</p><p>　　圖3-36 最大運行方式下K1點短路時(情況二)化簡圖</p><p>　　X∑0=（X’∑0//XT35+XLAD0）//X10</p><p>　　=(0.751∠73

89、.13°//j0.434+0.509∠70.0°)//j0.087</p><p>　　=0.079∠88.5°</p><p>　　圖3-37 K1點短路時(情況二)等值圖</p><p>　　求流過7QF的短路零序電流 Z0*=0.079 Z1*=0.752 即 Z1>Z0</p><p>　　

90、即：3I(1.1)0*=3E1/(Z1*+2Z0*)=3.297 3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=3.297×477.149=1573.019(A)</p><p>　　經分流，流過7QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0.087/0.866=158.028（A）</p><p>　?。?）、最大方式下零序網(wǎng)，當K2點短路時&l

91、t;/p><p><b>　　①情況一：</b></p><p>　　圖3-38 最大運行方式下K2點短路時(情況一)等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b></p><p>　　圖3-39 K2點短路時(情況一)電路化簡圖 圖3-40 K2點短路時(情況一)電路化簡圖</p

92、><p>　　X40=(XT33+XLDC0)//XT35+XLAD0=(j0.434+0.509∠70)//j0.434+0.509∠70=1.223∠80.98° </p><p>　　X∑0=(X40//X10+XLAB0)//XT31=(1.223∠80.98//j0.087+0.407∠70)//j0.434=0.268∠92.19°</p><

93、;p>　　零序網(wǎng)當K2短路時 Z0*=0.268 Z1*=0.281 即 Z1>Z0</p><p>　　即：3I(1.1)0*=3E1/(Z1*+2Z0*)=3.672 3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=3.672×477.149=1752.091(A)</p><p>　　經分流，流過1QF最大零序電流為3I0 max=3I（

94、1.1）0×0434/1.131=672.332（A）</p><p><b>　?、谇闆r二：</b></p><p>　　圖3-41 最大運行方式下K2點短路時(情況二)等值電路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X’∑0={[（XT21//XT1）+XLAD0]//XT35+XLDC0}//XT33+XLBC0=0.410∠54.7

95、2°</p><p>　　X∑0= X’∑0//XT31=0.410∠54.72°//j0.434=0.221∠54.72°</p><p>　　求流過4QF的零序短路電流Z0*=0.221 Z1*=0.634 即 Z1>Z0</p><p>　　即：3I(1.1)0*=3E1/（Z1*+2Z0*）=3×1.0/(0.6

96、34+2×0.221)=2.788</p><p>　　3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=2.788×477.149=1330.291（A）</p><p>　　圖3-42 K2點短路時化簡圖</p><p>　　經分流，流過4QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0.434/0.805=717.20（

97、A）</p><p>　?。?）、當K3點短路時</p><p><b>　?、偾闆r一：</b></p><p>　　圖3-43 最大運行方式下K3點短路時(情況一)等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b></p><p>　　圖3-44 K3點短路時(情況

98、一)電路化簡圖</p><p>　　X70=（XLBC0+XT33）//XT31=（0.217∠15.26°+j0.434）//j0.434=0.245∠79.67°</p><p>　　進一步化簡：X80=（XLAB0+XT0）//X10+XLAD0=0.582∠72.28°</p><p>　　X∑0=X80//XT35=0.582

99、∠72.28°//j0.434=0.252∠82.44° </p><p>　　零序網(wǎng)當K3短路時 Z0*=0.252 Z1*=0.310 即 Z1>Z0</p><p>　　所以流過短路點最大零序電流應采用兩相接地短路時零序電流3I0 max來整定，即：3I(1.1)0*=3E1/（Z1*+2Z0*）=3.686</p><p&g

100、t;　　圖3-45 K3點短路化簡圖 3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=3.686×477.149=1758.771（A）</p><p>　　經分流，流過8QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0434/1.004=760.266（A）</p><p><b>　　②情況二：</b></p>

101、<p>　　圖3-46 最大運行方式下K3點短路時(情況二)等值電路圖</p><p>　　網(wǎng)絡化簡：X’∑0=[（X10+XLAB0）//XT31+XLBC0]//XT33+XLDC0=0.732∠69.51°</p><p>　　X∑0= X’∑0//XT35=0.732∠69.51°//j0.434=0.276∠82.34°</p&g

102、t;<p>　　求流過5QF的零序短路電流Z0*=0.276 Z1*=0.602即Z1>Z0</p><p>　　即：3I(1.1)0*=3E1/（Z1*+2Z0*）=2.60</p><p>　　3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=2.60×477.149=1240.422（A）</p><p>　　圖3-47 K

103、3點短路化簡圖</p><p>　　經分流，流過5QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0.434/1.139=477.645（A）</p><p>　?。?）、當K4點短路時</p><p><b>　?、偾闆r一:</b></p><p>　　圖3-48 最大運行方式下K4點短路時(情況一)等值

104、電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</b></p><p>　　圖3-49 K4點短路時(情況一)電路化簡圖</p><p>　　X90=[(XT21//XT1)//(XLAD0+XT35)+XLAB0]//XT31=0.232∠82.02°</p><p>　　X∑0=（X90+XLBC0）//X

105、T33=0.214∠68.41°</p><p>　　零序網(wǎng)當K4短路時Z0*=0.214 Z1*=0.456 即Z1>Z0</p><p>　　所以流過短路點最大零序電流應采用兩相接地短路時零序電流3I0 max來整定，即：</p><p>　　圖3-50 K4點短路等值圖 3I(1.1)0*=3.394 3I(1.1)0=1619

106、.444(A)</p><p>　　經分流，流過3QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0434/0.907=774.905(A)</p><p>　?、谇闆r二，零序等值網(wǎng)絡如下：</p><p>　　圖3-51 最大運行方式下K4點短路時(情況二)等值電路圖</p><p><b>　　網(wǎng)絡化簡：</

107、b></p><p>　　圖3-52 K4點短路(情況二)化簡圖</p><p>　　X120=（（XLAB0+XT31）//X10+XLAD0）//XT35=0.251∠82.57°</p><p>　　X∑0=（X120+XLDC0）//XT33</p><p>　　=（0.251∠82.57°+0.509∠70

108、.0°）//j0.434</p><p>　　=0.278∠84.22°</p><p>　　圖3-53 K4點短路(情況二)化簡圖</p><p>　　零序網(wǎng)當K4短路時 Z0*=0.278 Z1*=0.457 即 Z1>Z0</p><p>　　即：3I(1.1)0*=3E1/（Z1*+2Z0*）=2.9

109、62 3I(1.1)0=3I(1.1)0*×IB=1413.315(A)</p><p>　　經分流，流過6QF最大零序電流為3I0 max=3I（1.1）0×0434/1.179=520.253(A)</p><p>　　3.4.2 最小方式下</p><p>　　系統(tǒng)的零序等值電路圖為：</p><p>　　圖3

110、-54 最小運行方式下K1點短路時等值電路圖</p><p>　　1）、當K1點短路時，網(wǎng)絡化簡,對C點連接的三個阻抗進行Υ→Δ：</p><p>　　Zab’=j0.434+0.217∠15.26º+j0.434×0.217∠15.26º/0.509∠70º=0.698∠58.95º</p><p>　　Zbc’=

111、0.217∠15.26º+0.509∠70.0º+0.217∠15.26º×0.509∠70º/j0.434=0.819∠38.90º</p><p>　　Zac’=j0.434+0.509∠70.0º+ j0.434×0.509∠70.0º/0.217∠15.26º=1.638∠113.65º</

112、p><p>　　圖3-55 最小運行方式下K1點短路時化簡圖</p><p>　　再經過阻抗合并及Υ，Δ變換，求出等值阻抗為：X∑0=0.139∠85.04º</p><p>　　零序網(wǎng)當K1短路時 Z0*=0.139 Z1*=0.265 即 Z1>Z0</p><p>　　所以流過短路點最小零序電流應采用單相接地短路時零

113、序電流3I0 min來整定，即：3I(1)0*=3E1/(2×Z1*+Z0*)=4.484 3I(1)0=3I(1)0*×IB=4.484×477.149=2139.536(A)</p><p>　　K1 點短路時流過保護的最小零序電流的分流計算，等值圖如下：</p><p>　　圖3-56 K1點短路時分流計算圖</p><p>

114、;　　對網(wǎng)絡進行Υ→?變換:</p><p>　　Zab= 0.509∠70.0º+0.217∠15.26º+0.509∠70.0º×0.217∠15.26º/j0.434=0.819∠38.9º</p><p>　　Zbc=0.509∠70.0º+ j0.434+0.509∠70.0º j0.434/0.21

115、7∠15.26=1.638∠113.65</p><p>　　Zac=0.217∠15.26+ j0.434+0.217∠15.26j0.434/0.509∠70.0º=0.792∠62.95º</p><p>　　Zbc∥j0.217= -0.009+j0.193 Zac∥j0.434=0.0476+j0.284</p><p>　　圖3

116、-57 K1點短路時分流計算化簡圖</p><p>　　X∑=0.637+j0.514+0.0476+j0.284－0.009+j0.193=0.676+j0.991= 1.20∠55.7º</p><p>　　X1 = 0.193∠92.71º0.819∠38.9º / X∑= 0.132∠75.91º = 0.032 + j0.128</p

117、><p>　　X2 =0.819∠38.9º0.288∠80.49º/ X∑= 0.197/ 63.69 = 0.087 + j0.177</p><p>　　X3 =0.193∠92.71º0.288∠80.49º / X∑=0.046∠117.5º= -0.021+j0.041</p><p>　　X6 = ( X1

118、 + X4 )∥(X2 + X5)=0.108+j0.291</p><p>　　圖3-58 K1點短路時分流計算等值圖</p><p>　　I2=0.563 I =1204.559A I3=I2=584.211A I4=I2－I3=620.348A</p><p>　　即，流過2QF的最小零序電流為620.348A ，流過7QF的最小零序電流為584.211A

119、</p><p>　　2）、當K2點短路時，網(wǎng)絡化簡,對A與C點連接的三個阻抗進行Υ→Δ（C點的變換如k1點的計算），A點計算如下：</p><p>　　Zab=j0.217 +0.407∠70.0º+j0.217×0.407∠70.0º/0.509∠70.0º=0.785∠79.81º</p><p>　　Zbc=

120、0.407∠70.0º+0.509∠70.0º+0.407∠70.0º×0.509∠70.0º/j0.217=1.842∠59.79º </p><p>　　Zac= j0.217 +0.509∠70.0º+ j0.217×0.509∠70.0º/0.407∠70.0º+=0.982∠79.79º<