电力系统机电保护
课程设计文
设计课题 中性点直接接系统输电线路零序方电流保护设计
文题目 中性点直接接系统零序电流保护设计课程设计
学 部 机械电气学部
专 业 电气工程动化
班 级 级 班
序 号
学 号
学生姓名
指导教师
2016年 X 月 X 日
摘
电力系统正常运行时三相称零序负序电流值理零数短路障称零序负序电流电压会利障称性找正常障区种差零值较差异更明显零序电流保护广泛应110KV电压等级电网中
动迅速选择性障组件电力系统中切障组件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行保证电力系统安全运行效方法选择110KV电力系统继电保护动装置设计时遵2循原动重合闸种广泛应输电供电线路效反事措施线路出现障继电保护断路器跳闸动重合闸装置短时间间隔断路器重新合瞬时性障法伤跳闸情况动断路器重合仅提高供电安全性减少停电损失提高电力系统暂态稳定水增高压线路送点容量架空线路采动重合闸装置
关键词：三相称 零序保护 动重合闸 断路器
前言
电现代社会中重方便源发电厂正形式量转换成电电变压器电压等级输电线路输送分配户通种电设备转换成适合户需形式量输送电程中电力系统希线路较性电力系统受外界干扰时保护线路种点装置应该较时保护动作切断障点极限度降低电力系统供电范围电力系统继电保护达目设置通次线路保护设计巩固学期学电力系统继电保护课程理知识提高提出问题思考问题解决问题力
1设计原始资料
11具体题目
系统示意图图258示发电机发电机—变压器组方式接入系统开机方式4台机全开开机方式两侧开1台机变压器T5T62台1台运行参数：
线路阻抗
试系统设计零序电流保护单相重合闸装置
12 完成容
图示复杂电网通复杂电网阻抗计算化简生成等效阻抗计算模型计算段运行方式三相短路电流整定出保护装置动作值动作时间动作范围灵敏度
2分析课题设计容
21设计规程
正常运行电力系统三相称零序负序电流电压理零数短路障三相称零序负序电流电压会利障称性找正常障间差种差零值较差异更明显利三相称性变化特征构成反应负序分量原理种保护
中性点直接接系统中发生接短路时出现零序电压电流利零序电压零序电流构成接短路保护具显著特点广泛应110Kv电压等级电网中
22保护配置
221保护配置
零序保护保护零序保护Ⅰ段零序保护Ⅱ段
图1 网络接线图
(1) 零序保护第Ⅰ段
发生单相两相接短路时求出零序电流线路长度变化关系曲线然相似相间短路电流保护原进行保护整定计算零序电流速断保护整定原：
① 躲开条线路出口处单相两相接时出现零序电流3引入系数(般取12～13)
(1)
② 躲开断路器三相触头期合闸时出现零序电流3引入系数
(2)
③ 躲开非全相运行状态发生系统振荡时出现零序电流整定
设置两零序电流Ⅰ段保护条件(1)(2)整定(定值较保护范围较称灵敏Ⅰ段)务全相运行状态接障起作具较保护范围单相重合闸起动时动闭锁需恢复全相运行时重新投入条件(3)整定(定值较称灵敏Ⅰ段)装设目单相重合闸程中两相发生接障时弥补失灵敏Ⅰ段缺陷快障切然灵敏Ⅰ段反应全相运行状态接障保护范围较灵敏Ⅰ段
④ 特殊情况整定
线路末端变压器低压侧电源情况零序保护Ⅰ段般伸出变压器范围整定末端变压器两台时否述原整定视具体情况较优缺点决定
端变压器中性点接运行躲开变压器低压侧母线相间短路衡电流整定
(3)
式中——系数取13
——衡系数取01
——非周期分量系数取2
——变压器低压侧三相短路短路电流
(2) 零序保护第Ⅱ段
零序电流Ⅱ段保护整定躲段线路第Ⅰ段保护范围末端接短路时通保护装置零序电流时带高出时限保证动作选择性
① 相邻级线路零序电流保护Ⅰ段配合整定
(4)
式中——系数取115～12
——分支系数实际情况选取值
——相邻级线路零序电流保护Ⅰ段整定值整定结果达规定灵敏度数时改相邻级线路零序电流保护Ⅱ段配合整定
② 躲开线路末端母线变压器侧母线接短路时流零序电流整定
(5)
③ 段保护整定时间等低线路相间保护某段时间时整定值必须躲开该段相间保护范围末端发生相间短路衡电流
(6)
引入零序电流分支系数保护1零序Ⅱ段整定
(7)
变压器切中性点改接运行时该支路零序等效网络中断开时
④ 灵敏性校验够保护线路全长限时电流速断保护必须系统运行方式线路末端发生两相短路时具足够反应力力通常灵敏系数衡量反应数值升动作量保护装置灵敏系数含义
式中障参数计算值应根实际情况合理采利保护动作系统运行方式障类型选定必考虑性特殊情况设电流代入式中灵敏系数
(8)
保证线路末端短路时保护装置定够动作考虑实际短路时存渡电阻测量误差等影响限时电流速断保护求
⑤ 零序电流Ⅱ段保护灵敏系数应线路末端接短路时零序电流检验满足≥15求线路较短运行方式变化较灵敏度满足求时考虑列方式解决：
⑥ 零序电流Ⅱ段保护条线路零序电流Ⅱ段保护配合时限抬高级取1s
⑦ 保留05s零序电流Ⅱ段保护时增设条线路零序电流Ⅱ段保护配合动作时限1s零序Ⅱ段样保护装置中具两定值时限均相零序Ⅱ段定值较正常运行方式运行方式较短延时切线路发生接障具较长延时保证种运行方式线路末端接短路时保护装置具足够灵敏系数
222备保护配置
零序电流Ⅲ段保护般情况作线路相邻线路备保护中性点直接接系统中终端线路作保护
零序电流Ⅲ段保护原整定：
(1) 躲开条线路出口处相间短路时出现衡电流整定引入系数
(9)
(2) 条线路零序Ⅲ段相配合保护零序Ⅲ段保护范围超出相邻线路零序Ⅲ段保护范围两保护间具分支电路时(中性点接变压器时)起动电流整定
(10)
式中——系数般取11～12
——分支系数相邻零序Ⅲ段保护范围末端发生接短路时障线路中零序电流流保护装置中零序电流
保护装置灵敏系数作条线路备保护时线路末端发生接障时零序电流校验求 作相邻元件远备保护时相邻元件保护范围末端发生接障时流保护零序电流(应考虑图32示分支电路电流减影响)校验求
(3) 段保护整定时间等低线路相间保护某段时间时整定值必须躲开该段相间保护范围末端发生相间短路衡电流
(11)
述原整定零序电流保护起动电流般(二次侧约2～3A)电压级网络中发生接短路时起动时保证保护选择性零序电流保护动作时限应图2示阶梯原选择
图2 零序电流保护时限特性
3短路电流残压计算
31等效电路建立
元件全运行时三序电压等值网络图图3 (a）(b)(c) 示
求出线路参数
(a) 正序网络
(b) 负序网络
(c) 零序网络
图3 三序电压等值网络图
32 保护短路点选取
母线A处分发生单相接短路两相接短路求出流保护2零序电流
母线B处分发生单相接短路两相接短路求出流保护14零序电流
母线C处分发生单相接短路两相接短路求出流保护3零序电流
33 短路电流计算
先求出元件全运行时B母线分发生单相接两相接短路时复合序网等值图
(1) 单相接短路时障端口正序阻抗
障端口负序阻抗
障端口零序阻抗
B母线分发生单相接时复合序网等值图图4示
导出 串联型复合序网
图4 复合序网等值图
障端口零序电流
零序网中分流时流保护14零序电流分
画出B母线发生单相接时零序电流分布图图5示
图5 零序电流分布图
(2) B母线两相接短路时障端口序阻抗单相接短路时相
导出 联型复合序网复合序网图图6示
图6 联型复合序网图
端口正序电流
障端口零序电流
样流保护14零序电流分
图7示B母线两相接短路时零序电流分布图
图7 零序电流分布图
(3) 先求保护1分支系数
BC段发生接障变压器56助增作图8示
图8 变压器助增图
台发电机变压器组运行时
两台发电机变压器组运行时
台运行时两台全运行时保护1分支系数
分支系数
样分析保护4分支系数AB段发生接障变压器56助增作图9示
图9 保护助增图
台发电机变压器组运行时
两台发电机变压器组运行时
分支系数
4 保护配合整定计算
41 保护1距离保护整定校验
411 保护1零序保护第I段整定
(1) 保护1整定计算
零序I段：根前面分析结果母线B障流保护1零序电流
I段定值
求保护1零序II段定值应先求出保护3零序段定值设母线C处分发生单相接短路两相接短路求出流保护3零序电流时
母线C单相接短路时
求母线C单相接短路时流保护3电流
母线C处两相接短路时
正序电流
零序电流
求流保护3电流
样母线C处两相接短路时流保护3零序电流
(2) 保护3零序I段定值
样保护1零序II段定值
校验灵敏度：母线B接障流保护1零序电流
灵敏系数
(3) 保护4整定计算
零序I段：根前面分析结果母线B障流保护4零序电流
I段定值
求保护4零序II段定值应先求出保护2零序段定值设母线A处分发生单相接短路两相接短路求出流保护2零序电流时
A处单相接时
求流保护2电流
A处两相接时
正序电流
零序电流
求流保护2电流
样流保护2零序电流
(4) 保护2零序I段定值
样保护4零序II段定值
校验灵敏度：母线B接障流保护4零序电流
灵敏系数
(5) 计算母线A发生接短路时(运行方式单相两相接)流保护1零序电流然该零序电流值保护1III段定值相较果零序电流定值A母线接短路时保护1零序电流继电器会启动必加方元件果零序电流定值必须加装方元件保护1言：第(4)问分析知道：母线A运行方式单相接时流保护1零序电流：保护1III段整定值需加装方元件
保护4言：母线C运行方式单相接时流保护4零序电流：保护4III段整定值需加装方元件
(6) 灵敏I段躲非全相振荡整定1处断路器单相断开两侧电势角180°时流保护1零序电流整定时
单相断开时障端口正序电流
障端口流保护1零序电流
接短路时流保护1零序电流二者中取者保护1灵敏I段定值
5 继电保护设备选择
51 互感器选择
互感器分电流互感器TA电压互感器TV电力系统中次系统二次系统间联络元件时次系统二次系统隔离元件次系统高电压电流转变成二次系统低电压电流供测量监视控制继电保护互感器具体作：(1) 次系统级电压均变成100低电压次系统回路电流变成5A电流便测量仪表继电器型化系列化标准化(2) 讲次系统二次系统电气方面隔离时互感器二次侧点接保证二次设备员安全
511 电流互感器选择
(1) 电流互感器选择
① 电流互感器次回路额定电压电流选择电流互感器次回路额定电压电流选择应满足：
(12)
(13)
式中—电流互感器次额定电压电流
确保供仪表准确度互感器次侧额定电流应工作电流接
② 二次额定电流选择
电流互感器二次额定电流5A1A两种般强电系统5A 弱电系统1A
③ 电流互感器种类型式选择
选择互感器时应根安装点(屋屋外)安装方式(穿墙式支持式装入式等)选择相适应类型式选母线型电流互感器时应注意校核窗口尺寸
④ 电流互感器准确级选择
保证测量仪表准确度互感器准确级低供测量仪表准确级例装重回路(发电机调相机变压器厂馈线出线等)中电表计费电表般采05~1级表相应互感器准确级应低05级测量精度求较高容量发电机变压器系统干线500kV级宜02级供运行监视估算电电表控制盘仪表般皆1~15级相应电流互感器应05~1级供需估计电参数仪表互感器3级供仪表求准确级时应相应高级确定电流互感器准确级
⑤ 二次容量二次负载校验
保证互感器准确级互感器二次侧接实际负载Z2l消耗实际容量荷S2应该准确级规定额定负载ZN2额定容量SN2(ZN2SN2均产品样查)
(14)
式中—电流互感器二次回路中接仪表阻总接继电器阻总产品样中查—电流互感器二次联接导线电阻—电流互感器二次连线接触电阻般取01
(15)
AA
式中 A 电流互感器二次回路连接导线截面积(mm2)计算长度（mm）
规程求联接导线应采15mm2铜线实际工作中常取25mm2铜线截面选定计算出联接导线电阻Rwi时先初选电流互感器已知二次侧连接仪表继电器型号情况确定连接导线截面积须指出电流互感器时电阻计算长度应取连接长度2倍三电流互感器接成完全星形接线时中线电流零取连接长度电阻计算长度两电流互感器接成完全星形结线时二次公线中电流两相电流量值相电流相等相位差60应取连接长度倍电阻计算长度题中电流互感器型号LCWB6110B
512 电压互感器选择
(1) 电压互感器次回路额定电压选择
确保电压互感器安全规定准确级运行电压互感器次绕组接电力网电压应(1109)范围变动满足列条件
> > (16)
式中—电压互感器次侧额定电压选择时满足
(2) 电压互感器二次侧额定电压选择
电压互感器二次侧额定线间电压100V接仪表继电器相适应
(3) 电压互感器种类型式选择
电压互感器种类型式应根装设点条件进行选择例：635kV屋配电装置中般采油浸式浇注式110220kV配电装置通常采串级式电磁式电压互感器220kV配电装置容量准确级满足求时采电容式电压互感器
(4) 准确级选择
电流互感器样供功率测量电测量功率方保护电压互感器应选择05级1级供估计测值仪表般电压继电器选3级电压互感器宜
(5) 准确级额定二次容量选择
首先根仪表继电器接线求选择电压互感器接线方式负荷均匀分布相然计算相负荷接仪表准确级容量选择互感器准确级额定容量关电压互感器准确级选择原参电流互感器准确级选择般供功率测量电测量功率方保护电压互感器应选择05级1级供估计测值仪表般电压继电器选3级电压互感器宜
电压互感器额定二次容量(应求准确级)应电压互感器二次负荷
(17)
式中—仪表视功率功功率功功率—仪表功率数
果仪表继电器功率数相简化计算起见仪表继电器视功率直接相加出似值超实际值更满足式子求
电压互感器三相负荷常相等满足准确级求通常相负荷进行较计算电压互感器相负荷时必须注意互感器负荷接线方式
题中电压互感器型号JDZJ3
6单相动重合闸
61途
110kV线路采三相次重合闸根运行验110kV接电流系统高压架空线路短路障中70单相接短路特220kV架空线路线间距离单相接障甚高达90左右种情况果发生障相断开然进行单相重合闸未发生障两相重合闸周期然继续提高供电性系统列运行稳定性220kV接电流系统中广泛采单相重合闸
般220kV电压单回联络线两侧电源间相互联系薄弱线路(包括低级电压线路弱联系电磁环网)特型汽轮发电机组高压配出线路
62作
动重合闸装置障跳开断路器需动投入种动装置电力系统运行验表明架空线路绝数障瞬时性永久性障般10继电保护动作切短路障电弧动熄灭绝数情况短路处绝缘动恢复动断路器重合仅提高供电安全性性减少停电损失提高电力系统暂态水增高压线路送电容量纠正断路器继电保护装置造成误跳闸架空线路采动重合闸
动重合闸作：
（1）提高供电性减少线路停电次数特单侧电源单回线路尤显著
（2）高压输电线路采重合闸提高电力系统列运行稳定性
（3）电网设计建设程中情况考虑重合闸作暂缓架设双回线路节省投资
（4）断路器身机构良继电保护误动作引起误跳闸起纠正作
63装置求
（1）正常运行时断路器继电保护动作原跳闸动重合闸装置均应动作
（2）运行员手动操作通遥控装置断路器断开时动重合闸应起动
（3）继电保护动作切障动重合闸装置应快发出重合闸脉
（4）动重合闸装置动作次数应符合预先规定
（5）动重合闸装置应重合闸前重合闸加速继电保护动作 便加速障切
（6）双侧电源线路实现重合闸时重合闸应满足期合闸条件
（7）断路器处正常状态允许实现重合闸时应动重合闸装置闭锁
结
中性点直接接系统中采专门零序电流保护利三相星形接线电流保护保护单相短路相较具系列优点：
(1) 相间短路电流保护躲开负荷电流整定二次起动电流般57A零序电流保护躲开衡电流整定值般23A发生单相接短路时障相电流零序电流相等零序电流保护较高灵敏度
(2) 相间短路电流速断限时电流速断保护直接受系统运行方式变化影响零序电流保护受系统运行方式变化影响线路零序阻抗远较正序阻抗X0(235)X1线路始端末端接短路时零序电流变化显著曲线较陡零序Ⅰ段保护范围较较稳定零序Ⅱ段灵敏系统易满足求
(3) 系统中发生某正常运行状态时系统振荡短时负荷等三相称相间短路电流保护均受影响误动作需采取必措施予防止零序电流保护受影响
(4) 110kV高压超高压系统中单相接障约占全部障7090障单相接发展起
零序电流保护缺点：
(1) 短线路运行方式变化情况零序电流保护满足系统运行提出求
(2) 零序电流保护受中性点接数目分布影响电力系统实际运行时保证零序网路结构相稳定
参 考 文 献
[1] 李佑光林东．电力系统继电保护原理新技术（第二版）[M]．北京：科学出版社2009
[2] 贺家礼．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2004
[3] 源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册（电气二次部分）．北京：中国电力出版社1982
[4] 方千．实继电保护技术[M]．北京：民邮电出版社2003
[5] 崔家佩等．电力系统继电保护安全动装置整定计算[M]．北京：水利电力出版社1993
[6] 卓乐．电力工程电气设计200例[M]．北京：中国电力出版社2002
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电力系统机电保护
课程设计文
设计课题 中性点直接接系统输电线路零序方电流保护设计
文题目 中性点直接接系统零序电流保护设计课程设计
学 部 机械电气学部
专 业 电气工程动化
班 级 级 班
序 号
学 号
学生姓名
指导教师
2016年 X 月 X 日
摘
电力系统正常运行时三相称零序负序电流值理零数短路障称零序负序电流电压会利障称性找正常障区种差零值较差异更明显零序电流保护广泛应110KV电压等级电网中
动迅速选择性障组件电力系统中切障组件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行保证电力系统安全运行效方法选择110KV电力系统继电保护动装置设计时遵2循原动重合闸种广泛应输电供电线路效反事措施线路出现障继电保护断路器跳闸动重合闸装置短时间间隔断路器重新合瞬时性障法伤跳闸情况动断路器重合仅提高供电安全性减少停电损失提高电力系统暂态稳定水增高压线路送点容量架空线路采动重合闸装置
关键词：三相称 零序保护 动重合闸 断路器
前言
电现代社会中重方便源发电厂正形式量转换成电电变压器电压等级输电线路输送分配户通种电设备转换成适合户需形式量输送电程中电力系统希线路较性电力系统受外界干扰时保护线路种点装置应该较时保护动作切断障点极限度降低电力系统供电范围电力系统继电保护达目设置通次线路保护设计巩固学期学电力系统继电保护课程理知识提高提出问题思考问题解决问题力
1设计原始资料
11具体题目
系统示意图图258示发电机发电机—变压器组方式接入系统开机方式4台机全开开机方式两侧开1台机变压器T5T62台1台运行参数：
线路阻抗
试系统设计零序电流保护单相重合闸装置
12 完成容
图示复杂电网通复杂电网阻抗计算化简生成等效阻抗计算模型计算段运行方式三相短路电流整定出保护装置动作值动作时间动作范围灵敏度
2分析课题设计容
21设计规程
正常运行电力系统三相称零序负序电流电压理零数短路障三相称零序负序电流电压会利障称性找正常障间差种差零值较差异更明显利三相称性变化特征构成反应负序分量原理种保护
中性点直接接系统中发生接短路时出现零序电压电流利零序电压零序电流构成接短路保护具显著特点广泛应110Kv电压等级电网中
22保护配置
221保护配置
零序保护保护零序保护Ⅰ段零序保护Ⅱ段
图1 网络接线图
(1) 零序保护第Ⅰ段
发生单相两相接短路时求出零序电流线路长度变化关系曲线然相似相间短路电流保护原进行保护整定计算零序电流速断保护整定原：
① 躲开条线路出口处单相两相接时出现零序电流3引入系数(般取12～13)
(1)
② 躲开断路器三相触头期合闸时出现零序电流3引入系数
(2)
③ 躲开非全相运行状态发生系统振荡时出现零序电流整定
设置两零序电流Ⅰ段保护条件(1)(2)整定(定值较保护范围较称灵敏Ⅰ段)务全相运行状态接障起作具较保护范围单相重合闸起动时动闭锁需恢复全相运行时重新投入条件(3)整定(定值较称灵敏Ⅰ段)装设目单相重合闸程中两相发生接障时弥补失灵敏Ⅰ段缺陷快障切然灵敏Ⅰ段反应全相运行状态接障保护范围较灵敏Ⅰ段
④ 特殊情况整定
线路末端变压器低压侧电源情况零序保护Ⅰ段般伸出变压器范围整定末端变压器两台时否述原整定视具体情况较优缺点决定
端变压器中性点接运行躲开变压器低压侧母线相间短路衡电流整定
(3)
式中——系数取13
——衡系数取01
——非周期分量系数取2
——变压器低压侧三相短路短路电流
(2) 零序保护第Ⅱ段
零序电流Ⅱ段保护整定躲段线路第Ⅰ段保护范围末端接短路时通保护装置零序电流时带高出时限保证动作选择性
① 相邻级线路零序电流保护Ⅰ段配合整定
(4)
式中——系数取115～12
——分支系数实际情况选取值
——相邻级线路零序电流保护Ⅰ段整定值整定结果达规定灵敏度数时改相邻级线路零序电流保护Ⅱ段配合整定
② 躲开线路末端母线变压器侧母线接短路时流零序电流整定
(5)
③ 段保护整定时间等低线路相间保护某段时间时整定值必须躲开该段相间保护范围末端发生相间短路衡电流
(6)
引入零序电流分支系数保护1零序Ⅱ段整定
(7)
变压器切中性点改接运行时该支路零序等效网络中断开时
④ 灵敏性校验够保护线路全长限时电流速断保护必须系统运行方式线路末端发生两相短路时具足够反应力力通常灵敏系数衡量反应数值升动作量保护装置灵敏系数含义
式中障参数计算值应根实际情况合理采利保护动作系统运行方式障类型选定必考虑性特殊情况设电流代入式中灵敏系数
(8)
保证线路末端短路时保护装置定够动作考虑实际短路时存渡电阻测量误差等影响限时电流速断保护求
⑤ 零序电流Ⅱ段保护灵敏系数应线路末端接短路时零序电流检验满足≥15求线路较短运行方式变化较灵敏度满足求时考虑列方式解决：
⑥ 零序电流Ⅱ段保护条线路零序电流Ⅱ段保护配合时限抬高级取1s
⑦ 保留05s零序电流Ⅱ段保护时增设条线路零序电流Ⅱ段保护配合动作时限1s零序Ⅱ段样保护装置中具两定值时限均相零序Ⅱ段定值较正常运行方式运行方式较短延时切线路发生接障具较长延时保证种运行方式线路末端接短路时保护装置具足够灵敏系数
222备保护配置
零序电流Ⅲ段保护般情况作线路相邻线路备保护中性点直接接系统中终端线路作保护
零序电流Ⅲ段保护原整定：
(1) 躲开条线路出口处相间短路时出现衡电流整定引入系数
(9)
(2) 条线路零序Ⅲ段相配合保护零序Ⅲ段保护范围超出相邻线路零序Ⅲ段保护范围两保护间具分支电路时(中性点接变压器时)起动电流整定
(10)
式中——系数般取11～12
——分支系数相邻零序Ⅲ段保护范围末端发生接短路时障线路中零序电流流保护装置中零序电流
保护装置灵敏系数作条线路备保护时线路末端发生接障时零序电流校验求 作相邻元件远备保护时相邻元件保护范围末端发生接障时流保护零序电流(应考虑图32示分支电路电流减影响)校验求
(3) 段保护整定时间等低线路相间保护某段时间时整定值必须躲开该段相间保护范围末端发生相间短路衡电流
(11)
述原整定零序电流保护起动电流般(二次侧约2～3A)电压级网络中发生接短路时起动时保证保护选择性零序电流保护动作时限应图2示阶梯原选择
图2 零序电流保护时限特性
3短路电流残压计算
31等效电路建立
元件全运行时三序电压等值网络图图3 (a）(b)(c) 示
求出线路参数
(a) 正序网络
(b) 负序网络
(c) 零序网络
图3 三序电压等值网络图
32 保护短路点选取
母线A处分发生单相接短路两相接短路求出流保护2零序电流
母线B处分发生单相接短路两相接短路求出流保护14零序电流
母线C处分发生单相接短路两相接短路求出流保护3零序电流
33 短路电流计算
先求出元件全运行时B母线分发生单相接两相接短路时复合序网等值图
(1) 单相接短路时障端口正序阻抗
障端口负序阻抗
障端口零序阻抗
B母线分发生单相接时复合序网等值图图4示
导出 串联型复合序网
图4 复合序网等值图
障端口零序电流
零序网中分流时流保护14零序电流分
画出B母线发生单相接时零序电流分布图图5示
图5 零序电流分布图
(2) B母线两相接短路时障端口序阻抗单相接短路时相
导出 联型复合序网复合序网图图6示
图6 联型复合序网图
端口正序电流
障端口零序电流
样流保护14零序电流分
图7示B母线两相接短路时零序电流分布图
图7 零序电流分布图
(3) 先求保护1分支系数
BC段发生接障变压器56助增作图8示
图8 变压器助增图
台发电机变压器组运行时
两台发电机变压器组运行时
台运行时两台全运行时保护1分支系数
分支系数
样分析保护4分支系数AB段发生接障变压器56助增作图9示
图9 保护助增图
台发电机变压器组运行时
两台发电机变压器组运行时
分支系数
4 保护配合整定计算
41 保护1距离保护整定校验
411 保护1零序保护第I段整定
(1) 保护1整定计算
零序I段：根前面分析结果母线B障流保护1零序电流
I段定值
求保护1零序II段定值应先求出保护3零序段定值设母线C处分发生单相接短路两相接短路求出流保护3零序电流时
母线C单相接短路时
求母线C单相接短路时流保护3电流
母线C处两相接短路时
正序电流
零序电流
求流保护3电流
样母线C处两相接短路时流保护3零序电流
(2) 保护3零序I段定值
样保护1零序II段定值
校验灵敏度：母线B接障流保护1零序电流
灵敏系数
(3) 保护4整定计算
零序I段：根前面分析结果母线B障流保护4零序电流
I段定值
求保护4零序II段定值应先求出保护2零序段定值设母线A处分发生单相接短路两相接短路求出流保护2零序电流时
A处单相接时
求流保护2电流
A处两相接时
正序电流
零序电流
求流保护2电流
样流保护2零序电流
(4) 保护2零序I段定值
样保护4零序II段定值
校验灵敏度：母线B接障流保护4零序电流
灵敏系数
(5) 计算母线A发生接短路时(运行方式单相两相接)流保护1零序电流然该零序电流值保护1III段定值相较果零序电流定值A母线接短路时保护1零序电流继电器会启动必加方元件果零序电流定值必须加装方元件保护1言：第(4)问分析知道：母线A运行方式单相接时流保护1零序电流：保护1III段整定值需加装方元件
保护4言：母线C运行方式单相接时流保护4零序电流：保护4III段整定值需加装方元件
(6) 灵敏I段躲非全相振荡整定1处断路器单相断开两侧电势角180°时流保护1零序电流整定时
单相断开时障端口正序电流
障端口流保护1零序电流
接短路时流保护1零序电流二者中取者保护1灵敏I段定值
5 继电保护设备选择
51 互感器选择
互感器分电流互感器TA电压互感器TV电力系统中次系统二次系统间联络元件时次系统二次系统隔离元件次系统高电压电流转变成二次系统低电压电流供测量监视控制继电保护互感器具体作：(1) 次系统级电压均变成100低电压次系统回路电流变成5A电流便测量仪表继电器型化系列化标准化(2) 讲次系统二次系统电气方面隔离时互感器二次侧点接保证二次设备员安全
511 电流互感器选择
(1) 电流互感器选择
① 电流互感器次回路额定电压电流选择电流互感器次回路额定电压电流选择应满足：
(12)
(13)
式中—电流互感器次额定电压电流
确保供仪表准确度互感器次侧额定电流应工作电流接
② 二次额定电流选择
电流互感器二次额定电流5A1A两种般强电系统5A 弱电系统1A
③ 电流互感器种类型式选择
选择互感器时应根安装点(屋屋外)安装方式(穿墙式支持式装入式等)选择相适应类型式选母线型电流互感器时应注意校核窗口尺寸
④ 电流互感器准确级选择
保证测量仪表准确度互感器准确级低供测量仪表准确级例装重回路(发电机调相机变压器厂馈线出线等)中电表计费电表般采05~1级表相应互感器准确级应低05级测量精度求较高容量发电机变压器系统干线500kV级宜02级供运行监视估算电电表控制盘仪表般皆1~15级相应电流互感器应05~1级供需估计电参数仪表互感器3级供仪表求准确级时应相应高级确定电流互感器准确级
⑤ 二次容量二次负载校验
保证互感器准确级互感器二次侧接实际负载Z2l消耗实际容量荷S2应该准确级规定额定负载ZN2额定容量SN2(ZN2SN2均产品样查)
(14)
式中—电流互感器二次回路中接仪表阻总接继电器阻总产品样中查—电流互感器二次联接导线电阻—电流互感器二次连线接触电阻般取01
(15)
AA
式中 A 电流互感器二次回路连接导线截面积(mm2)计算长度（mm）
规程求联接导线应采15mm2铜线实际工作中常取25mm2铜线截面选定计算出联接导线电阻Rwi时先初选电流互感器已知二次侧连接仪表继电器型号情况确定连接导线截面积须指出电流互感器时电阻计算长度应取连接长度2倍三电流互感器接成完全星形接线时中线电流零取连接长度电阻计算长度两电流互感器接成完全星形结线时二次公线中电流两相电流量值相电流相等相位差60应取连接长度倍电阻计算长度题中电流互感器型号LCWB6110B
512 电压互感器选择
(1) 电压互感器次回路额定电压选择
确保电压互感器安全规定准确级运行电压互感器次绕组接电力网电压应(1109)范围变动满足列条件
> > (16)
式中—电压互感器次侧额定电压选择时满足
(2) 电压互感器二次侧额定电压选择
电压互感器二次侧额定线间电压100V接仪表继电器相适应
(3) 电压互感器种类型式选择
电压互感器种类型式应根装设点条件进行选择例：635kV屋配电装置中般采油浸式浇注式110220kV配电装置通常采串级式电磁式电压互感器220kV配电装置容量准确级满足求时采电容式电压互感器
(4) 准确级选择
电流互感器样供功率测量电测量功率方保护电压互感器应选择05级1级供估计测值仪表般电压继电器选3级电压互感器宜
(5) 准确级额定二次容量选择
首先根仪表继电器接线求选择电压互感器接线方式负荷均匀分布相然计算相负荷接仪表准确级容量选择互感器准确级额定容量关电压互感器准确级选择原参电流互感器准确级选择般供功率测量电测量功率方保护电压互感器应选择05级1级供估计测值仪表般电压继电器选3级电压互感器宜
电压互感器额定二次容量(应求准确级)应电压互感器二次负荷
(17)
式中—仪表视功率功功率功功率—仪表功率数
果仪表继电器功率数相简化计算起见仪表继电器视功率直接相加出似值超实际值更满足式子求
电压互感器三相负荷常相等满足准确级求通常相负荷进行较计算电压互感器相负荷时必须注意互感器负荷接线方式
题中电压互感器型号JDZJ3
6单相动重合闸
61途
110kV线路采三相次重合闸根运行验110kV接电流系统高压架空线路短路障中70单相接短路特220kV架空线路线间距离单相接障甚高达90左右种情况果发生障相断开然进行单相重合闸未发生障两相重合闸周期然继续提高供电性系统列运行稳定性220kV接电流系统中广泛采单相重合闸
般220kV电压单回联络线两侧电源间相互联系薄弱线路(包括低级电压线路弱联系电磁环网)特型汽轮发电机组高压配出线路
62作
动重合闸装置障跳开断路器需动投入种动装置电力系统运行验表明架空线路绝数障瞬时性永久性障般10继电保护动作切短路障电弧动熄灭绝数情况短路处绝缘动恢复动断路器重合仅提高供电安全性性减少停电损失提高电力系统暂态水增高压线路送电容量纠正断路器继电保护装置造成误跳闸架空线路采动重合闸
动重合闸作：
（1）提高供电性减少线路停电次数特单侧电源单回线路尤显著
（2）高压输电线路采重合闸提高电力系统列运行稳定性
（3）电网设计建设程中情况考虑重合闸作暂缓架设双回线路节省投资
（4）断路器身机构良继电保护误动作引起误跳闸起纠正作
63装置求
（1）正常运行时断路器继电保护动作原跳闸动重合闸装置均应动作
（2）运行员手动操作通遥控装置断路器断开时动重合闸应起动
（3）继电保护动作切障动重合闸装置应快发出重合闸脉
（4）动重合闸装置动作次数应符合预先规定
（5）动重合闸装置应重合闸前重合闸加速继电保护动作 便加速障切
（6）双侧电源线路实现重合闸时重合闸应满足期合闸条件
（7）断路器处正常状态允许实现重合闸时应动重合闸装置闭锁
结
中性点直接接系统中采专门零序电流保护利三相星形接线电流保护保护单相短路相较具系列优点：
(1) 相间短路电流保护躲开负荷电流整定二次起动电流般57A零序电流保护躲开衡电流整定值般23A发生单相接短路时障相电流零序电流相等零序电流保护较高灵敏度
(2) 相间短路电流速断限时电流速断保护直接受系统运行方式变化影响零序电流保护受系统运行方式变化影响线路零序阻抗远较正序阻抗X0(235)X1线路始端末端接短路时零序电流变化显著曲线较陡零序Ⅰ段保护范围较较稳定零序Ⅱ段灵敏系统易满足求
(3) 系统中发生某正常运行状态时系统振荡短时负荷等三相称相间短路电流保护均受影响误动作需采取必措施予防止零序电流保护受影响
(4) 110kV高压超高压系统中单相接障约占全部障7090障单相接发展起
零序电流保护缺点：
(1) 短线路运行方式变化情况零序电流保护满足系统运行提出求
(2) 零序电流保护受中性点接数目分布影响电力系统实际运行时保证零序网路结构相稳定
参 考 文 献
[1] 李佑光林东．电力系统继电保护原理新技术（第二版）[M]．北京：科学出版社2009
[2] 贺家礼．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2004
[3] 源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册（电气二次部分）．北京：中国电力出版社1982
[4] 方千．实继电保护技术[M]．北京：民邮电出版社2003
[5] 崔家佩等．电力系统继电保护安全动装置整定计算[M]．北京：水利电力出版社1993
[6] 卓乐．电力工程电气设计200例[M]．北京：中国电力出版社2002
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