.系统示意图如图所示,发电机以发电机一变压器组方式接入系统,最大开机方式为4
台机全开,最小开机方式为两侧各开1台机,变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
参数为:
E1153KV,X1.G1X2.G1X1.G2X2.G25,X1.G3X2.G3X1.G4X2.G48,
(1)请画出所有元件全运行时三序等值网络图,并标注参数;
(2)所有元件全运行时,计算B母线发生单相接地短路和两相接地短路时的零
序电流分布;
(3)分别求出保护1、4零序II段的最大、最小分支系数;
(4)分别求出保护1、4零序I、II段的定值,并校验灵敏度;
(5)保护1、4零序I、II段是否需要安装方向元件;
(6)保护1处装有单相重合闸,所有元件全运行时发生系统振荡,整定保护1
不灵敏I段定值。
解:
(1)先求出线路参数,即
Lab60(km),X1.ABX2.AB600.424(),Xo.ab6072()
LBC40(km),X1.bcX2.bc4016(),X°.bc4048()
所有元件全运行时三序电压等值网络图如图1(a)、(b)、(c)所示。
1(a)
1(b)
1(c)
(2)先求出所有元件全运行时,B母线分别发生单相接地和两相接地短路时的复
合序网等值图。
1)单相接地短路时,故障端口正序阻抗为
故障端口负序阻抗为
Z2Z112.67()
故障端口零序阻抗为
(X0.T1
2
X0.AB)
X0.T5
2
(X0.T3
2
Xo.BC)79.^1055.5
1
111
79.51055.5
7.657()
则B母线分别发生单相接地时的复合序网等值图如图
2所示。
Ua0
因为i&b0,可以导出
他0
旳&Uf&U&00是一个串联型复合序网。
&f12&f0
故障端口零序电流为
在零序网中分流从而得到此时流过保护1、4的零序电流分别为
X°T1Xot20.012579
10.11f00/[(一亠)X0AB]1f00.194(kA)
20.130597
10.2If00/[(X0T32XoT4)xobC]1f00:
180180.278(kA)
画出B母线发生单相接地时零序电流分布图如图3所示。
212.67
2)B母线两相接地短路时,故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同,即Z1Z
Z7.657
&A0
因为l&B0,可以导出
Uc0
ll髭2鳥:
是一个并联型复合序网。
则复合序网图如图4所示。
Z1
f1
Z2
Z0
图4
r12.677.657
Z2Z012.677.657
4.77
故端口正序电流为
1fl
1
1Z2|Zo
12.67
3.807(kA)
4.77
故障端口零序电流为
同样的,
流过保护
If1Z
ZZ0
Z0
1、4的零序电流分别
>f0
If112.67
12.67
2.373(kA)
7.657
>0.1
o/[(Xot12Xot2)Xoab]
If0
0.012579
0.130597
0.229(kA)
>0.2
If0
0/[(X0T32X0T4)Xobc】
1f0
0.018018
0.130597
0.327(kA)
从而得到如图
5所示B母线两相接地短路时的零序电流分布图。
(3)先求保护1的分支系数K1.b。
当BC段发生接地故障,变压器
5、6有助增作用,如图6所示。
'BM'ABMX2
对X1,当只有一台发电机变压器组运行时
X1maxX0.T1T0.AB157287(
Ki.b警1
'abm
Xi最大,有
)
当两台发电机变压器组运行时X1最小,有
X1min弩T°.AB7.57279.5(
对X2,当T5、T6只有一台运行时X2最大,1的最大分支系数
879.7
1°
X2max20;当T5、T&两台全运行时X?
最
小,X2min1°。
因此,保护
K1X1max
K1.b.max1
X2min
最小分支系数Ki.b.min
Ximin〔
X2max
同样地分析保护4的分支系数K4.b。
如图7所示。
79.5
20
当AB段发生接地故障,变压器5、6有助增作用,
4.975
X1
K1b^BM1OBM1X1
ICBMICBMX2
对X1,当只有一台
maxX0.T3X0.BC154863(
当两台发电机变压器组运行时
发电机变压器
)
Xi最小,有
组运行时Xi最大,有
X"•X0T3
X1min
对X2,当T5、T6只有一台运行时X2最大,
的最大分支系数
Xo.BC7.54855.5()
X2max
20;当T5、T6两台全运行时X2最
小,X2min10。
因此,保护
K1X1max1
K4b.max11
X2min
63
10
7.3
最小分支系数K4.b.min
X1min
X2max
55.5
3.775
20
(4)保护1整定计算
零序I段:
根据前面分析的结果,母线
'0.1.max0.229(A)
故I段定值
B故障流过保护
1的最大零序电流为
ISetKt3l0.1.max1.230.2290.8244(kA)
为求保护1的零序II段定值,应先求出保护3的零序一段定值,设在母线C处分别发生单相接地短路和两相接地短路,求出流过保护3的最大零序电流。
此时有
Z1Z2(X1.G\X1T1X1.ABX1.BC)|(X1G3Xg)辟5.68()
51.5
Z0【(弩X0.AB)
母线C单相接地短路时,有
X^5X0.BC
X^3(79.51048)7.556.887.56.63()
If03.69(kA)
Z1ZZ5.685.686.63
从而求得母线C单相接地短路时流过保护3的电流
I0.33.69
母线
75
0.43(kA)
56.887.5
C处两相接地短路时,有
5.686.63
5.68
6.63
3.06()
正序电流
零序电流
从而求得流过保护3的电流
这样,母线C处两相接地短路时流过保护3的最大零序电流
I0.3.max0.43(kA)
保护3的零序I段定值为
Set3Vei3l0.3.max仁30.431.548(kA)
这样,保护1的零序II段定值为
保护4整定计算
B故障流过保护4的最大零序电流为
零序I段:
根据前面分析的结果,母线
I0.4.max0.327A,
故I段定值
ISet1K;el3l0.4.max1.230.3271.18(kA)
Z1Z2(gX1T3
为求保护4的零序II段定值,应先求出保护2的零序一段定值,设在母线A处分别发生单相接地短路和两相接地短路,求出流过保护2的最大零序电流。
此时有
X1.ABX1.bc)(X1G\X1.T1)鬻4.52()
A处单相接地时,
正序电流
零序电流
从而求得流过保护2的电流
这样,流过保护2的最大零序电流
I0.2.max0.356(kA)
保护2的零序I段定值为
lSet2Vei3Io.2.max1.230.2561.286(kA)
这样,保护4的零序II段定值为
烁蛊爲2拱1.2860.39(kA)
校验灵敏度:
母线B接地故障流过保护4的最小零序电流
I0.min0.278(kA)
灵敏系数
(5)是否加装方向元件分析:
计算母线A发生接地短路时(最大运行方式、单相及两相接地)
流过保护1的最大零序电流,然后将该零序电流值与保护1的I、II段定值相比较,如果零
序电流小于定值,则A母线接地短路时保护1的零序电流继电器不会启动,所以不必加方向
元件;如果零序电流大于定值,则必须加装方向元件。
对保护1而言:
由第(4)问分析知道:
当母线A在最大运行方式下单相接地时流过保
护1的零序电流最大,为:
3I0.1.max3I0.2.max30.3561.068(kA),大于保护1的I、II段
整定值,故需要加装方向元件。
对保护4而言:
当母线C在最大运行方式下单相接地时流过保护4的零序电流最大,
为:
3|o.4.max3|°.3.max30.431.29(kA),大于保护4的I、II段整定值,故需要加装方向
元件。
⑹不灵敏I段按躲过非全相振荡整定,即按在1处断路器单相断开、两侧电势角为180°
时流过保护1的零序电流整定。
此时有
Z1X1.ABX1.BCX'Z.T3524166.551.5()
Z^2^X0.ab(X0.bcjX°^)|X2157.57255.5|1087.97()
单相断开时,故障端口正序电流
2Esin-
2_
Z1Z2|Zo
51.5
115
3
51.5|89.97
1.58(kA)
故障端口也是流过保护
1的零序电流,即
If0
If1
Z2
Z2Z0
1.58
51.5
51.587.98
0.583(kA)
接地短路时流过保护
1的最大零序电流为
0.229kA,二者中取大者,故保护
1的不灵敏I
11
0.0125790.10.0180180.130597