110kv继电保护课程设计以修改Word文件下载.docx
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XL10=X0L1=3X1L1=3×
0.4×
50=60Ω
XL10*=XL10/ZB=60/132.25=0.4537
(2)线路L2等值电抗计算
XL2=X1L2=0.4×
40=16Ω
XL2*=XL2/ZB=16/132.25=0.121
XL20=X0L2=3X1L2=3×
40=48Ω
XL20*=XL20/ZB=48/132.25=0.363
(3)线路L3等值电抗计算
XL3=X1L3=0.4×
90=36Ω
XL3*=XL3/ZB=36/132.25=0.2722
XL30=X0L3=3X1L3=3×
90=108Ω
XL30*=XL30/ZB=108/132.25=0.8166
(4)线路L4等值电抗计算
XL4=X1L4=0.4×
25=10Ω
XL4*=XL4/ZB=10/132.25=0.0756
XL40=X0L4=3X1L4=3×
25=30Ω
XL40*=XL40/ZB=30/132.25=0.2268
2.2.2变压器等值电抗计算
(1)变压器T1、T2等值电抗计算
XT1=XT2=(UK%/100)×
(VN2×
103/SN)≈40.333Ω
XT1*=XT2*=XT1/ZB=40.333/132.25=0.3050
(2)变压器T3等值电抗计算
XT3=(UK%/100)×
103/SN)≈21.175Ω
XT3*=XT3/ZB=21.175/132.25=0.1601
(3)变压器T4、T5、T6、T7等值电抗计算
XT4=XT5=XT6=XT7=(UK%/100)×
103/SN)≈63.5Ω
XT6*=XT7*=XT4*=XT5*=0.4802
(4)变压器T8等值电抗计算
XT1=(UK%/100)×
103/SN)≈84.7Ω
XT8*=XT8/ZB=84.7/132.25=0.6405
2.2.3发电机等值电抗计算
(1)发电机G1、G2电抗标幺值计算
XG1*=XG2*=Xd1SB/SG1=Xd1SBCOSφ/PG1=0.132×
100×
0.8/25=0.4224
(2)发电机G3电抗标幺值计算
XG3*=Xd3SB/SG3=Xd3SBCOSφ/PG3=0.129×
0.8/50=0.2064
2.2.4最大负荷电流计算
(1)B、C母线最大负荷电流计算
最大负荷电流计算(拆算到110KV)
IfhB·
max=IfhC·
max=PfhBmaxVav2/1.732UCOSφ
=20×
115×
0.8≈0.1255KA;
(2)D母线最大负荷电流计算
IfhD·
max=PfhDmaxVav2/1.732UCOSφ
=12×
0.8≈0.0753KA
2.2.5各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流
(1)保护1的最大运行方式:
发电机FI、P2、F3全投入,继开线路L1;
通
过保护1的最大负荷电流为
;
保护1的最小运行方式:
发电机F3停,线路全部运行。
(2)保护2的最大运行方式:
发电机Fl、P2、F3全投入,断开L3回路;
通
过保护2最大负荷电流为
。
保护2的最小运行方式;
F3停,线路全部运行。
(3)保护4的最大运行方式:
Fl、F2、F3全投,继开线路L3;
通过保护4
的最大负荷电流为
保护4的最小运行方式:
(4)保护5的最大运行方式:
F1、F2、F3全投入,断开线路L1;
通过保护
5的最大负荷电流为
保护5的最小运行方式:
(5)保护7的最大运行方式:
F1、F2、F3全投,线路全部运行;
通过保护7
(6)保护3和保护6因正常运行时不可能有正向电流通过,要是有正向电流
通过,一定是线路发生故障。
为此,在保护3和保护7上只需判别电流(功率)的方向即可,故不用分析保护3和保护6的运行方式。
3短路电流计算
3.1电网等效电路图
由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最小的一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。
电网等效电路图如图3.1所示
图3.1电网等效电路图
3.2.1d1点发生短路时流过断路1
(1)d1点短路最大运行方式下等值图如图3.2.1(a)
3.2.1(a)d1点短路时最大运行方式下的等值电路图
进一步简化后得图3.2.1(b)
3.2.1(b)简化图
XGT=(XG1+XT1)×
(XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.3637
XGT3=XG3+XT3=0.2064+0.1601=0.3665
XL=XL1+XL2+XL3=0.1512+0.121+0.2722=0.5444
图3.2.1(b)正序短路电路图
其中:
XdT=XGT×
XGT3/(XGT+XGT3)=0.3637×
0.3665/(0.3637+0.3665)=0.18255
Xff1=XdT+XL=0.18255+0.5444=0.72695
Id1·
max*=E/Xff1=1.05/0.72695≈1.4444
max=Id1·
max*IB=1.4444×
0.502≈0.725KA
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流
Xff1=Xd1+XT1+XL=0.4224+0.3050+0.5444=1.2718
Xff1
(2)
(2)=Xff1
Ifa
(1)
(2)=Vf(0)/(Xff1+Xff1
(2)
(2))=Vf(0)/2Xff1=1.05/2×
1.2718=0.4128
If
(2)*=1.732Ifa
(1)
(2)=1.732×
0.4128=0.7150
If
(2)=If
(2)*IB=0.7150×
0.502=0.3589KA
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流.
图3.2.1(c)零序短路电路图
XTT(0)=XT1(0)/2=0.1525
XT(0)=0.1525×
0.1601/(0.1525+0.0.1601)=0.0781
XTBL(0)=(0.4536+0.0781)×
0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)=0.167
XTL(0)=(0.2268+0.6405)×
0.2401/(0.2268+0.6405+0.2401)=0.188
XTLB(0)=(0.363+0.167)×
0.188/(0.363+0.167+0.188)=0.1388
Xff1(0)=XL3(0)+XTLB(0)=0.8166+0.1388=0.9554
Iff1(0)*=E(0)/Xff1(0)=1.05/0.9554=1.099
Iff1(0)=Iff1(0)*IB=1.099×
0.502=0.552KA
3.2.7d6点发生短路时流过断路器1
(1)最大运行方式正序短路电流
Xff7=XdT+XL1+XL2+XL4=0.18255+0.1512+0.121+0.0756=0.53035
Id6·
max*=E/Xff7=1.05/0.53035≈1.9798
Id7·
max=Id7·
max*IB=1.9798×
0.502≈0.994KA
X2=(XL1+XL2)×
XL3/(XL1+XL2+XL3)=XL3/2=0.1361
Xff2=Xd1+X2+XL4=0.18255+0.1361+0.0756=0.39425
If
(2)*=1.732E/4Xff1=1.732×
1.05/4×
0.39425=1.1532
流过断路器1、2、3、4、5、6和7的短路电流为:
If
(2)=If
(2)*IB=1.1532×
0.502=0.5789KA
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图3.2.7短路等值电路
X1(0)=(XL1(0)+XT)×
XTB/(XL1(0)+XT+XTB)
=(0.4536+0.0781)×
0.2401/(0.4536+0.0781+0.2401)
=0.1654
X3(0)=(XL2(0)+X2(0))×
XTC/(XL2(0)+X2(0)+XTC)
=(0.363+0.1654)×
0.2401/(0.363+1654+0.2401)
=0.1651
Xff7(0)=(XL4(0)+X3(0))×
XT8/(XL4(0)+X3(0)+XT8)
=(0.8166+0.1651)×
0.6405/(0.8166+0.1651+0.6405)
=0.3876
Iff7(0)*=E(0)/Xff7(0)=1.05/0.3876=2.709
Iff7(0)=Iff7(0)*IB=2.709×
0.502=1.36KA
3.2.8d6点发生短路时流过断路器2
(1)最大运行方式正序短路电流
Xff8=XdT+XL3+XL4=0.18255+0.2722+0.0756=0.53035
Id8·
max*=E/Xff8=1.05/0.53035≈1.9798
max=Id8·
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图3.2.8短路等值电路
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)
=0.3603
X5(0)=X4(0)×
XTC/(X4(0)+XTC)=0.3603×
0.2401/(0.3603+0.2401)=0.1441
Xff8(0)=(XL4(0)+X5(0))×
XT8/(XL4(0)+X5(0)+XT8)
=(0.2268+0.1441)×
0.6405/(0.2268+0.1441+0.6405)
=0.2349
Iff8(0)*=E(0)/Xff8(0)=1.05/0.3882=4.4703
Iff8(0)=Iff8(0)*IB=4.4703×
0.502=2.244KA
4继电保护距离保护的整定计算和校验
4.1断路器1距离保护的整定计算和校验
4.1.1距离保护І段的整定计算
(1)动作阻抗
对输电线路,按躲过本线路末端短路来整定。
取KK'
=0.85;
Zdz'
=KK'
ZL3=0.85×
36=30.6Ω;
(2)动作时限
距离保护І段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定,人为延时为零,即t'
=0s。
4.1.2距离保护П段的整定计算和校验
(1)动作阻抗:
按下列三个条件选择。
①与相邻线路L4的保护的І段配合
'
(ZL3+K'
Kfh·
minZL4)
式中,取K'
=0.85,KK'
=0.8,Kfh·
min为保护7的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。
当保护7的І段末端发生短路时,分支系数为:
min=IL3/IL4=1于是
Zdz'
minZL4)=0.8×
(36+0.85×
1×
10)=35.6Ω;
②与相邻线路L2的保护的І段配合
minZL2)
min为保护5的І段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。
当保护5的І段末端发生短路时,分支系数为:
min=IL3/IL4=1
于是Zdz'
minZL2)=0.8×
16)=39.68Ω;
③按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定
(ZL3+Kfh·
minZTC)
式中,取KK'
min为保护7的І段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。
min=IL3/IL4=(XL1+XL2+XL3)/2XL1=1
minZL4)=0.7×
(36+1×
63.5)=69.65Ω;
取以上三个计算值中最小者为П段整定值,即取Zdz'
=35.6Ω;
(2)动作时间,与相邻保护7的І段配合,则
t1"
=t7'
+Δt=0.5s
它能同时满足与相邻线路L2和变压器保护配合的要求。
(3)灵敏性校验:
Klm=Zdz'
/ZL3=35.6/36=0.99<
1.5,不满足要求。
此时,对动作阻抗重新进行整计算,取下一线路保护第П段相配合的原则选择动作阻抗,即选择断路器7的第П段相配合进行整定。
min=1
Zdz7'
(ZL4+Kfh·
minZTC)=0.7×
(10+1×
84.7)=66.29Ω
(ZL3+KfZ·
minZdz7'
)=0.8×
66.29)=81.832Ω
/ZL3=81.832/36=2.273>
1.5,满足要求。
4.1.3距离保护Ш段的整定计算和校验
按躲开最小负荷阻抗整定;
Kzq=1,Kh=1.15,KK"
=1.2,If·
max=0.326KA
Zf·
min=0.9Ue/1.732If·
max=0.9×
115/1.732×
0.326=183.3Ω
=Zf·
min/KK"
KhKzq=183.3/1.2×
1.15×
1=132.8Ω
(2)动作时间:
断路器5的动作时间为:
t'
5=t'
dz+Δt=1.5+0.5=2s
7=t'
变压器保护的动作时间为:
=t'
取其中较长者,于是
断路器1的动作时间为:
1=t'
5+Δt=2+0.5=2.5s
(3)灵敏性校验:
①本线路末端短路时的灵敏系数为:
Klm=Zdz'
/ZL3=132.8/36=3.68>
1.5,满足要求
②相邻元件末端短路时的灵敏系数为:
І相邻线路L4末端短路时的灵敏系数为;
最大分支系数:
max=(XL1+XL2+XL3)/(XL1+XL2)=(36+16+20)/(20+16)=2
Klm=Zdz'
/(ZL3+Kfh·
maxZL4)=132.8/(36+2×
10)=2.37>
1.2,满足要求
П相邻线路L2末端短路时的灵敏系数为;
最大分支系数:
max=IL3/IL4=(XL1+XL2+XL3)/XL1=(36+16+20)/20=3.6
maxZL2)==132.8/(36+3.6×
16)=1.42>
Ш相邻变压器末端短路时的灵敏系数为;
maxZL2)==132.8/(36+2×
63.5/2)=1.33>
4.2断路器2距离保护的整定计算和校验
4.2.1距离保护І段的整定计算
=0.85
ZL1=0.85×
20=17Ω;
4.2.2距离保护П段的整定计算和校验
①与相邻线路L2的保护的І段配合
(ZL1+K'
于是
(20+0.85×
16)=26.88Ω;
②按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定
(ZL1+Kfh·
(20+1×
63.5)=58.45Ω;
取以上二个计算值中最小者为П段整定值,即取Zdz'
=26.88Ω;
=t4'
/ZL3=26.88/36=1.34<
此时,对动作阻抗重新进行整计算,取下一线路保护第П段相配合的原则选择动作阻抗,即选择断路器4的第П段相配合进行整定。
按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定
Zdz4'
(ZL2+Kfh·
(16+1×
63.5)=55.65Ω
与相邻线路L4的保护的І段配合
(ZL2+K'
(16+0.85×
10)=19.6Ω
取小者为整定值,即Zdz'
=19.6Ω
所以断路器2的整定值为
(ZL1+KfZ·
19.6)=31.68Ω
/ZL1=31.68/20=1.584>
4.2.3距离保护Ш段的整定计算和校验
于是:
断路器4的动作时间为:
dz+Δt=2+0.5=2.5s
断路器2的动作时间为:
5+Δt=2.5+0.5=3s
/ZL3=132.8/20=6.64>
І相邻线路L2末端短路时的灵敏系数为;
max=(XL1+XL2+XL3)/XL3=(36+16+20)/36=2
/(ZL1+Kfh·
maxZL4)=132.8/(20+2×
16)=2.55>
П相邻变压器末端短路时的灵敏系数为;
max=(XL1+XL2+XL3)/(XL3+XL2)=(36+16+20)/(36+16)=1.38
maxZL2)==132.8/(20+1.38×
63.5)=1.23>
5继电保护零序电流保护的整定计算和校验
5.1断路器1零序电流保护的整定计算和校验
5.1.1零序电流保护І段的整定计算
(1)躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能出现的最大零序电流3I0·
max,即KK'
=1.2,I0'
·
dz=KK'
3I0·
max=1.2×
3×
4.3634=15.71KA
(2)躲过断路器三相触头不同期合闸时出现的零序电流3I0·
bt,即I0'
dz=KK'
bt
(3)先合一相,相当断开两相,最严重情况下(系统两侧电源电势相差180°
)流
过断路器的零序电流I0·
bt=2E/(2Z1+Z0)=2×
115/(2×
36+108)=1.597KA
(4)先合二相,相当断开一相,最严重情况下(系统两侧电源电势
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