l10千伏单电源环形网络相间短路保护的整定计算 - 图文(2)

UN ——发电机的额定电压； UB ——基准电压 230KV； SB ——基准容量 100MVA； SN ——变压器额定容量。

假设选取 基准功率 Sd = 100MV ? A ，基准电 压 Ud = 115V ， 基 准电流

U d S d 10 0×103 = 0.502KA, 基准电抗Z = 11 5×103 d I = 3U= √D =

d 3I3×115√d √ √3×502 = 132.25Ω。 （1）电机及变压器参数的计算

Sd 100 ?

= X? = X? = X\? = 0.129 × = 0.258 XG1

?

= X

G2

? T2

=

Uk

G3

?

Sd

d

SN 10.5 100 50 = × = 0.263

XT1 XT3

? ?

= 100 SN 100 60 UkSd 10.5 100 ? ? ? ?

= X= X= X= X= ? = × = 0.525

20 100 N S100 S10.5 100 40 d

Uk ? = × = 0.175

XT4 T5 T6 T7 T8 100 SN 100 （2）输电线路参数的计算 Sd 100 ? = 0.4 × 40 × Z = Z ? 2 1152 = 0.121 L?AB U Sd 100 ?

= Z L?AB ? d= 0.4 × 60 × = 0.181

L?BC 2 2 ZL?BC 115U d Sd 100

? = 0.4 × 50 × Z = Z ? 2 2 = 0.151 L?CD L?CD 115U d Sd 100

? = 0.4 × 50 × Z = Z ? U d

L?DA L?DA 2 1152 = 0.151 2、 运行方式的选定原则

确定运行方式就是确定最大和最小运行方式，通常都是根据最大运行方式来确定保护的

整定值，以保证选择性，在其它运行方式下也一定能保证选择性，灵敏度的校验应根据最小 运行方式来校验，因为只要在最小运行方式下灵敏度一定能满足要求。

（1）最大运行方式在相同地点发生相同类型短路时流过保护安装处的电流最大，对继 电保护而言称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小。它是指供电系统中的发电机， 变压器，并联线路全投入的运行方式。系统在最大运行方式工作的时候，等值阻抗最小，短 路电流最大，发电机容量最大。

（2）最小运行方式在相同地点发生相同类型短路时流过保护安装处的电流最小，对继 电保护而言称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大。它是指供电系统中的发电机， 变压器，并联线路部分投入的运行方式。系统在最小运行方式工作的时候，等值阻抗最大， 短路电流最小，发电机容量最小。

最大运行方式下的最小电源阻抗

0.258 0.263 2 + Zs?min = ? ∥ (0.258 + 0.175) = 0.261 ∥ 0.433 = 0.163

2 ?

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最小运行方式下的最大电源阻抗

0.263

0.258 = 0.261

+Zs?min = 2

2

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3、 最大短路电流计算，并计算各段路点的短路电流 Ik 和残余电压 Ures。 为

计算动作电流，应该计算最大运行方式下的三相短路电流，为检验灵敏度 要计算最小运行方式下的两相短路电流。为计算 1QF、3QF、5QF、7QF 的整定 值，根据如上系统图可知，最大运行方式要求 8QF 断开，等值阻抗图如下：

3计算三相短路电流：Ik =Z? (2) ()

Id ?+Z L ?∑

√3 (3)

k

s ?min

计算两项短路电流：Ik = 2 I

res

(k )

计算残余电压：U = I3

· Z

以 K1 点发生三相短路为例 L

Id (3)

IK1 = Z? + Z? + Z? + Z?+ Z? L?CD

L?AB

L?BC = 0.654KA 0.502 L?CD =

0.163 + 0.121 + 0.181 + 0.151 + 0.151 (2) √3 (3) √3 = I= × 0.654 = 0.567KA

s?min

K1 2 2 (3) = 0.654 × 0.151 × 132.25 = 10.46KV ? Z

Ures ?1 = Ik1 L?DA 同理得 K2、K3、K4G 各个短路点短路电流和残余电压

IK1

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系 统 保 短 运 护 行 路 方 代 式 点 号 K1 K2 K3 K4 K5 Ik I(3)（KA） I (2)（KA） 最大运行方式 0.654 0.815 1.08 1.768 3.08 最小运行方式 0.567 0.7058 0.9353 1.5311 2.667 Ik 系 统 保 短 运 护 行 路 方 代 式 点 号 1 Ures （KA） Ures （KA） 最大运行方式 10.46 16.30 25.85 28.29 49.29 最小运行方式 10.46 16.30 25.85 28.29 49.29 K1 K2 K3 K4 K5 电网的短路电流分布图

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4、 线路保护方式的确定

（一）线路保护配置的一般原则

（1）考虑经济的优越性：可以尝试配三段式电流保护，同时由于系统是环网运 行，相当于双电源运行一定要加方向元件。在 110KV 等级电力网络中，三段式电 流保护可能在系统最小运行方式下没有保护范围，如果系统在最小运行方式下运 行的几率不大的情况下，而且资金不够的情况下可以尝试三段式电流保护，基本 可以保证系统正常运行。

（2）对于 110KV 及以上的电压电网的线路继电保护一般都采用近后备原则。当 故障元件的一套继电保护装置拒动时，由相互独立的另一套继电保护装置动作切 除故障。而当断路器拒绝动作时，启动断路器失灵保护，断开与故障元件相连的 所有联接电源的断路器。

（3）对瞬时动作的保护或瞬时段保护，其整定值应保证在被保护元件发生外部 故障时，继保装置可靠且不动作，但单元或线路变压器组的情冰况除外。

（4） 110KV 线路保护应按加强主保护简化后备保护的基本原则配置和整定。其 中两套全线速动保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立；每一套全线速 动保护对全线路内发生的各种类型故障，均能快速动作切除故障；两套全线速动 保护应具有选相功能；两套主保护应分别动作于断路器的一组跳闸线圈；两套全 线速动保护分别使用独立的远方信号传输设备；具有全线速动保护的线路，其主 保护的整组动作时间应为：对近端故障不大于 20 毫秒；对远端故障不大于 30 毫秒。

（5）考虑系统的运行方式：110KV 高压输电网络应该属于大接地电力系统，需 要配置零序保护。如上考虑到环网运行，也要加方向元件。保证保护不误动作。

（二）保护方式的确定及动作值的整定

保护 1、3、5、7 的等效电路图如下图所示。

（1）AB 线路 1QF 的整定 ①瞬时电流速断保护

线路 AB 末端的最大三相短路电 I

K?B?MAX (3)

= 1.768KA

Ⅰ rel 取K= 1.3，则保护 1 的电流保护第 I 段动作电流为

Ⅰ (3) I

= K? I= 1.3 × 1.768 = 2.298KA Iop ?1 rel K?B?MAX 保护范围的校验 最小运行方式下，AB 线路 X 处两相短路的电流为：

UN (2) = 1.5311KA

=

IK?MIN 2(Z s ?max +X%×Z L ?AB )

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