1/121/12繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算專業(yè)：電氣工程及其自動化摘要：依據(jù)對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求(即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性)，并按照繼電保護(hù)的配置與整定原則，以一簡單電力系統(tǒng)為例，闡述了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算的完整過程。首先，對元件參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對進(jìn)行短路電流進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的短路類型包括單相接地短路、兩相接地短路、兩相短路和三相短路。其次，根據(jù)電力系統(tǒng)各個(gè)要求，配置和選擇相應(yīng)的電流互感器、電壓互感器。第三部分，則是繼電保護(hù)的配置與整定計(jì)算。發(fā)電機(jī)保護(hù)，以25MW的汽輪發(fā)電機(jī)為例，按照其容量、類型等，主要配置的保護(hù)類型有差動保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)、失磁保護(hù)。變壓器保護(hù)以變壓器SFSL1-31500為例，配置的保護(hù)類型有差動保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。線路保護(hù)，110kV線路配置相間距離保護(hù)和零序電流保護(hù)，35kV線路配置相間短路保護(hù)和接地短路保護(hù)，此外，線路均配置三相重合閘。母線保護(hù)，以雙母線為例，配置完全電流差動保護(hù)。各種保護(hù)的整定計(jì)算，均按照《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算》中的原則方法，計(jì)算出保護(hù)的整定值和保護(hù)的動作時(shí)限。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；保護(hù)；配置；整定；短路Abstract：Accordingtothebasicdemandofrelayprotactionofelectricpowersystem(containsselectivity、quike-activity、sensitivityandreliability)andtheprincipleofitsallocationandset,takeasimplepowersystemforinstance,presentsacompleteprocessofrelayprotection’sallocationandsetcalculationofpowersystem.First,calculatetheparametersofmembersandtheshort-circuitcurrent.Thevarietyofshort-circuitcontainssinglephasegrounding、doublephasesgrounding、doublephasesshort-circuitandthreephasesshort-circuit.Second,allocateandselectcurrentorvoltagetransformersaccordingtothedemandofpowersystem.Third,allocateandcalculatetherelayprotection.Generatorprotection,take25MWsteamturbineforinstance,accordingtoitscapacityandvariety,theallocatedprotectionscontaindifferentialprotection、overcurrentprotection、overloadprotection、groundingprotection、loss-of-excitationprotection.Transformerprotection,taketransformer(SFSL1-31500)forinstance,itsprotectionscontaindifferentialprotection、overcurrentprotection、overloadprotection.Lineprotection,the110kvlinesallocateinterphasedistanceprotectionandzerosequencecurrentprotection,and35kvlineallocatesinterphaseshort-circuitprotectionandgroundingshort-circuitprotection.Otherwise,lineprotectionalsocontainsthreephasesreswitching.Generatrixprotection,takeadoublebusforinstanse,allocatescompletecurrentdifferentialprotection.AllprincipleandmethodsofEverykindofprotectionandcount,arebasedontheelectricpowersystemrelayprotectionallocateandcount.Keywords：Electricpowersystem；relayprotection；protection；allocate；set；short-circuit第一章互感器的配置一、發(fā)電機(jī)（1）發(fā)電機(jī)（型號：QF—25—2）額定功率額定功率PGN=25MW,額定電壓UGN10.5kV,額定電流IGN=1720A，額定功率因數(shù)cos中g(shù)n=0.8。發(fā)電機(jī)的最大工作電流:ImaxL05PImaxL05PGN_1.05義25*103<3Ucos① v3義10.5義0.8GNGN=1804(A)故，選擇電壓互感器PT：JDJ-10,額定變比為10000/100;選擇電流互感器CT：LMZ1-10,額定電流比為2000/5；選擇零序電流互感器：LXHM-1,額定電流為1750A。變壓器（1）變壓器（型號：SFSL1—31500）額定容量SGN=31500kVA,額定電壓比:110/38.5/10.5額定電流(A)：31500=165(110kV側(cè))，31500=472(38.5kV側(cè))，<3義110 、.3義38.531500<331500<3義10.5=1819(10.5kV側(cè))故，電壓互感器PT和電流互感器CT選擇如下:名 稱各 側(cè) 參 數(shù)額定電壓（kV）11038.510.5額定電流（A）1654721819變壓器接線組別YY△PT型號及變比JDJ-10(10000/100)CT的接線方式△△YCT的計(jì)算變比杷義165 2865 5舊義472 8205 518195按產(chǎn)品樣本選用CT的型號及變比LR—110—B(300/5)LR—35—B(1000/5)LMZ1-10(2000/5)三．線路110kV線路的最大負(fù)荷電流均取為350A,可選擇電流互感器LR—110—B(400/5)；電壓互感器可110000選擇JCC2-110( /1—/100)。35kV線路的最大負(fù)荷電流取為350A,故可選擇電流互感器LR—35—B(400/5)。電壓互感器可選擇JDJ—35(35000/100)。四．母線對雙母線的母聯(lián)斷路器配置電流互感器，與變壓器B1、B2相連的雙母線母聯(lián)，其最大工作電流1^max為變壓器B1或B2的Imax，即為174A,可選擇電流互感器LR—n0—B(300/5)；與變壓器B11、B12、B13相連的雙母線母聯(lián)，其Imax為變壓器B13的Imax,即為347A,可選擇電流互感器LR—110—B(400/5)。110000110kV母線電壓互感器選擇JCC2—110(一一/100)；35kV母線電壓互感器選擇JDJ—35%3(35000/100)。第二章等值參數(shù)計(jì)算、參數(shù)計(jì)算選基準(zhǔn)容量Sb=100MVA,基準(zhǔn)電壓Ub=Uav。發(fā)電機(jī)①F1、F2：型號15900/71—56,額定容量Sng=33MVA,Xd〃=0.264電抗標(biāo)么值為：SNGSNG=0.264X100=0.833②F3、F4：型號QF—25—2,額定容量Sng=25/0.8=31.25MVA,Xd〃=0.126電抗標(biāo)么值為：變壓器①B1、B2：型號SFSL1—31500VS(1—2)％=10.5， VS(3—1)％=18， VS(2—3)％=6.5， SNT=31500kVA各繞組短路電壓分別為：Vsi%=12VS2%=1S2 2Vs3%=2(—"%-")%)=；(VS(1—2)%+VS(2—3)%-VS(3T)%)=l(VS(3－1)％＋VS(2－3)％－VS(1－2)%)=1(10.5+18-6.5)(10.5+6.5-18)(18+6.5-10.5)=11=-0.5=7V%S11100=s1xb= x=0.3492100SNT10031.5V%S—0.5100=S2x，b-x --0.0159100SNT10031.5V%S7100=S3x—bx =0.2222100SNT10031.5各繞組電抗標(biāo)么值：1*jX2*j3*j②B3：型號SFL1—2000VK%=10.5, SNT=2000kVA電抗標(biāo)么值：(3)線路 近似取0.4Q/kmTOC\o"1-5"\h\zS 100XL1X*j=X-^b~=34X0.4X =0.1028j Ub2 1152S 100XL2X*j=Xb^2==32X0.4X =0.0968j Ub2 1152Sxtmax=0.44xt.max(4)系統(tǒng)S： Sx.min=0.38Sxt.0=0.40第三章短路電流計(jì)算一．最大方式下的短路電流計(jì)算：根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算結(jié)果，作系統(tǒng)電抗圖：a.1089I□.64283.096S0.2T50>0.2750-0.01254.06250.1T50/o.17500.80.84.06250.2100SO.21000.078S 0.1028F20.072S 0.1301 0.08470.5250；*SO.3492:-0.0159I!0.3492 L1667 J.回；0.2150S0.5250!o.5250-0.0159-0.0050-0.00501L進(jìn)一步將對稱支路合并，作一定的簡化:Ds0.1746.1111D0.1028上0.0968D?LL07864-0.00795 ,0.52500.1089^r^ziZ.°-21000.21000.13750.80.8FlF20.0968+0.0726-0.00625>ID5<0.64困Ds0.1746.1111D0.1028上0.0968D?LL07864-0.00795 ,0.52500.1089^r^ziZ.°-21000.21000.13750.80.8FlF20.0968+0.0726-0.00625>ID5<0.64困0.0875Dt<0.17460.5250>-0.00795A°>0.11110.1301%0.0847%0.16670.22562-031350.4032<0.4032 ：F40.1075k>0.2625-0.0025>_J_0.0675【一】繪出不同短路點(diǎn)的各序網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算各序組合電抗X。、X22和Xox。（各電源正序電勢均取E=l）（一）【一】繪出不同短路點(diǎn)的各序網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算各序組合電抗X。、X22和Xox。（各電源正序電勢均取E=l）（一）D1點(diǎn)短路1）系統(tǒng)接線圖簡化為:已知?dú)w算到基準(zhǔn)條件下,發(fā)電機(jī)Fl、F2：X1=0.8、X2=0.27X100/33=0.8182；發(fā)電機(jī)F3、F4：X『0.4032、X2=0.16X100/31.25=0.512；發(fā)電機(jī)F5：X『0.2256、X2=0.172X100/62.5=0.2752。變壓器Tl、T2：XT1=XT2=0.2100；變壓器T3、T4：XT3(I)=XT4(I)=0.3492、XT3(III)=XT4(III)=0.2222；變壓器T5：XT5=0.1667o線路LI：X「0.1028、XoXx=0.3084；線路L2：X「0.0968、Xo=3Xx=0.2904；線路L3：X『0.2057、Xo=3Xx=0.6171O電源S：X「0.38、X0=0.4o2）制定各序網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求各序組合電抗正序網(wǎng)絡(luò):0.1028D10.0968 0.2057D10.0968 0.正序網(wǎng)絡(luò):0.1028D10.0968 0.2057D10.0968 0.2057_-1 :,品.產(chǎn)、 產(chǎn)(L4S2S01X2=X3=0.2100+0.8=1.01K4=K5=0.34S2+0.2222+0.-1032=0.9746K6=0-1067+0,2256=0.3923負(fù)序網(wǎng)絡(luò):Kn=[(0.374e7/0,9746//0.3923+0.2057V/1.01//1.01負(fù)序網(wǎng)絡(luò):+0.O9601//O.482S=[0.4230//1.01//1,01+0.0968]//0.542S二口.327Q//3.482S=0.20410.2100>0,2100□.2057— 0.2100>0,21000-3492$C.3492>? ?0.1fi67：0.2222^.22220.2222^.2222sl=0.3S+0.1023=0.4823I 91)1sl=0.3S+0.1023=0.4823I ]J2￡=rfl,0S34//1,0834//0.4419+0,如57)?0.2077 //I.0S2S//1.QS234-O.09SS1//0.4S23>A=[0.4491//l.0282//1.0282+中" 0.0968V/0.4828=0.3365//0.4S2S ?02 =0.2077k2=k3=0.2100+0.S182=l.02S2k4=xE=0.349240.2222+0.E12=l.0834k6=0.1667+0.2752=0.4419零序網(wǎng)絡(luò):0.k2=k3=0.2100+0.S182=l.02S2k4=xE=0.349240.2222+0.E12=l.0834k6=0.1667+0.2752=0.4419零序網(wǎng)絡(luò):0.30B4DI0.29040.6171（二）D2點(diǎn)短路~（九）D9點(diǎn)短路J/Kos=[( +0,617D//0.2100□.2792Qva0+0-2904]//(0.40+0.3084)Kde° =[0.9028//0.2100+0.2904]//0.7084Q=0.4600/70.7084=0.2792【二】由各序組合電抗X1Z、X2Z和X02，求不同短路點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的全電流。（以A相發(fā)生單相接地短路為例）100115kV側(cè)的基準(zhǔn)電流為IB=- kA=0.5020kABv3義115100kA37kV側(cè)的基準(zhǔn)電流為IB==——kA=1.5604kAB<3義37D1點(diǎn)Xw=X2￡+X0E=0.2077+0.2792=0.4869； m⑴=3A相短路電流正序分量為:EIEI(1)= 乜 I=alX|v+X(1)B

1SA10.2041+0.4869x0.5020kA=0.7265kA短路電流:I(1)=m⑴I(1)=3X0.7265kA=2.1795kAf alD2點(diǎn)~(9)D9點(diǎn)【三】兩相短路接地的短路電流計(jì)算：(以B、C兩相短路接地為例)D1點(diǎn)X(1，1)=X”〃X =0.2077//0.2792=0.1191A 2乙 0上m(1，D=\：*1-[X”Xn、/(X.v+XnJ2]二；3'1—[0.2077x0.2792/(0.2077+0.2792)22 2乙0乙 2乙 0乙=1.5054X1「XX1「X(1，1)IB0.2041+0.1191x0.5020kA=1.5532kA短路電流:I(1，1)=m(1，1)I(1，1)=1.5054X1.5532kA=2.3382kA

f al02點(diǎn)~(9)09點(diǎn)【四】兩相短路的短路電流計(jì)算：(以B、C兩相短路為例)D1點(diǎn)XA2)=X2￡=0.2077； m(2)=-43A相短路電流正序分量為：EI⑵= EI⑵= ^Z I:alX|v+X(2)B1Z A10.2041+0.2077x0.5020kA=1.2190kA短路電流:I(2)=m⑵I(2)=v3X1.2190kA=2.1114kAf al02點(diǎn)~(9)D9點(diǎn)【五】三相短路的短路電流計(jì)算：(1)D1點(diǎn)E1I()=Ir= x0.5020kA=2.4596kAf X1VB0.20411乙（2）02點(diǎn)~（9）D9點(diǎn)最小方式下的短路電流計(jì)算：（本算例中的最小方式，是停用發(fā)電機(jī)F1和F5。）（1）01點(diǎn)~（9）D9點(diǎn)E1I(3)=--^IR= X0.5020kA=1.0496kAfXB0.47831乙將計(jì)算所得的短路電流列表如下:短路點(diǎn)三相短路（kA）兩相短路（kA）兩相短路接地（kA）單相短路接地（kA）D1點(diǎn)最大方式最小方式D2點(diǎn)最大方式最小方式D3點(diǎn)最大方式最小方式D4點(diǎn)最大方式最小方式D5點(diǎn)最大方式最小方式D6點(diǎn)最大方式最小方式D7點(diǎn)最大方式最小方式D8點(diǎn)最大方式最小方式D9點(diǎn)最大方式最小方式第四章保護(hù)的配置與整定一．發(fā)電機(jī)的保護(hù)（一）發(fā)電機(jī)（QF—25—2）保護(hù)的配置①定子繞組及引出線相間短路保護(hù)采用由DCD—2型繼電器構(gòu)成的縱差動保護(hù)，且為一般接線形式。②定子繞組的單相接地短路保護(hù)發(fā)電機(jī)直接工作在發(fā)電機(jī)電壓母線上，可采用零序電流保護(hù)。③發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)（相間短路后備保護(hù)）作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備。宜裝設(shè)復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)。④定子繞組過負(fù)荷保護(hù)采用定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)。⑤勵磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地保護(hù)對一點(diǎn)接地故障，可采用定期檢測裝置，對兩點(diǎn)接地故障，應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置?？刹捎秒姌蚴絻牲c(diǎn)接地保護(hù)。⑥勵磁電流異常下降或消失保護(hù)（失磁保護(hù)）采用以穩(wěn)態(tài)異步邊界為判據(jù)的失磁保護(hù)。⑦其他故障和異常運(yùn)行的保護(hù)由于發(fā)電機(jī)F3、F4容量小，故均不裝設(shè)。2．保護(hù)的整定計(jì)算：二．變壓器的保護(hù)（一）、變壓器（SFSL1—31500）1、保護(hù)的配置引出線、套管及內(nèi)部短路保護(hù)它是變壓器的主保護(hù)，保護(hù)瞬時(shí)動作于斷開變壓器各側(cè)的斷路器。根據(jù)其容量大小，應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)，可采用由帶短路線圈的DCD—2（或BCH—2）型差動繼電器構(gòu)成的差動保護(hù)。當(dāng)變壓器縱差動保護(hù)對保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生單相接地短路，靈敏度不滿足規(guī)程要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)零序縱差動保護(hù)。相間短路的后備保護(hù)保護(hù)動作后，帶時(shí)限動作于跳閘?？刹捎脧?fù)合電壓起動的過電流保護(hù)，當(dāng)其不滿足靈敏性和選擇性要求時(shí)，可采用阻抗保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)采用單相式，帶時(shí)限動作于信號。保護(hù)的整定計(jì)算三．線路的保護(hù)（一）110kV線路可裝設(shè)具有階梯時(shí)限特性的距離保護(hù)作為相間故障的保護(hù)，同時(shí)裝設(shè)零序電流保護(hù)作為接地故障的保護(hù)；采用一側(cè)檢無壓，另一側(cè)檢同期的三相重合閘?！疽弧肯嚅g距離保護(hù).線路XL1求斷路器1相間距離保護(hù)各段的整定值：.線路XL2 ~9.線路XL9【二】零序電流保護(hù)1、線路XL1求斷路器1零序電流保護(hù)各段整定值，可將XL1視為終端線路2、線路XL2~9.線路XL9【三】三相重合閘由于各個(gè)線路均未采用高頻保護(hù)，故只按慢速重合閘來進(jìn)行動作時(shí)間的整定。.線路XL1：DL1重合閘動作時(shí)間的整定t…=tIIA+1—tAUM+1〃=0.5+0.3-0.1+0.1=0.8Sd