電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。發(fā)電——輸電——配電——用電構成了一個電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行中，各電氣設備可能出現(xiàn)故障和不正常工作狀態(tài)。不正常的工作狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但未發(fā)生故障的運行狀態(tài)。如過負荷，過電壓，頻率降低，系統(tǒng)震蕩等。故障主要是各種狀態(tài)的短路和斷線，如三相短路，兩相短路，單相接地短路，兩相接地短路，發(fā)電機和電動機以及變壓器繞組間的匝間短路，單相斷線，兩相斷線等。1.2電力系統(tǒng)繼電保護技術與繼電保護裝置(1)起動失靈的保護為線路、過電壓和遠方跳閘、母線、短引線、變壓器(高抗)的電氣量保護。(2)斷路器失靈保護的動作原則為：瞬時分相重跳本斷路器的兩個跳閘線圈；經(jīng)延時三相跳相鄰斷路器的兩個跳閘線圈和相關斷路器(起動兩套遠方跳閘或母差、變壓器保護),并閉鎖重合閘。(3)失靈保護應采用分相和三相起動回路，起動回路為瞬時復歸的保護出口接點(包括與本斷路器有關的所有電氣量保護接點)。(4)斷路器失靈保護應經(jīng)電流元件控制實現(xiàn)單相和三相跳閘，判別元件的動作時間和返回時間均不應大于20ms。(5)重合閘僅裝于與線路相聯(lián)的兩臺斷路器保護屏(柜)內(nèi)，且能方便地整定為一臺斷路器先重合，另一臺斷路器待第一臺斷路器重合成功后再重合。(6)斷路器重合閘裝置起動后應能延時自動復歸，在此時間內(nèi)斷路器保護應溝通本斷路器的三跳回路，不應增加任何外回路。(7)閉鎖重合閘的保護為變壓器、失靈、母線、遠方跳閘、高抗、短引線保(8)短引線保護可采用和電流過流保護方式，也可采用差動電流保護方式。(9)短引線保護在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)引起諧波分量和直流分量影響下不應誤動作(10)短引線保護的線路或變壓器隔離刀閘輔助接點開入量不應因高壓開關場強電磁干擾而丟失信號。對隔離刀閘輔助接點的通斷應有監(jiān)視指示。對繼電保護裝置有哪些基本要求要求是：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。(1)選擇性：系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護裝置應有選擇地切除故障部分，非故障①縮小故障范圍，減少短路電流引起的破壞；②減少對用記的影響；③提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(3)靈敏性：指繼電保護裝置對保護設備可能發(fā)生的故障和正常運行的情能夠靈敏的感受和靈敏地作，保護裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)衡量。(4)可靠性：對各種故障和不正常的運方式，應保證可靠動作，不誤動也不拒第二章系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計算變壓器的參數(shù)一般是指其等值電路中的電阻RT,電抗XT,電導GT和電納BT,變壓器的變比K。根據(jù)銘牌上所給的短路損耗△PS,短路電壓VS%,空載損耗△PO,空載電流IO%。前兩個數(shù)據(jù)由短路試驗得到，用以確定RT和XT;后兩個數(shù)據(jù)由空載試驗得到，用以確定GT和BT。路繞組的電流達到額定值.由于此時外加電壓較小，相應的鐵耗也小，可以認為短路損耗即等于變壓器通過額定電流時原、副方繞組電阻的總損耗.在電力系統(tǒng)計算中，常用變壓器三相額定容量和額定線電壓進行參數(shù)計算，則公式額定電壓的百分數(shù)表示，對于大容量變壓器，其繞組電阻比電抗小得多，則公電導GT:變壓器的電導是用來表示鐵芯損耗的.由于空載電流相對額定電流電納BT:變壓器的電納代表變壓器的勵磁功率.變壓器空載電流包含有功分量和無功分量，與勵磁功率對應的是無功分量.由于有功分量很小，無功分量和空變壓比KT:在三相電力系統(tǒng)計算中，變壓器的變壓比通常是指兩側(cè)繞組空載線電壓的比值.對于星形和三角形接法的變壓器，變壓比與原副方繞組匝數(shù)比相等；對于星三角形接法的變壓器，變壓比為原副方繞組匝數(shù)比的√3倍.根據(jù)電力系統(tǒng)應是工作時兩側(cè)繞組實際抽頭的空載線電壓之比2.2電阻電抗參數(shù)計算電阻R1,R2,R3:為了確定三個繞組的等值阻抗，要有三個方程，為此，需要有三種短路試驗的數(shù)據(jù).三繞組變壓器的短路試驗是依次讓一個繞組開路，按雙繞組變壓器來作.通過查手冊可得短路損耗分別為，則有求出各繞組的短路損耗后，便可導出雙繞組變壓器計算電阻相同形式的算式，電抗X1,X2,X3:和雙繞組變壓器一樣，近似地認為電抗上的電壓降就等于短路電壓.在給出短路電壓力后，與電阻的計算公式相似，各繞組的短路電壓為VS1%=1/2(VS(1-2)%+VS(3-1)%-VS(2-VS2%=1/2(VS(1-2)%+VS(2-3)%-VS(3-VS3%=1/2(VS(2-3)%+VS(3-1)%-VS(1-各繞組的等值電抗為：{Xi}Q=Vsi%×{VN2}KV×103/100/{SN}KVA第三章短路電流的計算地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因有以下幾個方面：1、元件損壞2、氣象條件惡化3、人為事故4、其它在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有：1、三相短路f)2、兩相短路f②3、兩類型的短路都是不對稱的路。路較少，三相短路機會最少。從短路計算方法來看，一3.1三相短路電流計算最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所在地110KV母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為0.225。城關變電所總負荷為340A(35KV側(cè)),由G1電站供給110A、G2電站供給130A。剩余的110A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。3.1系統(tǒng)圖X32=0.712;X33=10.791;X34=5解：根據(jù)題意解得三相短路電流系統(tǒng)：I*j=1/X*j=1/0.712=1.406查表得：I*e=0.98I(3)q.max=I”=I*e×Se/1.73Up查表得：I*e=1.353I(3)j.max=I”=I*e×Se/1.73Up=1.115Iq=0.541最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所110KA母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為0.35城關變電所總負荷為115A(35KV側(cè)),由G1電站供給40A、G2電站供給60A。剩余的15A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)?；嗠娍箞D，得出兩相正負序電抗圖后，合并得出：3.2系統(tǒng)圖X31=0.826;X32=10.804;X33=11解：根據(jù)題意解得三相短路電流Is=Ij×I*j=3.310第四章繼電保護整定根據(jù)下圖對各保護進行整定：2騁33344.1單側(cè)電源圖分別對單側(cè)電源進行保護的整定：4.2單側(cè)電源圖4.1對保護進行整定計算4.3保護計算圖解：根據(jù)題意所得：Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=20.155IIop5=KIrelI(3)d4.檢驗：LImin=1/X1(0.866Es/IIop5—Xs.max)故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：電流元件的動作電流：IIop5=Es/(Xs.main+X1LI低電壓元件的動作電壓：最大運行方式時的保護區(qū)：最小運行方式時的保護區(qū)：LImin=(0.866Es—Xs.masIIop5)/LImin>0.15L故滿足要求；4.1.2保護5的Ⅱ段Ksen=I(2)d4.min/IⅡop5=1.3(滿足要求)4.1.3保護5的Ⅲ段IIIop5=KrelKssIL.max/Kre=0.367靈敏度校驗：4.1.4保護3進行整定計算城關變電所334.4保護計算圖解：根據(jù)題意所得：IIop3=KIrelI(3)d3Xs.max=0.866×(Es/I(2)d2.min)=1Xs.min=Es/I(3)d2.max=12.777Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=檢驗：LImin=1/X1(0.866Es/IIop3—Xs.m故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：電流元件的動作電流：IIop3=Es/(Xs.main+X1LImain)=0.940低電壓元件的動作電壓：最小運行方式時的保護區(qū)：LImin=(0.866Es—Xs.minIIop故不滿足要求，所以不設I段；4.1.6保護3的Ⅱ段檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IⅡop3=0.818<1.3故不滿足要求；改與保護5的Ⅱ段配合：IIop3=KphIIop5=0.4345檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IIop3=1.788>1.5故滿足要求；4.1.7保護3的Ⅲ段IIop3=KrelKssIL.max靈敏度校驗：近后備：Ksen遠后備：Ksen滿足要求=I(2)d3.min/IIIop3=2.=I(2)d4.min/IIⅢop3=1.4.1.8對保護1進行整定計算3子年13子4.5系統(tǒng)電流方向圖4.1.9保護1的I段整定計算Xs.max=0.866×(Es/I(2)d1.min)=Xs.min=Es/I(3)d1.maxXs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=7.725檢驗：LImin=1/X1(0.866Es/IIop1—Xs.max)=19.4>0.15L4.1.10保護1的Ⅱ段整定計算Kfz.min=(Id3.minxt+Id3.minjh)/Id3.minxt=1.28檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop1=3.84>1.5tIopl=tIop3+△t=0.5s4.1.11保護1的Ⅲ段整定計算靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d2.min/IIⅢopl=4.812>1.5遠后備：Ksen=I(2)d3.min/IIIop1=2.033>1.5滿足要求B、對下面單側(cè)電源進行保護整定：年4.6單側(cè)電源圖4.7單側(cè)電源圖4.2對保護2進行整定計算解：根據(jù)題意所得：Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=31.364.2.1保護2的I段整定計算檢驗：LImin=1/X1×(0.86采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：IIop2=Es/(Xs.main+X1LImai4.2.2保護2的Ⅱ段整定計算Ksen=I(2)d1.min/IⅡop2=1.3(滿足要求)故：IⅡop2=I(2)d1.min/K4.2.3保護2的Ⅲ段整定計算近后備：(取本線路末端)Ksen=I(2)d1.min/IⅢop2=故采用電壓閉鎖定時限過電流保護的整定計算：再檢驗近后備：Ksen=I(2)d1.min/IⅢop2=2.17滿足要求4.3對保護4進行整定計算 4.8電流方向圖解：根據(jù)題意所得：Xs.max=0.866×(Es/I(2)d3.min)=7Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=66.6414.3.1保護4的I段整定計算IIop4=KIrelI(3)d2檢驗：LImin=1/X1×(0.866Es/IIop4—Xs.max)故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：電流元件的動作電流：IIop4=Es/(Xs.main+X1LImain)=0.307低電壓元件的動作電壓：UIop4=1.73×IIop4X1LIma最大運行方式時的保護區(qū)：LImax=(Xs.maxUIop4)/X1(Up—UIop4)=8.981km故滿足要求；最小運行方式時的保護區(qū)：LImin=(0.866Es—Xs.masIIop4)/X1故不滿足要求，所以不設I段；4.3.2保護4的Ⅱ段整定計算Kfz.min=(Id2.minxt+Id2.minjh)/Id2.minxt=1.913檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop4=0.792<1.3故不滿足要求；改與保護2的Ⅱ段配合：檢驗：Ksen=I(2)d2.min/IⅡop4=1.563>1.3故滿足要求；4.3.3保護4的Ⅲ段整定計算IIIop4=KrelKssIL.max/Kre=0.298靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d2.min/IIⅢop4=0.756<1.3遠后備：Ksen=I(2)d1.min/IIⅢop4=0.569<1.3故均不滿足要求采用低電壓閉鎖定時限過電流保護整定計算：低電壓元件的動作電壓：UIIIop4=KkUg.min/Kh=26.061近后備：Ksen=I(2)d2.min/IIⅢop4=1.5>1.3遠后備：Ksen=I(2)d1.min/IIIop4=1.14≈1.2故滿足要求4.3.4對保護6進行整定計算4.9電流方向圖4.3.5保護6的I段整定計算IIop6=KIrelI(3)dXs.max=0.866×(Es/I(2)d4.min)=Xs.main=0.5(Xs.max+Xs.min)=56.36檢驗：LImin=1/X1(0.866Es/IIop6—Xs.max)=—3.7625故不滿足要求；采用瞬時電流電壓聯(lián)鎖速斷保護整定計算：電流元件的動作電流：IIop6=Es/(Xs.main+X1LImain)=0.3125低電壓元件的動作電壓：UIop6=1.73×IIop6X1LIma最大運行方式時的保護區(qū)：LImax=(Xs.maxUIop6)/X1(Up—UIop6)=16.559km最小運行方式時的保護區(qū)：LImin=(0.866Es—Xs.masIIop6)/X1I故不滿足要求，所以不設I段；4.3.6保護6的Ⅱ段整定計算與保護4的Ⅱ段配合：IⅡop6=KphIⅡop4/Kfz.min檢驗：Ksen=I(2)d3.min/IⅡop6=1.468>1.3故滿足要求；5.6.3保護6的Ⅲ段IIop6=KrelKssIL.max靈敏度校驗：近后備：Ksen=I(2)d3.min/IIIop故不滿足要求采用低電壓閉鎖定時限過電流保護整定計算：電流元件的動作電流：IIIop6=KkIfh近后備：Ksen=I(2)d3.min/IIⅢop6=1.318>1.3遠后備：Ksen=I(2)d3.min/IIIop6=1.3=1.3低電壓元件的動作電壓：UIIop6=KkUg.min/Kh=26故均滿足要求第五章短路電流計算說明書5.1短路電流計算最大運行方式：兩電站的六臺機組全部投入運行，中心變電所在地110KV母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為0.225。城關變電所總負荷為340A(35KV側(cè)),由G1電站供給110KV、G2電站供給130KV。剩余的110A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。根據(jù)題意轉(zhuǎn)換出電抗標么值：5.1系統(tǒng)等值圖排除城關變電所，合并整理其它電抗值得：城市中心變電站5.2系統(tǒng)簡化圖整理合并得：5.3系統(tǒng)簡化圖整理合并得：5.4系統(tǒng)簡化圖合并、星一三角等值轉(zhuǎn)換：城市中心變電站5.5系統(tǒng)等值圖X33=10.791X34=5.047計算得出的最大短路電流分別為：Iq=0.541最小運行方式：兩電站都只有一臺機組投入運行，中心變電所110KV母線上的系統(tǒng)等值標么電抗為0.35城關變電所總負荷為115A(35KV側(cè)),由G1電站供給40A、G2電站供給60A。剩余的15A經(jīng)中心變電所送入系統(tǒng)。兩相短路電流正序電抗化簡：最小運行方式下轉(zhuǎn)換的電抗標么值：5.6系統(tǒng)等值圖X2=0.555.7系統(tǒng)等值圖整理、合并得：5.8系統(tǒng)等效圖X26=8.178整理、合并得：5.9系統(tǒng)等效圖5.2兩相短路電流負序電抗化簡最小運行方式下轉(zhuǎn)換的負序電抗標么值：.系統(tǒng)城市中心變電站5.11短路電流等效圖整理、合并得：5.12短路電流簡化圖整理、合并得：整理、合并得5.13短路電流簡化圖5.14短路電流等效圖5.2.1合并附加電抗圖得出電抗圖：5.15系統(tǒng)短路圖整理、合并得出：G2城市中心變電站5.16系統(tǒng)短路圖計算得出的最大短路電流分別為：5.3繼電保護整定總電路轉(zhuǎn)換圖及變換成單側(cè)電源簡化圖：石回dd45.17總電路轉(zhuǎn)換圖：33上系統(tǒng)好好5.18單側(cè)電源簡化圖 電流方向5.19單側(cè)電源簡化圖表5.1各個短路點的最大短路電流和最小短路電流數(shù)據(jù)表：短路點回路名稱()系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)利用三段式電流(電壓)保護，其整定數(shù)據(jù)見計算書。6.20電源方向元件圖根據(jù)方向元件安裝原則二(對在同一母線上的定時限過電流保護，按動作時限考慮，時限短的安裝方向元件，而長的不用裝，若相等則均裝)判斷，保護2和5的時限為2秒，保護3和4的時限為2.5秒，所以，保護2和5均應安裝方向元件。根據(jù)方向元件安裝原則一(對瞬時過電流速斷保護，當反方向電流大于保護的動作值時，該保護需加裝方向元件)(1)對于保護1,當?shù)膁1點短路時：Idjl+Idq1=0.433+0.211=0.644(KA)<IIop1=1.128(KA)所以不需要安裝方向元件。(2)對于保護3,當d2點短路時：Idj2=0.376(KA)<IIop3=0.4345(KA)所以不需要安裝方向元件。(3)對于保護4,當d3點短路時：Idx3+Idj3=0.701+0.594=1.295(KA)>IⅡop4=所以需要安裝方向元件。(4)對于保護6,當d4點短路時：Idx4+Idj4=0.4+0.367=0.767(KA)>IIop6=所以需要安裝方向元件。表5.2繼電保護配置成果表式保護I段瞬時電流聯(lián)鎖定時限過電流保護123456第六章零序電流保護的整定計算在中性點直接接地的線路中，接地故障占總故障次數(shù)的90%以上。因此，接地短路的保護是高壓電網(wǎng)中的重要保護之一。接地短路的保護可以采用帶零序電流補償?shù)慕拥鼐嚯x保護或高頻保護，也可以采用零序電流保護。6.1零序電流保護瞬時段的整定計算躲開線路末端接地短路時最大零序電流式中Kk——可靠系數(shù)，取1.3I?max接地短路的最大零序電流。單相接地短路時的零序電流為而兩相接地短路的零序電流為取兩者最大值靈敏度校驗：按躲開本線路末端母線上變壓器的另一側(cè)母線接地短路時流過的最大零序電lomax——線路末端變壓器另一側(cè)母線發(fā)生接地短路時流過保護的最大零序電流6.1.3零序電流保護(Ⅲ段)的整定計算(1)躲開下一線路始端三相短路時的bpmax式中Kk=1.25Kx-電流互感器的同型系數(shù)，同型時取0.5,不同時取1Kac——電流互感器的10%誤差，取0.131?min—相鄰線路末端接地短路時最小零序電流6.2零序方向元件靈敏度的校驗零序方向元件(繼電器)在零序電流保護中是個判斷功能元件，要求它比零序電流各段保護有較高的靈敏度。階段式零序電流保護一般共用一個方向元件。根據(jù)零序電流、電壓的分布規(guī)律，當接地短路點遠離保護安裝處時，其靈敏度將逐漸降低。因此，零序方向元件的靈敏度應按零序電流保護中最后一段保護的保護范圍末端進行校驗，要求靈敏系數(shù)不小于1.2。對本線路的靈敏系數(shù)要求不小于2。方向元件的靈敏系數(shù)計算為式中Pao-——零序方向元件端子上的短路零序功率；U。I?.分別為在靈敏度校驗點放生的接地短路，保護安裝處的零序電壓和流過保護的零序電流；nLHnYH-0——分別為電流互感器的變流比和電壓互感器的零序電壓變比。通常電壓互感器的變比有兩種，即 第七章微機保護裝置7.1本設計適用的微機保護裝置7.1.1RCS-9671中低壓變壓器差動保護裝置RCS-9671系列是由微機實現(xiàn)的變壓器保護測控裝置，適用于110kV及以下電壓等級的雙線圈、三線圈變壓器，滿足四側(cè)差動保護的要求。其保護功能有：①差動速斷保護；②比率差動保護(經(jīng)二次諧波制動);RCS-9661CS是由微機實現(xiàn)的保護裝置，適用于110KV及以下電壓等級的變壓器①8路非電量保護(通過選配F3插件，可到10路非電量保護);②裝置還有四路不按相操作斷路器的獨立的跳合閘操作回路；③兩個電壓切換回路(或兩個電壓并列回路，可選配);RCS-9681CS是由微機實現(xiàn)的保護裝置，適用于110KV及以下等級變壓器的110KV或35KV或10KV側(cè)或6KV側(cè)后備保護裝置。①五段復合電壓閉鎖過流保護(可帶方向，方向靈敏角45/225),一段過流保護；接地零序方向過流保護(第一段二時限，第二段三時限，第二段第三時限可選報警);②不接地零序保護(一段定值二段時限的零序過壓保護、一段定值二段時限的間隙零序過流保護(跳閘或報警));可通過控制字選擇間隙零序電壓過流保護③保護出口采用跳閘矩陣方式，可靈活整定；7.1.4RCS-9631系列電容器保護測控裝置RCS-9631系列是由微機實現(xiàn)的變壓器保護裝置，適用于110kV以下電壓等級非直接接地系統(tǒng)或小電阻接地系統(tǒng)中所裝設并聯(lián)電容器的保護測控，適用于單Y,雙Y,△形接線電容器組。不平衡電壓保護；不平衡電流保