電氣工程及其自動化畢業(yè)論文220kv變電站母線失靈保護整定及識圖

1、<p><b>　　廣西大學</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題目： 220KV變電站雙母線雙失靈保護整定及識圖</p><p>　　學 部： </p><p>　　專 業(yè)： <

2、/p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　二〇一六 年 六 月</p><

3、;p><b>　　中 文 摘 要</b></p><p>　　電力是當今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源之一，電力系統的安全穩(wěn)定運行對國民經濟、人民生活乃至社會穩(wěn)定都有著極為重大的影響。</p><p>　　電力系統繼電保護是反映電力系統中電氣設備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)而動作于斷路器跳閘或發(fā)生信號的一種自動裝置。隨著電力系統的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新

4、的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力。</p><p>　　本次畢業(yè)設計的題目是220kv變電站雙母線雙失靈保護整定及識圖，是根據南方電網的整定細則，按照有關規(guī)定和規(guī)范對220KV變電站雙母線保護進行整定計算的，包括主接線的繪制，母線保護柜的視圖學習以及短路電流計算等。設計中首先通過學習了解廠家資料，進而繪制出電氣主接線圖，其次分別在最大運行方式下和最小運行方

5、式下進行了短路電流的計算，通過識圖學習，了解廠家資料，認識設備，了解工程概況，進而對整定計算更好的把握。通過精細的整定計算，系統中的每個保護裝置才能一起安全地進行工作。</p><p>　　關鍵詞：220kv變電站 整定計算 短路電流計算 母線失靈保護</p><p>　　220KV substation dual bus dual failure protection settin

6、g and general map</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Electricity is one of the most widely used and the most important energy in the world. The safe and stable operation of power syst

7、em has a very important influence on the national economy, people's life and even social stability. </p><p>　　Power system relay protection is a kind of automatic device which reflects the fault or abnor

8、mal operation state of electric equipment in power system. With the rapid development of the electric power system of relay protection continuously put forward new requirements and the rapid development of electronic tec

9、hnology, computer technology and communication technology and the development of relay protection technology constantly inject new vitality. </p><p>　　The topic of this graduation design is 220kV substation

10、dual bus dual failure protection setting and image recognition is tuning rules, in accordance with the relevant provisions and norms of 220kV substation double bus bar protection of setting calculation, including the mai

11、n wiring of rendering, busbar protection cabinet view learning and short-circuit current calculation according to China Southern Power Grid. Design first by learning to understand the information on manufacturers, and th

12、en d</p><p>　　Key words: 220kV substation; setting calculation; short circuit current calculation; bus failure protection </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p&

13、gt;<p>　　1.1課題的意義1</p><p>　　1.2國內外相關研究概況及發(fā)展趨勢1</p><p>　　第二章 繼電保護的原理概述4</p><p>　　2.1 繼電保護的基本任務4</p><p>　　2.2 繼電保護的基本原理及構成4</p><p>　　2.3 繼電保護裝置的基

14、本特征5</p><p><b>　　2.4 結論5</b></p><p>　　第三章 母線保護6</p><p>　　3.1母線差動保護原理6</p><p><b>　　3.2失靈保護6</b></p><p>　　第四章 電氣主接線的繪制9</p&

15、gt;<p>　　第五章 短路電流計算10</p><p>　　5.1 短路故障產生的原因10</p><p>　　5.2 短路故障的危害10</p><p>　　5.3 對于短路電流進行計算的目的11</p><p>　　5.4 參數等值11</p><p>　　5.5 最大運行方式下短路電

16、流計算15</p><p>　　5.6 最小運行方式下短路電流計算18</p><p>　　5.7 計算結果21</p><p>　　第六章 母線保護整定計算22</p><p>　　6.1 母線參數22</p><p>　　6.2 整定計算22</p><p>　　第七章 識

17、圖29</p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　附錄32</b></p><p><b>　　致 謝36</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>&

18、lt;b>　　1.1課題的意義</b></p><p>　　本畢業(yè)設計是針對220KV變電站的雙母線進行保護整定計算和識圖而設計的，主要從繪制電氣主接線、學習了解廠家資料，母線保護的功能和進行整定計算這三方面入手。本畢業(yè)設計進行了系統側，220kv母線上，35kv母線上這三個短路點的短路電流計算，是一次比較完整有深度的設計。在整定計算過程中參照南瑞整定細則，得出一套比較實用的整定方案，給變電站母

19、線保護進行了可靠地完善的性能保護，為整個系統的安全運行做保證。</p><p>　　電力系統在運行過程中時常會發(fā)生一些異常的情況，若不重視往往會愈發(fā)嚴重以至該電力系統中的某部分出現故障甚至是整個系統停止運行，造成部分地區(qū)供電不足或者電能質量大大下降?？赡軙斐烧麄€系統陷入癱瘓甚至是人員傷亡。電力系統是一個由許多元器件整合起來的整體，任何一個微小的元件出現故障都可能導致整個電力系統的運行故障因此我們需要在極短的時間

20、來切除故障元件，已到達最小的故障影響。繼電保護除了要快速切除故障元件，縮小故障對系統的影響，還要保證整個電力系統安全可靠的運行。</p><p>　　本畢業(yè)設計僅對220KV變電站母線保護的整定計算進行設計，具有相當大的意義。由于母線保護涉及的開關較多，涉及的范圍較廣，所以誤動后果特別嚴重。要求它比其他保護具有更高的安全性。</p><p>　　1.2國內外相關研究概況及發(fā)展趨勢</

21、p><p>　　繼電保護是將多種功能融為一體的共享的系統，這一共享的系統會用到以下的技術，比如說微機技術，或者是對將變電站的控制、測量、信息傳輸處理以及故障錄波、運動等。在繼電保護系統完成其作用的過程中，其發(fā)揮的主要作用是：采集數據，對繼電系統進行保護、以及對繼電保護過程中可能發(fā)生的問題進行相關的保護措施，又或者是進行數據的傳遞以及對于不良事故的記錄以及在不良事故發(fā)生時做出相應警報等等一系列的相關問題【4】。<

22、/p><p>　　繼電保護裝置對于電力系統來說是不可忽略的一個重要部分，我們之所以這樣說是因為，在繼電保護工作中發(fā)揮不可忽視的作用是整定計算工作，這一工作的基礎是依托于電網故障分析，在嚴格的對整個電網系統進行整定</p><p>　　計算的過程中，大量的定值計算、比較和整定是不可或缺的工作。當整定配合方法的不同時，不同的保護效果會產生在一個整定方案中。繼電保護對于整個電力系統的穩(wěn)定發(fā)揮作用來說

23、是非常重要的。</p><p>　　我們通常會這樣來定義繼電保護，在整個繼電保護的過程中繼電系統主要是提供整定計算的任務，也就是說給定的整定值必須在繼電保護的過程中給出，但是實際情況卻是這樣的，綜合一整個電力系統的繼電保護程序是在繼電保護程序中不可或缺的部分。為了達到這一目的，我們通常采用的辦法就是，對于電力系統的不同電壓等級進行不同的編制，這樣做還可以在不同程度上對繼電保護的功能劃分方案分別進行。</p&

24、gt;<p>　　繼電保護程序的變換能力都是有限的，也就是說我們不能始終采用同一種繼電保護程序運用很長的時間。電力系統的運行情況時刻處于變化之中，因此我們必須不斷地對電力保護系統進行適當的調整，以使得電力保護系統能夠始終正常的運行。這樣說的另一層含義就是我們需要不斷地調整定義電力保護系統，尤其是當電力保護系統超出原來的設定范圍的時候。</p><p>　　1.2.1國內繼電保護現狀</p>

25、;<p>　　關于我國繼電保護的發(fā)展里程碑，為微機保護拓展了新的道路，是1984年，首先通過鑒定的原東北電力學院開發(fā)研制出來的輸電線路微機保護裝置，其在系統中獲得了廣發(fā)的應用。至于新一代的繼電保護裝置，是由多種原理、多種機器的微機線路保護裝置的支持下出現的。因為我們在繼電保護方面，發(fā)展了發(fā)電機保護、微機線路保護裝置、電機失磁保護，微機相電壓補償方式高頻保護還有正序故障分量方向高頻保護加上變壓器組保護，上述保護裝置都相繼的出

26、現并且通過了認可。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機、壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各

27、具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。隨著微機保</p><p>　　1.2.2國外繼電保護現狀</p><p>　　一系列的相關的科研工作早就在70年代末就已經進行開展了，截至到目前，這一系列的科研工作已經取得了不可忽略的重大性進展。西門子公司的完全分散式控制系統就是一個非常具有代表性的研

28、究成果。這一研究成果對于35~50kv的各級變電站來說尤其的適用，這一研究結果的主要特征是基于“單元”為基本部件，所謂的各“單元”分散布置在各電壓等級的一次開關場附近，這些單元的主要作用就是對每個“單元”進行數據采集、在適當的時候采取繼電保護措施、監(jiān)測各項繼電保護措施中的數據、控制繼電保護中的各項任務的運行。但是以上的種種重要的功能都是要基于一點，那就是在繼電保護的過程中對串行口通過電纜或光纜發(fā)送到變電站的中心計算機（有的變電站已無主控

29、室）是必不可少的一部分，在這一過程中，中心的計算機發(fā)布命令給每臺單元接收中心計算機，這些計算機必須執(zhí)行每一步的命令。擴展方面的便捷性是這個系統的最大優(yōu)點，除此之外，要想實現無人值守的情況，這就必須要求傳輸數據具有較強的抗電磁場干擾能力。如果真正的能夠實現上述的各種方案，那么徹底的革命將會被從根本上被改變。</p><p>　　1.2.3電力系統繼電保護前景</p><p>　　繼電器是靠電

30、壓、電流或是由它們共同作用而動作的一種裝置。當線圈勵磁時，它就動作指示或切斷非正常運行狀態(tài)。一般來講，繼電保護器是由一個測量元件和一系列觸點構成的。當繼電器動作時，它或發(fā)信號，或使斷路器跳閘，使得系統中出現故障的部分遭到切斷。</p><p>　　為了實現微機保護系統最好的性價比，并且能在日新月異日益完整的軟件為基礎的方面做到最好的保護，在以后，微機保護的發(fā)展方向會向標準化、軟件多功能化、性能高度開放化、還有硬件

31、的更加集成化發(fā)展。</p><p>　　第二章 繼電保護的原理概述</p><p>　　2.1 繼電保護的基本任務</p><p>　　有選擇性地將故障元件從電力系統中快速、自動地切除，使其損壞程度減至最輕，并保證最大限度地迅速恢復無故障部分的正常運行。</p><p>　　反應電氣元件的異常運行工況，根據運行維護的具體條件和設備的承受能力，

32、發(fā)出警報信號，減負荷或延時跳閘。</p><p>　　依據實際情況，盡快自動恢復停電部分的供電。</p><p>　　上述可見，繼電保護實際上是一種電力系統的反事故自動裝置，它在電力系統中的功用非常重要，可以說沒有繼電保護技術的發(fā)展，就沒有電力系統的今天[8]。</p><p>　　2.2 繼電保護的基本原理及構成</p><p>　　電力系

33、統故障的一個顯著的特征就是電流劇增，從力和熱等方面損壞電氣設備，繼電保護的最初原理即反應電流劇增這一特征，這就是熔斷器保護和過電流保護。</p><p>　　故障的另一特征就是電壓銳減，相應的就有低電壓保護。同時反應電壓降低和電流劇加一種保護原理就是阻抗（距離）保護，它以阻抗的降低多少反應故障距離的遠近，決定其動作與否。</p><p>　　為了更確切地區(qū)分正常運行狀況與故障（或異常）狀態(tài)

34、，可以利用正常運行時沒有或很少故障狀態(tài)卻很大的電氣量，如負序或零序的電流、電壓和功率進行判斷。</p><p>　　繼電保護利用的不僅限于電氣量，也有其它的物理量，如變壓器郵箱內故障伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油變壓的增高。</p><p>　　一般情況下，不管反應哪種物理量，繼電保護裝置將包括測量部分（和定值調整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。</p><p>

35、;　　測量部分從被保護對象輸入有關信號，再與給定的整定值相比較，決定保護是否動作，根據測量各輸出量的大小、性質、出現的順序或它們組合，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后確定保護應有的動作行為，由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出警報信號或跳閘信號。</p><p>　　2.3 繼電保護裝置的基本特征</p><p>　　作用于跳閘的繼電保護，在技術上有4個基本要求，即可靠性、選擇性、快速性和靈敏性。

36、</p><p>　　可靠性。這里指該保護裝置規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了它應該動作的故障時，不應拒絕動作；在任何其它該保護不應動作的情況下，則不應誤動作。 可靠性與保護裝置本身的設計、制造、安裝質量有關，也與運行維護水平有關。一般來說，保護裝置組成元件的質量越好，接線越簡單、回路中繼電器觸點數和插件數越少，保護裝置工作就越可靠。正確的調整試驗、良好的運行維護對提高保護可靠性有重要作用。當然，為了提高可靠性，必

37、須有正確的設計、調試、安裝和維護工作。</p><p>　　選擇性。所謂選擇性，是要繼電保護在可能最小范圍內將故障部分自電網中斷開，最大限度保證非故障部分繼續(xù)供電。這種情況下，設計要考慮遠后備保護的設置，因有時會遇到保護裝置拒動或斷路器失靈。</p><p>　　快速性。所謂快速性，是指繼電保護以可能最短的時限將故障或異常工況自電網中切除或消除。快速性不僅能減輕故障設備的損壞程度，加快非故

38、障部分的恢復供電，更重要的是提高超高電壓電網系統運行的穩(wěn)定性。 保護動作的快速必然使保護裝置遭受電力系統短路暫態(tài)特性的影響，因為大容量機組的時間常數較大，非周期暫態(tài)電流衰減相當慢加上電流互感應器和電容式電壓互感器的暫態(tài)過程，快速保護容易產生誤動或拒動。</p><p>　　靈敏性。所謂靈敏性是指保護裝置反應故障的能力，通常也稱靈敏度，。靈敏性以靈敏系數定量表示，其值為：常見不利運行方式和不利故障類型下的故

39、障參數與整定動作值之比。另外，在繼電保護要求的“4性”之間經常是矛盾的。例如強調快速性時，有時會影響其它的3個特性，強調選擇性時又往往影響快速性和靈敏性。如何處理“4性”之間的矛盾以求得一個比較完善的保護方案,重要是了解被保護對象，明確矛盾的主次，取得具體問題的矛盾統一【8】。</p><p><b>　　2.4 結論</b></p><p>　　電力系統生產的發(fā)展

40、決定著繼電保護技術的發(fā)展。繼電保護技術是排出電力系統故障和反事故的重要措施。在電站電網建設中，其占投資比例極小，而帶來的經濟效益是非常巨大的。</p><p><b>　　母線保護</b></p><p>　　3.1母線差動保護原理</p><p>　　因為母線上只有進出線路，正常運行情況，進出電流的大小相等，相位相同。如果母線發(fā)生故障，這一平

41、衡就會破壞。有的保護采用比較電流是否平衡，有的保護采用比較電流相位是否一致，有的二者兼有，一旦判別出母線故障，立即啟動保護動作元件，跳開母線上的所有斷路器。如果是雙母線并列運行，有的保護會有選擇地跳開母聯開關和有故障母線的所有進出線路斷路器，以縮小停電范圍。</p><p><b>　　3.2失靈保護</b></p><p>　　母線失靈保護是去跳該母線上的所有斷路母

42、線保護裝置是正確迅速切除母線故障的重要設施,它的拒動和誤動都將給電力系統帶來嚴重危害。母線倒閘操作是電力系統最常見,也是最典型的操作，因其連接元件多，操作工作量大，對運行人員的綜合操作技能也提出了較高的要求?；谝淮卧O備的客觀實在性運行人員對一次設備誤操作所帶來的危害都有一個直接的，較全面的感性認識，但對母線差動保護在倒閘操作過程中進行的一些切換、投退操作則往往認識模糊。母線差動保護范圍是否是確定的，保護對象是否是不變的，通常講的差動保

43、護包含了母線差動保護、變壓器差動保護、發(fā)電機差動保護和線路差動保護。實現差動保護的基本原則是一致，即各側或各元件的電流互感器按差接法接線正常運行，以及保護范圍以外故障時差電流等于零保護范圍內故障時差電流、等于故障電流差動繼電器的動作電流，按躲開外部故障時產生的最大不平衡電流計算整定，但也應該十分清楚，母線差動保護與變壓器差動保護、發(fā)電機差動保護又有很大的不同，即母線的主結線方式會隨母線的倒閘操作而改變運行方式，如雙母線改為單母線運行雙母

44、線并列運行改為雙母線分段并列運行母線元件(如線路、變壓器、發(fā)電機等)可以從這一段母</p><p>　　與其他主設備保護相比較，對母線保護的要求更苛刻：</p><p>　　1、高度的安全性和可靠性 母線保護的拒動及誤動將造成嚴重的后果。母線保護誤動將造成大面積停電；母線保護的拒動更為嚴重，可能造成電力設備的損壞及系統的瓦解。</p><p>　　2、選擇性、動作

45、速度快性 母線保護不但要能很好的區(qū)分內故障和外部故障，還要確定哪條或哪段母線故障。由于母線影響到系統的穩(wěn)定性，盡早發(fā)現并切除故障尤為重要。</p><p>　　本畢業(yè)設計設計的是對母線雙失靈保護，雙失靈保護是有兩套保護裝置分別去啟動兩套失靈保護，即：第一套母線保護裝置啟動第一個跳閘線圈，第二套母線保護裝置啟動第二個跳閘線圈，</p><p>　　圖3-1母線保護裝置啟動原理圖</

46、p><p>　　在雙失靈保護中，失靈保護檢測到此接點動作，且相應相電流大于失靈相電流定值，即：在位置判據中應該跳閘，實際沒有跳閘，所以使得相電流大于失靈相電流定值，邏輯的判斷是在母線保護裝置中進行判斷的，如下圖所示：</p><p>　　圖3-2 母線保護裝置邏輯判斷圖</p><p>　　圖3-3 母線保護裝置邏輯判斷圖</p><p><

47、;b>　　電氣主接線的繪制</b></p><p>　　發(fā)電廠或變電站中的一次設備按照設計要求連接起來，表示產生、匯集和分配電能的電路稱為主接線。電氣主接線圖是指用標準的圖形符號和文字符號表示的電路圖。本畢業(yè)設計通過識圖學習，了解廠家資料，然后使用autoCAD2007對電氣主接線圖進行繪制，本電氣主接線有一回主接線，兩回出線，兩臺SZ11-50000/220GY型號的變壓器，電氣主接線圖繪制如

48、下：</p><p>　　圖4-1 電氣主接線圖</p><p><b>　　短路電流計算</b></p><p>　　各種形式的短路是最多見也是危害最大的故障，所以各種不正常的狀態(tài)或者各種故障在運行的電力系統的電氣設備中，都是必須考慮到的。本設計主要進行了在系統側，220KV母線側，35KV母線側上在最大和最小方式下運行的三相短路電流計算，兩

49、相短路計算，單相短路計算。</p><p>　　在電網方面，做短路電流計算時可以比潮流計算簡化。一般可以忽略線路對地電容和變壓器的勵磁回路，因為短路時電網電壓較低，這些對“地”支路的電流較正常運行時更小，而短路電流很大。另外，在計算高壓電網時還可以忽略電阻。對于必須計及電阻的低壓電網或電纜線路，為避免復數運算可以近似用阻抗模值 進行計算。在標么值運算中采用近似方法，即不考慮變壓器實際變比，而認為變壓器變比均為平均

50、額定電壓之比【4】。</p><p>　　5.1 短路故障產生的原因</p><p>　　當通路的情況發(fā)生在一切不正常的相和相之間的時候就會發(fā)生短路，其是很嚴重的故障在電路系統中。很多的原因都會引發(fā)系統的短路，比如以下：</p><p>　　（1）電路系統中的設備是有客觀的裕度的，當其在正常的運作的時候，其絕緣的部分是足以對電壓進行承受的。但是設備絕緣被破壞的原因很

51、多，比如機械的損傷會發(fā)生在保管、安裝或者運輸中，又比如會加速絕緣部分老化的長期低電壓過電流的原因，上述的這些例子都會導致通路，這是帶電部分的相與相或者相和大地造成的。</p><p>　?。?）短路也可能是大風或者覆冰引發(fā)倒桿和斷線，又或者是閃絡（大氣過電壓）引發(fā)的，這就是不好的自然環(huán)境帶來的影響【6】。</p><p>　　5.2 短路故障的危害</p><p>

52、　　短路會帶來很嚴重的后果，當其發(fā)生在供電的系統中的時候，因為短路的電流比正常的時候要大很多，這是由于短路的時候正常運行的電阻抗會比短路的大很多。</p><p>　?。?）短路電流產生的熱效應</p><p>　　當發(fā)生短路的時候，過熱導致損壞的設備會有很多，這是因為很大的熱量將會因為導體中通過了巨大的短路電流。</p><p><b>　　（2）電動力

53、效應</b></p><p>　　電動力產生在導體間，是因為電動力效應發(fā)生在短路電流中。進一步擴大事故的原因是電動力使電氣設備機械變形，這是因為設備的強度結構不夠大或者電動力太大。</p><p>　?。?）短路系統電壓下降</p><p>　　其中很大的影響是會給用戶帶來當系統短路造成電壓突降。當電燈突然地變暗或者一些氣體放電燈甚至熄滅，這就是電壓突降

54、帶來的。</p><p>　?。?）不對稱短路的磁效應</p><p>　　電動勢是因為當不對稱短路發(fā)生在電力系統中的時候，電流的磁效應產生的磁通會很大地影響旁邊的電路。</p><p>　?。?）由于短路引發(fā)的停電事故</p><p>　　停電事故會給經濟帶來很大的損失，特別是短路引發(fā)的停電，范圍越大的停電是因為電源和短路靠的很近。<

55、/p><p>　?。?）破壞系統穩(wěn)定造成系統瓦解</p><p>　　地區(qū)性或者地域性的大面積停電的形成可能也是短路引發(fā)的，這是因為其可能使得同步運作的各個發(fā)電廠直接是去同步關系，系統的穩(wěn)定被破壞，瓦解了系統的存在【8】。</p><p>　　5.3 對于短路電流進行計算的目的</p><p>　　對于繼電保護裝置的選擇和整定計算。發(fā)生短路故障的

56、支路內的短路電流和其他支路短路電流的分布情況需要被了解，當我們在對保護裝置靈敏度進行檢驗和合理正確裝設保護裝置的時候：最小的短路電流值需要被算出，而且我們還應該算出最大的短路電流量當以最大的方式進行運行的時候：計算的內容還要包括兩相短路電流、三相短路電流甚至單相短路電流【1】。</p><p><b>　　5.4 參數等值</b></p><p>　　1) 線路名稱：

57、南寧線</p><p>　　2) 首端廠站：廣西電場 末端廠站：行健站</p><p><b>　　5.4.1線路介紹</b></p><p>　　本設計線路名稱為電氣班線， 該線路是分裂數為二，鋁制外絞線,1A型鋼內芯，截面約為240平方毫米，線路長度為40 千米。</p><p>　　5.4.2變壓器介紹<

58、;/p><p>　　變壓器使用的是兩臺SZ11-50000/220GY型號，變壓器額定容量為50000/50000kVA，額定頻率是50赫茲，額定電壓為額定電流為131.2/824.8A相數為3，冷卻方式是0NAN，聯接組標號是YNd11。零序阻抗： 125.0Ω</p><p><b>　　5.4.3典型參數</b></p><p>　　線路型號

59、：M＝2*JL/G1A-240 線路長度：L＝40 km；</p><p>　　本設計線路中三相排列方式為水平方式，分裂數為2，分裂距為0.4米，幾何均距為7.5595 米，線徑是21.7 毫米，電阻率為31.5 Ω，截面積是240平方毫米。</p><p>　　5.4.4 運行參數</p><p>　　查閱廠家資料知道最大事故負荷功率：Pmax＝462MW

60、</p><p>　　通過廠家資料得出Pmax由最大事故負荷電流公式：</p><p><b>　　(5.1)</b></p><p>　　通過廠家資料得出Pmax由最小事故負荷阻抗：</p><p><b>　　(5.2)</b></p><p><b>　　5.

61、4.5系統阻抗</b></p><p>　　表5-1 系統阻抗值</p><p>　　5.4.6基準參數選定</p><p>　　SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側UB=37KV，220kV側UB=230KV。</p><p><b>　　5.4.7序網圖：</b></p><

62、p><b>　　圖5-1 正序網</b></p><p><b>　　圖5-2 負序網</b></p><p><b>　　圖5-3 零序網</b></p><p>　　5.4.8阻抗計算（均為標幺值）</p><p>　　系統：最大方式 最小方式</p>

63、<p>　　線路標么值： (5.3)</p><p>　　變壓器標么值T1 (5.4)</p><p>　　變壓器標幺值T2： (5.5)</p>

64、<p><b>　　線路標么值：</b></p><p><b>　　變壓器標么值T1：</b></p><p>　　變壓器標幺值T2： </p><p>　　5.5 最大運行方式下短路電流計算</p><p>　　5.5.1系統等效電路圖：</p><p>　

65、　圖5-4 等效電路圖</p><p>　　5.5.2確定基準值</p><p>　　SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側UB=37KV，220kV側UB=230KV。</p><p><b>　　三相短路電流計算：</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p>

66、;<p><b>　?。?.5）</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　5.5.3最大方式下各短路點短路電流計算</p><p>　　本設計采用近似計算法進行計算，計算先從最大運行方式下d1（系統上），d2（220KV母線），d3點（35KV母線）的三相短路電流的計算開始

67、，然后是三個短路點的兩相短路電流計算，接著計算三個短路點的單相短路電流。</p><p>　　最大運行方式下三相短路電流計算</p><p>　　(1) 最大運行方式下：d1點（系統上）三相短路</p><p><b>　　正序：</b></p><p><b>　　最大短路電流：</b><

68、/p><p>　　(2) 最大運行方式下：d2點（220KV母線）三相短路</p><p><b>　　正序： </b></p><p><b>　　最大三相短路電流：</b></p><p>　　(3) 最大運行方式下d3點（35KV母線）三相短路</p><p>

69、　　最大運行方式下兩相短路電流計算</p><p>　　(1) 最大運行方式下d1點（系統上）兩相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　(2) 最大運行方式下d2點（220KV母線）</p><p><b>　　正，負序：</b></p><

70、;p>　　(3) 最大運行方式d3點（35kv母線）</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　最大運行方式下單相短路電流計算</p><p>　　(1) 最大運行方式下d1點（系統上）單相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p>

71、<p>　　零序電抗較之正序電抗幾乎大三倍，這是由于零序電流三相同相位，相間的互感使每相的等值電感增大的緣故。為了計算方便，本設計零序電抗統一使用正序電抗的三倍來計算。</p><p>　　(2) 最大運行方式下d2點（220KV母線）單相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　(3) 最大運行

72、方式下d3點（35kv母線）單相短路</p><p><b>　　正，負序阻抗：</b></p><p>　　由于在零序網中，從短路點出發(fā)當遇到變壓器接法為Y或者三角時，不計變壓器及其后面的電路，在d3點（35KV）短路處正好出現此種情況所以</p><p>　　5.6 最小運行方式下短路電流計算</p><p>　　5

73、.6.1系統等效電路圖：</p><p>　　圖5-5 系統等效電路圖</p><p>　　5.6.2確定基準值</p><p>　　SB=100MVA，UB=Uav即：35kV側UB=37KV，220kV側UB=231KV。</p><p>　　5.6.3最小方式下各短路點短路電流計算</p><p>　　本設計采用

74、近似計算法進行計算，計算先從最小運行方式下d1（系統上），d2（220KV母線），d3點（35KV母線）的三相短路電流的計算開始，然后是三個短路點的兩相短路電流計算，接著計算三個短路點的單相短路電流。</p><p>　　最小運行方式下三相短路電流計算</p><p>　　(1) 最小運行方式下d1點（系統上）三相短路</p><p>　　(2) 最小運行方式下d

75、2點（220KV母線）三相短路</p><p><b>　　正序： </b></p><p><b>　　最小三相短路電流：</b></p><p>　　(3) 最小運行方式下d3點（35KV母線）三相短路</p><p>　　最小運行方式下兩相短路電流計算</p><

76、p>　　(1) 最小運行方式下d1點（系統上）兩相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　(2) 最小運行方式下d2點（220KV母線）兩相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　(3) 最小運行方式下d3點（35kv母

77、線）兩相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　最小運行方式下單相短路電流計算</p><p>　　(1) 最小運行方式下d1點（系統上）單相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p><b>　　最小單

78、相短路電流：</b></p><p>　　(2) 最小運行方式下d2點（220KV母線）單相短路</p><p><b>　　正，負序：</b></p><p><b>　　最小單相短路電流：</b></p><p>　　(3) 最小運行方式下d3點（35kv母線）單相短路</

79、p><p><b>　　正，負序：</b></p><p>　　由于在零序網中，從短路點出發(fā)當遇到變壓器接法為Y或者三角時，不計變壓器及其后面的電路，在d3點（35KV）短路處正好出現此種情況所以</p><p><b>　　5.7 計算結果</b></p><p>　　以最小運行方式和最大運行方式為依

80、據的關于短路電流計算，系統最大運行方式下短路電流和最小運行方式下短路電流如表：</p><p>　　表5-2 短路電流結果表</p><p><b>　　母線保護整定計算</b></p><p><b>　　6.1 母線參數</b></p><p>　　1. 接入母差回路的最大CT變比 ＝ 1,60

81、0 / 1</p><p>　　2. 最大負荷電流：</p><p>　　3. 接入母差回路的CT變比</p><p>　　南寧線: 1600/1</p><p>　　行健1變: 600/1</p><p><b>　　6.2 整定計算</b></p><p>　　6.2.

82、1 設備參數定值</p><p>　?。?） 定值區(qū)號?。?</p><p>　?。?） 被保護設備為220kV母線</p><p>　?。?） PT一次額定值</p><p>　　計算說明：PT一次額定值：220 kV</p><p><b>　　結果：220 kV</b></p>

83、<p>　?。?） 基準CT一次值</p><p>　　計算說明：基準CT專為母線上各連接元件CT一次值不同的情況而設，一般取多數相同CT變比為差動基準CT一次值，而對于各支路CT一次值差異大于兩倍的情況，為保證計算精度，應將最大CT一次值的二分之一作為基準CT一次值。 接入母差回路的CT變比 南寧線: 1600/1， 行健1變: 600/1，滿足差異大于兩倍的情況，所以基準CT取1600/1的二分之

84、一【2】。</p><p>　　結果基準CT：800/1</p><p>　?。?） 基準CT二次值</p><p>　　計算說明：CT二次額定值(用基準CT)：1 A (基準CT變比取:800/1)</p><p><b>　　結果：1 A</b></p><p><b>　　表6-1

85、 控制字</b></p><p>　　6.2.2母差保護定值</p><p>　?。?）差動起動電流定值</p><p>　　計算說明：差動起動電流高值 保證母線最小運行方式故障時有足夠的靈敏度，靈敏系數不小于2。</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　

86、　式中：Klm—靈敏系數，取≥3；</p><p>　　Ik.min—母線故障最小短路電流。</p><p>　　按躲最大負荷電流整定(不參與最終取值)：</p><p>　　南寧線最大負荷電流 = 1516.0 A</p><p>　?。?.2） </p><p>　　式中：Kk—可靠系數

87、，取1.3；</p><p>　　Ifh.max—母線上諸元件在正常情況下的最大支路負荷電流。</p><p>　　Idz.cd —母差保護起動電流定值</p><p><b>　　具體整定：</b></p><p>　　a.判基準CT變比一次＜2000時，有足夠靈敏度，且，取差動電流起動值；沒有足夠靈敏度時，取。<

88、;/p><p>　　b.判基準CT變比一次≥2000時，有足夠靈敏度，且,取差動電流起動值Idz.cd≥1.2In，沒有足夠靈敏度時，取Idz.cd＝Idz’。</p><p>　　其中：Idz’＝ Ik.min/Klm </p><p>　　式中：Idz’—按保靈敏度的實際整定計算值；</p><p>　　In —CT二次額定值。</p&

89、gt;<p>　　本次設計基準CT一次值為800<2000，所以用整定a來判斷，</p><p>　　結果：差動啟動電流高值Idz.cd＝Idz’=0.74 A</p><p>　　（2） CT斷線告警電流定值</p><p>　　整定原則：躲過正常運行時最大不平衡電流，一般取0.08In （TA變比一次值＜2000）/0.06In（TA變比一次

90、≥2000）</p><p>　　結果：二次值 = 0.08 A </p><p>　?。?） CT斷線閉鎖電流定值</p><p>　　整定原則：躲過正常運行時最大不平衡電流，一般取0.1In（TA變比一次值＜2000）/0.08In（TA變比一次≥2000）</p><p>　　結果：二次值= 0.10 A </p>

91、<p>　　母聯分段失靈電流定值</p><p>　　計算說明： 按母線故障有 3 的靈敏度整定,且上限為400A；下限為0.08In(800/1) = 64A一次值 / 0.08A二次值方式：</p><p>　　行健變停; 故障：廣西電場220母線單相接地;</p><p>　　二次值 ＝ (基準CT變比取:800/1)</p>&l

92、t;p><b>　　結果：0.50A</b></p><p>　?。?） 母聯分段失靈時間定值</p><p>　　整定原則：應大于母聯開關的最大跳閘滅弧時間。</p><p>　　結果：取最大值T=0.3S。</p><p>　　6.2.3失靈保護公共整定值</p><p>　?。?） T

93、gt - 失靈跟跳時間定值</p><p>　　整定原則：母線故障，我們期望快速切除接入該母線的所有開關，包括母聯和分段。優(yōu)先保證快速性。 推薦值為0.15S。</p><p>　　結果：取最小值T=0.15S</p><p>　?。?） TmI - 失靈跳母聯時間定值</p><p>　　整定原則：該時間定值應大于斷路器動作時間和保護返回時

94、間之和，在考慮一定的裕度。推薦值為0.25~0.35S。</p><p>　　結果：取唯最小值T=0.25S。</p><p>　　（3） TsI - 失靈跳母線時間定值</p><p>　　整定原則：該時間定值應在先跳母聯的前提下，加上母聯斷路器的動作時間和保護返回時間之和，在考慮一定的裕度。失靈保護動作時間應在保證動作選擇性的前提下盡可能縮短。推薦值為0.5~0

95、.6s。</p><p>　　結果：取最小值=0.5S。</p><p>　?。?） UsI - 失靈低電壓閉鎖定值</p><p>　　整定原則：應綜合保證與本母線相連的任一線路末端和任一變壓器低壓側發(fā)生對稱短路故障時有足夠的靈敏度Klm≥1.3～1.5，并應在母線最低運行電壓下不動作，一般相電壓取40～46V。而在故障切除后能可靠返回。</p>&

96、lt;p>　　結果：取Usl=40 V </p><p>　?。?） UOsI - 失靈零序電壓閉鎖定值</p><p>　　整定原則：1.按保護范圍末端短路有 2 的靈敏度整定：</p><p>　　南寧線線末故障最小零序電壓 = 50.727KV</p><p>　　故障：行健變220KV母線三相短路;（連接線路末端故障被保護母

97、線最小零序電壓）失靈零序電壓: </p><p>　　★小結：上述計算的最小值為 35.587 V</p><p>　　2.按躲不平衡電壓整定：上下限為 4 - 8 V，母差零序電壓閉鎖值固定6V，失靈零序電壓閉鎖值應比母差的小，因此失靈零序電壓定值不能大于6V。這是因為母差考慮母線本身故障時的零序電壓靈敏度，失靈考慮連接線路末端故障時被保護母線零序電壓靈敏度，后者一定比前者小。取U=6V

98、</p><p><b>　　結果：取U=6V</b></p><p>　?。?） U2sI - 失靈負序電壓閉鎖定值</p><p>　　1.按保護范圍末端短路有 2 的靈敏度整定： 南寧線末故障最小負序電壓 = 50.727 kV 故障：行健變220kv母線單相接地;</p><p>　　失靈負序電壓:

99、 ★小結：上述計算的最小值為 11.527 V</p><p>　　2.按躲不平衡電壓整定：上下限為 2 - 6 V(注：母差負序電壓閉鎖值固定4V)</p><p><b>　　取U1=4V。</b></p><p>　　結果：U2=4 V。</p><p><b>　　表6-2控制字</b

100、></p><p>　　6.2.4 支路失靈保護整定值</p><p>　?。?）支路1失靈起動相電流（線路）</p><p>　　整定原則：小方式下，保線路末端單相故障靈敏度，并盡量躲過正常運行最大負荷電流，若不能滿足，可按相繼動作來考慮。</p><p>　　按?！?.3倍靈敏度，分別計算各出線線末金屬性短路故障的相電流：</

101、p><p>　　滿足靈敏度時，如果Idz1>Kk×Ifh.max（Kk =1.1），取Idz.sl＝1.1×Ifh.max。</p><p>　　Ifh.max×Kk=1516×1.1=1667.6 A——Kk=1.1</p><p>　　Idz1>Ifh.max×Kk，滿足要求</p><

102、;p>　　b.按保≥1.3倍靈敏度，分別計算各出線線末金屬性短路故障相繼動作的相電流：滿足靈敏度時，如果Idz2> Kk×Ifh.max（Kk =1.1），取Idz.sl＝1.1×Ifh.max</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　Idz.sl=Idz2</p><p>　　式中：

103、Klm—靈敏系數，取>1.3；</p><p>　　Ik.min—最小運行方式時，在本線路末端發(fā)生短路故障的最小故障電流；</p><p>　　I’k.min—最小運行方式時，在本線路末端發(fā)生短路故障的相繼動作最小故障電流；</p><p>　　Idz1—保靈敏度計算的失靈電流定值；</p><p>　　Idz2—保靈敏度計算的相繼動作

104、失靈電流定值；</p><p>　　Idz.sl— 失靈整定定值</p><p>　　結果：Idz1=2360.7A>Ifh.max×Kk=1667.6A，滿足要求</p><p>　　所以Idz.l=2360.7A</p><p>　?。?）支路1失靈起動相電流（主變）</p><p>　　整定原則：

105、應保變壓器失靈起動在各側故障時有靈敏度，一般情況下按可靠躲過額定負荷電流來整定。對于500kV主變220kV側失靈相電流在躲其負荷電流與保靈敏度之間存在沖突時，可取0.6 ～0.8Ie（其中Ie— 變壓器額定負荷電流)。</p><p>　　由廠家資料變壓器額定負荷電流Ie=131.2</p><p>　　保靈敏度計算失靈相電流且按可靠躲過額定負荷電流計算失靈電流</p>&

106、lt;p>　　b.按可靠躲過額定負荷電流，Idz.T> Kk×Ifh.max.T（Kk =1.1），否則按保靈敏度取值。</p><p><b>　　其中。</b></p><p>　　S— 變壓器額定容量；</p><p>　　U— 變壓器額定電壓。</p><p>　　結果：一次值Idz.T=6

107、0.55 A</p><p>　　二次值= （基準CT=800/1）</p><p>　　（3）支路1失靈起動零序電流定值(主變)</p><p>　　整定原則：變壓器各側不對稱故障有一定的靈敏度，靈敏系數取Klm≥1.3，零序電流判別元件的定值一般應不大于300A，對不滿足精確工作電流要求的情況，可適當抬高定值，一次值一般取240A～300A。</p>

108、<p>　　結果：一次值=300 A</p><p>　　二次值=300/800=0.375 A</p><p>　?。?）支路1失靈起動負序電流定值</p><p>　　整定原則：變壓器各側不對稱故障有一定的靈敏度，靈敏系數取Klm≥1.3，零序電流判別元件的定值一般應不大于300A，對不滿足精確工作電流要求的情況，可適當抬高定值，一次值一般取240

109、A～300A。</p><p>　　結果：一次值=300 A</p><p>　　二次值=300/800=0.375 A</p><p>　　表6-3 運行方式控制字</p><p>　　表6-4 軟壓板定值</p><p><b>　　識 圖</b></p><p>

110、　　本畢業(yè)設計識圖的內容是PPC16NA--215A 母線保護柜，該保護柜的電源是220V，CT是1A，PT是57.7V，頻率是50Hz,該裝置柜正面是南瑞PCS-915NA保護裝置，打印機層，硬壓板，和FA，YA兩個按鈕。背面是電源，電壓開關和端子排等。該母線保護柜有1臺母線保護裝置ZD-PCS-915NA-1A和1臺窄行針式打印機LQ-300K+兩個裝置.</p><p>　　圖7-1 母線保護柜柜面布置圖

111、</p><p>　　學會看直流電源回路圖，交流電源回路圖，與端子排圖進行比對，在實際工程中才能更準確有效的接線，安裝。如下圖：我們可以通過結合端子排圖和直流電源回路圖，可以看出，端子排ZD1端口是連接到空氣開關1K-3端口的，端子排ZD6是連接到空氣開關1K-1端口。</p><p>　　圖7-2 直流電源回路圖</p><p>　　圖7-3 端子排圖<

112、/p><p>　　母線保護柜對保證電力系統的安全經濟運行，防止事故發(fā)生和擴大起到關鍵性的決定作用。而母線作為電力系統中最重要的元件之一，對母線保護裝置的安全性及可靠性要求極高。通過識圖學習，更加深入的了解廠家資料，對工程概況有了更進一步了解，對在實際工程操作中是非常重要的。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　中國南方

113、電網有限責任公司發(fā)布.南方電網220kV～500kV系統繼電保護整定計算規(guī)程，中國南方電網有限責任公司企業(yè)標準（Q/CSG110028-2012）.2012.4：4-19.</p><p>　　覃松濤.廣西電網繼電保護整定方案.南方電網技術.2013年第7卷第4期.</p><p>　　李光琦.電力系統暫態(tài)分析（第三版）.北京：中國電力出版社,2007：16-39.</p>

114、<p>　　陳珩.電力系統穩(wěn)態(tài)分析（第三版）.北京：中國電力出版社,2007:9-46.</p><p>　　張保會.尹項根.電力系統繼電保護（第二版）.北京：中國電力出版社，2010：6-19.</p><p>　　卓樂友.電力工程電氣設計手冊（二次部分）.北京：中國電力出版社，2007：20-36.</p><p>　　劉萬順.電力系統故障分析.北京：

115、電力工業(yè)出版社，2001：8-16.</p><p>　　韓笑.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南繼電保護分冊.北京：中國水力水電出版社，2008：36-50.</p><p>　　劉然.電力專業(yè)英語.北京：中國電力出版社，2004：10-32.</p><p>　　王基祥.電氣工程實踐訓練.北京：中國電力出版社.2007：12-16.</p><p>

116、;　　THOR J.S.The Application of an Adaptive Technology to powerSystem Protection and Control.Paris:CIGRE,2010:15-96.</p><p>　　SOCW,LIKK.Time Coordination Method for power System Protection by Evolutionary Al

117、gorithm. IEEE Trans on Ind,2011,36(5):1235-1241.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　母線保護定值單</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計已經接近了尾聲

118、，這也意味著我的大學生活就要結束了，大學生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實，當我寫完這篇畢業(yè)論文的時候，有一種如釋重負的感覺，感慨良多。首先，我要特別感謝我的指導老師柳影老師。做設計的過程是艱辛的，但是在我的努力之下還是完成了。在這個過程中柳影老師給了我很大的的幫助，沒有她的悉心指導和嚴格的要求，我也不會順利完成這次設計。每次遇到難題，我最先做的就是向柳影老師尋求幫助，而柳影老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解

119、決的辦法。這幾個月以來，柳影老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷，在此謹向柳影老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時，感謝所有任課老師和所有幫助過我的同學和朋友們，是你們教了我很多專業(yè)上的知識，在生活上給予我?guī)椭囵B(yǎng)了我學習的能力和更加明白做人的道理。正是由于你們，我在各方面有了很大的進步。再次向我的老師，同學們，朋友們表達我真摯的謝意，祝所有老師桃李滿天下！祝同學朋友們前程似錦！謝謝！</p>