继电保护整定计算软件设计原理培训讲义(编辑修改稿)

继电保护整定计算软件设计原理培训讲义(编辑修改稿)内容摘要：

Z， 存在折算。 1） 按定义 计算 ： BS =100MVA 如： 取定 BI 、 BZ （ 220kV） BU =220kV 9 对于 35kV系统的阻抗，其标幺值计算，首先将其有名值折算到 220kV， 再除以基准值，如下式： Z* 2( 35 )2( 35 )( 35 ) 220()35kVBBZZKZZ 其计算过程是对分子 折算。 2） 先算各电压等级基准值，再算 标幺 值 BS =1000MVA BI B(35)I 取定   BU =220kV BZ B(35)Z Z* ( 3 5 ) ( 3 5 )( 3 5 ) 2( 3 5 ) /kV kvkV B kV BZZZ Z K 其过程是对分母折算， 现场常用方法。 3） 工程算法（近似） 实际的系统中， 由于电力传送过程中，在线路上的压降使得受端电压变低。 而运行要求 受端母线电压达到额定 ， 为此，送端往 往 变压器额定电压 按 设计。 这样就使得同一个电压等级下，出现不同的额定电压，基准应如何取。 工程上，取平均： BU =+Ue2 ==Uav 即在同一 电压等级中，忽略 Ue 的差别，统一成 Uav。 基准： BS =100 or 1000MVA 500 525 220 231 BU =Uav 110 115  BI ， BZ 35 37 10 如： 220kV等级设备 其 Ue=242kV， 阻抗值为 Z， 则： Z*BZZ 而不必考虑 Ue 和 BU 不同 的折算。 这就是实际工作中通行的标幺值计算方法 ，也是规程规定的算法，也是软件采用的算法。 10 元件各序等值计算 一 、 设备类型： 发电机、变压器、线路、电抗器、 电 容器、母线、开关、刀闸 有阻抗元件 按阻抗： 无阻抗元件 两端 按端点： 三端 四端 二、等值原因 不对称故障计算 对称分量法 ，把故障点的不对称电气量 分解为三个对称的分量，电力系统基本可看成是一个线性系统，这样故障后的状态就可分解为单独在各序分量作用下的序网。 先在序网中进行求解，再合成。 A A A A B C  + + C B C B B C 1 2 0 所以必须首先研究 在正序、负序、零序分量作用下，每个元件呈现什么 阻抗特性，等值 阻抗支路。 序阻抗的概念：序阻抗是针对三相而言的。 正序阻抗＝正序电压 /正序电流 负序阻抗＝负序电压 /负序电流 零序阻抗＝零序电压 /零序电流 三、 主要元件 等值 1． 输电线路 及电缆 单导线 — 地回路 ，相－地回路。 LZ  整个回路 阻抗： LZ =R++ gl 39。 gDr （Ω /km） ，叫做自阻抗。 11 其中 ， R— 直流电阻 ， 39。 r — 计算半径， gD =660f a b 两导线 — 地 两导线 的自阻抗 LZ 同上 ，同时交流系统两导线间存在互阻抗，计算方法为： MZ =+ gl gavDD 其中 ， avD = abD ，两导线间均距。 1）正序参数 所谓线路的正序阻抗，就是施加三相正序电流，产生三相正序电压，用一相电压除以一相电流得到的阻抗，就是正序阻抗，显然三相的正序阻抗是相同的。 可用试验方法计算，末端短路，首端正序加压。 . . . .U = I Z + I Z + I ZA A L B M c M  ..I Z (I I )ZA L B c M .I Z I ZA L A M .(Z Z )IL M A 1 UDZ Z Z R + j0 . 1 4 4 5 gI39。 A LMA avl r    其中， 3D D D Dav ab bc ac ，三相间的几何均距。 2）负序 ： 显然其分析过程与结论，与正序完全一样 ， 21ZZ。 3）零序： 所谓线路的零序阻抗，就是施加三相零序电流，产生三相零序电压，用一相电压除以一相电流得到的阻抗，就是零序阻抗，显然三相的零序阻抗是相同的。 可用试验方法计算，末端短路，首端零序加压。 . . . .U = I Z + I Z + I ZA A L B M c M 12 (Z 2Z )IL M A .0 .UZ = Z 2 ZI A LMA 23DR 0 . 0 5 j 0 . 4 3 3 5 g39。 Davgl r   4） 小结 ： a) 从以上分析可看出，输电线路的相与相之间存在互感，等值序阻抗中已经考虑。 对于双回线， 通过电压方程可看出，另一回线的正负序电流通过互阻抗的影响合成为零， 正负序阻抗 与 单回线相同；而 双回线 零序则存在互 阻抗。 b）输电线路的正零序阻抗不相等，这个特点导致输电线路出现零序补偿系数的概念。 c） 一般 1Z 、 2Z 、 0Z 均已知 或实测； 未知，可用 上述理论 计算。 d） 得到线路全长的正序后，再计算其标幺，112SZZUBBl 2． 变压器 1） 正序及负序 ： 对于 单相变压器 ，其等值如图： IX 39。 IIX  Xlc 电力系统：三相变压器。 与线路不同， 每相的磁通几乎全部是通过自身的铁芯磁路 和绕组 ， 相与相之间不存在互感。 a． 三相两绕组变压器 在三相正序作用下， 三相的磁通也是正序， 0 cba ，所以三个单相变压器组、三相三柱式、三相四柱式 、 三相五柱式等形式是一样的， 等效于 三个 单相 变压器，在正序分量作用下，用一相电压除以一相电 流得到阻抗即是变压器的正序阻抗，显然三相是一样的。 IX 39。 IIX Xlc = IX + 39。 IIX Xlc  13 原付边的 R 分量很小，一般忽略，而励磁电抗一般是漏抗的 上 百 倍，所以等效为开路。 Z1 =XK ， 通过 短路试验确定 Z1。 付边三相短路，原边施加三相正序电压 ，直至电流达到额定，记录电压。 K K K KeU I X U % X   再 折算到 统一基准标幺， 2 2KBB1 2 K KBBe eeeU UU Z SX = X = = U / = UZ S S S b．三绕组 三相 三 绕组变压器，在三相正序作用下， 也 等效于 三个 单相 三绕组变压器，在正序分量作用下，用一相电压除以一相电流得到阻抗即是变压器的正序阻抗，显然三相是一样的。 II IX IIX I ecX IIIX  III 等效电路如图，忽略励磁支路后是一个由三个支路 构成的三端元件，下一步就是如何确定三个支路的阻抗。 方法仍然是通过短路试验。 III I IIU =X X I I I I I I I I I I I I I1X = ( U U U )2    IIII I IIIU =X+X  IIX= IIIII II IIIU =X +X IIIX= 转化成统一 标幺 下 ，同上。 同理 负序 注 ：各侧容量不等时，注意折算。 2）变压器零序等值 同样参照单相变压器，但注意 零序的特点 ： a) 结构形 式 三相三柱式，不通 Xec 三相四柱式 零序电流  零序磁通  三相五柱式 Xec 三个单相变 电力 系统中 最常见的是 三相三柱式 变压器，在考虑其零序等值时， XLc 不能简单地处理为开路，其数值大约是 8 到 10 倍的漏抗。 等值处理可按三种方法： 14 实测 一般按正序的 倍考虑 按与正序相等（认为励磁支路开路） 总之， 结构形 式决定了变压器零序等效电路的励磁支路。 b） 接线形式： Y， △， 零序电流的特点决定了其只能通过大地构成回路。 对于 Y、 △ ，显然是不通的，等效为开路。 对于 Yn，则要看变压器付边零序电流是否能流通。 小结： 1 1 变压 器绕组接法 开关位置 端点与外电路解接法 Y 1 断开 Yn 2 连接 ∆ 3 与外电路断开，与 3 短接 对于三绕组，情况一样。 三绕组变压器（ 以及 四绕组 Y0/Y0/Y/△ ）接线方式一般肯定有2 2 3 3 外电路 外电路 15 一个△绕组（改善电压波形质量） ， 同时高压侧是大电流接地系统 Y0。 最常见： Y0/Y0/△ ，通常通过 实验方法 实测 确定零序 参数。 I 加零序电压， II 开路 A= XI + XIII I 开路， II 加压 B= XII + XIII I 加压， II 短路 C= XI + XII || XIII I 短路， II 加压 D= XII + XI || XIII 然后三个式子联立，解出各侧阻抗，在归算到统一基准下的标幺。 3．发电机 发电机是一个有源元件、两端元件。 1dX=X39。 39。 2 2d e e B B1 d dB e B eX 39。 39。 Z U U SX = X 39。 39。 / X 39。 39。 Z S S S 负序： X2 近似 X2 = X1 零序： Xo Xo = ， 但中性点不接地 ，不考虑。 4．系统 是一个等值概念， 将一个电网向某个母线（节点） 等值而出现的，在等值过程中考虑运行方式，正序和零序会出现最大和最小参数。 符号 ，与发电机类似。 X1min X1max X0min X0max 系统是怎么 等值 来的。 16 如： 等值到 M 母线 正序：1 d T1 L 1m in 11X ( X 39。 39。 X ) X32  ，三机全开，双回线运行。 1 d T L 1m axX =X 39。 39。 +X +X，开一机，单回线运行。 负序同上 零序：与变压器接地方式有关，两台主变接地 0 T L 0m in 11X X X22 0 T L0maxX =X +X 注： 1）对于复杂电网，手工计算几乎不可能，一般采用软件计算。 2） 发电机端电压 往往是非标的 ： 1 1 21，计算时，不能按向就近的电压等级靠， 而是要 默认。