第2章 运行方式与序网等值图
继电保护整定计算用的运行方式是在电力系统允许方式确定的条件下，在不影响继电保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的，特别是有的问题主要是从继电保护方面考虑决定的。整定计算的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护实效，也会影响到继电保护配置和选型的正确性。
2．1 运行方式的选择
我们所选定的保护方式必须考虑运行方式变化所带来的影响。在不同系统运行方式下都应能够满足选择性和灵敏性的要求，对于过流保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定整定值，以保证选择性，根据系统最小运行方式来校验其保护灵敏度，以保证其灵敏度。
最大及最小运行方式的选择，要根据保护的要求以及系统的主接线运行综合考虑。总原则如下：
1、保证系统在正常运行方式下，保护对各种故障都有较好的工作性能和较高的灵敏度；
2、考虑系统在实际可能检修的情况下，发生故障时，保护能满足所规定的要求； 3、不考虑极少见的特殊方式，必要时，可采取特殊措施加以解决。 本设计电网最大运行方式和最小运行方式已给定，见表1—1：
表2—1：运行方式
2．2 系统中各元件的主要参数
计算系统中各元件的主要参数标幺值时，取基准值如下： 基准功率：S J =1000MVA 基准电压：U J =230kV 基准电流： IJ = SJ ／(
3
·U J )=1000/(
3
·230)=2.51kA
基准电抗： XJ = UJ ²/ SJ =230²/1000=52.9Ω
2.2.1 电机及等值系统参数：
X"
d
*
=
X" d
*
⨯S P e
J
100
cos
ϕ
A 厂1#机： X 系统Ⅰ：
d 1*
''
''2*==X d
21. 78⨯1000100⨯150
⨯0. 85=1. 234
X Ⅰ1max*=XⅠ2max*=0.63 XⅠ1min*=XⅠ2min*=0.42 X Ⅰ0max*=1.47 XⅠ0min*=1.26 系统Ⅱ：
X Ⅱ1max*=XⅡ2max*=0.77 XⅡ1min*=XⅡ2min*=0.54 X Ⅱ0max*=1.78 XⅡ1min*=1.06 C 厂1#、2#机： C 厂3#、4#机：
''1*=X d ''2*=X d
21. 5⨯1000100⨯150
⨯0. 85=1. 462
''1*=X d ''2*=X d
17. 47⨯1000100⨯250
⨯0. 85=0. 594
2.2.2 变压器及等值系统参数：
① 双绕组变压器：
U
K
X
B *
=
U
K
%⨯S
J
100⨯S e
%
：变压器短路电压百分比。
S
e
：变压器的额定容量。
②三绕组变压器：
U
U
K I
%=
12
[U
12
K
(I-∏)%+U
K
(I-Ⅲ)%-U
K
(∏
-Ⅲ
)%
]
U
K ∏
%=
[U K (I-∏)%
+U
K (∏-Ⅲ
)%-U
K (I-Ⅲ
)%
]
K Ⅲ
%=
12
[U K (I-Ⅲ)%
+U
K (∏-Ⅲ
)%-U
K (I-∏
)%
]
⎛U K Ⅰ%⨯S J X B I*=
100⨯S e
U K Ⅱ%⨯S J X B ∏*=
100⨯S e
U K Ⅲ%⨯S J
X =B Ⅲ*
100⨯S e
⎝⎫
1⎛⎫⎪
14+23. 2-7. 46]=14. 87⎪ U K I%=[⎪2 ⎪
⎪1 ⎪
14+7. 46=23. 2]=-0. 87⎪⇒B 站U K ∏%=[ ⎪2⎪
⎪1⎪[]U %=23. 2+7. 46-14=8. 33 ⎪K Ⅲ
⎪2⎝⎭⎭
∴A 站1#变：
X
B *
=
12. 2⨯1000100⨯180
=0. 68
B 站1#变：
X
B I*
=
14. 87⨯1000100⨯120
=1. 239
同理:
X
B ∏*
=-0. 0725X
B Ⅲ*
=0. 694
D 站1#、2#变和E 站1#、2#变算法同B 站。C 站1#、2#、3#、4#变算法同A 站。各站变压器参数计算结果（标幺值）如下表： 表2—2：变压器电抗
2.2.3 输电线路的参数
计算时线路单位长度的电抗为X 1=X2=0.41Ω/KM，线路的阻抗φ=800 电抗的计算. 有名值 X=XL 标幺值 X* =XL/ZJ 零序电抗的计算 有名值: XD =3X 标幺值：X D*=3X* 在双回线上 单回:X0=3X XD*=3X* 双回:X0=5X XD*=5X* 计算出的输电线路参数见表2-3。 关于零序电抗的计算:
发电厂:由于本系统主变低压侧均为△接线, 零序电流在△侧自成回路, 不流入发电机, 故零序网络中没有发电机零序电抗.
变压器:由于是静止电机且三相对称, 所以, 本设计取X1=X2=X0，其计算参数结果见表2-3。
有关线路参数计算结果见表2-4。 公式如下： 负荷电流I f =P/(
3
U b ), If*=Pm/(Sb cos φ) ；
3
负荷阻抗Z=Ub cos φ/(Z *=Ub cos φ/(
3
I f ),
I f*)
表2-3 输电线路参数计算结果表
表2-4 输电线路最大负荷电流及最小负荷阻抗计算表
2．3 变压器中性点的接地原则
在接地电流系统中，中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况对电网中不同地点的零序电流和零序电压有很大影响。因此，变压器的中性点是否接地应根据不同运行方式电网发生接地短路时，要求在满足保护装置特性配合的情况下，中性点直接接地变压器的数量尽可能少。而且，在系统处于各种不同运行方式下，发生单相接地短路时，零序电流和零序电压的分布尽可能不变，其接地原则有如下几条：
1在单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电站变压器中性点应接地。
2 在具有两台以上的变压器，而且是双母线固定连接方式运行的发电厂和高压母线上有两回以上电源联络线的变电所，每组母线上至少有一台变压器的中性点直接接地，这样当母联开关断开后，每组母线上至少保留有一台变压器的中性点直接接地。
3 在单电源网络中，终端变电所的变压器中性点一般不应接地。
4 在多电源的网络中，每个电源处至少应该有一个中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其它电源切断联系时，形成中性点不接地系统。
5 变压器低压侧接入电源，当大接地电流电网中发生接地短路而该电源的容量能够维持接地点发生的电弧时，则变压器的中性点应该接地，如果该电源的容量不是足以维持接地电弧时，则中性点不接地。
6 为便于线路接地保护配合，在低压侧没有电源的枢纽变电所，部分变压器的中性点应直接接地。
7 接在分支线上的变电所，低压侧虽无电源，但变压器低压侧是并联运行的，为使横差差动保护正确动作，变压器的中性点应接地。
8 自耦变压器由于绝缘要求，中性点必须接地。 根据以上所述原则，本设计的系统作如下选择接地点：
① A站 主变中性点应直接接地，当线路AB 发生接地短路故障时，该主变流过零序电流。
② C站 1#、2#及3#、4#主变为双母线同时运行，且在最小运行方式下4#机停运，故1#、3#或2#、3#接地。
③ D站 1#、2#均为自耦变压器，为了在最大、最小运行方式运行系统Ⅱ或CD 线发生接地短路，主变均可流过零序电流，1#、2#主变均应接地。E 站根据第6条任选一台接地。
④ B站系统有一台变压器接地，故三圈变压器不接地。
2．4 正序、负序、零序等值网络图
2．4．1正序、负序等值网络图 ① 最大运行方式图
② 最小运行方式图
2．4．2零序等值网络图 ① 最大运行方式图
② 最小运行方式图
第2章 运行方式与序网等值图
继电保护整定计算用的运行方式是在电力系统允许方式确定的条件下，在不影响继电保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的，特别是有的问题主要是从继电保护方面考虑决定的。整定计算的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护实效，也会影响到继电保护配置和选型的正确性。
2．1 运行方式的选择
我们所选定的保护方式必须考虑运行方式变化所带来的影响。在不同系统运行方式下都应能够满足选择性和灵敏性的要求，对于过流保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定整定值，以保证选择性，根据系统最小运行方式来校验其保护灵敏度，以保证其灵敏度。
最大及最小运行方式的选择，要根据保护的要求以及系统的主接线运行综合考虑。总原则如下：
1、保证系统在正常运行方式下，保护对各种故障都有较好的工作性能和较高的灵敏度；
2、考虑系统在实际可能检修的情况下，发生故障时，保护能满足所规定的要求； 3、不考虑极少见的特殊方式，必要时，可采取特殊措施加以解决。 本设计电网最大运行方式和最小运行方式已给定，见表1—1：
表2—1：运行方式
2．2 系统中各元件的主要参数
计算系统中各元件的主要参数标幺值时，取基准值如下： 基准功率：S J =1000MVA 基准电压：U J =230kV 基准电流： IJ = SJ ／(
3
·U J )=1000/(
3
·230)=2.51kA
基准电抗： XJ = UJ ²/ SJ =230²/1000=52.9Ω
2.2.1 电机及等值系统参数：
X"
d
*
=
X" d
*
⨯S P e
J
100
cos
ϕ
A 厂1#机： X 系统Ⅰ：
d 1*
''
''2*==X d
21. 78⨯1000100⨯150
⨯0. 85=1. 234
X Ⅰ1max*=XⅠ2max*=0.63 XⅠ1min*=XⅠ2min*=0.42 X Ⅰ0max*=1.47 XⅠ0min*=1.26 系统Ⅱ：
X Ⅱ1max*=XⅡ2max*=0.77 XⅡ1min*=XⅡ2min*=0.54 X Ⅱ0max*=1.78 XⅡ1min*=1.06 C 厂1#、2#机： C 厂3#、4#机：
''1*=X d ''2*=X d
21. 5⨯1000100⨯150
⨯0. 85=1. 462
''1*=X d ''2*=X d
17. 47⨯1000100⨯250
⨯0. 85=0. 594
2.2.2 变压器及等值系统参数：
① 双绕组变压器：
U
K
X
B *
=
U
K
%⨯S
J
100⨯S e
%
：变压器短路电压百分比。
S
e
：变压器的额定容量。
②三绕组变压器：
U
U
K I
%=
12
[U
12
K
(I-∏)%+U
K
(I-Ⅲ)%-U
K
(∏
-Ⅲ
)%
]
U
K ∏
%=
[U K (I-∏)%
+U
K (∏-Ⅲ
)%-U
K (I-Ⅲ
)%
]
K Ⅲ
%=
12
[U K (I-Ⅲ)%
+U
K (∏-Ⅲ
)%-U
K (I-∏
)%
]
⎛U K Ⅰ%⨯S J X B I*=
100⨯S e
U K Ⅱ%⨯S J X B ∏*=
100⨯S e
U K Ⅲ%⨯S J
X =B Ⅲ*
100⨯S e
⎝⎫
1⎛⎫⎪
14+23. 2-7. 46]=14. 87⎪ U K I%=[⎪2 ⎪
⎪1 ⎪
14+7. 46=23. 2]=-0. 87⎪⇒B 站U K ∏%=[ ⎪2⎪
⎪1⎪[]U %=23. 2+7. 46-14=8. 33 ⎪K Ⅲ
⎪2⎝⎭⎭
∴A 站1#变：
X
B *
=
12. 2⨯1000100⨯180
=0. 68
B 站1#变：
X
B I*
=
14. 87⨯1000100⨯120
=1. 239
同理:
X
B ∏*
=-0. 0725X
B Ⅲ*
=0. 694
D 站1#、2#变和E 站1#、2#变算法同B 站。C 站1#、2#、3#、4#变算法同A 站。各站变压器参数计算结果（标幺值）如下表： 表2—2：变压器电抗
2.2.3 输电线路的参数
计算时线路单位长度的电抗为X 1=X2=0.41Ω/KM，线路的阻抗φ=800 电抗的计算. 有名值 X=XL 标幺值 X* =XL/ZJ 零序电抗的计算 有名值: XD =3X 标幺值：X D*=3X* 在双回线上 单回:X0=3X XD*=3X* 双回:X0=5X XD*=5X* 计算出的输电线路参数见表2-3。 关于零序电抗的计算:
发电厂:由于本系统主变低压侧均为△接线, 零序电流在△侧自成回路, 不流入发电机, 故零序网络中没有发电机零序电抗.
变压器:由于是静止电机且三相对称, 所以, 本设计取X1=X2=X0，其计算参数结果见表2-3。
有关线路参数计算结果见表2-4。 公式如下： 负荷电流I f =P/(
3
U b ), If*=Pm/(Sb cos φ) ；
3
负荷阻抗Z=Ub cos φ/(Z *=Ub cos φ/(
3
I f ),
I f*)
表2-3 输电线路参数计算结果表
表2-4 输电线路最大负荷电流及最小负荷阻抗计算表
2．3 变压器中性点的接地原则
在接地电流系统中，中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况对电网中不同地点的零序电流和零序电压有很大影响。因此，变压器的中性点是否接地应根据不同运行方式电网发生接地短路时，要求在满足保护装置特性配合的情况下，中性点直接接地变压器的数量尽可能少。而且，在系统处于各种不同运行方式下，发生单相接地短路时，零序电流和零序电压的分布尽可能不变，其接地原则有如下几条：
1在单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电站变压器中性点应接地。
2 在具有两台以上的变压器，而且是双母线固定连接方式运行的发电厂和高压母线上有两回以上电源联络线的变电所，每组母线上至少有一台变压器的中性点直接接地，这样当母联开关断开后，每组母线上至少保留有一台变压器的中性点直接接地。
3 在单电源网络中，终端变电所的变压器中性点一般不应接地。
4 在多电源的网络中，每个电源处至少应该有一个中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其它电源切断联系时，形成中性点不接地系统。
5 变压器低压侧接入电源，当大接地电流电网中发生接地短路而该电源的容量能够维持接地点发生的电弧时，则变压器的中性点应该接地，如果该电源的容量不是足以维持接地电弧时，则中性点不接地。
6 为便于线路接地保护配合，在低压侧没有电源的枢纽变电所，部分变压器的中性点应直接接地。
7 接在分支线上的变电所，低压侧虽无电源，但变压器低压侧是并联运行的，为使横差差动保护正确动作，变压器的中性点应接地。
8 自耦变压器由于绝缘要求，中性点必须接地。 根据以上所述原则，本设计的系统作如下选择接地点：
① A站 主变中性点应直接接地，当线路AB 发生接地短路故障时，该主变流过零序电流。
② C站 1#、2#及3#、4#主变为双母线同时运行，且在最小运行方式下4#机停运，故1#、3#或2#、3#接地。
③ D站 1#、2#均为自耦变压器，为了在最大、最小运行方式运行系统Ⅱ或CD 线发生接地短路，主变均可流过零序电流，1#、2#主变均应接地。E 站根据第6条任选一台接地。
④ B站系统有一台变压器接地，故三圈变压器不接地。
2．4 正序、负序、零序等值网络图
2．4．1正序、负序等值网络图 ① 最大运行方式图
② 最小运行方式图
2．4．2零序等值网络图 ① 最大运行方式图
② 最小运行方式图