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保护参数的计算
2025-09-29 17:02:32 责编:小OO
文档
线路、变压器参数计算

第一部分:线路

一:线路参数表

输电线路参数统计

线路名称线路长度起止杆号铁塔钢管杆耐张转角直线钢管杆直线塔
110kV包棉线

 (鹿钢变 ~棉纺变)

10.373km1-72号

27023481
导线型号地线型号地线长度绝缘子型号运行日期
LGJ-240/30GJ-50(6-72#)

OPGW

9.660km

10.373km

FXBW-110/100          年  月

备注1-6号架空地线为双根OPGW光缆。右线OPGW光缆为OPGW-2S1/16-32B1(优化线路);左线OPGW光缆1-9号为OPGW-2S1/16-16B1,9-72号为OPGW-2S1/16-32B1。

鹿钢变电缆出线,电缆型号:YJLW03-/110KV-1*630,长度320米。

棉纺变电缆出线,电缆型号:YJLW03-/110KV-1*630,长度860米。

包棉线1-39号、39-72号分别与鹿钢变-南排变线路、召庙变-棉纺变线路同塔并架。其中,1-6号为六回路钢管杆,与优化线、鹿钢变-包钢新建79#变线路同塔并架。7-9号与鹿钢变-包钢新建79#变线路同塔并架。

线路相序图:

线路平面单线图:

备注:

杆塔示意图见附页

附页:棉线杆塔示意图

垂直排列1(包棉线挂在中回路)

垂直排列2(包棉线挂在中回路)

垂直排列4

垂直排列3(棉纺线挂在上回路)

垂直排列5

垂直排列6

首先看懂线路参数表的内容:

1、线路的长度

2、线路的型号

3、线路的排列方式

4、备注内容

二、线路几何均距的计算

1、明确三相的排列方式及相与相间的距离

       水平排列、           三角排列、               垂直排列等……

几何均距的计算公式:Dcp=3√(AB× BC×CA)

 例如:AB=4.7768 m

BC=5.7762 m

CA=6.11248 m

Dcp=3√(AB× BC×CA)

=3√(4.7768×5.7762×6.11248)

=5.5287 m    

取:5.5 m

三、线路等值阻抗的计算公式

1、线路的电阻R

          R=ρ.L/S     

公式中:ρ---电阻率,铝为31.5(Ω.mm2/Km)、 铜为18.8(Ω.mm2/Km)

                   L---导线长度

S---导线截面积

2、线路的电抗X

单导线:x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157(Ω/km)

公式中:Djj-----三相导线的几何均距(计算出来的)

rdz -----每相导线的等值半径(cm)。计算公式为rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

   = 1√(r·djj 1¯ ¹)

   = r(从书中查---导线中次导线半径)

导线:x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

            公式中:Djj-----三相导线的几何均距(计算出来的)

rdz -----每相导线的等值半径(cm)。计算公式为rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

a-----每相导线的根数

其中:rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

                   当线路为双导线时a=2

                   则:rdz= ²√(r·djj ²¯ ¹)=√(r·djj )

                       公式中:r -----导线中次导线半径(从书中查)       

djj -----每相次导线间的几何均距         

式中:djj=σ·d=σ×400(mm)

                                   当线路为双导线时σ=1

                              公式中:σ-----次导线排列方式 

                                           二σ=1 

                                           三(正三角)σ=1      

三(水平)σ=1.26

d-----次导线距离,一般取400(mm)    

3、线路的阻抗Z

有名值:Z=√(R²+ X²)

标幺值:Z*=Z×Sj/Ucp²=

                         公式中:Sj-----系统基准容量100MVA

Ucp-----平均电压,220KV为230KV、

 110KV为115KV、

35KV为37KV

10KV为10.5KV

4、线路阻抗角Ф

Ф=arctg(X/R)

第二部分:变压器

一、变压器参数表

电   力   变   压   器   参   数

站名:                 编号:                   投运日期: 

制造厂:               出厂日期:               型式:

变压器的额定容量(KVA)

高侧150000变压器接线组别YNyn0+d11接线

中侧150000
低侧150000变压器低压侧配套电抗器实测阻抗(Ω)

变压器冷却方式
变压器的额定电压比220±8×1.25%/37/10.5KV 

周率
变压器的短路电压高中UGZ%  (U12%)

高低UGD%  (U13%)

中低UZD%   (U23%)

13.99%    22.62%     6.37%
变压器的短路损耗高中(千瓦)   ΔP12

高低(千瓦)ΔP13

中低(千瓦) ΔP23

空载电流空载损耗额定电流
零序阻抗测量联结阻别项目名称送电端子开路端子短路端子阻抗Ω

高压

零序阻抗

ABC-0

Am、Bm、Cm、0m

a、b、c、o

---72.81

(Z1)

abcoAmBmCm-0m

44.66

(Z3)

中压

零序阻抗

AmBmCm-0m

A、B、C、0

a、b、c、o

---0.62

(Z2)

abcoABC-0

0.4

(Z4)

电压分接头 

分接头高压中压低压分接头高压中压低压
位置

电压电流电压

位置

电流

电压电流
19
10
211
12
313
14
415
16
517
18
619
20
721
22
823
24
填报责任单位:        填报责任人员:        填报时间:                 单位盖章

首先看懂线路参数表的内容:

1、变压器的容量及容量比

2、变压器的电压比及分头

3、变压器的接线方式

4、备注内容

二、变压器等值阻抗的计算

   1、变压器的电阻值R

     (1)两卷变压器的电阻值R

R=ΔP.Ue2.103/Se2  (Ω)

公式中:R1------变压器绕组电阻值

ΔP1------变压器的短路损耗值

Ue------变压器高压侧额定电压

Se------变压器高压侧额定容量

(2)三卷变压器的电阻值R

高压侧R1=ΔP1.Ue2.103/Se2  (Ω)

中压侧R2=ΔP2.Ue2.103/Se2  (Ω)

低压侧R3=ΔP3.Ue2.103/Se2  (Ω)

            公式中:R1------变压器高压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)

R2------变压器中压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)

R3------变压器低压侧绕组电阻值(归算到变压器高压侧)

ΔP1------变压器高压侧绕组的短路损耗值

ΔP2------变压器中压侧绕组的短路损耗值

ΔP3------变压器低压侧绕组的短路损耗值

Ue------变压器高压侧额定电压

Se------变压器高压侧额定容量

        其中:

ΔP1=(ΔP12 +ΔP13 -ΔP23)/2

ΔP2=(ΔP12 +ΔP23 -ΔP12)/2

ΔP3=(ΔP13 +ΔP23 -ΔP12)/2

公式中:ΔP1、ΔP2、ΔP13----各绕组的短路损耗

ΔP12、ΔP13、ΔP23----各绕组间的短路损耗

其中:ΔP12 ----高对中绕组间的短路损耗

ΔP13 ----高对低绕组间的短路损耗

ΔP23----中对低绕组间的短路损耗

经验:计算保护定值时,由于变压器的电阻值与变压器电抗值相比小的很多,则一般只考虑变压器的电抗值,其变压器电阻值忽略不计。

2、变压器的电抗值X

(1)两卷变压器的电抗值X

X=Ud(%).Ue2.10/Se  (Ω)

公式中:X------变压器绕组电抗值

Ud(%)------变压器的短路阻抗

Ue------变压器高压侧额定电压

Se------变压器高压侧额定容量

(2)三卷变压器的电抗值X

高压侧X1= Ud1(%).Ue2.10/Se  (Ω)

中压侧X2= Ud2(%).Ue2.10/Se  (Ω)

低压侧X3= Ud3(%).Ue2.10/Se  (Ω)

            公式中:X1------变压器高压侧绕组电抗值(归算到变压器高压侧)

X2------变压器中压侧绕组电抗值(归算到变压器高压侧)

X3------变压器低压侧绕组电抗值(归算到变压器高压侧)

Ud1(%)------变压器高压侧的短路阻抗

Ud2(%)------变压器中压侧的短路阻抗

Ud3(%)------变压器低压侧的短路阻抗

Ue------变压器高压侧额定电压

Se------变压器高压侧额定容量

        其中:

Ud1%=(Ud12%+ Ud13%-Ud23%)/2

Ud2%=(Ud12%+ Ud23%-Ud13%)/2

Ud3%=(Ud13%+ Ud23%-Ud12%)/2

公式中:Ud1%、Ud2%、Ud3%----各侧的短路阻抗

Ud12%、Ud13%、Ud23%3----各侧间的短路阻抗

其中:Ud12% ----高对中侧的短路阻抗

Ud13% ----高对低侧的短路阻抗

Ud23%----中对低侧的短路阻抗

第三部分:标幺值

一、定义

     有名值与基准值的比值为标幺值。

二、基准值

     1、基准容量Sj

本系统的基准容量为100MVA

 2、基准电压Uj

220KV的基准电压为230KV

110KV的基准电压为115KV 

35KV的基准电压为37KV 

10KV的基准电压为10.5KV

6KV的基准电压为6.3KV

3、基准电流Ij

       计算公式:Ij=Sj /(√3.Uj)

则: 220KV的基准电流为Ij= Sj /(√3.Uj)=100×103/(√3×230)=A

110KV的基准电流为Ij= Sj /(√3.Uj)=100×103/(√3×115)=A

35KV的基准电流为Ij= Sj /(√3.Uj)=100×103/(√3×37)=A

10KV的基准电流为Ij= Sj /(√3.Uj)=100×103/(√3×10.5)=A

6KV的基准电流为Ij= Sj /(√3.Uj)=100×103/(√3×6.3)=A

4、基准阻抗Zj

计算公式Zj= Uj2 / Sj

则:220KV阻抗的基准值为:Zj=Uj2 / Sj= 230²/100=

110KV阻抗的基准值为:Zj=Uj2 / Sj= 115²/100=

35KV阻抗的基准值为: Zj=Uj2 / Sj= 37²/100=

三、标幺值

1、符号

有名值:  容量S、  电压U、  电流I、  阻抗Z

标幺值:  容量S*、  电压U*、  电流I*、  阻抗Z*

基准值:  容量Sj、  电压Uj、  电流Ij、  阻抗Zj

     2、标幺值计算公式

 容量:S* = S/Sj  

电压:U* = U/Uj  

电流:I* = I/Ij  

阻抗:Z* = Z/Zj

     3、电气量间的关系

          Ij=Sj /(√3.Uj)

Zj= Uj2 / Sj

四、线路阻抗标幺值的计算公式

因为:Zj= Uj2 / Sj

所以:Z* = Z/(Uj2 / Sj)

        = Z .Sj / Uj2 

五、变压器等值阻抗标幺值的计算公式

    1、两卷变压器

因为:Xj= Uj2 / Sj

X=Ud(%).Ue2.10/Se

所以:X* =[ Ud(%).Ue2.10/Se ]/ [Uj2 / Sj]

      注意各电气量的单位的换算

当:Ue = Uj 时:

Se(KVA)= Se.10-1(MVA)

   则:X* =[ Ud(%).Ue2.10/( Se.10-1)] / [Uj2 / Sj]

=[ Ud(%).Ue2.102/Se] / [Uj2 / Sj]

=[ Ud(%) .Ue2.102. Sj ] / [Uj2. Se ]

=[Ud.102]/ Se 

               所以:两卷变压器电抗的标幺值X* = [Ud.102]/ Se

2、三卷变压器

有名值:

高压侧电抗有名值X1= Ud1(%).Ue2.10/Se  (Ω)

中压侧电抗有名值X2= Ud2(%).Ue2.10/Se  (Ω)

低压侧电抗有名值X3= Ud3(%).Ue2.10/Se  (Ω)

            标幺值:(同上推理)

高压侧电抗标幺值X1* = [Ud1.102]/ Se 

中压侧电抗标幺值X2* = [Ud2.102]/ Se 

低压侧电抗标幺值X3* = [Ud3.102]/ Se 

第四部分:实例

一、线路参数的计算

(一)、单导线线路等值阻抗的计算

1:线路全长:0.32+10.373+0.86=km

2:线路型号: LGJ- 240(架空)及YJLW03-/110-1*630(电缆)

3:线路参数图(填报责任单位:包钢 )

4:全线电阻---R

   (1)、电缆  --- 0.32+0.86=KM

          YJLW03-/110-1*630(电缆)参数:Z=0.0283+j0.1659

R=×0.0283=Ω

   (2)、架空

  R=10.373×0.132=Ω

   (3)、全线

R=+=Ω

5:全线电抗--- X

   (1)、电缆

          YJLW03-/110-1*630(电缆)参数:Z=0.0283+j0.1659

X=×0.1659=Ω

   (2)、架空

Dcp=4.5m   9.977K m     X=9.977×0.394=Ω

Dcp=5m     0.396K m     X=0.396×0.401=Ω

(3)、全线

X=++=Ω

5:全线阻抗---Z

有名值:Z=√(R²+ X²)

=√(²+²)

=4.5092Ω

标幺值:Z*=4.5092×100/115²=

6:线路阻抗角---Ф

   Ф=arctg(X/R)

    = arctg(/)

=71.88º

(二):双导线参数的计算

1:线路全长:8.987KM(架空)+0.149Km(电缆)= Km

2:线路型号:2×LGJ-240/30

(导线次导线间的距离按照d=400mm)

3:全线电阻

(1):架空线路电阻r=8.987×0.132/2=Ω

(2):电缆线路电阻r=0.149×0.02=Ω

      其中用户提供:

电缆型号为DDZR-YJLW02-Z-127/220KV-1*1200mm² 

          Z=0.02+j0.125

则:全线电阻R=+=Ω

4:全线电抗X

(1):架空线路电抗X

导线的电抗计算公式x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

   公式中:Djj-----三相导线的几何均距(计算出来的)

rdz -----每相导线的等值半径(cm)。计算公式为rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

a-----每相导线的根数

其中:rdz= ª√(r·djj ª¯ ¹)

         当线路为双导线时a=2

    则:rdz= ²√(r·djj ²¯ ¹)=√(r·djj )

                       公式中:r -----导线中次导线半径(从书中查)       

djj -----每相次导线间的几何均距         

式中:djj=σ·d=σ×400(mm)

         当线路为双导线时σ=1

                       公式中:σ-----次导线排列方式 

                                    二σ=1 

                                          三(正三角)σ=1      

三(水平)σ=1.26

d-----次导线距离,一般取400(mm)        

则:djj=σ·d=1×400(mm)=40(cm)

查线路参数表:2×LGJ-240/30的计算外径为21.6mm

             则:r=21.6/2=mm=1.08cm

所以:rdz= ²√(r·djj ²¯ ¹)

=√(r·djj )

             = √(1.08×40 )

             =6.5727cm

(a):Dcp=7.5m=750cm时,(0.09Km)

x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

=0.1445lg(750/6.5727)+0.0157/2

=0.3051(Ω/km)

则:Dcp=7.5m /0.09Km的电抗X=0.3051×0.09=Ω

(b):Dcp=8.0m=800cm时,(7.059Km)

x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

=0.1445lg(800/6.5727)+0.0157/2

=0.3092(Ω/km)

则:Dcp=8.0m /7.059Km的电抗X=0.3092×7.059=Ω

(c):Dcp=8.5m=850cm时,(1.015Km)

x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

=0.1445lg(850/6.5727)+0.0157/2

=0.313(Ω/km)

则:Dcp=8.5m /1.015Km的电抗X=0.313×1.015=Ω

(d):Dcp=9.0m=900cm时,(0.823Km)

x=0.1445lg(Djj/rdz)+0.0157/a(Ω/km)

=0.1445lg(900/6.5727)+0.0157/2

=0.3166(Ω/km)

则:Dcp=9.0m /0.823Km的电抗X=0.3166×0.823=Ω

(2):电缆线路电抗X=0.149×0.125=Ω

所以:全线电抗X=++++=Ω

5:全线阻抗Z

有名值:Z=√(R²+ X²)=√(²+²) =2.8696Ω

标幺值:Z*=2.8696×100/230²=

6:线路阻抗角

   Ф=arctg(X/R)= arctg(/)=78.01º

二、变压器参数的计算

(一)、三卷变压器

1:变压器正序阻抗的计算(标幺值)

变压器的容量及接线方式SFZ10-150000/220 

150000/150000/50000(平衡圈)KVA ;  YNyn0+d11接线

变压器的额定电压220±8×1.25%/37/10.5KV
变压器的短路

电压

(阻抗电压)

高低侧U12

高平侧U13

低平侧U23

13.99%    22.62%     6.37%
变压器正序

阻抗标幺值

的计算

高侧低侧平侧
U d1 % 

=(U12+ U13- U23)÷2

=(13.99+ 22.62- 6.37)÷2

=

XBg*= Ud1%÷Se 

=/150

=

Ud2%

=(U12+ U23- U13)÷2

=(13.99+6.37-22.62)÷2

=

XpB*= Ud3%÷Se 

=/150

=

Ud3 %

=(U13+ U23- U12)÷2

=(22.62+6.37-13.99)÷2

=

XdB*= Ud2%÷Se 

=/150

=

变压器的零序阻抗测量

联结阻别送电端子开路端子短路端子阻抗Ω

YN0yn0d11ABC-0

abc-o---72.81

(Z1)

--- abc-o44.66

(Z3)

abc-oABC-0

---0.62

(Z2)

---ABC-0

0.4

(Z4)

整理时间:2009年08月1日

2:变压器零序阻抗的计算(标幺值)

(1):测试参数详见“厂家变压器的零序阻抗测量”报告

变压器的零序阻抗测量

联结阻别送电端子开路端子短路端子阻抗Ω

YN0yn0d11ABC-0

abc-o---72.81  (Z1)

--- abc-o44.66  (Z3)

abc-oABC-0

---0.62   (Z2)

---ABC-0

0.4    (Z4)

(2):标幺值的计算:

a:系统以100MVA为基准容量Sj

则:220KV阻抗的基准值为:ZjH=Uj²/Sj= 230²/100=529

则:37KV阻抗的基准值为:ZjM=Uj²/Sj= 37²/100=

b: 标幺值

Z*= Z/ZjH

(3):零序阻抗的计算方程

方程1:高压侧绕组三相短路,在高压侧与中性点间加压,低压侧及中压侧均开路。

有名值:Z1=ZG+ZD

=72.81Ω

标幺值:Z1* = Z1/ZjH

=72.81/529

=

方程2:中压侧绕组三相短路,在中压侧与中性点间加压,低压侧及高压侧均开路。

有名值:Z2=ZZ+ZD

=0.62Ω

标幺值:Z2* = Z2/ZjM

=0.62/

=

方程3:高压侧绕组三相短路,在高压侧与中性点间加压,中压侧三相短路,低压侧三相开路。

有名值:Z3=ZG+[ ZZ*ZD/(ZZ+ZD)]

                        =44.66Ω

标幺值:Z3*= Z3/ZjH1:

                         =44.66/529

           =

方程4:中压侧绕组三相短路,在中压侧与中性点间加压,高压侧三相短路,低压侧三相开路。

有名值:Z4=ZZ+[ ZG*ZD/(ZG+ZD)]

                    =0.4Ω

标幺值:Z4*= Z4/ZjM

                     =0.4/

           =

解方程得:

ZD*=√Z2*×(Z1*- Z3*)

   =√×(-)

   =0.0491  (即:变压器低压侧的零序阻抗标幺值)

ZG*= Z1*- ZD*

    =-0.0491

    =  (即:变压器高压侧的零序阻抗标幺值)

ZZ*= Z2*- ZD*

    = -0.0491

    =  (即:变压器中压侧的零序阻抗标幺值)

(二):两卷变压器参数的计算

变压器的容量及

接线方式1#变

SFZ10-75000/35 

YNd11接线

2#变

SFZ10-75000/35 

YNd11接线

变压器的额定电压36.75±4×2.5%/10.5KV36.75±4×2.5%/10.5KV
变压器的短路电压高低Ud%

高低Ud%

10.83%    10.8%    
变压器正序阻抗标幺值

的计算

XB1*= Ud%÷Se =10.83 / 75

=

XB2*= Ud%÷Se =10.8 / 75

=

(三):10KV1#、2#发电机参数的计算

发电机的容量1#发电机

75000KVA

功率因数:0.8

10.5±5%

2#发电机

75000KVA

功率因数:0.8

10.5±5%

发电机静子次暂态电抗Xd"

(饱和值)

0.1310.131
发电机正序

阻抗标幺值

的计算

XF1*= Xd"×Sj/Se 

=0.131×100/ 75

=

XF1*= Xd"×Sj/Se 

=0.131×100/ 75

=

导线截面

(mm2)

导    线    型    号

TJLJLGJ
股数计算外径(mm)

安全电流(A)

股数计算外径(mm)

安全电流(A)

股数计算外径(mm)

安全电流(A)

951912.45415712.432528713.7335
1201914.004851914.037528715.2380
1501915.755701915.844028717.0445
1853717.4351917.550028719.0515
2403719.837701920.0961028721.6610
3003722.1903722.468028724.2770
4003725.6210853725.8830281928.0800
LGJ型架空线路导线的电阻及正序电抗(欧姆/公里)

导线型号

电阻几何均距(m)

3.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510
LGJ-350.850.4290.4380.446
LGJ-500.650.4180.4270.135
LGJ-700.450.4080.4170.4250.4330.4400.446
LGJ-950.330.3970.4060.4140.4220.4290.4350.440.445
LGJ-1200.270.3910.4000.4080.4160.4230.4290.4330.4380.4632
LGJ-1500.210.3840.3980.4010.4090.4160.4220.4260.432
LGJ-1850.170.3770.3860.3910.4020.4090.4150.4190.425
LGJ-2400.1320.3690.3780.3860.3940.4010.4070.4120.4160.4210.4250.429
LGJ-3000.1070.3990.4050.4100.4140.4180.422
LGJ-4000.030.3910.3970.4020.4060.4100.414

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