某110kV线路继电保护配置与整定计算.doc

目 录 课 程 设 计 任 务 书 1 1 概述 8 1 1 110kV 电网继电保护 自动装置配置原则 8 1 2 本区域电网的运行方式说明 10 1 3 本区域电网继电保护 自动装置配置方案 10 2 阻抗计算与短路电流计算 11 2 1 发电机 变压器 线路的参数计算 11 2 2 短路电流的计算 14 3 继电保护与自动装置的整定计算 22 3 1 线路保护的整定计算 22 4 结论 27 参考文献 28 1 南京工程学院 课课程程设设计计任任务务书书 课 程 名 称 电力系统继电保护 院 系 部 中心 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 G 发电 Z061 起 止 日 期 2008 12 8 2008 12 17 指 导 教 师 钟华 1 课程设计应达到的目的 2 巩固学生所学电力系统继电保护课程知识 培养学生运用所学知识分析问题和解决 问题的能力 对学生进行设计技能 计算绘图及编写说明书的初步训练 2 课程设计题目及要求 题目 题目 某 110kV 线路继电保护配置与整定计算 具体任务要求见附录 要求 1 课程设计的全过程表现积极主动 认真 遵守纪律 独立工作能力强 工作 态度认真 能按课程设计任务书的要求圆满地完成课题任务 要有自己的独立见解和一 定的创新性 文字书写正确 工整 2 上交的课程设计说明书应包括以下内容 课程设计任务书 短路电流计算结 果 保护配置的说明 整定计算说明 对保护的评价 接线图等 说明书要求文字简明 扼要 结论明确 字迹清楚 3 加强对继电保护课程的复习与总结 要求在答辩时叙述和回答问题正确流畅 表达能力强 概念清楚 3 3 课程设计任务及工作量的要求 包括课程设计计算说明书 图纸 实物样品等要求 1 熟悉任务书 一天 学习规程 继电保护 自动装置配置原则 确定系统运行方式 变压器运行方式 必须说明系统运行方式 变压器运行方式类型和选择的依据 2 保护方式的选择 一天 要求为 110kV 输电线路选择合理的保护方式 并找出相应的依据 3 计算发电机 变压器 线路的参数 绘制正序 零序网络 一天 建立电力系统设备参数表 发电机 变压器 线路参数有一个算例 其余列表 绘制电力系统阻抗图 建立电流 电压互感器参数表 4 短路电流计算 一天 计算有关短路点的相间短路电流 接地短路零序电流 阻抗及有关分支系数等按继 电保护功能分类拟定短路计算的运行方式 选择短路类型 选择分支系数的计算条件 将电力系统各点短路计算结果列表 5 线路保护相间短路和接地短路保护的整定计算 一天 按照继电保护功能分类 建立各种继电保护整定计算表 要求说明选用保护方式的 原则 各保护的整定计算条件 并用表格列出整定计算结果 整定计算时所采用的公式 及各种系数的数值也应列出 6 整理说明书 二天 根据整定计算过程整理说明书 说明书文字应简明扼要 结论明确 字迹清楚 图 纸应整洁美观 7 课程设计考核 一天 答辩 交稿 4 主要参考文献 1 刘万顺 电力系统故障分析 北京 中国电力出版社 2000 2 崔家佩等 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 北京 水利电力出版社 1995 3 张保会 尹项根 电力系统继电保护 北京 中国电力出版社 2005 4 许建安 继电保护整定计算 北京 中国水利水电出版社 2001 4 5 课程设计进度安排 起 止 日 期工 作 内 容 08 年 12 月 8 日 12 月 8 日 12 月 9 日 12 月 9 日 12 月 10 日 12 月 10 日 12 月 11 日 12 月 11 日 12 月 12 日 12 月 12 日 12 月 15 日 12 月 16 日 12 月 17 日 12 月 17 日 熟悉任务书 学习规程确定系统运行方式 变压器运行方式 保护方式的选择 计算发电机 变压器 线路的参数 确定保护方式 绘制 正序 零序网络 计算有关短路点的相间短路电流 接地短路零序电流 阻 抗及有关分支系数等 进行线路保护相间短路和接地短路保护的整定计算 整理说明书 课程设计考核 6 成绩考核办法 按课程设计表现 30 课程设计说明书 40 课程设计答辩 30 的比例计算成绩 教研室审查意见 教研室主任签字 年 月 日 5 院 系 部 中心 意见 主管领导签字 年 月 日 附录附录 1 课程设计选题课程设计选题 一 已知条件 一 已知条件 系统接线简图如图 1 所示 G1T1 G2T2 G3T3 G4T4 P ABC T5 T6 1 5SD 1 5S T7 220kV220kV110kV 图 1 系统接线简图 1 线路 AB BC CD 的负荷的自起动系数 5 1 ss K 2 发电厂各发电机组的次暂态电抗均为 0 129 按自身额定容量的标么值 d X 功率因数为均为 0 85 最大发电容量为 4 台同时投运 最小发电容量为投入 2 台发电机 3 D 变电所变压器后备保护动作时间如图示 后备保护的时限级差 t 0 5s 4 变压器零序阻抗是正序阻抗的 80 5 电压互感器的变比kV 线路电流互感器变比可根据线路额定电流 1 0 110 TV n 6 选择 6 系统最大及最小的正序 零序等值阻抗都已折算到 100MVA 标准容量下 变压 器的短路电压百分比按本变压器额定容量给出 具体参数见任务安排表 二 参数选择与具体任务 二 参数选择与具体任务 发电机 G1 G4 容量 50MW 变压器 T1 T4 容量 75MW 变压器 T1 T4 短路电压百分比 10 5 变压器 T5 容量 120MW 变压器 T5 短路电压百分比 10 5 变压器 T6 T7 容量 16MW 变压器 T6 T7 短路电压百分比 10 5 线路 AB 长度 零序阻抗 32KM 3 3 线路 CD 长度 零序阻抗 17KM 1 5 最大负荷电流 三 课程设计说明书章节名 三 课程设计说明书章节名 封面 目录 1 概述 1 1 110kV 电网继电保护 自动装置配置原则 可参考 继电保护与自动装置 技术规程 1 2 本区域电网的运行方式说明 结合系统的最大最小运行方式 说明本系统的最大最小运行方式 并说明相关理由 注意变压器中性接地点选择接地与否与零序阻抗的计算密切相关 1 3 本区域电网继电保护 自动装置配置方案 主要说明为 110kV 输电线路配置哪些保护装置 对保护装置进行简要的说明 2 阻抗计算与短路电流计算 7 2 1 发电机 变压器 线路的参数的计算 建立电力系统设备参数表 发电机 变压器 线路参数有一个算例 其余列表 建 立电流 电压互感器参数表 可根据额定电压计算 2 2 正序 零序网络图 利用 Visio 软件 OFFICE2003 软件家族 绘制与本课程设计任务有关的正序 零序 阻抗图 2 3 短路电流的计算 计算有关短路点的相间短路电流 接地短路零序电流 阻抗及有关分支系数等按继 电保护功能分类拟定短路计算的运行方式 选择短路类型 选择分支系数的计算条件 将电力系统各点短路计算结果列表 3 继电保护与自动装置的整定计算 线路保护的整定计算 按照继电保护功能分类 建立各种继电保护整定计算表 要求说明选用保护方式的 原则 各保护的整定计算条件 并用表格列出整定计算结果 整定计算时所采用的公式 及各种系数的数值也应列出 4 结论 结论中不要出现个人体会 如 我得到锻炼 提高了专业水平等 词 结论是指 本论文的结论成果 主要是完成了哪些具体工作 如保护如何配置 运行方式如何考虑 保护的整定结论 本网络所采用的保护 四性 方面的评价等 结论控制在 1000 字以 内 参考文献 按格式列出参考文献 附录 保护配置图 计算书等 正文中排不开内容才考虑放入附录 8 1 概述 1 1 110kV 电网继电保护 自动装置配置原则 1 1 1 保护装置概述 电力系统中的电力设备和线路 应装设短路故障和异常运行保护装置 电力设备和线路短路故障 的保护应有主保护和后备保护 必要时可再增设辅助保护 1 1 1 1 主保护是满足系统稳定和设备安全要求 能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的 保护 1 1 1 2 后备保护是主保护或断路器拒动时 用以切除故障的保护 后备保护可分为远后备和近后备两 种方式 远后备是当主保护或断路器拒动时 由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备 近后备是 当主保护拒动时 由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护 是当断路器拒动时 由断路器 失灵保护来实现的后备保护 1 1 1 3 辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护 1 1 2 继电保护装置的要求 继电保护装置应满足可靠性 选择性 灵敏性和速动性的要求 1 1 2 1 可靠性是指保护该动作时应动作 不该动作时不动作 为保证可靠性 宜选用可能的最简单的 保护方式 应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置 并应具有必要的检测 闭锁和双重化等措施 保护装置应便于整定 调试和运行维护 1 1 2 2 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障 当故障设备或线路本身的保护或断路 器拒动时 才允许由相邻设备 线路的保护或断路器失灵保护切除故障 为保证选择性 对相邻设备 和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件 如起动与跳闸元件或闭锁与动作元件 其灵敏系数及动作时间 在一般情况下应相互配合 9 1 1 2 3 灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时 保护装置应具有必要的灵敏系数 灵敏系数应根据不利正常 含正常检修 运行方式和不利的故障类型计算 1 1 2 4 速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障 其目的是提高系统稳定性 减轻故障设备和线 路的损坏程度 缩小故障波及范围 提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等 1 1 3 输电线路保护的配置 110 220kV 中性点直接接地电力网中的线路保护 110 220kV 直接接地电力网的线路 应按本节 的规定装设反应相间短路和接地短路的保护 1 1 3 1 符合下列条件之一时 应装设一套全线速动保护 a 根据系统稳定要求有必要时 b 线路发生三 相短路 如使发电厂厂用母线电压低于允许值 一般约为 70 额定电压 且其他保护不能无时限和有 选择地切除短路时 c 如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后 不仅改善本线路保护性能 而 且能够改善整个电网保护的性能 1 1 3 2 后备保护应按下列原则配置 110kV 线路宜采用远后备方式 1 对接地短路 宜装设阶段式或反时限零序电流保护 可采用接地距离保护 并辅之以阶段式或反 时限零序电流保护 2 对相间短路 单侧电源单回线路 可装设三相电流电压保护 如不能满足要求 则装设距离保 护 双侧电源线路宜装设距离保护 正常运行方式下 保护安装处短路 电流速断保护的灵敏系数在 1 2 以上时 可装设电流速断保护作为辅助保护 3 当线路有分支时 线路侧保护对线路分支上的故障 应首先满足速动性 对分支变压器故障 允许跳线路侧断路器 对并列运行的平行线上的平行分支 如有两台变压器 宜将变压器分接于每一 分支上 且高 低压侧都不宜并列运行 当低压侧分开运行时 线路侧横联差动保护的起动元件 应按 躲开变压器低压侧故障整定 当低压侧并列运行时 不论分支侧是否有电源 宜装设包括变压器在内 的横联差动方向保护 如分支变压器低压侧有电源 还应对高压侧线路故障装设保护装置 并可采用 下列保护方式 方向电流保护或距离保护 零序电流或零序电压保护分别用于中性点接地或不接地的 分支变压器 当分支变压器低压侧无电源 但线路采用单相重合闸时 对高压侧线路故障 宜采用简 单的零序电流或零序电压保护 4 根据一次系统过电压的要求装设过电压保护 1 1 4 安全自动装置的配置 在电力系统中 应装设安全自动装置 以防止系统稳定破坏或事故扩大 造成大面积停电 或对 重要用户的供电长时间中断 电力系统安全自动装置 是指在电力网中发生故障或异常运行时 起控 制作用的自动装置 如自动重合闸 备用电源和备用设备自动投入 自动切负荷 自动低频减载 火 电厂事故减出力 水电厂事故切机 电气制动 水轮发电机自动起动和调相改发电 抽水蓄能机组由 抽水改发电自动解列及自动调节励磁等 1 1 4 1 安全自动装置应满足可靠性 选择性 灵敏性和速动性的要求 1 可靠性是指装置该动作时 应可靠动作 不该动作时 应可靠不动作的性能 为保证可靠性 装置应简单可靠 具备必要的检测和监视措施 并应便于运行维护 2 选择性是指安全自动装置应根据故障和异常运行的特点 按预期的要求实现其控制作用 10 3 灵敏性是指安全自动装置的起动元件和测量元件 在故障和异常运行时 能可靠起动和进行正 确判断的性能 4 速动性是指维持系统稳定的自动装置要尽快动作 限制事故影响的自动装置 应在保证选择性 前提下尽快动作的性能 1 1 4 2 自动重合闸装置应按下列规定装设 3kV 及以上的架空线路和电缆与架空混合线路 在具有断 路器的条件下 如用电设备允许且无备用电源自动投入时 应装设自动重合闸装置 旁路断路器和兼 作 旁路的母线联络断路器或分段断路器 应装设自动重合闸装置 低压侧不带电源的降压变压器 可装 设 自动重合闸装置 必要时 母线故障可采用母线自动重合闸装置 1 1 4 3 5 6MVA 以上低压侧不带电源的单组降压变压器 如其电源侧装有断路器和过电流保护 且变 压器断开后将使重要用电设备断电 可装设变压器重合闸装置 当变压器内部故障时 应用瓦斯和差 动 或电流速断 保护将重合闸闭锁 1 1 4 4 当变电所的母线上设有专用的母线保护 且必要时 可采用母线重合闸方式 当重合于永久性 故障时 母线保护应能可靠动作 切除故障 1 2 本区域电网的运行方式说明 1 2 1 系统运行方式 系统在最大运行方式下 发电容量最大且对应的系统等值阻抗最小 在相同地点发生相同类型的 短路时流过保护安装处的电流最大 反之 系统在最小运行方式下 发电容量最小且对应的系统等值 阻抗最大 在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小 此次设计中四台发电机同时投运时 发电容量最大且对应的系统等值阻抗最小 故此种运行方式 对应于系统的最大运行方式 四台发电机中两台发电机投运时 兼顾供电可靠性等要求且对应的系统 等值阻抗最大 故此种运行方式对应于系统的最小运行方式 1 2 2 变压器运行方式 本次设计在最大运行方式下 由于本次设计的四台变压器容量相同故发电厂四台主变 T1 T2 T3 T4 中选择任意选择两台 T1 T2 接地 在最小运行方式下 选择一台变压器 T1 接地 的变压器 T4 T6 T7 的中性点均不接地 等效电力系统的中性点接地 1 3 本区域电网继电保护 自动装置配置方案 11 1 3 1 线路保护配置方案 对于 110KV 线路 首先要考虑是否装设全线速动保护 若线路装设全线速动保护 则除此之外 还要装设相间短路后备保护 如相间距离保护 和辅助保护 如电流速断保护 如不需要装设全线 速动保护 则宜装设阶段式或反时限零序电流保护作为接地短路的主保护及后备保护 也可采用接地距 离保护作为主保护及后备保护 并辅之以阶段式或反时限零序电流保护 1 3 1 1 距离保护是以反映从故障点到保护安装处指之间阻抗的阻抗继电器为主要元件 动作时间具有 阶梯特性的保护装置 距离保护一般装设三段 必要时也可用四段 其中第 段可以保护全线路的 80 85 其动作时间为保护装置的固有动作时间 第 段按阶梯特性与相邻保护相配合 动作时间 一般为 0 5 1s 通常能够灵敏而较快地切除全线路范围内的故障 由 段构成线路的主要保护 第 段 其动作时间一般在 2s 以上 作为后备段保护 1 3 1 2 零序电流保护反映中性点接地系统中发生接地短路时的零序电流分量 零序电流保护接于电流 互感器的零序过滤器 通常由多段组成 对于 110KV 电压等级 单侧电源的零序电流保护一般为三 段式 双侧电源线路一般采用四段式 综上所述 本系统中采用相间距离保护作为反映相间短路的保护 反映接地短路的保护装置采用 接地距离保护并辅之以阶段式零序电流保护 2 阻抗计算与短路电流计算 2 1 发电机 变压器 线路的参数计算 2 1 1 发电机的参数计算 1 额定容量的计算 2 1 cos NGi NGi P S 2 正序电抗标幺值的计算 2 2 1 b Gid NGi S xx S 2 1 2 变压器的参数计算 1 正序电抗标幺值的计算 2 3 1 100 Kib Ti NTi US x S 2 零序电抗标幺值的计算 12 2 4 01 0 8 TiTi xx 2 1 3 线路的参数计算 1 正序电抗标幺值计算 2 5 11 2 b Lii b S xx L U 2 零序电抗标幺值计算 2 6 00 2 b Lii b S xx L U 2 1 4 具体计算步骤及计算结果 取基准容量 基准电压100 b SMVA bav UU 则基准电流 100 0 502502 33 115 b b b S IKAA U 2 1 4 1 正序阻抗的计算 1 发电机的参数计算 1 50 NG PMW 1 1 50 58 824 cos0 85 NG NG P SMVA 1 1 1 100 0 1290 219 58 824 b Gd NG S xx S 同理可计算出 2NG S 12G x 3NG S 1 3G x 4NG S 14G x 2 变压器的参数计算 由发电机的容量我们可以选出合适的变压器容量 如下 1 75 NT SMVA 5 120 NT SMVA 6 16 NT SMVA 1 1 1 1 10 5100 0 14 10010075 bK T NT SU x S 同理可计算出 的值 1 2T x 1 3T x 1 4T x 1 5T x 1 6T x 1 7T x 3 线路参数的计算 13 11 0 432xKM Lkm 1 111 22 100 0 4 320 024 231 b L b S xx L U 同理可算得的值 1 2L x 2 1 4 2 零序阻抗的计算 1 变压器的参数计算 以变压器 T1 为例 0 11 1 0 80 8 0 140 112 TT xx 同理可计算出 的值 0 2T x 0 3T x 0 4T x 0 5T x 0 6T x 0 7T x 2 线路参数的计算 01 3 332xKM Lkm 0 101 22 100 3 3 320 198 231 b L b S xx L U 同理可算得 的值 0 2L x 综上所算 正序 零序阻抗计算值见表 2 1 表 2 1 正序 零序阻抗标幺值计算结果表 名称符号基础参数零序阻抗正序阻抗 发电机 1G1 1 50 NG PMW cos0 85 0 129 d x 1 1 0 219 G x 发电机 2G2 2 50 NG PMW cos0 85 0 129 d x 12 0 219 G x 发电机 3G3 3 50 NG PMW cos0 85 0 129 d x 1 3 0 219 G x 发电机 1 4 50 NG PMW cos0 85 0 129 d x 14 0 219 G x 变压器 1T1 1 75 NT SMVA 1 10 5 K U 0 1 0 112 T x 1 1 0 14 T x 变压器 2T2 2 75 NT SMVA 2 10 5 K U 0 2 0 112 T x 1 2 0 14 T x 变压器 3T3 3 75 NT SMVA 3 10 5 K U 0 3 0 112 T x 1 3 0 14 T x 变压器 4T4 4 75 NT SMVA 4 10 5 K U 0 4 0 112 T x 1 4 0 14 T x 变压器 5T5 5 120 NT SMVA 5 10 5 K U 0 5 0 07 T x 1 5 0 0875 T x 变压器 6T6 6 16 NT SMVA 6 10 5 K U 0 6 0 525 T x 1 6 0 656 T x 14 变压器 7T7 7 16 NT SMVA 7 10 5 K U 0 7 0 525 T x 1 7 0 656 T x 线路 ABL1 1 0 4xKM 0 3 3xKM 1 32Lkm 0 1 0 136 L x 1 1 0 045 L x 线路 CDL2 1 0 4xKM 0 1 5xKM 2 17Lkm 0 2 0 154 L x 1 2 0 051 L x 2 1 4 3 电压互感器的变比 110 0 1 TV nKV 2 1 4 4 电流互感器变比的选取 1 正常负荷时 AC 段流过的最大负荷电流 3 max 16 10 167 96 3 110 AC IA 查 发电厂电气部分 附录 可得所选用电流互感器的变比200 5 TA n 2 2 短路电流的计算 2 2 1 短路点的选取 我们根据须整定的线路选择相应的短路点 K1 K2 如下图所示 15 G1T1 G2T2 G3T3 G4T4 P ABC T5 T6 1 5SD 1 5S T7 220kV220kV110kV 图 2 1 短路点分布示意图 1 对于 K1 点而言 最大运行方式时 发电机变压器组全投 T1 T2 中性点接地 最小运行 方式时 发电机 1 变压器 1 投入运行 T1 中性点接地 2 对于 K2 点而言 最大运行方式时 发电机变压器组全投 T1 T2 中性点接地 变压器 6 7 全投 最小运行方式时 发电机 1 投入运行 T1 中性点接地 变压器 6 投入运行 2 2 2 各短路点最大最小运行方式下正序 零序电抗的计算 2 2 2 1 K1 点短路的情况 1 K1 点短路最大运行方式情况 1G E 11G X 11T X 2G E 21G X 21T X 3G E 31G X 31T X 11L X 12L X 1 5T X 4G E 14G X 14T X 1K U 1kU 1 1maxK X G E a 正序网络图 b 简化图 图 2 2 K1 点短路最大运行方式情况正序等效电路 由图 2 2 可得 1 1 max1 11 1121 21 31 3141 41 11 51 2 kGTGTGTGTLTL xxxxxxxxxxxx 0 2190 14 0 2190 14 0 2190 14 0 2190 140 0240 08750 051 0 252 0 1T X 0 2L X 10L X 0 5T X 0 2T X 0kU 0kU 0 1maxk X 16 a 零序网络图 b 简化图 图 2 3 K1 点短路最大运行方式情况零序等效电路 由图 2 3 可得 0 1 max0 10 20 10 50 2 kTTLTL xxxxxx 0 112 0 1120 1980 070 193 0 517 2 K1 点短路最小运行方式情况 1G E 11G X 1 1T X 11L X 12L X 15T X 2G E 12G X 12T X 1kU 1kU 1 1mink X G E a 正序网络图 b 简化图 图 2 4 K1 点短路最小运行方式情况正序等效电路 由图 2 4 可得 1 1 min1 11 1121 21 11 51 2 kGTGTLTL xxxxxxxx 0 1290 14 0 1290 140 0240 08750 051 0 342 0 1T X 0 2L X 10L X 0 5T X 0kU 0K U 0 1mink X 17 a 零序网络图 b 简化图 图 2 5 K1 点短路最小运行方式情况零序等效电路 由图 2 5 可得 0 1 min0 10 10 50 2kTLTL xxxxx 0 1120 1980 070 193 0 573 2 2 2 2 K1 点短路的情况 1 K2 点短路最大运行方式情况 1kU 12maxK X G E 1G E 11G X 11T X 2G E 21G X 21T X 3G E 31G X 31T X 11L X 12L X 1 5T X 1kU 4G E 14G X 14T X 16T X a 正序网络图 b 简化图 图 2 6 K2 点短路最大运行方式情况正序等效电路 由图 2 6 可得 1 2 max1 11 1121 21 31 3141 41 11 51 21 6 kGTGTGTGTLTLT xxxxxxxxxxxxx 0 2190 14 0 2190 14 0 2190 14 0 2190 14 0 0240 08750 051 0 656 0 908 由于变压器中性点不接地 故零序电抗 0 2 max 0 k x 2 K2 点短路最小运行方式情况 18 1G E 11G X 1 1T X 12L X 1 1L X 1 5T X 1kU 16T X 2G E 21T X 21G X 1kU 12minK X G E a 正序网络图 b 简化图 图 2 7 K2 点短路最小运行方式情况正序等效电路 由图 2 7 可得 1 2 max1 11 11 11 11 11 51 21 6 kGTGTLTLT xxxxxxxxx 0 2190 14 0 2190 140 0240 08750 050 656 0 997 由于变压器中性点不接地 故零序电抗 0 2 min 0 k x 由以上过程可得 K1 K2 短路点的等值正序 零序阻抗标幺值见表 2 3 表 2 3 各短路点最大最小运行方式下正序 零序抗标幺值 故障点运行方式正序电抗零序电抗 最大运行方式0 2520 517 K1 最小运行方式0 3420 573 最大运行方式0 9080 K2 最小运行方式0 9970 2 2 3 短路电流的计算 2 2 3 1 单相接地短路 1 故障处的三序电流为 2 7 0 1 2 0 1 2 0 k kkk U III xxx 2 短路点流过的短路电流为 2 8 1 3 kk II 2 2 3 2 两相短路 1 故障处三序电流为 19 2 9 0 1 2 1 2 k kk U II xx 2 短路点流过的短路电流为 2 10 1 3 kk II 2 2 3 3 两相短路接地 1 故障处三序电流为 2 11 0 1 2 0 1 2 0 k k U I xx x xx 2 12 0 2 1 2 0 kk x II xx 2 13 2 0 1 2 0 kk x II xx 2 短路点流过的短路电流为 2 14 2 1 2 0 kkkk Ia IaII 2 2 3 4 具体计算过程及计算结果 1 K1 短路时 最大运行方式下短路电流的计算 a 单相接地短路时 1 1 1 2 1 0 1 0 979 0 2520 2520 517 kkk III 短路点流过的短路电流标幺值 11 1 33 0 9792 937 kk II 短路点流过的零序电流标幺值 0 11 0 33 0 9792 937 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 2 937 0 5021 474 kkb IIIKA 短路点流过的零序电流有名值 0 10 1 2 937 0 5021 474 kkb IIIKA b 两相短路时 1 1 1 1 984 0 2520 252 k I 1 2 1 984 k I 短路点流过的短路电流标幺值 11 1 33 1 9843 437 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 3 437 0 5021 725 kkb IIIKA c 两相短路接地时 1 1 1 2 373 0 252 0 517 0 252 0 2520 517 k I 20 1 2 0 517 2 3731 595 0 2520 517 k I 1 0 0 252 2 3730 778 0 2520 517 k I 短路点流过的短路电流标幺值 2 11 1 1 2 1 0 3 629 kkkk Ia IaII 短路点流过的零序电流标幺值 0 11 0 33 0 7782 334 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 3 629 0 5021 822 kkb IIIKA 短路点流过的零序电流有名值 0 10 1 2 334 0 5021 172 kkb IIIKA 2 K1 短路时 最小运行方式下短路电流的计算 a 单相接地短路时 1 1 1 2 1 0 1 0 796 0 3420 3420 573 kkk III 短路点流过的短路电流标幺值 11 1 33 0 7962 388 kk II 短路点流过的零序电流标幺值 0 11 0 33 0 7962 388 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 2 388 0 5021 199 kkb IIIKA 短路点流过的零序电流有名值 0 10 1 2 388 0 5021 199 kkb IIIKA b 两相短路时 1 1 1 1 462 0 3420 342 k I 1 2 1 462 k I 短路点流过的短路电流标幺值 11 1 33 1 4622 532 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 2 532 0 5021 271 kkb IIIKA c 两相短路接地时 1 1 1 1 798 0 342 0 573 0 342 0 3420 573 k I 1 2 0 573 1 7981 126 0 3420 573 k I 1 0 0 342 1 7980 672 0 3420 573 k I 短路点流过的短路电流标幺值 2 11 1 1 2 1 0 2 725 kkkk Ia IaII 短路点流过的零序电流标幺值 0 11 0 33 0 6722 016 kk II 短路点流过的短路电流有名值 11 2 725 0 5021 368 kkb IIIKA 短路点流过的零序电流有名值 0 10 1 2 016 0 5021 012 kkb IIIKA 21 3 K2 短路时 最大运行方式下短路电流的计算 a 单相接地短路时 2 1 2 2 2 0 1 0 551 0 9080 908 kkk III 短路点流过的短路电流标幺值 22 1 33 0 5511 652 kk II 短路点流过的短路电流有名值 22 1 652 0 5020 829 kkb IIIKA b 两相短路时 2 1 1 0 551 0 9080 908 k I 2 2 0 551 k I 短路点流过的短路电流标幺值 22 1 330 5510 954 kk II 短路点流过的短路电流有名值 22 0 954 0 5020 479 kkb IIIKA c 两相短路接地时 2 1 1 1 101 0 908 k I 2 2 0 k I 2 0 0 908 1 1011 101 0 9080 k I 短路点流过的短路电流标幺值 2 22 1 2 2 2 0 1 907 kkkk Ia IaII 短路点流过的短路电流有名值 22 1 907 0 5020 957 kkb IIIKA 4 K2 短路时 最小运行方式下短路电流的计算 a 单相接地短路时 2 1 2 2 2 0 1 0 502 0 9970 997 kkk III 短路点流过的短路电流标幺值 22 1 33 0 5021 509 kk II 短路点流过的短路电流有名值 22 1 509 0 5020 758 kkb IIIKA b 两相短路时 2 1 1 0 502 0 9970 997 k I 2 2 0 502 k I 短路点流过的短路电流标幺值 22 1 330 5020 869 kk II 短路点流过的短路电流有名值 22 0 869 0 5020 436 kkb IIIKA c 两相短路接地时 2 1 1 1 003 0 997 k I 2 2 0 k I 22 2 0 0 997 1 0031 003 9970 k I 短路点流过的短路电流标幺值 2 22 1 2 2 2 0 1 737 kkkk Ia IaII 短路点流过的短路电流有名值 22 1 737 0 5020 872 kkb IIIKA 表 2 5 短路电流有名值计算总表 短路点运行方式短路类型短路电流 KA 零序电流 KA 单相接地短路1 4741 474 两相短路1 725无最大运行方式 两相短路接地1 8221 172 单相接地短路1 1990 896 两相短路1 271无 K1 点 最小运行方式 两相短路接地1 3681 012 单相接地短路0 829 两相短路0 479最大运行方式 两相短路接地0 957 单相接地短路0 758 两相短路0 436 K2 点 最小运行方式 两相短路接地0 872 无 3 继电保护与自动装置的整定计算 3 1 线路保护的整定计算 3 1 1 距离保护的整定计算 3 1 1 1 距离保护的 段的整定 距离保护的 段为无延时的速动段 它应该只反应本线路末端的故障 下级线路出口发生短路故 障时 应可靠不动作 所以其测量元件的整定阻抗 应按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定 以本次设计为例 3 1 2setrelL zK Z 式中 距离 段的整定阻抗 1 set Z 可靠系数 一般取 0 8 0 85 rel K 线路 L3 的正序阻抗 2L Z 3 1 1 2 距离保护 端整定 距离保护 端整定时 应考虑分支电路对测量阻抗的影响 1 争对本次设计 段的整定阻抗考虑与相邻变压器的快速保护配合 2 min6 setrelLbT ZKZKZ 3 2 23 式中 可靠系数 一般取 0 7 0 8 rel K 最小分支系数 minb K 2 灵敏度校验 距离保护 段 应能保护线路的全长 本线路末端应有足够的灵敏度 故灵 敏系数应满足 3 3 2 1 25 set sen L Z K Z 3 动作时间的整定 应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差 即t 3 4 12 0 5 x ttts 式中 与本保护配合的相邻元件保护段的最大动作时间 2 x t 3 1 1 3 距离保护 整定 距离保护 整定 一般按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定 1 当线路上的负荷最大且母线电压最低时 负荷阻抗最小 其值为 3 5 min min max max 0 9 0 95 LN L LL UU Z II 式中 正常运行母线电压的最低值 minLU 被保护线路最大负荷电流 maxLI 母线额定电压 NU 参照过电流保护的整定原则 考虑到电动机自启动的情况下 保护 段必须立即返回的要求 若采用全阻抗特性则整定为 3 6 min 1 setL relssre ZZ KK K 式中 可靠系数 一般为 1 21 5 rel K 电动机自启动系数 取 1 52 5 ss K 阻抗测量元件 欠量动作 的返回系数 取 1 151 25 re K 2 灵敏度校验 距离保护的 段 即作为本线路 段保护的近后备 又作为相邻下级设备 保护的远后备 灵敏度分别进行校验 a 作为近后备时 按本线路末端短路校验 计算式为 3 7 1 2 1 5 set sen L Z K Z b 作为远后备时 按相邻线路末端短路校验 计算式为 3 8 2 2 max 1 2 set sen Lbnext Z K ZKZ 动作时间的整定 应比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差 t 3 1 1 4 相间距离保护计算步骤及计算结果 1 相间距离 段的整定计算 24 整定阻抗 1 2 0 8 0 4 175 44 setrelL ZK Z 动作时间 0ts 二次整定阻抗 200 5 5 440 198 110 0 1 TA k setset TV n ZZ n 2 相间距离 段的整定计算 a 考虑与相邻变压器的快速保护配合 62 min 67 1 0 656 0 50 0 6560 656 T b TT ZI K ZZ I 2 7 115 0 65686 756 100 T Z 0 80 4 170 50 86 75640 142 set Z b 灵敏度校验 3 40 142 5 9031 25 6 8 set sen L Z K Z 满足要求 c 动作时间 0 5ts d 二次整定阻抗 200 5 40 1421 460 110 0 1 TA k setset TV n ZZ n 3 相间距离保护 段整定计算 a 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定 3 min max 0 90 9 110 10 589 426 167 96 N L L U Z I min 11 589 426284 747 1 2 1 5 1 15 setL relssre ZZ KK K b 灵敏度校验 作为近后备时 1 3 284 747 41 8751 5 6 8 set sen L Z K Z 满足要求 作为远后备时 2 3 max 284 747 3 0441 2 6 8 1 86 756 set sen Lbnext Z K ZKZ 满足要求 25 c 动作时间 1 5ts d 二次整定阻抗 200 5 284 74710 354 110 0 1 TA k setset TV n ZZ n 表 3 1 相间距离保护整定结果表 整定区段 段 段 段 整定阻抗 5 4440 142284 747 动作时间 s 00 51 5 二次整定阻抗 0 1981 46010 354 2 接地距离保护计算步骤及结果 同相间距离保护 3 1 2 零序电流保护的整定计算 3 1 2 1 零序电流保护 段的整定 1 按躲开下级线路出口处单项或两相接地短路时可能出现的最大零序电流整定 3 8 0 max 3 rel set TA KI I n 式中 3 区外接地短路的最大三倍零序电流 对于单回线一般取本线路末端接地短路时的最大 0 max I 三倍零序电流 当时取单项接地电流 时取两相接地短路的电流 10 ZZ 10 ZZ 可靠系数 一般不小于 1 3 rel K 2 保护范围应不小于线路全长的15 20 3 动作时间 零序电流 段的动作时间为保护装置的固有动作时限 3 1 2 2 零序电流保护 段的整定 1 与相邻线路零序电流保护的 段相配合 即 3 9 max setrelbset n IKKI 式中 可靠系数 不小于 1 1 rel K 相邻线路零序电流保护 段的动作电流二次值 set n I 分支系数 通常取常见运行方式和正常检修方式下相邻线路零序 段保护 maxb K 末端接地短路时 流过被保护线路零序电流与故障线路零序电流之比的最大 值 当灵敏度达不到要求时 考虑与下级线路的零序 II 段保护配合 2 灵敏系数 灵敏系数的计算为 0 min 3 sen setTA I K I n 3 10 26 式中 在被保护线路末端接地短路时 流过保护的最小零序电流 0 min 3I 3 动作时间 在相邻保护动作时限的基础上高一个时间级 0 5s t 零序电流保护 段保护的工作原理与相间短路限时电流速断保护一样 其启动电流首先考虑与下 级电路的零序电流速断保护范围末端相配合 并带有高出一个的时限 以保证动作的选择性 整t 定原则是 除了对本线路末端接地故障有足够的灵敏度且动作时间满足规定要求外 当本线路进行单 相重合闸时不应误动作 当相邻线路接地故障时 在故障和重合闸过程中不会误动作 3 1 2 3 零序电