零序电流的保护与整定

2011届分类号学士学位毕业设计论文零序电流的保护与整定姓名学号年级2007级专业电气工程及其自动化系（院）信息学院指导教师2011年4月诚信声明本人呈交给的这篇毕业论文，除了所注参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在指导老师指导下的设计成果。学生签名日期经检查该毕业设计（论文）为独立完成，不存在抄袭现象。指导老师签名日期摘要电力系统继电保护是保证电力系统安全稳定运行、限制电力系统大面积停电事故最基本和最有效的技术手段。零序电流保护广泛地作为电力系统接地短路的保护，根据接地短路时零序电流的出现和大小作为故障特征量，变压器接地方式、非全相运行、单相自动重合闸等因素对零序电流保护的运行产生重要的影响，必要时需要采取相应闭锁装置。本设计根据继电保护装置在电力系统中的应用，介绍了220KV电网继电保护的零序电流保护的整定设计。设计过程如下，首先对电力系统网络的参数进行计算，绘制出各序序网图，然后选择合理的运行方式，计算各母线发生各种G18341G4658G5627短路故障时G17902过线路保护装置的短路电流，根据G6164G5483数据G2462G6164选的运行方式选择最G1351的G18209合保护，G5194对各保护进行G2010G7524和整定计算，G11842定零序电流保护的整定G1552G1209G2462G989相重合闸装置选G3423。关键词G726闭锁装置G727零序电流保护G727G989相重合闸ABSTRACTPOWERSYSTEMPROTECTIONISTOENSURETHESECURITYANDSTABILITYOFTHEPOWERSYSTEMOPERATION，RESTRICTIONSONALARGESCALEPOWERBLACKOUTSMOSTBASICANDMOSTEFFECTIVETECHNOLOGICALMEANSG714ZEROSEQUENCECURRENTPROTECTIONASABROADGROUNDINGPOWERSYSTEMSHORTCIRCUITPROTECTIONACCORDINGTOASHORTGROUNDZEROSEQUENCECURRENTSIZEOFTHEEMERGENCEANDFEATURESASFAULT，TRANSFORMEREARTHINGPHASEOPERATIONG714SINGLEPHASEAUTOMATICRECLOSINGOFFACTORSSUCHASZEROSEQUENCECURRENTPROTECTIONOFTHEOPERATIONHAVEAMAJORIMPACT，NEEDTOTAKETHENECESSARYCORRESPONDINGDEVICEG714ACCORDINGTOTHEDESIGNOFPROTECTIVERELAYINGEQUIPMENTINTHEPOWERSYSTEM，THEAPPLICATIONDETAILSONTHE220KVHIGHVOLTAGEPOWERGRIDRELAYTHEZEROSEQUENCECURRENTPROTECTIONOFTHEENTIRESETDESIGNG714DESIGNPROCESSAREASFOLLOWS，FIRSTONTHEPOWERSYSTEMNETWORKPARAMETERS，TOMAPOUTTHESEQUENCESEQUENCENETWORKMAPTHENCHOOSEAREASONABLEMODEOFOPERATION，CALCULATIONOFTHEBUSOCCURREDMETALLICSHORTCIRCUITFAULTCIRCUITPROTECTIONDEVICEBYTHESHORTCIRCUITCURRENTG714ACCORDINGTOTHEDATACOLLECTEDANDCHOICEOFTHEMODEOFOPERATIONWITHTHEBESTCHOICEOFPROTECTIONANDTHEPROTECTIONOFANALYSISANDTUNING，IDENTIFYZEROSEQUENCECURRENTPROTECTIONOFTHESETTINGVALUEANDTHREEPHASERECLOSINGDEVICESSELECTIONG714KEYWORDSLOCKINGDEVICESG727ZEROSEQUENCEPROTECTIONG727THREEPHASEMATICRECLOSING目录1绪论111本G16850G20076G11752G12362G13984G7235G2462G5859G1053112继电保护的发G4649G8022G1929113G16782G7003的G1039要G5049作22原始资料分析322G1815G1226参数G7643G1052G1552计算4211发电G7438的参数4212线路的参数4213变压器的参数523G8503G708G17139G709零序网络图的绘制6231G8503序、G17139序、零序等G1552G19471G625163线路短路电流计算831运行方式的G11842定G2419G2029832短路计算方式的制定833短路电流计算G1042G137594中性点直接接地系统的零序保护整定计算1941零序保护的G8022G5577G994G7512G6116特G986919411零序电流保护G8022G557719412接地短路时零序G2010量的特G98691942零序电流保护的整定G2419G20291943对零序电流保护的G16792G12272344220KV电网零序保护的整定计算24441系统接线G12046G5859图G994各线路的零序电流24442各保护装置的零序电流保护整定计算255结论38参考文献39致谢40附录41A1A0A2A3A4A5A6A7A8A911绪论11本课题研究背景及意义在中G5627G9869G11464接接地的电网中，接地故障G2356故障G5647G8437数的G13489大G3822数，G980G14336在G280G8G1209G990。线路的电压等G13435G5852G20652，G6164G2356的G11346G2010G8616G5852大。母线故障、变压器G5058动保护G14551G3272G1881G20652压G18209电装置故障的G5785G1929G1075G12879G1296，G980G14336G1075G13434G2356G260G8G97G270G8。G7138G7186G2499G16277，接地保护是G20652压电网中最重要的G980种保护A10A11A12。G16825电网为中G5627G9869G11464接接地电网，对G1122系统中发生的接地故障，必G20047G18209置相应的保护装置。G980G14336装设G3822段式零序电流方G2533保护，根据重合闸方式的G993G2528，零序电流方G2533保护G2499采用G989段式G6122G3247段式，根据非全相运行时，线路零序电流大小的G993G2528，零序电流保护G2499G14033有G1016G1022G980段G6122G1016G1022G1120段。对重要线路，零序电流保护的G12544G1120段在动作时限和G9801G6947系数G990G3355应G9397G17287G980定要G8726。G5415电网G13479G7512G8616G17751G3809G7446时，运行方式变G2282G2460G5468大时，零序保护的G9801G6947G5242G2499G14033变G3363，应G13783G15397选择接地保护，G1209G6925G2904接地保护G5627G14033，G1306是为了保护G13475G20652G19471G6251接地故障时相G18063线路有G17751G3822的后G3803保护作用，G2528时G1075为选择G5627的G18209合，在装设接地保护的线路仍设有G3822段式零序电流方G2533保护。因此合理G18209置G994G8503G11842使用零序保护装置，是保障电网安全运行地重要条G1226。从电网安全运行地角G5242出发，电网对継电保护装置提出了严格地“G3247G5627”要G8726，即选择G5627、速动G5627、G9801G6947G5627、G2499靠G5627G727因此，电网中継电保护定G1552的整定计算G5049作，G980G11464是継电保护人员地G980项重要G5049作，它G11464接关系到电网运行的安全，做好这项G5049作是电网安全运行地必要条G1226。本设计中，我G17902过零序电流保护和自动装置的设计G18209置G2419G2029，综合运用G6164学专业知识，对电网的零序电流保护科学地进行整定。12继电保护的发展概况G7438电保护技术是随着电力系统的发G4649而发G4649起来的。电力系统中的短路是G993G2499避免的。短路必然伴随着电流的增大，因而为了保护发电G7438免受短路电流的破G3363，首先出现了反应电流超过G980预定G1552的过电流保护。1G28世纪G280年代出现了装G1122断路器G990G5194G11464接作用G994断路器的G980G8437式G708G11464接反应G1122G980G8437短路电流G709的电磁G3423过电流继电器。1G2801年出现了感应G3423过电流继电器。1G280G27年提出了G8616G17751被保护G1815G1226G1016端电流的电流G5058动保护G2419理，导致了距离保护装置的出现，G5194在20世纪50年代完G2904了行波保护装置和发G4649了半导体晶体管式继电保护装置。在G270年代后期，G7643志着静态继电保护从G12544G980代G708晶体管式G709G2533G12544G1120代G708集G6116电路式G709的过渡。G280年代G2533微G7438保护过渡。目前，微G7438保护装置已取代集G6116电路式继电保护装置，G6116为静态继电保护装置的G1039要形式。随着新的零序电流互感器系列的G9801G6947G5627G993断地完G2904，用G1122电力系统产生零序接地电流时，G994继电保护装置G6122信号装置G18209合使用，使装置G1815G1226动作，实现保护G6122监控的实用G5627更A13A14A15A16A17A18A19A20A21A222强。G980些新G11752G12362G6116果如LZHLJK/LXK系列零序电流互感器适用G1122电缆线路，采用ABSG5049程塑料外壳，树脂浇注G6116全密封，G13489缘G5627G14033好，外G3423美观，具有G9801G6947G5242G20652，线G5627G5242好，运行G2499靠，安装方便，G2499根据系统的运行方式G708中G5627G9869G993接地、电G19471接地、消弧线圈接地G709选用相适应的零序电流互感器已G993断诞生6。继电保护是电力学科中最活跃的G2010G6915，在20世纪50G14279G280年代的G230年时G19400G17220过了G7438电式、整流式、晶体管式、集G6116电路式和微G7438式G1128G1022发G4649G19466段。电力系统的G5567速发G4649为继电保护技术提出G14404G5052的G1231G2165，电G4388技术、计算G7438技术、G17902信技术G2460为继电保护技术的发G4649G993断注G1849新的活力，因此G2499G1209预计，继电保护学科必G4570G993断发G4649，G17810到更G20652的理G16782和技术G20652G5242。13论文的主要工作在本G16782G7003的设计G2033期，G17902过G19417G16847大量的G7003G10498，提G20652对继电保护理G16782的理G16311。G11013G1122G1235G11507的需要，G1075要学G1076电力系统综合G2010G7524G17731G1226G51SASG51的G6817作。然后对G2419G3999G7460料进行G2010G7524，计算系统中各G1815G1226的参数，绘制出各序的网络图，G5194在G1235G11507G17731G1226G18336G5326系统进行G1235G11507G20576算，G1889对系统的运行进行G7254态G2010G7524和G9538流。在设计中期，G1039要是对零序电流保护的整定。首先，整理继电保护中的大短路电流接地系统中的零序电流保护的整定G2419G2029，然后G1889G2447提取G6164要用到的零序电流的数据。G1866G8437，根据接地短路时变压器接地方式、非全相运行、G989相自动重合闸的影响，整定出G980G3883动作G5567、G9801G6947G5242G20652、选择G5627强的零序电流保护。在设计的后期，有G1016G1022G1231G2165G726G980是G6365G10043格式G1901G16782G7003，G1120是G6365G10043要G8726G1474G6925G16782G7003。A23A24A25A26A27A28A29A30A31A3232原始资料分析21系统接线图及参数DKV220RKVUEMVA813840COS57741211/220904KUKVMVA65101735/115/2201202IIIIIIIIIIIIUUUKVMVA51035/22020KVMVA1215/220240KVMVA1211/22060KVMVA65101735/115/2201203IIIIIIIIIIIIUUUKVMVAKV35KV35FKV115KV220KV115KV35KV220SAKV220KM60KM230KM250KM170KM30WKVUEMVA11830COS252KVUEMVA15850COS20059135J3108200J0EBCA33A34A35A36A36A37A38A39A40A41A34A42A43A44A45A46A47A48A49A50A51422元件参数标么值计算取基准容量60BSMWA,基准电压为平均额定电压BAVVV，根据附图1、附表1和附表2的数据计算各元件的各序电抗标幺值。211发电机的参数1、W厂水轮发电机（1）302MVA机组5030602501X7250306036202X（2）29529MVA机组08909235603501X129092356050802X2、R厂水轮发电机36501160577813302221X529011605778134350222X3、S系统063047560501X0770476606102X1030060501X1220300606102X4、N系统07042860501X0850428606102X125024060501X1530240606102X212线路的参数1、60KM线路0302206060410221XX0902206060410320X2、230线路1170220230230410221XX3520220230230410320X3、250线路A52A53A54A55A56A57A58A59A60A6151270220250250410221XX0902206060410320X4、185KM线路1221800411800094220XX2820220185185410320X5、30KM线路01502203030410221XX04602203030410320X6、170KM线路0860220170170410221XX2590220170170410320X213变压器的参数1、W厂（1）60MVA变压器1206060120TX（2）240MVA变压器03024060120TX（3）20MVA变压器315020601050TX2、R厂0809060120TX3、系统S、N（1）各侧短路电压百分比（1高压侧2中压侧3低压侧）1117105610752U211761056252U316105170252U则各侧电抗A62A63A64A65A66A67A68A69A70A716054012060107501X031012060062502X012060002500X23正（负）零序网络图的绘制231正序、负序、零序等值阻抗根据21系统各元件参数归算结果和变压器中性点接地情况，我们可以画出该系统的正序、负序和零序等值阻抗图，分别如图21（A）、图22（A）和图23所示。各元件参数结果（标幺值）一并标示在图中，同时对等值阻抗分别进行简化（简化过程略），简化结果如图21（B）、图22（B）和图23所示。A72AA73A72BA73A74A75A76A77A78A79A80A81A82A83A74A72A84A73A80A81A85A86A87A88A74A89A90A91A92A93A94A74A95A96A97A98A99A100A101A102A103A1047ABA74A75A76A75A105A79A80A81A82A83A74A72A84A73A80A81A85A86A87A88A74A89A90A91A92A93A94A74A74A75A76A106A107A79A80A81A82A83A74A95A96A97A98A99A100A101A102A103A10483线路短路电流计算31运行方式的确定原则各线路保护的运行方式按下列原则确定1、对单侧电源的辐射形线路AB,保护的最大运行方式由以下两条件G1927定（1）电源在以下运行情况下运行G58、G53水电厂所G7389机组、变压器均G6249G1849，G54、G49等值系统按最大容量发电，变压器均G6249G1849。（2）系统所G7389线路和G17885定的接地中性点均G6249G1849。2、对单侧电源的辐射形线路AB,保护的最G4579运行方式G7171（1）电源在以下运行方式情况下运行G58厂G158423G19G48G57A机组，G53厂G1584G26G26G24机组一G2500，G54系统发电容量为3G19G19G48G57A,G49系统发电容量为2G23G19G48G57A。（2）G2464G3250线路BG38单G3250线运行。3、对G2464侧电源和G3822侧电源的G10627形G13605路中的线路，保护的最大运行方式G7171（1）电源在以下运行情况下运行G58、G53水电厂所G7389机组、变压器均G6249G1849，G54、G49等值系统按最大容量发电，变压器均G6249G1849。G10627G13605G5332G10627，G5332G10627点在线路G11468G18063的下一G13435线路G990。G23、对G2464侧电源和G3822侧电源的G10627形G13605路中的线路，保护的最G4579运行方式G7171（1）电源在以下运行情况下运行G727G58厂G158423G19G48G57A机组，G53厂G1584G26G26G24G48G57A机组一G2500，G54系统发电容量为3G19G19G48G57A,G49系统发电容量为2G23G19G48G57A。（2）线路G19393G10627运行，G1584运该线路G13984G2530可G14033的机组和线路。32短路计算方式的制定1、各G13435电压可G18331G11004计算电压值G6122平均电压值，G13792G993G13783G15397变压器电压分接G3848G4466G19481G1313G13634的变G2172。2、发电机G2462G16855G11468机的正序阻抗G16850G18331G11004G87G32G19时的G11648G5589值。3、G993计线路电容和负G14667电G8981的G5445G2721。G23、发电机电G2172G2195标G1052值可以G1563定等G11221，G1000两侧发电机电G2172G2195G11468G1313一G14280，G2494G7389在计算线路G19762G1852G11468运行电G8981和G1852G11468G19675G14645电G8981时，G6177G13783G15397G11468线路两侧发电机G13520G2524电G2172G2195G19400G7389一定的G11468G16294G5058。G24、G993G13783G15397短路电G8981的G15940G1955，G993计短路G7254G5589电G8981中的G19762G2620G7411分量，G1306G1867G1319G6984定时G5224G13783G15397G1866G5445G2721。G25、G993计G6937G19568点的G11468G19400电阻和接地电阻A108A109A110。A111A112A113A114A115A116A117A118A119A1209G26、G5585略发电机、变压器、G7562G12366线路、电G13530线路等阻抗参数的电阻G18108分，并G1563G16786G7071G17728电机的负序电抗等G1122正序电抗。33短路电流计算举例根据G990G17860运行方式的确定原则，我们可以计算各线路、各G5049况下的短路电G8981。在计算短路电G8981时，由G1122G5049G1328量G19762G5132大，G1000各条线路的计算方G8873G11468同。G3252G8504，我G1177G17885取G1114G1866中一条线路进行短路电G8981计算并列出计算过程，G8726取2G24G19G78G80线路的短路电G8981计算结果列G1122表32中。最G4579运行方式下，G58厂G158423G19G48G57A机组，G53厂G1584G26G26G24G48G57A机组一G2500，G54系统发电容量为3G19G19G48G57A,G49系统发电容量为2G23G19G48G57AG727A121A122A123A124A125A126A127A128A129A130A131A132A133A134A135A136A137A138A139A127A140A141A142A143A144A145A146A147A148A140A141A126A149A150A151A152A153A146A154A140A141A155A156A157A158A159A160A161A162A163A164A126A165A166A167A164A126A165A166A168A169A170A122A171A172A170A173A170A122A171A172A170A173A170A122A174A124A171A124A124A174A172A175A171A174A172A175A122A174A172A122A171A174A172A170A171A174A172A171A174A175A174A172A122A176A170A177A169A170A122A170A172A171A178A179A179A172A171A124A122A172A175A174A172A175A178A174A172A122A174A172A178A122A171A180A131A132A122A174A174A124A124A171A174A172A171A174A172A176A124A181A131A132A170A178A174A124A124A171A174A172A171A174A172A176A124BG8609线G6937G19568时，计算G13475250KM线路G8981过CG12483的短路电G8981，系统正负零序G13605G2462零序G13605G13488的G2058定如下1、系统正序等值图变G6454如下A182A183A184A185A186A187A188A189A190A19110A192A122A123A124A131A132A163A164A129A130A193A194A192A195A1962、系统负序等值图变G6454如下A192A122A123A170A131A132A167A164A129A130A193A194A192A195A1963、系统零序等值图变G6454如下A182A183A184A185A186A187A188A189A190A19111A192A122A123A122A131A132A197A164A129A130A193A194A192A195A1964、BG8609线G6937G19568时，计算线路BC的短路电G8981结果如下（G8892各化简过程G11004图示G7481表示）（1）G989G11468短路11703600587EI1）正序短路电G8981170360119862701190116EIG8981过250KMBC线路,G17902过C侧的短路电G89814137413701170127BCIA195A198A199A136A130141376006703220DIKA（2）两G11468短路177700587007EI1）正序短路电G8981777011939701190116EIA200A201A202A203A204A205A206A207A208A209121393011718801170127BCI化G6116G7389G2529值11886003063220DIKA2）负序短路电G89817770159748301590127EI274830117358801270117BCI化G6116G7389G2529值235886005023220DIKA（3）单G11468短路1672500587007002EI1）正序短路电G898167250119340501190116EI134050117163301270117BCI化G6116G7389G2529值116336002533220DIKA2）负序短路电G898167250159373901590127EI237390117179301270117BCI化G6116G7389G2529值217936002793220DIKA3）零序短路电G8981A210A211A212A213A214A215A216A217A218A219136725002260674002260203EI006740352032303520382BCI化G6116G7389G2529值003236000643220DIKA（G23）两G11468短路接地1134600587007/002EI1）正序短路电G898113460119681601190116EI168160117326801270117BCI化G6116G7389G2529值132686005053220DIKA2）负序短路电G898113460159748301590127EI274830117358801270117BCI化G6116G7389G2529值235886001533220DIKA3）零序短路电G89811346002261348002260203EI013480352064603520382BCI化G6116G7389G2529值006466000923220DIKAA220A221A222A223A224A225A226A227A228A22914在G38G8609线G6937G19568时，计算G134752G24G19G46G48线路G8981过BG12483的短路电G8981。G24、系统正序等值图变G6454如下A230A231A232A233A234A235A236A237A238A239A240A241A230A242A2436、系统负序等值图变G6454如下A230A231A232A244A234A235A245A237A238A239A240A241A230A242A2437、系统零序等值图变G6454如下A220A221A222A223A224A225A226A227A228A22915A230A231A232A246A234A235A247A237A238A239A240A241A230A242A243G27、G38G8609线G6937G19568时，计算线路BG38的短路电G8981结果如下（G8892各化简过程G11004图示G7481表示）（1）G989G11468短路1）正序短路电G8981123810042EI2381005555730055018EIG8981过2G24G19G78G80BG38线路,G17902过G38侧的短路电G898155730117267201170127BCI化G6116G7389G2529值12672600419KA3220DI（2）两G11468短路11075300420051EI1）正序短路电G898110753005525170055018EIA248A249A250A251A252A253A254A255A1A016125170117120701170127BCI化G6116G7389G2529值112076001913220DIKA2）负序短路电G898110753006624810066022EI22481011711901270117BCI化G6116G7389G2529值21196001863220DIKA（3）单G11468短路1901004200510018EI1）正序短路电G8981901005521090235EI121090117101101270117BCI化G6116G7389G2529值110116001593220DIKA2）负序短路电G8981901006620790286EI220790117099701270117BCI化G6116G7389G2529值209976001553220DIKA3）零序短路电G8981A2A3A4A5A6A7A8A9A10A1117901002079902256EI00799011703830244BCI化G6116G7389G2529值003836000593220DIKA（G23）两G11468短路接地11408200420051/0018EI1）正序短路电G898118082005542320235EI142320117202901270117BCI化G6116G7389G2529值120296003173220DIKA2）负序短路电G898118082006641730286EI2417301172001270117BCI化G6116G7389G2529值2206000833220DIKA3）零序短路电G898118082002160302256EI01603011707690244BCI化G6116G7389G2529值007696000863220DIKAA12A13A14A15A16A17A18A19A20A2118A22A23A24A25A26A27A28A29A30A31A32A33A34A35A36A37A38A39A40A41A39A42A43A44A45A38A39A36A37A46A25A47A48A49A50A51A40A41A39A52A53A42A43A44A45A31A32A33A34A41A39A54A55A37A56A38A57A58A59A53A60A36A61A36A56A38A57A58A59A53A60A37A61A62A63A40A52A53A46A64A65A51A62A63A40A52A53A46A64A65A51A66A67A68A69A66A67A68A70A23A66A67A68A71A66A67A68A69A66A67A68A70A23A66A67A68A71A29A30A31A32A33A343DA48A72A73A74A75A48A72A76A77A482DA48A72A74A75A74A48A72A74A78A76A48A72A23A48A76A48A72A23A23A771DA48A72A74A47A75A48A72A74A47A47A48A72A73A77A77A48A72A25A47A23A48A72A25A77A75A48A72A74A75A251,1DA48A72A23A74A77A48A72A48A78A23A48A72A25A47A78A48A72A47A48A47A48A72A74A47A23A48A72A25A77A76基G1122时G19400G13051G17855，我G24