继电保护整定计算

1、附录一1、电网元件参数计算及负荷电流计算1.1基准值选择基准容量： SB100MVA基准电压： VBVav115kV基准电流： I BSB /3VB0.502kA基准电抗： Z BVB /3I B132.25电压标幺值： E1.051.2 电网元件等值电抗计算线路的正序电抗每公里均为0.4 /kM；负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为 1.2 /kM；线路阻抗角为 80o。表格 2.1系统参数表系统 S最大运行方式正序阻0.1变压器 T6（T7）容量25MVA抗系统 S最小运行方式正序阻0.3变压器 T6（ T7）短路电压百10.5抗分比系统 S最大运行方式零序阻0.3抗系统 S最小运行方式零序阻

2、0.90线路 SC长度50km抗发电机 G容量100MW线路 AB长度35km1 / 20发电机 G次暂态电抗0.129线路 BC长度60km电厂主变压器 T 容量125MVA线路 CA长度28km电厂主变压器 T 短路电压百12.5选题一分比变压器 T4（ T5）容量31.5MVA开环运行位置QFB变压器 T4（T5）短路电压百10.5整定线路AC分比1.2.1输电线路等值电抗计算（1）线路 AB等值电抗计算：正序电抗： X ABx1L AB0.43514X AB140.1059标幺值 : X AB132.25Z B零序阻抗： X 0 .ABx 0L AB1.23542X 0. AB420.

3、3176标幺值 : X 0 .AB132.25Z B（2）线路 BC等值电抗计算：正序电抗： X BCx 1LBC0.46024X BC240.1815标幺值 : X BC132.25Z B零序阻抗： X 0 .BCx 0LBC1.26072X 0.BC720.5444标幺值 : X 0 .BC132.25Z B2 / 20（3）线路 AC等值电抗计算：正序电抗： X ACx 1L AC0.42811.2标幺值 :X AC11.2X AC0.0847Z B132.25零序阻抗： X 0 .ACx 0L AC1.22833.6标幺值 :X 0.AC33.6X 0 .AC0.2541Z B132.

4、25（4）线路 CS等值电抗计算：正序电抗： X CSx 1LCS0.45020标幺值 :X CS200.1512X CS132.25Z B零序阻抗： X 0. CSx 0LCS1.25060标幺值 :X 0.CS600.4537X 0. CS132.25ZB1.2.2 变压器与发电机等值电抗计算（1）变压器 T1,T2 ,T3 等值电抗计算：XT 1XT 2XT 3U K %VN210012.1SNXXT 1X T 2 X T 3T112.10.0915ZB132.25（2）变压器 T4 ,T5 等值电抗计算：3 / 20XT 4XT 5U K %VN210040.333SNXT 4XT 4

5、40.3330.3050XT 5132.25Z B（3）变压器 T6 , T7 等值电抗计算：XT 6XT 7U K % VN210050.82SNXT 6XT 650.82XT 70.3843ZB132.25（4）发电机等值电抗计算：X G1X G 2XG 3X dcosSB0.10965PG11.2.3 通过断路器 3 的最大负荷电流当线路 LAB , L CS 退出运行时，由输电线路L AC 向甲乙两个变电所供电时断路器3 和断路器 4 上流过最大负荷电流。P甲maxP乙 max30MVA20MVAAI fh C.max3 1151030.3138k3U N cos0.8VI fh C.

6、max0.3138kA0.625I fh C.max0.502kAI B表格 2.2等值电抗计算结果表元件序别计算值标幺值线路正序140.1059L AB4 / 20零序420.3176正序240.1815线路 LBC720.5444零序正序11.20.0847线路 LAC33.60.2541零序正序200.1512线路 LCS600.4537零序正序12.10.0915变压器 T112.10.0915零序正序12.10.0915变压器 T212.10.0915零序正序12.10.0915变压器 T312.1零序0.0915正序40.330.3050变压器 T440.330.3050零序正序4

7、0.330.3050变压器 T540.330.3050零序正序50.820.3843变压器 T650.82零序0.3843正序50.820.3843变压器 T7零序50.820.3843正序14.50.10965发电机 G114.50.10965零序正序14.50.10965发电机 G25 / 20零序14.50.10965正序14.50.10965发电机 G3零序14.50.10965附录二2、保护 3 和 4 的电流保护的配置根据保护的配置原则： 优先选择机构简单可靠， 动作迅速的电流保护。 如果电流保护无法满足电力系统的保护要求再考虑配置距离保护和零序电流保护做后备保护。2.1 断路器

8、3 的电流保护段整定计算和校验（1）动作电流对输电线路，按照躲开下一条线路出口处短路可能出现的最大短路电流值进行整定计算。 及躲开 C母线处短路的最大短路电流。在最大运行方式下， 断路器B 断开为开环运行，三台发电机同时运行，与系统S 断开联系。K setI.3K relI I k .C .max取 K relI1.3XG1XTI0.10965 0.09150.06705XG33I k.C.maxE1.056.9193X AC0.06705 0.0847ZGI set.3K relII k .C .max1.36.91938.9951I setI.3I set.3I B8.99510.502k

9、A4.5155kA（2）保护范围校验6 / 20Z G .maxX G 1X T 10.10062X10.40.0030246X1132.25ZBI set.3I k.C .min3E2 ZG .maxX1 LminLmin0.4918km （不满足条件）根据校验计算结果可知，电流速断保护不能满足保护要求。分析原因可知，AC线路太短不适合配置电流保护。因此我放弃进行电流保护配置的整定计算，选择给断路器 3 和 4 进行配置距离保护，并辅助零序电流保护。附录三3、 保护 3 和 4 的距离保护的配置3.1 断路器 3 的距离保护整定计算和校验图 4.1 电网的等效电抗路图查询资料：取 K rel

10、I0.85 , K relII0.8 , K relIII0.8 （有变压器时取 K relII0.7 ）K ss1.5, K re1.27 / 203.1.1保护 3 距离保护段整定计算和校验（1）动作阻抗对输电线路配置距离保护段，按照躲开本线路末端短路时的测量阻抗进行整定计算。ZsetI.3 K relIX AC 0.0720ZsetI.3ZsetI.3Z B9.5（2）动作时限t I30s（离保护段实际动作时间由保护装置和断路器固有动作时间决定）3.1.2 保护 3 距离保护段整定计算和校验（1）动作阻抗按照如下条件进行配置按照与相邻线路保护7 距离保护段相配合进行整定计算ZsetI.7

11、 K relIX CS 0.1285ZsetII.3K relI ( X ACK b.minZsetI.7 )此时分支系数 K b.min1ZsetII. 30.8(0.08470.1285)0.17056ZsetII.3ZsetII.3ZB22.56按照与相邻线路保护5 距离保护段相配合进行整定计算ZsetI. 5 K relIX CB 0.15438 / 20ZsetII.3K relI ( X ACK b.minZsetI.5 )此时分支系数K b.minX GX ACX S.maxX CS0.06705 0.0847 0.3 0.1512X S. maxX CS1.330.3 0.15

12、12ZsetII. 30.8(0.08471.330.1543)0.2319ZsetII.3ZsetII.3ZB30.7按照与相变压器低压侧短路配合进行整定计算ZsetII.3K relI ( X ACK b.minZT6 )2此时取 K relI0.7此时分支系数K b.minX GX ACX S.maxX CS0.06705 0.0847 0.3 0.15121.33X S. maxX CS0.3 0.1512ZsetII. 30.7(0.08471.330.3843) 0.23822ZsetII.3ZsetII.3ZB 31.5综上所述：取以上三个整定值的最小值为距离保护段整定值即 Zs

13、etII.322.56（2）灵敏度校验K senZset.II322.56 1.61 1.25 ( 满足灵敏度要求 )X AB149 / 20（3）动作时限tII3t I7t0.5S能同时满足与相邻线路BC和变压器保护的配合要求。3.1.3保护 3 距离保护段整定计算和校验（1）整定阻抗按照躲开最小负荷阻抗进行整定。ZLD .minU LD .min182.15I fh.C.maxZLD .minZLD .min1.3773Z B因为距离保护采用的为方向阻抗继电器故：取 K rel0.8， K re1.15， Kss1.5，set80 ，L30ZsetIII. 3Krel ZLD .min0.

14、8 182.15131.42KssKrecos（ set -L） 1.5 1.15 cos50Zset.3Zset.30.9937Z B（2）灵敏度校验本线路末端短路时的灵敏度系数（ ）Zset.3131.42（满足要求）11.734 1.5K sen. 1X AC11.2相邻线路末端短路时的灵敏度系数10 / 20要满足（）Zset.31.2K sen. 2X ACK b. maxZ next当线路 CS末端短路时 K b.max1（ ）Zset.3131.424.21 1.2（满足要求）K sen. 2X ACK b .max X CS11.2 20当发电机为最最小运行方式，系统S 为最大

15、运行方式可求出最大分支系数X G.maxX ACX S. minX CS1.7353K b.maxX CSX S.min相邻线路 CB末端短路时：Z set.3131.42（满足要求）（ ）2.49 1.2K sen. 211.2 1.7353 24X AC K b.max X CB相邻变压器低压侧短路时：（ ）Z set.3131.42（满足要求）1.32 1.2K sen. 2X ACK b .max X T611.2 1.7353 50.82（3）动作时间由于乙变电所出口后备保护动作时间为1.0S故： t 31.02 t2.0S3.2 断路器 4 的距离保护整定计算和校验3.2.1 保护

16、 4 距离保护段整定计算和校验（1）动作阻抗对输电线路配置距离保护段，按照躲开本线路末端短路时的测量阻抗进行整定计算。11 / 20ZsetI. 4 K relIX AC 0.0720ZsetI. 4 ZsetI.4 Z B 9.5（2）动作时间tI40s （离保护段实际动作时间由保护装置和断路器固有动作时间决定）由于相对断路器 4 没有下一级输电线路，故保护3 就不需要进行第段和第段的整定计算。3.3距离保护的评价（1）优点能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。其中段距离保护基本不受运行方式的影响

17、， 而、段仍受系统运行方式变化的影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。（2）缺点不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将有全线的 30%40%以第段时限跳闸，这对稳定性有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的； 阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。表 4.1 保护 3 和 4 距离保护的配置结果表保护序号项目保护 段保护段保护段保护 3整定值9.522.56131.42动作时间0S0.5S2.0S灵敏度/1.6111.734保护 4整定值9.5/动作时间0S/12 / 20灵敏度/附录四4、 保护 3

18、 和 4 的零序电流保护的配置4.1 断路器 3 零序电流保护的配置在配置继电保护的时候，我们首先考虑配置距离保护作为主保护，再辅以零序电流保护。在最大运行方式下 （三台发电机同时运行， 系统处在开环运行），系统也处在最大运行方式下， 在各个线路末端短路情况下， 电网的等效电路图如下图所示。图 5.1 电网的等效电路图系统中所有变压器的接线方式为- Y 接线且中性点直接接地， 取变压器的零序电抗与正序电抗一样，且等效系统S 也是直接接地系统。4.1.1 保护 3 零序电流保护段的整定计算和校验（1）保护 3 零序电流保护段的整定计算按照躲开下一级线路出口处单相或者两相接地短路时，可能出现的最大

19、零序短路电流进行整定计算。13 / 20图 5.2 K1 处发生短路时的零序等值网图E0I k1.f0X0 .T 4 )X 0. AC ( X 0.T 1 ) /( X 0. AB32I k1.f01.053.710.0915 /( 0.31760.25410.305)32I 0.set.33K relI k1.f014.469（取 K rel1.3 ）I 0.set.3I 0.set.3 I B 7.26kA（2）动作时间t 00t0.1S （取一段延时t0.1S , 以方便躲开断路器三相不同期合闸的时间）4.1.2 保护 3 零序电流保护段的整定计算和校验（1） K 2 处发生接地短路时与

20、保护5 零序段相配合14 / 20图 5.3K 2 处接地短路时零序等值网图 K 2 处发生接地短路零序电流段整定计算I 0.set.3KrelI 0.set.5K b.minI k2.f0E0( X 0.T 6 ) /( X 0.CS X 0.S .max ) /( X 0. ACX 0.T 1 /( X 0.ABX0.T 4 )X 0.CB232I k2.f01.051.5220( 0.384) /(0.454 0.9) /( 0.25410.0915 /(0.31760.54440.305)232I 0.set.53K relI k2.f0 3 1.3 1.5220 5.9356（取 K

21、 rel1.3 ）I 0.set.5I 0.set.5I B5.9356 0.502kA2.9797kA( X 0.T 6 ) /( X0.CSX 0.S.max )X0. ACX 0.T 1 /( X 0.ABX 0.T 4 )232K b.minX 0.T 6 ) /( X(0.CSX 0.S.max )215 / 20(0.38430.09150.305) /( 0.45370.9) 0.2541/( 0.31762K b.min20.3843) /(0.453732.6797(0.9)2I 0.set.3K relI 0.set.51.2K b.min5.9356 2.65802.67

22、97I 0.set.3I 0.set.3I B2.65800.502kA1.3343kA K 2 处发生接地短路灵敏度校验（取 K rel1.2 ）I 0. k1. minE03.5018X T1X 0. AC2I 0. k1. minI 0. k1. minI B3.50180.502kA1.7579kA3 I 0 .k1.min3 1.75793.95 1.5（满足要求）K sen1.3343I 0II.set.3（2） K 3 处发生接地短路时与保护7 零序段相配合图 5.4 K 3 处接地短路时零序等值网图16 / 20 K 3 处发生接地短路零序电流段整定计算I 0.set.3Kre

23、lI 0.set.7K b.minI k3.f0E0( X 0.T 6 ) /( XX 0.T 1 /( XX0.T 4 )X 0.CS0.AC0.AB232I k3.f01.051.9234( 0.3843) /( 0.25410.0915 /( 0.31760.45370.305)232I 0.set.73K relI k3.f0 3 1.31.9234 7.5013（取 K rel1.3 ）I 0.set.7I 0.set.7I B7.5013 0.502kA3.7656kA( X0.T 6 )X 0. ACX 0.T1 /( X0. ABX 0.T 4 )K b .min232X 0.

24、T 62( 0.3843) 0.2541 0.0915 /( 0.31760.305)K b.min2322.47120.38432I 0.set.3K relI 0.set.7K b.min1.27.5013（取 K rel1.2 ）2.47123.6426I 0.set.3I 0.set.3 I B3.64260.502kA1.8286kA17 / 20 K 3 处发生接地短路灵敏度校验I 0.k1.minE3.5018X T 1X 0.AC2I 0.k1.minI 0.k1.minI B3.50180.502kA1.7579kA3I 0.k1.minK senI 0II.set.3（满足要求）31.75792.88401.51.8286故：选择电流较大值作为保护3 零序电流保护的整定值及： I 0.set.31.8286kA（3）动作时间t 0t0t0.6S （这样可以保障各段零序保护的动作时间相匹配）由于第一点：根据任务书的资料，无法计算最大不平衡电流。第二点：接地短路零序电流保护为距离保护的辅助保护。故：我没有继续做零序电流的第的整定计算。4.2 断路器 4 零序电