35kv线路继电保护设计

1、继电保护课程设计 1、系统的等值电路图 1.1 两台变压器的等值阻抗计算 电压百分数的计算： % 2 Uk(1 3)% Uk(1 2)% Uk(2 3)% 2 17.5 10.5 6.5 % 1 2 Uk(1 2)% Uk(2 3)% U k(1 3)% 1 2 10.5 6.5 17.5 % 1 U k(1 3)% U k(2 3)% U k(1 2)% 1 17.5 6.5 10.5 10.75 0.25 6.75 Uk2 Uk3 Uk1 变压器的等值阻抗计算： XT1 Uk1% ? SB 10.75 ?100 0.17 100 STN 100 63 XT 2 Uk2% ? SB 0.25

2、 ?100 0.004 100 STN 100 63 XT 3 Uk3% ? SB 6.75 ? 100 0.11 100 STN 100 63 1.2 系统的等值电路图 系统的等值电路图如图 1-1 所示 : 图 1-1 系统的等值电路图 2、线路短路计算 分别进行最大运行方式和最小运行方式下各条线路发生对称三相短路， 单相 接地短路，两相接地短路和两相短路。 2.1 各线路阻抗参数及计算公式 经过查手册得： LGJ-400型线路 x0 0.396 /km，LGJ-300型线路 x0 0.404 /km，LGJ-150 型线路 x0 0.425 /km，LGJ-120 型线路 x0 0.43

3、5 /km。利 用计算公式： x x0 ?l 2.2 各线路阻抗参数计算数值 2.2.1 各线路阻抗参数计算数值 各线路阻抗参数计算数值如下表 2.1 所示： 表 2.1 各线路阻抗参数计算数值 线 路 电压 L-3 L-4 L-5 L-6 110KV 23.8 20.2 30.3 12.8 2.2.2 各线路阻抗参数标幺值计算数值 标幺 值 计算 为： x* x USBB2 计 算 数值 如下 表 2.2 所 示：（ 其中 U B 110 1.05 115.5 Kv) 表 2.2 各线路阻抗标幺值计算数值 线 路 电压 L-3 L-4 L-5 L-6 110KV 0.18 0.15 0.23

4、 0.10 2.3 三相短路计算 2.3.1 最大运行方式下短路电流计算 如图 2-1 所示发生 d (3)点短路时 Id 1 ? SB X 1 XL ? 3U B 图 2-1 发生 d (3) 点短路时的电路图 其中 X 1 X1 / /(X2 1 X3) 2 0.0192 / /(0.288 0.085) 0.0183 ，那么： ： I1 100 2.52 KA Id 3 115.5 d 0.0183 0.18 : 1 100 2.97 KA Id 3 115.5 d 0.0183 0.15 图 2-2 发生 d (3) 点短路时的电路图 Id 1 100 0.0183 0.23 3 11

5、5.5 2.01KA 100 : Id 0.0183 0.1 3 115.5 4.23KA 1 不考虑主变上的阻抗时 X 1 X2 1 X3 1 2 2 3 1 0.288 0.17 0.373则有： 2 (3) Id 100 1 1.34KA 0.373 3 115.5 2.3.2 最小运行方式下短路电流计算 如图 2-2 所示发生 d (3)点短路时 Id 1 ? SB 。 X 1 XL ? 3U B 。 其中 X 1 X1 /(X2 X3) 0.0192 / /(0.288 0.17) 0.0184 ，则有最小运行方 式下各线路短路电流与最大运行方式下各线路短路电流近似。 不考虑主变阻抗

6、的 情况下： X1 X 2 X3 0.288 0.17 0.458 Id(3) 1 100 1.09KA 0.458 3 115.5 2. 单相接地短路 零序电网图如图所示： 图 2-3 零序电网图 台变压器中性点接 2. .1 最大运行方式下正序、负序、零序电抗的计算 由于中性点接地系统中两变压器并联运行时， 一般只有 地，零序阻抗不变，但正序、负序阻抗要变，那么： X 1 X 2 X 1 0.373 X 0 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 d1（1） 点发生单相接地短路时：短路电流为 31 3If02X1 X03UB B2 0.373 0.047 0.

7、5 1.9KA(其中 115 E 115 1 为发电机 110 电压的标幺值） 主变上流过的电流： 3I0 0.321KA （根据分流公式计算） x 1 xL; x0 3x1 各线路的短路电流分别为： （此时应考虑主变的阻抗，故 x1 (x3 x4 )+3x L ; 3I f 0 2x1 x0 3UB ，X 1 0.183) ： x1 0.0183 0.18 0.198 x0 0.047 0.54 0.587 3I f 0 3 100 1.53KA 0.594 3 115 4： x1 0.0183+0.15=0.16 x0 0.047 0.54 0.587 3I f0 3 100 1.27KA

8、 1.162 3 115 5: x1 0.018+0.23=0.248 x0 0.047 0.54 0.587 3I 6: 3I f0 1.724 3 115 x1 0.0183 0.10 0.118 x0 0.047 0.54 0.587 3 100 3 100 f0 0.78 3 115 2. .2 最小运行方式下正序、负序、零序电抗的计算 d1(1) 点发生单相接地短路时： X 1 X 2 X 1 0.458 X 0 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 d1(1) 点发生单相接地短路时：短路电流为 3I f 03ESB3 1 0.5 1.6KA f 0

9、2X1 X0 3U B 2 0.458 0.047 主变上流过的电流： 3I0 0.265KA (根据分流公式计算) 最小运行方式下线路的短路电流与最大运行方式下短路电流近似相等。 2.5 发生两相短路时的短路计算 2.5.1 最大运行方式下正序、负序、零序电抗的计算 发生 d (1.1)短路时 X 1 X 2 X 1 0.373 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 f0 3ESB X1 2X0 3U B 31 0.373 0.047 2 0.5 3.23KA 0.183 ) x4 ); 3I f 0 3I f0 3 100 1.372 3 115 1.1KA

10、 4： x1 0.0183+0.153=0.17 各线路的短路电流分别为： （此时应考虑主变的阻抗，故 x1 x 1 xL; x0 3x1 主变上流过的电流： 3I0 0.545KA （根据分流公式计算） (x3 3ESB ， x1 2x03U B ： x1 0.0183 0.18 0.198 x0 0.047 0.54 0.587 x0 0.047+0.459=0.506 3I f0 3 0.54 100 3 115 1.78KA 5: x1 0.018+0.23=0.248 x0 0.047+0.69=0.737 3I f0 3 100 1.233 3 115 1.22KA 6: x1 0

11、.0183 0.10 0.118 x0 0.047+0.228=0.335 3I f0 3 100 0.563 3 115 2.68KA 2.5.1 最小运行方式下正序、负序、零序电抗的计算 发生 d (1.1)短路时 X 1 X 2 X 1 0.458 3X1/ /(X3 X4) 0.0576 / /0.28 0.047 31 SB 3I f 0 3E B 0.5 2.72KA f 0 X1 2X0 3U B 0.458 0.047 2 主变上流过的电流： 3I0 0.462KA （根据分流公式计算） 最小运行方式下线路的短路电流与最大运行方式下短路电流近似相等。 2.6 发生两相短路时的短

12、路计算 110kv 线路短路电流值如表 2.3 所示： 表 2.3 110kv 线路短路电流值 短路类型 线路运行方式 Id(3) (KA) Id(1) (KA) I d(1.1) (KA) 最大运行 方式 最小运行 方式 最大运 行方式 最小运 行方式 最大运行 方式 最小运 行方式 L-3 2.52 2.52 1.53 1.53 1.1 1.1 L-4 2.97 2.97 1.78 1.78 1.27 1.27 L-5 2.01 2.01 1.22 1.22 0.87 0.87 L-6 4.23 4.23 2.68 2.68 1.92 1.92 3、CT、 PT变比的确定 CT一次电流应使

13、正常负荷下仪表指示在刻度的 2/3 以上并有适当的过负荷裕度 主变按 I1 1.5I E 考虑，出线按 I1 1.25IE 考虑。保护和仪表共用一组时，只能选 用相同的一次电流，当单独用于保护时对变压器差动， Y侧应增大 3 倍。测量 用 0.5 级，保护用 3 级，差动保护用 D 级。 主变变比： CT变比 Ie 3SUe e,I13Ie I1 USee 高压侧： I 1=63000/110=572.73 (A) 选 600/5 中压侧： I 1=63000/35=1800( A) 选 2000/5 低压侧： I 1=63000/10=6300( A) 选 8000/5 PT变比 高压侧：

14、110/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 中压侧： 35/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 低压侧： 10/ 3 /0.1/ 3 /0.1/3 ( KV) 线路 CT变比选择： I 1.25Pmax如表 3.1 所示： 3 U e cos 表 3.1 线路 CT 变比选择 电压线 L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 L-6 L-7 L-8 110KV 2000/5 2000/5 2000/5 1000/5 4、线路的整定计算 41 关于 110KV线路保护配置 110KV 线路属于长距离重负荷线路，不适合用电压，电流保护，因此采用距 离保护，由于距离保护只与故障

15、点距离有关， 受系统运行方式影响较小， 所以能 有效，可靠速动保护线路。 即选取距离保护与接地距离保护构成的高频闭锁距离 保护做主保护。 4.2 相间距离及接地距离 段保护Zop krel Zlt1 0s krel 0.85 段与下级线路段配合，因下级线路不明，按满足灵敏度要求整定。时 间较配合段保护大一个 t=0.5 。 Zopk sen ZL ksen 1.3 Zk Z op sen L 1.3ZLt 0.5s 段按躲过最小负荷阻抗来整定，时间较配合段保护大一个 t Z 0.9U N Z fhmin I fhmax 0.9 110 ， t t 0.5 t S 3U n U N 为额定电压

16、（ 相 ） t 为配合段保护时间 I fhmax 为线路最大负荷电流 Zop fh . min krel kre zq krel 为可靠系数取 1.15 kre 为返回系数取 1.15kzq为自起动系数取 2 其中、段为经切换的方向阻抗 . 段为全阻抗 4.2.1 接地及相间距离保护的计算 段保护： Zop krel ZL krel 0.85计算数值如下 ： Zop 0.85 23.8 20.23 4 ： Zop 0.85 20.2 17.17 5 ： Zop 0.85 30.3 25.76 6 ： Zop 0.85 12.8 10.88 将阻抗值转化成二次值 Zop Zop nLH 如表 4

17、.1 所示： nYH 表 4.1 阻抗值转化成二次值 线路 L-3 L-4 L-5 L-6 阻抗（） 7.35 6.24 9.37 3.96 灵敏度校验：（不进行灵敏度校验） 段保护： Zop ksen ZLksen 1.3 计算数值如下： ： Zop op 1.3 23.8 30.94 4 ： Zop op 1.3 20.2 26.26 5 ： Zop 1.3 30.3 39.39 6 ： Zop 1.3 12.8 16.64 整定时间： t 0.5s 将阻抗值转换为二次值 Zop Zop nLH 如表 4.2 所示： nYH ： Zop ZL 30.94 23.8 1.3 4 Zop 26

18、.26 1.3 ZL20.2 表 4.2 阻抗值转化成二次值 线路 L-3 L-4 L-5 L-6 阻抗（） 11.23 9.55 14.32 6.03 灵敏度校验 Zop ksen ： ZL 5 ： Zop ZL 39.39 1.3 30.3 6 ： Zop ZL 16.64 1.3 12.8 以上线路均满足灵敏度系数要求范围。 段保护： Zop Z fh.min fh .min ， Z fhmin krel kre kzq 0.9UN I fhmax 2 0.9 1102 S/ 3UN ， krel =1.15 kre =1.15 k kzq=2 计算数值如下： ： Z fh.min 46.3 1.15 1.15 2 17.5 4 ： Zop