2×34000kW水电站继电保护设计论文

1、摘要继电保护是电力系统的第一道防线，在系统故障时能够最快速有效的切除故障元 件、减小停电范围、限制事故对设备损害。电力系统继电保护的合理设计与保护配置 能够保证电力系统安全稳定的运行。因此在设计继电保护时要满足继电保护“四性” 的要求。本文主要描述了容量为2 x 34000kW水电站110kV系统的电气设备和电力线路的 继电保护设计。首先要对给出的原始参数进行分析， 再结合继电保护的原理根据 电 力工程电气设计手册 电气二次相关规程对系统中的发电机、 变压器、两回出线进 行保护配置和整定计算，并且选择相关的二次设备。最后根据配置的保护绘制发电机、 变压器、线路的二次回路图。关键词：继电保护电力

2、系统保护配置整定计算ABSTRACTRelay protection is the first line of defense in the power system, in system failure can quickly and effectively the removal of faulty components, reduce power range, limit accidents of equipment damage. Power system relay protection reasonable design and protection configuration t

3、o ensure the safe and stable operation of power system. Therefore in design of relay protection to meet the protection "four".This paper mainly describes the capacity of 2 x34000kW hydropower station of 110kV system of electrical equipment and power transmission lines design. First to give

4、 the original parameterswere analyzed, combined with the principle of relay protection according to < electrical engineering electric design handbook for electrical secondary > rules of system of generator, transformer, two back outlet protection configuration and setting calculation and selec

5、tion of relevant secondary equipment. Finally, according to the protection configuration drawing generator, transformer, circuit secondary circuit diagram.Key words : Relay protection; Electric power system; Protection configuration;Setting calculation摘要I.ABSTRACTII绪论11.1 继电保护在电力系统中的作用 11.2 对继电保护的要求

6、2第一章原始资料分析41.1 系统原始参数41.2 系统运行方式61.2.1 系统接地方式61.2.2 系统运行方式选择 61.3 初步保护配置7第二章短路计算92.1 短路计算的目的92.2 短路的种类92.3 元件参数计算92.4 系统等值网络图112.5 短路电流计算 12第三章线路保护163.1 保护配置原则 163.2 AB线路保护173.2.1 两段式电流保护 173.2.2 两段式零序电流保护193.3 AC线路保护整定计算 213.3.1 带方向的三段式距离保护213.3.2 带方向的三段式零序电流保护 233.4 母线保护27第四章主设备保护294.1 主设备继电保护设计原则

7、 294.2 发电机保护294.2.1 发电机保护配置原则 294.2.2 纵差动保护 324.2.3 复合电压启动的过电流保护 334.2.4 失磁保护354.2.5 定子绕组过负荷保护 364.2.6 定子绕组过电压保护374.2.7 定子绕组一点接地保护 374.3 变压器保护配置394.3.1 变压器保护配置原则394.3.2 变压器纵差动保护414.3.3 复合电压启动过电流保护 444.3.4 变压器高压侧零序电流保护 464.3.5 瓦斯保护484.3.6 高压侧过负荷整定494.3.7 温度保护494.3.8 变压器保护整定结果 49第五章设备选择515.1 线路保护设备选择

8、515.2 发电机保护设备选择515.3 变压器保护设备选择 525.4 其他设备选择535.5 设备选择结果表53第六章保护二次回路图54结论54总结与体会56谢辞57参考文献58附录一系统参数计算59附录二短路计算64附录三外文资料翻译88一、外文原文88二、外文翻译93绪论1.1继电保护在电力系统中的作用电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危 险的故障是发生各种形式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果1:(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；(2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它 们的使用寿

9、命；(3)电力系统中部分地区的电压大大降低， 破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质 旦. 里；(4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高(一般又称过负荷)，就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升 高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。止匕外，系统中出现功率缺额而引起 的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压， 以及电力系统发生振荡等，都属于 不正常运行状态。1故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中

10、引起事故。事故，就是指系统或其 中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地 步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。1系统事故的发生，除了由于自然条件的因素(如遭受雷击等)以外，一般者是由 于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。 因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检 修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。1在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，保证电力系统安全运行的最有效方法之一， 就是必须迅速而有选择性地切 除故障元件，切除故障的

11、时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电力式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电力元件计算机 所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术式由各种 继电保护装置组成的继电保护系统，继电保护装置一词则指各种具体的装置。1继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，它的基本任务是1:(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力

12、系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；(2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人 员)，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是 根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。1.2对继电保护的要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求， 即可靠性(安全性 和依赖性)、选择性、速动性和灵敏性。这几“性”之间，紧密联系，既矛盾又统一， 必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力元件的继电保护，充分发挥和利用继电

13、保护的科学性、 工程技术性，使继电保护为 提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大的效能。2(1)可靠性：可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求。所 谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不发生拒绝动作。2(2)选择性：继电保护选择性是指保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障 从电力系统中断开，最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。它包含两种意思：其一是只因由装在故障元件上的保护装置动作切除故障；其二是要力争相邻元件的保护装置对它起后备保护作用。2这种

14、选择性的保证，除利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合 外，还需注意相邻元件后备保护之间的正确配合。其一是上级元件后备保护的灵敏度 要低于下级元件后备保护的灵敏度；其二是上级元件后备保护的动作时间要大于下级 元件后备保护的动作时间。在短路电流水平较低、保护处于动作边缘情况下，此两条 件缺一不可。2(3)速动性：继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障，以减小设备及用户在 大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的 稳定性。2(4)灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行 状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护

15、范围内部故障时， 在系统任意的运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有 过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度 来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作的依赖性。2以上四个基本要求是评价和研究继电保护的基本性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在电力系统中的作用， 使以上四个基本要求在所配 置的保护中得到统一。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围 绕如何处理好这四者的辩证统一关系进行的。相同原理的保护装置在电力系统的不同 位置的元件上如何配置与配合，相同的电力元件在电力系统不同位置安装时如何配置 相应的继

16、电保护，才能最大限度地发挥被保护电力系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护过程的技术性。2第一章原始资料分析1.1系统原始参数Md qT, 5而1E&韶X7TllCkV受三器脍致： 7T： SF11-1000/110fBT. ST： ni-2QGU0/11Og用wj10T, 11T; Srai-25D0O/1106 F-工712T SF111 OOOO/110I/电算n5g.8'尽 国401aZ 7 - I f /,(1I -A L5T1fG、2(? SFJ4-15/M0JJ;T. 2T; 5F11-5Q0OT/11Q 灯.n： SI 1-L1-250J Jq

17、摘6. 3ab图1-1系统一次接线图发电机：1G、2G 型号：SF34-16/410容量：34000kW电压等级：6.3kV_ _ " _ _ _ _ _ _ _ _Xd 0.1792X2 0.1807cos3G、4G 型号：TS425/79-32容量：7500kW电压等级：10.5kVXd 0.213 X2 0.223 cos 0.8变压器：1T、2T 型号：SF11-50000/110101V中屯；£i0IF市密黏揖衰；kJG,4G： T5+25/79-32kT5T：SF1H'20000 10,ersii-n-2D00.85变比：110 2 2.5%/6.3、1

18、0.5Uk% 10.53T、4T 型号：S11-M-250变比：（10、6.3） 2 2.5%/0.4Uk% 45T、8T、9T 型号：SF11-20000/110变比：110 2 2.5%/6.3、10.5Uk% 10.56T 型号：S11-M-200变比：（10、6.3） 2 2.5%/0.4Uk% 47T 型号：SF11-16000/110变比：110 2 2.5%/6.3、10.5Uk% 10.510T、11T 型号：SFS11-25000/110变比：110 8 1.25%/35/6.3、10.517Uk1%10.5 Uk2%6.5 Uk3%12T 型号：SF11-10000/110

19、变比：110 2 2.5%/6.3、10.5Uk% 10.5线路：电阻率Xi 0.4 /kmAB: 45kmAC: 60kmAF: 40kmCD、FG: 50kmDE: 55km1.2系统运行方式1.2.1 系统接地方式变压器中性点接地选择原则3：(1)、发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。(2)、自耦型和有绝缘要求的其他变压器，其中性点必须接地。(3)、T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。(4)、为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地， 操作完毕后再断开， 这种情况下不按接地运行考虑。根据规定，则系统运行的接地方式为：变压器1T、5T、8T、11T接地运行，其

20、余变压器不接地。1.2.2系统运行方式选择电力系统不同的运行方式影响保护的性能，所配置的保护应该能满足系统各种运 行方式下对继电保护选择性、可靠性、灵敏性、速动性的要求。所以需要对系统运行 方式分析，使用分析、计算的结果对继电保护进行整定和灵敏度校验。最大运行方式：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，对继电保护而言称为最大运行方式， 对应的系统等值阻抗最小，Zs Z/n。2在本次设计过程中，系统最大运行方式为 A、F两座水电站所有发电机投入，即发电机 1G、 2G、3G、4G均投入运行。最小运行方式：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，对继电保护而言称为

21、最大运行方式，对应的系统等值阻抗最大，Zs Zs.max。2在本次设计过程中，系统最小运行方式为 A、F两座水电站各有一台发电机投入运行，即 发电机1G、3G投入运行，发电机2G、4G停运。1-2所示，保护1.3初步保护配置根据初始资料，对水电站进行初步的保护配置，保护配置图如图的构成及动作行为如表1-1所示15TAtXKt>母线电流差动保护4QF9TA巾（玲两段式电流保护、两段式零序电流保护个.4TV带方向的三段式电流保护、带方向的三段式零序电流保护16TA如即 母线电流差动保护J 5QFWTi带方向的三段式电流保护、带10TA巾小方向的三段式零序电流保护11TA零序电流电 压保护、高

22、 压侧复合电 压起动过流保护2TV过负荷保护、高;压侧复合电压起6TA黑中 动过流保护Ke母线电流差动保护母线电流差动保护6QF2QFI 3TV您入带方向的三段式电流保护、带12TAl通巾方向的三段式零序电流保护7QF 母线电流差动保护5TA小中变压器差动保护7TA力零序电流电压保护 =1T发电机差动保护 变压器差动保护8TA卜变压器差动保护1QF定子绕组过电压 保护、定子绕组 单相接地保护、 转子绕组一点接 地保护、复合电 压起动过流保 护、失磁保护1TV3QF厂用电2TA1TA -J发电机差动保护失磁保护、复合电压起动过流保护、过负荷保护图1-2初步保护配置图表1-1初步保护配置情况元件保

23、护名称保护构成动作行为纵差动保护2TA、4TA瞬时动作于停机、灭磁、跳 1QF复合电压起动过电流保护1TA、 1TV延时动作于停机、跳 1QF发定子绕组过电压保护1TV延时动作于解列、灭磁、跳 1QF电定子绕组过负荷保护1TA延时动作于发倍号机失磁保护1TV、 1TA延时动作于停机、灭磁、跳 1QF定子绕组单相接地保护1TV延时跳1QF,发彳也转子绕组一点接地保护1TV延时动作于发倍号变纵差动保护3TA、5TA瞬时跳闸，跳 1QF、2QF、3QF压高压侧复合电压起动过电流保护6TA、 2TV延时跳2QF器高压侧过负荷保护6TA延时动作于发倍号零序电流电压保护7TA延时跳2QF轻瓦斯保护动作于信

24、号重瓦斯瞬时跳闸，跳 1QF、2QF、3QF温度保护瞬时动作于隹T号AB 线 路瞬时电流速断保护（电流I段）9TA瞬时动作，跳4QF定时限过电流保护（电流n段）9TA延时动作，跳4QF零序电流I段9TA瞬时动作，跳4QF零序电流n段9TA延时动作，跳4QFAC 线 路带方向的距离I段保护3TV、4TV、10TA瞬时动作，跳4QF带方向的距离n段保护3TV、4TV、10TA延时动作，跳4QF带方向的距离出段保护3TV、4TV、10TA延时动作，跳4QF带方向的零序电流I段保护10TA瞬时动作，跳4QF带方向的零序电流n段保护10TA延时动作，跳4QF带方向的零序电流出段保护10TA延时动作，跳4

25、QF母线母线电流差动保护I 段：11TA、14TA、15TAn 段：12TA、13TA、16TAI段：瞬时跳6QF,延时跳2QF、4QFn段：瞬时跳6QF,延时跳5QF、7QF第二章短路计算2.1 短路计算的目的(1)电气主接线方案的比较和选择；(2)选择电气一次设备的依据。如：断路器、互感器、母线、电缆等；(3)电力系统继电保护设计和整定的基础；(4)比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路 电流的措施。2.2 短路的种类对称短路：三相短路4不对称短路：两相短路、单相接地短路、两相接地短路42.3 元件参数计算元件参数均采用标幺值，基准取 Sb 100MVA ,

26、UB Uav。表2-1各电压侧基准电流电压侧高压侧中压侧低压侧Ub (kV )115kV10.5kV6.3kVIb (kA )502A5498A9164A表2-2变压器参数计算结果表（参数计算过程见附录一）元件名称符号正序负序仃、2TX1T、 X2T0.210.213T、4TX3T、X4T16165TX5T0.5250.5256TX6T20207TX7T0.6560.6568T、9TX8T、X9T0.5250.52510T、 11TX10Tl、Xi"0.420.42X10T2、 X11T200X10T3、 X11T30.260.2612TX12T1.051.05表2-3发电机参数计算

27、结果表（参数计算过程见附录一）元件名称正序负序1G、2G0.4480.4523G、4G2.2722.379表2-4线路参数计算结果表（参数计算过程见附录一）元件名称符号正序负序零序AB线路X AB0.1360.1360.408AC线路X AC0.1810.1810.543AF线路X AF0.120.120.36FG、CD线路Xfg、Xcd0.1510.1510.453DE线路X de0.1660.1660.4982.4 系统等值网络图®B-WV-H10KV 7T 30.65610KV、1910KVG-0.1362；仃0.211.1GX =0.448X2=0.452厂用电80.181

28、<J110KV。嘉:、:62G .X =0.448 : '5X2=0.452 “AAAr0.1216(1510KV3G > X =2.272 : X2=2.379 .4GX =2.272X2=2.379图2-1系统正（负）序等值网络图0.4980.408BX11T0.27X11T0.45E -0之."二|109T C0.525 '0.5431T0.21图2-2系统零序等值网络图2.5 短路电流计算如图2-1系统正（负）序等值网络图所示，将系统从1 18节点编号，在本次设 计过程中，需要计算节点1、2、3、4、5、8、9、10、14、15节点的短路电流用于继

29、 电保护的整定和灵敏度校验。在表格中短路电流名称的表示方法， 下标第一个表示短路点，第二个表示电流支 路，第三个表示系统运行方式，上标表示短路类型。（2）表示两相短路，（3）表示三 相短路，（1）单相接地短路，（1,1）表示两相接地短路。例如：I12）g21gmin表示最小运 行方式下，1节点短路时流过2节点到1节点的的两相短路电流电流。表2-3归算到6.3kV侧电流值（计算过程见附录二）短路点标幺值有名值K1I (3)I klgmax4.43340624I1 kigiGgmin1.92217613.21I1 k1g2 igmin1.36312490.53I (3)I k1g2 igmax2.

30、19920151.636K2I1 k 2g1 2?min1.3112004.84K512c .1 k5g!Ggmin0.0156142.96表2-4 1节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I1 k1gmin1 k1g1GgminI1 k1g2 1gminI (3)I k1gmaxI (3)I k1g1GgmaxI (3)I k1g2 1gmax标幺值3.28541.9221.3634.4332.2342.199有名值1649.27964.844684.232225.371121.471103.9表2-5 2节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见

31、附录二）短路电流名称I1 0gk2gmaxI1 0gk2gminI (1,1)I 0*2gmaxI (1,1) I0gk2gminI0gk2弗护 gmaxI0gk2 鳏护 gmin标幺值21.5142.1861.8461.6671.262有名值1004760.031088.34926.69836.83633.52短路电流名称I (1,1)I 0gk2 弗护 gmaxI (1,1)I 0gk2g保护gminI1 k2gminI (3)I k2gmaxI(2)Ik2g! 2?minI (3)I k2g! 2?max标幺值1.8071.5373.345.621.311.523有名值907.11711

32、.571676.682821.24657.62764.55表2-6 3节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I(2)1 k3gminI1 k3g! 2gminI (3)I k3gmaxI (3)I k3g1 2gmaxI (1,1)I 0gk3gmin标幺值2.190.863.1850.8630.67有名值1099.38431.721598.87433.23336.34表2-7 4节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称II k4gmaxI1 k4gmin标幺值0.9110.82有名值457.32411.64表2-8 5节点归算

33、到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I (3)I k5gmaxI1 k5gminI (3)I k5g2 1gmaxI1 k5g2 1gminI (3)I k5g1G gmaxI1 k5g!G gmin标幺值0.0620.0310.03080.01540.03120.0156有名值31.12415.56215.4627.73115.667.83表2-9 8节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I1 k8gminI (3)I k8gmaxI1 k8g2 8gmin (3)I k8g2 8gmaxI1 k8g! 2gmin标幺值3.925

34、5.3361.22.180.979有名值1970.352678.67602.41094.36491.46短路电流名称I (3)I k8gl 2 gmaxI10ck8ggmaxI1 0gk8gminI (1,1)I 0gk8gmaxI (1,1)I 0gk8gmin标幺值1.261.6941.52351.621.5417有名值632.52850.39764.8813.24773.93短路电流名称I1 0gk8g2 8gmaxI1 0gk8g2 8ggminI (1,1)I 0gk8g2 8gmaxI (1,1) I0*8g2 8gmin标幺值0.51120.45970.48880.4652有名值

35、256.62230.77245.38233.53表2-10 9节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I(2)1 k9gminI (3)I k9gmaxI(2)1 k9 g2 8g minI (3)I k9g2 8gmax标幺值1.79252.22270.5490.9086有名值899.841115.8275.6456.12表2-11 10节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I1 0gk10gmaxI1 0gk10gmin1 (1,1)I 0*10gmax1 (1,1)I 0gk10gmin标幺值2.1142.0371.811

36、.781有名值1061.231022.57908.62894.06短路电流名称a1 0gk10g8 10 gmaxII 0%10g8 10gmin1 (1,1)I 0gk10g8 10gmax1 (1,1)I 0gk10(8 10gmin标幺值0.59230.5710.5070.499有名值297.33286.64254.51250.5短路电流名称a1 0gk10g2 8gmaxI10gk10g2 8gmin1 (1,1)I 0*10g2 8gmax1 (1,1)I 0gk10g2 8gmin标幺值0.25120.24220.2150.2117有名值126.1121.58107.93106.2

37、7短路电流名称I (3)I k10gmaxI1 k10gminI (3)I k10g2 8gmaxI1 k10g2 8gmin标幺值7.6926.2081.6410.9958有名值3861.383116.42823.78499.89表2-11 14节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）短路电流名称I1 0gk14gmaxI1 0gk14gminI (1,1)I 0gk14gmaxI (1,1)I 0gk14gmin标幺值0.41330.33980.40.3619有名值207.48170.58200.8181.67表2-12 15节点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计

38、算过程见附录二）短路电流名称I (3)I k15cmaxI1 k15gminI (3)I k15g2 15gmaxI k15g2 15gminI (3)I k15g1 2gmax标幺值3.7452.44853.14742.140.9477有名值18801229.1515801074.3475.75短路点/支路I1 k15g1 2gminI(1)1 0*15gmaxI (1,1)I 0gk15gmaxI10ck15gminI (1,1) I0gk15gmin标幺值0.92191.2521.26421.0311.085有名值462.8628.5634.63517.56544.67短路电流名称I1

39、0gk15g2 15gmaxI (1,1)I0*15g2 15gmaxI1 0gd5g2 15gminI (1,1)I 0gk15g2 15gmin标幺值0.62420.630.5140.541有名值313.35316.26258.03271.58表2-13 AC线路中点归算到110kV侧短路电流计算结果表（计算过程见附录二）I (1)I(1)I (1,1)I (1,1)短路电流名称0 1AC gmax0g1AC gmin0g1AC gmax0 g1 ACgmin标幺值1.5671.341.4421.337有名值786.634673.68723.884671.174短路电流名称I(1)110g

40、； ACg2 ； AC.maxI(1)110gACg2AC.min1 (1,1)L 11 _0g2ACg2 AC.max1 (1,1)I 11 一.0与ACg2 刀AC.min标幺值0.8890.7610.81850.7589有名值(A)446.278382.022410.887380.97表2-14负序电压计算结果表负序电压名称广2)U 2?k1?1?minuU 2?k2?1?minU(2)U 2?k1?2?minU2?k2?2?min大小(kV)3.1642.157336.9655.16负序电压名称UU 2?k3?2?minUU 2?k8?2?minUU 2?k15?2?min大小(kV)

41、36.1841.4738.72第三章线路保护3.1保护配置原则在110220kV中性点直接接地电网，线路的相间短路及单相接地短路保护均应动作于断路器跳闸。在下列情况下，应装设全线任何部分短路时均能速动的保护：(1)根据系统稳定要求有必要时；(2)线路发生三相短路，使厂用电或重要用户母线电压低于60%额定电压，且其保护不能无时限和有选择地切除短路时；(3)如某些主要线 路采用全线速动保护显著简化电力系统保护， 并提高保护的选择性、灵敏性和速动性 时。网110kV线路的后备保护宜采用远后备方式。220kV线路宜采用近后备方式，如能实现远后备，则宜采用远后备方式或同时采用远、近结合的方式。 3110

42、kV -220kV线路保护可按下列原则配置3:对于单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流电压保护作为相间短路的保护o 如不能满足灵敏度要求，则应装设多段式即离保护。3对于接地短路，直装设带方向或不带方向元件的多段式零序电流保护。对某些线路，如装设带方向性接地距离保护可以明显改善整个电力系统接地保护性能时，可装设接地距离保护，并辅之以多段式零序电流保护。3对于双电源单回线路，可装设多段式距离保护，如不能满足灵敏度和速动性要求时，则应加装高频保护作为主保护，把多段式距离保护作为后备保护。网在正常运行方式下，保护安装处短路无时限电流速断保护能够动作时，可装设此种保护作为辅助保护。网在本次设计中根据配

43、置原则，AB线路装设两段式电流保护和两段式零序电流保 护，AC线路装设带方向的三段式距离保护和带方向的三段式零序电流保护。3.2 AB线路保护3.2.1 两段式电流保护（一）、保护原理输电线路正常运行时，线路上流过的是负荷电流，母线电压一般为额定电压。当 输电线路发生相间短路时，电源至故障点之间的电流会增大，故障相的母线电压会降 低，利用这一特征可构成输电线路相间短路的电流、电压保护。对单电源辐射形线路上的保护采用的测量方式是：以流过被保护线路靠电源一侧的电流来判断故障点的电 流，以母线电压来反应发生短路故障后电压的降低。5瞬时电流速断保护的灵敏系数通常用保护范围的长度占被保护线路全长的百分

44、数来表示。在最小保护范围不小于被保护线路全长的15% 20%时，才能装设瞬时电流速断保护。5作为下级线路主保护拒动和断路器拒动的远后备保护，同时作为本线路主保护拒图3-1电流速断保护单相原理接线图动的近后备保护，也作为过负荷时的保护，一般采用过电流保护。过电流是指其启动 电流按躲过最大负荷电流来整定， 并以时限来保证动作选择性的一种 保护。电网正常运行时它不应该动 作，而在电网发生故障时，则能反 应电流的增大而动作。由于一般情 况下的短路电流比最大负荷电流大 得多，所以该保护灵敏系数较高。瞬时电流速断保护的单相原理接线图如图3-1所示。过电流继电器接于电流互感器TA的二次侧，当流过它的电流大于

45、起动电流I；。后，比较环节KA op有输出。在某些特殊情况下需要闭锁跳闸回路。设置闭锁环节。闭锁环节在不需要闭锁时输出为1,在保护需要闭锁时输出为0,当比较环节KA有输出且不被闭锁时， 与门有输出，发出跳闸命令同时启动信号回路的信号继电器KSo 2三段式电流保护的单相原理接线如图3-2所示，电流速断保护由电流元件KAi和信号元件KSi组成；限时电流速断保护部分由电流元件KA'时间元件K厂和信号元件KS组成；过电流保图3-2三段式电流保护原理图护由电流元件KA%时间元件KT，和信 号元件KS'组成，由于启动的电流和动作时间不同，因此必须使用三个串联的电流元件和两个不同的时间元件，

46、而信号元件则分别用以发出I、 n田动作信号。在本次设计中只使用到电流速断保护和过电流 保护。2(二)、整定计算I段电流速断保护setKrei?Ik?max按与相邻变压器保护整定。当相邻元件为变压器时，可采取与变压器保护配合的 方式整定以扩大保护范围。式中：Krei 可靠系数，取1.31.4I k?max 变压器低压侧母线短路时，流过本线路的最大短路电流Iset Krel ?I(3)1.3 457.32 594.52Ak 4?max灵敏度校验按系统最小运行方式下，被保护线路末端两相短路时，流过保护的最小短路电流 进行校验:KsenIk23?min1099.38I set1.85 >1.2

47、合格594.52动作时限：0s 田段 定时限过电流保护按躲过本线路可能流过的最大负荷电流整定,皿 Krel? KssL?AB?maxI setress ? IK res式中：Krel可靠系数，取1.151.25Kss负荷自起动系数，取25Kres返回系数，取0.85I L?AB?maxAB线路流过保护的最大负荷电流I L?AB?max1.Sn 、,3un1.1 1600092.38 A110 .3灵敏度校验:Krel?KssK res? I L?AB?max1.25 2 92.38 271.7A0.853节点：KsenIk3?minp-set1099.38271.74.05 >1.5合格

48、4节点：KsenII k4?minI田set411.64271.71.52 >1.2合格动作时限:0.5s3.2.2 两段式零序电流保护（一）、保护原理零序电流保护与相间短路电流保护一样、也可以构成阶段式保护。通常，采用三段式保护，也有采用四段式的。第欧，第III段为零序过电流保护。1段为零序电流速断，第II段为零序限时电流速5零序电流速断保护工作原理，与反应相问短路故障的电流速断保护相似，所不同的是零序电流速断保护，仅反应电流中零序分量。零序电流限时速断保护的工作原理 及整定原则，与相间短路的限时电流速断保护相似。 具作用与相问短路的限时电流速 断保护相同。零序II段动作电流，应与相邻

49、线路零序I段配合整定。零序过电流保护 的作用相当于相问短路的过电流保护，在一般情况下是作为后备保护使用的，但在中性点直接接地电网中的终端线路上，它也可以作为主保护使用。在零序过电流保护中， 对继电器的起动电流，原则上是按照躲开在下一线路出口处相间短路时所出现的最大 不平衡电流Inubgmax来整定，同时还应必须要求各保护之间在灵敏系数上要互相配合， 其要求同相间短路过电流保护，因此，实际上对零序过电流保护的整定计算，必须按逐级配合的原则来考虑，具体说，就是本保护零序II段的保护范围，不能超出相邻线路上零序I段的保护范围。5（二）、整定计算I段：按躲过本线路末端接地故障最小三倍零序电流整定3I

50、o?k3?minI 0? set-K rel式中：Krei 可靠系数，取1.5I0?k3?min 本线末端接地故障时的最小零序电流I 0?set3I 0?k3?min 3I 0?k3?minKrei1.53 336.34 672.68A1.5田段：按躲过相邻变压器末端最大不平衡电流整定I 0 ?setKrei? Ik4?max 1.1 457.32503.1A灵敏度校验按流过保护的最小短路电流校验:3节点：KsenIk3?min1099.382.18>1.5合格i0晨503.14节点：KsenII k4?min411.640.82 <1.3不合格I ： .1 Ogset503.1动作时限：0.5s3.3 AC线路保护整定计算3.3.1 带方向的三段式距离保护（一）、保护原理距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动 作时限的一种继电保护装置。当故障点距保护安装处越近时，保护装置感受的距离超 小，保护的动作时限就越短；反之，当故障点距保护安装处越远时，保护装置感受的 距离越大，保