220kv电网继电保护设计

1、220kv电网继电保护设计TOC o 1-3 h u 目录一、 题目 PAGEREF _Toc19787 1二、 系统中各元件的主要参数 PAGEREF _Toc17424 2三、 正序、负序、零序等值阻抗图 PAGEREF _Toc16497 4四、 继电保护方式的选择与整定计算 PAGEREF _Toc3505 6（A） 单电源辐射线路（AB）的整定计算 PAGEREF _Toc29042 6（B） 双回线路BC和环网线路主保护的整定计算 PAGEREF _Toc27548 11（C） 双回线路CE、ED、CD主保护的整定计算（选做） PAGEREF _Toc13579 12（D） 双回线

2、路和环网线路后备保护的整定计算（选做） PAGEREF _Toc30829 14五、 220kV电网中输电线路继电保护配置图 PAGEREF _Toc14571 22题目选择图1所示电力系统220kV线路的继电保护方式并进行整定计算。图1所示系统由水电站W、 R和两个等值的110kV系统S、N，通过六条220kV线路构成一个整体。整个系统的最大开机总容量为1509.29MVA，最小开机总容量为1007.79 MVA，两种情况下各电源的开机容量如表1所示。各发电机、变压器容量和连接方式已在图1中示出。表1 系统各电源的开机情况代号开机情况说明第一种运行情况W、R水电厂所有机组、变压器均投入，S、

3、N等值系统按最大容量发电、变压器均投入最大开机情况第二种运行情况W厂停230MVA机组，R厂停77.5MVA机组一台，S系统发电容量是300MVA，N系统发电容量为240MVA最小开机情况图1 220kV系统接线图系统中各元件的主要参数计算系统各元件的参数标么值时，取基准功率Sb=60MVA，基准电压Ub220kV，基准电流Ib=0.157kA，基准电抗xb = 806.67。发电机及等值系统的参数用基准值计算所得的发电机及等值系统元件的标么值参数见表2所列。表2 发电机及等值系统的参数发电机或系统名称发电机及系统的总容量MVA每台机额定功率MVA每台机额定电压kV额定功率因数cos正序电抗负

4、序电抗最大最小%标么值%标么值W厂259.5235.330.1110.830.350. 700.511.01235.3150.850.250.060.360.09R厂310232.577.513.80.840.30.370.440.54S系统4763001150.50.060.610.080.100.12N系统4282401150.50.070.610.090.120.15注：系统需要计算最大、最小方式下的电抗值；水电厂发电机，系统。变压器的参数变压器的参数如表3所列。表3 变压器参数变电站名称变压器容量(MVA)变压器类型变比回路电压绕组电抗标么值IIIIIIIIIIIIxIxIIxIIIA

5、 变20双绕组220/3510.5%0.3150 B变B-1240双绕组220/1512%0.0300 B-260双绕组220/1112%0.1200 C 变120三绕组220/115/356.25%0%10.75%0.03125 00.05375 D 变90双绕组220/1112%0.0800 E 变120三绕组220/115/356.25%0%10.75%0.03125 00.05375 输电线的参数线路单位电抗 x1x20.41/km，x03x1，线路阻抗角80o。表4 输电线参数线路名称长度(km)正负序电抗零序电抗有名值标么值有名值标么值AB6024.60.03 73.80.09 B

6、C23094.30.12 282.90.35 BC250102.50.13 307.50.38 CD18575.850.09 227.550.28 DE17069.70.09 209.10.26 EC3012.30.015 36.90.046 电流互感器和电压互感器变比220kV线路的所有电流互感器均采用同一变比600：5120，电压互感器的变比均为220000：1002200。变压器中性接地点的数目和位置变电站名称RNWS变压器台数4223220kV侧变压器中性点接地台数2112正序、负序、零序等值阻抗图根据系统各元件参数计算结果和变压器中性点接地的情况，作出系统的正序、负序、零序阻抗图。正

7、序网负序网零序网（设AF线路末端变压器低压侧发生短路）继电保护方式的选择与整定计算根据规程规定和所给系统的具体情况，选择220kV线路保护时作了如下考虑。由于本系统允许切除故障的时间为0.2s，为保证系统运行稳定，当220kV输电线路任何低点发生短路故降时，继电保护切除故障线路的时间都必须小于0.2s。因而，凡是不能在0.2S内切除线路故障的保护装置都不宜用作主保护。基于这种考虑，对双电源的双回线路和环网内的线路采用高频保护作为主保护。后备保护釆距离保护比较合适。对于单电源的辐射线路AB，可采用距离保护作为相间短路保护，零序电流保护作为接地短路保护。单电源辐射线路（AB）的整定计算反应相间短路

8、的距离保护的整定计算（1）距离保护的第段是瞬时动作的，t为保护装置的固有动作时间，当线路AF出口处短路时，AB段的的保护第段是不应该动作的，为此其动作阻抗的整定值必须躲过这一点短路时所测量到的阻抗，即 QUOTE * MERGEFORMAT 。考虑阻抗继电器和电流、电压互感器的误差和保护装置本身的误差，需引入可靠系数 QUOTE * MERGEFORMAT 。一次侧标幺值二次侧标幺值所以线路AB的距离保护的段整定值为线路AB段的距离保护的段不能保护线路全长，所以继续整定距离保护段，按躲过最小负荷阻抗整定。最大负荷电流标幺值为当系统处于最小开机情况时B段母线上的最小电压标幺值有名值最小负荷电阻整

9、定值因为在线路的末端，所以动作时间只需附加一个。校验灵敏性满足要求。反应接地短路的零序电流保护的整定计算根据之前的正负零序网图画出相应的各序等值电路正序等值电路负序等值网络零序等值网络零序电流瞬时速断整定要求躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流，并引入可靠系数单相短路时复合序网图零序电流标幺值(一次侧)两相接地短路时复合序网图零序电流标幺值(一次侧)取二者的较大值二次侧标幺值所以零序电流保护段的整定值为（2）零序段保护：与相邻线路I段配合正序等值电路负序等值网络零序等值网络零序电流瞬时速断整定要求躲开下一条线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流，并引入可

10、靠系数单相短路时复合序网图零序电流标幺值(一次侧)两相接地短路时复合序网图零序电流标幺值(一次侧)取二者的较大值二次侧标幺值所以线路AB的零序电流保护段的整定值为双回线路BC和环网线路主保护的整定计算双回线路BC主保护的整定计算采用相差高频保护。双回线分别装设保护对于250Km的线路为了在外部故障时保证动作的选择性，确保闭锁角取闭锁角所以整定动作角为考虑最不利的情况下发生保护范围内部故障，设,设短路点靠近与C侧，则电流的角度由发电机、变压器以及线路的总阻抗决定，取总阻抗角。在N侧，电流的角度取决于发电机和变压器的阻抗，一般由于电阻很小，故取。电流互感器最大的误差角为，保护装置的误差角可达。则B

11、侧和C侧高频信号之间的相位差最大可达，考虑线路传输延迟，线路长度为l时，则总延迟角为，所以超前一端滞后一端可知在最不利的情况下超前一端将大于，此时B端将不能动作，然而C端的相位差随长度的增加而减小，因此C端的相角差必小于，所以C端仍可以可靠动作。为了解决B端保护在内部故障时不能跳闸的问题，在保护的接线中采用当C端保护动作跳闸后，停止自己发信机所发送的高频信号，在C端停信以后，B端的收信机就只能收到自己所发的信号，由于信号时间断的，间断角接近，因此B端保护可以立即动作跳闸。即采用相继动作。所以最终整定的结果为，动作角，闭锁角，B侧相继C侧而动作。对于230Km的线路整定方法同上闭锁角所以整定动作角为。考虑考虑最不利的情况下发生保护范围内部故障：超前一端滞后一端可知在最不利的情况下超前一端将大于，此时B端将