110kV输电线路L4继电保护整定计算毕业设计

1、 摘 要PAGE PAGE 6输电线路L4继电保护整定计算 电气信息工程学院 毕 业 设 计输电线路L4继电保护整定计算 电气信息工程学院 摘 要本次设计为为1100kV输电线线路L4继电保保护整定定计算，并并根据继继电保护护配置原原理，对对所选保保护进行行整定和和灵敏度度校验。本次设计首先对电网进行了短路电流计算，而后对该段线路选择以距离保护作为主保护，零序电流保护作为该线路的接地短路保护，并详细的阐述了距离保护和零序电流保护的原理、配置的基本原则及计算原则，最后进行整定计算与校验。经过对设计计题目的的分析、探探究，此此次设计计先进行行短路点点的短路路电流计计算，从从而算出出零序短短路电流流

2、;而后确确立了相相间短路路的距离离保护和和反应接接地故障障的零序序电流三三段式保保护，并并对它们们进行整整定计算算和灵敏敏性校验验，且对对所选择择的保护护装置进进行综合合评价。关键词 继电保保护 ，整定计计算，短短路电流流计算，距距离保护护，零序序电流保保护 ABSTRACTABSTRRACTTThis dessignn iss too woork outt whhollly ffor 1100kv traansmmittted linnes L4 Rellay prootecctioon ssetttingg caalcuulattionn. aaccoordiing to thee prr

3、incciplle oof pprottecttionn coonfiigurratiion, annd ddo tthe setttinng aand sennsittiviity callibrratiion to prootecctioon ffor thee seelecctedd. TThe dessignn iss fiirstt caarriied outt onn thhe ggridd shhortt-ciircuuit currrennt ccalcculaatioon,aand thhen I chooosee diistaancee prroteectiion as m

4、aiin pprottecttionn. ZZeroo seequeencee cuurreent prootecctioon ffor thiis llinee eeartth-ffaullt pprottecttionn, aand elaaborratee thhe pprinncipple of disstannce prootecctioon aand Zerro ssequuencce ccurrrentt prroteectiion in dettaill, aand thee baasicc prrincciplle oof CConffiguurattionn annd pp

5、rinncipple of worrkinng oout andd Caalcuulattionn prrincciplle,aat llastt I didd thhe ssetttingg caalcuulattionn annd cchecckedd itt .Afterr thhe aanallysiis aand ressearrch forr thhis dessignn, aat ffirssr II doo thhe sshorrt-ccirccuitt cuurreent callcullatiion of shoort cirrcuiit ppoinnt ffor thhi

6、s dessignn,annd gget thee vaaluee off zeero-seqquennce shoort-cirrcuiit ccurrrentt;annd tthenn esstabblisshedd thhe ddisttancce pprottecttionn off phhasee shhortt ciircuuit andd zeero seqquennce currrennt tthreee-sstepp prroteectiion of reaacteed tthe grooundd faaultt,annd nnextt I do thee seettiing

7、 callcullatiion andd seensiitivvityy caalibbrattionn foor tthe dessignn, aand do thee coomprreheensiive evaaluaatioon ffor prootecctorr off seelecctedd .Key wwordds Rellay Prootecctioon，Setttinng CCalcculaatioon，Shoort-cirrcuiit ccurrrentt Caalcuulattionn，Disstannce prootecctioon，Zerro ssequuencce c

8、currrentt prroteectiion 目 录目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294195333摘 要 PAGEREF _Toc294195333 h I HYPERLINK l _Toc294195334ABSTRRACTT PAGEREF _Toc294195334 h II HYPERLINK l _Toc2941953351 绪论论 PAGEREF _Toc294195335 h 1 HYPERLINK l _Toc2941953361.1 继继电保护护概述 PAGEREF _Toc294195336 h 1 HYPERLINK l _To

9、c2941953371.1.11 继电电保护的的重要性性 PAGEREF _Toc294195337 h 1 HYPERLINK l _Toc2941953381.1.22 继电电保护的的任务 PAGEREF _Toc294195338 h 1 HYPERLINK l _Toc2941953391.1.33 对继继电保护护的基本本要求 PAGEREF _Toc294195339 h 1 HYPERLINK l _Toc2941953401.1.44 继电电保护装装置的基基本原理理 PAGEREF _Toc294195340 h 3 HYPERLINK l _Toc2941953411.1.55

10、 继电电保护装装置的分分类 PAGEREF _Toc294195341 h 4 HYPERLINK l _Toc2941953421.1.66 保护护运行方方式分析析 PAGEREF _Toc294195342 h 4 HYPERLINK l _Toc2941953431.1.77 继电电保护的的未来发发展 PAGEREF _Toc294195343 h 5 HYPERLINK l _Toc2941953441.2 设设计的题题目和要要求 PAGEREF _Toc294195344 h 6 HYPERLINK l _Toc2941953451.2.11 题目目的基本本资料 PAGEREF _T

11、oc294195345 h 6 HYPERLINK l _Toc2941953461.2.22 设计计的目的的 PAGEREF _Toc294195346 h 7 HYPERLINK l _Toc2941953471.2.33 设计计的要求求 PAGEREF _Toc294195347 h 7 HYPERLINK l _Toc2941953481.2.44 题目目的分析析 PAGEREF _Toc294195348 h 7 HYPERLINK l _Toc2941953492 短路路电流计计算基本本知识 PAGEREF _Toc294195349 h 9 HYPERLINK l _Toc294

12、1953502.1 短短路电流流计算概概述 PAGEREF _Toc294195350 h 9 HYPERLINK l _Toc2941953512.2 短短路计算算的作用用 PAGEREF _Toc294195351 h 9 HYPERLINK l _Toc2941953522.3 短短路电流流的危害害及限制制措施 PAGEREF _Toc294195352 h 9 HYPERLINK l _Toc2941953532.3.11 短路路电流的的危害 PAGEREF _Toc294195353 h 9 HYPERLINK l _Toc2941953542.3.22 短路路电流的的限制措措施 P

13、AGEREF _Toc294195354 h 10 HYPERLINK l _Toc2941953553 系统统中各元元件的主要参数的计计算 PAGEREF _Toc294195355 h 11 HYPERLINK l _Toc2941953563.1 电电网等值值计算图图 PAGEREF _Toc294195356 h 11 HYPERLINK l _Toc2941953573.2 基基准值选选择 PAGEREF _Toc294195357 h 11 HYPERLINK l _Toc2941953593.3 电电网各元元件参数数计算及及负荷电电流计算 PAGEREF _Toc29419535

14、9 h 11 HYPERLINK l _Toc2941953603.3.11 输电电线路等等值电抗抗计算 PAGEREF _Toc294195360 h 11 HYPERLINK l _Toc2941953613.3.22 变压压器等值值电抗计计算 PAGEREF _Toc294195361 h 12 HYPERLINK l _Toc2941953623.3.33 发电电机等值值电抗计计算 PAGEREF _Toc294195362 h 13 HYPERLINK l _Toc2941953633.3.44 最大大负荷电流计计算 PAGEREF _Toc294195363 h 13 HYPERL

15、INK l _Toc2941953644 输电电线路LL4短路路电流计计算 PAGEREF _Toc294195364 h 14 HYPERLINK l _Toc2941953654.1 运运行方式式的选择择原则 PAGEREF _Toc294195365 h 14 HYPERLINK l _Toc2941953664.1.11 发电电机、变变压器运运行方式式选择的的原则 PAGEREF _Toc294195366 h 14 HYPERLINK l _Toc2941953674.1.22 线路路运行方方式选择择原则 PAGEREF _Toc294195367 h 14 HYPERLINK l

16、_Toc2941953684.2 流流过保护护的最大大、最小小短路电电流计算算方式的的选择 PAGEREF _Toc294195368 h 14 HYPERLINK l _Toc2941953694.3 本本次设计计的具体体运行方方式的选选择 PAGEREF _Toc294195369 h 15 HYPERLINK l _Toc2941953704.4 输输电线路路L4短路路电流计计算 PAGEREF _Toc294195370 h 15 HYPERLINK l _Toc2941953714.4.11 电网网等效电电路图 PAGEREF _Toc294195371 h 15 HYPERLINK

17、 l _Toc2941953724.4.22 线路路L4末端端短路时时最大零零序电流流计算 PAGEREF _Toc294195372 h 15 HYPERLINK l _Toc2941953735 整定定计算基基本知识识 PAGEREF _Toc294195373 h 21 HYPERLINK l _Toc2941953745.1 基基本任务务 PAGEREF _Toc294195374 h 21 HYPERLINK l _Toc2941953755.2 计计算步骤骤 PAGEREF _Toc294195375 h 21 HYPERLINK l _Toc2941953765.3 整整定配合合

18、基本原原则 PAGEREF _Toc294195376 h 22 HYPERLINK l _Toc2941953775.4 整整定系数数分析 PAGEREF _Toc294195377 h 23 HYPERLINK l _Toc2941953785.4.11 可靠靠系数 PAGEREF _Toc294195378 h 23 HYPERLINK l _Toc2941953795.4.22 返回回系数 PAGEREF _Toc294195379 h 23 HYPERLINK l _Toc2941953805.4.33 分支支系数 PAGEREF _Toc294195380 h 23 HYPERLI

19、NK l _Toc2941953815.4.44 灵敏敏系数 PAGEREF _Toc294195381 h 23 HYPERLINK l _Toc2941953825.4.55 自起起动系数数 PAGEREF _Toc294195382 h 24 HYPERLINK l _Toc2941953836 相间间距离保保护配置置和整定定计算 PAGEREF _Toc294195383 h 25 HYPERLINK l _Toc2941953846.1 距距离保护护的基本本工作原原理 PAGEREF _Toc294195384 h 25 HYPERLINK l _Toc2941953856.2 距距

20、离保护护的时限限特性 PAGEREF _Toc294195385 h 27 HYPERLINK l _Toc2941953866.3 距距离保护护的主要要组成元元件 PAGEREF _Toc294195386 h 28 HYPERLINK l _Toc2941953876.3.11 起动动元件 PAGEREF _Toc294195387 h 28 HYPERLINK l _Toc2941953886.3.22 阻抗抗测量元元件（ZZI、ZIII、ZIIII） PAGEREF _Toc294195388 h 28 HYPERLINK l _Toc2941953896.3.33 时间间元件 PAG

21、EREF _Toc294195389 h 28 HYPERLINK l _Toc2941953906.3.44 出口口执行元元件 PAGEREF _Toc294195390 h 28 HYPERLINK l _Toc2941953916.4 距距离保护护的整定定计算 PAGEREF _Toc294195391 h 29 HYPERLINK l _Toc2941953926.4.11 距离离保护第第I段 PAGEREF _Toc294195392 h 29 HYPERLINK l _Toc2941953936.4.22 距离离保护第第段 PAGEREF _Toc294195393 h 30 HY

22、PERLINK l _Toc2941953946.4.33 距离离保护第第IIII段 PAGEREF _Toc294195394 h 31 HYPERLINK l _Toc2941953956.5 输输电线路路L4距离离保护整整定计算算和校验验 PAGEREF _Toc294195395 h 32 HYPERLINK l _Toc2941953966.5.11 距离离保护段的整整定计算算 PAGEREF _Toc294195396 h 32 HYPERLINK l _Toc2941953976.5.22 距离离保护段的整整定计算算和校验验 PAGEREF _Toc294195397 h 32

23、HYPERLINK l _Toc2941953986.6 距距离保护护评价 PAGEREF _Toc294195398 h 33 HYPERLINK l _Toc2941953997 零序序电流保保护配置置和整定定计算 PAGEREF _Toc294195399 h 34 HYPERLINK l _Toc2941954007.1 零零序电流流保护基基本工作作原理 PAGEREF _Toc294195400 h 34 HYPERLINK l _Toc2941954017.2 零零序电流流保护的的特点 PAGEREF _Toc294195401 h 35 HYPERLINK l _Toc29419

24、54027.3 零零序电流流保护整整定计算算的运行行方式分分析 PAGEREF _Toc294195402 h 35 HYPERLINK l _Toc2941954037.3.11 接地地短路电电流、电电压的特特点 PAGEREF _Toc294195403 h 35 HYPERLINK l _Toc2941954047.3.22 接地地短路计计算的运运行方式式选择 PAGEREF _Toc294195404 h 36 HYPERLINK l _Toc2941954057.3.33 流过过保护最最大零序序电流的的运行方方式选择择 PAGEREF _Toc294195405 h 36 HYPER

25、LINK l _Toc2941954067.3.44 最大大分支系系数的运运行方式式和短路路点位置置的选择择 PAGEREF _Toc294195406 h 36 HYPERLINK l _Toc2941954077.4 1110kkV线路路零序电电流保护护整定原原则 PAGEREF _Toc294195407 h 37 HYPERLINK l _Toc2941954087.5 零零序电流流保护的的整定计计算 PAGEREF _Toc294195408 h 37 HYPERLINK l _Toc2941954097.6 输输电线路路L4零序序电流保保护的整整定计算算 PAGEREF _Toc2

26、94195409 h 39 HYPERLINK l _Toc2941954117.7 零零序电流流保护评评价 PAGEREF _Toc294195411 h 39 HYPERLINK l _Toc294195412总结 PAGEREF _Toc294195412 h 400 HYPERLINK l _Toc294195413参考文献 PAGEREF _Toc294195413 h 41 HYPERLINK l _Toc294195414致 谢 PAGEREF _Toc294195414 h 442 1 绪论 PAGE 131 绪论论1.1 继继电保护护概述1.1.11 继电保保护的重重要性系统

27、的不正正常运行行状态是是指系统统中电气气元件没没有发生生故障，但但由于某某种干扰扰，电气气参数偏偏离正常常值，如如设备的的过负荷荷、系统统发生震震荡、功功率缺额额引起的的频率降降低、发发电机甩甩负荷引引起的过过电压等等，都属属于不正正常运行行状态不不及时处处理，就就有可能能发展成成故障。系统的故障障和不正正常运行行状态都都可能引引起电力力系统的的事故。事事故就是是指整个个或部分分电力系系统遭到到破坏，造造成人员员伤亡，对对用户停停电或降降低到不不能容许许的地步步。系统中电气气元件发发生故障障和不正正常运行行虽然无无法避免免，但系系统发生生故障却却可以预预防。因因为系统统事故的的发生，除除去由于

28、于自然条条件（如如遭受雷雷击等）外外，一般般都由设设备制作作质量不不高、设设计安装装错误、运运行或维维护不当当等原因因造成。如如果能一一方面加加强电气气设备的的维护和和检修，另另一方面面在电力力系统中中的每个个元件上上装设一一种有效效的装置置，当电电气元件件发生故故障或不不正常运运行状态态时，该该装置能能快速切切断故障障元件的的供电或或向工作作人员发发出信号号进行处处理，则则可以大大大减少少事故发发生的几几率。在在电力系系统中起起这种作作用的装装置即称称为继电电保护。它在系统中中的作用用是：自动、快快速、有有选择性性地将故故障元件件从电力力系统中中切除，使使故障元元件免于于继续遭遭到破坏坏，使

29、非非故障元元件能继继续正常常运行。对电气元元件的不不正常运运行状态态能根据据运行维维护的条条件发出出信号、减减负荷或或跳闸。1.1.22 继电保保护的任任务当被保护护的电力力系统元元件发生生故障时时，应该该由该元元件的继继电保护护装置迅迅速准确确地给脱脱离故障障元件最最近的断断路器发发出跳闸闸命令，使使故障元元件及时时从电力力系统中中断开，以以最大限限度地减减少对电电力系统统元件本本身的损损坏，降降低对电电力系统统安全供供电的影影响，并并满足电电力系统统的某些些特定要要求,如保持持电力系系统的暂暂态稳定定性等。反应电气气设备的的不正常常工作情情况，并并根据不不正常工工作情况况和设备备运行维维护

30、条件件的不同同,例如有有无经常常值班人人员,发出信信号，以以便值班班人员进进行处理理，或由由装置自自动地进进行调整整，或将将那些继继续运行行会引起起事故的的电气设设备予以以切除。反反应不正正常工作作情况的的继电保保护装置置允许带带一定的的延时动动作。1.1.33 对继继电保护护的基本本要求对动作于跳跳闸的继继电保护护，在技技术上一一般应满满足四个个基本要要求：选选择性、速速动性、灵灵敏性、可可靠性。即即保护四四性。选择性： 选选择性是是指电力力系统发发生故障障时，保保护装置置仅将故故障元件件切除，而而使非故故障元件件仍能正正常运行行，以尽尽量缩小小停电范范围。例：当d1短路路时，保保护1、2动

31、跳1QF、2QF，有选选择性当d2短路路时，保保护5、6动跳5QF、6QF，有选选择性当d3短路路时，保保护7、8动跳7QF、8QF，有选选择性若保护7拒拒动或7QF拒动，保保护5动跳5QF（有选选择性）若保护7和和7QF正确动动作于跳跳闸，保保护5动跳5QF，则越越级跳闸闸（非选选择性）小结：选择择性就是是故障点点在区内内就动作作，区外外不动作作。当主主保护未未动作时时，由近近后备或或远后备备切除故故障，使使停电面面积最小小。因远远后备保保护比较较完善（对对保护装装置QF、二次次回路和和直流电电源等故故障所引引起的拒拒绝动作作均起后后备作用用）且实实现简单单、经济济，应优优先采用用。速动性：

32、 快速切切除故障障。 eq oac(,1)提高系系统稳定定性； eq oac(,22)减少用用户在低低电压下下的动作作时间； eq oac(,3)减少故故障元件件的损坏坏程度 ，避免免故障进进一步扩扩大。；故障切除除时间； -保护动动作时间间； -断路器器动作时时间；一般的快速速保护动动作时间间为0.0060.112s，最快快的可达达0.0010.004s。一般的断路路器的动动作时间间为0.0060.115s，最快快的可达达0.0020.006s。灵敏性：指在规定的的保护范范围内，对对故障情情况的反反应能力力。满足足灵敏性性要求的的保护装装置应在在区内故故障时，不不论短路路点的位位置与短短路的

33、类类型如何何，都能能灵敏地地正确地地反应出出来。通常，灵敏敏性用灵灵敏系数数来衡量量，并表表示为。对反应于数数值上升升而动作作的过量量保护（如如电流保保护）对反应于数数值下降降而动作作的欠量量保护（如如低电压压保护）其中故障参参数的最最小、最最大计算算值是根根据实际际可能的的最不利利运行方方式、故故障类型型和短路路点来计计算的。在继电保保护和安安全自动动装置技技术规程程中，对对各类保保护的灵灵敏系数数Klm的要要求都作作了具体体规定,在具体体装置的的灵敏度度校验时时可按照照规程规规定的灵灵敏性系系数来校校验。可靠性：指发生了属属于它改改动作的的故障，它它能可靠靠动作，即即不发生生拒绝动动作（拒

34、拒动）；而在不不改动作作时，他他能可靠靠不动，即即不发生生错误动动作（简简称误动动）。影响可靠性性有内在在的和外外在的因因素，内内在的因因素主要要是装置置本身的的质量，包包括元件件好坏、结结构设计计的合理理性、制制造工艺艺水平、内内外接线线简明，触触点多少少等。外外在的因因素主要要是体现现在运行行维护水水平、调调试和安安装是否否正确上上。上述四个基基本要求求是分析析研究继继电保护护性能的的基础，也也是贯穿穿全课程程的一个个基本线线索。在在它们之之间既有有矛盾的的一面，又又有在一一定条件件下统一一的一面面。1.1.44 继电保保护装置置的基本本原理我们知道在在电力系系统发生生短路故故障时,许多参

35、参量比正正常时候候都了变变化，当当然有的的变化可可能明显显，有的的不够明明显，而而变化明明显的参参量就适适合用来来作为保保护的判判据，构构成保护护。比如如：根据据短路电电流较正正常电流流升高的的特点，可可构成过过电流保保护；利利用短路路时母线线电压降降低的特特点可构构成低电电压保护护；利用用短路时时线路始始端测量量阻抗降降低可构构成距离离保护；利用电电压与电电流之间间相位差差的改变变可构成成方向保保护。除除此之外外，根据据线路内内部短路路时，两两侧电流流相位差差变化可可以构成成差动原原理的保保护。当当然还可可以根据据非电气气量的变变化来构构成某些些保护，如如反应变变压器油油在故障障时分解解产生

36、的的气体而而构成的的气体保保护。原则上说：只要找找出正常常运行与与故障时时系统中中电气量量或非电电气量的的变化特特征（差差别），即即可形成成某种判判据，从从而构成成某种原原理的保保护，且且差别越越明显，保保护性能能越好。继电保护装装置的组组成： 被被测物理理量测量逻辑执行跳闸或或信号 整定值测量元件：其作用用是测量量从被保保护对象象输入的的有关物物理量（如如电流，电电压，阻阻抗，功功率方向向等），并并与已给给定的整整定值进进行比较较，根据据比较结结果给出出逻辑信信号，从从而判断断保护是是否该起起动。逻辑元件：其作用用是根据据测量部部分输出出量的大大小，性性质，输输出的逻逻辑状态态，出现现的顺序

37、序或它们们的组合合，使保保护装置置按一定定逻辑关关系工作作，最后后确定是是否应跳跳闸或发发信号，并并将有关关命令传传给执行行元件。执行元件：其作用用是根据据逻辑元元件传送送的信号号，最后后完成保保护装置置所担负负的任务务。如：故障时时跳闸，不不正常运运行时发发信号，正正常运行行时不动动作等。1.1.55 继电保保护装置置的分类类继电保护装装置一般般可以按按反应的的物理量量不同、被被保护对对象的不不同、组组成元件件的不同同以及作作用的不不同等方方式来分分类，例例如：根据保护护装置反反应物理理量的不不同可分分为：电电流保护护、电压压保护、距距离保护护、差动动保护和和瓦斯保保护等。根据被保保护对象象

38、的不同同可分为为：发电电机保护护、输电电线保护护、母线线保护、变变压器保保护、电电动机保保护等。在在电气化化铁道牵牵引供电电系统中中，主要要有1100kV（或2200 kVV）输电电线保护护、牵引引变压器器保护、牵牵引网馈馈线保护护及并联联电容器器补偿装装置保护护等。根据保护护装置的的组成元元件不同同可分为为：电磁磁型、半半导体型型、数字字型及微微机保护护装置等等。根据保护护装置的的作用不不同可分分为：主主保护、后后备保护护，以及及为了改改善保护护装置的的某种性性能，而而专门设设置的辅辅助保护护装置等等。当某一电气气设备装装设有多多种保护护装置时时，其中中起主要要保护作作用的保保护装置置称为主

39、主保护；作为主主保护装装置备用用保护的的保护装装置称为为后备保保护。后后备保护护又分为为近后备备保护和和远后备备保护，近近后备保保护指同同一电气气设备上上多种保保护的相相互备用用，远后后备保护护则是指指对相邻邻电气设设备保护护的备用用。1.1.66 保护运运行方式式分析在选择保护护方式及及对其整整定计算算时，都都必须考考虑系统统运方式式变化带带来的影影响， 所选用用的保护护方式，应应在各种种系统运运行方式式下，都都能满足足选择性性和灵敏敏性的要要求。对对过量保保护通常常都是根根据系统统最大运运行方式式来确定定保护整整定值，以以保证选选择性。灵灵敏性的的校验应应根据最最小运行行方式来来进行，因因

40、为在最最小运行行方式下下灵敏性性满足要要求，则则其他运运行方式式下，也也一定满满足要求求。最大运行行方式根据电力系系统最大大负荷的的需要，电电力系统统中的发发电设备备都投入入运行以以及选择择的接地地中性点点全部接接地的系系统运行行方式称称为最大大运行方方式。对对继电保保护而言言，是指指短路时时流过保保护的短短路电流流最大的的运行方方式。最小运行行方式根据系统最最小负荷荷，投入入与之相相适应的的发电设设备且系系统中性性点只有有少部分分接地的的运行方方式称为为最小运运行方式式。对继继电保护护而言，是是指短路路时流过过保护的的短路电电流最小小的运行行方式。正常运行行方式根据系统正正常负荷荷的需要要，

41、投入入与之相相适应数数量的发发电机、变变压器和和线路的的运行方方式称为为正常运运行方式式。这种种运行方方式在一一年之内内的运行行时间最最长。对于某些特特殊运行行方式，运运行时间间很短，对对保护的的选择性性或灵敏敏性有困困难时，且且保护拒拒动或误误动不会会引起大大面积停停电的情情况下，可可不予考考虑。1.1.77 继电保保护的未未来发展展继电保护技技术未来来趋势是是向计算算机化，网网络化，智智能化，保保护、控控制、测测量和数数据通信信一体化化发展。计算机化随着计计算机硬硬件的迅迅猛发展展，微机机保护硬硬件也在在不断发发展。原原华北电电力学院院研制的的微机线线路保护护硬件已已经历了了3个发展展阶段

42、：从8位单CPU结构的的微机保保护问世世，不到到5年时间间就发展展到多CPU结构，后后又发展展到总线线不出模模块的大大模块结结构，性性能大大大提高，得得到了广广泛应用用。但对对如何更更好地满满足电力力系统要要求，如如何进一一步提高高继电保保护的可可靠性，如如何取得得更大的的经济效效益和社社会效益益，尚须须进行具具体深入入的研究究。 网络化计计算机网网络作为为信息和和数据通通信工具具已成为为信息时时代的技技术支柱柱，使人人类生产产和社会会生活的的面貌发发生了根根本变化化。它深深刻影响响着各个个工业领领域，也也为各个个工业领领域提供供了强有有力的通通信手段段。到目目前为止止，除了了差动保保护和纵纵

43、联保护护外，所所有继电电保护装装置都只只能反应应保护安安装处的的电气量量。微机机保护装装置网络络化可大大大提高高保护性性能和可可靠性，这这是微机机保护发发展的必必然趋势势。保护、控制制、测量量、数据据通信一一体化在实实现继电电保护的的计算机机化和网网络化的的条件下下，保护护装置实实际上就就是一台台高性能能、多功功能的计计算机，是是整个电电力系统统计算机机网络上上的一个个智能终终端。它它可从网网上获取取电力系系统运行行和故障障的任何何信息和和数据，也也可将它它所获得得的被保保护元件件的任何何信息和和数据传传送给网网络控制制中心或或任一终终端。因因此，每每个微机机保护装装置不但但可完成成继电保保护

44、功能能，而且且在无故故障正常常运行情情况下还还可完成成测量、控控制、数数据通信信功能，亦亦即实现现保护、控控制、测测量、数数据通信信一体化化。 智能化近近年来，人人工智能能技术如如神经网网络、遗遗传算法法、进化化规划、模模糊逻辑辑等在电电力系统统各个领领域都得得到了应应用，在在继电保保护领域域应用的的研究也也已开始始。神经经网络是是一种非非线性映映射的方方法，很很多难以以列出方方程式或或难以求求解的复复杂的非非线性问问题，应应用神经经网络方方法则可可迎刃而而解。可可以预见见，人工工智能技技术在继继电保护护领域必必会得到到应用，以以解决用用常规方方法难以以解决的的问题。1.2 设设计的题题目和要

45、要求1.2.11 题目的的基本资资料某电力系系统接线线图如下下图1.1所示：图1.1 1110KVV电网接接线图系统及元元件参数数：该系统由火火力发电电厂和三三个降压压变电站站通过四四回线路路构成；线路AAC长度度90公里里，线路路AB长度度50公里里，线路路BC长度度40公里里，线路路CD长度度25公里里；线路路单位长长度电抗抗, ；发电厂的最最大发电电容量为为，最小小发电容容量，正正常发电电容量为为；发电机参数数：G11、 G22 参数数-功率率为，次次暂态电电抗为 0.1132，功功率因素素 0.8；G3 参数功率，次次暂态电电抗为00.1229，功功率因素素 0.8；变压器参数数：接线

46、线组别均均为,，；发电电厂机组组 1、2 变压压器容量量，机组组3变压器器容量，变变电站BB、C变压器器容量为为，变电电站D变压器器容量为为；各变电站主主接线形形式：发发电厂升升压站AA高压侧侧的母线线接线为为双母线线接线型型式，发发电机GG1，G2出口通过单单母线分分段联结结；变电电站B高压侧侧母线接接线为单单母线分分段型式式，变电电站 CC 高压压侧的母线接线为为双母线线接线型型式，变变电站DD高压侧侧母线接接线为单单母线接接线型式式；中心心点接地地情况：发电厂升压压变压器器中心点点均直接接接地运运行，其其它变压压器中心心点不接接地；变变电站BB、C、D低压侧侧母线接接线为单单母线接接线型

47、式式；变电站B、C的母线负负荷均为为,功率因因素0.8；变变电站DD的母线负负荷,功率因素0.88；负荷荷侧最长长后备保保护动作作时间，负负荷自启启动系数数为1.3；。1.2.22 设计的的目的毕业设计是是工科专专业教学学过程中中最后学学习阶段段的一种种总结性性、实践践性教学学，是按按专业培培养目标标的要求求，对基基本能力力进行全全面、系系统和严严格训练练的一个个重要环环节，也也是对自自己学习习成果的的总检查查，是在在教师的的指导下下独立完完成一项项给定的的设计任务或专题题研究任任务。毕业设计目目的在巩固电电力系统统继电保保护课课程所学学理论知知识的基基础上，锻锻炼运用用所学知知识分析析和解决

48、决生产实实际问题题的能力力。通过对有有关技术术规程、规规范和标标准学习习和执行行，建立立正确的的设计思思想，理理解我国国现行的的技术经经济政策策。初步掌握握继电保保护设计计的内容容、步骤骤和方法法。提高计算算、制图图和编写写技术文文件的技技能。1.2.33 设计的的要求在相关专业业基础及及专业方方向课程程学习的的基础上上，继续续学习电电力系统统继电保保护设计计规程，掌掌握继电电保护设设计的基基本步骤骤和设计计方法；应掌握电力力系统继继电保护护的基本本原理及及其保护护配置的的基本原原则和整整定计算算的基本本原则；发电厂厂及电力力系统运运行的基基本知识识；电力力系统计计算、故故障分析析的基本本方法

49、。应会依据课课题任务务，进行行调研、资资料收集集与处理理；能正正确运用用工具书书；掌握握有关工工程设计计程序、方方法和技技术规范范，提高高工程设设计计算算、理论论分析、图图表绘制制、技术术文件编编写能力力。根据系统运运行方式式和系统统分析计计算，对对线路LL4 的的继电保保护方式式进行配配置选择择，并对对所选保保护进行行整定计计算，在在此基础础上进行行保护评评价和保保护动作作分析。1.2.44 题目的的分析本次设计是是为给1100KV单侧电电源环形形电网输输电线路路线路L44 的继继电保护护方式进进行配置置选择，并并对所选选保护进进行整定定计算，在在此基础础上进行行保护评评价和保保护动作作分析

50、。110kV及以上电压等级的电力系统，均属于大接地电流系统。根据运行统计，这种系统中，单相接地故障占总故障的80%到90%，甚至更高，因此本次设计应注重系统出现接地故障时的保护。110kV线路通常采用三段式相间距离保护方式作为主保护,距离保护通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值来动作的一种保护。阶段式零序电流保护作为其后备保护，零序电流保护与相间电流保护完全相同，只是零序电流保护只是反应电流的一个分量，零序电流保护段为零序电流速断保护，第段为限时零序电流速断保护，第段为零序过电流保护。并对所选择的保护方式进行整定计算，保证灵敏度满足要求。另外，由于线路L4为电压等级的最后一回线路，所以无

51、需整定零序保护的第段和第段。 2 短路电流计算基本知识 PAGE 302 短路路电流计计算基本本知识2.1 短短路电流流计算概概述供电网络中中发生短短路时，很很大的短短路电流流会使电电器设备备过热或或受电动动力作用用而遭到到损坏，同同时使网网络内的的电压大大大降低低，因而而破坏了了网络内内用电设设备的正正常工作作。为了了消除或或减轻短短路的后后果，就就需要计计算短路路电流，以以正确地地选择电电器设备备、设计计继电保保护和选选用限制制短路电电流的元元件。2.2 短短路计算算的作用用短路计算的的作用是是：校验电气气设备的的机械稳稳定性和和热稳定定性；校验开关关的遮断断容量；确定继电电保护及及安全自

52、自动装置置的定值值；为系统设设计及选选择电气气主接线线提供依依据；进行故障障分析；确定输电电线路对对相邻通通信线的的电磁干干扰常用用的计算算方法是是阻抗矩矩阵法，并并利用迭迭加原理理，令短短路后网网络状态态与短路前前网络状状态 故障分分量状态态，在短短路点加加一与故故障前该该节点电电压大小小相等、方方向相反反的电势势，再利利用阻抗抗矩阵即即可求得得各节点点故障分分量的电电压值，加加上该节节点故障障前电压压即得到到短路故故障后的的节点电电压值。继继而，可可求得短短路故障障通过各各支路的的电流。2.3 短短路电流流的危害害及限制制措施2.3.11 短路电电流的危危害短路电流将将引起下下列严重重后果

53、：短路电电流往往往会有电电弧产生生，它不不仅能烧烧坏故障障元件本本身，也也可能烧烧坏周围围设备和和伤害周周围人员员。巨大大的短路路电流通通过导体体时，一一方面会会使导体体大量发发热，造造成导体体过热甚甚至熔化化，以及及绝缘损损坏；另另一方面面巨大的的短路电电流还将将产生很很大的电电动力作作用于导导体，使使导体变变形或损损坏。短短路也同同时引起起系统电电压大幅幅度降低低，特别别是靠近近短路点点处的电电压降低低得更多多，从而而可能导导致部分分用户或或全部用用户的供供电遭到到破坏。网网络电压压的降低低，使供供电设备备的正常常工作受受到损坏坏，也可可能导致致工厂的的产品报报废或设设备损坏坏，如电电动机

54、过过热受损损等。电电力系统统中出现现短路故故障时，系系统功率率分布的的突然变变化和电电压的严严重下降降，可能能破坏各各发电厂厂并联运运行的稳稳定性，使使整个系系统解列列，这时时某些发发电机可可能过负负荷，因因此，必必须切除除部分用用户。短短路时电电压下降降的愈大大，持续续时间愈愈长，破破坏整个个电力系系统稳定定运行的的可能性性愈大。2.3.22 短路电电流的限限制措施施为保证系统统安全可可靠地运运行，减减轻短路路造成的的影响，除除在运行行维护中中应努力力设法消消除可能能引起短短路的一一切原因因外，还还应尽快快地切除除短路故故障部分分，使系系统电压压在较短短的时间间内恢复复到正常常值。为为此，可

55、可采用快快速动作作的继电电保护和和断路器器，以及及发电机机装设自自动调节节励磁装装置等。此此外，还还应考虑虑采用限限制短路路电流的的措施，如如合理选选择电气气主接线线的形式式或运行行方式，以以增大系系统阻抗抗，减少少短路电电流值；加装限限电流电电抗器；采用分分裂低压压绕阻变变压器等等。主要要措施如如下： 是做好短短路电流流的计算算，正确确选择及及校验电电气设备备，电气气设备的的额定电电压要和和线路的的额定电电压相符符； 二是正确确选择继继电保护护的整定定值和熔熔体的额额定电流流，采用用速断保保护装置置，以便便发生短短路时，能能快速切切断短路路电流，减减少短路路电流持持续时间间，减少少短路所所造

56、成的的损失； 是在变电电站安装装避雷针针，在变变压器附附近和线线路上安安装避雷雷器，减减少雷击击损害； 是保证架架空线路路施工质质量，加加强线路路维护，始始终保持持线路弧弧垂一致致并符合合规定； 是带电安安装和检检修电气气设备，注注意力要要集中，防防止误接接线，误误操作，在在带电部部位距离离较近的的部位工工作，要要采取防防止短路路的措施施； 是加强强管理，防防止小动动物进入入配电室室，爬上上电气设设备； 是及时清清除导电电粉尘，防防止导电电粉尘进进入电气气设备； 是在电缆缆埋设处处设置标标记，有有人在附附近挖掘掘施工，要要派专人人看护，并并向施工工人员说说明电缆缆敷设位位置，以以防电缆缆被破坏

57、坏引发短短路； 是电力系系统的运运行、维维护人员员应认真真学习规规程，严严格遵守守规章制制度，正正确操作作电气设设备，禁禁止带负负荷拉刀刀闸、带带电合接接地刀闸闸。线路路施工，维维护人员员工作完完毕，应应立即拆拆除接地地线。要要经常对对线路、设设备进行行巡视检检查，及及时发现现缺陷，迅迅速进行行检修。 3 系统中各元件的主要参数的计算3 系统统中各元元件的主主要参数数的计算算3.1 电电网等值值计算图图为计算简便便、清晰晰、有条条理，对对原题目目原理图图进行计计算性设设计修改改；因计计算为线线路L4继电保保护整定定计算，应应在线路路CD（即线线路L4）上连连接一个个断路器器保护7，如下下图3.

58、1所示：图3.1 电网网等值计计算图3.2 基基准值选选择基准功率：，基准准电压：。基准准电流：；基准电抗：；电压标幺值值：线路标号：线路AC=L3，线路AB=L1，线路BC=L2，线路CD=L4 变压器标号号:图中3.1从左至至右依次次为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T83.3 电电网各元元件参数数计算及及负荷电电流计算算3.3.11 输电线线路等值值电抗计计算线路L11等值电电抗计算算正序以及负负序电抗抗： 零序电抗： 线路L22等值电电抗计算算正序以及负负序电抗抗： 零序电抗： 线路L33等值电电抗计算算正序以及负负序电抗抗：零序电抗： 线路L44等值电电抗计算算正序以及负负

59、序电抗抗： 零序电抗： 保护线路路L4的最大大运行方方式：、全投入入运行，线线路全部部运行则则通过保保护L4的最大大负荷电电流为 3.3.22 变压压器等值值电抗计计算变压器TT1、T2等值电电抗计算算变压器TT3等值电电抗计算算变压器TT4、T5、T6、T7等值电电抗计算算 变压器TT8等值电电抗计算算3.3.33 发电机机等值电电抗计算算发电机GG1、G2电抗标标幺值计计算发电机GG3电抗标标幺值计计算3.3.44 最大负负荷电流流计算B、C母母线最大大负荷电电流计算算最大负荷电电流计算算(拆算到到)D母线最最大负荷荷电流计计算最大负荷电电流计算算(拆算到到) 4 输电线路L4短路电流计算

60、4 输电电线路L4短路路电流计计算4.1 运运行方式式的选择择原则4.1.11 发电机机、变压压器运行行方式选选择的原原则一个发电电厂有两两台机组组时，一一般应考考虑全停停方式，一一台检修修，另一一台故障；当有三三台以上上机组时时，则选选择其中中两台容容量较大大机组同同时停用用的方式式。对水水电厂，还还应根据据水库运运行方式式选择。一个发电电厂、变变电站的的母线上上无论接接几台变变压器，一一般应考考虑其中中容量最大的一台台停用。4.1.22 线路运运行方式式选择原原则一个发电电厂、变变电站线线线上接接有多条条线路，一一般考虑虑选择一一条线路路检修，另一条线路路有故障障的方式式。双回路一一般不考