基于110KV电网线路继保设计.docx

继电保护设计题 目：基于110KV电网线路继保设计学院名称： 电气工程学院 2012年1月5日 摘要：随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩 大，为适应大电网发展的需要，相继出现超高压电网和大容量机组，致使电网结 构日趋复杂，电力系统稳虔问题日益突出，因此对电力系统继电保护提出了更高 的要求为了给110KV电网进行继电保护设计，需要选择过电流保护，算出电流 保护的动作电流，灵敏度等整虔参数值如果在过电流不满足的情况下，相间故 障选择距离保护，而接地故障要选择零序电流保护，同时对距离和零序电流保护 要进行整虔计算，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除并最大 限度地保证其他无故障部分恢复正常运行能对电气元件的不正常运行状态作出 反应，并根据运行维护规范和设备承受能力动作条件许可时，可采取预定措施, 尽快地恢复供电和设备运行关键词：110KV继电保护整虔计算故障分析设计原理1电力系统继电保护的概述 41.1继电保护按保护分类 41.2继电保护整定计算的基本任务 61.3继电保护整定计算的要求及特点 72、 设计资料分析与参数计算 83、 运行方式的选择原则 io3.1发电机、变压器运行方式选择原则 io3.2变压器中性点接地选择原则 io3.3线路运行方式选择原则 io3.4流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择 123.5选取流过保护最大负荷电流的方法 124、 短路电流计算 134.1流经保护1的短路计算 134.3流经保护3~8的的短路计算 165、 电流保护整定计算 165.1保护1的电流保护整定 155.2对电流保护的综合评价 is6、 距离保护计算 186.1、保护1的距离保护计算： 196.1.1、 距离I段整定： 196.1.2、 距离II段整定： 196.1.3、 距离III段整定： 206.2、 保护3的距离保护计算 216.2.2、 距离II段整定： 226.2.3、 距离III段整定： 236.3、 保护6的距离保护计算： 246.3.1、 距离I段整定： 246.3.2、 距离II段整定： 236.3.3、 距离III段整定： 256.4、 保护8的距离保护计算： 256.4.1、 距离I段整定： 256.4.2、 距离II段整定： 256.5距离保护整定值表 287继电保护零序电流保护的整定计算和校验 287.1零序电流保护整定计算 287.2对零序电流保护的综合评价 318输电线路的自动重合闸装置 328.1概述 328.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸装置 338.3双侧电源线路的自动重合闸 338.4自动重合闸与继电保护的配合 348.5电源侧投检同期重合闸存在的问题及原因 34结束语 37参考文献 381电力系统继电保护的概述1.1继电保护按保护分类（1） 电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发 出跳闸命令。

2） 电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出 跳闸命令3） 过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定 时间后发出跳闸命令4） 过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号5） 低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号6） 低周波减载：当电网频率低于整定值时，有选择性跳开规定好的不重要负 荷7） 单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发出跳闸命令，对于中 性点不接地系统，发出接地报警信号8） 差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差 变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个 绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护9） 距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距 离保护10） 方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护11） 高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为 高频保护12） 过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来 整定）时，发出过负荷信号。

13） 瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花， 变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严 重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲 击力小，轻瓦斯动作于信号14) 温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本 体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号15) 主保护：满足电力系统稳定和设备安全要求，出现故障后能以最快速度有 选择性的切除被保护设备或线路的保护16) 后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除除故障的保护主保护拒动, 本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护当主保护或断路 器拒动由相邻(上一级)电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备 保护17) 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护和后备保护检修 退出时而增加的简单保护18) 互感器二次线路断线报警：电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保 护误动作，所以在其发生断线后应发出断线信号19) 跳闸回路断线：断路器跳闸回路断线后，继电保护发出跳闸命令断路器也 不能跳开，所以跳闸回路断线时应发出报警信号。

20) 自动重合闸：对于一些瞬时性故障(雷击、架空线闪路等)故障迅速切除 后，不会发生永久性故障，此时再进行合闸，可以继续保证供电继电保护发出 跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令，称为重合闸重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸，允许再重合一次的称为二次 重合闸(一般很少使用)有了重合闸功能之后，在发生故障后，继电保护先不 考虑保护整定时间，马上进行跳闸，跳闸后，再进行重合闸，重合后故障不能切 除，然后再根据继电保护整定时间进行跳闸，此种重合闸为前加速重合闸发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸，然后进行重合闸， 重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令，此种重合闸称为后加速重合闸21) 备用电源互投：两路或多路电源进线供电时，当一路断电，其供电负荷可 由其它电源供电，也就是要进行电源切换，人工进行切换的称为手动互投自动 进行切换的称为自动互投互投有利用母联断路器进行互投的(用于多路电源进 行同时运行)和进线电源互投(一路电源为主供，其它路电源为热备用)等多种 形式对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁C22）同期并列与解列：对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须 满足同期并列条件后才能并网或上网，并网或上网有手动与自动两种1.2继电保护整定计算的基本任务继电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值，而对电 力系统中的全部继电保护来说，则需编制出一个整定方案。

各种继电保护适应电力系统运行方式变化的能力都是有限的，因而，继电保 护整定方案也不是一成不变的对继电保护整定方案的评价，是以整体保护效果 的优劣来衡量的，并不着眼于某一套继电保护的保护效果必须指出，任何一种 保护装置的性能都是有限的，或者说任何一种保护装置对电力系统的适应能力都 是有限的当电力系统的要求超出该种保护装置所能承担的最大变化限度时，该 保护装置便不能完成保护任务1）继电保护整定计算的具体任务和步骤① 绘制电力系统一次接线图；② 根据一次接线图绘制系统阻抗图，包括正序、负序、零序网；③ 建立电力系统设备参数表：包括一次设备的基础参数，二次设备的规范 及保护配置情况④ 建立电流互感器（TA）、电压互感器（TV）参数表，根据变压器的容量 和线路的负荷情况确定TA变比；⑤ 确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度，各级 母线的综合阻抗（最大、最小方式）；⑥ 电力系统各点的短路计算结果；⑦ 根据整定原则，选取保护装置整定值；⑧ 建立各种继电保护整定计算表；⑨ 按保护功能分类，分别绘制出整定值图；⑩ 编写整定方案报告书，着重说明整定的原则问题、整定结果评价、存在问题及采取的对策。

1.3继电保护整定计算的要求及特点根据继电保护在电力系统中担负的任务，继电保护装置必须满足以下4个基 本要求，即选择性、快速性、灵敏性、可靠性1） 选择性电力系统中某一部分发生故障时，继电保护的作用只能断开有故 障的部分，保留无故障部分继续运行，这就是选择性实现选择性必须满足两个 条件：一是相邻的上一级在时限上有配合；二是相邻的上下级保护在保护范围上 有配合2） 灵敏性在保护装置的保护范围内发生的故障，保护瓜的灵敏程度叫灵敏 性，习惯上叫做作灵敏度灵敏度用灵敏系数来衡量，用Ksen表示灵敏系数在 保证安全性的前提下，一般希望越大越好，但在保证可靠动作的基础上规定了下 限值作为衡量的标准3） 速动性短路故障引起电流的增大，电压的降低，保护装置快速地断开故 障，有利于减轻设备的损坏程度，尽快恢复正常供电，提高发电机，并列运行的 稳定性4） 可靠性继电保护的可靠性主要由配置结构合理，质量优良和技术性能满 足运行要求的保护装置及符合有关规程要求的运行维护和管理来保证为保证保 护的可靠性，应注意以下几点：① 保护装置的逻辑环节要尽可能少；② 装置回路接线要简单，辅助元件要少，串联触点要少；③ 运行中的操作变动要少，改变定值要少；④ 原理设计合理；⑤ 安装质量符合要求；⑥ 调试正确、加强定期检验；⑦ 加强运行管理。

要达到继电保护“四性”的要求，不是由一套保护完成的就一套保护而言, 它不能同时完全具备“四性”的要求如电流保护简单可靠，具备了可靠性、选 择性，但速动性较差；高频保护具备了速动性、灵敏性、选择性，但装置复杂， 相对可靠性就差一些因此，要实现继电保护“四性”的要求，必须由一个保护 系统去完成，这就是保护系统概念对继电保护的技术要求，“四性”的统一要全面考虑由于电网运行方式、装置 性能等原因，不能兼顾“四性”时，应合理取舍，执行以下原则：地区电网服从 主系统电网；下一级电网服从上一级电网；局部问题自行消化；尽可能照顾地 区电网和下一级电网的需要；保证重要用户的供电2、设计资料分析与参数计算电力系统设备参数表(取Sb=100MV - A, Vb= Vav) 本设计所选取的的发电机型号：Gi - G丄额定容量为12 MW的汽轮机，所采用型号为QF - 12 - 2额定容量为25 MW的汽轮机，所采用型号为QF - 25 - 2,具体参见下表2. 1表2.1发电机型号及参数编号发电机型号额定容量功率因数额定电压Ex”Xd”G1 〜G4QF2-12-212MW0.86.3KV1.080.1221G5QF2-25-225MW0.86.3KV1.080.1222Li： X1(1)=45X0. 4=18 Q, X =X】⑴:Sb =18x100=。

⑶1(1) V| 1152Xi(o)*二 3Xi(i)*=3X0. 136=0. 408X?fn x SR 20 x 100L,： X2(1)=50X0.4=20 Q , X,“= -⑴，b= =0.151411 V； 1152X2(0)*= 3X1(i)*=3X0. 151=0. 453L。