110kv线路继电保护及其二次回路设计论文(编辑修改稿)

110kv线路继电保护及其二次回路设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

（ 4）为了防止 BBD4 或 CBD4 线路发生接地故障时， B 厂侧或 C 厂侧断开后，变电所 BD4 高压侧过电压 ， 变电所 BD4 的变压器的中性点接地。 （ 5）由于与变电所 BD2 相连接的输电线较长，为提高 BD2 侧零序 保护的灵敏度和便于相互配合 ， 变电所 BD2 的变压器中性点接 地。 （ 6）在终端变电所 变压器中性点一般都不接地。 第 5 章 短路电流的计算 第 节 电力系统短路计算的 目的 及步骤 18 短路计算的目的 短路故障对电力系统正常运行的影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备选择以及系统运行中，都应着眼于防止短路故障的发生，以及在短路故障发生后要尽量限制所影响的范围。 短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计，制造，安装，运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。 针对本次设计，短路电流计算的主要目的是： 继电保护的配置和整定。 系统中应配置哪些继电保护以及保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分流系数，并要作多种运行方式的短路计算。 综上所述，对电力系统短路故障进行计算和分析是十分重要的。 无论是电力系统的设计，或是运行和管理，各环节都免不了对短路故障的分析和计算。 但是，实际的电力系 统是十分复杂的，突然短路的暂态过程更加复杂，要精确计算任意时刻的短路电流非常困难。 然而实际工程中并不需要十分精确的计算结果，但却要求计算方法简捷，适用，其计算结果只要能满足工程允许误差即可。 因此，工程中适用的短路计算，是采用在一定假设条件下的近似计算法，这种近似计算法在电力工程中称为短路电流实用计算。 计算短路电流的基本步骤 短路电流计算是电力系统基本计算之一，一般采用标幺制进行计算。 对于已知电力系统结构和参数的网络，短路电流计算的主要步骤如下： （ 1） 制定等值网络并计算各元件在统一基准值下 的标幺值。 （ 2） 网络简化。 对复杂网络消去电源点与短路点以外的中间节点，把复杂网络简化为如下两种形式之一： （ 3）一个等值电势和一个等值电抗的串联电路， （ 4）多个有源支路并联的多支星形电路， （ 5） 考虑接在短路点附近的大型电动机对短路电流的影响。 （ 6）计算指定时刻短路点发生某种短路时的短路电流（含冲击电流和短路全电流有效值）。 （ 7） 计算网络各支路的短路电流和各母线的电压。 一般情况下三相短路是最严重的短路（某些情况下单相接地短路或两相接地短路电流可能大于三相短路电流）。 因此，绝大多数情况是用三 相短路电流来选择或校验电气设备。 另外，三相短路是对称短路，它的分析和计算方法是不对称短路分析和计算的基础。 19 第 运行方式的确定 计算短路电流 时，运行方式的确定非常重要，它关系到所选保护是否经济合理、简单可靠，以及是否能满足灵敏度要求等一系列问题保护的运行方式是以通过保护的短路电流的大小来区分的。 某保护的最大（小）运行方式是指在某一点短路时通过该保护装置的短路电流最大（小）的运行方式。 . 最大运行方式 根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发点设备都投入运行或大部分投入运行，以及选定的接地中性点全 部接地的系统运行方式称为最大运行方式。 它是指供电系统中的发电机，变压器，并联线路全投入的运行方式。 系统在最大运行方式工作的时候，等值阻抗最小，短路电流最大，发电机容量最大。 最小运行方式 根据系统最小负荷投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少分接地的运行方式称为最小运行方式，对继电保护来说是短路时通过保护的部短路电流最小的运行方式。 它是指供电系统中的发电机，变压器，并联线路部分投入的运行方式。 系统在最小运行方式工作的时候，应该满足等值阻抗最大，短路电流最小，发电机容量最小的条件。 通常都是 根据最大运行方式来缺定保护的整定值，以保证选择性，在其它运行方式下也一定能保证选择性，灵敏度的校验应根据最小运行方式来运行。 因为只要在最小运行方式下灵敏度一定能满足要求。 系 统 运 行 方 式 的 选 择 系 统 最 大 最 小 运 行 方 式 的 结 果 为 ：。 （详细过程见 《计算书》） 表 51 系统最大最小运行方式 最大运行方式 最小运行方式 20 DL5 系统中所有发电机、变压器均投入，环网开环运行（ BBD2断线）。 系统开机容量最小，各发电厂各停一半机组，环网开环运行（ BBD1断线）。 DL6 系统中所有发电机、变压器 均投入，环网开环运行（ BBD1断线） 系统开机容量最小，各发电厂各停一半机组，环网闭环运行。 DL10（ DL9） 系统中所有发电机、变压器均投入，环网闭环运行，双回线路停一回。 系统开机容量最小，各发电厂各停一半机组，环网开环运行（ BBD1 断线），双回线路运行。 DL11 (DL12) 系统中所有发电机、变压器均投入，环网闭环运行，双回线路停一回。 系统开机容量最小，各发电厂各停一半机组，环网开环运行（ BBD1 断线），双回线路运行。 第 三相短路计算表 本次 设计的任务主要对 BBD3 和 ABD2 线路进行保护配置，短路计算只涉及相关部分的内容。 系统中各发电厂等值电抗的计算（标幺值） 表 52 A 厂 B 厂 C 厂 D 厂 BCD 厂 最大 Xmax 最小 Xmin 相间距离保护 中分支系数的求取 相间距离保护中分支系数的求取 过程详见计算书，结果见 表 53。 表 53 相间距离保护中分支系数的求取 21 相间 电流 保护 中短路电流的求取 相间 电流 保护中 短路电流的计算过 程详见计算书，结果见 表 54。 表 54 相间 电流 保护中 短路电流的计算 序号 短路位置 系统运行方式 短路电流 标幺值 有名值 /A 1 H 变电站 高压侧 ABCD 厂 最大、 环网闭环、双回 3357 ABCD 厂 最小、 BBD1断线、双回 2 H 变电站 低压侧 ABCD 厂 最大、 环网闭环、双回 1198 ABCD 厂 最小、 BBD1断线、双回 971 3 BBD3一回中点处 ABCD 厂 最小、 BBD1断线、双回 11DL 4 B 母线 短路 ABCD 厂 最大、 环网闭环 3971 ABCD 厂 最小、 BBD1断线 2024 零序电流 保护 中零序电流的求取 零序电流 保护中 零序电流 的求取 过程详见计算书，结果见 表 55。 表 55 序号 短路位置 系统运行方式 分支系数 1 距 7DL85%处 A 厂最大 、 BCD 厂 最小、 环网闭环 Kb min = 1 （ 5DL） 2 E 变电站 低压侧 A 厂最大 、 BCD 厂 最小、 环网闭环 Kb min = （ 5DL） A 厂最大 BCD 厂 最小、 BBD1断线 Kb min = （ 5DL） ABCD 厂 最小 、 BBD2断线 Kb min = 1 （ 5DL） 3 距 17DL末端处 A 厂最大 、 BCD 厂 最小、 环网闭环 Kb max = （ 6DL） 4 距 17DL85%处 A 厂最 小、 BCD 厂 最大、 环网闭环 Kb min = （ 6DL） A 厂最 小 BCD 厂 最大、 BBD1断线 Kb min = （ 6DL） 5 距 4DL 末端处 A 厂最大 BCD 厂 最小、 BBD1断线 Kb max = （ 6DL） 6 距 4DL85%处 A 厂最 小 BCD 厂 最大、 BBD1断线 Kb min = （ 6DL） A 厂最 小、 BCD 厂 最大、 环网闭环 Kb min = （ 6DL） 22 序号 短路位置 系统运行方式 故障 类型 流过故障线的零序电流 流过保护的零序电流（标幺值） 1 13DL 末端 系统等值正序阻抗最小 两相接地短路 13DL： 2 距 13DL 15%处 系 统等值正序阻抗最大 单相接地短路 13DL： 3 15DL 末端 系统等值正序阻抗最小 两相接地短路 15DL： 13DL： 4 距 15DL 15%处 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 15DL： 5 13DL 末端 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 15DL： 6 15DL 末端 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 13DL： 7 14DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 14DL： 8 距 14DL 15%处 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 14DL： 9 1DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 14DL： 10 14DL 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 14DL： 11 2DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 12 8DL 末端 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 14DL： 13 5DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 5DL： 14 距 15DL 15%处 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 5DL： 15 7DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 5DL： 16 5DL 末端 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 5DL： 17 6DL 末端 系统等值正序阻抗最小 两相接地短路 6DL： 18 距 6DL 15%处 系统等值正序阻抗最大 单相接地短路 6DL： 19 4DL 末端 系统等值正序阻抗最小 单相接地短路 6DL： 20 6DL 末端 系统等值正 序阻抗最大 单相接地短路 ………………… 第 6 章 电力网相间继电保护方式选择和整定计算 23 第 6. 1 节 110KV 电力网中线路继电保护的配置 110~220kv 线路继电保护的配置原则 在 110~220kv 中性点直接接地电网中，线路的相间短路保护及单相接地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）如某些线路采用全线速动保护能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。 在 110~220kv 中性点直接接地电网中，线路的保护以以下原则配置： （ 1） 对于相间短路，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保护。 如不满足灵敏度要求，应装设多段式距离保护。 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的要求时，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。 （ 2） 对于接地短路，可装设带方向性或不带方向性的多段式零序电流保护， 在终端线路，保护段数可适当减少。 对环网或电网中某些短线路，宜采用多段式接地距离保护，有利于提高保护的选择性及缩短切除故障时间。 （ 3） 对于平行线路的相间短路，一般可装设横差动电流方向保护或电流平衡保护作主保护。 当灵敏度或速动性不能满足要求时，应在每一回线路上装设高频保护作为主保护。 装设带方向或不带方向元件的多段式电流保护或距离保护作为后备保护，并作为单回线运行的主保护和后备保护。 （ 4） 对于平行线路的接地短路，一般可装设零序电流横差动保护作为主保护；装设接于每一回线路的带方向或不带方向元件的多段式零序电 流保护作为后备保护。 （ 5） 对于电缆线路或电缆与架空线路混合的线路，应装设过负荷保护。 过负荷保护一般动作于信号，必要时可动作于跳闸。 注：以上原则参见华中理工大学 吕继绍 编 《电力系统继电保护设计原理》第 106 页。 ABD2 和 BBD3 线路相间继电保护方式选择 （ 1） ABD2 为 110kv 环形网络中的一条线路，为了保证环网各线路的保护都有足够的灵敏度和选择性，降低网络保护的动作时限，确定在各线路上都装设三段式距离保护。 （ 2） BBD3 为平行。