110kv双侧电源环网输电线路继电保护设计毕业设计

1、毕业设计（论文）110kv双侧电源环网输电线路继电保护设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印

2、刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目录引 言1第一章电力系统继电保护简介21.1继电保护的作用21.2 继电保护的基本任务21.3 继电保护的基本要求21.4继电保护的设计原则31.5继电保护装置的构成4第二章电力网的初步确定52.1 系统中各元件的参数计算52.1.1 发电机参数计算52.1.2 变压器参数计算62.1.3 线路参数计算62.2 线路 ta、tv变比的选择72.3 变压器中性点接地的确定72

3、.3.1 中性点接地的要求72.3.2 中性点接地的原则72.3.3中性点接地的确定824 系统运行方式确定原则9第三章电力网短路计算103.1 电力系统中发生短路的后果103.2 短路计算的目的103.3 短路计算步骤113.4 电力网短路点计算11第四章 电网相间保护配置及整定计算384.1 相间距离保护简介384.1.1 距离保护原理384.1.2 距离保护的特点384.1.3 助增系数的计算原则394.2 距离保护整定计算394.2.1 线路ab的整定计算394.2.2 线路bc的整定计算434.3 距离保护的评价46第五章 电网零序保护配置及整定计算485.1 零序保护简介485.1

4、.1 零序电流保护的原理485.1.2 零序电流保护的特点485.2 零序短路电流计算的运行方式分析485.2.1 流过保护最大零序电流的运行方式选择485.2.2 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择495.3 零序电流保护的整定计算495.3.1 线路ab的整定计算495.3.2 线路bc的整定计算535.4 零序电流保护的评价57第六章 输电线路的自动重合闸596.1 自动重合闸的基本概念596.1.1 自动重合闸概述596.1.2 自动重合闸的作用596.2 自动重合闸的配置原则606.2.1自动重合闸的基本要求606.2.2自动重合闸的配置原则616.3 三相一次重合闸的整定计算

5、616.3.1 自动重合闸装置的动作时限616.3.2 自动重合闸装置的返回时限626.3.3 加速继电器kac的复归时限62结 论63参考文献64谢 辞65引 言在电力系统运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。而无论是故障还是不正常运行状态，都可能引起破坏性很大的系统事故，不但破坏系统的正常运行，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。仅凭提高设计和运行水平，以及提高制造与安装质量，可能会减少事故的发生几率，但却不可能完全避免系统故障和不正常运行状态的发生，故障一旦发生，它将以近似于光速影响其它非故障设备，只有借助自动装置才能及时地切除故障，这种自动装置就是继电保护装置。本次设计是根据内蒙古工业

6、大学电力学院本科生毕业要求而进行的毕业设计，设计题目是：110kv双侧电源环网输电线路继电保护设计。此次设计的主要内容是：电气参数数据分析整理；ta、tv变比的选择；中性点接地的确定，电力网短路电流计算；电力网相间继电保护方式的选择与整定计算；电力网零序继电保护方式的选择与计算；电力网距离保护的选择与计算；自动重合闸的选择。在次设计过程中，得到了周志霞老师耐心、细致的指导，周老师也提出了许多极有价值的见解和建议。编者在此向周志霞老师表示忠心的感谢。 毕业设计是大学四年最后的一个教学实践环节，也是对四年所学知识的综合应用。然而，由于本人水平有限、经验不足，设计中有尚存在许多不足，恳请指导老师予以

7、指正。第一章 电力系统继电保护简介继电保护装置是指安装在被保护元件上，反应被保护元件故障或不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种装置。1.1继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全

8、运行。1.2 继电保护的基本任务继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全供电。因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。在现代的电力系统中，如果没有专门的继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。这就要求继电保护装置必须具备以下基本任务是：一、自动、迅速、有选择性地仅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的部分迅速恢复正常运行。二、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，发出告警信号，或减负荷，或延时跳闸。三、条件许可时，

9、可采取预定措施，尽快地恢复供电和设备运行。1.3 继电保护的基本要求对作用于跳闸的继电保护装置，在技术上有四个基本要求，即“四性”：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。一、选择性要求继电保护装置有选择地动作，仅将故障元件切除并希望停电范围尽可能地小。有相对选择性和绝对选择性之分，当有保护拒动时为前者，反之则为后者。二、速动性速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障。以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，缩小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作。基本规律是电压等级越高，切除越要快，一般220kv电压等级为0.2s,1035kv电压等级为1

10、.5s。三、灵敏性灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部发生故障时不论短路点的位置、短路的类型如何，都能敏锐感觉，正确反应。四、可靠性可靠性是指继电保护装置在其保护区发生故障时，不拒动；而在其非保护区发生故障时不误动。继电保护装置的误动或拒动都会给电力系统造成严重的危害。因此，有很高的可靠性是非常重要的，在使用继电保护装置时，必须满足可靠性的要求。1.4继电保护的设计原则关于电网继电保护的选择在“技术规程”中已有具体的规定，一般要考虑的主要规则为：一、电力设备和线路必须有主保护和后备保护，

11、必要时增加辅助保护，其中主保护主要考虑系统稳定和设备安全；后备保护主要是考虑主保护和断路器拒动时用于故障切除；辅助保护是补充前二者的不足或在主保护退出时起保护作用。二、线路保护之间或线路保护与设备保护之间应在灵敏度、选择性和动作时间上相互配合，以保证系统安全运行。三、对线路和设备所有可能的故障或异常运行方式均应设置相应的保护装置，以切除这些故障和给出异常运行的信号。四、对于不同电压等级的线路和设备，应根据系统运行要求和技术规程要求,配置不同的保护装置.一般电压等级越高,保护的性能越高越完善,如330kv以上线路或设备的主保护采用“双重化”保护装置等。五、所有保护装置均应符合可靠性、选择性、灵敏

12、性和速动性要求。1.5继电保护装置的构成 继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等部分组成，各部分功能如下。（1）测量部分测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，判断保护是否应该启动的部件。 （2）逻辑部分逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分的部件。（3）执行部分执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时，发出动作信号驱动断路器跳闸

13、；在不正常运行时发出告警信号；在正常运行时，不产生动作信号。第二章 电力网的初步确定本次电力系统继电保护课程设计的网络采用近似计算法。将有名值归算到标幺值，根据网络电压等级，选取基准值： 。2.1 系统中各元件的参数计算标幺值的计算有精确计算法和近似计算法两种，其区别在于参数归算时是否采用变压器实际变比。1、精确计算：在标幺值归算中，不仅将各电压级参数归算到基本级，而且还需选取同样的基准值来计算标幺值。首先，将各电压级参数的有名值按有名制的精确计算法归算到基本级，再基本级选取统一的电压基值和功率基值；再考虑各电压级参数的有名值不归算到基本值而是再基本级选取电压基值和功率基值后将电压基值向各被归

14、算级归算，然后就在各电压级用归算得到的基准电压和基准功率计算各元件的标幺值。2、近似计算：标幺值计算的近似归算也是用平均额定电行计算。标幺值的近似计算可以就在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来计算标幺值即可。2.1.1 发电机参数计算 (2-1) (2-2)由公式（2-2）得:基准由公式（2-1）得:发电厂：2.1.2 变压器参数计算 (2-3)由公式（2-2）得：由公式（2-3）得:t1，t2，t3，t4: t5: 2.1.3 线路参数计算 (2-4) (2-5)由公式（2-4 ）、（2-5）得:一、线路ab段：正序阻抗： 零序阻抗： 二、线路bc段： 正序阻抗： 零序

15、阻抗：三、线路ac段：正序阻抗： 零序阻抗： 2.2 线路 ta、tv变比的选择（1）线路ab、bc上tv的选择：因为线路为110kv电网，即，电压互感器二次侧电压。因此选择型号为，变比为的电压互感器。（2）线路ab上ta的选择：一次侧电流，二次侧电流。因此选择ta的变比为，型号为。（3）线路bc上ta的选择：一次侧电流，二次侧电流。因此选择ta的变比为，型号为2.3 变压器中性点接地的确定系统中全部或部分中性点直接接地是大接地系统的标志。其主要目的是降低对整个系统绝缘水平的要求。但中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况变化时，零序网络也随之改变，因此，同一故障点的零序电流分布也随之改变。所

16、以变压器的中性点接地情况改变，将直接影响零序电流保护的灵敏性。2.3.1 中性点接地的要求1、不使系统出现危险的过电压。2、不使零序网络有较大改变，以保证零序电流保护有稳定的灵敏性。2.3.2 中性点接地的原则 总的说来：应尽量保持变电所零序阻抗基本不变，以保持系统中零序电流的分布不变，并使零序电流电压保护有足够的灵敏度和变压器不致于产生过电压危险。一般变压器中性点接地有如下原则：1、电源端的变电所只有一台变压器时，其变压器的中性点应直接接地运行。2、每个电源有多台变压器并联运行时，规定正常时按一台变压器中性点直接接地运行，其他变压器中性点不接地。这样，当某台中性点接地变压器由于检修或其他原因

17、切除时，将另一台变压器中性点接地，以保持系统零序电流的大小与分布不变。3、两台变压器并联运行，应选用零序阻抗相等的变压器，正常时将一台变压器中性点直接接地。当中性点接地变压器退出运行时，则将另一台变压器中性点直接接地运行。4、220kv以上大型电力变压器都分级绝缘，且分为两种类型；其中绝缘水平较低的一种（500kv系统，中性点绝缘水平为38kv的变压器），中性点必须直接接地。5、双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地的方式运行，并把它们分别接于不同的母线上。当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将另一台中性点不接地变压器改为中性点直接接地运行。6、低电压侧无电源

18、的变压器中性点应不接地运行，以提高保护的灵敏度和简化保护接线。7、对于其他由于特殊原因不满足上述规定者，应按特殊情况临时处理。例如，可采用改变保护定值，停用保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理，以保证保护和系统的正常运行。2.3.3中性点接地的确定根据上述变压器的接地原则，得到本网络变压器中性点的接地方式为：发电机g1、g2侧的两台并联容量为40mva的变压器，其中一台中性点直接接地，另一台通过隔离开关接地，发电机g3侧的一台容量为60mva的变压中性点直接接地， b点变电所的两台并联容量为20mva的变压器，其中一台中性点直接接地，另一台通过隔离开关接地，d点变电所的一台容量为20mv

19、a的变压器中性点直接接地，c点变电所两台并联容量为20mva的变压器，其中一台中性点直接接地，另一台通过隔离开关接地，共五台变压器中性点直接接地。24 系统运行方式确定原则计算短路电流时，运行方式的确定非常重要，因为它关系到所选的保护是否经济合理、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装置的短路电流的大小来区分的。根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行（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。对继电保护来说，是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式。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

20、有少部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短路电流最小的运行方式。对过量保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性，在其他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进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏度符合要求，在其他运行方式下，灵敏度也一定,灵敏度也一定能满足要求。第三章 电力网短路计算短路是电力系统最常见的故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相或中性点接地系统中相与地之间的短路。电力网络中若出现短路故障，将对电力系统的稳定运行有很大的影响，甚至会产生更严重的后果。3.1 电

21、力系统中发生短路的后果系统中短路故障对电力系统的正常运行会带来严重后果，表现在如下几方面：(1)短路点附近流过巨大的短路电流，产生的电动力效应可能使电气设备变形或损坏。(2) 巨大短路电流的热效应可能烧坏设备。(3)短路点的电压比正常运行时低，如果是三相短路，则短路点的电压为零。这必然导致整个电网电压大幅度的下降，可能使部分用户的供电受到破坏，接在网络中的用电设备不能正常工作。(4) 影响电力系统并列运行的稳定性。(5) 对通信干扰。3.2 短路计算的目的由于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

22、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。对于本次课程设计，短路电流计算的主要目的是继电保护的配置和整定。具体表现如下：（1）求最大短路电流（2）求分支系数和。（3）求零序电流和。3.3 短路计算步骤对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、选择计算短路点。2、画等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值。3、网络简化。对复杂网络消去电源点与短路点以外中间

23、节点，把复杂网络简化简单网络。4、计算流经保护和故障点的短路电流或者流经保护的最大（小）分流系数。5、计算最大或者是最小分支系数。3.4 电力网短路点计算1、k1点短路计算系统正序等值电路图图3-1 等值电路图经化解得：图3-2 等值电路图所以正序阻抗：系统零序等值电路图：图3-3 等值电路图经化解得：图3-4 等值电路图再化解得：图3-5 等值电路图图3-6 等值电路图 所以：分支系数：2、k2点短路计算系统正序等值电路图图3-7 等值电路图 化简为：图3-8 等值电路图图3-9 等值电路图再化简为：图3-10 等值电路图系统零序等值电路图3-11 等值电路图图3-12 等值电路图图3-13

24、 等值电路图图3-14 等值电路图图3-15 等值电路图图3-16 等值电路图分支系数: 3、k3点短路计算系统正序等值电路图图3-17 等值电路图经化解得：图3-18 等值电路图所以正序阻抗：系统零序等值电路图图3-19 等值电路图经化解得：图3-20 等值电路图再化解得：图3-21 等值电路图图3-22 等值电路图 所以：分支系数：4、k4点短路计算系统正序等值电路图图3-23 等值电路图 化简为：图3-24 等值电路图图3-25 等值电路图再化简为：图3-26 等值电路图系统零序等值电路图3-27 等值电路图图3-28 等值电路图图3-29 等值电路图图3-30 等值电路图图3-31 等

25、值电路图图3-32 等值电路图分支系数: 5、k5点短路计算系统正序等值电路图图3-33 等值电路图图3-34 等值电路图图3-35 等值电路图 零序等值电路图：图3-36 等值电路图 图3-37 等值电路图图3-38 等值电路图 6、k6点短路计算系统正序等值电路图图3-39 等值电路图图3-40 等值电路图图3-41 等值电路图零序等值电路图图3-42 等值电路图 图3-43 等值电路图图3-44 等值电路图图3-45 等值电路图 图3-46 等值电路图 分支系数：7、k7点短路计算系统正序等值电路图图3-47 等值电路图经化解得：图3-48 等值电路图所以正序阻抗：系统零序等值电路图图3

26、-49 等值电路图经化解得：图3-50 等值电路图再化解得：图3-51 等值电路图图3-52 等值电路图 所以：分支系数：8、k8点短路计算正序等值电路图：图3-53 等值电路图图3-54 等值电路图图3-55 等值电路图 系统零序等值电路图图3-56 等值电路图图3-57 等值电路图 图3-58 等值电路图化简为：图3-59 等值电路图 分支系数：第四章 电网相间保护配置及整定计算4.1 相间距离保护简介距离保护的灵敏度和保护区不受系统运行方式和短路类型的影响，而且能满足选择性的要求。4.1.1 距离保护原理距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装

27、置。即当短路点近时动作时限短；短路点远时动作时限长。以此保证动作的选择性。因为线路距离与其阻抗成正比，所以在实际保护中是通过测量阻抗来反映距离远近的，故又称“阻抗保护”。4.1.2 距离保护的特点1、距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小（距离大小）的阻抗继电器为主要元件（测量元件），动作时间具有阶梯性的相间保护装置。当故障点至保护安装处之间的实际阻抗大于整定值时，表示故障点在保护区之外，保护不动作；相反若小于整定值时，表示故障点在保护区内，保护动作。当再配以方向元件（方向特性）及时间元件，即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。2、距离保护一般装设三段，必要时也可采用四段。其中第i段可

28、以保护全线路的80%85%，其动作时间一般不大于0.030.1s（保护装置的固有动作时间），前者为晶体管保护的动作时间，后者为机电型保护的动作时间。第ii段按阶梯性与相邻保护相配合，动作时间一般为0.51.5s，通常能够灵敏而较快速地切除全线路范围内的故障。由i、ii段构成线路的主要保护。第iii（iv）段，其动作时间一般在2s以上，作为后备保护段。3、距离保护主要反映阻抗值，一般说来其灵敏度较高，受电力系统运行方式变化的影响较小，运行中躲开负荷电流的能力强。在本线路故障时，装置第i段的性能基本上不受电力系统运行方式变化的影响（只要流过装置的故障电流不小于阻抗元件允许的精确工作电流）。当故障点

29、在相邻线路上时，由于可能有助增作用，对于地ii、iii段，保护的实际动作区可能随运行方式的变化而有所变化，但一般情况下，均能满足系统运行的要求。4、保护性能受电力系统运行方式的影响较小，因而装置运行灵活、动作可靠、性能稳定。特别是在保护定值整定计算和各级保护段相互配合上较为简单灵活。4.1.3 助增系数的计算原则（1）对于辐射状结构电网的线路保护配合时，其助增系数与故障点之位置无关。计算时故障点可取在线路的末端，主电源侧采取大运行方式，分支电源采用小运行方式。（2）环形电力网中线路保护间助增系数的计算应按流过故障线的短路电流与流过保护线的短路电流比值求取。（3）单回线路对双回线路的保护配合时应

30、按双回线路并行运行的方式下求取；（4）双回线路对单回线路配合时，按双回线路单回运行的方式下考虑；应该指出，上述原则无论对于辐射状电网内，还是环形电网内的双回线与单回线间的助增系数的计算都是适用的。4.2 距离保护整定计算4.2.1 线路ab的整定计算1、保护1的距离保护整定计算（1）距离保护段整定计算： （2）距离保护段整定计算 情况1：保护1的段与相邻线路bc保护3的段相配合，即躲过下一线路保护段末端短路。如图所示：图4-1 等值电路图化简为：图4-2 等值电路图灵敏系数校验： 满足要求，所以情况2：与相邻变压器纵差保护配合，即躲过线路末端变压器后短路 如图所示：图4-3 等值电路图图4-4

31、 等值电路图为了确保选择性两种情况相比较取整定值小的，即（3）距离保护段整定计算1）按躲过被保护线路最小负荷阻抗求取动作阻抗 已知=230a线路灵敏角负荷阻抗角 2）与相邻线路距离保护第段的配合 所以灵敏系数校验 ，满足要求，不满足要求 与相邻线路距离保护第段相配合，其值为校验1.3，满足要求2、保护2的距离保护整定计算（1）距离保护段整定计算： （2）距离保护段整定计算 因为与线路配合比较小，所以先算与线路配合，它不满足再算与变压器配合。 情况1：保护2的段与相邻线路ac保护6的段相配合，即躲过下一线路保护段末端短路。如图所示：图4-5 等值电路图化解为：图4-6 等值电路图所以 灵敏系数校

32、验，满足要求（3）距离保护段整定计算1）按躲过被保护线路最小负荷阻抗求取动作阻抗 已知=230a线路灵敏角负荷阻抗角 2）与相邻线路距离保护第段的配合 所以灵敏系数校验 满足要求，不满足要求 与相邻线路距离保护第段相配合，其值为 校验1.3，满足要求因此 4.2.2 线路bc的整定计算3保护3的距离保护整定计算（1）距离保护段整定计算： （2）距离保护段情况1：与相邻线路ac保护5的第段整定值配合，即按躲过下一线路保护第段末端短路，如图所示：图4-7 等值电路图由图可知：流过保护3的电流与流过短路点的电流相同。所以：两种情况相比较取整定值小的，即灵敏系数校验： 满足要求，所以（3）距离保护段整

33、定计算按躲过被保护线路最小负荷阻抗求取动作阻抗 已知=230a线路灵敏角负荷阻抗角 所以由点短路得：灵敏系数校验 满足要求满足要求 因此 4、保护4的距离保护整定计算（1）距离保护段整定计算： （2）距离保护段整定计算 情况1：与相邻线路ba保护2的第段整定值配合，即按躲过下一线路保护第段末端短路，如图所示：图4-8 等值电路图化简为：图4-9 等值电路图两种情况相比较取整定值小的，即灵敏系数校验： 满足要求，所以（3）距离保护段整定计算按躲过被保护线路最小负荷阻抗求取动作阻抗 已知=230a线路灵敏角负荷阻抗角 所以由点短路得：灵敏系数校验 满足要求满足要求 因此 4.3 距离保护的评价距离

34、保护可以在多电源复杂网络中保证有选择性地动作。它不仅反应短路时电流的增大，还反应电压的降低，因而灵敏度比电流、电压保护高。保护装置距离i段的保护范围不受系统运行方式的影响，其它各段受系统运行方式变化的影响也较小，同时保护范围也可以不受短路种类的影响，因而保护范围比较稳定，且动作时限也比较固定而较短。虽然距离保护第i段是瞬时动作的，但是，它只能保护线路全长的80%85%，它不能无时限切除线路上任一点的短路，尚有15%20%的线路要考带0.5s时限的距离ii段来切除。特别是双侧电源的线路就有30%40%线长的短路，不能从两端瞬时切除。因此，对于220kv及以上电压网络根据系统稳定运行的需要，要求全

35、长无时限切除线路任一点的短路，这时距离保护就不能作主保护来应用。距离保护的工作受到各种因素的影响，如系统振荡、短路点的过度电阻和电压回路的断线失压等。因此，在保护装置中需采取各种防止或减少这些因素影响的措施，如振荡闭锁、瞬时测定和电压回路的断线失压闭锁等，需应用复杂的阻抗继电器和较多的辅助继电器，使整套保护装置比较复杂，可靠性相对比电流保护低。虽然距离保护仍存在一些缺点，但是，由于它在任何形式的网络均能保证有选择性的动作。因此，广泛地应用在35kv及以上电压的电网中。通常在35kv电压网络中，距离保护可作为复杂网络相间短路的主保护；110-220kv的高压电网和330-500kv的超高压电网中

36、，相间短路距离保护和接地短路距离保护主要作为全线速动主保护的相间短路和接地短路的后备保护，对于不要求全线速动保护的高压线路，距离保护则可作为线路的主保护。第五章 电网零序保护配置及整定计算5.1 零序保护简介5.1.1 零序电流保护的原理在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序功率的方向总是由故障点指向各个中性点的，即零序电流的方向是由故障点流向各个中性点接地的变压器。因此，在变压器接地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向性。在线路两侧或多侧有接地中性点时，必须在零序电流保护中增加功率方向元件，才能保证动作的选择性。5.1.2 零序电流保护的特点中性点直接接地系统中发生接地短路，

37、将产生很大的零序电流分量，利用零序电流分量构成保护，可作为一种主要的接地短路保护。因为它不反映三相和两相短路，且在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。但是，零序电流保护仍有电流保护的某些弱点，即它受电力系统运行方式变化的影响较大，灵敏度将因此降低；特别是在短距离的线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。当零序电流保护的保护效果不能满足电力系统要求时，则应装设接地距离保护。接地距离保护因其保护范围比较固定，对本线路和相邻线路的保护效果都会有所改善。5.2 零序短路电流计算

38、的运行方式分析5.2.1 流过保护最大零序电流的运行方式选择（1）单侧电源辐射形电网，一般取最大运行方式，线路末端的变压器中性点不接地运行。（2）多电源的辐射形电网及环状电网，应考虑到相临线路的停运或保护的相继动作，并考虑在最大开机方式下对侧接地方式最小，而本侧（保护的背后）接地方式最大。（3）计算各类短路电流值。（4）绘制短路电流计算结果表。5.2.2 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择（1）辐射形电网中线路保护的分之系数与短路的位置无关。（2）环状电网中线路的分支系数随短路点的移远而逐渐减小 。但实际上整定需要最大分支系数，故还是选择开环运行方式。（3）双回线路中一回停运。（4）比较

39、综合电抗正序阻抗和零序阻抗的大小，决定短路故障类型。5.3 零序电流保护的整定计算5.3.1 线路ab的整定计算1、零序电流保护1的整定计算（1）零序电流保护段由点短路计算得：，最大零序电流为分支系数：流经保护的最大零序电流为最小零序电流为流经保护的最小零序电流为躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流，即灵敏度校验校验原则：距始端15%处零序电流的最小值与整定值比较，大于整定值则满足要求，小于整定值则采用接地距离保护。由短路计算得：，最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为 满足要求（2）零序电流保护段零序段的动作电流与下级线路bc的零序电流保护3的段保护相配合整定。由点短路时，电流分支系数

40、为：(注： 参见保护3的计算)灵敏度校验，满足要求被保护线路末端接短路时，流过保护的最小零序电流（3）零序电流保护段bc线路始端短路时的正序阻抗躲过相邻线路bc始端三相短路时，流过保护的最大不平衡电流，即灵敏度校验（近），满足要求（远），满足要求(注：与参见保护3的计算)2、 零序电流保护2的整定计算（1） 零序电流保护段由点短路计算得：，最大零序电流为：流经保护的最大零序电流为： 最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为：躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流，即 灵敏度校验校验原则：距始端15%处零序电流的最小值与整定值比较，大于整定值则满足要求，小于整定值则采用接地距离保护。由点短路计

41、算得：，最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为 满足要求（2）零序电流保护段零序段的动作电流与下级线路ac的零序电流保护6的段保护相配合整定。由点短路时，电流分支系数为：灵敏度校验，满足要求被保护线路末端接短路时，流过保护的最小零序电流（3）零序电流保护段ac线路始端短路时的正序阻抗躲过相邻线路ac始端三相短路时，流过保护的最大不平衡电流，即灵敏度校验（近），满足要求（远），满足要求(注：与参见保护6的计算)5.3.2 线路bc的整定计算3、 零序电流保护3的整定计算（1） 零序电流保护段由点短路计算得：，最大零序电流为：流经保护的最大零序电流为： 最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为：

42、 躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流，即 灵敏度校验校验原则：距始端15%处零序电流的最小值与整定值比较，大于整定值则满足要求，小于整定值则采用接地距离保护。由点短路计算得：，最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为 满足要求（2） 零序电流保护段零序段的动作电流与下级线路ac的零序电流保护5的段保护相配合整定。由点短路时，电流分支系数为：灵敏度校验，满足要求被保护线路末端接短路时，流过保护的最小零序电流（3）零序电流保护段ac线路始端短路时的正序阻抗根据的短路计算得： 躲过相邻线路ba始端三相短路时，流过保护的最大不平衡电流，即灵敏度校验（近），满足要求（远），满足要求(注：与参见保护

43、的计算)4、 零序电流保护4的整定计算（1） 零序电流保护段由点短路计算得：，最大零序电流为流经保护的最大零序电流为 最小零序电流为流经保护的最小零序电流为 躲过被保护线路末端接地短路时最大零序电流，即灵敏度校验校验原则：距始端15%处零序电流的最小值与整定值比较，大于整定值则满足要求，小于整定值则采用接地距离保护。由短路计算得：，最小零序电流为：流经保护的最小零序电流为 满足要求。（2）零序电流保护段零序段的动作电流与下级线路ab的零序电流保护2的段保护相配合整定。由点短路时，电流分支系数为：灵敏度校验，满足要求被保护线路末端接短路时，流过保护的最小零序电流（3）零序电流保护段ab线路始端短

44、路时的正序阻抗 躲过相邻线路ba始端三相短路时，流过保护的最大不平衡电流，即灵敏度校验（近），满足要求（远），满足要求(注：与参见保护2的计算)5.4 零序电流保护的评价在大接地电流系统中，采用零序电流保护和零序方向电流保护与采用三相完全星形接线的电流保护和方向电流保护来防御接地短路相比较，前者具有较突出的优点：1、灵敏度高相间短路过电流保护的启动电流是按躲过最大负荷电流来整定的，一般二次侧继电器的启动电流为57a；而零序过电流保护则是按躲过相间短路时的最大不平衡电流来整定的，一般二次侧继电器的起动电流为24a。而当发生单相接地短路时，故障相电流与零序电流3i0相等，因此，零序过电流保护的灵敏

45、度高。2、延时小对同一线路而言，零序电流保护的动作时限不必考虑与 y/接线变压器后的保护的配合，所以，一般零序过电流保护的动作时限要比相间短路过电流保护的小（13）。3、在保护安装处正向出口短路时，零序功率方向元件没有电压死区，而相间短路保护功率方向元件有电压死区。4、当系统发生如振荡、短时过负荷等不正常运行情况时，零序电流保护不会误动作，而相间短路电流保护则受振荡、短时过负荷的影响而可能误动，故必须采用措施予以防止。5、在电网变压器中性点接地的数目和位置不变的条件下，当系统运行方式变化时，零序电流变化较小，因此，零序电流速断保护的保护范围长而稳定。而相间短路电流速断保护，受系统运行方式变化的

46、影响较大。6、采用了零序电流保护后，相间短路的电流保护就可以采用两相星形接线方式，并可和零序电流保护合用一组电流互感器，又能满足技术要求，而且接线也简单。应该指出，在110kv及以上电压系统中，单相接地短路故障约占全部故障的80%90%，而其它类型的故障，也往往是由单相接地发展起来的。所以，采用专门的零序电流保护就有其更重要的意义。因而，在大接地电流系统中，零序电流保护获得广泛的应用。但是，零序电流保护也存在一些缺点，主要表现在于短线路或运行方式变化很大的电网，零序电流保护往往难于满足系统运行所提出的要求，如保护范围不够稳定或由于运行方式的改变需要新整定零序电流保护。第六章 输电线路的自动重合

47、闸在电力系统中广泛地采用自动重合闸装置, 当断路器跳闸以后,它能够自动地将断路器重新合闸。psl623c数字式线路保护装置的重合闸装置可自动适应线路抽取电压的额定电压、相别和极性，不在需要整定。采用自动重合闸后，当合到永久性故障时，系统再次受到短路电流的冲击，可能引起电力系统振荡，因而装设自动重合闸装置时应考虑其配置原则。6.1 自动重合闸的基本概念6.1.1 自动重合闸概述在电力系统中,输电线路(特别是架空线路)最容易发生故障。运行经验证明,架空线路的故障大多是暂时性的。例如,由于雷电过电压引起的绝缘子表面的闪络、大风引起的短时碰线、通过鸟类的身体的放电以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等。

48、当故障线路被迅速断开后,电弧熄灭,故障点的绝缘强度重新恢复,这时,如果把断开的线路断路器重新合上,就能使输电线路继续供电。因此,称这类故障为暂时性故障。此外,也还有永久性故障,在故障线路被断开以后,故障点的绝缘强度不能恢复,即故障仍然存在,这时即使再合上断路器,输电线路还要再次断开,因而不能立即恢复正常供电。对于暂时性故障，线路被断开后再进行一次重合闸以恢复供电,显然提高了供电的可靠性。也可由运行人员手动重新合上断路器，但因停电时间过长, 供电的可靠性就有所降低。为此,在电力系统中广泛地采用自动重合闸装置,当断路器跳闸以后,它能够自动地将断路器合闸。线路装设自动重合闸装置,但它不能判别是暂时性

49、故障还是永久性故障,而根据运行资料统计,重合闸的成功率在60%90%之间,可见其成功率是相当高的。6.1.2 自动重合闸的作用自动重合闸的作用主要可以归纳如下几点: 1)、可以提高输电线路供电的可靠性,减少线路的停电机会,特别是对于单回线单侧电源尤为显著；2)、对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高并列运行的稳定性；3)、在电网的设计和建设过程中,装设自动重合闸装置的,可以暂缓架设双回线路以节约投资；4)、对由于断路器本身由于机构不良，或保护误动作而引起的误跳闸, 自动重合闸能起纠正作用。对于自动重合闸的经济效益,应用无重合闸时,由停电而造成的损失来衡量,自动重合闸本身投资很低工作可靠,因而经

50、济效益显著,在电力系统中得到广泛应用。对于1kv及以上电压的架空线路和电缆与架空的混合线路,有断路器的一般都应装设自动重合闸装置。此外,在供给地区负荷的电力变压器上以及变电所的母线上,必要时也可以装设自动重合闸装置。但事物都是一分为二的,采用自动重合闸装置后,在重合于永久性故障时,也会带来以下不利后果: 使电力系统又一次受到短路电流的冲击,可能引起电力系统振荡；使断路器的任务更加繁重,因为要在很短的时间内,连续两次切断故障电流。6.2 自动重合闸的配置原则6.2.1自动重合闸的基本要求1）、自动重合间时间应尽可能短，以缩短停电的时间，从而可减轻故障对用户和系统带来的不良影响。重合间动作的时间，

51、一般采用0.51s。2）、在下列情况下,自动重合闸装置不应动作：手动跳闸时；手动合闸于故障线路时，保护动作使断路器跳闸后，不动作。3）、自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。如一次重合闸就只应该动作一次，当重合于永久性故障而再次跳间后就不应该再重合。因为在永久性故障时，多次重合将使系统多次遭到冲击,可能会使断路器损坏，扩大事故。4）、自动重合闸装置动作后应能够自动复归，准备好下次动作。对于10kv及以下电压级别的线路,如有值班人员时,也可采用手动复归方式。5）、用不对应原则启动：一般自动重合闸可采用控制开关位置与断路器位置不对应原则启动重合闸装置，对综合自动重合闸，宜采用不对应原则和保护同时启动。6）、自动重合闸装置应与继电保护配合，在重合闸前或重合闸后加速保护动作，以便更好的与继电保护装置配合，加速故障切除时间，提高供电可靠性。加速方式可分为前加速和后加速。后加速方式就是在重合闸前保护瞬时或后备时间切除故障,重合于永久性故障时,保护将瞬时或后备缩短t时间,快速切除故障。6.2.2自动重合闸的配置原