继电保护课程设计-110kv电网继电保护配置与线路保护整定计算

1、南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计1 概述电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，继电保护及安全自动装置能够快速、可靠、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭受损坏，既能保证其它无故障部分迅速恢复正常，又能提高电力系统运行的稳定性，是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。而课程设计是学生在校期间的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。通过课程设计，可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观念，以便更好地适应工作的需求。本次课程设计为给110kV 电网继

2、电保护配置与线路保护整定计算，学习规程确定系统运行方式，变压器运行方式。选择各元件保护方式，计算发电机、变压器、线路的参数，确定保护方式及互感器变比；首先选择过电流保护，对电网进行短路电流计算，包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算，整定电流保护的整定值。在过电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。1110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算2 运行方式2.1最大最小运行方式继电保护整定计算用的运行方式，是在电力系统确定好远行方式的基础上、在不影响继电保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进

3、一步选择的。确定运行方式的限度，就是确定最大和最小运行方式，它应满足常见运行方式为基础、在不影响保护效果的前提下，适当加达变化范围。其一般原则如下： (1 必须考虑抢修与故障两种状态的重叠出现。(2 不考虑极少见的特殊方式。必要时，可采取临时的特殊措施加以解决。 最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏

4、度。2.2接地运行方式2.2.1中性点有效接地系统发生单项短路时，三相立即切除，供电的可靠性差，对低电压无变化，适用于110KV 及以上的系统。2.2.2中性点非有效接地系统正常运行时，中性点对打的电压为零，各相对低电压等于相电压。发生单项接地 故障时，中性点对地电压可达相电压，完好相对低电压可达线电压，接地相对地电压为零。适用于电压小于500KV 的装置。根据以上说明本系统变压器（T 1、T 2、T 3）有一台或两台采用中性点非有效接地系统，另外的采用中性点有效接地系统，终端变压器（T 4、T 5、 T6、T 7）采用中性点非有效接2南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计地系统2.3本电网

5、运行方式本电网的最大运行方式为系统s 在最大运行方式下发电厂三台发电机同时投入运行，厂内有一至两台主变压器中性点接地，变电所两台主变压器并列运行，T 4T 5T 6T 7作为终端变压器一般不接地。本电网的最小运行方式为系统s 在最小运行方式下发电厂有一台发电机退出运行，即发电机G 3退出运行，厂内有一至两台主变压器中性点接地，变电所两台主变压器独自运行，T 4T 5T 6T 7作为终端变压器一般不接地。3110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算3保护配置3.1发电机变压器保护配置3.1.1配置原则1 根据国家电网公司防止电力生产重大事故的二十五项重点要求（国电发2000589号）第20.

6、1.4条规定，“为提高继电保护的可靠性，对重要的路线和设备必 须坚持设立两套独立的主保护的原则，并且两套保护宜为不同原理和不同厂家的产品，对重要元件应充分考虑 后背保护的设置，200MW 及以上容量的发电机设备应配置两套完整的互相独立的主保护和后备保护”。2 根据国电公司25项反措第11.6条要求精神，防止发电机变压器组和变压器的主断路器出现非全相运行，引起设备事故或扩大为系统事故，220KV 及以上发电机变压器组和变压器的主断路器及母联、母线分段断路器应选用三相联动的双跳断路器。3 发变组保护技术要求高，对运行安全性，可靠性有严格的要求，必须选用有良好运行实绩的危机发变组保护。根据以上的原则

7、110kV 输电线路方式为：相间距离保护和零序电流保护。其中段、作为主保护，段作为后备保护。3.1.2 发电机-变压器组保护方式的选择与配置3.1.2.1 发电机-变压器组保护配置（1）差动保护发电机定子绕组相间短路是一种严重的故障，为防止其危害，要装设纵联差动保护。（2）发电机定子匝间短路保护大型发电机由于额定电流大，定子绕组每相都由两个或以上的并联支路组成。同一支路或同相不同支路绕组之间的短路称为匝间短路。发电机在正常运行中，定子绕组由于电晕腐蚀，长期受热，机械振动以及机械磨损等因素的影响，匝间绝缘将会逐步劣化。发生匝间短路后，在匝间电势的作用下，短路绕组内将形成很大的短路环流，其值甚至超

8、过机端三相短路电流，因此定子绕组匝间短路是发电机不容忽视的一种严重故障形式。（3）发电机定子绕组的接地保护发电机发生单相接地故障的危害，主要表现在故障点的电弧将烧伤铁芯并进一步4南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计扩大定子绕组的损坏范围。同时绕组发生一点接地后，如未能及时发现，则当绕组再发生另一点接地时，就会造成匝间或相间故障，使发电机定子遭受更严重的损坏。 （4）主变零序保护大型电力变压器高压侧所连接的都是中性点直接接地的高压电力系统，配置于变压器高压侧的零序保护，是用来作为变压器、相邻母线及输电线路的单相接地故障的后备保护。（5）低阻抗保护低阻抗保护用于防护发电机及变压器内部相间短路，

9、作为发变组差动保护的后备，并兼作220KV 母线短路的近后备以及220KV 输电线路的远后备。 （6）对称过负荷保护当发电机差动保护范围外部故障，而故障元件的保护拒动时，为了能可靠切除故障，在发电机上应装设过负荷保护。同时也作为发电机差动保护的后备。 （7）不对称过负荷保护不对称过负荷保护不仅作为发电机相间短路的后备，而且是大型发电机反应转子表层过热的主保护。电力系统发生不对称短路或三相负荷不平衡时，定子绕组将流过负序电流，建立起相对转子两倍转速的负序磁场。在转子表层感应出数值很大的100Hz 电流，引起转子表层过热、局部灼伤，甚至造成护环受热松脱。此外，产生的100Hz 交变电磁转矩作用在转

10、子大轴和定子机座上，将引起机组振动。对于大型汽轮发电机，由于热容量相对较小，所以发热条件是决定机组承受负序电流能力的主要依据。（8）发电机失磁保护发电机失磁指的是励磁电流突然消失或下降到静态极限所对应的励磁电流以下（即部分失磁）。失磁的原因主要有：转子绕组短路、励磁回路开路、励磁系统故障、灭磁开关误跳闸以及误操作等。（9）发电机过电压保护大型机组由于自动电压调节器故障或功频调节系统反应迟缓，在满载下突然甩负荷后，出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象。过电压是造成发电机或变压器过励磁的原因之一，因此过电压保护尚具有不完全的过励磁保护的功能。（8）过励磁保护引起发变组中主变过励磁的原因有：51

11、10kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算1）发电机在低速下预热或启动过程中转速尚未上升到额定值时，误加励磁并升压到额定值，即因频率较低而导致过励磁。2）发电机并列过程中，误加较大励磁，使变压器电压超过额定值而导致过励磁。 3）机组停运转速下降时，若灭磁开关未跳，而电压自动调节器（AVR ）仍作用调压，而导致过励磁。4）机组突然甩负荷时，由于电压自动调节器（AVR ）调整惯性，特别当其失灵或停运时，则由于频率升高赶不上电压急剧升高而导致过励磁。（11）逆功率保护汽轮发电机由于机炉保护动作或调速系统故障，可能会出现主汽门突然关闭的情况，此后随着汽轮机动能的消失，发电机将迅速转变为电动机运行，即

12、由向系统输出有功功率变为从系统吸收有功功率，此即为逆功率。 （12）发电机失步保护发电机或机组群在受到大的扰动时（如相邻设备短路故障延时切除或相邻大型机组发生低励故障），并与系统或与系统其余部分电势间相角的摇摆可能会不断扩大，以致超过180°进入异步运行状态，即为失步，或称不稳定振荡。 3.1.3本电网变压器的运行方式T 4T 5T 6T 7作为 发电厂变压器的运行方式为有一至两台主变压器中性点接地，终端变压器一般不接地。3.1.4 本电网发电机-变压器组保护类型本电网中发变组应该装设差动保护、瓦斯保护、失磁保护、转子一点接地保护、定子单相接地保护、过电压保护、过负荷保护等。 3.2

13、线路保护配置6南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计3.2.1配置原则1）110KV 系统线路保护现按远后备原则考虑实施，只配置一套线路微机保护。保护的主要工能为相间距离保护、接地距离保护、零序电流保护和三相一次重合闸。2）同一变电所宜采用同一制造厂的产品。对于110KV 线路，保护和监控了两个独立的单元机箱应装设在同一屏上。一面屏上可装设两条线路的保护和监控，以避免不必要的连线，简化回路接线，提高抗干扰力。3）地区发电厂至变电所的110KV 联络线可根据电网稳定运行或继电保护整定配合需要可装设一套完整的纵联距离保护（有条件时可考虑采用光纤通道）。3.2.2本电网线路保护类型本设计中线路发生

14、相间短路时采用相间距离保护（段）， 接地短路时采用零序电流保护（段）。3.3互感器变比3.3.1电压互感器变比根据电气工程专业毕业设计指南继电保护分册韩笑宋丽群主编，电压互感器的选择：1） 一次电压与二次电压的选择与配置电压互感器的一次绕组额定电压有3KV 、6KV 、20KV 、35KV 、110KV 、220KV 、500KV 各级，电压互感器二次绕组分主二次绕组及辅助二次绕组两类，即主二次绕组的额定电压是按下述原则设计的：一次绕组接于线电压时，二次绕组额定电压为100V ；一次线路接于相电压时，二次绕组的额定电压为1003。辅助二次绕组的额定电压按下述原则设计：中性点直接接地的系统中，二

15、次绕组额定电压为100V ；中性点不接待或经消弧线圈接地的系统中，二次绕组额定电压为100在本次设计中选择的电压互感器变比是110KV 0. 1KV3.3.2电流互感器选择3.3.2.1选择原则为降低工程造价，在设计上通常采用测量仪表与继电保护共用一组电流互感器的方式，一个电流互感器内有一个或多个铁芯，每个铁芯上有一个二次绕组，测量仪表和继电保护接不同的二次绕组，且供测量仪表的铁芯与供继电保护的铁芯在特性上有73。110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算较大差别。测量铁芯是按电流互感器正常运行条件设计的，铁芯截面小，饱和倍数低；而保护用铁芯是按短路条件设计的，铁芯截面大，饱和倍数高。1）

16、一次电流的选择测量仪表用电流互感器的一次电流一般应取I TA 1. 25I n 。其中，I n 为发电机或变压器的额定电流，对线路应是最大负荷电流。对于直接起动电动机的测量仪表用电流互感器应选用I TA 1. 25I n 。继电保护用电流互感器额定电流应大于该电气主设备可能出现的最大长期负荷电流。2 二次电流的选择标准电流互感器二次额定电流为5A 或1A 。110kV 及以上的电流互感器的额定二次电流宜选1A ，这样可大幅度降低电缆中的有功损耗，在相同的条件下可减轻电流互感器的二次负担，减小电流回路电缆截面，以降低工程造价。 3 额定输出容量的选择电流互感器的额定输出容量是指在额定一次电流、额

17、定变比条件下，保证所要求的准确级时，所能输出的最大容量。可根据二次负载所消耗的容量来计算电流互感器的输出容量。电流互感器二次负载所消耗的容量S loa 为S loa =I n 2Z loa 式中I n 电流互感器的二次额定电流，A;Z loa 二次回路的负载阻抗，可采用实际测量值或通过计算得到。选择电流互感器的额定输出容量S n >S loa 。额定容量标准值为5VA 、10VA 、15VA 、20VA 、25VA 、30VA 、40VA 、50VA 、60VA 、80VA 、100VA 。注意，对测量仪表用互感器的额定容量只要稍大于二次负载即可，以保证短路时铁芯能迅速饱和，使测量仪表免

18、遭过大的电流所造成的损坏。3 准确级的选择为满足保护、测量的需要，各个铁芯具有的准确级可以不同。保护用电流互感器应选P 级或TP 级。P 级一般保护用电流互感器，其误差是在稳态正弦一次电流条件下的误差，P 级可分为5Px,10Px 两种，如5P10,5P20,10P10,10P20等，其中“P ”表示保护用铁芯，P 之前的数字表示综合误差即准确等级，P 之后的数字表示极限准确倍数。极限准确倍数指电流互感器能满足综合误差要求的最大一次电流值与电流互感器额定一次电流之比值，如5P20的含义是该互感器为保护用，在一次侧流过的最大电流为其一次额定电流20倍时，该互感器的综合误差不大于5%。在设计时，推

19、荐采用10P 型电流互感器铁芯，只有对精度有特殊要求而10P 型铁芯不能满足时才采用造价相对较高的5P 型电流互感器铁芯。对于测量用电流互感器铁芯，准确等级用有0.1级、0.2级、0.3级、0.5级1级、3级、5级等，测量和表计用的电流互感器一般为0.5级。只作为测量用的允许用1级，8南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计对非重要的测量允许使用3级。使用了规定准确等级的电流互感器后，并不能确保实际的电流误差控制在规定范围之内。必须保证二次负载实际的消耗伏安数不超过电流互感器的额定容量。此外，对继电保护用电流互感器的一次最大短路电流不应超过电流互感器的极限准确倍数。3.3.2.2 整定线路SC

20、 电流互感器的选择所整定线路SC 流过的最大负荷电流即在发电厂有两台发电机投入运行，两变电所都在运行状态下流过线路SC 的电流：I loa max =2S NG -(S NT4+S NT5+S NT6+S NT 7210010=30. 85-(31. 52+252 31151033U B=614. 0A故所选电流互感器的变比为800A 1A表2互感器变比选择 9110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算4整定计算4.1参数计算4.1.1 标幺值计算（1）发电机G 电抗标幺值X G 可利用公式X G =0.129例如发电机G 1的电抗标幺值X G 1=0.129*S B S N求得S B S

21、 N=0.1291001000. 85=0.110同理可求得发电机G 2G 3的电抗标幺值，见表格3所示。 （2）变压器T 电抗标幺值X T *可利用公式X T *=U%S BS NUK%S BS N100求得例如变压器T 1的电抗标幺值X T 1*=K100=12. 5100100125=0. 100同理可求得变压器T 2T 3T 4T 5T 6T 7电抗标幺值，见表格3所示。 （3）线路L 正序电抗标幺值X l 1可利用公式X l 1=0. 4l S B U B2*S B U B2求得100*例如线路SC 的正序电抗标幺值X SC 1=0. 4l SC =0. 4521152=0. 166

22、同理可求得线路AB BC CA 的正序电抗标幺值，见表格3所示。 （4）线路L 零序电抗标幺值可利用公式X l 0=1. 2l S B U B2*S B U B2求得1001152*例如线路SC 的零序电抗标幺值X SC 0=1. 2l SC =1. 252=0. 498同理可求得线路AB BC CA 的正序电抗标幺值，见表格3所示。10南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计表3 发电机变压器线路阻抗值表 4.2相间距离保护4.2.1距离保护整定原则（1）距离段的整定计算动作阻抗按躲本线路末端接地故障整定为Z set =K rel Z L (4.1I式中 K r Ie 可靠系数，一般取0.8

23、0.85; lZ L 本线路的正序阻抗 动作时间 t I=0s（2）距离段的整定计算动作阻抗按与相邻变压器T6的快速保护相配合整定为11110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算Z set =K rel (Z L +K b .m in Z T IIII(4.2II式中 K rel 可靠系数，考虑变压器阻抗误差较大，一般取0.70.75K b . m i 最小分支系数 n灵敏度校验距离保护段，应能保护线路全长，本线路末端短路时应有足够的灵敏度。考虑各种误差因素，要求灵敏系数应满足K sen =Z set Z LII1.25 (4.3动作时间的整定距离保护段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保

24、护动作时间大一个时间级差t 。tII=t +tI(4.4（3）距离段的整定计算 考虑到电动机子启动的情况下，保护段必须立即返回的要求，采用全阻抗特性，则整定值为Z set =III1K rel K ss KreZ L .m in(4.5式中 K rel 可靠系数，一般取1.21.25； K ss 电动机自启动系数，取1.5； K re 阻抗测量元件的返回系数，取1.15；Z L .m in = Z L . m i 最小负荷阻抗，一般n0.9U N I L .m ax。灵敏度校验。距离保护的段既作为本线路、段保护的近后备，又作为相邻下级设备的远后备保护，灵敏度应分别进行校验。作为近后备时，按本线

25、路末端短路校验，计算式为K sen (近 =Z setIIIZ SC cos(1-L >1. 5 （4.6）作为远后备时，按相邻设备末端短路校验，计算式为12南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计K sen (远）=Z setIII(Z SC +K b m a Z c o s (1-L x next>1. 2 （4.7）式中 Z next 相邻设备的阻抗； K b . m a 分支系数最大值。 x 动作时限tIII=t +tx（4.8）式中 t x 与本保护配合的相邻元件保护段（x 为或段）最大的动作时间。 （4）转换成二次值Z set 2=Z set 1n TA n TV（4.

26、9）4.2.2 S侧距离保护整定4.2.2.1 S侧距离段整定（1）动作阻抗距离段动作阻抗按躲本线路末端接地故障整定，根据式（4.1）可得距离段动作阻抗一次值为16.85，根据式（4.9）可得距离段动作阻抗二次值为13.42。 （2）动作时间距离段动作时限为0s4.2.2 1.1S侧距离段整定（1）动作阻抗距离段分别与下一级线路CA 段、线路BC 段和变压器T 6T 7配合，并取三者较小者作为段整定阻抗，由于校验灵敏系数不满足，故该与下线路CA 段配合，校验灵敏系数满足，得距离段动作阻抗一次值为46.31，根据式（4.9）可得距离段动作阻抗二次值为33.34。 （2）动作时间距离段动作时限为1

27、s4.2.2.1.2S 侧距离段整定（1）动作阻抗距离段动作阻抗按躲开最小的负荷阻抗Z L min 整定，根据式（4.5）可得距离段动作阻抗一次值为69.11，根据式（4.9）可得距离段动作阻抗二次值为49.75。13110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算（2）动作时间距离段动作时限为2.5s4.2.2.2 C 侧距离保护整定由于C 侧没有下一级线路，故只需整定段和段。4.2.2.2.1 C 侧距离段整定(1）动作阻抗距离段动作阻抗按躲本线路末端接地故障整定，根据式（4.1）可得距离段动作阻抗一次值为17.680，根据式（4.9）可得距离段动作阻抗二次值为12.858。 （2）动作时间

28、距离段动作时限为0s4.2.2.2.2 C侧距离段整定（1）动作阻抗距离段动作阻抗按躲开最小的负荷阻抗Z L min 整定，根据式（4.5）可得距离段动作阻抗一次值为49.155，根据式（4.9）可得距离段动作阻抗二次值为35.749。（2）动作时限距离段动作时限为1s表4 相间距离保护整定值表 4.3零序保护4.3.1整定原则14南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计1）零序电流保护段的整定计算 动作电流按躲过区外接地短路的最大三倍零序电流整定位I 0. set =K rel 3I 0.max (1.9式中 K rel 可靠系数，取值不小于1.3；3I 0. m ax 区外接地短路的最大三

29、倍零序电流，对于单回线一般取本线路末端接地短路时的最大三倍零序电流。必须考虑正序等值阻抗和零序等值阻抗的比值，当Z 1Z 0时取单相接地电流，Z 1Z 0时取两相接地短路的电流； 保护范围零序电流段的保护范围应不小于线路全长的15%20%。 动作时间零序电流段的动作时间为保护装置的固有动作时限。2 零序电流保护段的整定计算. 动作电流 按本线路末端接地短路时有足够灵敏度整定，即I 0. set =3I 0.m in K sen(1.10式中 3I 0.m in 相邻线路末端接地故障的最小零序电流；K sen 灵敏系数，取值不小于1.3。动作时间在相邻保护动作时限的基础上高一个时间级t （0.5

30、s ）。4.3.2 S 侧零序电流保护整定4.3.2.1 S 侧零序电流段整定（1）动作电流零序电流段的动作电流应该躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流，可得零序电流段的动作电流一次值为5616.94A ，可得零序电流段的动作电流二次值为7.018A 。 （2）动作时限零序电流段的动作时限为0s15110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算4.3.2.2 S 侧零序电流段整定(1动作电流零序电流段保护区不超出相邻线路零序电流段保护区，可得零序电流段的动作电流一次值为1856.4A, 可得零序电流段的动作电流二次值为2.30A 。 (2动作时限零序电流段的动作时

31、限为0.5s4.3.2.3 S 侧零序电流整定 (1动作电流零序电流段可得零序电流段的动作电流一次值为329.8A ，可得零序电流段的动作电流二次值为0.412A 。 (2动作时限零序电流段的动作时限为2.5s4.3.3 C 侧零序电流保护整定由于C 侧没有下一级线路，故只需整定段和段。4.3.1 C 侧零序电流段整定(1）动作电流零序电流段的动作电流应该躲过被保护线路末端发生单相或两相接地短路时流过本线路的最大零序电流，可得零序电流段的动作电流一次值为5238.7A ，可得零序电流段的动作电流二次值为6.548A 。 （2）动作时间零序电流段动作时限为0s4.3.2 C侧距离段整定（1）动作

32、电流零序电流段可得零序电流段的动作电流一次值为269.55A ，根据式（4.6 可得零序电流段的动作电流二次值为0.336A 。 （2）动作时限零序电流段动作时限为1s16南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计表5 零序保护电流整定值表 17110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算5小结本设计中为110kV 输电线路及变压器组T1选择合理的保护方式，110k 输电线路采用了反应相间故障的距离保护整定计算和反应接地故障的零序保护整定计算，本方案整定线路SC 段。对于被保护线路保护方式的选择分相间短路时线路的距离保护，和接地短路时线路的接地零序保护。距离保护是利用短路时的电压，电流同时变化

33、的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。一般分三段整定，其中I 段可以保护全线路的80%85%，按躲过本线路末端故障时测量阻抗，其动作时间为0S ，可以做到速断，II 段可以和相邻线路保护配合，也可以和相邻变压器配合，既与相邻线路的距离I 段配合，若灵敏度不满足则与相邻线路保护II 段 配合，也按躲过相邻变压器低压侧故障时整定，动作时间一般为0.5S1.0S通常能灵敏而快速切除全线路范围内的故障。由I 段和II 段构成线路的主保护，III 段按躲过最小负荷阻抗整定，动作时间一般在2S 以上，作为后备保护段。利用短路时的电压，电流的变化特征，通过测量故障阻抗来确定

34、故障所处的范围，保护区稳定，灵敏度高，动作情况受到电网运行方式变化的影响小，能在多侧电源的高压及超高压复杂电力系统中应用。对于电流，电压保护来说，距离保护的构成，接线和算法都比较复杂，装置自身的可靠性稍差。零序电流保护反应中性点接地系统中发生接地故障短路时的零序电流分量，零序电流保护接于电流互感器的零序滤过器，通常有三段组成，I 段按躲开下段线路出口处单项接地故障时可能出现的最大零序电流3I o max 来整定，其保护范围不小于线路全长的15%20%，动作时限为保护装置的固有动作时限。II 段按与相邻线路零序保护配合，既与相邻线路零序电流保护的I 段配合整定，若为单项接地时，灵敏度校验应按照两

35、相接地短路时计算，若不满足，可按与相邻线路零序电流保护II 段配合整定。动作时间不应超过1.5S ，III 段躲过本线末端相间短路时最大不平衡电流I unb . max ，与相邻线路首端最大两相短路电流来整定，灵敏度按照相邻元件末端接地短路时，流过本保护的最小零序电流来校验。零序电流保护直接受系统运行方式变化的影响很小。此外，由于线路零序阻抗远较正序阻抗大，故线路始端与末端短路时，零序电流变化显著，曲线较陡，因此零序一段保护范围较大，也较稳定，零序二段保护的灵敏系数也易于满足要求。方向性零序保护没有电压死区。课程设计使所学课程的知识进行强化，提高了分析问题和解决问题的能力，拉近课堂与工程设计的

36、距离，掌握了对电力系统各元件配置相应的保护和对线路的整定。并且进行设计技能、计算绘图及编写说明书的初步训练。能按课程设计任务书要求独立完成设计。18南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计6 参考文献1刘万顺. 电力系统暂态分析. 北京：中国电力出版社,2006。2崔家佩等. 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算. 北京：水利电力出版社，1995。3李斌. 隆贤林. 电力系统继电保护及自动装置. 北京：中国水利水电出版社，2007。 4许建安 .继电保护整定计算. 北京：中国水利水电出版社， 2001。 5马永翔 .电力系统继电保护. 重庆大学出版社，2007。6东北电力设计院. 继电保护和

37、安全自动装置技术规程DL400-91. 电力 版社，1991。 7西北电力设计院. 电力工程电气设计手册（二）. 北京：水利电力出 社，1990。19110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算计算书1参数的计算11发电机阻抗计算X d =X d*""SB N=X d"PB=0.129×100/50/0.8=0.110cos 1.2变压器阻抗计算对变压器T 1T 2T 3, S B =100MVA , S N =125MVA , U d =10. 5%X T 1=X T 2=X T 3=*UK%S B100S N=10. 5100100125=0. 1

38、00X*(0=0. 80. 100=0. 080变压器阻抗有名值：X T 1=X T 2=X T 3=X T 1*U B2S B=0. 1*132. 25=13. 225对变压器T4,T5而言：S B =100MVA , S N =31. 5MVA , U d =10. 5% X*T 4=X=*T 5=d(%BN100S=0.3333X*T 5(0X*T 4(0=0. 80. 3333=0. 2666变压器阻抗有名值：X T 4=X T 5=X T 4*U B2S B=0. 333*132. 25=44. 03对变压器T 6T 7而言：20南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计SX B =1

39、00MVA , S N =25MVA , U *d =10. 5(% *T 6=X =T 7U d (%S B N 100S =0.420X *T 60*=X =0. 80. 420=0. 336T 7(0变压器阻抗有名值：X T 6=X T 7=X T 6*U B 2S B =0. 420*132. 25=55. 5451.3线路阻抗计算阻抗基准值：Z B =U 2B S B =132. 25对线路ABX *AB =0. 414*1001152=0. 042X *B 0=1. 21411510011522=0. 126X AB =0. 042100=5. 554对线路BCX *BC =0.

40、4251001152=0. 076X *BC 0=1. 2251001152=0. 228115X BC 2=0. 076100=10. 05对线路CAX CA =0. 418*1001152=0. 054X CA 0=1. 218*1001152=0. 12621110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算115X CA =0. 0541002=7. 147对线路SCX *SC =0. 4551001152=0. 166X *SC 0=1. 2551001152=0. 498115X SC =0. 1661002=21. 952相间距离保护的计算2.1 S侧 1.0s1）相间距离保护1的段

41、：C 点短路Z set . 1=K rel *Zsc =0. 8521. 95=18. 65I （一次侧值）(二次侧值 Z Iset . SB =18. 65n TA n TV 1000=18. 65110=16. 950. 1动作时限: t 1I = 0 S2）相间距离保护1的II 段：在A 点短路K b =1Z setCA =K rel *Z CA =0. 85*7. 141=6. 06I22南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计Z setSC =K rel Z SC +K b *Z setCA II (I =0. 85*(21. 95+6. 06*1 =23. 80 . 与变压器T 6

42、T 7的主保护配合：Z setSC =K rel (Z SC +K b *Z T 6/Z T 7=0. 85*(21. 95+55. 545/2*1 =42. 26IIII 取其中较小的整定值Z setSC =23. 80K IIsenSC =Z setSC Z SC II =23. 8021. 95=1. 081.25不符合要求，所以与下线二段配合1K bMIN =I ac I sc =1+X g 1+X T 1+0. 85*X 1AC =2. 19X S 1+X CS 1+0. 85*XZ setca =K rel Z ca +K b min *Z setab II AC 1(I =0.

43、85*(7. 14+5. 554*0. 85*2. 19 =14. 85 Z setSC =K rel Z SC +K b min *Z setCA II (II =0. 85*(21. 95+14. 85*2. 19 =46. 31（一次侧值）Z IIset . Sc =46. 31n TA n TV=1000=46. 31110=42. 10(二次侧值 0. 1K IIsenSC =Z setSC Z SC II 44. 7221. 95=2. 03>1.25符合要求3） 相间距离III 段：I MAX =S G 1*2-S T 4+T 5+T 6+T 7U B *0. 9U N3I

44、 L maxZ L minK rel K ss K re 3*1000=436. 7A Z =L min *1000=136. 83 Z setSC =III =69. 11 (一次侧值23110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算Z set . Sc =69. 11III III n TA n TV 1000=69. 11110=62. 82(二次侧值 0. 1K sen 近=Z set Z SC =2.861.51K BMAX =I ac I sc =1+XX g 1+X T 1+X 1+X CS 1+X AC =2. 16 S 1AC 1K sen 远=Z setSC Z SC +K

45、 b max *Z CA III =1.98>1.2符合要求22 C侧 1.0s1 相间距离段：在s 点短路I =K rel *Zsc =0. 8521. 95=18. 65 （一次侧值） Z set . 1Z Iset . SB =18. 65n TA n TV 1000=18. 65110=16. 95(二次侧值 0. 1动作时限: t 1I = 0 S因为没有下级线路，所以不用计算II 段。2）距离III 段：I MAX =S G 1*2-S T 4+T 5+T 6+T 7U B *0. 9U N3I L max 3*1000=436. 7A Z =L min *1000=136.

46、 8324南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计Z setSC =III Z L min K rel K ss K re =69. 11 (一次侧值Z IIIset . Sc =69. 11n TA n TV 1000=69. 11110=62. 82(二次侧值 0. 1K sen 近=Z set III Z SC =2.861.53零序整定计算3.1段整定（短路点在线路SC 的末端）1）各序网图正序网络图 XCA1*负序网络图 XCA1*零序网络图25110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算I 段最大运方正序阻抗X 1max =(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 1 /

47、(X G 3+X T 3 +X CA 1/(X S 1max +X SC 1 =(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 +0. 0541/(0. 1+0. 166 =0. 083*负序阻抗X 2max =(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 1 /(X G 3+X T 3 +X CA 1/(X S 2max +X SC 2 =(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 +0. 0541/(0. 1+0. 166 =0. 083*零序阻抗X 0max =(X T 1/X T 1/X

48、 T 3+X CA 0 /(X S 0max +X SC 0 =(0. 100/0. 100/0. 100+0. 126 /(0. 3+0. 498 =0. 156*(1因为X 0max >X 1max , 故单相接地短路的零序电流I K 0大于两相接地短路的零序电流I K 0(1，1*最小运方 正序阻抗X 1min =(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 2 /+X CA 1/(X S 1min +X SC 1 =(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 /+0. 054/(0. 35+0. 166 =0. 119*负序阻抗X 2min =(X G 1+

49、X T 1 /(X G 2+X T 2 +X CA 1/(X S 2min +X SC 2 =(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 +0. 054/(0. 35+0. 166 =0. 119X 0min =(X T 1/X T 2+X CA 0 /(X S 0min +X SC 0 =(0. 100/0. 100+0. 154 /(1. 05+0. 498 =0. 18*零序阻抗(1因为X 0min >X 1min , 故单相接地短路的零序电流I K 0大于两相接地短路的零序电流I K 0(1，1*26 南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计(3最大零序电流I

50、0max =I 1max =*1X 1max +X 2max +X 0max*=10. 083+0. 083+0. 156=3. 10I 0max =I 0max*S B 3U B=3. 10100311510=1559. 7A3（4）最小零序电流I 0min =*=I 1min1*X X2min*2min *+X 0min=1X 1min +X =2. 09*2minX/X 0min*2min *X2min *+X 0min *0. 1190. 119+0. 119/0. 180. 119+0. 18I 0min =I 0min*S B 3UB=2. 091003115103=1050. 5

51、A(5动作电流I 0act 1=K rel 3I 0max =1. 231559. 7=5614. 92A （一次值） I 0act 1=I 0act 1/n ta =5614. 92/800=7. 018A （二次值）IIII（6）动作时限t 1I=0s. . 段整定1）各序网图正序网络图27110kv 电网继电保护配置与线路保护整定计算XCA1*/2负序网络图 零序网络图 II 段最大运方正序阻抗X 1max =(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 1 /(X G 3+X T 3 +=(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100

52、+28 *X CA 12*/(X S 1max +X SC 1+0. 0542*X CA 12*0. 0542/(0. 1+0. 166+ =0. 07南京工程学院电力工程学院继电保护课程设计负序阻抗X 2max*=(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 1 /(X G 3+X T 3 +*X CA 22*/(X*S 2max+X*SC 2+X CA 22*=(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 100 +0. 0542/(0. 15+0. 166+0. 0542=0. 070零序阻抗X 0max =(X T 1/X T 1/X T 3+=(0. 100/0. 100/0. 100+*X CA 02*/(X S 0max +X SC 0+0. 1262*X CA 02*0. 1262/(0. 30+0. 498+ =0. 088(1因为X 0max >X 1max , 故单相接地短路的零序电流I K 0大于两相接地短路的零序电流I K 0(1，1最小运方 正序阻抗X 1min =(X G 1+X T 1 /(X G 2+X T 2 +=(0. 110+0. 100 /(0. 110+0. 10