kv区域网继电保护及自动装置设计

1、自学考试毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 220kV 区域电网继电保护及自动装置设计 年级专业： 电力系统电气自动化 学生姓名： 指导老师： 设计（论文）的主要内容与要求：1、要求：根据220KV电网的主接线图和参数，合理计划出继电保护和自动装置，掌握整定计算的原理和方法，培养独立思考和分析问题的能力。2、主要内容：.根据给定的系统接线图和原始资料、数据，计算系统中各元件的正序、负序、零序阻抗。.画出系统中的正序、负序、零序阻抗，并标明各元件的编号及阻抗值。.计算出各种运行方式下的短路电流。.对给定的电网选择保护方案，对所采用的方案进行整定计算，灵敏度校验。.合理地选择自动装置。 .选

2、择保护的类型和型号。.进行设计的评价。摘 要本设计对220KV电网进行了继电保护和自动装置整定计算，根据本电网的特点和运行要求，在满足继电保护“四性”要求的前提下，求得最佳方案，分别配置了零序、距离、高频以及横差保护，最后对全套保护进行了评价。目 录第1章 概述-1第2章 运行方式与序网等值图-32.1 运行方式的选择-32.2 系统中各元件的主要参数-3221 电机及等值系统参数-4222 变压器及等值系统参数-4223 输电线路的参数-52.3 变压器中性点的接地原则-72.4 正序、负序、零序等值网络图-82.41 正序、负序等值网络图-82.42 零序等值网络图-8短路电流计算-103

3、.1 三相短路-103.2 两相短路-113.3 单相接地短路-123.4 两相接地短路-13第4章 有关保护的计算整定原则-144.1 距离保护-144.11 距离保护的整定计算-144.2 相差高频保护-164.2.1 启动元件动作值的整定计算-164.2.2 操作滤过器K值的选择-174.2.3 闭锁角的整定-174.3 零序电流保护-184.3.1 运行方式及中性点的选择-184.3.2 零序电流保护段的整定计算-194.3.3 零序电流保护段的整定-204.3.4 零序电流保护段的整定-214.3.5 双回平行线路零序电流保护段整定原则-224.3.6 双回平行线路零序段的整定原则-

4、23 双回平行线路其它零序电流保护段的整定-234.4 平行线零序横差保护的整定-234.4.1 电流启动元件的整定-234.4.2 灵敏度的校验-244.4.3 相继动作区计算-244.5 CSL101B型高压输电线路保护装置整定计算-254.5.1 距离保护定值清单-254.5.2 整定-25第5章 各种保护计算举例-275.1 距离保护计算举例-275.2 相差高频保护整定计算举例-285.2.1启动元件(以210、211断路器为例进行计算整定) -285.2.2对称启动元件(3LJ、4LJ) -295.2.3操作滤过器K值的选择-305.2.4 闭锁角-305.3 零序电流保护整定计算

5、举例-305.3.1 以211断路器为例进行整定计算-305.3.2 再以215、216断路器为例进行计算-315.3.3 段：与相邻线路段配合-32第6章 自动重合闸装置-336.1 重合闸的整定原则-336.1.1选相元件的整定-336.2 故障判别元件的整定-346.3 单相重合闸的时间整定-346.4 单相重合闸的周期计算-34第7章 继电保护和自动装置的选择-357.1 CSL101B型高压输电线路保护装置-357.1.1功能介绍-357.1.2技术参数-367.2 RCS-901B型高压输电线路保护装置-377.2.1功能介绍-377.2.2技术参数-38第8章 总结-38第1章

6、概 述一、电网的特点:本次课题所选的电网系统接线中,主要包括两个发电厂、两条平行双回线路及两条单回输电线路构成辐射状态连接起来的整体系统,同时还有两个降压变压器。本系统为220KV多电源电网，负荷分配均匀、合理。线路属于中、短距离线路，避免了因线路长而灵敏度不易配合的问题。但由于系统中含有两条处于中心的平行线路，这样，给设计整定带来了一定的难度和麻烦。二、设计总原则：本设计以原电力部生产司1979年颁布的110220kV电网继电保护和自动装置运行条例和水利电力出版社1993年颁布的电力系统继电保护和自动装置整定计算的有关规定和要求为依据。同时，根据电网结构和运行要求的不同，在满足继电保护“四性

7、”（速动性、选择性、灵敏性、可靠性）的前提下，求得最佳方案，采用性能比较稳定的新型设备，以适应电力系统快速发展的要求。三、保护装置的配置情况：对于220KV大接地电网中，应装设反应接地短路和相间短路的保护装置，而且，一般应装设振荡闭锁装置。1、单侧电源辐射电网单回线路上，一般可装设阶段式电流、电压保护（带方向或不带方向）为主保护。当不满足选择性、灵敏性及速动性的要求时，则应采用距离保护作为主保护。2、在双电源线路上，如果要求全线速动切除故障时，则应装设高频保护作为线路的主保护。距离保护、零序保护、接地距离保护作为后备保护。3、平行线路上，对于220kV线路，一般应装设横差方向保护或全线速动的高

8、频保护作为线路的主保护，以距离保护或阶段式电流、电压保护（带方向或不带方向）为后备保护。4、对于单相或多相接地短路故障，一般装设带方向性的或不带方向性的无时限或带时限的零序电流速断保护及灵敏的零序过电流保护，若零序电流保护不能满足选择性和灵敏性的要求，需要装设全线速动高频保护或接地距离保护。在平行线路上，一般零序横联差动保护作为主保护。如果根据系统运行的稳定性等要求，需要装设一套高频保护作为相间短路和接地短路的主保护，由于电网中要求保护动作性能越来越高，在220KV线路中，一般装置为两套高频保护作为主保护，距离、接地距离和零序方向过流保护作为后备保护，以适应电力系统发展的要求。第2章 运行方式

9、与序网等值图继电保护整定计算用的运行方式是在电力系统允许方式确定的条件下，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一步选择的，特别是有的问题主要是从继电保护方面考虑决定的。整定计算的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护实效，也会影响到继电保护配置和选型的正确性。21 运行方式的选择我们所选定的保护方式必须考虑运行方式变化所带来的影响。在不同系统运行方式下都应能够满足选择性和灵敏性的要求，对于过流保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定整定值，以保证选择性，根据系统最小运行方式来校验其保护灵敏度，以保证其灵敏度。最大及最小运行方式的选择，要根据保护的要

10、求以及系统的主接线运行综合考虑。总原则如下：1、保证系统在正常运行方式下，保护对各种故障都有较好的工作性能和较高的灵敏度；2、考虑系统在实际可能检修的情况下，发生故障时，保护能满足所规定的要求；3、不考虑极少见的特殊方式，必要时，可采取特殊措施加以解决。本设计电网最大运行方式和最小运行方式已给定，见表11：表21：运行方式代 号运 行 方 式-最大发电机、变压器、线路全部投入运行-最小C端站1#、2#、3#发电机运行，4#发电机停运；D端站2#变压器运行，1#变压器停运； BC段单回线运行。22 系统中各元件的主要参数计算系统中各元件的主要参数标幺值时，取基准值如下：基准功率：SJ=1000M

11、VA 基准电压：UJ=230kV基准电流： IJ = SJ(UJ)=1000/(230)=2.51kA基准电抗： XJ= UJ/ SJ=230/1000=52.92.2.1 电机及等值系统参数：A厂1#机： 系统：X1max*=X2max*=0.63 X1min*=X2min*=0.42X0max*=1.47 X0min*=1.26系统：X1max*=X2max*=0.77 X1min*=X2min*=0.54X0max*=1.78 X1min*=1.06C厂1#、2#机：C厂3#、4#机：2.2.2 变压器及等值系统参数： 双绕组变压器：变压器短路电压百分比。：变压器的额定容量。三绕组变压器

12、：A站1#变：B站1#变： 同理:D站1#、2#变和E站1#、2#变算法同B站。C站1#、2#、3#、4#变算法同A站。各站变压器参数计算结果（标幺值）如下表：表22：变压器电抗厂站编号型号容量(MVA)UK%X-XXXE站1#SFPSL1200001201423.27.461.239-0.07250.6941201423.27.461.239-0.07250.694D站1#OSFPSL11200001209.7517.511.40.66080.15170.79832#1209.7517.511.40.66080.15170.7983B站1#SFPSL1200001201413.27.461.

13、23900.694A站1#SSPL11800018012.20.678C站1#SSPL115000150130.8672#150130.8673#SSP80.4934#30014.80.4932.2.3 输电线路的参数计算时线路单位长度的电抗为X1=X2=0.41/KM，线路的阻抗=800电抗的计算. 有名值 X=XL 标幺值 X* =XL/ZJ零序电抗的计算 有名值: XD=3X 标幺值：XD*=3X*在双回线上 单回:X0=3X XD*=3X* 双回:X0=5X XD*=5X*计算出的输电线路参数见表2-3。关于零序电抗的计算:发电厂:由于本系统主变低压侧均为接线

14、,零序电流在侧自成回路,不流入发电机,故零序网络中没有发电机零序电抗.变压器:由于是静止电机且三相对称,所以,本设计取X1=X2=X0，其计算参数结果见表2-3。有关线路参数计算结果见表2-4。公式如下：负荷电流If=P/(Ub), If*=Pm/(Sbcos)；负荷阻抗Z=Ubcos/(If), Z*=Ubcos/(If*)表2-3 输电线路参数计算结果表线路名称长度（Km）正(负)序电抗零序电抗有名值标幺值有名值标幺值A-B10521.420.39764.261.191BC单8635.260.666105.781.998双17.630.333176.33.25CD4518.450.3495

15、5.351.047CE4518.450.34955.351.047表2-4 输电线路最大负荷电流及最小负荷阻抗计算表线路名称最大输送功率最大负荷电流最小负荷阻抗C T变比标幺值有名值标幺值有名值AB50MW0.05556139.469.532856.98600/5BC100MW0.11111278.9134.67667428.29600/5CD150MW0.16667418.373.11778285.66600/5CE120MW0.13333334.6963.38972357.057600/523 变压器中性点的接地原则在接地电流系统中，中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况对电网中不同地点

16、的零序电流和零序电压有很大影响。因此，变压器的中性点是否接地应根据不同运行方式电网发生接地短路时，要求在满足保护装置特性配合的情况下，中性点直接接地变压器的数量尽可能少。而且，在系统处于各种不同运行方式下，发生单相接地短路时，零序电流和零序电压的分布尽可能不变，其接地原则有如下几条：1在单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电站变压器中性点应接地。2 在具有两台以上的变压器，而且是双母线固定连接方式运行的发电厂和高压母线上有两回以上电源联络线的变电所，每组母线上至少有一台变压器的中性点直接接地，这样当母联开关断开后，每组母线上至少保留有一台变压器的中性点直接接地。3 在单电源网络中，终

17、端变电所的变压器中性点一般不应接地。4 在多电源的网络中，每个电源处至少应该有一个中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其它电源切断联系时，形成中性点不接地系统。5 变压器低压侧接入电源，当大接地电流电网中发生接地短路而该电源的容量能够维持接地点发生的电弧时，则变压器的中性点应该接地，如果该电源的容量不是足以维持接地电弧时，则中性点不接地。6 为便于线路接地保护配合，在低压侧没有电源的枢纽变电所，部分变压器的中性点应直接接地。7 接在分支线上的变电所，低压侧虽无电源，但变压器低压侧是并联运行的，为使横差差动保护正确动作，变压器的中性点应接地。8 自耦变压器由于绝缘要求，中性点必须接地

18、。根据以上所述原则，本设计的系统作如下选择接地点： A站 主变中性点应直接接地，当线路AB发生接地短路故障时，该主变流过零序电流。 C站 1#、2#及3#、4#主变为双母线同时运行，且在最小运行方式下4#机停运，故1#、3#或2#、3#接地。 D站 1#、2#均为自耦变压器，为了在最大、最小运行方式运行系统或CD线发生接地短路，主变均可流过零序电流，1#、2#主变均应接地。E站根据第6条任选一台接地。 B站系统有一台变压器接地，故三圈变压器不接地。24 正序、负序、零序等值网络图241正序、负序等值网络图 最大运行方式图 最小运行方式图242零序等值网络图 最大运行方式图 最小运行方式图第3章

19、 短路电流计算短路电流计算的目的，是为了对保护装置进行整定计算和校验灵敏度,要计算短路电流,首先要选定运行方式，这关系到所选保护是否经济、可靠及灵敏性。在整定计算中，相间保护的整定值以最大运行方式下三相短路电流为依据。校验灵敏度则以两相短路电流为依据，接地保护的整定除不同运行方式外，还取决于接地短路的类型，才能确定电流大小。不同的短路电流计算于不同的保护。分述如下：K(1)、K(1,1) a:零序保护段整定，校验零序各段灵敏度及求取连续分支系数； b:横差连续电流保护,电流启动元件的整定，相继动作的计算,校验相差高频保护不灵敏元件的灵敏度。K(1,1) ： 相差高频保护操作元件K值的求取。K(

20、2)：校验距离、段的精工电流。K(3) ： a:相差高频保护对称电流元件的整定。b:距离保护分支系数的求取。 C:相间短路最大不平衡电流的求取。 故障点的简单短路计算公式:3.1 三相短路3.2 两相短路3.3 单相接地短路 3.4 两相接地短路由于本系统允许切除故障的时间为0.2秒，为了保证系统运行稳定，当220KV输电线路任何地点发生短路故障时，继电保护切除故障的时间都必须小于0.2秒。因而对电源的双回线路应采用高频保护。后备保护采用距离、零序保护比较合适。对单电源辐射的CE线路可选用距离保护作为相间短路保护，零序电流保护作为接地短路保护。短路电流计算结果见表3.1、3.2、3.3、3.4

21、。表3.1 三相短路电流计算结果开关编号IdmaxIdmin标幺值有名值标幺值有名值2100.43311087.20760.43311087.20762111.54753884.58461.25693155.12632121.46973689.32760.87312191.73612131.46973689.32760.87312191.73612141.8424623.82522151.63194096.42570.92152813.23432161.63194096.42570.92152813.23432171.72354326.40861.40273521.18692180.77721

22、951.10530.520071305.5277表3.2相邻线路末端故障电流计算结果开关编号短路点运行方式情况举例故障类型短路电流(标幺值)210C系统最小,215、216断,单回d(1.1)0.0702212213DE系统最小,218断,双回运行系统最小方式,219断d(1.1)0.01530.017215216A系统最小方式,BC双回运行d(1.1)0.446218BE系统最小,212、213断,单回运行, 系统最小方式d(1.1)0.02420.226表3.3最大不平衡电流计算结果线 路A-BC-DC-E开关编号211217214线末变压器中压(低压)Y侧K、K0.7547/1894.5

23、21.0137/2544.640.5614/1409.328相间短路不平衡电流189.452254.64140.9328表3.4 有关的短路电流计算结果表开关编号短路点运行方式故障类型短路电流(标幺值)210B系统最小，BC单回运行单相短路0.287系统最大,BC单回运行0.119系统最大,BC单回运行单相接地0.205211A系统最大方式单相短路0.1778系统最小方式0.1564系统最小方式单相接地0.168212213C系统最大,系统最小,BC单回运行单相接地0.2401系统最小,系统最大单相短路0.1437系统最小,系统最大单相接地0.145214E系统最大方式单相接地0.286系统最

24、小方式单相短路0.255215216B系统最小,系统最大, BC单回运行单相短路0.269系统最大,系统最小, BC单回运行0.1157系统最大,系统最小单相接地0.142217D系统最大,系统最小单相短路0.3329系统最小,系统最大单相接地0.2948系统最小,系统最大单相短路0.3353218C系统最小,系统最大, BC单回运行单相接地0.1257系统最大,系统最小单相接地0.1219系统最大,系统最小单相短路0.171219C系统最大方式单相接地0.21系统最小方式0.153第4章 保护的整定计算原则4.1 距离保护距离保护是以反映从故障点到保护安装处之间阻抗大小的，阻抗继电器为主要元

25、件，动作时限具有阶梯特性的保护装置。当故障点至保护安装处之间的实际阻抗小于整定值时，故障点发生在保护范围之内，保护动作。配上方向元件及时间元件，即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。当故障线路中的电流大于阻抗继电器的允许精工电流时，保护装置的动作性能与通过保护装置的故障电流大小无关。4.1.1距离保护的整定计算 距离段的整定计算：当被保护线路中无分支接线时，按保护范围不伸出线路末段整定（8085%保护线路的正序阻抗计算）。即Zdz=KkZL(Kk=0.8-0.85)。当线路变压器组，按保护范围不伸出变压器整定。即Zdz=Kk（ZL+ ZB） Kk=0.7第段的动作时限为继电器本身的固有时限，通常

26、取tdz0.06s当线路末段变电站为两台及以上变压器并列运行且变压器均装设有差动保护时，可以按躲开线路末段或按躲开终端变电站其它母线故障来整定计算。即：Zdz=KkZx1 Zdz=KkZxL+KkbZb (Kk=0.8-0.85) Kkb =0.75Zb：并联阻抗 ZxL：线路正序阻抗 距离段的整定计算按与相邻线路距离保护段整定值配合来整定。Zdz=KkZL+ KkKfzminZdzZdz:相邻线路距离保护段动作阻抗。Kk =0.8 Kk=0.80.85。Kfzmin:最小分支系数,取最小值。 Kfzmin =(IBC/IAB) minA B CIAB IBC躲过相邻变压器其它侧母线故障整定。

27、Zdz =KkZzL+ KbKLZb 其中 Kk 。Kb=0.7。KL：变压器低压侧D母线故障时最小分支系数,一般取KL=0.5(见下图)A B DIAB IBDKL =(IBD/IAB) min与相邻线路距离保护段整定值配合来整定。ZdzKkZxL +KkKbZdz. 保护配合时间:tt+t按保证被保护范围末段短路时有足够的灵敏度整定。Zdz =KLmZL KLm:灵敏系数当L50Km时，KLm1.5，当L50-200Km时，KLm1.4，当L=200Km时，KLm1.3。距离段灵敏度计算KLm = Zdz / ZL线路终端无相邻元件配合可不整定段，但考虑发展也可设段。 距离保护段的整定计算

28、1）动作阻抗按躲过最小负荷阻抗Zfhmin整定。对全阻抗继电器:对方向阻抗继电器:Kk=0.7，Kh: 返回系数，取1.151.25 Kzg:负荷自启动系数Ue: 电网额定电压lm:灵敏角fh:负荷阻抗角2）段的灵敏度系数作近后备时：KLm = Zdz / ZL1.5作远后备时：Klm = Zdz / (ZL+KzhmaxZLz)1.2KZhmax：相邻线路末段短路时,实际可能的最大分支系数。保护的动作时限为：tdz=tdzxLmax +tt取0.3-0.6秒。说明：本系统中有一条平行线BC,、段整定时间要考虑相继动作情况，精工电流校验Kjg=Idmin/Ijg2及阻抗继电器二次动作阻抗和分接

29、点选择。 4.2 相差高频保护相差高频保护的基本原理是比较保护线路两侧电流的相位。该保护由三部分组成：操作元件，使高频讯号能真正代表工频电流的相位；比较元件，用于比较线路本侧与对侧电流的相位；启动元件，具有高、低两个定值，其中低定值元件在故障时启动发讯，高定值元件用于跳闸。为了保证三相对称短路时保护可靠动作，装设了反映三相短路的专用元件，此元件采用阻抗元件或接于相电流的电流继电器。因此，整定计算项目主要有启动元件的动作值，复合电流滤过器的K值，相位闭锁角b三部分。4.2.1 启动元件动作值的整定计算 不对称短路启动元件的整定计算1） 当高定值(不灵敏)启动元件只采用负序电流元件I2，其整定值按

30、两条件考虑,且选用最大值。A 按躲过最大负荷状态下的不平衡电流整定：Idzj=KkI2bpmax = Kk0.02 Ifhmax/nL (Kk=2.5)B躲过线路一侧充电,由于断路器三相不同期出现负序电流的稳态值Izc：Idzj=KkLIzc/nL (Kk=1.5-2)Izc：线路充电时每公里负序电容电流。其灵敏度：KLm = I2min / Im2ne2 2）低定值(灵敏)启动元件按下式整定：IdzLmj=Idzj /Kk (Kk=2) 对称短路启动元件的整定按躲过线路最大负荷电流整定，即断开相邻线路后能可靠返回。Idzj= KkIfhmax / Kf nL Kk：可靠系数，取1.2 Kf：

31、返回系数，取0.85nL：CT变比 Ifhmax：可能最大负荷电流为了防止当外部对称故障电流很大时，一侧由于负序滤过器不平衡启动，而一侧未启动，可能引起误跳闸，因此，必须满足：IdzIzq/KkIzq：负序滤过器的饱和电流(Kk=1.5)。其灵敏度：KLm = Idmin / IdznL2。Idmin：三相短路时，流经保护的最小短路电流。低定值元件不校验灵敏度，其整定与高定值相配合Idzmj= 1.5Ifhmax/ nL。当采用阻抗继电器，其动作阻抗应按躲过最小负荷阻抗整定，即：Zdz=KkZfhmin (Kk=4.7)， KLm = Zdz / ZL2。4.2.2 操作滤过器K值的选择选择K

32、值时，要保证在任何不对称短路时，都不能使1+2=0。 按线路末段BC相短路时，（1/2）比值最大运行方式计算，正序电流与负序电流比较K1.5|I1/I2|。 线路两侧保护应取相同的K值。 K值应大于I的正值，一般取K=6或K=8，只有当CT误差很大时，取K=4；较小的K值可减少外部故障时，由于CT误差引起的滤过器出口电压相位的变化。4.2.3 闭锁角的整定线路外部故障时，由于各种误差及传送信号延时，相位比较元件信号输出（即两侧电流相位不为180）可能导致保护误动；为了使外部故障时保护可靠不误动，而内部故障时，保证保护有足够的灵敏度，相位闭锁角:b=CT+f+k+ 其中:CT ： 电流互感器角度

33、误差7f：复合电压滤过器误差角,取f=15k ：裕度角,取k=15 ; : 延迟角,取=t=6。/100, 一般设有50、60、70三个分接位置。4.3零序电流保护统计数据表明，在中性点直接接地系统的线路中，接地故障占故障次数的70%以上。因此，接地短路保护是高压输电线路的重要保护之一。接地短路的保护可以采用带零序电流补偿的接地距离保护或高频保护，也可以采用零序电流保护。4.3.1 运行方式及中性点的选择零序电流的分布只取决于零序网络，零序电流的大小则与正、负序网络有关。在计算零序电流的大小时，尤其要注意中性点运行方式和接地点的选择。计算的运行方式及中性点接地原则前面已经提及，现在只提出平行线

34、路零序互感的问题。 当d点发生接地短路时，第、回线零序电流方向相同，可见产生零序互感磁通是起助磁作用的，其线路零序电抗都要增大。 I0 I0 平行线路内部故障 I0 I0 当d点发生故障时，第、回电流方向相反，这时，零序磁通是起去磁作用的，故其线路零序电抗均要减少。由此可见，求I0max时，应取I1kbmin，并具体问题具体分析对待。4.3.2 零序电流保护段的整定计算 零序保护段的使用与整定原则零序保护瞬时段的使用，可以有两个方式：其一是非全相运行的最大零序电流大于区外故障零序电流的1.3倍情况下，设置两个不同整定值的瞬时段。其中，定值较大的称为零序不灵敏段，按躲过两相运行或断路器三相不同期

35、合闸出现的最大零序电流整定；而定值较小的称为灵敏段，按躲过区外故障最大三倍零序电流整定。不灵敏段确认在线路第一次故障或重合于永久性故障线路时，都瞬时动作切除故障；灵敏段由在第一次故障时动作，在单相重合闸时退出运行，在三相重合闸时，动作带延时，一般取1.5秒，以防止两相运行或三相重合过程中因出现非全相运行的零序电流而误动作。其二是对某些短线路在非全相运行最大零序电流大于区外故障最大零序电流时，可只装设一个第段，其动作电流按躲过区外故障最大三倍零序电流整定，重合闸前或后，以及两相运行过程中的均瞬时动作。 动作电流的整定计算按躲开区外接地短路的最大零序电流整定。 其中一般情况下，区外接地故障流过保护

36、的零序电流为最大的故障点在线路两侧的母线A或B上。因此，选取母线A或B发生故障时的最大零序电流值。计算时，应采取等值正序阻抗最小运行方式。这样，当 时，采用两相接地短路的电流，否则选单相接地短路的电流2）按躲开非全相运行时的三倍零序电流： IDF：非全相运行时的最大零序电流。当最大电势角按180考虑时，。非全相运行时的最大零序电流的选择，应比较多种运行方式而取其最大值。一般应选择与本线路相关连的起关键联系作用的一回线路停运行检修的运行方式。 如上图，当断路器通一相时： 当断路器通三相时：3）保护范围的确定通常用图解法可决定，应不小于线路全长的15%-20%。曲线1：最大零序电流3Id0=f()

37、曲线2：最小零序电流3I:0=f()曲线3：零序电流段动作电流L0min：最小保护范围L0max： 最大保护范围Idz: 零序段动作时间,只考虑继电器本身的动作时限小于0.06秒.4.3.3 零序电流保护段的整定与相邻线路零序电流保护段相配合,即:其中，：相邻线路段电流定值(若有两个时，应取不灵敏段)：分支系数，相邻段末端接地短路时，流过线路与被保护线路的零序电流之比。即： A B IBK KIAB当与与相邻线路零序电流保护段相配合灵敏度达不到要求时,可按与下一条线路零序电流保护段相配合整定。即：躲过相邻线路非全相运行时流过本线路的零序电流。即：按躲过相邻线路非全相运行时整定。按与相邻线路的纵

38、联保护配合来整定。：相邻线路末端短路时流过本保护的最大零序电流。灵敏度的计算。：最小方式下流过末端的最小零序电流。动作时间。：等于相邻线路零序电流段最大时间。否则，。4.3.4 零序电流保护段的整定段主要作为本线路和相邻元件接地短路的后备保护，在本线路、段拒动时或相邻线路母线上、变压器元件保护或断路器拒动或经大过渡电阻接地故障时，靠段最终切除故障时，在最末端线路上有时也用段作为线路接地故障的主保护。与相邻线路零序电流保护段相配合整定。按与相邻线路零序电流保护段相配合整定。：分支系数。取相邻线路末端故障时的最小值。按躲开相邻线路始端三相短路时，电流互感器二次侧的最大不平衡电流来整定。 ：非周期分

39、量系数。采用后加速时取1.5-2；：相邻线路始端三相短路电流；：电流互感器同型系数，同型取0.5，不同型取1。 灵敏系数的计算作近后备时：作远后备时：其动作时间按阶梯形延时特性确定。4.3.5 双回平行线路零序电流保护段整定原则双回线运行，要躲开在本线路两侧母线接地故障时通过本线路的最大零序电流。双回线运行时，对于非全相运行不退出工作的零序电流保护段（一般为不灵敏段）要躲开当本线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本线路的最大零序电流。要躲开双回线运行当另一回线出口或末端短路时，且在该侧三相断路器完全断开的情况下，通过本线路的最大零序电流。双回线中单回线运

40、行，且另一回线在两端同时挂地线接地情况下，要躲开在本线路两侧母线接地故障时通过本线路的最大零序电流。双回线中单回线运行，且另一回线在两端同时挂地线接地情况下，对非全相运行时，不退出工作的零序电流保护段（一般为不灵敏段）要躲开当本线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本线路的最大零序电流。对非全相运行时，不退出工作的零序电流保护段（一般为不灵敏段）要躲开双回线运行，本线路为非全相运行， 另一回线路一相断线，而两侧电源等价电动势角为按动稳定计算的可能最大值的情况下，通过本线路的最大零序电流。零序电流保护的不灵敏段应按上述各项中的最大值来整定，且一般不带方向性。

41、零序电流保护的灵敏段为了降低启动值，提高内部故障的灵敏度，一般应带方向性。因为带方向性后，可不考虑躲开本线路非全相运行以及本侧母线接地短路时的最大零序电流。4.3.6 双回平行线路零序段的整定原则在双回线中，特别是对有较大互感的平行线，为了改善平行线零序段和段之间的相互配合，提高第段在平行线内部故障时的灵敏度，零序段一般都带方向性。这是因为当第段装设方向元件后在与双回线中的另一回中零序段配合时，可不考虑另一回线非全相运行的情况。4.3.7 双回平行线路其它零序电流保护段的整定双回平行线路中第、段零序保护，可以与双回线中的另一回线的零序段保护配合，对于双回线外的相邻线路，如果整定时间允许时，可以

42、与其非全相运行中保留运行的第段配合，如果整定时间较短时，可以按躲开双回线外的相邻线路非全相运行时的最大零序电流整定。4.4 平行线零序横差保护的整定平行线零序横差保护装设在平行线路上，且有灵敏度高，时间短的优点（因为利用功率方向元件判别故障线路）。在双回线运行时，该保护反映内部的接地故障，能保证有选择性地切除故障，接线调整比较简单。4.4.1 电流启动元件的整定应躲过双回线运行时的最大总负荷电流。 躲过外部短路时的最大不平衡电流。 ：由于电流互感器误差引起的不平衡电流。：由两回线阻抗不等引起的不平衡电流。4.4.2 灵敏度的校验在线路中间发生接地故障时，线路任一侧断路器断开前，其中一侧的灵敏度

43、，对方向元件则。线路中间发生接地短路时，线路任一侧断路器断开后，另一侧的灵敏度，对方向元件（相继动作）则。4.4.3 相继动作区计算在对侧母线附近短路时，流入本侧保护的电流（I1I3）很小，保护拒动，而流入对侧保护的电流（I2+I3）则很大,对侧保护会动作。当对侧保护动作跳闸后,短路电流重新分配，而本侧保护才能动作。从而形成“相继动作”。见下图： A I1 I2 B I3其中，整定A侧：取母线B短路时的最小短路电流。整定B侧：另外，当电流启动元件的灵敏度不满足要求时，可采用过电流低电压复合启动元件。其电压元件的动作电压按躲开系统最低工作电压整定。即： ：系统额定工作电压。 4.5 CSL101

44、B型高压输电线路保护装置整定计算4.5.1 距离保护定值清单表4-1 距离保护定值清单序 号代 号定 值 清 单01IBL电流比例系数02VBL电压比例系数03KG控制字04IQD启动元件电流定值05IWI无电流判别元件定值06DI2健全相电流差突变量元件定值07KX零序电抗补偿系数08KR零序电阻补偿系数09K1线路正序电阻与正序电抗的比值10DBL每欧姆二次正序电抗对应线路的公里数11IJW静态破坏检测电流元件12RS阻抗特性电阻分量的小定值13RL阻抗特性电阻分量的大定值14XD1-XD3接地距离、段电抗值15YX1-YX3相间距离、段电抗值16CON线路阻抗角定值4.5.2 整定电流比

45、例系数：IBL由厂家给定，当LB并联一个电阻（精确工作电流范围0.1-20IN）时：电流规格为5A，IBL=0.009；电流规格为1A，IBL=0.018；当LB并联两个电阻（精确工作电流范围0.2-40IN）时，电流规格为5A，IBL=0.045；电流规格为1A，IBL=0.09。电压比例系数：VBL由厂家给定，VBL=0.028。启动元件电流定值：220KV系统启动元件电流定值见表4-2。表4-2启动元件电流定值表电流互感器变比600/51200/5600/11200/11250/1IQD（A）1.50.750.30.150.14无电流判别元件定值：IWI的作用是发出跳闸命令后，判别故障是

46、否切除；判断断路器是否已合上。以便程序进入后加速状态，开始阻抗或电抗计算。整定原则按躲开本线路电容电流的稳态及最小运行方式下末端故障应有足够的灵敏度。220KV系统推荐IWI整定值见表4-3。表4-3：IWI整定值推荐表电流互感器变比600/51200/5600/11200/1线路长度定值（A）1.00.50.20.1150公里以内1.50.80.30.15150-300公里健全相电流差突变量元件定值可参照启动元件电流定值整定。零序电抗补偿系数：电阻补偿系数：DBL整定：静态破坏相电流元件定值：按躲过最大负荷电流整定。阻抗特性电阻分量的定值：220KV线路推荐RL取值见表4-4。表4-4：RL

47、值表电流互感器变比600/51200/5600/11200/1RL（）2.75.41427XD1-XD3、 YX1-YX3整定：线路阻抗角定值：线路阻抗角共分三档：650、750、850。开入量控制字KGL：第0-15位二进制数表示反映保护投退。第5章 保护计算举例5.1 距离保护计算举例以215、216断路器为例整定计算 ，段与相邻211断路器段配合。 分支系数：系统最小，系统最大，故BC单回路分支系数。所以： 灵敏度校验：1.25动作时间： （S），段与相邻线路211断路器段配合。 = 1.5 1.2 因为不满足远后备灵敏度的要求，所以按躲开线路流过的最大负荷电流来整定。 (最小负荷阻抗)

48、 1.2 1.5 动作时间：(S)距离保护计算结果见后表4-1。5.2 相差高频保护整定计算举例5.2.1启动元件(以210、211断路器为例进行计算整定)。 (A) (A)相差启动元件可以整定在1A左右。灵敏度：.母线B短路时，流过线路的最小负序电流计算。 采用单相接线 .母线A接地短路时，流过被保护线路的最小负序电流计算。 采用两相短路接地与计算取最小值A校验灵敏度即: 其低压整定值：5.2.2对称启动元件(3LJ、4LJ)B母线三相接地短路时：3LJ：高灵敏度元件 3LJ：低灵敏度元件 (A) 灵敏度以流过线路的最小三相短路电流整定校验。A母线三相接地短路时：可见不满足灵敏度的要求。所以

49、应采用反映相间短路的阻抗继电器，以保证可靠地切除三相短路。仍可用低压电流元件作为辅助性的启动发讯元件。1ZJ：a.b. 5.2.3操作滤过器K值的选择 A母线两相接地短路时： B母线两相接地短路时：取较大者2.11，所以K值取6。5.2.4 闭锁角因为线路长度在50150公里之间，所以闭锁角选为60。高频保护计算结果见表4-2。5.3 零序电流保护整定计算举例5.3.1 以211断路器为例进行整定计算。段：按变压器低压侧短路相间时的最大零序电流配合。 其有名值为：（A）线路末端短路时，最小零序电流（三倍 ）：灵敏度：段：按灵敏度配合整定。 （秒）不灵敏段，躲开断路器三相不同时动作，非全相零序电

50、流。1）一相先合：2）两相先合： 系统最大运行方式，系统最小运行方式，BC单回可靠运行。 取一相先合的情况进行整定，即： 而：即： （S）5.3.2 再以215、216断路器为例进行计算。段：因平行线零序横差保护可保护线路的全长，而且单回运行时也不退出。所以，此断路器装设零序段保护。 段：与相邻线路的211的段相配合。分支系数的确定：当BC单回线运行时，有：当BC双回线运行时，有：所以： S对不灵敏段取系统最大，系统最小。则： 一相先合情况：S5.3.3 段：与相邻线路段配合。零序保护整定计算结果表见附表：第6章 自动重合闸装置电力系统中，最易发生的故障的是架空线路，运行经验数据表明，架空输电

51、线路上发生的故障大多数是瞬时性接地故障，占总数的75%以上。所以，采用自动重合闸，尤其是单相和综合重合闸，不仅能很好地保持系统稳定运行，而且，对系统的正常运行、保证对负荷的连续供电也有重要的作用。6.1 重合闸的整定原则6.1.1选相元件的整定 电流选相元件：起辅助作用，以消除方向阻抗继电器出口的死区。整定原则：躲过非全相运行过程中开始0.3秒的最大负荷电流出口单相故障时，非故障相的最大电流 3）躲开最大负荷电流。方向阻抗选相元件整定:1）可靠躲开正常时的最大负荷电流。 2）线路末段经20欧姆接地电阻接地短路，对侧先跳开后，本侧可靠地动作。3）保证在2）情况下，相继可靠地动作。 序电流补偿时。

52、 U：相电压零序电流补偿系数 I：接地相电流6.2 故障判别元件的整定因采用零序元件，故整定值应考虑在正常运行中可能出现的最大不平衡零序电压，以及谐波引起的误动。一般情况取：6.3 单相重合闸的时间整定依据下公式整定：6.4 单相重合闸的周期计算采用快速重合闸方式，认为两侧高频保护健全运行，被保护线路上任意一点故障，两侧断路器同时动作切除故障。采用快速重合闸目的是在于相邻线路段配合时1.5秒。第7章 继电保护和自动装置的选择根据继电保护“四性”的要求及220KV及以上超高压输电线路继电保护配置原则，本220KV系统输电线路继电保护选择不同厂家、不同原理、不同型号的两套保护装置。分别选择了北京四

53、方继保自动化有限公司研制和生产CSL101B型高压输电线路保护装置和南京南瑞继保电气有限公司研制和生产的RCS-901B型高压输电线路保护装置。下面做分别介绍。7.1 CSL101B型高压输电线路保护装置7.1.1功能介绍CSL101B型高压输电线路保护装置是北京四方继保自动化有限公司研制和生产的第三代高压输电线路微机保护装置，由高频距离保护、高频零序方向保护、高频突变量方向保护构成全线速动的纵联保护，由三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护构成完整的后备保护。保护具有分相出口，适用于双母线接线方式下的220500KV高压输电线路。 功能配置1）纵联保护：高频保护、零序方向保护。高频通道逻辑

54、由收发信机完成，发信、收信由两副接点分别完成，保护不具备通道自检功能。高频通道逻辑也可以由保护完成，发信、收信由一付接点分别完成，保护具备通道自检功能。2）距离和零序保护：三段相间距离保护、三段接地距离保护、四段零序方向过流保护、二段不灵敏零序方向过流保护。3）重合闸：综合重合闸。 保护装置的特点1） CSL101B型高压输电线路保护装置是在吸取WXB-11型保护近十年来现场运行经验的基础上发展的第三代微机保护。保护的硬件结构采用总线不扩展的单片机，核心CPU板采用多层印制电路板，表面贴装技术，大大地提高了整套保护装置的抗干扰能力。2） CSL101B型高压输电线路保护装置具有较强的对外通讯功

55、能，采用了高速和可靠的现场总线LON网络接口，便于接入变电所监控系统，可以作为综合自动化变电所的间隔层保护终端。3） 改进了高频保护的震荡闭锁功能，任何时候、对任何故障类型全部都会有速动保护；在震荡闭锁开放的150ms内，距离保护、段同时装设了反映六种故障相别的六种测量元件；在任何工况下，保护可选相跳闸；本线路非全相过程中再发生故障保护装置仍然能够有选择性。4）由于硬件采用了VLSI的最新成就，速度和功能大大增强，使一些新的软件技术应用成为可能，大大地提高了可靠性，而且不需整定；装置自检功能增强了智能性。5） 保护通道接口灵活，可以同各种通道接口装置配合。本身能实现远方起信、其他保护停信、三跳

56、位置停信、手动检测通道等功能。7.1.2技术参数 额定交流电源电压：220V或110V 额定交流参数：相电压：100/V开口三角电压：100V交流电流：5A或1A线路抽去电压：100V频率：50HZ交流采样的精确工作范围：相电压：0.4100V（有效值）线电压：0.4140V（有效值）距离元件：整定范围：099.9欧姆(In=5A)整定值误差：不大于5%距离段的暂态超越：不大于4%零序方向过流元件整定范围：020In整定值误差：不大于5%零序功率方向的门槛电压：1.5V零序功率方向元件的正方向动作区：-180- -1800零序段的暂态超越：不大于4%重合闸检同期角度误差：不大于30检同期有压元

57、件误差：0.7Un5%检无压元件误差：0.3Un5%时间元件整定范围：020.0秒，级差0.01秒整定值误差：不大于1.5%或20毫秒7.2 RCS-901B型高压输电线路保护装置7.2.1功能介绍RCS-901B型高压输电线路保护装置是由南京南瑞继保电气有限公司研制和生产的高压输电线路保护装置，是由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220KV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。功能配置由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护；保护有分相出口，配有自动重合闸。通道是由FOX40E型继电保护光纤通信接口装置与各种线路保护或安全自动装置配合，以光纤通道作为传输媒质，传送64Kb/s速率同步编码信息。 保护装置的特点1）动作速度快，线路近处故障跳闸时间小于10ms，线路中间故障跳闸时间小于15ms，线路远处故障跳闸时间小于25ms。2）主保护采用积分算法，计算速度快；后备保护强调准确性，采用傅式算法，滤波效果好，计算精度高。3）对系统不平衡和干扰有较强的预防能力，启动元件有很高的灵敏度而不频繁动作。4）先进可靠的震荡闭锁功能，保证距离保护在系统震荡加区外故障时可靠闭锁，而在震荡加区内故障时可靠切除故障。5）灵活的自动重合闸方式。6）完善的事件报文处理，可保存最新的128次动作报告，24次故障录波报告。7）友好的人机界面、汉字显示、