35KV输电线路保护设计35KV输电线路保护Word文件下载.docx

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1继电保护的作用和发展

1.1继电保护的作用

1.1.1继电保护在电力系统中的作用

电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。

其中故障一般可分为两类：

横向不对称故障和纵向不对称故障。

横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。

电网在发生故障后会造成很严重的后果：

（1）电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。

（2）故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。

（3）破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。

（4）电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。

不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。

继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有：

（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。

（2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。

可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。

1.1.2继电保护的基本原理和基本要求

电力系统从正常情况运行到故障或不正常运行时，它的电气量（电流、电压的大小和它们之间的相位角等）会发生非常显著的变化，继电保护就是利用电气的突变来鉴别系统有无发生故障或不正常运行状态，根据电气量的变化测量值与系统正常时的电气参数的对比来检测故障类型和故障范围，以便有选择的切除故障。

一般继电保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件组成。

测量元件将保护对象（输电线路、主变、母线等电气设备）的电气量通过测量元件（电流互感器和电压互感器）转换为继电保护的输入信息，通过与整定值（继电保护装置预先设置好的参数）进行比较，鉴别被保护设备有无故障或是否在正常状态运行，并输出相应的保护信息。

逻辑元件根据测量元件的信息，判断保护装置的动作行为，如动作于跳闸或信号，是否需要延时跳闸或延时发信。

执行元件则根据逻辑元件输出的信息，送出跳闸信息或报警信息至断路器的控制回路或报警信号回路。

继电保护根据电力系统的要求，对于直接作用于断路器跳闸的保护装置，有以下几个基本要求。

（1）选择性

电力系统发生故障时，继电保护的动作应具有选择性，它仅切除故障部分，不影响非故障部分的继续运行，保证最大范围的供电，尽量缩小停电范围。

（2）快速性

电力系统由于其实时性的特点，当发生故障时要求继电保护装置尽快动作，切除故障，这样可以系统电压恢复快，减少对广大用户的影响；

电气设备的损坏程度降低；

防止故障进一步扩大；

有利于闪络处绝缘强度的恢复，提高了自动重合闸的成功率。

一般主保护的动作时间在1～2s以内，后备保护根据其特点，动作时间相应增加。

（3）灵敏性

继电保护装置反映故障的能力称为灵敏性，灵敏度高，说明继电保护装置反映故障的能力强，可以加速保护的起动。

（4）可靠性

根据继电保护的任务和保护范围，如果某一保护装置应该动作而未动作则称为拒动；

如果电力系统在正常运行状态或故障不在保护范围内，保护装置不应动作而动作了则称为误动。

继电保护的拒动和误动将影响装置的可靠性，可靠性不高，将严重破坏电力系统的安全稳定运行。

装置的原理、接线方式、构成条件等方面都直接决定了保护装置的可靠性，因此现在的保护装置在选用时尽量采用原理简单、运行经验丰富、装置可靠性高的保护。

除了以上四个基本的要求外，在实际的选用中，还必须考虑到经济性，在能实现电力系统安全运行的前提下，尽量采用投资少、维护费用低的保护装置。

1.2继电保护的发展

电力系统继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。

首先是与电力系统

对运行可靠性要求的不断提高密切相关的。

熔断器就是最初出现的简单过电流保护。

这种保护时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。

由于电力系统的发展，用电设备的功率发电机的容量不断增大，发电厂变电所和供电电网的结线不断复杂化，单纯采用熔断器保护难以实现选择性和快速性要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器，利用继电器和断路器的配合来切除故障设备。

19世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式电磁式过电流继电器。

20世纪初继电器开始广泛应用于电力系统的保护。

这个时期可认定是继电保护技术发展的开端。

20世纪50年代以前继电保护装置都是由电磁型，感应性或电动型继电器组成的，统称为机电式继电器。

20世纪50年代，由于半导体晶体管的发展，开始出现了晶体管式继电保护装置。

20世纪80年代后期，标志着静态继电保护从第一代向第二代的过渡。

再20世纪60年代末，就提出用小型计算机实现继电保护的设想。

70年代后半期，出现了比较完善的微型计算机保护样机，并投入到电力系统中试运行。

80年代微型计算机保护在硬件结构和软件技术方面已趋向成熟，并在一些国家推广应用，这就是第三代静态继电保护装置。

微型计算机保护具有巨大的计算分析和逻辑判断能力，有很强的存储记忆功能，可实现和完善各种复杂的保护功能。

进入20世纪90年代以来，在我国已得到广泛的应用，受到电力系统运行人员的欢迎，已成为继电保护装置的主要型式。

在电力系统中，配电系统同电力用户的关系最密切，最直接、配电系统的安全可靠供电直接关系各行各业的生产、千家万户的生活、甚至于人们的生命安全。

因此在配电系统中对继电保护有很高的要求。

传统上采用独立的装置，有专门人负责，希望继电保护装置能快速有效地检出，切除、隔离故障，并能快速恢复供电。

配电系统中的继电保护装置与整个电力系统的继电保护一样，历经了电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型的发展过程。

至今，不同形式的保护还在配电系统中广泛存在并发挥作用。

对于微机型继电保护装置由于其性能的优越运行可靠，越来越得到用户的认可而在配电系统中大量使用。

同时，由于用户不断提高的要求和制造厂家的努力，继电保护技术在配网中得到很大的发展，并且超越原有的行业范围，走向多功能智能化，而传统意义上的独立的继电保护装置正在消失。

235KV线路主保护选择与整定

2.1电流、电压保护整定计算考虑原则

2.1.1电流、电压保护的构成原理及使用范围

　　电流、电压保护装置是反应相间短路基本特征（既反映电流突然增大，母线电压突然降低），并接于全电流、全电压的相间保护装置。

整套电流、电压保护装置一般由瞬时段、定时段组成，构成三段式保护阶梯特性。

三段式电流、电压保护一般用于110kV及以下电压等级的单电源出线上，对于双电源辐射线可以加方向元件组成带方向的各段保护。

三段式保护的Ⅰ、Ⅱ段为主保护，第Ⅲ段为后备保护段。

Ⅰ段一般不带时限，称瞬时电流速断，或瞬时电流闭锁电压速断，其动作时间是保护装置固有的动作时间。

Ⅱ段带较小延时，一般称为延时电流速断或延时电流闭锁电压速断。

Ⅲ段称为定时限过电流保护，带较长时限。

对于6—10KV线路一般采用两段式保护。

两段式保护的第一段为主保护段，第二段为后备保护段。

电流、电压保护简单可靠，有一定反映弧光电阻的能力，因此，当保护性能满足要求基本要求时，应优先采用。

2.1.2对电流、电压保护装置的的基本要求及整定计算考虑原则　

（1）保护区及灵敏度

保护装置第Ⅰ段，要求无时限动作，保护区不小于线路全长的20%。

第Ⅱ段电流定值在本线路末端故障时灵敏度满足：

a.对50km以上的线路不小于1.3　　

b.对20～50km的线路不小于1.4　　

c.对20km以下的线路不小于1.5　　

第Ⅲ段电流定值在本线路末端故障时要求灵敏系数不小于1.5，在相邻线路末端故障时，力争灵敏系数不小于1.2。

（2）定值配合及动作时间

保护定值的配合包括电流、电压元件定值的配合及动作时间的配合。

电流、电压元件定值由可靠系数保证，动作时间定值由时间级差保证。

保护装置第Ⅰ段一般只保护本线的一部分，不与相邻线配合。

第Ⅱ段一般与相邻线路第Ⅰ段配合，当灵敏度不足时，可与相邻线路第Ⅱ段配合。

第Ⅲ段与相邻线路（或变压器）第Ⅲ段（或后备段）配合，当灵敏度足够时，为了降低Ⅲ段动作时间，也可与相邻线路第Ⅱ段配合整定。

（3）计算用运行方式及短路电流

保护定值计算，灵敏度校验及运行方式选择，均采用实际可能的最大、最小（最不利）的方式及一般故障类型，不考虑特殊方式及双重的复杂故障类型，对于无时限动作或远离电厂的保护，整定计算是不考虑短路电流衰减。

（4）系统振荡及发电机自启动

　电流、电压保护装在双电源线路上，一般用整定值躲开振荡影响，而不设振荡闭锁装置，以便简化保护。

对于振荡中心附近的母线单电源出线，当系统振荡可能拒动时，应设低电压保护装置，以保证线路故障可靠切除。

对应电动机自启动可能造成后备保护误动时，应从定值上躲开或加低电压闭锁，以防止误动。

2.2电流闭锁电压保护

瞬时电流闭锁电压速断保护：

如果电源容量小、线路短、运行方式变化大，或短线路带较大容量的变压器（即变压器电抗也小），经计算证明采用瞬时电流速断保护或无选择性电流速断保护不能保证足够的灵敏性时，可以采用瞬时电流闭锁电压速断保护。

这种保护可用于35KV线路。

瞬时电流闭锁电压速断保护装置接线只需把时间继电器换成中间继电器即可。

这种保护除用作单回线具有时限阶段的保护装置的瞬动段和作为向降压变压器供电的单回线的主保护外，也可与自动重合闸装置配合，构成多段串联的放射式线路的主保护。

（1）保护装置电流元件、电压元件动作值的整定计算

a．按在某一主要运行方式下电流电压元件具有相同的保护范围整定

瞬时电流闭锁电压速断保护作为本线路的第一段时，为了使该保护装置在某一主要运行方式下，具有较大的保护范围，保护装置电流元件和电压元件的动作值可按在该运行方式下具有相同的保护范围整定。

作为电流元件的电流继电器一次动作电流为：

（2.1）

式中:

——额定线电压；

——主要运行方式下保护安装处母线上的系统总电抗；

——相应于电流元件及电压元件保护范围的线路；

——被保护线路的电抗；

——可靠系数，可取。

根据计算出的动作电流值后，还应该按躲过电压回路发生断线时，被保护线路的最大负荷电流进行校验，因此一次动作电流应满足关系式

（2.2）

——可靠系数，取；

——返回系数，取；

——线路的最大负荷电流。

构成电流元件的电流继电器动作电流计算式为：

（2.3）

（2.4）

——保护装置的一次动作电流；

——流过被保护线路的最大负荷电流；

——继电器的动作电流。

——自启动时所引起的过负荷系数；

——可靠系数，型继电器取；