110kV输电线路L4继电保护整定计算 毕业设计(论文).docx

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毕 业 设 计

输电线路L4继电保护整定计算

I

摘 要

本次设计为110kV输电线路L4继电保护整定计算，并根据继电保护配置原理，对所选保护进行整定和灵敏度校验。

本次设计首先对电网进行了短路电流计算，而后对该段线路选择以距离保护作为主保护，零序电流保护作为该线路的接地短路保护，并详细的阐述了距离保护和零序电流保护的原理、配置的基本原则及计算原则，最后进行整定计算与校验。

经过对设计题目的分析、探究，此次设计先进行短路点的短路电流计算，从而算出零序短路电流;而后确立了相间短路的距离保护和反应接地故障的零序电流三段式保护，并对它们进行整定计算和灵敏性校验，且对所选择的保护装置进行综合评价。

关键词 继电保护，整定计算，短路电流计算，距离保护，零序电流保护

ABSTRACT

ABSTRACT

Thisdesignistoworkoutwhollyfor110kvtransmittedlinesL4Relayprotectionsettingcalculation.accordingtotheprincipleofprotectionconfiguration,anddothesettingandsensitivitycalibrationtoprotectionfortheselected.Thedesignisfirstcarriedoutonthegridshort-circuitcurrentcalculation,andthenIchoosedistanceprotectionasmainprotection.Zerosequencecurrentprotectionforthislineearth-faultprotection,andelaboratetheprincipleofdistanceprotectionandZerosequencecurrentprotectionindetail,andthebasicprincipleofConfigurationandprincipleofworkingoutandCalculationprinciple,atlastIdidthesettingcalculationandcheckedit.

Aftertheanalysisandresearchforthisdesign,atfirsrIdotheshort-circuitcurrentcalculationofshortcircuitpointforthisdesign,andgetthevalueofzero-sequenceshort-circuitcurrent;andthenestablishedthedistanceprotectionofphaseshortcircuitandzerosequencecurrentthree-stepprotectionofreactedthegroundfault,andnextIdothesettingcalculationandsensitivitycalibrationforthedesign,anddothecomprehensiveevaluationforprotectorofselected.

Key words Relay Protection，Setting Calculation，Short-circuit currentCalculation，Distance protection，Zero sequence current protection

II

目 录

目 录

2

摘 要 I

ABSTRACT II

1绪论 1

1.1继电保护概述 1

1.1.1继电保护的重要性 1

1.1.2继电保护的任务 1

1.1.3对继电保护的基本要求 1

1.1.4继电保护装置的基本原理 3

1.1.5继电保护装置的分类 4

1.1.6保护运行方式分析 4

1.1.7继电保护的未来发展 5

1.2设计的题目和要求 6

1.2.1题目的基本资料 6

1.2.2设计的目的 7

1.2.3设计的要求 7

1.2.4题目的分析 7

2短路电流计算基本知识 9

2.1短路电流计算概述 9

2.2短路计算的作用 9

2.3短路电流的危害及限制措施 9

2.3.1短路电流的危害 9

2.3.2短路电流的限制措施 10

3系统中各元件的主要参数的计算 11

3.1电网等值计算图 11

3.2基准值选择 11

3.3电网各元件参数计算及负荷电流计算 11

3.3.1输电线路等值电抗计算 11

3.3.2变压器等值电抗计算 12

3.3.3发电机等值电抗计算 13

3.3.4最大负荷电流计算 13

4输电线路L4短路电流计算 14

4.1运行方式的选择原则 14

4.1.1发电机、变压器运行方式选择的原则 14

4.1.2线路运行方式选择原则 14

4.2流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择 14

4.3本次设计的具体运行方式的选择 15

4.4输电线路L4短路电流计算 15

4.4.1电网等效电路图 15

4.4.2线路L4末端短路时最大零序电流计算 15

5整定计算基本知识 21

5.1基本任务 21

5.2计算步骤 21

5.3整定配合基本原则 22

5.4整定系数分析 23

5.4.1可靠系数 23

5.4.2返回系数 23

5.4.3分支系数 23

5.4.4灵敏系数 23

5.4.5自起动系数 24

6相间距离保护配置和整定计算 25

6.1距离保护的基本工作原理 25

6.2距离保护的时限特性 27

6.3距离保护的主要组成元件 28

6.3.1起动元件 28

6.3.2阻抗测量元件（ZI、ZII、ZIII） 28

6.3.3时间元件 28

6.3.4出口执行元件 28

6.4距离保护的整定计算 29

6.4.1距离保护第I段 29

6.4.2距离保护第Ⅱ段 30

6.4.3距离保护第III段 31

6.5输电线路L4距离保护整定计算和校验 32

6.5.1距离保护Ⅰ段的整定计算 32

6.5.2距离保护П段的整定计算和校验 32

6.6距离保护评价 33

7零序电流保护配置和整定计算 34

7.1零序电流保护基本工作原理 34

7.2零序电流保护的特点 35

7.3零序电流保护整定计算的运行方式分析 35

7.3.1接地短路电流、电压的特点 35

7.3.2接地短路计算的运行方式选择 36

7.3.3流过保护最大零序电流的运行方式选择 36

7.3.4最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择 36

7.4110kV线路零序电流保护整定原则 37

7.5零序电流保护的整定计算 37

7.6输电线路L4零序电流保护的整定计算 39

7.7零序电流保护评价 39

总结 40

参考文献 41

致谢 42

1 绪论

1 绪论

1.1继电保护概述

1.1.1继电保护的重要性

系统的不正常运行状态是指系统中电气元件没有发生故障，但由于某种干扰，电气参数偏离正常值，如设备的过负荷、系统发生震荡、功率缺额引起的频率降低、发电机甩负荷引起的过电压等，都属于不正常运行状态不及时处理，就有可能发展成故障。

系统的故障和不正常运行状态都可能引起电力系统的事故。

事故就是指整个或部分电力系统遭到破坏，造成人员伤亡，对用户停电或降低到不能容许的地步。

系统中电气元件发生故障和不正常运行虽然无法避免，但系统发生故障却可以预防。

因为系统事故的发生，除去由于自然条件（如遭受雷击等）外，一般都由设备制作质量不高、设计安装错误、运行或维护不当等原因造成。

如果能一方面加强电气设备的维护和检修，另一方面在电力系统中的每个元件上装设一种有效的装置，当电气元件发生故障或不正常运行状态时，该装置能快速切断故障元件的供电或向工作人员发出信号进行处理，则可以大大减少事故发生的几率。

在电力系统中起这种作用的装置即称为继电保护。

它在系统中的作用是：

①自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，使非故障元件能继续正常运行。

②对电气元件的不正常运行状态能根据运行维护的条件发出信号、减负荷或跳闸。

1.1.2继电保护的任务

①当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求,如保持电力系统的暂态稳定性等。

②反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同,例如有无经常值班人员,发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

1.1.3对继电保护的基本要求

43

对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：

选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

即保护四性。

①选择性：

选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。

例：

当d1短路时，保护1、2动→跳1QF、2QF，有选择性当d2短路时，保护5、6动→跳5QF、6QF，有选择性当d3短路时，保护7、8动→跳7QF、8QF，有选择性

若保护7拒动或7QF拒动，保护5动→跳5QF（有选择性）

若保护7和7QF正确动作于跳闸，保护5动→跳5QF，则越级跳闸（非选择性）小结：

选择性就是故障点在区内就动作，区外不动作。

当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。

因远后备保护比较完善（对保护装置

QF、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。

②速动性：

快速切除故障。

○1提高系统稳定性；○2减少用户在低电压下的动作时间；

○3减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

t=tbh+tQF；

t－故障切除时间；

tbh

tQF

-保护动作时间；

-断路器动作时间；

一般的快速保护动作时间为0.06～0.12s，最快的可达0.01～0.04s。

一般的断路器的动作时间为0.06～0.15s，最快的可达0.02～0.06s。

③灵敏性：

指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。

满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。

通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为Klm。

对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）

K =保护区内金属性短路时故障参数的最小计算值＝Idmin