110kV输电线路继电保护设计

本科课程设计

课程名称：电力系统继电保护原理

设计题目：110kV输电线路继电保护设计

院部：电力学院

专业：电气工程及其自动化

班级： 1304 姓名：

学号： ********** 成绩：

指导教师：李莉李静

日期：2016年6月20日—— 6月28 日

课程设计成绩考核表

设计说明书

本次继电保护原理课程设计对110kV输电线路进行了全面的介绍，从110kV输电线路的故障原因及类型入手，重点分析了几大常见的故障类型（单相接地短路，两相短路，两相短路接地，三相短路），然后对110kV 输电线路相关问题分析了具体的保护设置，110kV输电线路保护的主体是距离保护与零序电流保护，距离保护又分为相间距离保护与接地距离保护，分别反应相间短路故障于接地短路故障。最后对110kV输电线路的保护进行了实际案列分析。针对110kV输电线路保护配置，重点对距离保护做了详细的案例分析。

目录

1 110kV输电线路故障分析 (1)

1.1故障引起原因 (1)

1.2故障状态及其危害 (2)

1.3短路简介及类别 (3)

2 110kV输电线路保护 (5)

2.1 110kV输电线路的保护方法 (5)

2.1.1距离保护的整定计算方法 (5)

2.1.2阶段式零序电流保护 (7)

2.2 110kV输电线路的保护原理 (10)

2.2.1距离保护的特点及基本原理 (10)

2.2.2 零序电流保护的特点及优缺点 (11)

3 实际案例分析 (14)

4 结论 (16)

参考文献 (17)

1 110kV输电线路故障分析

1.1故障引起原因

由于架空线路分布很广，又长期处于露天之下运行，所以经常会受到周围环境和自然变化的影响，从而使线路在运行中会发生各种各样的故障。以下介绍的八种最常见的因素：

①雷害

线路遭受雷击引起绝缘子串闪络故障，有时会引起绝缘子断串，可能在线夹到防振锤之间的导线上留下痕迹，而且闪络面积大或断线等事故。

②大风

风速超过或接近设计风速，加之线路木身的局部缺陷，如超过杆塔机械强度，使杆塔倾倒或损坏等，使导线产生振动、跳跃和碰线，从而引起故障;同塔双回线路若不同步风摆可能造成混线短路故障。

③洪水暴雨

雷雨季节、季节洪水冲刷杆塔基础，从而引起基础边坡塌方、塔基裂缝、沉降或是更严重的倒杆倒塔故障。

④外力破坏

线路遭到人为的破坏而引起故障。例如线路附近开挖土石方引起的杆塔倾斜或倾倒；线路附近操作起吊施工机械(或来往车辆)碰撞导线或杆塔、拉线等，造成的断线、倒杆故障，又如在线路附近放风筝、超高树林、漂浮物、火烧山、盗窃等。这些都会造成线路故障影响线路的正常运行，也可能造成严重的事故。

⑤覆冰

当线路导线、避雷线上出现严重覆冰时，首先是加重导线和杆塔的机械负荷，使导地线弧垂过分增大，从而造成混线、断线或倒杆倒塔、横担变形；当导线、避雷线上的覆冰脱落时，又会引起导线舞动造成导线之间或导线与避雷线之间短路故障。

⑥污闪

在工业区，特别是化工区或其它极污染源的地区，所产生的尘污或有害气体，会使绝缘子的绝缘能力显著降低，以致在潮湿多雾或下毛毛雨的天气。绝缘子串往往发生大面积的污秽闪络，造成停电事故，有此氧化作用很强的气体，则会腐蚀金属塔、导线、避雷线和金具等。

⑦鸟害

鸟在杆塔上筑集或线路的杆塔上停落，芦苇、稻草、鸟大便，有时大鸟穿过导线飞翔，均可能造成线路接地或短路。

⑧本体缺陷

由于线路如工艺问题、电气距离问题、材料质量等本体缺陷原因，在长时间受微风振动、气温变化的影响下也会造成线路故障。

1.2故障状态及其危害

电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生例如短路、断线等故障。最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路。在发生短路时可能产生以下后果：

①通过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。

②短路电流通过非故障元件.由于发热和电动力的作用，引起它们的

损坏或缩短使用寿命。

③电力系统中部分地区的电压大大降低。使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品。

④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使系统瓦解。

各种类型的短路包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。不同类型短路发生的概率是不同的，不同类型短路电流的大小也不同，一般为额定电流的几倍到几十倍。大量的现场统计数据表明，在高压电网中，单相接地短路次数占所有短路次数的85%以上。

1.3短路简介及类别

电力系统的短路就是在回路中因为电阻降低而引起电流异常增大的一种现象；电力系统在运行中，相与相之间或相与地〔或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时而流过非常大的电流。

短路分为很多种情况，有单相接地短路，两相短路，两相短路接地，三相短路等。相线俗称火线，三相就是三个火线，他们电压相等，频率相当，但是相序(时间)不同。

①单相接地短路（如图1所示）

单相接地短路是指三相交流供电系统中一根相线与大地成等电位状态了，也就是该相线的电位与大地的电位相等，都是“零”，非故障两相电压接近正常电压，负荷电流接接近正常，故非故障相工作状态与正常负荷状态相差不大。

图1单相接地短路

②两相短路（如图2所示）

两相短路任意两相导线，直接金属性连接或经过小阻抗连接在一起。此时故障点处两故障相的对地电压相等，故障相电压不为零。而非故障相。

图2两相短路

③两相短路接地（如图3所示）

两相短路接地是指三相交流供电系统中两根相线与大地成等电位状态了，此时故障点处两接地相的电压都为零。

图3两相短路接地

④三相对称短路（如图4所示）