110KV电网继电保护的设计

目录

前言

第一章绪论 (2)

第1．1节电力系统继电保护概论 (2)

第1．2节继电保护的基本要求 (3)

第1．3节继电保护的构成与分类 (4)

第二章计算系统中各元件的主要参数 (6)

第2.1节标幺制及标幺值计算方法 (6)

第2.2节发电机参数的计算 (7)

第2.3节变压器参数的计算 (8)

第2.4节输电线路参数的计算 (9)

第三章输电线路上的CT.PT变比的选择 (11)

第3.1节互感器的简介 (11)

第3.2节输电线路上CT的变比选择 (11)

第3.3节输电线路上PT变比的选择 (12)

第四章中性点接地的选择 (14)

第4.1节中性点接地的确定原则 (14)

第4.2节中性点接地的选择 (15)

第5章短路电流的计算 (16)

第5.1节运行方式的确定 (16)

第5.2节短路电路的计算 (18)

第5.3节分支系数 (19)

第6章相间继电保护的配置原则和整定计算原则 (23)

第6.1节110-220KV中性点直接电网中线路的保护 (23)

第6.2节相间距离保护 (24)

第6.3节距离保护各段的整定值计算 (26)

第7章零序电流保护的配置和整定计算 (32)

第7.1节概述 (32)

第7.2节零序电流保护的整定计算原则 (32)

第7.3节零序电流保护整定配合的其他问题 (37)

第7.4节零序电流保护的评价及使用范围 (37)

第8章自动重合闸的选择 (39)

第8.1节自动重合闸的基本概念 (39)

第8.2节自动重合闸的基本要求 (40)

第8.3节自动重合闸的选择 (43)

符号说明 (44)

外文翻译 (46)

参考文献 (61)

致谢信 (62)

前言

随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大。为适应大电网发展的需要，相继出现超高压电网和大容量机组，致使电网结构日趋复杂，电力系统稳定问题日益突出，因此对电力系统继电保护提出了更高的要求。

本次设计是根据“电力系统继电保护原理”进行设计的，主要是110KV电网继电保护的设计。本设计共分八章。第1章绪论，第2章系统中各参数的计算，第3章输电线路上的CT.PT变比的选择，第4章中性点接地的选择，第5章短路电流的计算，第6章电力网相间距离保护的配置和整定计算，第7章电力网零序电流保护的配置和整定计算，第8章自动重合闸选择。

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第一章绪论

第 1 . 1节电力系统继电保护概论

从科学技术的角度，电力系统继电保护隶属于电力系统及其自动化专业领域；从工业生产的角度，电力系统继电保护是电力工业的一个必不可少的组成部分，担负着保障电力系统安全运行的重要职责。

1.1.1 继电保护的基本概念

电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成。这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。由于自然环境，制造质量运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。

1.1.2 继电保护的基本作用

电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。

1.1.3继电保护装置的基本任务

（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除并最大限度地保证其他无故障部分恢复正常运行；

（2）能对电气元件的不正常运行状态作出反应，并根据运行维护规范和设备承受能力动作，发出告警信号，或减负荷，或延时跳闸；

（3）条件许可时，可采取预定措施，尽快地恢复供电和设备运行。

由于最初的继电保护装置是又机电式继电器为主构成的，故称为继电保护装置。尽管现代继电保护装置已发展成为由电子元件或微型计算机为主构成的，但仍沿用次名称。目前常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。

1.1.4 电网继电保护的设计原则

关于电网继电保护的选择在“技术规程”中已有具体的规定，一般要考虑的主要规则为：

（1）电力设备和线路必须有主保护和后备保护，必要时增加辅助保护，其中主保护主要考虑系统稳定和设备安全；后备保护主要是考虑主保护和断路器拒动时用于故障切除；辅助保护是补充前二者的不足或在主保护退出时起保护作用；

（2）线路保护之间或线路保护与设备保护之间应在灵敏度、选择性和动作时间上相互配合，以保证系统安全运行；

（3）对线路和设备所有可能的故障或异常运行方式均应设置相应的保护装置，以切除这些故障和给出异常运行的信号；

（4）对于不同电压等级的线路和设备，应根据系统运行要求和《技术规程》要求,配置不同的保护装置.一般电压等级越高,保护的性能越高越完善,如330KV以上线路或设备的主保护采用“双重化”保护装置等。

第1.2节继电保护的基本要求

对作用于跳闸的继电保护装置，在技术上有四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1.2.1 选择性

选择性是指继电保护装置动作时，应在尽可能小的范围内将故障元件从电力系统中切除，尽量缩小停电范围，最大限度的保护电力系统中非故障部分能继续运行。

1.2.2 速动性

快速的切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作，切除故障。

动作迅速而同时又能满足选择性要求的保护装置，一般结构都比较复杂，价格也比较昂贵。电力系统在一些情况下，允许保护装置带有一定的延时切除故障的元件。因此，对继电保护速动性的具体要求，应根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。

切除故障的总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般的快速保护的动作时间为0.06~0.12s，最快的可达0.01~0.04s；一般的断路器动作时间为0.06~0.15s，最快的可达

0.02~0.06s。

1.2.3 灵敏性

继电保护的灵敏性是指，对于其保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的博爱户范围内部发生故障时，不论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻都能敏锐感觉，正确反应。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，通常记为Ksen，它主要决定于被保护元件和电力系统的参数和运行方式。

1.2.4 可靠性

保护装置的可靠性是指，对于任何一台保护装置，在为其规定的保护范围内发生了他应该动作的故障，它不应该拒绝动作（简称拒动）；而在其他任何情况下，包括系统正常运行状态或发生了该保护装置不应该动作的故障时，则不应该错误动作（简称误动）。

可靠性主要是针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言的。一般来说，保护装置的原理方案越周全，结构设计越合理，所用元器件质量越好，制造工艺越精良，内外接线越简明，回路中继电器的触点数量越少，保护装置工作的可靠性就越高。同时，正确的安装和接线、严格的调整和试验、精确的整定计算和操作、良好的运行维护以及丰富的运行经验等，对于提高保护运行的可靠性也具有重要的作用。

以上四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础。在它们之间，既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作也是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。

第1.3 节继电保护的构成与分类

1.3.1 继电保护装置的构成

继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等部分组成，如图1-1所示，各部分功能如下。

（1）测量部分