2022年35kV电网继电保护设计.docx

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1、精品学习资源目 录摘 要 i 绪 论 1 第 一 章 概 述 2. 1电力系统继电保护地作用. 2电力系统继电保护技术与1 .2 . 1统继电 保 护 技 术 要 求1 .2 . 2继电保 护 装 置 1 2221继 电 保 护 装 置 21. 3继电保护地基本要求1. 4电网继电保护地设计 2原 就31 . 4 . 135kV线路保护配置原就31 . 4 . 235kV母线保护配置原就31 .4.335kV断路器保护配置原就4第 二章系 统中 各 元 件 地 主 要参数 计 算52. 1标幺制及标幺 值 计 算 方法 52 .1 . 1标幺制地概念 52 .1 . 2标么值地折算 52. 2

2、双绕组变压器地参数计2. 3绕组变压器地参数计算算 5 6 2 . 3 . 1电 阻 参 数 计 算 62 . 3 . 2电 抗 参 数 计 算 62 .4输 电 线 路 参 数 地 计 算 7第 三 章中 性 点 接 地 地 选 择 8 3 . 13 5 K V中 性 点 直 接 接 地 电 网 中 线 路 地 保 护 83 . 2高 频 保 护 整 定 时 考 虑 地 几 个 问 题 83 . 2 . 1高 频 信 号 注 意 事 项 83 . 3高 频 闭 锁 距 离 保 护 地 整 定 计 算 93 . 3 . 1距 离 保 护 各 段 地 整 定 计 算 9第 四 章短 路 电 流

3、地 计 算 1 2 4 . 1d 1点 短 路 计 算 1 2欢迎下载精品学习资源4 .1 . 1三相短路电流计算124 .1 . 2两相短路电流计算144 . 2d 2点 短 路 计 算 154 . 2 . 1三相短路电流计算154 . 2 . 2两相短路电流计算174.2.3d 2点 短 路计 算 地 结果 184 . 3d 3点 短 路计 算 184.3 . 1三184.3 . 2两相短路 电流计算 194.3 . 3d 3点 短 路计算地结果 214 . 4d 4点 短路 计算 2 14 . 4 . 1三 相 短 路 电 流计算214 . 4 . 2两 相 短 路 电 流计算22相 短

4、 路 电 流 计 算 4 . 4 . 3 d 4 点 短 路 计 算 地 结 果 2 4 第 五 章 继 电 保 护 整 定 2 5 5 . 1 总 电 路 转 换 图 及 变 换 成 单 侧 电 源 简 化 图 2 6. 1对下面单侧电源进行保护整定27. 2对下面单侧电源进行保护整定315 . 15 . 13637375 . 1 . 3利 用 三 段 式 电 流 保 护 第 六 章零 序 电 流 保 护 地 整 定 计 算 6 . 1零 序 电 流 保 护 瞬 时 段 （ 段 ） 地 整 定 计 算 6 . 2零序电流保护（段）地整定计算376 . 3零序电流保护（段）地整定计算386.4

5、零序方 向 元 件 灵 敏 度 地 校 验 38结束语 40 41 42谢辞 参考文献 欢迎下载精品学习资源【 摘 要 】在电力系统地设计和运行中，都必需考虑到可能发生地故障和不正常地运行情形，由于它们会破坏用户地供电和电气设备地正常工作.从电力系统地实际运行情形看，这些故障多数是由短路引起地，因此除了对电力系统地短路故障有一较深刻地熟识外，仍必需娴熟把握电力系统地短路电流运算，挑选正确爱护方案，设计出牢靠地继电爱护装置来爱护电力系统地安全稳固地运行.在本设计中采纳标么值法运算，把不同电压等级中元件地阻抗，依据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总地等值阻抗，再运算短路电流.通过电流方向不同分

6、别对单侧电源各爱护点进行爱护整定并运算，然后通过短路运算和整定运算，挑选利用三段式电流（电压）爱护，判定各个爱护方向元件地安装，最终得出该电网继电爱护地配置表.通过这次 35kv 电网继电爱护地设计来巩固所学地理论学问，并把所学学问运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确地设计思想，养成理论联系实际，独立摸索地才能，为今后地工作岗位打好基础.关键词 : 短路电流运算；电网继电爱护；输电线路继电爱护；重合闸【关键词】：短路，标幺值，阻抗，电网欢迎下载精品学习资源绪论电力系统是由发电、变电、输电、供电、配电、用电等设备和技术组成地一个将一次能源转换为电能地统一系统 .电能是现代社会中最重要、也

7、最为便利地能源.而发电厂正是把其他形式地能量转换为电能，电能经过变压器和不同电压等级地输电线路输送并被安排给用户，再通过各种用电设备转换为适合用户需要地其他形式地能量.再输送电能地过程中，电力系统期望线路有比较好地牢靠性，因此在电力系统受到外界干扰时，爱护线路地各种继电装置应当有比较牢靠地、准时地爱护动作，从而切断故障点极大限度地降低电力系统供电范畴.电力系统继电爱护就是为达到这个目地而设置地.本次设计地任务主要包括 :继电爱护运行凡是地挑选、电网各个元件参数及符合电流运算、短路电流运算、继电保护距离爱护地整定运算和校正、继电爱护零序电流整定运算和校正、对所挑选地爱护装置进行综合评价.欢迎下载

8、精品学习资源第一章概 述1.1 电力系统继电爱护地作用电力系统地运行要求安全牢靠、电能质量高、经济性好.1.2 电力系统继电爱护技术与继电爱护装置1.2.1 统 继 电 保 护 技 术 要 求1）起动失灵地爱护为线路、过电压和远方跳闸、母线、短引线、变压器（高抗）地电气量爱护. 2）断路器失灵爱护地动作原就为：瞬时分相重跳本断路器地两个跳闸线圈；经延时三相跳相邻断路器地两个跳闸线圈和相关断路器（起动两套远方跳闸或母差、变压器爱护），并闭锁重合闸.3） 失灵爱护应采纳分相和三相起动回路，起动回路为瞬时复归地爱护出口接点（包括与本断路器有关地所有电气量保护接点）.4） 断路器失灵爱护应经电流元件掌

9、握实现单相和三相跳闸，判别元件地动作时间和返回时间均不应大于20ms.5） 重合闸仅装于与线路相联地两台断路器爱护屏（柜）内，且能便利地整定为一台断路器先重合， 另一台断路器待第一台断路重视合胜利后再重合.6） 断路重视合闸装置起动后应能延时自动复归，在此时间内断路器爱护应沟通本断路器地三跳回路，不应增加任何外回路.7 ） 闭 锁 重 合 闸 地 保 护 为 变 压 器 、 失 灵 、 母 线 、 远 方 跳 闸 、 高 抗 、 短 引 线 保 护 .8 ） 短 引 线 保 护 可 采 用 和 电 流 过 流 保 护 方 式 ， 也 可 采 用 差 动 电 流 保 护 方 式 .9 ） 短 引

10、 线 保 护 在 系 统 稳 态 和 暂 态 引 起 谐 波 分 量 和 直 流 分 量 影 响 下 不 应 误 动 作 .10 ）短引线爱护地线路或变压器隔离刀闸帮助接点开入量不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号.对隔离刀闸帮助接点地通断应有监视指示.1.2.2 继电爱护装置继电爱护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号地一种自动装置1.3 继电爱护地基本要求对继电爱护装置有哪些基本要求要求是：挑选性、快速性、灵敏性、牢靠性. 挑选性：系统中发生故障时，爱护装置应有挑选地切除故障部分，非故障部分连续运行；快速性 “短路时，快速切欢迎下载精品

11、学习资源除故障这样可以缩小故障范畴，削减短路电流引起地破坏；削减对用记地影响；提高系统地稳固性； 灵敏性：指继电爱护装置对爱护设备可能发生地故障和正常运行地情形，能够灵敏地感受和灵敏地作，爱护装置地灵敏性以灵敏系数衡量. 牢靠性：对各种故障和不正常地运方式，应保证牢靠动作，不误动也不拒动，即有足够地牢靠.1.4 电网继电爱护地设计原就1.4.1 35kV 线路爱护配置原就1） 每回 35kV线路应按近后备原就配置双套完整地、独立地能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动爱护2） 每回 35kV 线路应配置双套远方跳闸爱护.断路器失灵爱护、过电压爱护和不设独立电抗器断路器地500kV高压并联电抗

12、器保护动作均应起动远跳.3） 依据系统工频过电压地要求，对可能产生过电压地500kV 线路应配置双套过电压爱护.4 ） 装 有 串 联 补 偿 电 容 地 线 路 ， 应 采 用 双 套 光 纤 分 相 电 流 差 动 保 护 作 主 保 护 .5） 对电缆、架空混合出线，每回线路宜配置两套光纤分相电流差动爱护作为主爱护，同时应配有包含过负荷报警功能地完整地后备保护.6） 双重化配置地线路主爱护、后备爱护、过电压爱护、远方跳闸爱护地沟通电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系.7） 双重化配置地线路爱护每套爱护只作用于断路器地一

13、组跳闸线圈.8） 线路主爱护、后备爱护应起动断路器失灵爱护.1.4.2 35kV母线保护配置原就1） 每条 500kV 母线按远景配置双套母线爱护，对500kV 一个半断路器接线方式，母线爱护不设电压闭锁元件.2） 双重化配置地母线爱护地沟通电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路均应彼此完全独立没有电气联系.3） 每套 母线 保护只 作用于 断 路器 地 一组 跳 闸线圈.4）母线侧地断路器失灵爱护需跳母线侧断路器时，通过起动母差实现.1.4.3 35kV断路器保护配置原就1）一个半断路器接线地500kV断路器爱护按断路器单元配置，每台断路器配置一面断路器爱护屏（柜）.2 ） 当 出 线 设

14、 有 隔 离 开 关 时 ， 应 配 置 双 套 短 引 线 保 护 .3 ）重合闸沟三跳回路在断路器保护中实现.欢迎下载精品学习资源4 ） 断 路 器 三 相 不 一 致 保 护 应 由 断 路 器 本 体 机 构 完 成 .5） 断路器地跳、合闸压力闭锁和压力反常闭锁操作均由断路器本体机构实现，分相操作箱仅保留重合闸压力闭锁回路.6） 断路器防跳功能应由断路器本体机构完成.其次章 系统中各元件地主要参数运算2.1 标幺制及标幺值运算方法所谓标幺制，就是把各个物理量均用标幺制来表示地一种相对单位制2.1.1 标幺制地概念标幺制（ per unit ）电路运算中各物理量和参数均以其出名值与基准

15、值地比值表示无量纲体制.例如物理量 A ，有其相应基准值AB ，就 A 地标幺值 A* A/AB.欢迎下载精品学习资源2.1.2 标么值地折算 .进行电力系统运算时 ,除采纳有单位地阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算外 ,仍可采纳没有单位地阻抗、导纳、电压、电流、功率等地相对值进行运算 .前者称出名制 ,后者称标么制 .标么制之所以能在相当宽广地范畴内取代出名制 ,是由于标么制具有运算结果清楚、便于快速判定运算结果地正确性、可大量简化运算等优点 .标么值 =实际出名值（任意单位）/基准值（与出名值同单位）对于直接电气联系地网络,在制订标么值地等值电路时,各元件地参数必需按统一地基准值进行归

16、算.由于各元件地额定值可能不同, 因此 ,必需把不同基准值地标么阻抗换算成统一基准值地标么值.现统一选定地基准电压和基准功率分别为V 和 S,就电抗地实际出名值换算成标么值,即在工程运算中规定 ,各个电压等级都以其平均额定电压V作为基准电压 .依据我国现行地电压等级,各级平均额定电压规定为3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525KV2.2 双绕组变压器地参数运算变压器地参数一般是指其等值电路中地电阻RT ，电抗 XT ，电导 GT 和电纳 BT ，变压器地变比K. 依据铭牌上所给地短路损耗 PS，短路电压 VS% ，空载损耗 PO，空载电流

17、IO%. 前两个数据由短路试验得到，用以确定RT 和 XT ；后两个数据由空载试验得到，用以确定GT 和 BT.电阻 RT：变压器作短路试验时,将一侧绕组短接 ,在另一侧绕组施加电压,使短路绕组地电流达到额定值.由于此时外加电压较小, 相应地铁耗也小,可以认为短路损耗即等于变压器通过额定电流时原、副方绕组电阻地总损耗.在电力系统运算中,常用变压器三相额定容量和额定线电压进行参数运算,就公式为:RT = PSKWVN2KV 103/SN2KVA电抗 XT: 当变压器通过额定电流时 ,在电抗上产生地电压降地大小 ,可以用额定电压地百分数表示 ,对于大容量变压器 ,其绕组电阻比电抗小得多,就公式 :

18、XT =VS%VN2KV103/100/SNKVA电导 GT:变压器地电导是用来表示铁芯损耗地.由于空载电流相对额定电流来说是很小地,绕组中地铜耗也很小 ,所以近似认为变压器地铁耗就等于空载损耗,就公式为 :GTS= P0KW10 -3/VN2KV电纳 BT: 变压器地电纳代表变压器地励磁功率 .变压器空载电流包含有功重量和无功重量 ,与励磁功率对应地是无功重量 .由于有功重量很小 ,无功重量和空载电流在数值上几乎相等 .BTS=I0% SNKVA 10-3/100/VN2KV变压比KT:在三相电力系统运算中,变压器地变压比通常是指两侧绕组空载线电压地比值.对于星形和三角形接法地变压器,变压比

19、与原副方绕组匝数比相等；对于星三角形接法地变压器,变压比为原副方3绕组匝数比地倍.依据电力系统运行调剂地要求,变压器不肯定工作在主抽头上, 因此 ,变压器运行中地实际变比 ,应是工作时两侧绕组实际抽头地空载线电压之比.欢迎下载精品学习资源2.3 绕组变压器地参数运算三绕组变压器等值电路中地参数运算原就与双绕组变压器地相同,下面分别确定各参数地运算公式.2 3.1 电阻参数运算电阻 R1,R2,R3: 为了确定三个绕组地等值阻抗,要有三个方程 ,为此 ,需要有三种短路试验地数据.三绕组变压器地短路试验是依次让一个绕组开路,按双绕组变压器来作 .通过查手册可得短路损耗分别为,就有 PS1=1/2

20、PS-21+ PS3-1- PS2-3 PS2=1/2 PS-21+ PS-23- PS3-1 PS3=1/2 PS-32+ PS-31- PS1-2求 出 各 绕 组 地 短 路 损 耗 后 , 便 可 导 出 双 绕 组 变 压 器 计 算 电 阻 相 同 形 式 地 算 式 ,即:Ri=PsiKWVN2KV103/SN2KVA2.3.2 电抗参数运算电抗 X1,X2,X3: 和双绕组变压器一样,近似地认为电抗上地电压降就等于短路电压.在给出短路电压力后,与电阻地运算公式相像 ,各绕组地短路电压为VS1%=1/2VS1-2%+VS3-1%-VS2-3%VS2%=1/2VS1-2%+VS2-

21、3%-VS3-1%VS3%=1/2VS2-3%+VS3-1%-VS1-2%各绕组地等值电抗为 :Xi=Vsi%VN2KV103/100/SNKVA2. 4 输电线路参数地运算输电线路地参数有四个:反映线路通过电流时产生有功功率缺失效应地电阻；反映载流导线四周产生磁场效应地电感；反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线邻近空气游离而产生有功功率缺失地电导；反映带电导线四周电场效应地电容.输电线路地这些参数通常可以认为是沿全长匀称分布地,每单位长度地参数为r、x、g 及 b.当线路长为 lkm 时,R=rl ；X=xl ； G=gl ；B=bl 由于沿绝缘子地泄漏很 小,可设 G=0.欢迎下载精

22、品学习资源第三章 中性点接地地挑选3.1 35KV 中性点直接接地电网中线路地爱护目前，我省220KV 线路均采纳微机爱护，配置两套不同原理地全线速动主爱护及后备爱护.其中一套主爱护为高频闭锁相差爱护，或高频闭锁方向爱护，另一套为高频闭锁距离爱护.A ：两套爱护都应具有全线速动并带有完整地后备爱护.每套爱护均应具有独立地选相功能. B ：两套主爱护地沟通回路，直流电源跳闸回路及信号传输通道彼此独立.C：配置两套后备爱护，后备爱护按近后备原就配置.选用相间及接地距离爱护，零序电流方向爱护.可与主爱护结合在一套装置内.3.2 高频爱护整定时考虑地几个问题系统中发生故障时高频爱护将某种电量（简称判别

23、量）转换为高频电波，借助于通道传给对侧，然后，线路每一侧依据对侧与本侧判别量之间之间地关系来判定区内或区外故障.由于选取地判别量不 同，判别量地传送方式和采纳通道地情形不同，就显现了各种形式地高频爱护装置.高频爱护是利用线路两侧地高频讯号情形来打算是否应动作地，故线路两侧高频爱护必需同时运行，不能单侧运行.由于线路两侧高频爱护相当一个整体，故要求：（1）：线路两侧采纳型号采纳相同地爱护装置.（ 2）：线路两侧高频爱护地整定值相同.由于高频爱护地构成方向不同，故必需依据所采纳地爱护方式打算整定方法.目前高频爱护主要有以下几种：相差高频爱护、高频闭锁方向、零序电流爱护、高频闭锁距离欢迎下载精品学习

24、资源3.2.1 高频信号留意事项高频信号频率和通道地挑选将对爱护地动作性能带来很大地影响，因此在挑选频率和通道时必需留意：1） 高频信号在线路上传输过程中，有能量衰耗，线路愈长，衰耗愈大，选用地频率愈高，衰耗也愈大.假如高频信号地衰耗过大，将使高频收讯机不能正常精确工作.为此，在线上要使用较低频率，在短线上要使用较频率，通常使用频率为150 200KHz.2） 为了排除相邻线路之间地高频干扰，相邻线路高频爱护地信号频率不应相同，要有5 10KHz 左右地差别 .3） 在电力系统中，载波通讯和高频爱护都要使用高频信号，这两者地频率不能相同，高频设备要单独设置，高频加工设备最好分别装在不同地相别上

25、.为了提高高频信号地传输效率，在长线路地高频爱护中仍可考虑采纳相 相式地高频通道 .3.3 高频闭锁距离爱护地整定运算高频闭锁距离爱护主要由起讯元件、停讯元件和高频收发讯机构成.采纳距离爱护地起动元件兼做高 频爱护地起讯元件，而利用方向阻抗元件兼做高频爱护地停讯元件.利用半导体距离爱护构成高频闭锁 距离爱护，其中地复合电流元件兼做高频爱护地起讯元件，同时兼做断线闭锁和振荡闭锁元件.高频主爱护和后备爱护复合为一体.既有整套高频主爱护地功能，又有整套后备爱护地作用.3.3.1 距离爱护各段地整定运算1） 第段整定运算动作阻抗按下述情形运算.对输电线路，按爱护范畴不伸出线路末端整定，即ZKIdzkZ

26、l式中K k 牢靠系数，一般取0.80.85；Zl 被爱护线路 l 地阻抗 .欢迎下载精品学习资源第一段地动作时限为继电器本身地固有时限，通常取t as0.06s.欢迎下载精品学习资源2） 第段地整定运算动作阻抗按如下条件运算，一般选其中最小者为整定值.按躲过相邻变压器其他侧母线故障整定欢迎下载精品学习资源Z dzKk ZlK kb K z Zb欢迎下载精品学习资源式中：Zl 本线路正序阻抗欢迎下载精品学习资源Zb 相邻变压器阻抗K k 牢靠系数 .取 0.80.85 K kb 牢靠系数 .取 0.70.75 K z 助增系数，一般大于 1按保证爱护范畴末端短路时有足够地灵敏度整定，即欢迎下载

27、精品学习资源Z dzK lm Zl1.5Zl欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源KlmZdz欢迎下载精品学习资源第段爱护地灵敏系数为：3） 第段地整定运算动作阻抗通常按躲过最小负荷阻抗ZdzZ fh minZ fh minZl整定 .1.3欢迎下载精品学习资源对全阻抗继电器对方向阻抗继电器K k K h K zqZZ fh mindzK k K h K zq cos lmZfh 0.9 0.95U e /3欢迎下载精品学习资源上两式中Z fh min 最小负荷阻抗，fh minI fh max；欢迎下载精品学习资源K k 牢靠系数，取 1.3；K h 继电器地返回参数，取1.151.25；

28、K zq 负荷自起动参数；取1.52.5U e 电网额定相电压；lm 、fh 分别为阻抗元件地最灵敏角和负荷阻抗角.第段爱护地灵敏系数：欢迎下载精品学习资源作近后备时K lmZdz1.5Zl欢迎下载精品学习资源作远后备时欢迎下载精品学习资源K lmZ dzZlK fz max Zl 21.2欢迎下载精品学习资源式中K fz max 相邻线路末端短路时，实际可能地最大分支系数.欢迎下载精品学习资源爱护地动作时限ttdzdzxl maxt欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4） 、继电器阻抗值：Z dz jInLHZdznYHK jx欢迎下载精品学习资源5） 、起动元件地整定：负序电流与零序电

29、流元件作为装置地起动元件，与相电流元件帮助起动元件协作，起动发信并构成振荡闭锁回路.负序与零序电流元件按以下原就整定：1） 、本线路末端两相短路负序电流元件灵敏度大于42） 、本线路末端单相或两相接地短路，负序零序电流元件灵敏度均大于43） 、距离爱护第段爱护范畴末端两相短路，负序电流元件灵敏度大于24） 、距离爱护第段爱护范畴末端单相或两相接地短路，负序或零序电流元件灵敏度均大于2，相电流元件地整定为：K k I fh maxI dzK fI fh max 最大负荷电流K k 牢靠系数，取 1.21.3K f 返回系数，取0.85欢迎下载精品学习资源第四章 短路电流地运算在电力系统和电气设备

30、地设计和运行中，短路运算是解决一系列技术问题所不行缺少地基本运算.短路运算地目地是：（1）挑选有足够机械稳固度和热稳固度地电气设备，必需以短路运算作为依据；（ 2）为了合理地配置各种继电爱护和自动装置并正确确定其参数，必需对电力网中发生地各种短路进行运算和分析；（3）在设计和挑选发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案地接线图，确定是否需要实行限制短路电流地措施等，都要进行必要地短路电流运算；（4）进行电力系统暂态稳固运算，讨论短路对用户工作地影响等，也包含有一部分短路运算地内容.短路电流运算是进行电网继电爱护配置设计地基础，这里对各个短路点进行运算.由运算比较可知，采纳传统地标么值法运算和标幺值阻抗法运算结果基本相当.4.1 d1 点短路运算最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大