220KV线路继电保护毕业论文设计

目录[摘要] (I)Abstract (II)第一章保护的配置各保护的功能说明 (1)1.1保护的配置 (1)1.2 各保护的功能说明 (2)第二章运行方式的选择...................................... 错误!未定义书签。

2.1运行方式的选择...................................... 错误!未定义书签。

2.2本次设计的具体运行方式的选择........................ 错误!未定义书签。

第三章全网络正、负、零序网络. (4)第四章电网各个元件参数计算及负荷电流计算 (5)4.1基准值选择 (5)4.2输电线路等值电抗计算 (5)4.3变压器等值电抗计算 (5)4.4发电机等值电抗计算 (6)4.5最大负荷电流计算 (6)第五章继电保护距离保护的整定计算和校验 (7)5.1断路器1QF距离保护的整定计算和校验 (7)5.2断路器2QF距离保护的整定计算和校验 (8)5.3断路器3QF距离保护的整定计算和校验 (8)5.4断路器4QF距离保护的整定计算和校验 (9)5.5断路器5QF距离保护的整定计算和校验 (10)第六章继电保护零序电流保护的整定计算和校验 (11)6.1 零序短路电流的计算 (11)6.2断路器3QF零序电流保护的整定计算和校验 (11)6.3断路器4QF零序电流保护的整定计算和校验 (12)6.4断路器2QF零序电流保护的整定计算和校验 (13)6.5断路器1QF零序电流保护的整定计算和校验 (13)第七章双回线横差保护整定 (16)第八章保护的综合评价 (19)第九章微机型继电保护装置 (20)致谢...................................................... 错误!未定义书签。

参考文献.................................................... 错误!未定义书签。

220kV双回线路继电保护设计[摘要]本设计以220kV双回线路继电保护为课题，配置了双回及单回路线路运行中的主保护及后备保护。

针对最大与最小运行方式作出等效电路网络，进行了双回线横差保护及单回线距离保护和零序保护的整定计算。

最后，根据220kv线路继电保护的设计规范要求，选择了相应的微机型继电保护装置。

[关键词] 继电保护、最大运行方式、距离保护、220kV线路继电保护AbstractThe design of 220kV double circuit line relay as the subject, the configuration of the double circuit and single circuit lines running in the main protection and backup protection. Made for the maximum and minimum operating mode equivalent circuit network for distance protection of double-loop transverse differential protection and single line and zero-sequence protection setting calculation. Finally, according to the design specifications of the 220kv line relay, select the corresponding microprocessor-based protection device.[Key words] relay, operation mode, distance protection, 220kV line relay.第一章保护的配置各保护的功能说明1.1保护的配置电能是一种特殊的商品,为了远距离传送,需要提高电压,实施高压输电,为了分配和使用,需要降低电压,实施低压配电,供电和用电。

发电----输电----配电----用电构成了一个有机系统。

通常把由各种类型的发电厂,输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。

电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。

不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但是没有发生故障的运行状态,如:过负荷,过电压,频率降低,系统振荡等。

故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。

其中最常见且最危险的是各种类型的短路,电力系统的短路故障会产生如下后果:(1)故障点的电弧使故障设备损坏；(2)比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应,使故障回路中的设备遭到破坏；(3)部分电力系统的电压大幅度下降,使用户的正常工作遭到破坏,影响企业的经济效益和人们的正常生活；(4)破坏电力系统运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使电力系统瓦解,造成大面积停电的恶性循环；故障或不正常运行状态若不及时正确处理,都可能引发事故。

为了及时正确处理故障和不正常运行状态,避免事故发生,就产生了继电保护,它是一种重要的反事故措施。

继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,且继电保护装置是完成继电保护功能的核心,它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

继电保护的任务是:(1)当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动,迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运行。

(2)当电力系统中某电气元件出现不正常运行状态时,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。

原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。

继电保护装置的组成：被测物理量－－→测量－－→逻辑－－→执行－－→跳闸或信号↑整定值测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。

逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。

1.2各保护的功能说明AB线：高频闭锁距离保护、相差高频保护、三段式距离保护、三段式零序保护。

BC线：双线：横差保护(c采用三段式接地，可同时反映相间及接地故障)。

单线：三段式距离保护、三段式零序保护、高频闭锁距离保护。

CD线：高频闭锁距离保护、两段式距离保护、零序过电流保护。

高频闭锁距离保护是以线路上装有方向性的距离保护装置作为基本保护,增加相应的发信与收信设备,通过通道构成纵联距离保护。

差动保护主要用于电力变压器的保护。

其原理是监视保护设备两个不同监测点电流的变化，从而发现被监测对象有无异常，当异常值到达整定值，即动作断路器，将设备从系统中切除，防止事故扩大。

差动保护有纵差和横差两种。

接地距离保护：是保护线路或元件接地短路的保护，一般分四段式。

保护范围：本线路或元件并做下一级的后备。

相间距离保护：是保护线路或元件相间短路的保护，一般分三段式。

保护范围：本线路或元件并做下一级的后备。

高频闭锁距离保护特点是: 1、能足够灵敏和快速地反应各种对称与不对称故障；2、仍保持后备保护的功能；3、电压二次回路断线时保护将会误动,需采取断线闭锁措施,使保护退出运行。

4、不是独立的保护装置,当距离保护停用或出现故障、异常需停用时,该保护要退出运行。

变压器横差保护--用于两台并联运行的变压器（各项技术参数相同）。

差动继电器安装于各台变压器（一般安装于高压侧），根据功率输出相等的原则，监测两台变压器的运行状况。

变压器纵差保护--差动继电器安装于变压器的高低、压侧（或组合继电器的线分别接高、低压侧的保护CT回路），根据输入、输出功率相等原理（要修正空载损失），监测变压器运行状况。

一旦两侧被监测数据异常达到整定值，即保护装置即动作开关，将变压器从系统切除。

图2-1 220kV区域电网主接线图220kV区域电网主接线图如附图所示，发电机和变压器参数如下：12发电厂台数型号容量（MW）U e（kV）cosφX d〃％A厂 2 AF—150—60/12800150 13.8 0.85 21.78B厂 2 QFSS—200—2 200 15.75 0.85 18.26 C厂 4 QFSS—250—2 250 15.75 0.85 17.47二、线路X1=X2=0.4Ω/kM，X0=3X1, 线路阻抗角75°,负荷阻抗角30°三、变压器（X1=X2）厂站台数型号容量（MVA）U e(kV)U k%Ⅰ—ⅡⅠ—ⅢⅡ—ⅢA厂 2 SSPL1—180000/220180 242±2.5%/15.75 12.2B厂 2 SFPSL—240000/220240 242±2×2.5%/15 13.4C厂 4 SFP—300000/220300 242±2×2.5%/15 14.8D站 2 SFPSL—120000/220120242±2×2.5%/121/1114 23.2 7.46第三章全网络正、负、零序网络图3-1 正序网络图3-2 负序网络图3-3 零序网络第四章 电网各个元件参数计算及负荷电流计算4.1基准值选择基准功率：S B =1000MV ·A ，基准电压：V B =230kV 。

基准电流：I B =S B /1.732V B =1000×103/1.732×230=2.51kA ；基准电抗：Z B =V B /1.732I B =230×103/1.732×2510=52.9Ω；电压标幺值：E=E (2)=1.054.2输电线路等值电抗计算 (1)线路AB 等值电抗计算正序以及负序电抗：X AB =X 1L AB =54×0.4︒∠75Ω=21.6︒∠75Ω X AB*=X AB1/ X B =21.6︒∠75/52.9 =0.408︒∠75零序电抗：X AB =X 0L AB =3X 1L AB =3×21.6︒∠75=64.8︒∠75Ω X AB*=X AS20/Z B =3×0.408︒∠75=1.224︒∠75 (2)双回线路BC 线每回等值电抗计算正序以及负序电抗：X BC =X 1L BC =0.4︒∠75×86=34.4︒∠75ΩX BC*=X BC /Z B =34.4/52.9=0.65︒∠75 零序电抗：X BC0=X 0L BC =3X BC =103.2︒∠75ΩX AB0*=3X AB*=1.95︒∠75 (3)线路CD 等值电抗计算正序以及负序电抗：X CD =X 1L CD =0.4︒∠75×54=18︒∠75ΩX CD*=X CD /Z B =18/52.9=0.34︒∠75 零序电抗：X AC0=3X AC =54︒∠75Ω X AC0*=3X AC*=1.02︒∠75 4.3变压器等值电抗计算(1)A 电厂变压器1A 、2A 等值电抗计算N N K T S U U X 100(%)2=;X T1=X T2=(U K %/100)×(V N 2×103/S N )≈35.668ΩX T1*=X T2*=X T1/Z B =35.668/52.9=0.678 (2)B 电厂变压器1B 、2B 等值电抗计算X TB1=X TB2=(U K %/100)×(V N 2/S N )≈29.52Ω X TB1*=X TB2*=X TB1/Z B =29.52/52.9=0.558 (3)C 电厂变压器1C 、2C 、3C 、4C 等值电抗计算X TC1=X TC2=X TC3=X TC4=(U K %/100)×(V N 2/S N )≈26.08Ω X TC1*=X TC2*=X TC3*=X TC4*=X TC1/Z B =0.493 (4)D 变电所三相变压器1D 、2D 等值电抗计算X TD1=X TC2=X TC3=X TC4=(U K1%/100)×(V N 2/S N )≈65.54ΩX TD1=X TC2=X TC3=X TC4=(U K2%/100)×(V N 2/S N )≈-7.67Ω X TD1=X TC2=X TC3=X TC4=(U K3%/100)×(V N 2/S N )≈36.71Ω X TD11*=X TD21*=X TD11/Z B =1.239 X TD12*=X TD22*=X TD12/Z B =-0.145 X TD13*=X TD23*=X TD13/Z B =0.694 4.4发电机等值电抗计算(1)A 厂发电机G1、G2电抗标幺值计算X GA1* =X GA2*=(X%/100)S B /S G==（x%/100）1000/(150/0.85)=1.234 X GA1=1.234×52.9=65.28Ω (2)B 厂发电机G1、G2电抗标幺值计算X GB1* =X GB2*=(X%/100)S B /S G =（x%/100）1000/(200/0.85)=0.776 X GB1=0.776×52.9=41.05Ω(3)C 厂发电机G1、G2、G3、G4电抗标幺值计算X GC1* =X GC2*=X GC3* =X GC4*=(X%/100)S B /S G =（x%/100）1000/(250/0.85)=0.593 X GC1=0.593×52.9=31.37Ω 4.5最大负荷电流计算(1)AB 线路最大负荷电流计算(拆算到220kV)I AB ·max =A 60730cos 22031000200cos 3=⨯⨯⨯=。