线路电流电压保护设计

3 本文保护设计方案
考虑到 110KV 单电源环形网络相间短路保护可能采用带方向或不带方向的电 流电压保护，因此在决定保护方式前，必须详细计算各短路点短路时，流过有关 保护的短路电流 IK。 然后根据计算结果， 在满足 “继电保护和自动装置技术规程” 和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。 电力系统运行中最常发生的故障是相间短路，参考以上设计原则，做出设计
2 继电保护的设计原则
根据《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》 （GB 50062-92）可知， 110KV 中性点直接接地电力网输电线路的保护设计原则如下： 第 6.0.1 条 对 110KV 线路下列故障，应装设相应保护装置： 一、单相接地短路 二、相间短路 第 6.0.2 条 第 6.0.3 条 110KV 线路后备保护配置宜采用远后备方式。 对接地短路应装设相应的保护装置，应符合下列规定： 一、宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护; 二、对某些线路当零序电流保护不能满足要求时，可装设接地 距离保护， 并应装设一段或两段零序电流保护做后备保护。 第 6.0.4 条 对相间短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定： 一、单侧电源线路，应装设三相多段式电流或电流电压保护；
参考文献 ............................................................................................................ 19 9 10 附录一：计算书 ......................................................................................... 20 附录二：1QF 保护原理接线图 ................................................................ 21
容量 /MVA 40 60 20
短路电压百分值 ������������ % 10.5 10.5 10.5
等值电抗
等值电抗
（标幺值） （有名值） 0.2625 0.175 0.525 34.7156 23.1438 69.4313
2
方案如下： 相间短路保护的整定计算取系统最大运行方式下三相短路电流，以作电流整 定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。为 例便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的 IK,将计算结果列成表格。 计算时，采用标幺值，电压一律选取平均电压。 选用保护方式时，先选择主保护，然后选择后备保护。通过整定计算，检验 能否满足灵敏性和速动性要求。 当采用的保护不能很好地满足选择性或速动性地要求时，采用自动重合闸来 校正选择性或加速保护动作。 当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性地前提下，可考虑利用电流、电压 联锁速断保护或者保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。 在用动作动作电流、电压或动作时间能保证选择性时，不采用方向元件以简 化保护。 后备保护的动作电流必须配合，要保证较靠近电源的上一元件保护的动作电 流大于下一元件保护的动作电流，且有一定的裕度，以保证选择性。 以上不考虑全线速动保护，优先考虑三段式电流电压保护作为本线路的主保 护及后备保护，如不能满足灵敏性及速动性的要求时，则考虑电流电压联锁速断 保护或装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保护。
1 原始资料分析
2×20MVA Uk=10.5%
B
1.5S A
2×40MVA Uk=10.5%
G ~ G ~ G ~
3×50MW COSφ=0.85 Xd〃=0.129 60MVA Uk=10.5%
40KM 1QF 2QF 3QF 40KM
6QF 50KM
5QF
4QF
1S C 20MVA Uk=10.5%
������������ √3������������
= 132.25Ω
1.发电机的电抗标幺值： X������∗ = 式中
100������������
" ������������ —发电机次暂态电抗；
������������ —基准容量 100MVA； ������������ —发电机额定容量，单位 MVA; 计算过程详见计算书，计算结果如表 4.1 所示：
(5)线路的电抗均为 Xl=0.4Ω/km ，线路 AB 长度 lAB=40km，线路 BC 长度 lBC=40km，线路 CA 长度 lCA=50km； (6)线路 AB、 BC、CA 的最大负荷电流分别为 230A、150A、230A；负荷自启 动系数 Kss=1.5； (7)网络中各线路均采用带方向或不带方向的电流电压保护， 变压器均采用纵 差保护作为主保护，变压器均为 Y，d11 接线； (8)电压互感器的变比 TV=110/0.1，AB、AC 线路电流互感器变比 TA=300/5， 其他参数如图 1.1 所示；
图 1.1 单侧电源环形网络图
1.1 原始资料
已知本系统由三台发电机经三台升压变压器由 A 母线与单侧电源环形网络相 连其电能通过电网送至 B、C、D 三个降压变压器降至用户侧电压等级，给用户供 电。本次任务就是给 110KV 线路配置相应的保护。
1.2 相关参数
110KV 网络的接线如图 1.1 所示； (1)发电厂的最大发电容量为：3*50MW，最小容量为 2*50MW(发变组停运)； (2)网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行； (3)A 母线升压变压器：2*40MVA、Uk%=10.5%；60MVA、Uk%=10.5% B 母线降压变压器：2*20MVA、Uk%=10.5%； C 母线降压变压器：20MVA、Uk%=10.5%； (4)各变电所引出线上后备保护的动作时间如图所示，后备保护的时限级差 △ t＝0.5s;
������������
式中
������������ %—变压器短路电压百分值； ������������ —基准容量 100MVA； ������������ —变压器额定容量，单位 MVA;
计算过程详见计算书，计算结果如表 4.2 所示：
表 4.2 变压器参数计算结果
变压器 T1、T2 T3 T4、T5、T6
4 系统中各元件参数的计算
计算时取基准容量 SB=100MVA，UB=Uav=115KV， 则基准电流������������ =
������������ √3������������
= 0.502������������，基准电抗������������ =
" ������������ ������������
继电保护课程设计
题 目: 线路电流电压保护设计 专业班级： 学 号：
院系名称： 学生姓名： 指导教师：
教师职称：
评语及成绩：
指导教师： 日 期：
摘
要
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，也使得继电保护得以飞 速的发展。 继电保护装置必须具备继电保护的“四性”要求，即安全性、可靠性、 迅速性、 灵敏性。 继电保护能够在系统运行过程中发生故障和出现不正常现象时， 迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范 围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。 本次继电保护设计是 110KV 线路电流电压保护设计。首先介绍了电力系统继 电保护的基础知识，然后根据给定的 110KV 线路的接线图及参数，进行短路电路 计算，制定出反映输电线路上相间短路的继电保护配置方案，详细说明了短路电 流保护的具体整定计算方法； 并简要介绍了 110KV 继电保护线路保护的配置方法。 通过对所配置的继电保护进行继电保护整定计算和校验，论证继电保护配置的正 确性。 关键词: 110KV 线路 继电保护 电流电压联锁速断保护
3
表 4.1 发电机参数计算结果
容量/MW 50
功率因数 cosφ 0.85
次暂态电抗
" ������������
次暂态电抗 （标幺值） 0.2193
次暂态电抗 （有名值） 29.0024
0.129
������ 2.变压器的电抗标幺值：X ������∗ = 100������
������源自文库%������������
目
摘 1 1.1 1.2 2 3 4 5 6 6.1 7 7.1 7.2 7.3 7.4 8
录
要 ................................................................................................................ 1 原始资料分析 ............................................................................................... 1 原始资料........................................................................................................... 1 相关参数........................................................................................................... 1 继电保护的设计原则.................................................................................... 2 本文保护设计方案 ....................................................................................... 2 系统中各元件参数的计算 ............................................................................ 3 短路电流计算 ............................................................................................... 5 线路继电保护整定计算 ................................................................................ 6 三段式方向电流保护整定计算....................................................................... 6 继电保护设备的选择.................................................................................. 13 互感器选择..................................................................................................... 13 电压互感器二次回路断线闭锁装置............................................................. 15 继电器的选择................................................................................................. 16 元器件清单..................................................................................................... 17 对保护的综合评价 ..................................................................................... 18