某电网110kV输电线路的保护配置与整定计算

2.2距离保护的综合评价
• 主要优点：与电流电压保护相比较，距离保护具有以 下优点： • （1）灵敏度高。阻抗继电器反映了正常工作情况 与短路故障时的电流、电压质的变化，断路故障是电 流增大，电压降低，阻抗的变化量更加显著。所以， 比反应单一物理量的电流、电压保护的灵敏度高。 • （2）保护范围与选择不受系统运行方式的影响。 当系统运行方式改变时，短路故障电流和母线剩余电 压都发生变化。例如，在最小运行方式下，短路故障 电流减小，电流速断保护要缩短保护范围，过电流保 护要降低灵敏度。而距离保护由于短路点至保护安装 处的点阻抗取决于短路点至保护安装处距离，不受系 统运行方式的影响，因此，距离保护的保护范围与选 择性不受系统运行方式的影响。
• 在整个系统中选择了4个短路点d1、d2、d3、d4 。之所以选这四个点是因为本系统需要零序电流 保护，通过这四点算出最大最小零序电流为后面 的零序电流整定奠定基础
等值电路图和各短路点
d1短路时的正序网络图
d1短路时的零序网络图
3.2 电网各元件等值电抗计算
• 电网各元件等值电抗计算 • 零序短路电流的计算 23-25 • 零序短路电流计算成果
1 绪论
• 设计目的和意义 • 继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分。 对保证电力系统的安全经济运行,防止事故发生和扩 大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性, 电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局部电网 和设备事故,而得不到有效控制,就会造成对电网稳定 的破坏和大面积停电事故。现代化大电网对继电保 护的依赖性更强,对其动作正确率的要求更高。
┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ 输入信号─→│ 测量 │─→│ 逻辑 │─→│ 执行 │─→ 输出信号 └───┘ └───┘ └───┘ ↑ └ 整定值
1.2对电力系统继电保护的基本要求
• (1)选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件 从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保 证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 • (2)速动性：是指快速地切除故障，以提高电力系 统并列运行稳定，减少用户在电压降低的情况下 工作的时间，以及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。 • (3)灵敏性：是指保护装置对其保护范围内的故障 或不正常运行状态的反应能力，灵敏性常用灵敏 系数来衡量。 • (4)可靠性：是指在保护装置规定的保护范围内发 生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动 作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其它 任何情况下，则不应该动作（即不误动）。
1.3继电保护的任务
• 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电器元 件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器 跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务 是： • （1）自动，迅速，有选择性地将故障元件从电力 系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保 证其它无故障部分迅速恢复正常运行。 • （2）反应电器元件的不正常运行状态，并根据运 行维护的条件（例如有无正常值班人员），而动 作于发出信号，减负荷或跳闸。此时一般不要求 保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的 危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和 由于干扰而引起的误动作。
•
故障包括各种短路和断路，同时最常见也是 最危险的故障是发生各种型式的短路，发生短路 时会造成故障点通过很大的短路电流并可能会产 生电弧，使故障元件损坏；短路电流通过非故障 原件，由于发热和电动力的作用，引起损坏及缩 短它们的使用寿命；电力系统中部分地区的电压 大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响工厂的 产品质量；破坏电力系统并列运行稳定性，引起 系统振荡，甚至使整个系统瓦解。 • 不正常运行状态是指电力系统中电器元件的 正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态 。如：过负荷、频率降低、过电压、电力系统振 荡等。故障和不正常运行状态，都可能在电力系 统中引起事故。
4距离保护整定计算
• 距离保护整定计算和校验 • 零序电流保护的整定计算 27-34 • 继电保护距离保护计算成果
继电保护零序电流保护的整定计算成果
• 通过对保护的整定计算和校验，所设计线路的保 护装置满足电力系统继电保护的基本要求，因此 所设计线路满足要求。
题
目：某电网110kV输电线路的保护配 置与整定计算
专
业：电气工程及其自动化
主要内容
• 本次设计主要分为四章，第一章绪论主要对继电 保护进行综述，包括继电保护的作用，继电保护 的基本要求，继电保护的基本原理、构成及继电 保护的发展史。第二章介绍输电线路的距离保护 及其优缺点以及零序电流保护。第三章进行 110kV电网线路保护设计及故障点的选择和正序 、负序零序网络的制定，电网各元件等值电抗计 算，零序短路电流计算。第四章对距离保护及零 序电流保护进行整定计算及校验。
三段式距离保护基本配置原则： 距离I段：保护本线路全长的80%-85% 距离II段：与距离I段配合作为本线路的主保护 距离III段：保护线路的全长作为本线路的后备保护 以及相邻线路保护装置及断路器拒动的后备保护
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110kV电网线路保护设计
110kV系统线路主接线图
3.1故障点的选择和正、负、零序网络的制定
2距离保护的基本性质
• 电流、电压保护的主要优点是简单、可靠、经济 ，但他们的灵敏性受系统运行方式变化的影响较 大，特别是在重负荷、长距离、电压等级高的复 杂网络中，很难满足选择性，灵敏性及快速切除 故障的要求，为此，必须采用性能完善距离保护 • 距离保护：反应映故障点至保护安装处之间的距离 ，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装 置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它 可以根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装 处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量 阻抗。当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小 ，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测 量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护具 有选择性地切除故障线路
1.1保护装置的组成部分
• 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。 • 测量部分：被保护对象输入有关信号，再与给定 的整定值比较，以判断是否发生故障或不正常运 行状态。 • 逻辑部分：依据测量部分输出量的性质、出现 的顺序或其组合，进行逻辑判断，以确定保护是 否应该动作。 • 执行部分：依据前面的环节判断得出的结果予 以执行：跳闸或发出信
• 主要缺点：不能实现全线瞬动。对双侧电源线路 ，将有全线的30﹪～40﹪的第Ⅱ段时限跳闸，这 对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说 是不能接受的。阻抗继电器本身较长复杂，还增 设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此距 离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。
2.3零序电流保护
• 对于110KV线路采用中性点直接接地方式，当中 性点接地的电网中发生短路时将出现很大的零序 电流，因此利用零序电流构成接地短路的保护。 • 当中性点直接接地的电网中发生短路时，将出现 很大的零序电流，而在正常情况下它们是不存在 的。因此，利用零序电流来构成接地短路的保护 ，就有显著的特点。 • 因此利用距离保护和零序电流保护作为110KV线 路的主要保护装置。
• （3）迅速动作的范围比较长。距离保护常采用阶 梯型时限特性，由于距离保护的保护范围基本上 不受系统运行方式的影响，所以距离保护Ⅰ段的 保护范围比电流速断保护范围长，距离保护Ⅱ段 的保护范围比时限电流速断保护范围长，因而距 离保护迅速动作的范围较长。 • （4） 能满足多电源复杂电网对保护动作选择性 的要求；阻抗继电器是同时反应电压的降低和电 流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有 较高的灵敏度。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行 方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段受系统运行变化的影响 也较电流保护要小一些，保护区域比较稳定。