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1、220kV电网输电线路继电保护与自动装置的设计目 录一、绪论11.1 课题来源及意义11.2 继电保护的现状11.3 本文主要内容1二、输电线路继电保护原理32.1 基本要求32.2 基本工作原理52.3 220kV线路保护52.4 输电线路继电保护配置原理52.5 输电线路参数的计算7三、短路电流计算及其电气设备选择103.1 短路电流计算103.1.1画等值网络图103.1.2短路点的选择123.1.3短路电流计算结果153.2 设备选择及其校验153.2.1断路器的选择计算153.2.2隔离开关的选择计算163.2.3电流互感器的选择计算17四、输电线路继电保护整定计算194.1 220
2、kV输电线路相间保护整定计算194.1.1 距离保护的基本概念194.1.2距离保护的整定194.1.3 距离保护的评价及应用范围204.2 220KV输电线路零序保护整定计算214.2.1 零序电流保护的特点214.2.2 接地短路计算的运行方式选择214.2.3 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择214.2.4 220KV输电线路零序继电保护的整定计算224.2.5 零序电流保护的评价及使用范围23五、自动重合闸285.1 自动重合闸的作用285.2 自动重合闸的分类285.3 自动重合闸动作时间整定应考虑问题295.4 双侧电源线路三相跳闸后的重合闸检查条件305.5 综合重合闸的
3、主要元件315.6 综合重合闸整定计算算例315.7 重合闸的参数列表32结论33致谢35参考文献36摘 要电力在现代生产生活中是必不可少的，没有电能社会生活和生产不能正常进行。鉴于电能对社会发展的重要作用，维护电能显得格外重要，继电保护则是电力系统能否正常工作的关键所在。继电保护可以保证电力系统的正常运转，也可以迅速排除故障部分，保证无故障部分迅速恢复工作；不仅确保了社会生活和经济的正常运转，还可以维护人们生命财产的安全。本设计对220kV电网进行了继电保护和自动装置整定计算，包括对电气主接线设计及主要电气设备的选择、系统运行方式的制定和变压器中性接地点的选择系统、最大负荷的潮流分布继电保护
4、装置的整定计算及校验,根据本电网的特点和运行要求，在满足继电保护“四性”要求的前提下，求得最佳方案，分别配置了零序、距离、高频以及横差保护，最后对全套保护进行了评价。关键词：继电保护；220kV；整定计算Design Of Relay Protection And Automatic Device For 220kV Transmission LineABSTRACTElectric power is essential in modern production and life. Without electric energy, social life and production can
5、not be carried out normally. In view of the important role of electric energy in social development, the maintenance of electric energy is particularly important, and relay protection is the key to the normal operation of the power system. Relay protection can ensure the normal operation of the powe
6、r system, can also quickly remove the fault part, and ensure the rapid recovery of the fault free part; not only ensure the normal operation of social life and economy, but also maintain the safety of peoples lives and properties. In this design, the setting calculation of relay protection and autom
7、atic device for 220kV power grid is carried out, including the design of main electrical connection, the selection of main electrical equipment, the formulation of system operation mode, the selection of neutral grounding point of transformer, the setting calculation and verification of the maximum
8、load current distribution relay protection device, According to the characteristics and operation requirements of the power grid, on the premise of meeting the requirements of four characteristics of relay protection, the best scheme is obtained, and zero sequence, distance, high frequency and trans
9、verse differential protection are respectively configured. Finally, the full set of protection is evaluated.一、绪论1.1 课题来源及意义继电保护系统是电力系统的重要组成部分，它对保证系统安全运行起着非常重要的作用。继电保护整定计算作为继电保护系统的一个重要环节，在充分发挥继电保护装置的作用，使继电保护装置在电力系统发生故障或处于异常运行状态时能够有选择的、可靠的、快速的、灵敏的地做出反映，因此继电保护装置是电网及其电气设备安全运行的可靠保证。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响
10、到电力系统的安全运行。如果设计或配置不当，保护将不能正确动作，从而会扩大事故停电范围，有时可能还会造成人身和设备安全事故。因此合理的选择保护方式和准确的整定计算，对保证电力系统有非常重要的意义。1.2 继电保护的现状20世纪70年代以前继电保护整定工作主要是人工整定，整定计算主要依靠手工并辅助专用的计算工具完成这一阶段的整定计算方法存在计算量大、计算时间长的不足，无法满足生产的需要。80年代后，出现了专门进行继电保护整定计算的整定软件，但由于计算机技术等条件的限制，基于DOS操作系统的整定软件不仅缺乏友好的人机交互界面操作使用不方便，而且计算规模受限制，在复杂问题的处理方面还有许多不足。90年
11、代后，计算机技术蓬勃发展，硬件价格迅速下降，软件开发技术不断进步，同时电网的发展也很迅速，由此出现了很多科研院所积极开发整定计算软件，各电网用户也积极支持整定软件开发的局面。尤其是近几年，整定计算软件的发展很快，出现了百花齐放的局面。1.3 本文主要内容本次毕业设计的主要内容是220kV线路继电保护整定计算与自动装置的设计。首先，全面了解220kV输电线路的运行特点，继电保护装置的工作原理以及220kV输电线路的继电保护原理，220kV输电线路对继电保护的要求以及对电力系统安全、稳定、经济运行所起的作用。随后按照继电保护原理对220kV输电线路的保护进行了分析设计，并在此基础上完成220kV输
12、电线路的电气设备选取。最后，根据所给定的系统图、原始数据，建立序网，选定故障点进行短路电流计算，设计保护方案的配置，选择系统运行方式及变压器中性点接地方式，根据不同保护之间地配合完成分支系数计算。最后，完成相间距离保护、接地距离保护整定计算并进行灵敏度校验，完成纵联差动的配置及与保护的配合设计，完成自动重合闸装置与保护的配合设计。二、输电线路继电保护原理2.1 基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护四性。1.选择性：选择性是指电力系统发生故障时，应由距故障点最近的保护装置动作，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小， 以
13、保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。图2.1 保护选择性说明图例如：当d1短路时，保护1、2动其他跳1DL、2DL，有选择性；当d2短路时，保护5、6动其他跳5DL、6DL，有选择性；当d3短路时，保护7、8动其他跳7DL、8DL，有选择性；若保护7拒动或7DL拒动，保护5动作其他跳5DL，有选择性；若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动作跳5DL，则越级跳闸，没有选择性。小结：选择性就是故障点在区内就动作，区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，
14、应优先采用。2.速动性：快速地切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低情况下工作的时间，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。故障切除的总时间等于保护装置和短路器动作时间之和。一般的快速保护的动作时间为0.020.04s，最快的可达0.010.02s；一般的断路器的动作时间为0.060.15s，最快的可达0.020.04s。3.灵敏性：指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反应出来。通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为K1m。对反应于
15、数值上升而动作的过量保护（如电流保护）（2.1）对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）（2.2）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点来计算的。在规程中，对各类保护的灵敏系数的要求都做了具体规定。4.可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应拒绝动作，而在任何其他该保护装置不应该动作时的情况下，则不应该误动作。继电保护的误动作和拒绝动作都会给电力系统造成严重危害。然而，提高不误动的安全性措施与提高不拒动的信赖性措施往往是矛盾的。由于不同的电力系统结构不同，电力元件在电力系统中的位置不同，误动和拒动的危害不同，因而提高保护的安全性和依赖性的侧重点在不同的情况下有所不同。例如，220kV及以上电压的超高压电网，由于电网联系比较密切，联络线较多，系统备用容量较多，如果保护误动作，使某条线路、某台发电机或变压器误切除，给整个电力系统造成直接经济损失较小。但如果保护装置拒绝动作，将会造成电力元件的破坏或者引起系统稳定的破坏，造成大面积停电事故。在这种情况下一般应该更强调保护不拒动的信赖性，目前要求每回220kV及以上的电网都装设两套工作原理不同、工作回路完全独立的快速保护，采取各自独立跳闸的方式，提高不拒动的信赖性。2.2 基本工作原理对于电流增
