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1、毕业小论文题目 220KV某电网继电保护 及自动装置设计 学生姓名 * 学号 123456789 专业电*班级*指导教师 杜伟伟 评阅教师 完成日期 2011年 5 月1 日 优质+材料220KV某电网继电保护及自动装置设计设计学 生：*指导教师：杜伟伟（三峡大学 电气学院）摘要：本设计对220KV电网进行了继电保护和自动装置整定计算，根据本电网的特点和运行要求，在满足继保护“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；自动装置；自动重合闸装置；装置选择Abstract: the design of 220KV powe
2、r grid of the relay protection and automatic device setting calculation, according to the characteristics and operation requirements power, and to meet the requirements of four sex protected under the premise of optimal scheme, respectively, zero sequence, the configuration of distance, high frequen
3、cy and horizontal differential protection for full protection, finally evaluated.Keywords: Relay protection; Automatic device; Automatic reclosing device; Device choice前言一、电网的特点:本次课题所选的电网系统接线中,主要包括两个发电厂、两条平行双回线路及两条单回输电线路构成辐射状态连接起来的整体系统,同时还有两个降压变压器。本系统为220KV多电源电网，负荷分配均匀、合理。线路属于中、短距离线路，避免了因线路长而灵敏度不易配合
4、的问题。但由于系统中含有两条处于中心的平行线路，这样，给设计整定带来了一定的难度和麻烦。二、设计总原则：本设计以原电力部生产司1979年颁布的110220kV电网继电保护和自动装置运行条例和水利电力出版社1993年颁布的电力系统继电保护和自动装置整定计算的有关规定和要求为依据。同时，根据电网结构和运行要求的不同，在满足继电保护“四性”（速动性、选择性、灵敏性、可靠性）的前提下，求得最佳方案，采用性能比较稳定的新型设备，以适应电力系统快速发展的要求。三、保护装置的配置情况：对于220KV大接地电网中，应装设反应接地短路和相间短路的保护装置，而且，一般应装设振荡闭锁装置。1、单侧电源辐射电网单回线
5、路上，一般可装设阶段式电流、电压保护（带方向或不带方向）为主保护。当不满足选择性、灵敏性及速动性的要求时，则应采用距离保护作为主保护。2、在双电源线路上，如果要求全线速动切除故障时，则应装设高频保护作为线路的主保护。距离保护、零序保护、接地距离保护作为后备保护。3、平行线路上，对于220kV线路，一般应装设横差方向保护或全线速动的高频保护作为线路的主保护，以距离保护或阶段式电流、电压保护（带方向或不带方向）为后备保护。4、对于单相或多相接地短路故障，一般装设带方向性的或不带方向性的无时限或带时限的零序电流速断保护及灵敏的零序过电流保护，若零序电流保护不能满足选择性和灵敏性的要求，需要装设全线速
6、动高频保护或接地距离保护。在平行线路上，一般零序横联差动保护作为主保护。如果根据系统运行的稳定性等要求，需要装设一套高频保护作为相间短路和接地短路的主保护，由于电网中要求保护动作性能越来越高，在220KV线路中，一般装置为两套高频保护作为主保护，距离、接地距离和零序方向过流保护作为后备保护，以适应电力系统发展的要求。1 运行方式与序网等值图继电保护整定计算用的运行方式是在电力系统允许方式确定的条件下，在不影响继电保护效果的前提下，为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的，特别是个别问题主要从继电保护方面考虑决定。整定计算的运行方式选择合理与否，不仅影响继电保护的保护实效，也会影响到
7、继电保护配置和选型的正确性。11 运行方式的选择我们所选定的保护方式必须考虑运行方式变化所带来的影响。在不同系统运行方式下都应能够满足选择性和灵敏性的要求，对于过流保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定整定值，以保证选择性，根据系统最小运行方式来校验其保护灵敏度，以保证其灵敏度。最大及最小运行方式的选择，要根据保护的要求以及系统的主接线运行综合考虑。总原则如下：(1) 保证系统在正常运行方式下，保护对各种故障都有较好的工作性能和较高的灵敏度；(2) 考虑系统在实际可能检修的情况下，发生故障时，保护能满足所规定的要求；(3) 不考虑极少见的特殊方式，必要时，可采取特殊措施加以解决。本设计电
8、网最大运行方式和最小运行方式已给定，见表11：表11：运行方式代 号运 行 方 式-最大发电机、变压器、线路全部投入运行-最小C端站1#、2#、3#发电机运行，4#发电机停运；D端站2#变压器运行，1#变压器停运； BC段单回线运行。12 系统中各元件的主要参数1.2.1 电机及等值系统参数：A厂1#机、系统、系统、C厂1#、2#机、C厂3#、4#机。1.2.2 变压器及等值系统参数：(1) 双绕组变压器：(2) 三绕组变压器：D站1#、2#变和E站1#、2#变算法同B站。C站1#、2#、3#、4#变算法同A站。分别给出各站变压器参数计算结果（标幺值）。1.2.3 输电线路的参数计算时线路单位
9、长度的电抗为X1=X2=0.41/KM，线路的阻抗=800电抗的计算. 有名值 X=XL 标幺值 X* =XL/ZJ零序电抗的计算 有名值: XD=3X 标幺值：XD*=3X*在双回线上 单回:X0=3X XD*=3X* 双回:X0=5X XD*=5X*关于零序电抗的计算:发电厂:由于本系统主变低压侧均为接线,零序电流在侧自成回路,不流入发电机,故零序网络中没有发电机零序电抗.变压器:由于是静止电机且三相对称,所以,本设计取X1=X2=X0。公式如下：负荷电流If=P/(Ub), If*=Pm/(Sbcos)；负荷阻抗Z=Ubcos/(If), Z*=Ubcos/(If*)13 变压器中性点的
10、接地原则在接地电流系统中，中性点接地变压器的台数、容量及其分布情况对电网中不同地点的零序电流和零序电压有很大影响。因此，变压器的中性点是否接地应根据不同运行方式电网发生接地短路时，要求在满足保护装置特性配合的情况下，中性点直接接地变压器的数量尽可能少。而且，在系统处于各种不同运行方式下，发生单相接地短路时，零序电流和零序电压的分布尽可能不变，其接地原则有如下几条：(1) 在单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电站变压器中性点应接地。(2) 在具有两台以上的变压器，而且是双母线固定连接方式运行的发电厂和高压母线上有两回以上电源联络线的变电所，每组母线上至少有一台变压器的中性点直接接地，
11、这样当母联开关断开后，每组母线上至少保留有一台变压器的中性点直接接地。(3) 在单电源网络中，终端变电所的变压器中性点一般不应接地。(4) 在多电源的网络中，每个电源处至少应该有一个中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其它电源切断联系时，形成中性点不接地系统。(5) 变压器低压侧接入电源，当大接地电流电网中发生接地短路而该电源的容量能够维持接地点发生的电弧时，则变压器的中性点应该接地，如果该电源的容量不是足以维持接地电弧时，则中性点不接地。(6) 为便于线路接地保护配合，在低压侧没有电源的枢纽变电所，部分变压器的中性点应直接接地。(7) 接在分支线上的变电所，低压侧虽无电源，但变压
12、器低压侧是并联运行的，为使横差差动保护正确动作，变压器的中性点应接地。(8) 自耦变压器由于绝缘要求，中性点必须接地。根据以上所述原则，本设计的系统作如下选择接地点：1） A站 主变中性点应直接接地，当线路AB发生接地短路故障时，该主变流过零序电流。2） C站 1#、2#及3#、4#主变为双母线同时运行，且在最小运行方式下4#机停运，故1#、3#或2#、3#接地。3） D站 1#、2#均为自耦变压器，为了在最大、最小运行方式运行系统或CD线发生接地短路，主变均可流过零序电流，1#、2#主变均应接地。E站根据第6条任选一台接地。4） B站系统有一台变压器接地，故三圈变压器不接地。14 正序、负序
13、、零序等值网络图141 正序、负序等值网络图（1） 最大运行方式图 （2） 最小运行方式图142 零序等值网络图（1） 最大运行方式图（2） 最小运行方式图2 短路电流计算短路电流计算的目的，是为了对保护装置进行整定计算和校验灵敏度,要计算短路电流,首先要选定运行方式，这关系到所选保护是否经济、可靠及灵敏性。在整定计算中，相间保护的整定值以最大运行方式下三相短路电流为依据。校验灵敏度则以两相短路电流为依据，接地保护的整定除不同运行方式外，还取决于接地短路的类型，才能确定电流大小。不同的短路电流计算于不同的保护。2.1 三相短路2.2 两相短路2.3 单相接地短路2.4 两相接地短路由于本系统允
14、许切除故障的时间为0.2秒，为了保证系统运行稳定，当220KV输电线路任何地点发生短路故障时，继电保护切除故障的时间都必须小于0.2秒。因而对电源的双回线路应采用高频保护。后备保护采用距离、零序保护比较合适。对单电源辐射的CE线路可选用距离保护作为相间短路保护，零序电流保护作为接地短路保护。3 有关保护的计算整定原则短路电流计算3.1 距离保护距离保护是以反映从故障点至保护安装处之间的距离（或阻抗大小）的，距离（阻抗）继电器为主要元件，动作时限具有阶梯特性的保护装置。当故障点至保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当故障点至保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。配上方向元件及时间元件，即组成了具有阶梯特性的距离保护装置。当故障线路中的电流大于阻抗继电器的允许精工电流时，保护装置的动作性能与通过保护装置的故障电流大小无关。3.1.1 距离保护的整定计算A B C K1 K2 1 2 3 K3 K4(1) 距离段的整定计算距离段应在保证选择性的前提下，是保护范围尽可能大。因此，保护的第段动作阻抗应按躲过下一线路出口短路时正序阻抗来整定。
