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1、110KV线路继电保护系统设计前言电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。随着计算机硬件的迅速发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它
2、保护。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。这次毕业设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。摘要 本设计以110KV线路继电保护为例，简述了零序电流保护和距离保护的具体整定方法和有关注意细节，对输电网络做了较详细的分析
3、同时对于不同运行方式环网各个断路器的情况进行了述说，较为合理的选择了不同线路，不同场合下的断路器、电流互感器、电压互感器的型号。关键词 继电保护、最大运行方式、距离保护、110KV线路继电保护AbstractThe design of 110 kv lines in the relay protection as an example, this paper expounds the zero sequence current protection and distance protection of specific setting method and relevant attention
4、 to detail, For transmission network to do a more detailed analysis and for different operation modes ring net each circuit breakers of the recount, comparatively reasonable selection of different lines, Comparatively reasonable selection of different lines, different occasions of the breaker, curre
5、nt transformer, voltage transformer models.KeywordsRelay protection, maximum operation mode, distance protection, 110 kv circuit relay protection目录第一章 绪论11.1电力系统继电保护概述11.2继电保护技术的发展史2第二章 运行方式的选择52.1运行方式的选择原则52.2.1发电机、变压器运行方式选择的原则52.2.2变压器中性点接地选择原则52.2.3线路运行方式选择原则52.2本次设计的具体运行方式的选择5第三章 故障点的选择和正、负、零序网络
6、的制定6第四章 电网各个元件参数计算及负荷电流计算84.1基准值选择84.2输电线路等值电抗计算84.3变压器等值电抗计算94.4发电机等值电抗计算94.5最大负荷电流计算9第五章 零序短路电流的计算105.1最大负荷阻抗105.2 d1点短路的零序电流105.3 d2点短路的零序电流105.4 d3点短路的零序电流105.5 d4点短路的零序电流10第六章 继电保护距离保护的整定计算和校验116.1断路器501距离保护的整定计算和校验116.1.1距离保护段的整定计算116.1.2距离保护段的整定计算和校验116.1.3距离保护段的整定计算和校验116.2断路器503距离保护的整定计算和校验
7、126.2.1距离保护段的整定计算126.3断路器504距离保护的整定计算和校验126.3.1段整定计算126.3.2段整定计算136.3.3距离保护段的整定计算和校验136.4断路器506距离保护的整定计算和校验146.4.1距离保护段的整定计算14第七章 继电保护零序电流保护的整定计算和校验157.1断路器506零序电流保护的整定计算和校验157.1.1零序电流保护I段的整定计算157.1.2零序电流保护段的整定计算157.2断路器503零序电流保护的整定计算和校验157.2.1零序电流保护段的整定计算157.2.2零序电流保护段的整定计算157.3断路器504零序电流保护的整定计算和校验
8、167.3.1零序电流保护段的整定计算167.3.2零序电流保护段的整定计算167.3.3零序电流保护段的整定计算167.4断路器501零序电流保护的整定计算和校验177.4.1零序电流保护段的整定计算177.4.2零序电流保护段的整定计算177.4.3零序电流保护段的整定计算17第八章 保护的综合评价198.1距离保护的综合评价198.2对零序电流保护的评价19结束语20参考文献21附录22第一章 绪论1.1电力系统继电保护概述 随着社会和经济的快速发展，我国的电网结构和规模己经从过去的区域性、小容量、低电压等级发展到了现在的大容量、远距离、超高压和全国性联网的大规模系统。到2004年年底，
9、我国的电力总装机容量已超过4亿千瓦，交流500kV电压等级已成为电网互联的主干网，西北电网正在建设交流750kV网络，随着三峡电站的投产运行，各区域电网之间又通过士500KV直流进行互联，尤其是南方电网更是一个交直流混合运行的网络。在发电形式上，我国也已经由过去的水、火电发电，发展到了现在的水、火、核、风、抽水蓄能等多种发电形式，单机容量也在不断增大，目前我国火电一机组的单机容量达到了900MW，水电机组的单机容量达到了700MW，核电机组的单机容量达到了1000MW。 电力系统的不断发展和安全稳定运行给国民经济和社会发展带来了巨大的动力和效益。但是，国内外经验表明，大型电力系统一旦发生自然或
10、人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，酿成大面积停电。如2003年相继发生的美加大停电、伦敦大停电、意大利大停电等，给社会带来灾难性的后果。因此，自从出现电力系统以来，如何保证其安全稳定运行，就成为一个永恒的主题。所有电力工作者都在千方百计采取技术的、管理的各种措施，力求避免电网的稳定性遭到破坏和瓦解，防止出现大面积停电事故。 在电力系统的运行过程中，时常会发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故，从而造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。因此，
11、在电力系统中，除应采取各种积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，一旦发生故障，必须能够迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到几十毫秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气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)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员)，而
12、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。 动作于跳闸的继电保护，在技术上应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。1.2继电保护技术的发展史 继电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。电力系统的飞速发展又对继电保护不断提出新的要求。同时，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 电力系统中的短路故障是不可避免的，短路必然伴随着电流的增大，因而为了护电力设备免受短路电流的破坏，首先出现了反应电流超过一预定值的过电流护熔断器就
13、是最早的、最简单的过电流保护。19世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式(直接反应于一次短路电流)电磁型过电流继电器。 1901年出现了感应型过电流继电器，1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理，1910年方向性电流保护开始得到应用。20世纪20年代出现了距离保护装置，随着电力线载波通信的发展，在1927年出现了利用输电线本身传送和比较输电线两端功率方向和电流相位的高频保护装置。20世纪50年代出现了利用微波传送和比较输电线两端故障电气量的微波保护。现在，随着光纤通信在电力系统中的广泛采用，利用光纤传送和比较输电线两端电流幅值和相位的光纤保护成了电力系统中主
14、要的纵联保护方式。 与此同时，构成继电保护装置的元件、保护装置的结构形式也发生了巨大的变革。20世纪50年代以前的继电保护装置都是由电磁型、感应型或电动型继电器组的，这些继电器都具有机械转动部件，统称为机电式继电器，由这些继电器组成的继电保护装置称为机电式保护装置。自50年代末，由于半导体晶体管的发展，开始出现了晶体管式继电保护装置，60年代中期到80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。这种保护装置体积小，功率消耗小，动作速度快，无机械转动部分，称为电子式静态保护装置。从70年代中期，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究，到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体
15、管保护，到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在60年代末，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，在70年代后半期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行，80年代微机保护在硬件结构和软件技术方面己趋成熟，并已在一些国家推广应用。 微机保护具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，有着存储记忆功能，因而可用于实现任何性能完善且复杂的保护原理。微机保护可以实时的对自身的工作情况进行自检，工作可靠性高。此外，微机保护可用同一硬件实现不同的原理保护，这使保护装置的制造大为简化，也容易实现保护装置的标准化。微机保护除了保护功能外，还可兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录、与调度计算机交换信息等辅助功能，这对简化保护的调试、事故分析和事故后的处理等都有重大意义。 我国从70年代末即
