220kv电网继电保护

1摘要继电保护是一门专门研究电力系统故障及反事故措施的技术学科。由于电力系统是一个整体，当某一设备或线路发生故障时，在瞬间就会影响到整个电力系统的其它部分，为此要求切除故障设备或输电线路的时间必须很短，只有借助于装设在每个电气设备或线路上的自动装置，即继电保护，才能实现。因此，继电保护的基本任务：当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择性地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除；当电气设备出现不正常运行情况时，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时处理或由装置自动进行调整。继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。关键词：电力系统继电保护电气设备自动装置2目录中文摘要…………………………………………………………………………………………I1.引言……………………………………………………………………………………………22.220KV电网元件参数的计算..............................................................22.1设计原则………………………………………………………………………22.2220KV电网元件参数计算原则……………………………………………………………………22.3发电机参数的计算……………………………………………………22.4变压器参数的计算………………………………………………………………………………32.5输电线路线参数的计算…………………………………………………………………53.中性点接地的选择…………………………………………………………………………103.1输电线路上TA、TV变比的选择…………………………………………………103.2变压器中性点接地的选择…………………………………………………………………114短路电路的计算………………………………………………………………124.1运行方式确定的原则…………………………………………………………124.2网络等效图的化简………………………………………………………134.3关于相间距离保护的短路计算………………………………………145.自动重合闸…………………………………………………185.1自动重合闸的基本论述………………………………………………………………………185.1.1概述……………………………………………………………………185.1.2自动重合闸的配置原则……………………………………………………………………185.2自动重合闸的基本要求………………………………………………………………………186.总结……………………………………………………………………………………………20参考文献…………………………………………………………………………………………2031、引言继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它在电力系统中的地位十分重要。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发展不断地注入新的活力，继电保护技术未来发展趋势是计算机化、网络化、智能化和数据通信一体化发展。本次设计主要内容是220KV电网继电保护的配置和整定，设计内容包括：220KV电网元件参数的计算、中性点接地的选择、短路电路的计算、自动重合闸等。由于各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，对于继电保护整定方案的配合不同会有不同的保护效果，如何确定一个最佳的整定方案，将是从事继电保护工作的工程技术人员的研究课题。总之，继电保护既有自身的整定技巧问题，又有继电保护配置与选型的问题，还有电力系统的结构和运行问题。尤其，对于本文中220KV高压线路分相电流差动保护投运前的现场试验，一直是困扰技术人员的一个问题，由于线路两端距离的限制，现场试验不能像试验室那样方便。另外，光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。2、220KV电网元件参数的计算2.1设计原则电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。应根据审定的电力系统设计（二次部分）原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保护和安全自动装置设计，设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）》、《110~220kV电网继电保护与安全自动装置运行条例》等有关专业技术规程的要求。2.2220KV电网元件参数计算原则标幺值的归算近似计算：标幺值计算的近似归算是用平均额定电压计算。标幺值的近似计算可以就在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来进4行。结合本网络选取基准值：SB=1000MVA；UB=230KV；9.52100023022BBBSUZ2.3发电机参数的计算发电机的电抗有名值：NNSUXXd100(%)2（2-7）发电机的电抗标幺值：NBdSSXX100(%)（2-8）式中：(%)Xd——发电机次暂态电抗;NU——发电机的额定电压;BU——基准电压230kv;BS——基准容量1000MVA;NS——发电机额定容量235.294MVA.已知：PN=200MWUN=15.8KVcos=0.85dX=0.1444则：SN=COSPN=85.0200=235.294MVA*GX=NBSS100(%)Xd=294.23510001444.0=0.614GX=NBSU100(%)X2d=294.2352301444.02=32.46（Ω）表2-1发电机参数结果发电机编号容量（MW）功率因数出口电压（KV）Xd电抗有名值电抗标幺值1#2000.8515.80.144432.46Ω0.6142#2000.8515.80.144432.46Ω0.61452.4变压器参数的计算(1)双绕组变压器参数计算公式：双绕组变压器电抗有名值：NNKTSUUX100(%)2（2-9）双绕组变压器电抗标幺值：NBkTSSUX100(%)（2-10）式中：(%)KU——变压器短路电压百分值;NU——发电机的额定电压;BU——基准电压230kv;BS——基准容量1000MVA;NS——变压器额定容量.(2)三绕组变压器参数的计算公式1）各绕组短路电压百分值UK1（%）=21〔UdⅠ—Ⅱ（%）+UdⅠ—Ⅲ（%）-UdⅡ—Ⅲ（%）〕（2-11）UK2（%）=21〔UdⅠ—Ⅱ（%）+UdⅡ—Ⅲ（%）-UdⅠ—Ⅲ（%）〕（2-12）UK3（%）=21〔UdⅠ—Ⅲ（%）+UdⅡ—Ⅲ（%）-UdⅠ—Ⅱ（%）〕（2-13）式中：UdⅠ—Ⅱ（%）、UdⅠ—Ⅲ（%）、UdⅡ—Ⅲ（%）分别为高压与中压，高压与低压，中压与低压之间的短路电压百分值。2）各绕组的电抗有名值:XT1=NNKSUU100(%)21（2-14）XT2=NNKSUU100(%)22（2-15）XT3=NNKSUU100(%)23（2-16）各绕组的电抗标幺值:6XT1*=NBkSSU100(%)1（2-17）XT2*=NBkSSU100(%)2（2-18）XT3*=NBkSSU100(%)3（2-19）式中：SB——基准容量1000MVA；SN——变压器额定容量;NU——发电机的额定电压;BU——基准电压230kv.(3)大同厂变压器参数计算：已知：SN=240MW%12KU=14.12则：588.02401000%12.14%111NTBKTSSUX726.349.52588.0*11BTTZXX(4)西万庄变压器参数计算：已知:SN=240MW%12KU=11.50%23KU=7.60%13KU=23.70则:各绕组的阻抗百分值为：UK1%=21（%12KU+%13KU-%23KU）=21（11.50+23.7-7.60）=13.8UK2%=21（%23KU+%12KU-%13KU）=21（7.60+11.50–23.70）=–2.3UK1%=21（%13KU+%23KU-%12KU）=21（23.70+7.60–11.50）=9.9XT1*=NBkSSU100(%)1=24010010008.13=0.575XT2*=NBkSSU100(%)2=24010010003.2=0.0967XT3*=NBkSSU100(%)3=24010010009.9=0.412对于高碑店变压器参数计算原则与2.4(4)相同，计算结果如表2-2所示:表2-2各变压器参数计算结果变压器编号容量（MVA）绕组型式短路电压百分值Uk（%）等值电抗标幺值T1240双相双绕组14.12%0.588T2240双相双绕组14.12%0.588T3240三相三绕组UdⅠ—Ⅱ（%）=11.50%UdⅡ—Ⅲ（%）=7.60%UdⅠ—Ⅲ（%）=23.70%0.57500.412T490三相三绕组UdⅠ—Ⅱ（%）=14.07%UdⅡ—Ⅲ（%）=7.65%UdⅠ—Ⅲ（%）=23.73%1.67500.962T590三相三绕组UdⅠ—Ⅱ（%）=14.07%UdⅡ—Ⅲ（%）=7.65%UdⅠ—Ⅲ（%）=23.73%1.67500.9622.5输电线路参数的计算(1)输电线路参数计算公式线路零序阻抗为:Z0=3Z1（2-20）负序阻抗为:Z2=Z1（2-21）线路阻抗有名值的计算：正、负序阻抗:Z1=Z2=(1r+j1x)L（2-22）零序阻抗:Z0=3Z1（2-23）线路阻抗标幺值的计算：正、负序阻抗:Z1*=Z2*=（1r+j1x)L2BBUS（2-24）零序阻抗:Z0*=3Z1*（2-25）式中：1r——每公里线路正序电阻值Ω/KM;1x——每公里线路正序电抗值Ω/KM;L——线路长度KM;SB——基准容量1000MVA;UB——基准电压230KV.(2)大同——神头线（AB段）8有名值：ZAB1=RAB1+jXAB1=(R1+jX1)×LAB=(0.0785+j0.4)×80=6.28+j32=32.6109.78ZAB2=ZAB1=6.28+j32=32.6109.78ZAB0=RAB0+jXAB0=3ZAB1=3×(6.28+j32)=18.84+j96=97.8309.78标幺值：ZAB1*=ZAB1/ZB=(6.28+j32)/52.9=0.119+j0.605=0.6179.78ZAB2*=ZAB1*=0.119+j0.605=0.6179.78ZAB0*=RAB0*+jXAB0*=3ZAB1*=3×(0.119+j0.605)=0.357+j1.815=1.8519.78对于其它线路：大同——西万庄线（BC段），神头——西万庄线（AC段），神头——南郊线（AD段），南郊——高碑店线（DE段），高碑店——房山线（EF段），房山——天津线Ⅰ回（FG段），房山——天津线Ⅱ回（FG段）的计算原则与2.5(2)相同，计算结果如表2-3所示：表2-3线路参数计算结果线路名称型号长度/Km正、负序阻抗（标幺值）正、负序阻抗（有名值）零序阻抗（标幺值）零序阻抗（有名值）大神(AB段）LGJQ-400800.119+j0.6056.28+j320.357+j1.81518.84+j96大西(BC段）LGJQ-2﹡240230.034+j0.1391.806+j7.360.102+j0.4175.418+j22.08神西(AC段）LGJQ-300500.074+j0.3783.925+j200.222+j1.13411.775+j60神南(AD段）LGJQ-4001000.148+j0.7567.85+j400.444+j2.26823.55+j120南高(DE段）LGJQ-2﹡300790.117+j0.4786.202+j25.280.351+j1.43418.606+j75.84房高(EF段）LGJQ-2﹡2