220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)

1、220kv電網(wǎng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)TOC o 1-3 h u 目錄一、 題目 PAGEREF _Toc19787 1二、 系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù) PAGEREF _Toc17424 2三、 正序、負(fù)序、零序等值阻抗圖 PAGEREF _Toc16497 4四、 繼電保護(hù)方式的選擇與整定計(jì)算 PAGEREF _Toc3505 6（A） 單電源輻射線路（AB）的整定計(jì)算 PAGEREF _Toc29042 6（B） 雙回線路BC和環(huán)網(wǎng)線路主保護(hù)的整定計(jì)算 PAGEREF _Toc27548 11（C） 雙回線路CE、ED、CD主保護(hù)的整定計(jì)算（選做） PAGEREF _Toc13579 12（D） 雙回線

2、路和環(huán)網(wǎng)線路后備保護(hù)的整定計(jì)算（選做） PAGEREF _Toc30829 14五、 220kV電網(wǎng)中輸電線路繼電保護(hù)配置圖 PAGEREF _Toc14571 22題目選擇圖1所示電力系統(tǒng)220kV線路的繼電保護(hù)方式并進(jìn)行整定計(jì)算。圖1所示系統(tǒng)由水電站W(wǎng)、 R和兩個(gè)等值的110kV系統(tǒng)S、N，通過(guò)六條220kV線路構(gòu)成一個(gè)整體。整個(gè)系統(tǒng)的最大開機(jī)總?cè)萘繛?509.29MVA，最小開機(jī)總?cè)萘繛?007.79 MVA，兩種情況下各電源的開機(jī)容量如表1所示。各發(fā)電機(jī)、變壓器容量和連接方式已在圖1中示出。表1 系統(tǒng)各電源的開機(jī)情況代號(hào)開機(jī)情況說(shuō)明第一種運(yùn)行情況W、R水電廠所有機(jī)組、變壓器均投入，S、

3、N等值系統(tǒng)按最大容量發(fā)電、變壓器均投入最大開機(jī)情況第二種運(yùn)行情況W廠停230MVA機(jī)組，R廠停77.5MVA機(jī)組一臺(tái)，S系統(tǒng)發(fā)電容量是300MVA，N系統(tǒng)發(fā)電容量為240MVA最小開機(jī)情況圖1 220kV系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)中各元件的主要參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)各元件的參數(shù)標(biāo)么值時(shí)，取基準(zhǔn)功率Sb=60MVA，基準(zhǔn)電壓Ub220kV，基準(zhǔn)電流Ib=0.157kA，基準(zhǔn)電抗xb = 806.67。發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)的參數(shù)用基準(zhǔn)值計(jì)算所得的發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)元件的標(biāo)么值參數(shù)見表2所列。表2 發(fā)電機(jī)及等值系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)名稱發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)的總?cè)萘縈VA每臺(tái)機(jī)額定功率MVA每臺(tái)機(jī)額定電壓kV額定功率因數(shù)cos正序電抗負(fù)

4、序電抗最大最小%標(biāo)么值%標(biāo)么值W廠259.5235.330.1110.830.350. 700.511.01235.3150.850.250.060.360.09R廠310232.577.513.80.840.30.370.440.54S系統(tǒng)4763001150.50.060.610.080.100.12N系統(tǒng)4282401150.50.070.610.090.120.15注：系統(tǒng)需要計(jì)算最大、最小方式下的電抗值；水電廠發(fā)電機(jī)，系統(tǒng)。變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù)如表3所列。表3 變壓器參數(shù)變電站名稱變壓器容量(MVA)變壓器類型變比回路電壓繞組電抗標(biāo)么值IIIIIIIIIIIIxIxIIxIIIA

5、 變20雙繞組220/3510.5%0.3150 B變B-1240雙繞組220/1512%0.0300 B-260雙繞組220/1112%0.1200 C 變120三繞組220/115/356.25%0%10.75%0.03125 00.05375 D 變90雙繞組220/1112%0.0800 E 變120三繞組220/115/356.25%0%10.75%0.03125 00.05375 輸電線的參數(shù)線路單位電抗 x1x20.41/km，x03x1，線路阻抗角80o。表4 輸電線參數(shù)線路名稱長(zhǎng)度(km)正負(fù)序電抗零序電抗有名值標(biāo)么值有名值標(biāo)么值A(chǔ)B6024.60.03 73.80.09 B

6、C23094.30.12 282.90.35 BC250102.50.13 307.50.38 CD18575.850.09 227.550.28 DE17069.70.09 209.10.26 EC3012.30.015 36.90.046 電流互感器和電壓互感器變比220kV線路的所有電流互感器均采用同一變比600：5120，電壓互感器的變比均為220000：1002200。變壓器中性接地點(diǎn)的數(shù)目和位置變電站名稱RNWS變壓器臺(tái)數(shù)4223220kV側(cè)變壓器中性點(diǎn)接地臺(tái)數(shù)2112正序、負(fù)序、零序等值阻抗圖根據(jù)系統(tǒng)各元件參數(shù)計(jì)算結(jié)果和變壓器中性點(diǎn)接地的情況，作出系統(tǒng)的正序、負(fù)序、零序阻抗圖。正

7、序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)零序網(wǎng)（設(shè)AF線路末端變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路）繼電保護(hù)方式的選擇與整定計(jì)算根據(jù)規(guī)程規(guī)定和所給系統(tǒng)的具體情況，選擇220kV線路保護(hù)時(shí)作了如下考慮。由于本系統(tǒng)允許切除故障的時(shí)間為0.2s，為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，當(dāng)220kV輸電線路任何低點(diǎn)發(fā)生短路故降時(shí)，繼電保護(hù)切除故障線路的時(shí)間都必須小于0.2s。因而，凡是不能在0.2S內(nèi)切除線路故障的保護(hù)裝置都不宜用作主保護(hù)?；谶@種考慮，對(duì)雙電源的雙回線路和環(huán)網(wǎng)內(nèi)的線路采用高頻保護(hù)作為主保護(hù)。后備保護(hù)釆距離保護(hù)比較合適。對(duì)于單電源的輻射線路AB，可采用距離保護(hù)作為相間短路保護(hù)，零序電流保護(hù)作為接地短路保護(hù)。單電源輻射線路（AB）的整定計(jì)算反應(yīng)相間短路

8、的距離保護(hù)的整定計(jì)算（1）距離保護(hù)的第段是瞬時(shí)動(dòng)作的，t為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)線路AF出口處短路時(shí)，AB段的的保護(hù)第段是不應(yīng)該動(dòng)作的，為此其動(dòng)作阻抗的整定值必須躲過(guò)這一點(diǎn)短路時(shí)所測(cè)量到的阻抗，即 QUOTE * MERGEFORMAT ?？紤]阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差和保護(hù)裝置本身的誤差，需引入可靠系數(shù) QUOTE * MERGEFORMAT 。一次側(cè)標(biāo)幺值二次側(cè)標(biāo)幺值所以線路AB的距離保護(hù)的段整定值為線路AB段的距離保護(hù)的段不能保護(hù)線路全長(zhǎng)，所以繼續(xù)整定距離保護(hù)段，按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定。最大負(fù)荷電流標(biāo)幺值為當(dāng)系統(tǒng)處于最小開機(jī)情況時(shí)B段母線上的最小電壓標(biāo)幺值有名值最小負(fù)荷電阻整

9、定值因?yàn)樵诰€路的末端，所以動(dòng)作時(shí)間只需附加一個(gè)。校驗(yàn)靈敏性滿足要求。反應(yīng)接地短路的零序電流保護(hù)的整定計(jì)算根據(jù)之前的正負(fù)零序網(wǎng)圖畫出相應(yīng)的各序等值電路正序等值電路負(fù)序等值網(wǎng)絡(luò)零序等值網(wǎng)絡(luò)零序電流瞬時(shí)速斷整定要求躲開下一條線路出口處單相或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流，并引入可靠系數(shù)單相短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖零序電流標(biāo)幺值(一次側(cè))兩相接地短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖零序電流標(biāo)幺值(一次側(cè))取二者的較大值二次側(cè)標(biāo)幺值所以零序電流保護(hù)段的整定值為（2）零序段保護(hù)：與相鄰線路I段配合正序等值電路負(fù)序等值網(wǎng)絡(luò)零序等值網(wǎng)絡(luò)零序電流瞬時(shí)速斷整定要求躲開下一條線路出口處單相或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流，并引入可

10、靠系數(shù)單相短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖零序電流標(biāo)幺值(一次側(cè))兩相接地短路時(shí)復(fù)合序網(wǎng)圖零序電流標(biāo)幺值(一次側(cè))取二者的較大值二次側(cè)標(biāo)幺值所以線路AB的零序電流保護(hù)段的整定值為雙回線路BC和環(huán)網(wǎng)線路主保護(hù)的整定計(jì)算雙回線路BC主保護(hù)的整定計(jì)算采用相差高頻保護(hù)。雙回線分別裝設(shè)保護(hù)對(duì)于250Km的線路為了在外部故障時(shí)保證動(dòng)作的選擇性，確保閉鎖角取閉鎖角所以整定動(dòng)作角為考慮最不利的情況下發(fā)生保護(hù)范圍內(nèi)部故障，設(shè),設(shè)短路點(diǎn)靠近與C側(cè)，則電流的角度由發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路的總阻抗決定，取總阻抗角。在N側(cè)，電流的角度取決于發(fā)電機(jī)和變壓器的阻抗，一般由于電阻很小，故取。電流互感器最大的誤差角為，保護(hù)裝置的誤差角可達(dá)。則B

11、側(cè)和C側(cè)高頻信號(hào)之間的相位差最大可達(dá)，考慮線路傳輸延遲，線路長(zhǎng)度為l時(shí)，則總延遲角為，所以超前一端滯后一端可知在最不利的情況下超前一端將大于，此時(shí)B端將不能動(dòng)作，然而C端的相位差隨長(zhǎng)度的增加而減小，因此C端的相角差必小于，所以C端仍可以可靠動(dòng)作。為了解決B端保護(hù)在內(nèi)部故障時(shí)不能跳閘的問(wèn)題，在保護(hù)的接線中采用當(dāng)C端保護(hù)動(dòng)作跳閘后，停止自己發(fā)信機(jī)所發(fā)送的高頻信號(hào)，在C端停信以后，B端的收信機(jī)就只能收到自己所發(fā)的信號(hào)，由于信號(hào)時(shí)間斷的，間斷角接近，因此B端保護(hù)可以立即動(dòng)作跳閘。即采用相繼動(dòng)作。所以最終整定的結(jié)果為，動(dòng)作角，閉鎖角，B側(cè)相繼C側(cè)而動(dòng)作。對(duì)于230Km的線路整定方法同上閉鎖角所以整定動(dòng)作角為?？紤]考慮最不利的情況下發(fā)生保護(hù)范圍內(nèi)部故障：超前一端滯后一端可知在最不利的情況下超前一端將大于，此時(shí)B端將