【正文】 220KV電網(wǎng)繼電保護設(shè)計方案概 述一、電網(wǎng)的特點題目所給出的電網(wǎng)系統(tǒng)接線圖中，主要包括兩個發(fā)電廠，兩個系統(tǒng)，兩條平行雙回線及兩條單回線路構(gòu)成的輻射狀態(tài)連接起來的整體系統(tǒng)，同時還有兩個降壓變電站。本系統(tǒng)為220kv多電源電網(wǎng)，負(fù)荷分配均勻、合理，線路屬于中短線路，可以減少一些由于線路長而傳輸起來靈敏度不易配合等問題，但是，由于系統(tǒng)中含有兩條位置處于中心的平行線路，這將給設(shè)計的整定計算帶來一些困難和麻煩。二、電網(wǎng)分析和保護初步選擇根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不同，運行要求不同，再在滿足繼電保護“四性”（速動性、選擇性、靈敏性、可靠性）的前提下，求取其電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。對于220kv大接地電流電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)相間故障和接地故障的保護裝置。（1）對于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中單回線上，一般可裝設(shè)無時限和帶時限的電流及電壓速斷裝置為主保護帶階段時限的過電流保護裝置作為后備保護。 在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的電網(wǎng)上，可先考慮用帶方向或不帶方向的階段式電流或電壓保護作為主保護，當(dāng)這類保護在選擇性，靈敏性及速動性上不能滿足要求時，則應(yīng)裝設(shè)距離保護。（2）、在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動切除故障時，則應(yīng)裝設(shè)高頻保護作為主保護，距離保護作為后備保護，否則，一般情況，應(yīng)裝設(shè)階段式距離保護。（3）、在平行線路上，對于220kv線路，一般應(yīng)裝設(shè)橫差方向保護或全線速動的高頻保護作為主保護。以距離保護或階段式保護帶方向或不帶方向電流或電壓作為后備保護。對于單相和多相接地短路故障，一般應(yīng)裝設(shè)帶方向的或不帶方向的無時限和帶時限的零序電流速斷保護及靈敏的零序過電流保護。如果零序電流保護不能滿足選擇性和靈敏性的要求，可采用接地距離保護。在平行線路上，一般裝設(shè)零序橫差動方向保護作為主保護，如果根據(jù)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性等要求，需裝設(shè)全線速動保護，與上述相同，也可以用一套高頻保護，同時作為相間短路和接地短路的保護，而以接每一回線或接于兩回線電流之上的階段零序電流保護作為后備保護。綜上，線路AB選用雙高頻，一為方向高頻保護，另一為高頻閉鎖距離保護，兩個保護互為后備，瞬時動作切除故障。線路BC選用橫聯(lián)差動保護，保護有相繼動作區(qū)。線路CD用相差高頻保護，為中短線路，一側(cè)背靠系統(tǒng)II全部線路均用距離保護作后備，由于主保護已經(jīng)全線速動，所以距離裝II、III段。接地保護采用零序電流保護作為主保護，用接地距離作為后備保護。第一章 運行方式與序網(wǎng)等值圖繼電保護整定計算用的運行方式，是在電力系統(tǒng)確定好運行方式的基礎(chǔ)上，在不影響繼電保護效果的前提下為提高繼電保護對運行方式變化的適應(yīng)能力而進一步選擇的，特別是有些問題主要是繼電保護方面考慮決定的，同時也不影響對現(xiàn)有保護的評價是否有利于正常的運行和維護。在選擇保護方式及其進行整定計算時，必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響，應(yīng)在系統(tǒng)運行方式下都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對過量保護來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的整定值， 以保證選擇性，因為只要在最大運方式下能保證選擇性，在其它運行方式下也一定能保證選擇性；靈敏度的校驗應(yīng)根據(jù)最小運行方式來進行，因為只要在最小運行方式下，靈敏度符合要求，在其它運行方式下，靈敏也一定能滿足要求。對某些保護，在整定計算時，還要按正常運行方式來決定動作值或計算靈敏度。1．最大運行方式根據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都要投入運行（或大部分投入運行）以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最大的運行方式。2．最小運行方式根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)荷，投入與之相適應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式。在有水電廠的系統(tǒng)要考慮水電廠運行受水能狀態(tài)限制的運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最小的運行方式。3．正常運行方式根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機，變壓器和線路的運行方式稱為正常運行方式。這種運行方式在一年內(nèi)的運行時間最長。對更復(fù)雜的系統(tǒng)，最大，最小運行方式的判斷是比較困難的，有時需要經(jīng)過多次計算才能確定。對于某些特殊運行方式，運行很短，對保證保護的選擇性或靈敏度有困難時，且在保護拒動或誤動不會引起大面積停電的情況下，可以不予考慮。表1－1本網(wǎng)最大運行方式和最小運行方式如下：代 號運 行 方 式備 注Ⅰ－最大發(fā)電機、變壓器、線路全部投入Ⅱ－最小C端站：3發(fā)電機運行D端站：2主變運行B～C段線路單回運行取基準(zhǔn)功率 SB = 1000 MVA, 基準(zhǔn)電壓UB =UP =230 KV，基準(zhǔn)電流 IB =，基準(zhǔn)電抗X B =Ω。用基準(zhǔn)值計算所得的發(fā)電機及等值系統(tǒng)元件的標(biāo)么值參數(shù)見表1－2所列注① 表1－2中，括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為最小運行方式時的電抗標(biāo)么值。② 負(fù)序電抗按下列情況計算：對水電廠的發(fā)電機X 2 = ″對系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機X 2 = 1″發(fā)電廠A：∴ 則： 系統(tǒng)Ⅰ： 則負(fù)序電抗：系統(tǒng)Ⅱ： 發(fā)電廠C：∴ 則負(fù)序電抗： 表1－2 發(fā)電機及等值系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)電機或系統(tǒng)名稱發(fā)電廠系統(tǒng)的總?cè)萘浚∕VA）每臺機額定功率（MVA）額定功率因數(shù)（COSφ）額定電壓Ue(KV)正序電抗負(fù)序電抗最大最?。?biāo)么值％標(biāo)么值發(fā)電廠A系統(tǒng)Ⅰ()()系統(tǒng)Ⅱ()C廠2215222222表1－3 變壓器參數(shù)變電站名 稱變壓器編 號變 壓 器型 號變 壓 器變 比短路電壓%繞組電抗標(biāo)么值ⅠⅡⅡⅢⅠⅢXⅠXⅡXⅢAPL1 180000/220242177。2%/BFPL 120000/22014C1234PL1 150000/220FP 300000/220242177。2%/242177。2%/1513D12OPL1 120000/220220177。%/121/11EFPL 120000/22014廠站A：對A站變壓器為雙繞組變壓器，額定容量 180MVA短路阻抗 Ud% = ∴ 廠站B：對B站變壓器為三繞組變壓器，額定容量 120MVA短路阻抗 廠站C： Ud12% = Ud34% =廠站D：為兩臺自耦變壓器，算法同B站 廠站E：參數(shù)計算結(jié)果與廠站B相同表1－4 輸電線路的參數(shù) 線 路 名 稱長度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)～B150B～C、Ⅰ、Ⅱ回86C～D451854C～E451854 正（負(fù)）序電抗的有名值為 XAB = 150 = （Ω）XBC=86=（Ω）XCD=45=18（Ω）XDE=45=18（Ω）標(biāo)幺值為 零序電抗的有名值為X0AB= 3 = （Ω）X0BC =（Ω）X0CD=54（Ω）X0DE=54（Ω）標(biāo)幺值為X*0BC =X*0CD=X*0DE=零序阻抗計算說明：（1）、發(fā)電機：由于本系統(tǒng)主變低壓側(cè)均為△接線，零序電流在△側(cè)自成回路不流入發(fā)電機，所以零序網(wǎng)中沒有發(fā)電機零序電抗，亦即X0 = 0。（2）、變壓器：由于它是靜止元件，且三相對稱，因此本設(shè)計中設(shè) X1 = X2 = X0（3）、線路：單回線路 X0 =3 X1 雙回線路 X0=5X1 （已考慮零序互感的作用）所以線路BC雙回線路運行時：X0=5X1 =5=在大接地電流系統(tǒng)中，中性點接地變壓器的臺數(shù)、容量及其分布情況，對電網(wǎng)中不同地點的零序電壓、零序電流有很大的影響。因此，變壓器的中性點是否接地應(yīng)根據(jù)不同運行方式電網(wǎng)發(fā)生接地短路時，要求在滿足保護裝置特性配合的情況下，中性點接地變壓器的數(shù)目盡可能少而且在系統(tǒng)處于各種不同運行方式下發(fā)生單相或兩相接地短路時，零序電流和電壓的分布應(yīng)盡可能不變。在單母線運行的發(fā)電廠和高壓母線上有電源聯(lián)絡(luò)的變電所，變壓器中性點應(yīng)接地。如果有兩臺容量和繞組接線相同的變壓器，可將其中一臺中性點直接接地這樣，當(dāng)接地的變壓器檢修或其他原因斷開時，可將另一臺變壓器中性點接地，從而是零序電流保持不變。在具有兩臺以上的變壓器，而且是雙母線固定連接方式運行的發(fā)電廠和高壓母線有兩回以上電源聯(lián)絡(luò)線的變電站，每組母線上至少應(yīng)有一臺變壓器的中性點直接接地。這樣，當(dāng)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開后，每組母線上仍保留一臺變壓器中性點直接接地。在單電源網(wǎng)絡(luò)中，終端變電站的變壓器中性點一般不接地。但當(dāng)該線路上裝有單相重合閘時，為便選相元件正確工作，終端變電所變壓器的中性點應(yīng)該接地。在多電源的網(wǎng)絡(luò)中，每個電源處至少應(yīng)該有一個中性點接地，以防止中性點不接地的電源因某種原因與其它電源切斷聯(lián)系時，形成中性點不接地系統(tǒng)。變壓器低壓側(cè)接入電源，當(dāng)大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生接地短路而該電源的容量能夠維持接地點發(fā)生的電弧時，則變壓器的中性點應(yīng)該接地，否則不接地。為了便于線路接地保護的配合，在低壓側(cè)設(shè)有電源的樞紐變電站，部分變壓器的中性點應(yīng)直接接地。接在分支線上的變電所，低壓側(cè)雖無電源，但變壓器低