220KV电网继电保护设计

新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书220KV电网继电保护专业班级：学生姓名：指导教师：完成日期：2011年12月20日新疆工业高等专科学校电气系课程设计任务书11/12学年学期2011年12月12日专业电力系统自动化班级课程名称继电保护设计题目220KV电网继电保护指导教师起止时间2011.12.19—2011.12．27周数1周设计地点B309设计目的：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。设计任务或主要技术指标：1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2.程序结构与控制功能自行设计；3、系统有启动、停止功能；；4、进行系统调试，实现220KV电网继电保护要求。5、设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整，格式正确。设计进度与要求：我们总共1周设计时间，12月19号领取设计题目，然后小组成员利用3天时间对题目相关的220KV电网继电保护做了初步的了解，然后各个成员查阅相关书籍，搜集相关资料，在第6天由小组长负责，各个成员在系机房完成自己的设计报告，最后总结成为该报告。主要参考书及参考资料：[1]吕继绍电力系统继电保护设计原理水利电力出版社1992：125-149[2]崔家佩孟庆炎陈永芳熊炳耀电力系统继电保护与安全自动装置整定计算中国电力出版社1997：353-359[3]刘学军继电保护原理中国电力出版社2004：118-286[4]李光琦电力系统暂态分析中国电力出版社2002：11-43[5]黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料中国电力出版社1987：67-203[6]国调中心编电力系统继电保护实用技术问答中国电力出版社2001：42-233教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校电气系课程设计评定意见设计题目：220KV电网继电保护学生姓名：专业班级评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.学生的勤勉态度。3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。摘要本文研究的是关于220KV电网继电保护。通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能，根据技术规范，选择和论证继电保护的配置选型的正确性并培养自己在实践工程中的应用能力、创新能力和独立工作能力。此次设计的主要内容是220KV电网继电保护的配置和整定，设计内容包括：第一章概论；第二章计算系统中各元件的主要参数；第三章输电线路上TA、TV变比的选择及中性点接地的选择；第四章电力网短路电流的计算；第五章自动重合闸的选择。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。关键词：电网、光纤网络、自动重合闸。目录1绪论..................................................................11.1电力系统继电保护概论.................................................11.2对继电保护动作的基本要求.............................................11.3继电保护的构成.......................................................11.4微机继电保护的特点...................................................22220KV电网元件参数的计算...............................................32.1设计原则和一般规定...................................................32.2220KV电网元件参数计算原则...........................................32.3发电机参数的计算.....................................................42.4变压器参数的计算.....................................................42.5输电线路参数的计算...................................................73输电线路上TA、TV及中性点接地的选择..................................93.1输电线路上TA、TV变比的选择..........................................93.2变压器中性点接地方式的选择...........................................104短路电流的计算.......................................................124.1电力系统短路计算的主要目的..........................................124.2运行方式确定的原则..................................................124.3网络等效图的化简....................................................134.4关于相间距离保护的短路计算..........................................144.5关于零序电流保护的短路计算..........................................175自动重合闸...........................................................285.1自动重合闸的基本概述.................................................285.1.1概述..............................................................285.1.2自动重合闸的配置原则..............................................285.2自动重合闸的基本要求................................................28总结...................................................................30致谢...................................................................31参考文献................................................................32附录..................................................................33220KV电网继电保护-1-11绪论1.1电力系统继电保护概论由于电力系统是一个整体，电能的生产、传输、分配和使用是同时实现的，各设备之间都有电或磁的联系。因此，当某一设备或线路发生短路故障时，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，通常切除故障的时间小到十分之几秒到百分之几秒。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有：（1）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，并使系统无故障的部分迅速恢复正常运行，使故障的设备或线路免于继续遭受破坏。（2）当电气设备出现不正常运行情况时，根据不正常运行情况的种类和设备运行维护条件，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。1.2对继电保护动作的基本要求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。(1)选择性所谓继电保护装置动作的选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护装置将故障切除。(2)速动性所谓速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障,对提高电力系统运行的可靠性具有重大的意义。(3)灵敏性所谓继电保护装置的灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反映能力。(4)可靠性所谓保护装置的可靠性是指在保护范围内发生的故障该保护应该动作时，不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作；而在不属于它动作的任何情况下，则应该可靠不动作。1.3继电保护的构成继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等组成，如图1.1所示，各部分功能如下:图1.1模拟型继电保护装置原理框图220KV电网继电保护-2-2（1）测量部分测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，判断保护是否应该启动的部件。（2）逻辑部分逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分的部件。（3）执行部分执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时，发出动作信号驱动断路器跳闸；在不正常运行时发出告警信号；在正常运行时，不产生动作信号。1.4微机继电保护的特点(1)维护调试方便微机保护的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的软件来实现的。如果硬件完好，对于以成熟的软件，只要程序和设计时一样（这很容易检查），就必然会达到设计的要求，用不着逐台作各种模拟试验来检验每一种功能是否正确。(2)可靠性高计算机在程序指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而它可以实现常规保护很难办到的自动纠错。另外，它有自诊断能力，能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。(3)易于获得附加功能应用微型计算机后，如果配置一个打印机，或者其它显示设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。(4)灵活性大由于计算机保护的特性主要由软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。(5)保护性能得到很好改善由于计算机的应用，使很多原有形式的继电保护中存在的技术问题，可找到新的解决办法。例如对接地距离的允许过度电阻的能力，距离保护如何区别振荡和短路等问题都以提出许多新的原理和解决办法。220KV电网继电保护-3-32220KV电网元件参数的计算2.1设计原则和一般规定电网继电保护和安全自动