毕业设计报告(文)
110kV电网继电保护整定计算
仿真研究(子课题 19)
属系 电气工程系
专 业 电气工程动化（继电保护）
学 号
姓 名
指导教师
起讫日期 20XX219—20XX62 ___
设计点
110kV电网继电保护整定计算仿真研究(子课题 19)
摘
保证继电保护应该具性选择性灵敏性速动性求充分发挥继电保护装置效必须合理选择保护定值确保保护间相互配合关系做电网继电保护定值整定计算工作保证电力系统安全运行必条件文详细讲述分析选定ll0kV电网继电保护(相间短路接短路保护)变压器相间短路保护备保护通整定计算灵敏度校验分析否满足规程规范求通PSCAD仿真软件110kV电网进行仿真研究
关键词：继电保护保护配置整定计算仿真研究
110kV grid relay setting calculation and simulation studies (subproject 19)
Abstract
In order to meet the reliability selectivity sensitivity rapidity requirements of relay protection system give full play to the performance of relay protection device fixed value choice of protection must be reasonable to keep the interaction relationship between the protection Do the setting of relay protection setting calculation work is necessary to ensure the safe operation of the power system This paper describes in detail how to analysis of relay protection for selected ll0kV grid (phase to phase short circuit and earth fault protection) and the interphase short circuit transformer main protection and backup protection and through setting calculation and check whether meet the rules and standards and through PSCAD simulation software simulation of 110kV power system
Keywords：Relay protection Protection Setting calculation Simulation study
目录
第章 绪 1
第二章 全网保护配置线路保护整定原 3
21 配置原 3
211 发变组保护配置原 3
212 变压器保护配置原 4
213 线路保护配置原 6
22 配置方案 6
23 线路保护配置方案 6
第三章 短路计算 8
31 参数计算 8
311 基准值 9
312 条线路电抗标幺值： 9
313 发电机G电抗标幺值： 9
314 变压器T电抗标幺值： 9
315 系统S参数 10
32 运行方式分析 11
321 变压器中性点接方式选择原 11
322 方式 12
33 短路计算 12
331 运行方式 12
332 运行方式 14
第四章 线路保护整定计算 17
41 相间短路保护整定 17
411 A侧保护（BH1)整定 17
412 B侧保护（BH4)整定 18
42 接短路保护整定计算 21
421 整定原 21
422零序IⅡⅢ整定计算 22
第五章 距离保护仿真构建 26
51 次系统模型 26
511 电源模型 26
512 线路模型 26
513 断路器模型 27
514 障模型 27
52 二次系统模型 27
521 信号处理模块： 27
522 保护动作模块 28
53相间短路障仿真 29
531区障 29
532区外障 32
54接障仿真 33
541区障 33
542区外障 35
第六章 结束语 37
参考文献 38
附录1计算书 39
第章 绪
国区级电网指35~110kV电网具电压等级低接入电厂容量较输电距离短等特点110kV电网区普度越越高电网中承担部分电力传输110kV电网形成断拓展程体现电网结构断电力负荷增长城市规划供电性相适应程电网运行程中障避免电网够出现障时时排安全稳定继续运行继电保护装置缺少
继电保护作电力系统中发生障者异常状况监测设施通障现象进行分析发出相关警报信号者暂时隔离切缺陷状态般情况言电力系统发生障者处非正常运行状态时候电设备安全生产造成巨威胁甚会造成更加严重果工作中确保电力设备运行安全稳定减少电力事引起面积停电者重设施破坏必须工作中继电保护装置进行研究优化确保够准确快速控制线路
继电保护装置电力系统安全稳定运行重防线保证继电保护充分发挥作继电保护必须满足性选择性灵敏性速动性求性需赖继电保护装置身选择性灵敏性速动性保护定值决定做电网继电保护定值整定计算工作保证电力系统安全运行非常重
满足保护四项基求前提应力求采简单保护装置采简单保护满足求时考虑采较复杂保护复杂保护仅价格昂贵运行维护调试复杂更复杂保护需元件接线复杂增加保护装置身障机率降低性
传统继电保护针电力系统中产生障安全运行异常时系统短时间区域范围发生障设备切换系统外保证整体系统安全般值班员产生异常工况进行处理着计算机技术发展微机继电保护技术广泛应计算机指令信号通信号切换保护装置减少设备损坏避免系统整体瘫痪带影响
电力系统中种保护装置种保护装置电力系统说独特特点现代电力系统中电流保护选择性灵敏度等方面会受电力系统运行方式影响难满足电力系统速动性选择性性灵敏性求电力系统运行方式距离保护影响代电网中环网行线断出现系统运行方式断改变必然距离保护成代电网应广泛保护装置
110kV输电网络般作中电力系统干网110kV输电网络保护需考虑距离保护保护配合问题便保护备保护网范围协调工作总体考虑前提效保护元件
课题设计中针110kV电网进行整定遵循电力系统设计基原前提电网障分析基础运专业知识进行量定值计算工作计算短路电流部分设备进行灵敏度校验整定计算般包括动作值整定灵敏度校验动作时限整定三部分分：1相间短路整定计算2接短路保护整定计算
整定计算完成通PSCAD软件110kV电网进行仿真研究
第二章 全网保护配置线路保护整定原
21 配置原
电力系统次设备运行程中外力绝缘老化电压误操作设计制造缺陷等原会发生短路断路等障常见时危险障发现种类型短路障正常运行状态电力系统中引起事避免必损失电力系统部分配置种保护保证电力系统安全稳定运行文110kV电网例进行保护配置110kV系统图见图21
图21 110kV电网系统图
211 发变组保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
1发电机定子绕组引出线相间短路障应列规定配置相应保护作发电机保护
(1) 1MW 单独运行发电机中性点侧引出线中性点侧装设电流保护中性点侧引出线发电机端装设低电压保护
(2) 1MW 发电机电力系统列运行发电机应发电机端装设电流速断保护电流速断灵敏系数符合求装设联差动保护中性点侧没引出线发电机装设低压流保护
(3) 1MW 发电机应装设联差动保护
(4) 100MW 发电机变压器组发电机变压器间断路器时发电机变压器宜分装设单独联差动保护功
(5) 100MW 发电机变压器组应装设双重保护套保护宜具发电机联差动保护变压器联差动保护功
(6) 穿越性短路穿越性励磁涌流步非步合闸程中联差动保护应采取措施减轻电流互感器饱剩磁影响提高保护动作性
(7) 联差动保护应装设电流回路断线监视装置断线动作信号电流回路断线允许差动保护跳闸
(8) 条中规定装设电流保护电流速断保护低电压保护低压流差动保护均应动作停机
2发电机定子匝间短路应列规定装设定子匝间保护：
(1) 定子绕组星形接线相联分支中性点侧分支引出端发电机应装设零序电流型横差保护裂相横差保护完全差保护
(2) 50MW 发电机定子绕组星形接线中性点三引出端子时根户制造厂求装设专匝间短路保护
3发电机外部相间短路障作发电机保护备应列规定配置相应保护保护装置宜配置发电机中性点侧：
(1) 1MW 发电机电力系统列运行发电机应装设流保护
(2) 1MW 发电机宜装设复合电压(包括负序电压线电压)起动电流保护灵敏度满足求时增设负序电流保护
(3) 50MW 发电机宜装设负序电流保护单元件低压起动电流保护
(4) 励(串联变压器)发电机宜采带电流记忆(保持)低压电流保护
(5) 列运行发电机发电机变压器组备保护连接母线相间障应具必灵敏系数
(6) 条中规定装设项保护装置宜带二段时限较短时限动作缩障影响范围动作解列较长时限动作停机
(7) 规定装设定子绕组反时限负荷反时限负序负荷保护保护综合特性发电机变压器组连接高压母线相间短路障具必灵敏系数满足时间配合求装设4262 条规定备保护保护宜动作停机
3发电机定子绕组异常电压应列规定装设电压保护：
(1) 水轮发电机应装设电压保护整定值根定子绕组绝缘状况决定电压保护宜动作解列灭磁
(2) 100MW 汽轮发电机宜装设电压保护整定值根定子绕组绝缘状况决定电压保护宜动作解列灭磁程序跳闸
4负荷引起发电机定子绕组电流应列规定装设定子绕组负荷保护：
(1) 定子绕组非直接冷发电机应装设定时限负荷保护保护接相电流带时限动作信号
(2) 定子绕组直接冷负荷力较低(例低15 倍60s)负荷保护定时限反时限两部分组成定时限部分：动作电流发电机长期允许负荷电流返回条件整定带时限动作信号条件时动作动减负荷
212 变压器保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
（1）反映变压器线圈引出线相间短路中性点直接接侧单相接差动保护
（2）反映变压器部种障油面降低瓦斯保护载调压瓦斯保护
（3）反映变压器外部短路引起电流作变压器保护备保护相间备保护
（4）反映接电网外部接短路零序电流电压备保护
（5）04MVA 车间油浸式变压器08MVA 油浸式变压器均应装设瓦斯保护壳障产生轻微瓦斯油面降时应瞬时动作信号壳障产生量瓦斯时应瞬时动作断开变压器侧断路器带负荷调压变压器充油调压开关应装设瓦斯保护瓦斯保护应采取措施防止瓦斯继电器引线障震动等引起瓦斯保护误动作
（6）电压 10kV 容量10MVA 变压器采电流速断保护
（7）电压 10kV 容量10MVA 变压器采差保护
（8）电压10kV 重变压器电流速断保护灵敏度符合求时采差保护
（9）电压 220kV 变压器装设数字式保护时非电量保护外应采双重化保护配置断路器具两组跳闸线圈时两套保护宜分动作断路器组跳闸线圈
（10）35kV～66kV 中容量降压变压器宜采电流保护保护整定值考虑变压器出现负荷
（11）110kV～500kV 降压变压器升压变压器系统联络变压器相间短路备保护电流保护满足灵敏性求时宜采复合电压起动电流保护复合电流保护
（12）降压变压器升压变压器系统联络变压器根侧接线连接系统电源情况应配置相间短路备保护该保护宜考虑反映电流互感器断路器间障
（13）单侧电源双绕组变压器三绕组变压器相间短路备保护宜装侧非电源侧保护带两段三段时限第时限断开侧母联分段断路器缩障影响范围第二时限断开侧断路器第三时限断开变压器侧断路器电源侧保护带段时限断开变压器侧断路器
（14）两侧三侧电源双绕组变压器三绕组变压器侧相间短路备保护带两段三段时限满足选择性求降低备保护动作时间相间短路备保护带方方宜指侧母线断开变压器侧断路器备保护带方
（15）低压侧分支接分开运行母线段降压变压器电源侧装设保护外应分支装设相间短路备保护
（16）变压器低压侧专母线保护变压器高压侧相间短路备保护低压侧母线相间短路灵敏度够时提高切低压侧母线障性变压器低压侧配置两套相间短路备保护该两套备保护接电流互感器
213 线路保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
110kV～220kV 中性点直接接电力网线路应规程装设反应相间短路接短路保护
（1）110kV 双侧电源线路符合列条件时应装设套全线速动保护
a根系统稳定求必时
b．线路发生三相短路发电厂厂母线电压低允许值（般60额定电压）保护时限选择切短路时
c．电力网某线路采全线速动保护仅改善线路保护性够改善整电网保护性
（2） 级串联采电缆单侧电源线路满足快速性选择性求装设全线速动保护作保护
（3）110kV 线路备保护宜采远备方式
（4）单侧电源线路装设阶段式相电流零序电流保护作相间接障保护满足求装设阶段式相间接距离保护辅切电阻接障段零序电流保护
（5）双侧电源线路装设阶段式相间接距离保护辅切电阻接障段零序电流保护
22 配置方案
电力系统运行中常发生障相间短路单相接参考设计原做出设计方案： 110kV输电线路配置反映相间短路距离保护反映单相接三段式零序电流保护三段式电流保护接线简单济灵敏度高延时存缺点短线路运行方式变化网络保护满足系统运行提出求相间短路考虑原采距离保护
单相接采零序电流保护果灵敏度满足求改接距离保护
23 线路保护配置方案
全网线路装设6保护（BH1BH6）BH1配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH2配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH3配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH4配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH5配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）
电网部分保护配置见表21
表21 部分保护配置
发电机变压器组
变压器组
输电线路
差动保护瓦斯保护转子点接保护定子单相接保护电压保护负荷保护
瓦斯保护差保护电流保护复合电压启动电流零序保护负荷保护励磁保护
相间距离保护（IⅡⅢ）
零序电流保护（ⅡⅢ）
第三章 短路计算
计算短路电流目选择保护方式确定保护装置整定参数求计算较准确计算短路电流时运行方式确定非常重关系选定保护否济合理简单否满足灵敏度求等系列问题
短路电流计算原：
（1）忽略发电机变压器等阻抗参数电阻部分假定旋转电机负序电抗等正序阻抗
（2）发电机电势假定均等1（标幺值）相位致
（3）考虑短路电流衰减强励作
（4）计线路电容电流负荷电流影响
（5）计障电阻接电阻
31 参数计算
电力系统计算中广泛采标幺值标幺制相单位制中种标幺制中物理量标幺值表示
标幺值实际名值（意单位）基准值（名值单位）
标幺值没量纲数值实际值选基准值时标幺值诉说物理量标幺值时必须时说明基准值否仅标幺值没意义
采标幺值目简化计算便计算结果做出分析评价选择基准值时应考虑量实现目
电力系统电气量基准值选择符合电路基关系前提原意选取四物理量基准值分满足公式四基准值选两余两关系式决定
110kV系统接线简图图31示：
图31 110kV系统图
311 基准值
计算方便取基准容量：100MV·A 基准电压：115V：
基准电流：A基准电抗：Ω
312 条线路电抗标幺值：
（31）
313 发电机G电抗标幺值：
MVA
（32）
314 变压器T电抗标幺值：
（33）
315 系统S参数
S运行方式正序阻抗：
（34）
S运行方式零序阻抗：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
余数详见表31
表31 参数计算结果
原始数
标幺值
名值()
正序
零序
正序
零序
系统S运行方式正序阻抗
011
011
1455
系统S运行方式正序阻抗
018
04
2381
系统S运行方式零序阻抗
04
018
529
系统S运行方式零序阻抗
054
054
71415
发电机
25
0405
5351
发电厂变压器
315MW
033
4364
甲变电变压器
40MW
0263
3478
乙变电变压器
20MW
0525
6943
线路SB
36km
0109
0327
144
432
线路AB
25km
0076
0227
10
30
线路BC
27km
0082
0245
108
324
32 运行方式分析
321 变压器中性点接方式选择原
中性点直接接系统中发生接短路产生零序电流分量利零序分量构成保护作种接保护电流系统发生接短路时零序电流分布变压器中性点数目位置密切关系中性接点数目越意味着系统零序总阻抗越零序电流越中性点接位置意味着零序电流发布通常变压器中性点接位置数目两点原考虑：零序电流保护装置系统种运行方式保护范围基保持变具足够灵敏度性二变压器承受危险电压应该变压器中性点接数目位置保持变具体选择原：
（1）中间变电母线穿越电流情况变压器低压侧电源时少台变压中性点接防止接短路引起电压
（2）电厂列运行变压器应该部分变压器中性点接
（3）终端变电电压器低压侧电源时变压器应该接运行
（4）双母线固定连接方式运行变电组母线少应该台变压器中性点直接接
（5）变压器中性点绝缘水较低时中性点必须接
全绝缘变压器时规程装设零序电流保护满足变压器中性点直接接运行求外应增设零序电压保护变压器连接电力网失接中性点时零序电压保护03s～05s 时限动作断开变压器侧断路器
限制分级绝缘变压器中性点接运行时出现中性点电压变压器中性点应装设放电间隙时应装设中性点直接接放电间隙接两套零序电流保护外应增设零序电压保护中性点直接接运行变压器4371 条规定装设保护间隙接变压器装设反应间隙放电零序电流保护零序电压保护变压器接电力网失接中性点发生单相接障时电流电压保护动作03s～05s 时限动作断开变压器侧断路器
322 方式
继电保护整定计算运行方式电力系统确定运行方式基础影响继电保护效果前提提高继电保护运行方式变化适应力进步选择
确定运行方式限度确定运行方式应该满足常见运行方式基础影响保护效果前提适加变化范围般原：
（1）必须考虑抢修障两种状态重叠情况出现
（2）考虑极少见特殊方式必时采取时特殊措施加解决
运行方式系统抗值发生短路产生短路电流种运行方式般根系统运行方式短路电流值校验开关电器稳定性
运行方式系统该方式运行时具短路阻抗值发生短路产生短路电流种运行方式般根系统运行方式短路电流值校验继电保护装置灵敏度
33 短路计算
计算B点例绘制B点方式正负零序网络图见图32图33图34图35图36图37
331 运行方式
图32 B点发生接障正序网图 图33 B点发生接障负序网图
图34 B点发生接障零序网图
1正序电抗
2负序电抗
3零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
332 运行方式
图35 B点发生接障正序网图 图36 B点发生接障负序网图
图37 B点发生接障零序网图
1正序电抗
2负序电抗
3零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
A点C点S点短路电流计算B点类似短路电流计算结果见表32
表32 ABCS点短路电流计算结果
BH1
BH2
BH3
BH4
BH5
BH6
A
处
障
三倍接电流
1503
1503
1503
1503
三倍接电流
1005
1005
1005
1005
三相短路电流
3386
3386
3386
3386
三相短路电流
2742
2742
2742
2742
B
处
障
三倍接电流
2262
2262
2955
2955
三倍接电流
1704
1704
2142
2142
三相短路电流
3115
3115
4566
4566
三相短路电流
2255
2255
3360
3360
C
处
障
三倍接电流
1515
1515
1977
1977
3492
3492
三倍接电流
1068
1068
1281
1281
2106
2106
三相短路电流
1913
1913
2804
2804
4717
4717
三相短路电流
1535
1535
2356
2356
3891
3891
S
处
障
三倍接电流
2073
2073
2073
2073
三倍接电流
1413
1413
1413
1413
三相短路电流
2326
2326
2326
2326
三相短路电流
1810
1810
1810
1810
第四章 线路保护整定计算
41 相间短路保护整定
距离保护利短路发生时电压电流时变化特征测量电压电流值该值反应障点保护安装处距离果短路点距离整定值动作保护计算线路AB例进行整定
411 A侧保护（BH1)整定
根负荷选择电流互感器型号：
负荷电流
根工作验知负荷电流取600A已够满足课题求确定电流互感器变
距离I段整定：
1 整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗 （41）
式中 ——系数般取08~085
阻抗二次值
2动作时间：
距离Ⅱ段整定
（1） 相邻线路BC（BH5）距离保护I段配合
（43）
（44）
（2） 相邻变压器快速保护配合
（3）相邻线路SB(BH4)距离保护I段相配合
（45）
式中 ——系数般08~085
（46）
式中 ——系数取085
——分支系数
412 B侧保护（BH4)整定
距离I段整定
1 （47） 阻抗二次值：
2动作时间：
距离保护Ⅱ段
1
阻抗二次值：
2动作时间：
3灵敏度校验：线路末端短路时求保护灵敏度125
符合求
距离保护Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
式中 ——系数取085
——电动机启动系数取15
——阻抗测量元件（欠量动作）返回系数取115
2动作时间
理整定结果见表41
表41距离IⅡⅢ段整定值
次值()
二次值()
时限(S)
灵敏度
A侧
BH1
I
85
093
0
085
Ⅱ
1792
195
05
1792
Ⅲ
841
917
3
841
远
BC
326
SB
345
T
139
B侧
BH2
I
85
093
0
085
Ⅱ
13
14
05
13
Ⅲ
841
917
25
841
BH4
I
1224
13
0
085
Ⅱ
1872
2
05
13
Ⅲ
841
917
25
841
BH5
I
918
100
0
085
Ⅱ
3414
372
05
316
Ⅲ
841
917
2
779
C
侧
BH6
I
918
100
0
085
Ⅱ
1404
153
05
13
Ⅲ
841
917
2
779
S
侧
BH3
I
1224
13
0
085
Ⅱ
20043
22
05
139
Ⅲ
841
917
15
584
远
BC
265
AB
255
T
12
42 接短路保护整定计算
421 整定原
面线路AB例进行整定计算：
1零序电流保护I段
（1）躲线路末端单相两相接短路时
（48）
式中 ——系数般取12~13
——区外接短路三倍零序电流单回线般取线路末端接短路时三倍零序电流必须考虑正序等值阻抗零序等值阻抗值时取单相接电流时取两相接短路电流
（2）保护范围
零序电流I段保护范围应线路全长15~20
2零序电流保护Ⅱ段
（1）相邻线路零序I段配合
（49）
式中 ——系数般取115
（2）动作时间
相邻保护动作时限基础高时间级（05s）
（3）灵敏度校验
（410）
3零序电流保护Ⅲ段
（1）躲开线路末端运行方式产生衡电流
（411）
（412）
式中 ——系数般取11~12
——非周期分量系数取15
——TA型系数型取05型取1
——TA误差取01
（2）动作时间
相邻保护动作时限基础高时间级（05s）
（3）灵敏度校验
（413）
（414）
422零序IⅡⅢ整定计算
B点发生接障A侧（BH1）例进行整定计算：
1 零序电流保护I段
查表格B点发生接短路障流BH1处三倍零序电流2262三倍零序电流1704
动作时间：
2零序电流保护Ⅱ段
（1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路AB零序Ⅱ段整定值：
（2）线路BS零序I段相配合假设S点发生接障
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
线路BS零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
a线路BC（BH5）零序Ⅱ段相配合
b线路BS（BH4）零序Ⅱ段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3零序电流保护Ⅲ段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三相短路电流3115
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
（1）作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1068
（2）作线路BS远备
查表格S点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1413
满足灵敏度求
理保护BH2BH3BH4BH5零序IⅡⅢ段整定值见表42
表41 零序IⅡⅢ段整定值
次值（kA)
二次值(A)
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
1420
1183
0
125
Ⅱ
0544
4533
1
1573
Ⅲ
0135
1125
2
6335
远
BC
3970
BS
5253
B
侧
BH2
I
0943
7858
0
125
Ⅱ
0336
28
05
15
Ⅲ
0147
1225
2
3442
BH4
I
1301
10842
0
125
Ⅱ
0473
3942
05
15
Ⅲ
0100
0833
2
7065
BH5
I
2191
18258
0
125
Ⅱ
0705
5875
05
15
0204
17
2
5174
S
侧
BH3
I
1854
1545
0
125
Ⅱ
0387
3225
1
2778
Ⅲ
0197
1642
2
5450
远
BC
3260
BA
2557
第五章 距离保护仿真构建
51 次系统模型
次距离保护模型采双电源供电长距离输电线路配备保护距离保护双侧电源均采RLC中性点接110kV50Hz电源部电阻9186Ω电抗119mH通万表确定电压电流信号加断路器B1配置距离保护通长距离输电线路侧相接线路中加障 系统模型见图51
图51 系统模型
加三相障数字控制器数字应障0表示没障1表示A相接障2 表示B相接障3表示C相接障4表示AB两相接障5表示AC两相接障6表示BC两相接障7表示ABC三相接障8表示AB两相相间短路障9表示AC两相相间短路障10表示BC两相相间短路障11表示ABC三相相间短路障应数字转换开关16数数应障状态数字
511 电源模型
电源模型见图52
图52电源模型
组件模型三相交流电压源源阻抗指定理想(限总线)源控制通固定部参数变量外部信号次模型定义采RLC中性点接110kV50Hz首段电源部电阻9186Ω电抗119mH
512 线路模型
线路模型见图53
图53 线路模型
架空线路配置组件定义基性质导体传输通道空气提供访问TLine 电缆配置编辑器次设计架空线路总长25kM分20kM5kM两端接线形式直分界
处加障进行模拟双击线路模型次线路命名LINE1稳定频率50Hz线路长度20kM导体数量3终端型号直接连接面详细编辑线路模型
513 断路器模型
断路器模型见图54
图54 断路器模型
组件模拟三相断路器操作(关闭)关闭(开)电阻断路器必须起指定初始状态该组件通名输入信号控制(默认BRK）两状态0表示on断路器闭合1表示off断路器开断路器控制配置动通定时开关逻辑组件定序器组件断路器手动控制通线控制通更详细控制方案
514 障模型
障模型见图55
图55 障模型
部分三块组成左边组件控制障开始结束类似转盘组件旋转开关选择输出状态右边简单障模型三者组合起形成功
障装换器
52 二次系统模型
距离保护具体仿真构建分两模块：1信号处理模块2保护动作模块
521 信号处理模块：
信号处理模块见图56
图56 信号处理模块
系统模型中已万表采集电压电流信号信号处理模块电流电压信号处理已获想数首先电压电流信号通傅里叶变化里取七次谐波应分解出ABC三相应电压电流幅值相位图57
图57 傅里叶变换
线快速傅里叶变换(FFT)确定谐波相位输入信号作时间函数输入信号第取样前分解成谐波成分提供选项两三输入三输入组件提供输出序列组件形式
522 保护动作模块
保护动作模块见图58
图58 保护动作模块
数处理模块数送保护动作接障采应相阻抗值图59
图59 单相接障计算
组件计算线路接阻抗眼中接阻抗继电器输出阻抗矩形格式(RX)优化距离继电器——苹果边形特征距离继电器特征姆欧圆继电器特征
53相间短路障仿真
531区障
建立模型时已计算出线路阻抗千米04欧姆障发生BC相间短路距离保护处20kM处时姆欧继电器设定整定阻抗（55315）圆心半径32障距离阻抗27欧姆圆应模拟仿真出结果
障处信号图见图510：
图510 障处信号图
保护安装处电流图见图511：
图511 保护安装处电流图
电压图见图512：
图512 电压图
应姆欧继电器动作图见图513：
图513 应姆欧继电器动作图
观察障时段线圈时继电器动作障跳开
保护动作信号图见图514：
图514 保护动作信号图
532区外障
改变姆欧继电器参数圈动作时圆心（xy）（5315）半径32通公式
作出图区动作果改变圆心（xy）（55）半径10通公式计算圈外障继电器动作见图515
图515 圈外障继电器动作图
应保护动作信号图见图516：
图516 应保护动作信号图
出区外保护动作
54接障仿真
541区障
建立模型时已计算出线路阻抗千米03欧姆障发生A相接短路距离保护处90kM处时姆欧继电器设定整定阻抗（55315）圆心半径32障距离阻抗27欧姆圆应模拟仿真出结果
障信号图见图517：
图517 障信号图
保护安装处电压图见图518：
图518 保护安装处电压图
保护安装处电流图见图519：
图519 保护安装处电流图
姆欧继电器动作图见图520：
图520 姆欧继电器动作图
出阻抗轨迹圈动作
保护动作信号图见图521：
图521 保护动作信号图
542区外障
相间短路障类似改变姆欧继电器设定参数区外障继电器记录情况见图522：
图522 区外障继电器记录情况
应保护动作见图523：
图523应保护动作
出区外保护动作
第六章 结束语
设计宋丽群老师细心教导严格求已完成根求110kV电网进行继电保护整定计算仿真研究设计正文部分均AB线路例余线路整定程详见附录1线路保护方式选择相间短路保护方式接短路保护方式结合变压器保护方式选择变压器差保护变压器瓦斯保护保护电流保护负荷保护备保护方式设计程中严格遵循继电保护性选择性灵敏性速动性求
非常感谢宋丽群老师学毕业设计阶段指导初课题选择方案设计现文终稿耐心指导遍遍修改文中足提出修改意见予私帮助指导毕业文撰写放弃休息时间表示诚挚谢意时感谢学四年期间课老师学指导帮助传授专业知识社会历练中够发展正细心教导方面进步表示衷谢意
毕业文书写学4年学知识真正运程文完成意味着步入社会参加工作希学中学切够未工作中更运
专业水限文书写会存足处请位老师学批评指正
参考文献
[1] 韩笑 宋丽群电气工程专业毕业设计指南继保分册（第二版）中国水利水电出版社2008年8月出版
[2] 韩笑电力系统继电保护机械工业出版社2011年8月出版
[3] 韩笑 赵景峰 邢素娟电厂微机保护测试技术中国水利水电出版社2008年8月出版
[4] 黄健聪110 kV 变电站继电保护中问题措施分析［J］ 中国城市济2011（20）：162
[5] 杨红娟电力系统装置保护分析［J］科技资讯2009（01）：65
[6] 卓乐友等 电力工程电气设计手册[M] 北京中国电力出版社2001
[7] 崔家佩等 电力系统继电保护安全动装置整定计算[M] 北京中国水利水电出版社1993
[8] 易永辉王雷涛陶永健智变电站程层应技术研究[J]电力系统保护控制201038(21)101105
[9] 陈安伟乐全明张宗益等110kV 变电站智化改造关键技术[J]电力系统动化201135(18)147150
附录1计算书
参数计算
11基准值
基准容量：100MV·A
基准电压：115V
基准电流：A
基准电抗：Ω
12元件阻抗名值计算：
发电机等值阻抗 0119**0851224Ω
变电站T等值阻抗 Ω
Ω
Ω
线路正序阻抗 Ω
Ω
Ω
S运行方式正序阻抗 Ω
S运行方式正序阻抗 Ω
S运行方式零序阻抗 Ω
S运行方式零序阻抗 Ω
13元件标幺值计算
发电机G电抗标幺值：MVA
变压器T电抗标幺值：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
条线路正序（负序）电抗标幺值：
二短路电流
A点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
A点发生接障正序网图 A点发生接障负序网图
A点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
2 运行方式
A点发生接障正序网图 A点发生接障负序网图
A点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
B点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
B点发生接障正序网图 B点发生接障负序网图
B点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
2 运行方式
B点发生接障正序网图 B点发生接障负序网图
B点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
C点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1运行方式
C点发生接障正序网图 C点发生接障负序网图
C点发生接障零序网图
①正序阻抗
②负序阻抗
③零序阻抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）单相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）两相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）三相短路电流
2 运行方式
C点发生接障正序网图 C点发生接障负序网图
C点发生接障零序网图
①正序阻抗
②负序阻抗
③零序阻抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）单相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）两相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH5（BH6）接电流
流保护安装处BH5（BH6）接电流
流保护安装处BH5（BH6）三相短路电流
流保护安装处BH5（BH6）三相短路电流
S点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
S点发生接障正序网图 S点发生接障负序网图
S点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
2 运行方式
S点发生接障正序网图 S点发生接障负序网图
S点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
二．相间短路电流整定计算
1线路SB
11 S侧保护（BH3)整定计算
根负荷选择电流互感器型号：
负荷电流
确定电流互感器变
111 距离I段
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间
112 距离Ⅱ段
1整定原：
（1）相邻线路BC（BH5)距离I段配合
（2）相邻变压器快速保护配合
(3)相邻线路AB保护BH2中距离保护I段配合
取三者中较值作BH3中距离Ⅱ段整定值
阻抗二次值计算
2动作时间
3灵敏度校验：线路末端短路时求保护灵敏度125
符合求
113 距离Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
阻抗二次值：
2动作时间
3灵敏度校验
（1）备：灵敏系数：
（2）远备：线末端短路配合
1）线路BC末端短路配合
2)线路AB末端短路配合
3)变压器T6末端短路配合
12 B侧保护(BH4)整定
121 距离I段
1整定原：躲线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗：
阻抗二次值：
2动作时间
122 距离Ⅱ段
1整定原：相邻I段配合线末端系统源S线末端配合灵敏度予保证：
阻抗二次值：
2动作时间：
123 距离Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
阻抗二次值：
2动作时间
3灵敏度校验：备校验：
2 线路AB
21 A侧保护（BH1)整定
211 距离I段整定
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间：
212 距离Ⅱ段整定
（1）相邻线路BC（BH5）距离保护I段配合
（2）相邻变压器快速保护配合
（3）相邻线路SB(BH4)距离保护I段相配合
动作时间：
灵敏度校验
满足灵敏度求
213 距离III段整定
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
2动作时间：
3灵敏度校验：
备
远备
1）线路BC末端短路配合
2）线路SB末端短路配合
3）相邻变压器末端短路配合
22 B侧保护（BH2)整定
221 距离I段整定
1
阻抗二次值：
2动作时间：
222 距离保护Ⅱ段
阻抗二次值：
动作时间：
223 距离保护Ⅲ段
动作时间：
灵敏度校验：
备
3线路BC
31 B侧保护（BH5)整定
311 距离I段整定
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间：
312 距离Ⅱ段整定
（1)相邻变压器快速保护配合
阻抗二次值
（2）动作时间：
（3）灵敏度校验
313 距离Ⅲ段整定
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
2动作时间：
3灵敏度校验
备
远备：相邻变压器T4T5末端短路配合
满足灵敏度求
32 C侧保护（BH6)整定
321 距离I段整定
1
阻抗二次值：
2动作时间：
322 距离保护Ⅱ段
1)灵敏度予保证：
阻抗二次值：
动作时间：
223 距离保护Ⅲ段
动作时间：
灵敏度校验：
备
表格41 距离IIIIII段整定值
次值()
二次值()
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
85
093
0
085
II
1792
195
05
1792
III
841
917
3
841
远
BC
326
SB
345
T
139
B
侧
BH2
I
85
093
0
085
II
13
14
05
13
III
841
917
25
841
BH4
I
1224
13
0
085
II
1872
2
05
13
III
841
917
25
841
BH5
I
918
100
0
085
II
3414
372
05
316
III
841
917
2
779
C
侧
BH6
I
918
100
0
085
II
1404
153
05
13
III
841
917
2
779
S
侧
BH3
I
1224
13
0
085
II
20043
22
05
139
III
841
917
15
584
远
BC
265
AB
255
T
12
四．接短路保护整定计算
B点发生接障A侧（BH1）例零序整定计算
1BH1零序电流保护Ι段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三倍零序电流2262三倍零序电流1704
动作时间：
2BH1零序电流保护Ⅱ段整定计算
1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
2）线路BS零序I段相配合假设S点发生接障
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
线路BS零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
1）线路BC（BH5）零序II段相配合
2）线路BS（BH4）零序II段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3BH1零序电流保护III段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三相短路电流3115
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
1） 作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1068
2） 作线路BS远备
查表格S点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1413
满足灵敏度求
A点发生接短路障B侧（BH2)零序I段整定
1BH2零序电流保护Ι段整定计算
查表格A点发生接短路障流BH2处三倍零序电流1503三倍零序电流1005
动作时间：
2BH2零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH2）线发变组没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
3BH2零序电流保护III段整定计算
查表格A点发生接短路障流BH2处三相短路电流3386
动作时间：
灵敏度校验：
作备
B点发生接障S侧（BH3）例零序整定计算
1BH3零序电流保护Ι段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH3处三倍零序电流2955三倍零序电流2142
动作时间：
2BH3零序电流保护Ⅱ段整定计算
1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路SB(BH3)零序II段整定值：
2）线路BA（BH2）零序I段相配合假设A点发生接障
查表格A点发生接短路障流BH2处三倍零序电流1503三倍零序电流1005
线路BA零序I段整定值：
线路SB（BH3）零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
1）线路BC（BH5）零序II段相配合
2）线路BA（BH2）零序II段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3BH3零序电流保护III段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH3处三相短路电流4566
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
1）作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH3处三倍零序电流1281
2）作线路BA远备
查表格A点发生接短路障时流BH3处三倍零序电流1005
满足灵敏度求
S点发生接短路障B侧（BH4)零序I段整定
1BH4零序电流保护Ι段整定计算
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
动作时间：
2BH4零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH4）线系统S没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
动作时间：
3BH4零序电流保护III段整定计算
查表格S点发生接短路障流BH4处三相短路电流2326
动作时间：
灵敏度校验：
作备
C点发生接短路障B侧（BH5)零序I段整定
1BH5零序电流保护Ι段整定计算
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2
106
动作时间：
2BH5零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH5）线变压器组没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
3BH5零序电流保护III段整定计算
查表格C点发生接短路障流BH5处三相短路电流4717
动作时间：
灵敏度校验：
作备
表41 零序IIIIII段整定值
次值（kA)
二次值(A)
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
1420
1183
0
125
II
0544
4533
1
1573
III
0135
1125
2
6335
远
BC
3970
BS
5253
B
侧
BH2
I
0943
7858
0
125
II
0336
28
05
15
III
0147
1225
2
3442
BH4
I
1301
10842
0
125
II
0473
3942
05
15
III
0100
0833
2
7065
BH5
I
2191
18258
0
125
II
0705
5875
05
15
III
0204
17
2
5174
I
1854
1545
0
125
S
侧
BH3
II
0387
3225
1
2778
III
0197
1642
2
5450
远
BC
3260
BA
2557
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110kV电网继电保护整定计算
仿真研究(子课题 19)
属系 电气工程系
专 业 电气工程动化（继电保护）
学 号
姓 名
指导教师
起讫日期 20XX219—20XX62 ___
设计点
110kV电网继电保护整定计算仿真研究(子课题 19)
摘
保证继电保护应该具性选择性灵敏性速动性求充分发挥继电保护装置效必须合理选择保护定值确保保护间相互配合关系做电网继电保护定值整定计算工作保证电力系统安全运行必条件文详细讲述分析选定ll0kV电网继电保护(相间短路接短路保护)变压器相间短路保护备保护通整定计算灵敏度校验分析否满足规程规范求通PSCAD仿真软件110kV电网进行仿真研究
关键词：继电保护保护配置整定计算仿真研究
110kV grid relay setting calculation and simulation studies (subproject 19)
Abstract
In order to meet the reliability selectivity sensitivity rapidity requirements of relay protection system give full play to the performance of relay protection device fixed value choice of protection must be reasonable to keep the interaction relationship between the protection Do the setting of relay protection setting calculation work is necessary to ensure the safe operation of the power system This paper describes in detail how to analysis of relay protection for selected ll0kV grid (phase to phase short circuit and earth fault protection) and the interphase short circuit transformer main protection and backup protection and through setting calculation and check whether meet the rules and standards and through PSCAD simulation software simulation of 110kV power system
Keywords：Relay protection Protection Setting calculation Simulation study
目录
第章 绪 1
第二章 全网保护配置线路保护整定原 3
21 配置原 3
211 发变组保护配置原 3
212 变压器保护配置原 4
213 线路保护配置原 6
22 配置方案 6
23 线路保护配置方案 6
第三章 短路计算 8
31 参数计算 8
311 基准值 9
312 条线路电抗标幺值： 9
313 发电机G电抗标幺值： 9
314 变压器T电抗标幺值： 9
315 系统S参数 10
32 运行方式分析 11
321 变压器中性点接方式选择原 11
322 方式 12
33 短路计算 12
331 运行方式 12
332 运行方式 14
第四章 线路保护整定计算 17
41 相间短路保护整定 17
411 A侧保护（BH1)整定 17
412 B侧保护（BH4)整定 18
42 接短路保护整定计算 21
421 整定原 21
422零序IⅡⅢ整定计算 22
第五章 距离保护仿真构建 26
51 次系统模型 26
511 电源模型 26
512 线路模型 26
513 断路器模型 27
514 障模型 27
52 二次系统模型 27
521 信号处理模块： 27
522 保护动作模块 28
53相间短路障仿真 29
531区障 29
532区外障 32
54接障仿真 33
541区障 33
542区外障 35
第六章 结束语 37
参考文献 38
附录1计算书 39
第章 绪
国区级电网指35~110kV电网具电压等级低接入电厂容量较输电距离短等特点110kV电网区普度越越高电网中承担部分电力传输110kV电网形成断拓展程体现电网结构断电力负荷增长城市规划供电性相适应程电网运行程中障避免电网够出现障时时排安全稳定继续运行继电保护装置缺少
继电保护作电力系统中发生障者异常状况监测设施通障现象进行分析发出相关警报信号者暂时隔离切缺陷状态般情况言电力系统发生障者处非正常运行状态时候电设备安全生产造成巨威胁甚会造成更加严重果工作中确保电力设备运行安全稳定减少电力事引起面积停电者重设施破坏必须工作中继电保护装置进行研究优化确保够准确快速控制线路
继电保护装置电力系统安全稳定运行重防线保证继电保护充分发挥作继电保护必须满足性选择性灵敏性速动性求性需赖继电保护装置身选择性灵敏性速动性保护定值决定做电网继电保护定值整定计算工作保证电力系统安全运行非常重
满足保护四项基求前提应力求采简单保护装置采简单保护满足求时考虑采较复杂保护复杂保护仅价格昂贵运行维护调试复杂更复杂保护需元件接线复杂增加保护装置身障机率降低性
传统继电保护针电力系统中产生障安全运行异常时系统短时间区域范围发生障设备切换系统外保证整体系统安全般值班员产生异常工况进行处理着计算机技术发展微机继电保护技术广泛应计算机指令信号通信号切换保护装置减少设备损坏避免系统整体瘫痪带影响
电力系统中种保护装置种保护装置电力系统说独特特点现代电力系统中电流保护选择性灵敏度等方面会受电力系统运行方式影响难满足电力系统速动性选择性性灵敏性求电力系统运行方式距离保护影响代电网中环网行线断出现系统运行方式断改变必然距离保护成代电网应广泛保护装置
110kV输电网络般作中电力系统干网110kV输电网络保护需考虑距离保护保护配合问题便保护备保护网范围协调工作总体考虑前提效保护元件
课题设计中针110kV电网进行整定遵循电力系统设计基原前提电网障分析基础运专业知识进行量定值计算工作计算短路电流部分设备进行灵敏度校验整定计算般包括动作值整定灵敏度校验动作时限整定三部分分：1相间短路整定计算2接短路保护整定计算
整定计算完成通PSCAD软件110kV电网进行仿真研究
第二章 全网保护配置线路保护整定原
21 配置原
电力系统次设备运行程中外力绝缘老化电压误操作设计制造缺陷等原会发生短路断路等障常见时危险障发现种类型短路障正常运行状态电力系统中引起事避免必损失电力系统部分配置种保护保证电力系统安全稳定运行文110kV电网例进行保护配置110kV系统图见图21
图21 110kV电网系统图
211 发变组保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
1发电机定子绕组引出线相间短路障应列规定配置相应保护作发电机保护
(1) 1MW 单独运行发电机中性点侧引出线中性点侧装设电流保护中性点侧引出线发电机端装设低电压保护
(2) 1MW 发电机电力系统列运行发电机应发电机端装设电流速断保护电流速断灵敏系数符合求装设联差动保护中性点侧没引出线发电机装设低压流保护
(3) 1MW 发电机应装设联差动保护
(4) 100MW 发电机变压器组发电机变压器间断路器时发电机变压器宜分装设单独联差动保护功
(5) 100MW 发电机变压器组应装设双重保护套保护宜具发电机联差动保护变压器联差动保护功
(6) 穿越性短路穿越性励磁涌流步非步合闸程中联差动保护应采取措施减轻电流互感器饱剩磁影响提高保护动作性
(7) 联差动保护应装设电流回路断线监视装置断线动作信号电流回路断线允许差动保护跳闸
(8) 条中规定装设电流保护电流速断保护低电压保护低压流差动保护均应动作停机
2发电机定子匝间短路应列规定装设定子匝间保护：
(1) 定子绕组星形接线相联分支中性点侧分支引出端发电机应装设零序电流型横差保护裂相横差保护完全差保护
(2) 50MW 发电机定子绕组星形接线中性点三引出端子时根户制造厂求装设专匝间短路保护
3发电机外部相间短路障作发电机保护备应列规定配置相应保护保护装置宜配置发电机中性点侧：
(1) 1MW 发电机电力系统列运行发电机应装设流保护
(2) 1MW 发电机宜装设复合电压(包括负序电压线电压)起动电流保护灵敏度满足求时增设负序电流保护
(3) 50MW 发电机宜装设负序电流保护单元件低压起动电流保护
(4) 励(串联变压器)发电机宜采带电流记忆(保持)低压电流保护
(5) 列运行发电机发电机变压器组备保护连接母线相间障应具必灵敏系数
(6) 条中规定装设项保护装置宜带二段时限较短时限动作缩障影响范围动作解列较长时限动作停机
(7) 规定装设定子绕组反时限负荷反时限负序负荷保护保护综合特性发电机变压器组连接高压母线相间短路障具必灵敏系数满足时间配合求装设4262 条规定备保护保护宜动作停机
3发电机定子绕组异常电压应列规定装设电压保护：
(1) 水轮发电机应装设电压保护整定值根定子绕组绝缘状况决定电压保护宜动作解列灭磁
(2) 100MW 汽轮发电机宜装设电压保护整定值根定子绕组绝缘状况决定电压保护宜动作解列灭磁程序跳闸
4负荷引起发电机定子绕组电流应列规定装设定子绕组负荷保护：
(1) 定子绕组非直接冷发电机应装设定时限负荷保护保护接相电流带时限动作信号
(2) 定子绕组直接冷负荷力较低(例低15 倍60s)负荷保护定时限反时限两部分组成定时限部分：动作电流发电机长期允许负荷电流返回条件整定带时限动作信号条件时动作动减负荷
212 变压器保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
（1）反映变压器线圈引出线相间短路中性点直接接侧单相接差动保护
（2）反映变压器部种障油面降低瓦斯保护载调压瓦斯保护
（3）反映变压器外部短路引起电流作变压器保护备保护相间备保护
（4）反映接电网外部接短路零序电流电压备保护
（5）04MVA 车间油浸式变压器08MVA 油浸式变压器均应装设瓦斯保护壳障产生轻微瓦斯油面降时应瞬时动作信号壳障产生量瓦斯时应瞬时动作断开变压器侧断路器带负荷调压变压器充油调压开关应装设瓦斯保护瓦斯保护应采取措施防止瓦斯继电器引线障震动等引起瓦斯保护误动作
（6）电压 10kV 容量10MVA 变压器采电流速断保护
（7）电压 10kV 容量10MVA 变压器采差保护
（8）电压10kV 重变压器电流速断保护灵敏度符合求时采差保护
（9）电压 220kV 变压器装设数字式保护时非电量保护外应采双重化保护配置断路器具两组跳闸线圈时两套保护宜分动作断路器组跳闸线圈
（10）35kV～66kV 中容量降压变压器宜采电流保护保护整定值考虑变压器出现负荷
（11）110kV～500kV 降压变压器升压变压器系统联络变压器相间短路备保护电流保护满足灵敏性求时宜采复合电压起动电流保护复合电流保护
（12）降压变压器升压变压器系统联络变压器根侧接线连接系统电源情况应配置相间短路备保护该保护宜考虑反映电流互感器断路器间障
（13）单侧电源双绕组变压器三绕组变压器相间短路备保护宜装侧非电源侧保护带两段三段时限第时限断开侧母联分段断路器缩障影响范围第二时限断开侧断路器第三时限断开变压器侧断路器电源侧保护带段时限断开变压器侧断路器
（14）两侧三侧电源双绕组变压器三绕组变压器侧相间短路备保护带两段三段时限满足选择性求降低备保护动作时间相间短路备保护带方方宜指侧母线断开变压器侧断路器备保护带方
（15）低压侧分支接分开运行母线段降压变压器电源侧装设保护外应分支装设相间短路备保护
（16）变压器低压侧专母线保护变压器高压侧相间短路备保护低压侧母线相间短路灵敏度够时提高切低压侧母线障性变压器低压侧配置两套相间短路备保护该两套备保护接电流互感器
213 线路保护配置原
继电保护安全动装置技术规程知：
110kV～220kV 中性点直接接电力网线路应规程装设反应相间短路接短路保护
（1）110kV 双侧电源线路符合列条件时应装设套全线速动保护
a根系统稳定求必时
b．线路发生三相短路发电厂厂母线电压低允许值（般60额定电压）保护时限选择切短路时
c．电力网某线路采全线速动保护仅改善线路保护性够改善整电网保护性
（2） 级串联采电缆单侧电源线路满足快速性选择性求装设全线速动保护作保护
（3）110kV 线路备保护宜采远备方式
（4）单侧电源线路装设阶段式相电流零序电流保护作相间接障保护满足求装设阶段式相间接距离保护辅切电阻接障段零序电流保护
（5）双侧电源线路装设阶段式相间接距离保护辅切电阻接障段零序电流保护
22 配置方案
电力系统运行中常发生障相间短路单相接参考设计原做出设计方案： 110kV输电线路配置反映相间短路距离保护反映单相接三段式零序电流保护三段式电流保护接线简单济灵敏度高延时存缺点短线路运行方式变化网络保护满足系统运行提出求相间短路考虑原采距离保护
单相接采零序电流保护果灵敏度满足求改接距离保护
23 线路保护配置方案
全网线路装设6保护（BH1BH6）BH1配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH2配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH3配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH4配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）BH5配置反应相间短路障距离保护IⅡⅢ反应接障零序保护ⅡⅢ（I段保护灵敏度足装设）
电网部分保护配置见表21
表21 部分保护配置
发电机变压器组
变压器组
输电线路
差动保护瓦斯保护转子点接保护定子单相接保护电压保护负荷保护
瓦斯保护差保护电流保护复合电压启动电流零序保护负荷保护励磁保护
相间距离保护（IⅡⅢ）
零序电流保护（ⅡⅢ）
第三章 短路计算
计算短路电流目选择保护方式确定保护装置整定参数求计算较准确计算短路电流时运行方式确定非常重关系选定保护否济合理简单否满足灵敏度求等系列问题
短路电流计算原：
（1）忽略发电机变压器等阻抗参数电阻部分假定旋转电机负序电抗等正序阻抗
（2）发电机电势假定均等1（标幺值）相位致
（3）考虑短路电流衰减强励作
（4）计线路电容电流负荷电流影响
（5）计障电阻接电阻
31 参数计算
电力系统计算中广泛采标幺值标幺制相单位制中种标幺制中物理量标幺值表示
标幺值实际名值（意单位）基准值（名值单位）
标幺值没量纲数值实际值选基准值时标幺值诉说物理量标幺值时必须时说明基准值否仅标幺值没意义
采标幺值目简化计算便计算结果做出分析评价选择基准值时应考虑量实现目
电力系统电气量基准值选择符合电路基关系前提原意选取四物理量基准值分满足公式四基准值选两余两关系式决定
110kV系统接线简图图31示：
图31 110kV系统图
311 基准值
计算方便取基准容量：100MV·A 基准电压：115V：
基准电流：A基准电抗：Ω
312 条线路电抗标幺值：
（31）
313 发电机G电抗标幺值：
MVA
（32）
314 变压器T电抗标幺值：
（33）
315 系统S参数
S运行方式正序阻抗：
（34）
S运行方式零序阻抗：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
余数详见表31
表31 参数计算结果
原始数
标幺值
名值()
正序
零序
正序
零序
系统S运行方式正序阻抗
011
011
1455
系统S运行方式正序阻抗
018
04
2381
系统S运行方式零序阻抗
04
018
529
系统S运行方式零序阻抗
054
054
71415
发电机
25
0405
5351
发电厂变压器
315MW
033
4364
甲变电变压器
40MW
0263
3478
乙变电变压器
20MW
0525
6943
线路SB
36km
0109
0327
144
432
线路AB
25km
0076
0227
10
30
线路BC
27km
0082
0245
108
324
32 运行方式分析
321 变压器中性点接方式选择原
中性点直接接系统中发生接短路产生零序电流分量利零序分量构成保护作种接保护电流系统发生接短路时零序电流分布变压器中性点数目位置密切关系中性接点数目越意味着系统零序总阻抗越零序电流越中性点接位置意味着零序电流发布通常变压器中性点接位置数目两点原考虑：零序电流保护装置系统种运行方式保护范围基保持变具足够灵敏度性二变压器承受危险电压应该变压器中性点接数目位置保持变具体选择原：
（1）中间变电母线穿越电流情况变压器低压侧电源时少台变压中性点接防止接短路引起电压
（2）电厂列运行变压器应该部分变压器中性点接
（3）终端变电电压器低压侧电源时变压器应该接运行
（4）双母线固定连接方式运行变电组母线少应该台变压器中性点直接接
（5）变压器中性点绝缘水较低时中性点必须接
全绝缘变压器时规程装设零序电流保护满足变压器中性点直接接运行求外应增设零序电压保护变压器连接电力网失接中性点时零序电压保护03s～05s 时限动作断开变压器侧断路器
限制分级绝缘变压器中性点接运行时出现中性点电压变压器中性点应装设放电间隙时应装设中性点直接接放电间隙接两套零序电流保护外应增设零序电压保护中性点直接接运行变压器4371 条规定装设保护间隙接变压器装设反应间隙放电零序电流保护零序电压保护变压器接电力网失接中性点发生单相接障时电流电压保护动作03s～05s 时限动作断开变压器侧断路器
322 方式
继电保护整定计算运行方式电力系统确定运行方式基础影响继电保护效果前提提高继电保护运行方式变化适应力进步选择
确定运行方式限度确定运行方式应该满足常见运行方式基础影响保护效果前提适加变化范围般原：
（1）必须考虑抢修障两种状态重叠情况出现
（2）考虑极少见特殊方式必时采取时特殊措施加解决
运行方式系统抗值发生短路产生短路电流种运行方式般根系统运行方式短路电流值校验开关电器稳定性
运行方式系统该方式运行时具短路阻抗值发生短路产生短路电流种运行方式般根系统运行方式短路电流值校验继电保护装置灵敏度
33 短路计算
计算B点例绘制B点方式正负零序网络图见图32图33图34图35图36图37
331 运行方式
图32 B点发生接障正序网图 图33 B点发生接障负序网图
图34 B点发生接障零序网图
1正序电抗
2负序电抗
3零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
332 运行方式
图35 B点发生接障正序网图 图36 B点发生接障负序网图
图37 B点发生接障零序网图
1正序电抗
2负序电抗
3零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
A点C点S点短路电流计算B点类似短路电流计算结果见表32
表32 ABCS点短路电流计算结果
BH1
BH2
BH3
BH4
BH5
BH6
A
处
障
三倍接电流
1503
1503
1503
1503
三倍接电流
1005
1005
1005
1005
三相短路电流
3386
3386
3386
3386
三相短路电流
2742
2742
2742
2742
B
处
障
三倍接电流
2262
2262
2955
2955
三倍接电流
1704
1704
2142
2142
三相短路电流
3115
3115
4566
4566
三相短路电流
2255
2255
3360
3360
C
处
障
三倍接电流
1515
1515
1977
1977
3492
3492
三倍接电流
1068
1068
1281
1281
2106
2106
三相短路电流
1913
1913
2804
2804
4717
4717
三相短路电流
1535
1535
2356
2356
3891
3891
S
处
障
三倍接电流
2073
2073
2073
2073
三倍接电流
1413
1413
1413
1413
三相短路电流
2326
2326
2326
2326
三相短路电流
1810
1810
1810
1810
第四章 线路保护整定计算
41 相间短路保护整定
距离保护利短路发生时电压电流时变化特征测量电压电流值该值反应障点保护安装处距离果短路点距离整定值动作保护计算线路AB例进行整定
411 A侧保护（BH1)整定
根负荷选择电流互感器型号：
负荷电流
根工作验知负荷电流取600A已够满足课题求确定电流互感器变
距离I段整定：
1 整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗 （41）
式中 ——系数般取08~085
阻抗二次值
2动作时间：
距离Ⅱ段整定
（1） 相邻线路BC（BH5）距离保护I段配合
（43）
（44）
（2） 相邻变压器快速保护配合
（3）相邻线路SB(BH4)距离保护I段相配合
（45）
式中 ——系数般08~085
（46）
式中 ——系数取085
——分支系数
412 B侧保护（BH4)整定
距离I段整定
1 （47） 阻抗二次值：
2动作时间：
距离保护Ⅱ段
1
阻抗二次值：
2动作时间：
3灵敏度校验：线路末端短路时求保护灵敏度125
符合求
距离保护Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
式中 ——系数取085
——电动机启动系数取15
——阻抗测量元件（欠量动作）返回系数取115
2动作时间
理整定结果见表41
表41距离IⅡⅢ段整定值
次值()
二次值()
时限(S)
灵敏度
A侧
BH1
I
85
093
0
085
Ⅱ
1792
195
05
1792
Ⅲ
841
917
3
841
远
BC
326
SB
345
T
139
B侧
BH2
I
85
093
0
085
Ⅱ
13
14
05
13
Ⅲ
841
917
25
841
BH4
I
1224
13
0
085
Ⅱ
1872
2
05
13
Ⅲ
841
917
25
841
BH5
I
918
100
0
085
Ⅱ
3414
372
05
316
Ⅲ
841
917
2
779
C
侧
BH6
I
918
100
0
085
Ⅱ
1404
153
05
13
Ⅲ
841
917
2
779
S
侧
BH3
I
1224
13
0
085
Ⅱ
20043
22
05
139
Ⅲ
841
917
15
584
远
BC
265
AB
255
T
12
42 接短路保护整定计算
421 整定原
面线路AB例进行整定计算：
1零序电流保护I段
（1）躲线路末端单相两相接短路时
（48）
式中 ——系数般取12~13
——区外接短路三倍零序电流单回线般取线路末端接短路时三倍零序电流必须考虑正序等值阻抗零序等值阻抗值时取单相接电流时取两相接短路电流
（2）保护范围
零序电流I段保护范围应线路全长15~20
2零序电流保护Ⅱ段
（1）相邻线路零序I段配合
（49）
式中 ——系数般取115
（2）动作时间
相邻保护动作时限基础高时间级（05s）
（3）灵敏度校验
（410）
3零序电流保护Ⅲ段
（1）躲开线路末端运行方式产生衡电流
（411）
（412）
式中 ——系数般取11~12
——非周期分量系数取15
——TA型系数型取05型取1
——TA误差取01
（2）动作时间
相邻保护动作时限基础高时间级（05s）
（3）灵敏度校验
（413）
（414）
422零序IⅡⅢ整定计算
B点发生接障A侧（BH1）例进行整定计算：
1 零序电流保护I段
查表格B点发生接短路障流BH1处三倍零序电流2262三倍零序电流1704
动作时间：
2零序电流保护Ⅱ段
（1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路AB零序Ⅱ段整定值：
（2）线路BS零序I段相配合假设S点发生接障
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
线路BS零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
a线路BC（BH5）零序Ⅱ段相配合
b线路BS（BH4）零序Ⅱ段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3零序电流保护Ⅲ段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三相短路电流3115
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
（1）作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1068
（2）作线路BS远备
查表格S点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1413
满足灵敏度求
理保护BH2BH3BH4BH5零序IⅡⅢ段整定值见表42
表41 零序IⅡⅢ段整定值
次值（kA)
二次值(A)
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
1420
1183
0
125
Ⅱ
0544
4533
1
1573
Ⅲ
0135
1125
2
6335
远
BC
3970
BS
5253
B
侧
BH2
I
0943
7858
0
125
Ⅱ
0336
28
05
15
Ⅲ
0147
1225
2
3442
BH4
I
1301
10842
0
125
Ⅱ
0473
3942
05
15
Ⅲ
0100
0833
2
7065
BH5
I
2191
18258
0
125
Ⅱ
0705
5875
05
15
0204
17
2
5174
S
侧
BH3
I
1854
1545
0
125
Ⅱ
0387
3225
1
2778
Ⅲ
0197
1642
2
5450
远
BC
3260
BA
2557
第五章 距离保护仿真构建
51 次系统模型
次距离保护模型采双电源供电长距离输电线路配备保护距离保护双侧电源均采RLC中性点接110kV50Hz电源部电阻9186Ω电抗119mH通万表确定电压电流信号加断路器B1配置距离保护通长距离输电线路侧相接线路中加障 系统模型见图51
图51 系统模型
加三相障数字控制器数字应障0表示没障1表示A相接障2 表示B相接障3表示C相接障4表示AB两相接障5表示AC两相接障6表示BC两相接障7表示ABC三相接障8表示AB两相相间短路障9表示AC两相相间短路障10表示BC两相相间短路障11表示ABC三相相间短路障应数字转换开关16数数应障状态数字
511 电源模型
电源模型见图52
图52电源模型
组件模型三相交流电压源源阻抗指定理想(限总线)源控制通固定部参数变量外部信号次模型定义采RLC中性点接110kV50Hz首段电源部电阻9186Ω电抗119mH
512 线路模型
线路模型见图53
图53 线路模型
架空线路配置组件定义基性质导体传输通道空气提供访问TLine 电缆配置编辑器次设计架空线路总长25kM分20kM5kM两端接线形式直分界
处加障进行模拟双击线路模型次线路命名LINE1稳定频率50Hz线路长度20kM导体数量3终端型号直接连接面详细编辑线路模型
513 断路器模型
断路器模型见图54
图54 断路器模型
组件模拟三相断路器操作(关闭)关闭(开)电阻断路器必须起指定初始状态该组件通名输入信号控制(默认BRK）两状态0表示on断路器闭合1表示off断路器开断路器控制配置动通定时开关逻辑组件定序器组件断路器手动控制通线控制通更详细控制方案
514 障模型
障模型见图55
图55 障模型
部分三块组成左边组件控制障开始结束类似转盘组件旋转开关选择输出状态右边简单障模型三者组合起形成功
障装换器
52 二次系统模型
距离保护具体仿真构建分两模块：1信号处理模块2保护动作模块
521 信号处理模块：
信号处理模块见图56
图56 信号处理模块
系统模型中已万表采集电压电流信号信号处理模块电流电压信号处理已获想数首先电压电流信号通傅里叶变化里取七次谐波应分解出ABC三相应电压电流幅值相位图57
图57 傅里叶变换
线快速傅里叶变换(FFT)确定谐波相位输入信号作时间函数输入信号第取样前分解成谐波成分提供选项两三输入三输入组件提供输出序列组件形式
522 保护动作模块
保护动作模块见图58
图58 保护动作模块
数处理模块数送保护动作接障采应相阻抗值图59
图59 单相接障计算
组件计算线路接阻抗眼中接阻抗继电器输出阻抗矩形格式(RX)优化距离继电器——苹果边形特征距离继电器特征姆欧圆继电器特征
53相间短路障仿真
531区障
建立模型时已计算出线路阻抗千米04欧姆障发生BC相间短路距离保护处20kM处时姆欧继电器设定整定阻抗（55315）圆心半径32障距离阻抗27欧姆圆应模拟仿真出结果
障处信号图见图510：
图510 障处信号图
保护安装处电流图见图511：
图511 保护安装处电流图
电压图见图512：
图512 电压图
应姆欧继电器动作图见图513：
图513 应姆欧继电器动作图
观察障时段线圈时继电器动作障跳开
保护动作信号图见图514：
图514 保护动作信号图
532区外障
改变姆欧继电器参数圈动作时圆心（xy）（5315）半径32通公式
作出图区动作果改变圆心（xy）（55）半径10通公式计算圈外障继电器动作见图515
图515 圈外障继电器动作图
应保护动作信号图见图516：
图516 应保护动作信号图
出区外保护动作
54接障仿真
541区障
建立模型时已计算出线路阻抗千米03欧姆障发生A相接短路距离保护处90kM处时姆欧继电器设定整定阻抗（55315）圆心半径32障距离阻抗27欧姆圆应模拟仿真出结果
障信号图见图517：
图517 障信号图
保护安装处电压图见图518：
图518 保护安装处电压图
保护安装处电流图见图519：
图519 保护安装处电流图
姆欧继电器动作图见图520：
图520 姆欧继电器动作图
出阻抗轨迹圈动作
保护动作信号图见图521：
图521 保护动作信号图
542区外障
相间短路障类似改变姆欧继电器设定参数区外障继电器记录情况见图522：
图522 区外障继电器记录情况
应保护动作见图523：
图523应保护动作
出区外保护动作
第六章 结束语
设计宋丽群老师细心教导严格求已完成根求110kV电网进行继电保护整定计算仿真研究设计正文部分均AB线路例余线路整定程详见附录1线路保护方式选择相间短路保护方式接短路保护方式结合变压器保护方式选择变压器差保护变压器瓦斯保护保护电流保护负荷保护备保护方式设计程中严格遵循继电保护性选择性灵敏性速动性求
非常感谢宋丽群老师学毕业设计阶段指导初课题选择方案设计现文终稿耐心指导遍遍修改文中足提出修改意见予私帮助指导毕业文撰写放弃休息时间表示诚挚谢意时感谢学四年期间课老师学指导帮助传授专业知识社会历练中够发展正细心教导方面进步表示衷谢意
毕业文书写学4年学知识真正运程文完成意味着步入社会参加工作希学中学切够未工作中更运
专业水限文书写会存足处请位老师学批评指正
参考文献
[1] 韩笑 宋丽群电气工程专业毕业设计指南继保分册（第二版）中国水利水电出版社2008年8月出版
[2] 韩笑电力系统继电保护机械工业出版社2011年8月出版
[3] 韩笑 赵景峰 邢素娟电厂微机保护测试技术中国水利水电出版社2008年8月出版
[4] 黄健聪110 kV 变电站继电保护中问题措施分析［J］ 中国城市济2011（20）：162
[5] 杨红娟电力系统装置保护分析［J］科技资讯2009（01）：65
[6] 卓乐友等 电力工程电气设计手册[M] 北京中国电力出版社2001
[7] 崔家佩等 电力系统继电保护安全动装置整定计算[M] 北京中国水利水电出版社1993
[8] 易永辉王雷涛陶永健智变电站程层应技术研究[J]电力系统保护控制201038(21)101105
[9] 陈安伟乐全明张宗益等110kV 变电站智化改造关键技术[J]电力系统动化201135(18)147150
附录1计算书
参数计算
11基准值
基准容量：100MV·A
基准电压：115V
基准电流：A
基准电抗：Ω
12元件阻抗名值计算：
发电机等值阻抗 0119**0851224Ω
变电站T等值阻抗 Ω
Ω
Ω
线路正序阻抗 Ω
Ω
Ω
S运行方式正序阻抗 Ω
S运行方式正序阻抗 Ω
S运行方式零序阻抗 Ω
S运行方式零序阻抗 Ω
13元件标幺值计算
发电机G电抗标幺值：MVA
变压器T电抗标幺值：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
运行方式正序阻抗标幺值：
运行方式零序阻抗标幺值：
条线路正序（负序）电抗标幺值：
二短路电流
A点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
A点发生接障正序网图 A点发生接障负序网图
A点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
2 运行方式
A点发生接障正序网图 A点发生接障负序网图
A点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
B点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
B点发生接障正序网图 B点发生接障负序网图
B点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
2 运行方式
B点发生接障正序网图 B点发生接障负序网图
B点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
C点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1运行方式
C点发生接障正序网图 C点发生接障负序网图
C点发生接障零序网图
①正序阻抗
②负序阻抗
③零序阻抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）单相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）两相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）三相短路电流
2 运行方式
C点发生接障正序网图 C点发生接障负序网图
C点发生接障零序网图
①正序阻抗
②负序阻抗
③零序阻抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2）三相短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH3（BH4）三相短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）单相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）两相接短路电流
运行方式流保护BH5（BH6）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）接电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）接电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH3（BH4）三相短路电流
流保护安装处BH5（BH6）接电流
流保护安装处BH5（BH6）接电流
流保护安装处BH5（BH6）三相短路电流
流保护安装处BH5（BH6）三相短路电流
S点发生接短路障例流保护安装处短路电流
1 运行方式
S点发生接障正序网图 S点发生接障负序网图
S点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
2 运行方式
S点发生接障正序网图 S点发生接障负序网图
S点发生接障零序网图
①正序电抗
②负序电抗
③零序电抗
单相接短路零序电流两相接短路零序电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）单相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）两相接短路电流
运行方式流保护BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
综
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）接电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
流保护安装处BH1（BH2BH3BH4）三相短路电流
二．相间短路电流整定计算
1线路SB
11 S侧保护（BH3)整定计算
根负荷选择电流互感器型号：
负荷电流
确定电流互感器变
111 距离I段
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间
112 距离Ⅱ段
1整定原：
（1）相邻线路BC（BH5)距离I段配合
（2）相邻变压器快速保护配合
(3)相邻线路AB保护BH2中距离保护I段配合
取三者中较值作BH3中距离Ⅱ段整定值
阻抗二次值计算
2动作时间
3灵敏度校验：线路末端短路时求保护灵敏度125
符合求
113 距离Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
阻抗二次值：
2动作时间
3灵敏度校验
（1）备：灵敏系数：
（2）远备：线末端短路配合
1）线路BC末端短路配合
2)线路AB末端短路配合
3)变压器T6末端短路配合
12 B侧保护(BH4)整定
121 距离I段
1整定原：躲线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗：
阻抗二次值：
2动作时间
122 距离Ⅱ段
1整定原：相邻I段配合线末端系统源S线末端配合灵敏度予保证：
阻抗二次值：
2动作时间：
123 距离Ⅲ段
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
阻抗二次值：
2动作时间
3灵敏度校验：备校验：
2 线路AB
21 A侧保护（BH1)整定
211 距离I段整定
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间：
212 距离Ⅱ段整定
（1）相邻线路BC（BH5）距离保护I段配合
（2）相邻变压器快速保护配合
（3）相邻线路SB(BH4)距离保护I段相配合
动作时间：
灵敏度校验
满足灵敏度求
213 距离III段整定
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
2动作时间：
3灵敏度校验：
备
远备
1）线路BC末端短路配合
2）线路SB末端短路配合
3）相邻变压器末端短路配合
22 B侧保护（BH2)整定
221 距离I段整定
1
阻抗二次值：
2动作时间：
222 距离保护Ⅱ段
阻抗二次值：
动作时间：
223 距离保护Ⅲ段
动作时间：
灵敏度校验：
备
3线路BC
31 B侧保护（BH5)整定
311 距离I段整定
1整定原：躲变线路末端短路时测量阻抗整定
整定阻抗
阻抗二次值
2动作时间：
312 距离Ⅱ段整定
（1)相邻变压器快速保护配合
阻抗二次值
（2）动作时间：
（3）灵敏度校验
313 距离Ⅲ段整定
1整定原：躲正常运行时负荷阻抗整定
2动作时间：
3灵敏度校验
备
远备：相邻变压器T4T5末端短路配合
满足灵敏度求
32 C侧保护（BH6)整定
321 距离I段整定
1
阻抗二次值：
2动作时间：
322 距离保护Ⅱ段
1)灵敏度予保证：
阻抗二次值：
动作时间：
223 距离保护Ⅲ段
动作时间：
灵敏度校验：
备
表格41 距离IIIIII段整定值
次值()
二次值()
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
85
093
0
085
II
1792
195
05
1792
III
841
917
3
841
远
BC
326
SB
345
T
139
B
侧
BH2
I
85
093
0
085
II
13
14
05
13
III
841
917
25
841
BH4
I
1224
13
0
085
II
1872
2
05
13
III
841
917
25
841
BH5
I
918
100
0
085
II
3414
372
05
316
III
841
917
2
779
C
侧
BH6
I
918
100
0
085
II
1404
153
05
13
III
841
917
2
779
S
侧
BH3
I
1224
13
0
085
II
20043
22
05
139
III
841
917
15
584
远
BC
265
AB
255
T
12
四．接短路保护整定计算
B点发生接障A侧（BH1）例零序整定计算
1BH1零序电流保护Ι段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三倍零序电流2262三倍零序电流1704
动作时间：
2BH1零序电流保护Ⅱ段整定计算
1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
2）线路BS零序I段相配合假设S点发生接障
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
线路BS零序I段整定值：
线路AB零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
1）线路BC（BH5）零序II段相配合
2）线路BS（BH4）零序II段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3BH1零序电流保护III段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH1处三相短路电流3115
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
1） 作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1068
2） 作线路BS远备
查表格S点发生接短路障时流BH1处三倍零序电流1413
满足灵敏度求
A点发生接短路障B侧（BH2)零序I段整定
1BH2零序电流保护Ι段整定计算
查表格A点发生接短路障流BH2处三倍零序电流1503三倍零序电流1005
动作时间：
2BH2零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH2）线发变组没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
3BH2零序电流保护III段整定计算
查表格A点发生接短路障流BH2处三相短路电流3386
动作时间：
灵敏度校验：
作备
B点发生接障S侧（BH3）例零序整定计算
1BH3零序电流保护Ι段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH3处三倍零序电流2955三倍零序电流2142
动作时间：
2BH3零序电流保护Ⅱ段整定计算
1）线路BC（BH5）零序I段相配合假设C点发生接障
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2106
线路BC零序I段整定值：
线路SB(BH3)零序II段整定值：
2）线路BA（BH2）零序I段相配合假设A点发生接障
查表格A点发生接短路障流BH2处三倍零序电流1503三倍零序电流1005
线路BA零序I段整定值：
线路SB（BH3）零序II段整定值：
综取较值
动作时间：
灵敏度校验：
灵敏度满足
1）线路BC（BH5）零序II段相配合
2）线路BA（BH2）零序II段配合
综取较值
动作时间：
满足灵敏度求
3BH3零序电流保护III段整定计算
查表格B点发生接短路障流BH3处三相短路电流4566
动作时间：
灵敏度校验：
作备
作远备
1）作线路BC远备
查表格C点发生接短路障时流BH3处三倍零序电流1281
2）作线路BA远备
查表格A点发生接短路障时流BH3处三倍零序电流1005
满足灵敏度求
S点发生接短路障B侧（BH4)零序I段整定
1BH4零序电流保护Ι段整定计算
查表格S点发生接短路障流BH4处三倍零序电流2073三倍零序电流1413
动作时间：
2BH4零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH4）线系统S没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
动作时间：
3BH4零序电流保护III段整定计算
查表格S点发生接短路障流BH4处三相短路电流2326
动作时间：
灵敏度校验：
作备
C点发生接短路障B侧（BH5)零序I段整定
1BH5零序电流保护Ι段整定计算
查表格C点发生接短路障流BH5处三倍零序电流3492三倍零序电流2
106
动作时间：
2BH5零序电流保护Ⅱ段整定计算
零序II段保护相邻线路零序I段配合B侧保护（BH5）线变压器组没相邻线路零序段保护保证灵敏度求计算零序II段整定值
3BH5零序电流保护III段整定计算
查表格C点发生接短路障流BH5处三相短路电流4717
动作时间：
灵敏度校验：
作备
表41 零序IIIIII段整定值
次值（kA)
二次值(A)
时限(s)
灵敏度
A
侧
BH1
I
1420
1183
0
125
II
0544
4533
1
1573
III
0135
1125
2
6335
远
BC
3970
BS
5253
B
侧
BH2
I
0943
7858
0
125
II
0336
28
05
15
III
0147
1225
2
3442
BH4
I
1301
10842
0
125
II
0473
3942
05
15
III
0100
0833
2
7065
BH5
I
2191
18258
0
125
II
0705
5875
05
15
III
0204
17
2
5174
I
1854
1545
0
125
S
侧
BH3
II
0387
3225
1
2778
III
0197
1642
2
5450
远
BC
3260
BA
2557
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