1.设计原始资料
1.1 题目
如下图所示网络，系统参数为：
；
，，85.0,5.1150,200,300,
15.1,2.1,km 20km 30,km 50,
km 40,km 5.59,10,15,k 3/
115max max max 313
1=============Ω=Ω==------re ss E D D C C B III rel
II rei
I rel
E D D C C B G G K K A I A I A I K
K
K
L L L L L X
X V E ϕ
线路阻抗km /4.0Ω。
G1
G3
A
B
C
D
E
1
234
5
8
9
L1
L3
试对线路进行三段电流保护的设计。（说明：可让不同的学生做123456789处一至二处保护设计）
1.2 要完成的任务
我要完成的是对保护5和保护3进行三段电流保护的整定设计。
2.分析课题内容
2.1规程
根据规程要求110kV 线路保护包括完整的三段相间距离保护、三段接地距离保护、三段零序方向过流保护和低频率保护，并配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能，跳合闸操作回路。
在本题中涉及的是三段过流保护。其中， I 段、II 段可方向闭锁，保证了保护的选择性。 各段电流及时间定值可独立整定，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相启动方式。
2.2本设计保护配置
1
2.2.1 主保护
主保护：反映整个保护元件上的故障并能最短的延时有选择的切出故障的保护。在本设计中，I 段电流速断保护、I I 段限时电流速断保护为主保护。 2.2.2 后备保护
后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时近后备保护，也作为过负荷是的保护，一般采用过电流保护。
而在本设计中，III 段定时限过电流保护为后备保护。
3.短路电流的计算
3.1等效电路的建立
G1
G2
1
G X 3
G X 1
L Z 3
L Z BC Z CD Z DE
Z
等效电路图
3.2短路点的选取
当供电网络中任意点发生三相或两相短路时，流过短路点与电源线路中的短路电流可近似计算式为
;K
S K Z Z E K I +=ϕϕ
其中，ϕE —系统等效电源的相电动势； K Z —短路点至保护安装处之间的阻抗； S Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； ϕK —短路类型系数，三相短路取1，两相短路取
2
3；
2
3.3短路电流的计算 3.3.1最大方式
最小分支系数：
56.18
.231512
108.23151
3
1121b.min =++++=
++++=
L G L G L G Z X Z X Z X K ；
对于继电保护而言，最大运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，其对应的系统的等值阻抗最小，则是
()()
Ω
==++==14.0438.8//22//3131min .L G L G s s Z X Z X Z Z ；
在最大方式下
1.95kV
min .max ..=+=
-C
B s
C K Z Z E I ϕ
；
1.45kV 1
31max ..=++=
L L G A K Z Z X E I ϕ
；
3.02kV 3
3max ..=+=L G B K Z X E I ϕ；
1.44kV
min .max ..=++=
--D
C C B s
D K Z Z Z
E I ϕ
；
3.3.2最小方式
最小运行方式是指在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，其对应的系统的等值阻抗最大，则是
Ω
=+==38.811max .s s L G Z X Z Z ；
在最小方式下，
62kA .223max ..min .==B K B K I I ； 1.26kA
2
3max ..min .==
A K A K I I ；
0.98kV 23
ax .in ..=+=
-C
B m s m
C K Z Z E I ϕ
；
0.81kV
ax .min ..=++=
--D
C C B m s
D K Z Z Z
E I ϕ
；
3
4.保护配置与整定
4.1主保护的整定与计算 4.1.1动作值
保护3的I 段：
kA
I K I K I
rel I
set 34.2max ..3==； 保护5的I 段：
kA
I K I B K I
rel I
set 624.3max .5.==；
保护5与保护8配合时，
kA
I K I A K I
rel I
set 74.1max ..8==；
kA I K I I
II
rel II
set 01.28.set 5.==；
保护5与保护3配合时，
kA
I K K I
I
II
II set 73.13.set min
.b rel 5
.==
；
保护3的II 段为
kA I K I D K II
rel II
set 1.728max ..3==；
4.1.2动作时间
各保护的时限为
{
}
;
t,t max t t ;
03852353t t t t s t t I
I
II
I II I
I
∆+∆+=+===；
4.1.3灵敏度
当保护5和保护8配合时，
sen
K =
2.1
3.15
.min ..>=II
set B K I I ；
当保护5和保护3配合时，
sen
K =
2.15.15
.min ..>=II
set B K I I ；
