110kV电网距离保护设计
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前言电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。
但是电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。
因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。
继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本任务是：（1）当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，以系统无故障的部分迅速恢复正常运行，并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。
由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度的保证向用户安全供电。
因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。
本设计针对110kv电网的距离保护展开讨论，保证电网安全运行。
2运行方式分析最大和最小运行方式的区别在于系统负载不同(阻抗)，由于电网中某一段线路电压均为定值，所以继电保护中最大和最小运行方式下主要是考虑系统阻抗变化对电流型保护整定值的影响。
过电流分段保护注意如下：1、最大运行方式下，本线路I段保护范围应大于线路全长的50%；2、最小运行方式下，本线路I段保护范围应不小于线路全长的15%；3、最大运行方式下，本线路II段保护范围应尽量不大于下一线路的在最小运行方式下的I 段保护范围，以免本线路II段保护与下一线路的 II 段保护冲突。
图2-1 110kv电网最大运行方式接线图图2-2 110kv 电网最小运行方式接线图2.1 保护1的最大和最小运行方式保护1的Ⅰ、Ⅱ段整定：最大运行方式为G1、G2全运行，相应的 11.min 2G T s X X +=X =5.71Ω 最小运行方式为一台电机运行，相应的 .max 11s G T X X =+X =11.42Ω 母线B 处三相短路流过保护1的最大电流 ..max .min d B s dE I X ϕ=+X =2.235kA保护1 的Ⅰ段定值为 .1..max set rel d B I K I =⨯ⅠⅠ=0.85×2.235=1.90kA母线C 三相短路流过保护3的最大电流 ..max .min d C s dE I X ϕ=+X =1.291kA保护3 的Ⅰ段定值为 .3..max set rel d C I K I =⨯ⅠⅠ=1.096kA 保护1 的Ⅱ段定值为 .1.3set rel set I K I =⨯ⅡⅡⅠ=0.823kA母线B 两相短路流过保护1的最小电流 ds d X X E +=max .min .B .23I ϕ=1.623kA保护1电流Ⅱ断的灵敏度系数 .min.1.1d B sen set I K I =ⅡⅡ=1.973 灵敏度满足要求。
11min max .I set.123I z L X E s ⨯+=ϕ，1min L =24.19>91ax1in .I set.1I z L X E m m s ⨯+=ϕ,ax1m L =73.09>30保护1的第III 段保护整定：按躲最大负荷整定，外部故障切除后应该可靠地返回max .1IL ress III rel III set I K K K ⨯==0.36；IIIsetk sen I I K min.2==4.51>1.2灵敏度满足要求。
2.2 保护2的最大和最小运行方式保护2的Ⅰ段整定：最大运行方式为G3、G4全运行，相应的 33.min 2G T s X X +=X =6.75Ω 最小运行方式为一台电机运行，相应的 .max 33s G T X X =+X =13.5Ω 母线A 三相短路流过保护2的最大电流 ..max .min d A s dE I X ϕ=+X =1.42kA保护2 的Ⅰ段定值为 .2..max set rel d A I K I =⨯ⅠⅠ=1.207kA12min max .I set.223I z L X E s ⨯+=ϕ,2min L =85.35>91ax2in .I set.2Iz L X E m m s ⨯+=ϕ，ax2m L =120.64>30保护2的III 段整定：max .2IL ress III rel III set I K K K ⨯==0.36；IIIsetk sen I I K min.2=>1.2灵敏度满足要求。
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2.3 保护3的最大和最小运行方式保护3的Ⅰ段整定：最大运行方式为G1、G2全运行，相应的 11.min 2G T s X X +=X =5.71Ω 最小运行方式为一台电机运行，相应的 .max 11s G T X X =+X =11.42Ω 母线C 三相短路流过保护3的最大电流 ..max .min d C s dE I X ϕ=+X =1.291kA保护3 的Ⅰ段定值为 .3..max set rel d C I K I =⨯ⅠⅠ=1.0975kA23min max .I set.323I z L X E s ⨯+=ϕ，3min L =102.42>62ax3in .I set.3Iz L X E m m s ⨯+=ϕ，ax3m L =136.97>20保护3的III 段整定：max .1IL ress III rel III set I K K K ⨯==0.36；IIIsetk sen I I K min.2=>1.2灵敏度满足要求。
2.4保护4的最大和最小运行方式保护4的Ⅰ、Ⅱ段整定：最大运行方式为G3、G4全运行，相应的 33.min 2G T s X X +=X =6.75Ω 最小运行方式为一台电机运行，相应的 .max 33s G T X X =+X =13.5Ω 母线B 处三相短路流过保护4的最大电流 ..max .min d B s dE I X ϕ=+X =2.918kA保护4 的Ⅰ段定值为 max ..4.I I B d Irel set I K ⨯==0.85×2.918=2.481kA母线A 三相短路流过保护2的最大电流 ..max .min d A s dE I X ϕ=+X =1.42kA保护2 的Ⅰ段定值为 .2..max set rel d A I K I =⨯ⅠⅠ=1.207kA保护4 的Ⅱ段定值为 .4.2set rel set I K I =⨯ⅡⅡⅠ=0.905kA母线B 两相短路流过保护4的最小电流 ds B d X X E +=max .min ..23I ϕ=2.527kA保护4电流Ⅱ断的灵敏度系数 .min.4.4d B sen set I K I =ⅡⅡ=2.792 灵敏度满足要求。
24min max .I set.423I z L X E s ⨯+=ϕ,4min L =24.19>62ax4in .I set.4Iz L X E m m s ⨯+=ϕ，ax4m L =50.03>20保护4的III 段整定：max .2IL ress III rel III set I K K K ⨯==0.36；IIIsetk sen I I K min.2=>1.2灵敏度满足要求。
3距离保护的配置和整定线路AB 正序阻抗 1AB A B Z Z L -==0.4×60=24Ω 线路BC 的正序阻抗 1B C B C Z Z L --==0.4×40=16Ω保护1~4距离Ⅰ段在复阻抗平面上的动作区域如图3-1所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离Ⅰ段的动作特性。
A B C1234RRjXjX图3-1各保护的动作区域3.1保护1的配置和整定在1处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的Ⅰ、Ⅱ段选择具有方向特性的距离保护，Ⅲ段选择具有偏移特性的距离保护。
保护1的距离保护Ⅰ段 .1,2set rel AB Z K Z =ⅠⅠ=0.85×24=20.4Ω 保护1接地距离保护最大最小分支系数1）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有 1.max b K =6.25，1.min b K =1.84 2）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 1.max b K =3.31，1.min b K =2.93 保护1距离Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。
（a ）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有.11.min .3()set rel AB b set Z K Z K Z =+ⅡⅡⅠ=0.75×（24+1.84×13.6）=34.218Ω（b ）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有.11.min ()set rel AB b t Z K Z K Z =+ⅡⅡ=0.75×（24+1.84×（15 + (20 15)/14)）=39.19Ω 所以取.1set Z Ⅱ=34.218Ω 2）灵敏度校验：.134.21824set senAB Z K Z ==Ⅱ=1.43＞1.25，满足灵敏度要求。
3）动作时限：与相邻保护3 的I 段配合，有t t t III ∆+=31=0+0.5=0.5s ，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。
保护1距离Ⅲ段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有max.L L.min L.min I U Z ∙∙==0.911030.3⨯⨯=190.53Ω，.min.1cos()rel L set ss re set L K Z Z K K ϕϕ=-Ⅲ)3075cos(1.21.253.19085.01.︒-︒⨯⨯⨯=Z IIIset =159.05Ω2）灵敏度校验：（a ）本线路末端短路时灵敏度系数为 2405.1591.)1(==AB III set sen Z Z K =6.63＞1.5 （b ）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 .1(2)1.max set sen ABb nextZ K Z K Z =+Ⅲ≥1.2① 相邻线路末端短路时灵敏系数。
令BK BC X X =,0K X =，所以有156.056.0056.012.1112.0034.034.012.0034.11121[(1)(1)]31b BC AB AB AB K X X X X X X X X X X X X X =++⨯⨯+++++++当34.1X 、56.0min X 分别取最小值，而12.1X 、12.0X 、34.0X 分别取最大值时，1b K 就取最大值，即当34.1min X =6.75Ω，56.0min X =10.71Ω，12.1max X 11.07Ω，12.0max X =16.07Ω，34.0max X =16.07Ω时，有1max b K =3.86，next BC Z Z ==16Ω，.1(2)1.max set sen ABb nextZ K Z K Z =+Ⅲ=1.85>1.2②相邻变压器灵敏系数校验，此时 1max b K =3.86，next t Z Z ==15.36Ω.1(2)1.max set sen ABb nextZ K Z K Z =+Ⅲ=1.91>1.2 所以灵敏度校验要求。
