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220kv电网继电保护设计原始数据

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220kV电网继电保护设计原始数据
一、 题目
选择图1所示电力系统220kV线路的继电保护方式并进行整定计算。图1所示
系统由水电站W、 R和两个等值的110kV系统S、N，通过六条220kV线路构成一
个整体。整个系统的最大开机总容量为1509.29MVA，最小开机总容量为1007.79
MVA，两种情况下各电源的开机容量如表1所示。各发电机、变压器容量和连接
方式已在图1中示出。
表1 系统各电源的开机情况
代号 开机情况 说明
第一种运行情况 W、R水电厂所有机组、变压器均投入，S、N等值系统按最大容量发电、变压器均投入 最大开机情况

第二种运行情况 W厂停2×30MVA机组，R厂停77.5MVA机组一台，S系统发电容量是300MVA，N系统发电容量为240MVA 最小开机情况

图1 220kV系统接线图
二、 系统中各元件的主要参数
计算系统各元件的参数标么值时，取基准功率Sb=60MVA，基准电压Ub＝
220kV，基准电流Ib=3bbSU=0.157kA，基准电抗xb = 806.67。
(一) 发电机及等值系统的参数
用基准值计算所得的发电机及等值系统元件的标么值参数见表2所列。
表2 发电机及等值系统的参数

发电机或
系统名称

发电机及系统的

总容量MVA
每台机额定功率MVA 每台机额定电压kV 额定功

率因数
cos 正序电抗 负序电抗 最大 最小 % 标么值 % 标么值

W厂
0.35
0.25

R厂 0.3

S系统 476 0.5
N系统 428 0.5
注：系统需要计算最大、最小方式下的电抗值；水电厂发电机21.45dxx，系统21.22dxx。

(二) 变压器的参数
变压器的参数如表3所列。
表3 变压器参数

变电站名称 变压器容量 (MVA) 变压器
类型
变比

回路电压 绕组电抗标么值

I－II I－III II－III xI xII xIII
A 变
B变 B-1
B-2
C 变
D 变
E 变

(三) 输电线的参数
线路单位电抗 x1＝x2＝0.41/km，x0＝3x1，线路阻抗角80o。
表4 输电线参数

线路名称
长度(km)

正负序电抗 零序电抗

有名值 标么值 有名值 标么值
AB 60
BC 230
BC 250
CD 185
DE 170
EC 30
(四) 电流互感器和电压互感器变比
220kV线路的所有电流互感器均采用同一变比600：5＝120，电压互感器的
变比均为220000：100＝2200。

(五) 变压器中性接地点的数目和位置
变电站名称 R N W S

变压器台数
4 2 2 3

220kV侧变压器中性点接地台数 2 1 1 2

三、 正序、负序、零序等值阻抗图
根据系统各元件参数计算结果和变压器中性点接地的情况，作出系统的正
序、负序、零序阻抗图。

四、 系统潮流计算结果
为了确定各线路的最大负荷电流，应计算系统在最大开机情况下的潮流分
布。

五、 动稳定计算
计算动稳定的目的是为了确定能满足系统动稳定要求的、主保护动作切除故
障的最大允许时间。
从动稳定观点看，不同的故障点和故障W类型，对系统稳定破坏的程度是不
同的。一般来说，三相路对稳定的影响较其他短路类型严重，靠近大型发电厂或
大负荷中心的短路较其它地点发生的短路对稳定性的破坏要严重得多。为了保证
系统的稳定运行，应迅速将故障切除。
本设计中通过动稳定计算可以求出最大允许切除故障时间为0.2S（包括断路
器跳闸时间在内），作为保护设计中的最大动作时限。

六、 短路电流计算
短路电流计算的目的是为了确定保护装置的整定值和检验灵敏度。计箅短路
电流时，运行方式的确定非常重要，因为它关系到听选的保护是否经济合理、单
可靠，以及是否能满足灵敏度要求等一系列问题。保护的运行方式是以通过保护
装置的短路电流的大小来区分的。例如，某保护的最大（小）运行方式，是指在
某一点短路时通过该保护装置的短路电流为最大（小）的运行方式。

(一) 运行方式的确定原则
本设计中，各线路保护的运行方式按下列原则确定。
1. 对单侧电源的辐射形线路AB
保护的最大运行方式由以下两条件决定：
1) 电源在表1的第一种运行情况下运行；
2) 系统所有线路和选定的接地中性点均投入；
保护的最小运行方式是：
1) 电源在表1的第二种运行情况下运行；
2) 双回线路BC单回线运行。
2. 对双侧电源和多侧电源的环形网络中的线路
保护的最大运行方式是：
1) 电源在表1的第一种运行情况下运行；
2) 环网开环，开环点在该线路相邻的下一级线路上。
保护的最小运行方式是：
1) 电源在表1的第二种情况下运行；
2) 线路闭环运行，停运该线路背后可能的机组和线路。
3. 对双回线路
除考虑上述情况外，还应考虑双回线路保护的接线方式，当双回线路分别装
设保护时，单回线运行为保护的最大运行方式；双回线路同时运行为保护的最小
运行方式。当双回线路接一套电流保护时，情况刚好相反。
保护的运行方式确定后，还应根据选择保护方式的需要选择短路点，然后再
逬行短路电流的计箅。

(二) 短路电流的计算

七、 继电保护方式的选择与整定计算
根据规程规定和所给系统的具体情况，选择220kV线路保护时作了如下考
虑。
由于本系统允许切除故障的时间为0.2s，为保证系统运行稳定，当220kV输
电线路任何低点发生短路故降时，继电保护切除故障线路的时间都必须小于
0.2s。因而，凡是不能在0.2S内切除线路故障的保护装置都不宜用作主保护。基
于这种考虑，对双电源的双回线路和环网内的线路采用高频保护作为主保护。后
备保护釆距离保护比较合适。对于单电源的辐射线路AB，可采用距离保护作为
相间短路保护，零序电流保护作为接地短路保护。

(一) 单电源辐射线路（AB）的整定计算
1. 反应相间短路的距离保护的整定计算

2. 反应接地短路的零序电流保护的整定计算
(二) 双回线路BC和环网线路主保护的整定计算
1. 双回线路BC主保护的整定计算
采用相差高频保护。
2. 双回线路CE、ED、CD主保护的整定计算（选做）
采用相差高频保护。
(三) 双回线路和环网线路后备保护的整定计算（选做）
双回线路和环网线路均采用相间距离保护和接地距离保护作为后备保护。
1. 环网中CE线的整定计算
2. 环网中ED、 CD线及双回线BC的整定计算

八、 220kV电网中输电线路继电保护配置图

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220KV高压电网继电保护研究分析

220KV高压电网继电保护研究分析

220KV高压电网继电保护研究分析【摘要】作为电网安全稳定运行的第一道防线，继电保护时刻都发挥着至关重要的作用，继电保护装置的应用要求也越来越高。

但不管如何发展变化，总要满足其原理和基本设计要求。

本文是对220 KV高压电网的继电保护的研究，主要研究分析继电保护的基本原理与要求，变压器中性点接地的选择等方面的知识。

在满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性要求的基础上对220KV电网的继电保护短路等方面的计算方法进行了较为全面的论述，并给出一些不同工作状态时系统对应标准数据。

为电力系统继电保护装置设计者提供了关键技术，保证对220KV高压电网继电保护设计的可行性，安全性与实用性。

【关键词】220KV电网;继电保护;变压器;短路计算1.继电保护的基本原理继电保护装置应在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确的切除故障元件或发出信号以便及时处理，因此，继电保护装置是电网及电气设备安全可靠运行的保证。

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。

保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：（1）电流增大。

短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

（2）电压降低。

当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

（3）电流与电压之间的相位角改变。

正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20o，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60o～85o，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180o+（60o～85o）。

（4）测量阻抗发生变化。

测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值。

正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

220KV降压变电所电气一次部分初步设计

220KV降压变电所电气一次部分初步设计

目录课程设计任务书 (3)1 电气主接线设计 (6)1.1 主接线设计要求 (6)1.2 主接线基本接线方式 (7)1.3 主接线的接线方案确定 (12)2 主变压器选择 (16)2.1 主变压器的选择原则 (16)2.2 主变压器台数的选择 (16)2.3 主变压器容量的选择 (17)3 短路电流计算 (20)3.1 概述 (20)3.2 短路电流计算目的 (20)3.3 短路电流计算基本假设 (20)3.4 各元件电抗标么值计算 (21)3.4.1 各电气元件标幺值的计算 (21)3.4.2 线路标幺电抗总图及化简图 (21)3.5 系统最大运行方式下短路电流计算 (23)3.5.1最大最小运行方式的含义 (23)3.5.2 220KV侧短路计算 (23)3.5.3 110KV侧短路计算 (25)3.5.4 10KV侧短路计算 (27)4 主要电气设备选择 (30)4.1 概述 (30)4.1.1 按正常工作条件选电气设备 (30)4.1.2 按短路状态进行校验 (31)4.2 高压断路器的选择 (32)4.2.1 220KV侧断路器的选择 (33)4.2.1 110KV侧断路器的选择 (34)4.2.2 10KV侧断路器的选择 (35)4.3 隔离开关的选择 (36)4.3.1 220KV侧隔离开关的选择 (37)4.3.1 110KV侧隔离开关的选择 (38)4.3.2 10KV侧隔离开关的选择 (39)4．4 母线的选择 (40)4.4.1 220KV侧母线的选择 (41)4.4.1 110KV侧母线的选择 (42)4.4.2 10KV侧母线的选择 (43)4.5 互感器的选择 (49)4.5.1 电流互感器选择依据 (50)4.5.2 电流互感器的选择 (51)4.5.3电压互感器的选择依据 (54)4.5.4电压互感器选择 (55)5 防雷及接地体设计 (57)5.1 概述 (57)5.2防雷保护的设计 (57)5.3 接地装置的设计 (58)5.4 主变压器中性点间隙保护 (58)5.5 变电所防雷设计 (59)6. 设计总结 (60)参考文献 (61)附录1 主要设备选择汇总表 (62)成绩评定表 (63)课程设计任务书表二 10KV 用户负荷统计资料序号 用户名称 最大负荷 (kW) cos φ 回路数重要负荷百分数 (％) 1矿机厂 1800 0．95 2 622机械厂 1900 0．95 2 3汽车厂 1700 0．95 2 4电机厂 2000 0．95 2 5炼油厂 2200 0．95 2 6 饲料厂 800 0．95 2 3、待设计变电所与电力系统的连接情况待设计变电所与电力系统的连接情况如图所示。

220kv变电所设计报告电气学院

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目录一、设计要求 (1)二、原始资料及概述 (1)三、对原始资料的分析 (3)四、电气设备的选择 (11)1、各级电压母线的选择 (11)2、断路器和隔离开关的选择 (12)五、继电保护装置、防雷保护装置 (16)六、心得体会 (20)220KV变电所设计一、设计要求（1）. 在实习中运用所学知识，理论联系实际，培养独立分析和思考问题的能力。

（2）. 理解并熟悉生产技术过程、原理、流程、设备及正常生产的操作方法。

（3）. 了解典型技术中主要的控制设备的使用情况，并认识生产中自动化系统的重要性。

（4）. 深入了解典型装置中复杂调节回路的使用情况。

（5）. 一般了解计算机系统在工厂中的使用情况。

二、原始资料及概述1、所在变电所的建设规模⑴、类型：220KV枢纽变电所⑵、最终容量：根据工农业负荷的增长,需要安装两台220KV/110KV/10KV，容量为120MVA，容量比为100/100/50的变压器。

一次设计，两期建设。

2、变电所与系统的连接情况⑴、变电所与220KV和110KV两个电力系统相连，并担负一个地区的供电，是一个枢纽变电所。

⑵、变电所用两回线路与220KV系统连接，用3回线路与110KV系统相连。

⑶、将来有一座大型水电厂建成后，有两回220KV线路连至本变电所。

另有一座火电厂建成后，用2回110KV线路连至本变电所。

⑷、本变电所有2回110KV线路与110KV地区电网相连。

⑸、为了将来负荷发展需要，在220KV和110KV侧各留一回线路作为备用。

⑹、本变电所地理位置如（图一）所示。

⑺、电力系统总装机容量465万千瓦，在最大运行方式下的阻抗如（图二）所示。

3、负荷情况⑴、220KV进出线回路数最终为5回，本期兴建2回，每回最大输送容量为250090KVA，其余3回线路每回最大输送主180080KVA，T max＝5000h为一级负荷。

⑵、110KV进出线回路数最终为8回，本期只兴建5回，其中3回与110kv系统连接，每回的最大输送容量为4100KVA，Tmax ＝4000h，为一级负荷；其余5回每回的最大输送容量为3010KVA，Tmax＝4000h。

电力系统220kv电网线路继电保护设计

电力系统220kv电网线路继电保护设计

220±2.5%/121 /11 9.75
13 14.8 11.4 17.5
0.86 7 0.49 3
0.66 0 1.23 9 0.152 0.0 725 0.79 8 0.69 4
D
E
14
7.46
23.2
输电线路的参数
长度 KM
线 路 名 称
正 (负) 序 电 抗
零 序 电 抗
有名值
标么值
有名值
12.2
0.67 8 0.0 725BFPL 120000/220
14
7.46
23.2
1.23 9
0.69 4
C
1#2# 3#4# 1#2#
PL1 150000/220 FP 300000/220
OPL1 120000/220 FPL 120000/220
242±2×2.5%/ 13.8 242±2×2.5%/ 15
作出正序、负序、零序等值网络图
二、短路电流计算
各母线接地短路最大、最小零序电流 A母线接地短路 B母线接地短路 C母线接地短路 D母线接地短路 E母线接地短路
三、继电保护的整定方法
距离保护 相差高频保护
平行线零序横差保护
零序电流保护
接地距离保护
距离保护
概述
二、设计电网分析和保护初步选择 根据电网结构的不同，运行要求不同，再 在满足继电保护“四性”（速动性、选择 性、灵敏性、可靠性）的前提下，求取其 电力系统发展的需要。 对于220kv大接地电流电网的线路上，应装 设反应相间故障和接地故障的保护装置。
一、运行方式与序网等值图
运行方式的选择
接地距离保护
I 3K I 的接地距离保护，它是 接地为 U x x 0 以测量保护安装处到接地短路点之间的相 阻抗来反映线路长度距离的。