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1、南华大学电气工程学院课程设计1 前言 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种形式的短路，它严重的危及设备的安全和系统的可靠运行。此外，电力系统还会出现各种不正常的运行状态，最常见的如过负荷等。在电力系统中，除了采取各项积极措施，尽可能地消除或减少发生故障的可能性以外，一旦发生故障，如果能够做到迅速地、有选择性地切除故障设备，就可以防止事故的扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行，使故障设备免于继续遭受破坏。然而，要在极短的时间内发现故障和切除故障设备，只有借助于特别设置的继电保护装置才能实现。电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时
2、地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或报警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量，当突变量到达一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性、速动性、灵敏性、可靠性。这次课程设计以最常见的110kV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护
3、、距离保护的具体计算。2 设计资料分析与参数计算2.1 参数分析与计算本设计所用发电机参数如下：表2.1 发电机各项参数编号额定容量额定电压功率因数G1G350MW6.3kV 0.850.129本设计所用变压器参数如下：表2.2 变压器各项参数编号额定容量变比T1T360MW10.5%T420MVA10.5%基准值选取：， ，线路正、负、零序等值阻抗：，变压器等值阻抗：发电机等值阻抗：表2.3 电力系统设备参数表正负序阻抗（有名值）正负序阻抗（标幺值）零序阻抗（标幺值）160.1260.378240.1890.567200.1580.474200.1580.474120.0950.285290
4、.219323.140.17569.4310.5252.2 系统运行方式和变压器中性点接地方式的确定2.2.1 发电机、变压器运行变化限度的选择原则（1）发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，即一台机组在检修中另一台机组又出现故障；当有三台以上机组时，则应选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。（2）发电厂、变电站的母线上无论接有几台变压器，一般应考虑其中最大的一台停用。因变压器运行可靠性较高，检修与故障出现的几率很小。但对于发电机变压器组来说，应服从发电机的投停变化。2.2.2 中性点直接接地系统中变压器中性点接地的选择原则（1）发电厂及变电所低压侧有电源的变压器，中性点均应接地运行，以防
5、出现不接地系统的工频过电压状态。如事前确定不能接地运行，则应采取其他防止工频过电压的措施。（2）自耦型和有绝缘要求的其他型变压器，其中性点必须接地运行。（3）110kV一下的变压器，以不接地运行为宜。当T接变压器低压侧有源时，则应采取防止工频过电压的措施。（4）过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开。这种情况不按接地运行考虑。综上所述，本次设计中变压器T1-T3均应中性点接地，T4中性点不接地。2.2.3 线路运行变化限度的选择（1）母线上有多条线路，一般应考虑一条线路检修，另一条线路又遇故障的方式。（2）双回线一般不考虑同时停用。（3）相隔一个厂、站的线路必要时，可考虑与
6、上述（1）的条件重叠。2.2.4 流过线路的最大、最小短路电流计算方式的选择（1）相间保护对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式下，即选择所有机组、变压器、线路全部投入运行的方式。而最小短路电流，则出现在最小运行方式下。对于双侧电源的网络，一般（当取时）与对侧电源的运行变化无关，可按单侧电源的方法选择。对于环状网络中的线路，流过保护的最大短路电流应选开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一级线路上。而对于最小短路电流，则应选闭环运行方式。同时，再合理地停用该保护背后的机组、变压器及线路。（2）零序电流保护 对于单侧电源的辐射网络，流过保护的最大零序电流与最小
7、零序电流，其选择方法可参照（1）中所述。只是要注意变压器接线点的变化。对于双侧电源的网路及环状网路，同样参照（1）中所述。其重点也是考虑变压器接线点的变化。2.2.5 流过保护最大负荷电流的方法按负荷电流整定的保护，需要考虑各种运行方式变化时出现的最大负荷电流考虑到以下的运行变化：备用电源自投引起的负荷增加；并联运行线路的减少，负荷转移；环状网路的开环运行，负荷转移；对于双侧电源的线路，当一侧电源突切除发电机，引起另一侧负荷增加。3 线路保护的配置3.1 线路保护配置的一般原则在110-220kV中性点直接接地电网中，线路的相间短路保护及单相接地保护均应动作于断路器跳闸。在下列情况下，应装设全
8、线任何部分短路时均能速动的保护：（1）根据系统稳定要求有必要时；（2）线路发生三相短路，使厂用电或重要用户母线电压低于60%额定电压，且其保护不能无时限和有选择地切除短路时；（3）如某些线路采用全线速动保护能显著简化电力系统保护，并提高保护的选择性、灵敏性和速动性。在110-220kV中性点直接接地电网中，线路的保护以以下原则配置：（1）对于相间短路，单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流电压保护作为相间短路保护。如不满足灵敏度要求，应装设多段式距离保护。双电源单回线路，可装设多段式距离保护，如不能满足灵敏度和速动性的要求时，则应加装高频保护作为主保护，把多段式距离保护作为后备保护。（2）对于
9、接地短路，可装设带方向性或不带方向性的多段式零序电流保护，在终端线路，保护段数可适当减少。对环网或电网中某些短线路，宜采用多段式接地距离保护，有利于提高保护的选择性及缩短切除故障时间。（3）对于平行线路的相间短路，一般可装设横差动电流方向保护或电流平衡保护作主保护。当灵敏度或速动性不能满足要求时，应在每一回线路上装设高频保护作为主保护。装设带方向或不带方向元件的多段式电流保护或距离保护作为后备保护，并作为单回线运行的主保护和后备保护。（4）对于平行线路的接地短路，一般可装设零序电流横差动保护作为主保护；装设接于每一回线路的带方向或不带方向元件的多段式零序电流保护作为后备保护。（5）对于电缆线路
10、或电缆与架空线路混合的线路，应装设过负荷保护。过负荷保护一般动作于信号，必要时可动作于跳闸。3.2 接地故障采取的措施电力系统中采用的中性点接地方式，通常有中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地三种。一般110kV及以上电压等级的电网均采用中性点直接接地方式，称为大接地电流系统。110kV以下电压等级的电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，称为小接地电流系统。大接地电流系统中发生单相接地短路时，故障相流过的短路电流较大，对设备造成的危害较大，继电保护必须通过断路器切除故障。小接地电流系统中发生单相接地时，因不能形成短路电流的通道，不会产生大的电流，设备允许继续运行。因此，不要求
11、继电保护快速动作切除故障。但是，由于单相接地后，完好相对地电压升高，往往造成设备绝缘击穿故障扩大。因此，继电保护必须及时发现单相接地故障，发出信号，使运行人员采取措施消除故障。3.2.1 几种接地故障的特征（1）当发生一相（如A相）不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地。这时故障相的电压降低，非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。（2）如果发生A相完全接地，则故障相的电压降为0，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号。（3）电压互感器高压测出现一相（如A相
12、）断线或熔断器熔断，此时故障相的指示不为0，这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器动作，发出接地信号。（4）由于系统中存在容性和感性参数的元件，特别是带有铁芯的铁磁电感元件，在参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，并且继电器动作，发出接地信号。（5）空载母线虚假接地现象。在母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，并且发出接地信号。但当送上一条线路后接地现象会自行消失。3.2.2 单相接地故障的处理(1)处理接地故障的步骤发生单相接地故障后，值班人员应
13、马上复归音响，作好报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，但具体查找方法由现场值班员自己选择。详细检查所内电气设备有无明显的故障迹象，如果不能找出故障点，再进行线路接地的寻找。将母线分段运行，并列运行的变压器分列运行，以判定单相接地区域。再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路，应采取转移负荷，改变供电方式来寻找接地故障点。采用一拉一合的方式进行试拉寻早故障点，当拉开某线路断路器接地现象消失，便可判断它为故障线路，并马上汇报当值调度员听候处理，同时对故障线路的断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。（2）处理接地故障的要求寻找和处理单相接地故障时，应
14、作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内，进入上述范围的工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。为了减少停电的范围和负面影响，在寻找单相接地故障时，应先试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要的线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用电性质重要的线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先试拉这条线路。若电压互感器高压熔断器熔断，不得用普通熔断器代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂的瓷套管熔断器，这种熔断器有良好的灭弧性能和较大的断流容量，具有限制短路电
15、流的作用。3.3 相间短路所采取的措施3.3.1 继电器（1）电磁型继电器电磁型继电器在35kV及以下电网的电力线路和电气设备继电保护装置中大量地被采用，电流继电器是实现电流保护的基本元件。电磁型继电器基本结构型式有螺管线圈式、吸引衔铁式和转动舌片式三种。（2）晶体管继电器晶体管型继电器的功能是有晶体管开关电路完成的。晶体管电流继电器由电压形成回路电流变换器TA将输入电流变换成与之成正比的电压；整流比较回路及执行回路单稳态触发器构成。晶体管型时间继电器由两个三极管及阻容延时电流组成。3.3.2 电流互感器TA电流互感器的作用是将高压设备中的额定大电流变换成5A或1A的小电流，以便继电保护装置或
16、仪表用于测量电流。电流互感器又铁芯及绕组组成。电流互感器将高压回路中的电流变换为低压回路中的小电流，并将高压回路与低压回路隔离，使他们之间不存在电的直接关系。额定的情况下，电流互感器的二次侧电流取为5A，这样可使继电保护装置和其他二次回路的设计制造标准化。电保护装置和其他二次回路设备工作于低电压和小电流，不仅使造价降低，维护方便，而且也保证了运行人员的安全。（2）电流互感器TA的选择和配置型号：电流互感器的型号应根据作用环境条件与产品情况选择。一次电压：电流互感器安装处一次回路工作电压；：电流互感器的额定电压。一次回路电流：电流互感器安装处一次回路最大电流；：电流互感器一次测额定电流。根据以上
17、技术要求，我们已知：线路AB上流过的最大负荷电流为300A，因此初步选择线路上AB的TA型号为LAJ-10，TV型号为JCC-10，且变比为300/5。线路BC上流过的最大负荷电流为80A，因此初步选择线路BC上的TA型号为LAJ-10，变比为100/5，TV型号为JCC-10，变比为100/5。3.3.3 电压互感器电压互感器的任务是将很高的电压准确地变换至二次保护及二次仪表的允许典雅，使继电器和仪表既能在低压情况下工作，又能准确地反映电力系统中高压设备的运行情况。电压互感器分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器两种。（1）电压互感器TV的作用电压互感器的作用是将一次侧高电压成比例的变换为较
18、低的电压，使二次系统与一次系统的隔离，保证了工作人员的安全。电压互感器二次侧电压通常为100V，这样可以做到测量仪表及继电器的小型化和标准化。（2）电压互感器TV的配置原则型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择，在需要检查与监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有三绕组的单相互感器组。一次电压的波动范围：二次电压：100V准确等级：电压互感器应在哪一准确度等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器与自动装置及设备对准确等级的要求来确定。二次负荷3.4 重合闸3.4.1必要性和可能性在电力系统中，输电线路，特别是架空线路是最容易发生短路故障的元件。因此，设法提高输电线路供电的可靠
19、性是非常重要的。而自动重合闸装置正是提高线路供电可靠性的有力工具。电力系统运行经验证明，架空线路的故障大多数是瞬时性故障，因此在线路断开以后，再进行一次重合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。为了自动、迅速地将断开的线路断路器重新合闸，在电力系统中广泛采用自动重合闸装置。3.4.2 基本要求（1）正常运行时，当断路器由继电保护动作或其他原因而跳闸后，自动重合闸装置均应动作，使断路器重新合上。自动重合闸动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次动作。（2）由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸不应启动，不能将断路器重新合上。当手动投入断路器或自动投入断路器时，若线路上有故障，随即
20、被继电保护将其断开时，自动重合闸不应启动，不发出重合闸脉冲。（3）继电保护动作切除故障后，在满足故障点绝缘恢复及断路器消弧室和传动机构准备好再次动作所必须时间的条件下，自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲，以缩短停电时间，减少因停电而造成的损失。在断路器跳开之后，自动重合闸一般延时0.51s后发出重合闸脉冲。（4）自动重合闸装置动作次数应符合预先规定。如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作；对二次式重合闸就应该能够动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸以后，它不应该再动作。重合闸装置损坏时，不应将断路器多次重合于永久性故障线路上，以避免系统多次遭受故障
21、电流的冲击，使断路器损坏，扩大事故。（5）自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好地和继电保护相配合，加速故障的切除。如用控制开关手动合闸并合于永久性故障上时，也宜于采用加速继电保护动作的措施，以加速故障的切除。（6）在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件。（7）当断路器处于不正常状态（例如操动机构中使用的气压、液压降低等）而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。3.4.3 单侧电源线路的三相一次自动重合闸装置单侧电源线路广泛应用三相一次自动重合闸方式。所谓三相一次自动重合闸方式，就是不论在输电线路上单相、两相或三相短路故障时，继电保护
22、均将线路的三相断路器一起断开，然后AAR装置起动，经预定延时将三相断路器重新一起合闸。若故障为瞬时的，则重合成功；若故障为永久性的，则继电保护再次将三相断路器一起断开，且不再重合。3.4.4 双侧电源线路的自动重合闸在这种线路上采用自动重合闸装置时，除了应满足前述基本要求外，还必须考虑以下两点：（1）当线路发生故障时，线路两侧的保护可能以不同的时限断开两侧短路器。（2）在某些情况下，当线路发生故障，两侧断路器断开之后，线路两侧电源之间有可能失去同步。因此后合闸一侧的断路器在进行重合闸时，必须确保两电源间的同步条件，或者校验是否允许非同步重合闸。由此可见，双侧电源线路上的三相自动重合闸，应根据电
23、网的接线方式和运行情况，采用不同的重合闸方式。国内采用的有：非同步自动重合闸；快速自动重合闸；检定线路无电压和检定同步的自动化重合闸；解列重合闸及自同步重合闸等。3.4.5 自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸与继电保护的适当配合，能有效地加速故障的切除，提高供电的可靠性。自动重合闸的应用在某些情况下还可以简化继电保护。自动重合闸与继电保护的配合方式，有重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种。重合闸前加速是，当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护先无选择性的瞬时动作于跳闸，而后再借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。重合闸后加速保护是当线路故障时，先按正常的继电保护动作时限有选择性地动作于断路器
24、跳闸，然后AAR装置动作将断路器重合，同时将过电流保护的时限解除。这样，当断路器重合于永久性故障时，电流保护将无时限地作用于断路器跳闸。实现后加速的方法是，在被保护的各条线路上都装设有选择性的保护和自动重合闸装置。3.5 双侧电源的整定原则和计算及其保护整定原则：设保护1装有电流速断，其动作电流计算后为，它与短路电流变化曲线的交点M即为保护1电流速断的保护范围。当在此点发生短路时，短路电流即为，速断保护刚好动作。根据以上分析，保护2的限时电流速断不应超过保护1电流速断的范围，因此在单侧电源供电的情况下，它的起动电流就应该整定为：。上式中不可取等号，因为保护1和保护2的安装地点不同，使用的电流互
25、感器和继电器不同，故它们之间的特征很难完全一样，会导致其中之一误动作。引入可靠系数，则得：，其中一般取为1.1-1.2。从以上分析中已经得出，显示速断的动作时限应选择得比下一条线路速断保护的动作时限高出一个时间阶段。为保证在正常运行情况下过电流保护绝不动作，显然保护装置的起动电流必须整定得大于该线路上可能出现的最大负荷电流。然而，在实际上确定保护装置的启动电流时，还必须考虑在外部故障切除后，保护装置是否能够返回的问题。在故障切除后电压恢复时，电动机要有一个自启动过程。电动机的自启动电流要大于它正常工作的电流，因此，引入一个自启动系数来表示自启动时最大电流与正常运行时最大负荷电流之比，即：保护4
26、和5在这个电流的作用下必须立即返回。为此应使保护装置的返回电流大于。引入可靠系数，则：由于保护装置的启动与返回是通过电流继电器来实现的。因此继电器返回电流与起动电流之间的关系就代表着保护装置返回电流与起动电流之间的关系。引入继电器返回系数，则保护装置的起动电流即为：灵敏度校验：当过电流保护作为本线路的主保护时，应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验，要求；当作为相邻线路的后备保护时，则应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流进行校验，此时要求。此外，在各个过电流保护之间，还必须要求灵敏度系数相互配合，即对同一故障点而言，要求越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏度系数。在后
27、备保护之间，只有当灵敏度系数和动作时限都相互配合时，才能切实保证动作的选择性。这一点在复杂网络的保护中，尤其应该注意。当故障点越靠近电源端时，短路电流越大，此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长，所以过电流保护较少用来作主保护。4 整定计算4.1 短路电流的计算及整定4.1.1 短路电流的计算图4.1 正负序阻抗图求最大运行方式下B母线发生三相短路时的短路电流：图4.2 最大运行方式下B母线发生三相短路求最小运行方式下B母线发生两相短路时的短路电流：图4.3 最小运行方式下B母线发生两相短路求最大运行方式下C母线发生三相短路时的短路电流：图4.4 最大运行方式下C母线发生三相短路求最小运行方
28、式下C母线发生两相短路时的短路电流：图4.5 最小运行方式下C母线发生两相短路求最大运行方式下D母线发生三相短路时的短路电流：图4.6 最大运行方式下D母线发生三相短路求最小运行方式下D母线发生两相短路时的短路电流：图4.7 最小运行方式下D母线发生两相短路求最大运行方式下E母线发生三相短路时的短路电流：图4.8 最大运行方式下E母线发生三相短路求最小运行方式下E母线发生两相短路时的短路电流：图4.9 最小运行方式下E母线发生两相短路求最大运行方式下F母线（即变压器T4出口）发生三相短路时的短路电流：图4.10 最大运行方式下F母线（即变压器T4出口）发生三相短路求最小运行方式下F母线（即变压
29、器T4出口）发生两相短路时的短路电流：图4.11 最小运行方式下F母线（即变压器T4出口）发生两相短路表4.1 各点短路时流过保护处的正负序短路电流短路点最大运行方式最小运行方式B0.25742.20.2981.64C0.4461.270.361.36D0.2891.960.2971.65E0.3451.640.4111.19F0.8690.650.9360.53图4.12 零序阻抗图求最大运行方式下B母线发生短路：图4.13 最大运行方式下B母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最小运行方式下B母线发生短路：图4.14 最小运行方式下B母线发生短路单相接地短路零序电流
30、为：两相接地短路零序电流为：求最大运行方式下C母线发生短路：图4.14 最大运行方式下C母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最小运行方式下C母线发生短路：图4.15 最小运行方式下C母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最大运行方式下D母线发生短路：图4.16 最大运行方式下D母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最小运行方式下D母线发生短路：图4.17 最小运行方式下D母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最大运行方式下E母线发生短路：图4.18 最大运行方式下E母线发生短路单相接地短路零序电流
31、为：两相接地短路零序电流为：求最小运行方式下E母线发生短路：图4.19 最小运行方式下E母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最大运行方式下F母线发生短路：图4.20 最大运行方式下F母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：求最小运行方式下F母线发生短路：图4.21 最小运行方式下F母线发生短路单相接地短路零序电流为：两相接地短路零序电流为：表4.2各点短路时流过保护处的零序短路电流短路点最大运行方式最小运行方式B0.4360.5950.5010.390.5740.525C1.0030.2990.230.5610.4420.382D0.5320.51
32、0.4180.4430.5460.478E0.70.4070.3250.7280.3650.303F1.2250.1910.1711.2530.1810.1644.1.2 电流保护的整定计算电流保护整定原则：电流速断保护按躲开本线路末端的最大短路电流来整定；限时速断保护按躲开下级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围来整定；而过电流保护则按照躲开本元件最大负荷电流来整定。对于保护2。段动作电流： 最小保护范围：即保护2处电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。段动作电流：灵敏度校验：，不满足要求。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求。作为远后备的灵敏度校验：，满足要求。对于保护4。（保
33、护1同保护4）段动作电流：最小保护范围：即保护4处电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求。对于保护3。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求；对于保护8。段动作电流：最小保护范围：，不满足要求。段动作电流：灵敏度校验：，不满足要求。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求。作为远后备的灵敏度校验：，满足要求。对于保护6。（保护7同保护6）段动作电流：最小保护范围：即保护6处电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求。对于保护5。段动作电流：作为近后备的灵敏度校验：，满足要求。对于保护9。段
34、动作电流：最小保护范围：，满足要求。段动作电流，与相邻变压器配合：灵敏度校验：，满足要求。表4.3 电流保护各段整定值整定值保护点11.5240140.72.522.6401.6760.5527.62.53140.72.041.5240140.72.05246.22.061.5240246.22.071.5240246.22.082.35201.6760.5439.72.591.96800.8580.54.2 距离保护整定计算距离保护2。距离段的整定计算：躲过本线路末端短路时的测量阻抗。距离段的整定计算：与相邻线路BC的保护段配合（为保护4的段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数）。灵敏度
35、校验：，满足要求。距离段的整定计算：躲过正常运行时的最小负荷阻抗。作为近后备，按本线路末端短路校验：，满足要求。作为远后备，按相邻设备末端短路校验：，满足要求。距离保护4。（保护1同保护4），满足要求。距离保护3。，满足要求。距离保护8。，满足要求。，满足要求。，满足要求。距离保护6（保护7同保护6），满足要求。距离保护5。，满足要求。距离保护9。，满足要求；表4.4 距离保护各段整定值整定值保护点120.40420.42.0213.6029.120.5112.12.53420.42.0420.40420.42.05240.232.06170240.232.07170240.232.08170
36、29.60.5134.52.590.2056.80.54.3 零序电流保护整定计算保护2。零序电流保护：躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流（即区外接地短路的最大三倍零序电流）：零序电流段保护：与下级线路零序电流段配合：灵敏度：按本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验；，不满足要求。零序电流段保护：按躲开在下级线路出口处接地短路时说出现的最大不平衡电流来整定；灵敏度校验：，满足要求。，满足要求。保护4。（保护1同保护4）零序电流保护：零序电流段保护：灵敏度校验：，满足要求。保护3。零序电流段保护：灵敏度校验：，满足要求。保护6。（保护7同保护6）零序电流保护：零序电流
37、段保护：灵敏度校验：，满足要求。保护8。零序电流保护：零序电流段保护：灵敏度：，不满足要求。零序电流段保护：灵敏度校验：，满足要求。，满足要求。保护5。零序电流段保护：灵敏度校验：，满足要求。保护9。零序电流保护：；零序电流段保护：；灵敏度：，不满足要求。表4.5 零序电流保护各段整定值整定值保护点11.07600.11432.022.14201.290.50.1982.530.11432.041.07600.11432.050.11432.061.07600.11432.071.07600.11432.081.83601.290.50.1762.591.46500.8250.50.1482.
38、05 保护装置的选择5.1保护装置的任务（1）监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如单相接地、变压器轻重瓦斯信号、变压器温升过高等）。（2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复
39、正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。（3）实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。5.2 继电保护装置的基本要求继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。这四性之间紧密联系，既矛盾又统一。（1）动作选择性指首先有故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故
40、障时有选择性地切除故障，切断系统中的故障部分，而其他非故障部分仍然继续供电。（2）动作速动性指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高电力系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。（3）动作灵敏性指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。（4）动作可靠性指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要
41、求。说明：继电保护的整定、校验应由上一级供电部门进行。5.3 继电保护装置的基本原理继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理。还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分、逻辑部分、执行部分。（1）电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而做出相应的反应和处理（如发出警告信号和令断
42、路器跳闸等）。（2）继电保护装置的原理框图分析取样单元它将被保护的电力系统运行中的物理量经过电器隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器组成。比较鉴别单元包括给定单元、由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号（正常、异常或故障）。比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，2只为速断保护，另两只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元。电流继电器的电流线圈则接收取样单元来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出是断路器最终跳闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下一级的信号也不动
43、作，鉴别比较信号(速断、过电流)的信息传送到下一单元处理。处理单元接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序、来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。执行单元故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分为两类：一类是声、光信号继电器；另一类是断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。控制及操作电源继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；交流电压一般为220V，功率1kVA以上。5.4 常用继电保护装置的类型（1）电流保护过电流保护是按躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。为使上下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。电流速断保护是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二