毕业设计论文一：继电保护配置与整定计算

继电保护的配置与整定计算

（系统图36）

专业：电气工程及其自动化

摘要：一个电力系统的设计必须依据电力系统的继电保护四性要求（即选择性、速动性、灵敏性及可靠性）前提下进行的，设计电力系统也必须按照继电保护中各元件的配置与整定原则，对系统中的各元件进了保护的配置和整定计算，在设计电力系统前首先要对各个元件的参数机型计算，并对发电机和变压器配置相应的电流电压互感器。其次还要在电力系统中选定短路地点，并且对各个短路电流进行简单计算，一般情况下还需要参照继电保护中以最大和最小的运行方式分别计算两种运行方式下的三相短路电流、两项短路电流、单向接地短电流等等。完成上述工作后，还必须配合电力系统的保护装置，安装保护装置就必须进行整定计算，今天我们就一发电机型号为OF-50-2的发电机为例子，根据他的类型与容量分别配置纵差保护、复压保护、定子接地等电力系统标准的保护形式。关于变压力方面我们则以SFPL1-50000为重点，当然变压器也要在电力系统中安装保护装置，我们会对其配置瓦斯。差动、过流、过负荷等保护，电力系统中必须有电力线路的存在，作为重要连接组成部分我们主要给110KV线路配置距离保护、零序保护等，作为线路传送中还必须存在三相重合闸功能。母线的保护也十分重要，主要配置完全电流差动保护。本次毕业设计的主要参数来源依赖电力系统继电保护配置及整定计算》中的方法与原则，计算出保护的动作整定值与其动作时限值。 关键词：电力系统；继电保护；短路；配置；整定

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四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

RELAY PROTECTION CONFIGURATION AND

SETTING CALCULATION

(system figure 36)

Major: Electrical Engineering and Automation

Student：limingrui Instructor: HaoChen

Abstract: the design of a power system must be based on the power system relay

protection of requirements (i.e., selective, quick, sensitive and reliable) carried out under the premise, design the power system must also be in accordance with the components in the relay protection configuration and setting principle, to every component in the system into the protection configuration and setting calculation, in front of the design of power system first to model the parameters of each element calculation, and the corresponding configuration of generator and transformer current and voltage

transformer. Secondly also in power system selected place short, and the short circuit current of each simple calculation, generally also need to reference in relay protection based on operation mode of the maximum and minimum are calculated under two operation modes of the three-phase short-circuit current, short-circuit current, one-way grounding short current and so on. The completion of the work, must also be combined with power system protective device, protective installations must setting calculation, today we a type of generator for OF-50-2 generator for example, according to his type and capacity are respectively arranged longitudinal differential protection, voltage protection, stator grounding power system standard forms of protection. We focus on SFPL1-50000 as a change of pressure, of course, the transformer should be installed in the power system protection devices, we will configure the gas. Differential, over current, over load protection, power system must be the existence of power line, as an important connecting part we mainly to 110kV line configuration distance protection, zero

sequence protection, as a transmission line must also be three-phase reclosing function. Busbar protection is also very important, the main configuration of full current differential protection. The main parameter of this graduation project is the method and principle of the power system relay protection configuration and setting calculation. Key words: power system; relay protection; short circuit; configuration; setting

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四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算 第一章 互感器的配置 ...................................................................................................................................... 4

1.1发电机互感器配置 ............................................................................................................................... 4 1.2变压器互感器配置 ............................................................................................................................... 5 1.3线路互感器配置 ................................................................................................................................... 6 1.4母线互感器配置 ................................................................................................................................... 6 第二章 等值参数的计算 .................................................................................................................................. 6

2.1发电机 ................................................................................................................................................... 6 2.2变压器 ................................................................................................................................................... 7 2.3线路 ....................................................................................................................................................... 9 第三章 系统运行方式 ...................................................................................................................................... 10

3.1系统运行方式的选择原则 ................................................................................................................. 10 3.2本设计运行方式的确定 ......................................................................................................................11 第四章 短路计算 ...............................................................................................................................................11

4.1最大运行方式下系统各序阻抗计算 ................................................................................................. 12 4.2最小运行方式下各序阻抗计算 ......................................................................................................... 20 4.3各点短路电流的计算 ......................................................................................................................... 29 第五章 保护的配置与整定计算 .................................................................................................................... 36

5.1 发电机 ................................................................................................................................................ 37

5.1.1 纵差保护（以BCH-2型为例） .......................................................................................... 37 5.1.2 发电机复合电压启动的的过电流保护 .............................................................................. 39 5.1.3 定子绕组的单相接地短路保护 ...................................................................................... - 41 - 5.2 变压器 .......................................................................................................................................... - 41 -

5.2.1 瓦斯保护 .......................................................................................................................... - 41 - 5.2.2 引出线、套管及内部短路保护 ...................................................................................... - 41 - 5.2.3 相间短路引起变压器过流的后备保护 .......................................................................... - 43 - 5.2.4 过负荷保护 ...................................................................................................................... - 45 - 5.3 线路保护 ...................................................................................................................................... - 45 -

5.3.1 相间距离保护 .................................................................................................................. - 46 - 5.3.2 零序电流保护 .................................................................................................................. - 57 - 5.3.3 三相重合闸 ........................................................................................................................ - 70 - 5.4 母线保护 ........................................................................................................................................ - 71 -

5.4.1 差电流启动元件整定 ........................................................................................................ - 71 - 5.4.2 电压闭锁元件整定 ............................................................................................................ - 72 - 5.5 各元件保护配置与整定计算成果表 ............................................................................................ - 73 - 第六章 总结 ................................................................................................................................................ - 75 -

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四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

第一章 互感器的配置

a. 系统结构图

1.1发电机互感器配置

（1）发电机QFS-50-2

额定功率：PGN50MW,额定电压：UGN6.3kV，额定电流：IGN5728A，额定功率因数：cosGN0.8，发电机最大工作电流：

1.05PGNImax3UGNcos=

GN1.055010336.30.8=6014(A)

互感器选择：电压互感器：JDJ-10，额定变比为10000/100； 电流互感器：LMZ1-0.5，额定变比为6000/5；

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零序电流互感器：LXH-80,额定变比为600/5。

电流互感器CT：选LMZ1-10，额定变比是 2000/5。 零序电流互感器：选LXHM-1，额定电流是 1750 A。

1.2变压器互感器配置

（1）变压器（型号：SFS-60000）

变压器参数：额定容量SN31500kVA，额定电压变比：110/10.5， 额定电流

600003110315A高压侧)

31500310.53299A(低压侧)

因此，CT、PT的选择如下表所示： 表1.2.1

选用CT的型号和变比 (300/5) (2000/5) CT接线方式 CT计算变比  Y 额定电流（A） 变压器的接线组别 PT型号和变比 315 Y 一 3299  JDJ-10(10000/100) 名 称 额定电压（kV） 变 压 器 各 侧 参 数 110 10.5 3315545 55LR-110-B 3299 5LMZ1-10 5

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1.3线路互感器配置

1、对于110kV线路，最大负荷电流均取350A，则可选电流互感器LR-110-B(变比：400/5)，可选电压互感器JCC 2-110(变比：

1100003100)

2、对于35kV线路，最大负荷电流均取350A，则可选电流互感器LR-35-B(变比：400/5)，可选电压互感器JDJ-35(变比：35000100)

1.4母线互感器配置

1、电流互感器选择：

对于双母线的母联断路器配置电流互感器，对于与变压器B1，B2连接的双母线母联断路器，其最大工作电流是与之相连变压器的最大工作电流（为Imax1.05315331A），因此选择电流互感器LR-110-B(400/5)。对于与变压器B5，B6连接的双母线母联断路器，其最大工作电流是与之相连变压器的最大工作电流（为Imax1.05262276A），因此选择电流互感器LR-110-B(300/5)。对于与变压器B9，B10连接的双母线母联断路器，其最大工作电流是与之相连变压器的最大工作电流（为Imax1.05210221A），因此选择电流互感器LR-110-B(300/5)。 2、电压互感器选择： 110kV母线，选JCC 2-110(

1100003100)；35kV母线，选JDJ-35(35000100)。

第二章 等值参数的计算

选基准容量为SB100MVA，基准电压为UBUav。各元件参数计算如下：

2.1发电机参数计算

（1）发电机G1、G2（QF-50-2）

额定容量SN= =62.5MVA，次暂态电抗X0.1239，负序电抗X20.151 所以电抗标么值XXd100Sb0.12390.1982 SN62.56

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负序电抗标么值XG2X2Sb1000.1510.2416 SN62.5（2）发电机G3、G4（QF-25-2）

额定容量SN250.831.25MVA，次暂态电抗X0.126，负序电抗X20.16 100Sb0.1260.4 SN31.25Sb1000.160.512 SN31.25所以电抗标么值XXd负序电抗标么值XG2X2（3）发电机G5、G6（TS410/159-16）

额定容量SN340.842.5MVA，次暂态电抗X0.15，负序电抗X20.16 100Sb0.150.3529 SN42.5Sb1000.160.376 SN42.5所以电抗标么值XXd负序电抗标么值XG2X2

2.2变压器参数计算

高压侧用数字1表示，中压侧用数字2表示，低压侧用数字3表示 （1）变压器B1、B2（SFS-60000）

短路电压：VS(12)%10.5 VS(23)%6.5 VS(31)%18 各绕组短路电压为：

11VS1%(VS(12)%VS(31)%VS(23)%)(10.5186.5)11

2211VS2%(VS(12)%VS(23)%VS(31)%)(10.56.518)0.5

2211VS3%(VS(23)%VS(31)%VS(12)%)(6.51810.5)7

22故各绕组电抗标么值如下：

XT1VS1%Sb111000.1833 100SN10060VS2%Sb0.51000.0083 100SN10060XT2 7

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XT3VS3%Sb71000.1167 100SN10060（2）变压器B3、B4（SFPL1-50000）

短路电压VS%10.5 额定容量SN50MVA 所以电抗标么值为：XTVS%Sb10.51000.21 100SN10050（3）变压器B5、B6（SFSZL1-50000）

短路电压：VS(12)%10.5 VS(23)%6.5 VS(31)%18 各绕组短路电压为：

11VS1%(VS(12)%VS(31)%VS(23)%)(10.5186.5)11

2211VS2%(VS(12)%VS(23)%VS(31)%)(10.56.518)0.5

2211VS3%(VS(23)%VS(31)%VS(12)%)(6.51810.5)7

22故各绕组电抗标么值如下：

XT1VS1%Sb111000.22 100SN10050VS2%Sb0.51000.01 100SN10050VS3%Sb71000.14 100SN10050XT2XT3（4）变压器B7、B8（SF7-31500）

短路电压VS%10.5 额定容量SN31.5MVA 所以电抗标么值为：XTVS%Sb10.51000.3333 100SN10031.5（5）变压器B9、B10（SFSZL7-40000）

短路电压：VS(12)%10.5 VS(23)%6.5 VS(31)%18 各绕组短路电压为：

11VS1%(VS(12)%VS(31)%VS(23)%)(10.5186.5)11

2211VS2%(VS(12)%VS(23)%VS(31)%)(10.56.518)0.5

2211VS3%(VS(23)%VS(31)%VS(12)%)(6.51810.5)7

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故各绕组电抗标么值如下：

XT1VS1%Sb111000.275 100SN10040VS2%Sb0.51000.0125 100SN10040XT2XT3VS3%Sb71000.175 100SN10040（6）变压器B11、B12（SFL1-40000）

短路电压VS%10.5 额定容量SN40MVA 所以电抗标么值为：XT

VS%Sb10.51000.2625 100SN100402.3线路参数计算

线路阻抗标么值计算如下（0.4km，X03XL） （1）线路L1

XL1XSbUb2450.41000.1361 2115（2）线路L2

XL2XSbUb2380.41000.1149 2115（3）线路L3

XL3XSbUb2240.41000.0726 2115（4）线路L4

XL4XSbUb2270.41000.0817 2115（5）线路L5

XL5X

SbUb2480.41000.1452

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第三章 系统运行方式

关于系统的两种运行方式：

最大运行方式，通过保护装置的短路电流为最大的方式。在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大。

最小运行方式，通过保护装置的短路电流为最小的方式。在最小运行方式下两相相短路时，通过保护装置的短路电流为最小。

3.1系统运行方式的选择原则

1、发电机和变压器运行方式的选择原则

（1）一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停，即一台在检修时另外一台发生故障

停运。当有三台及以上的机组时，则选择其中容量最大的两台停用。而对于水电厂则还应该考虑水库的运行方式。

（2）一个发电厂的变电站母线上无论接有多少台变压器，一般考虑容量最大的一台停

用运行。

2、变压器接地点的选择原则：

（1）凡是自耦变压器，其中性点必须接地。

（2）凡中低压有电源的变电所，包括升压和降压变电所，至少应有一台变压器接地。 （3）当同一母线上接有三台或更多变压器时，可以考虑两台变压器接地。 （4）终端变电所一般不接地。

（5）系统任何短路点的综合零序阻抗不得大于综合正序阻抗的三倍。 3、线路运行方式的选择原则

（1）一个发电厂或变电站母线上接多条线路时，一般应考虑一条线路检修而另一条线

路又发生故障。

（2）双回线路不考虑同时停用情况。 4、流过保护最大最小短路电流计算方法选择 （1）相间短路

对单侧电源网络，最大运行方式下流过保护的短路电流最大，最小运行方式下则是最小。对双侧电源网络，当X1=X2时，可按单电源方法选择。

对于环状网络，开环运行方式下流过保护的短路电流是最大的，而开环点应选择在保护线路相邻下一级线路上。闭环方式下流过保护的短路电流最小。 （2）零序电流保护

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对于单侧、双侧和环状网络进可参照相间短路的选择，只是要参考变压器接地点的变化。

5、流过保护最大负荷电流选取原则 （1）备用电源投入引起负荷增加。 （2）环状网络开环负荷转移。

（3）并联运行线路减少引起负荷的转移。

（4）对于双侧电源的网络，当一侧电源突然切除，引起另一侧的负荷增加。

3.2本设计运行方式的确定

最大运行方式和最小运行方式时发电机、变压器、线路的运行方式如下：

对于该系统，最大运行方式即所有的发电机，都投入运行。最小运行方式是当发电机G1正在进行检修时发电机G2发生故障停运。

在此系统中直接接地变压器为：B1、B2、B5、B6、B8、B9、B10、B11。

第四章 系统短路计算

短路计算时，先计算各序阻抗，在进行各种短路的短路电流的计算。

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4.1最大运行方式下系统各序阻抗计算

最大运行方式下系统电抗图

将该电抗图进行化简图如下：

12

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一、当d1点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.1552

2、负序网络如下：

13

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化简计算得：

X20.1651

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.1169

二、当d2点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

14

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

X10.2301

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.28

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.4616

三、当d3点发生短路 1、正序网络如下:

15

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

化简计算得：

X10.1606

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.1682

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.1002

四、当d4点发生短路

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1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.1405

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.1480

3、零序网络如下：

化简计算得：

17

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

X00.1108

五、当d5点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.1749

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.1826

3、零序网络如下:

18

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

化简计算得：

X00.1209

六、当d6点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.1938

2、负序网络如下：

化简计算得：

19

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

X20.2092

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.2115

4.2最小运行方式下各序阻抗计算

最小运行方式下系统电抗图

将该电抗图进行化简图如下：

20

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一、当d1点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.4114

2、负序网络如下：

21

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

化简计算得：

X20.4228

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.1169

二、当d2点发生短路 1、正序网络如下:

化简计算得：

X10.5263

22

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.5377

3、零序网络如下:

化简计算得：

X00.4616

三、当d3点发生短路 1、正序网络如下：

化简计算得：

X10.2753

23

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2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.2867

3、零序网络如下：

化简计算得：

X00.1002

四、当d4点发生短路 1、正序网络如下：

化简计算得：

X10.2027

24

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.1480

3、零序网络如下：

化简计算得：

X00.1108

五、当d5点发生短路 1、正序网络如下：

化简计算得：

25

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X10.2212

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.2350

3、零序网络如下：

化简计算得：

X00.1209

六、当d6点发生短路 1、正序网络如下：

化简计算得：

26

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X10.2179

2、负序网络如下：

化简计算得：

X20.2383

3、零序网络如下：

化简计算得：

X00.2115

由上诉计算整理可得各序组合电抗如下表所示：

表4.2.1 运行方式 最大运行方式 短路点 D1 D2 D3 D4 D5 D6 最小运行方式 D1 D2 X1 0.1552 0.2301 0.1606 0.1405 0.1749 0.1938 0.4114 0.5263 X2 0.1651 0.28 0.1682 0.1480 0.1826 0.2092 0.4228 0.5377 X0 0.1169 0.4616 0.1002 0.1108 0.1209 0.2115 0.1169 0.4616 27

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

D3 D4 D5 D6 由正序等效定则知，简单短路时的X表4.2.2 短路类型fn0.2753 0.2027 0.2212 0.2179 nn0.2867 0.2141 0.2350 0.2383 0.1002 0.1108 0.1209 0.2115 和m的计算公式如下表：

Xn mn 1 IfIf3 0 1,1X2X0 X2X0X2 X2X0 31X2X03 X2X02 If2 If13 n利用上表公式计算各点最大最小运行方式下各点短路的X最大运行方式下： (1) d1点：X X(2) d2点：X X(3) d3点：X X(4) d4点：X X(5) d5点：X X(6) d6点：X

和mn，计算结果如下：

323232323230 m31 X1,10.0684 m1,11.5073

10.1651 m23 X0.282 m13

0 m31 X1,10.1743 m1,11.5149

10.28 m23 X0.7416 m13

0 m31 X1,10.0628 m1,11.5159

10.1682 m23 X0.2684 m13

0 m31 X1,10.0634 m1,11.5052

10.1480 m23 X0.2588 m13

0 m31 X1,10.0727 m1,11.5103

10.1826 m23 X0.3035 m13

0 m31 X28

1,10.1052 m1,11.5

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

X210.2092 m23 X0.4207 m13

最小运行方式下： (1) d1点：X X(2) d2点：X X(3) d3点：X X(4) d4点：X X(5) d5点：X X(6) d6点：X X

32320 m31 X1,10.0916 m1,11.5783

10.4228 m23 X0.5397 m13

0 m31 X1,10.2484 m1,11.5014

10.5377 m23 X0.9993 m13

323232320 m31 X1,10.0743 m1,11.5570

10.2867 m23 X0.3869 m13

0 m31 X1,10.0730 m1,11.5251

10.2441 m23 X0.3249 m13

0 m31 X1,10.0798 m1,11.5255

10.2350 m23 X0.3559 m13

0 m31 X1,10.1121 m1,11.5009

10.2383 m23 X0.4498 m13

4.3 各点短路电流的计算

下面开始计算各点短路的短路电流，先计算基准电流 IB一、最大运方式下

1、d1点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia110031150.502(kA)

E16.4433 X10.15523If3m3Ia1IB6.44330.5023.2345(kA)

29

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

（2）两相短路接地： Ia1EX1X1,11,114.4723

0.15520.0684If1,1m1,1Ia1IB1.50734.47230.5023.3840(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X213.1221

0.15520.1651If2m2Ia1IB33.12210.5022.7146(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X112.2873

0.15520.282If1m1Ia1IB32.28730.5023.4447(kA)

2、d2点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E14.3459 X10.23013If3m3Ia1IB4.34590.5022.1817(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,112.4728

0.23010.1743If1,1m1,1Ia1IB1.51492.47280.5021.8805(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X211.9604

0.23010.28If2m2Ia1IB31.96040.5021.7045(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.0291

0.23010.7416If1m1Ia1IB31.02910.5021.5498(kA)

3、d3点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E16.2267 X10.16063If3m3Ia1IB6.22670.5023.1258(kA)

30

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

（2）两相短路接地： Ia1EX1X1,11,114.4763

0.16060.0628If1,1m1,1Ia1IB1.51594.47630.5023.40(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X213.0414

0.16060.1682If2m2Ia1IB33.04140.5022.44(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X112.3310

0.16060.2684If1m1Ia1IB32.3310.5023.5105(kA)

E17.1174 X10.140534、d4点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1If3m3Ia1IB7.11740.5023.5730(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,114.9044

0.14050.0634If1,1m1,1Ia1IB1.50524.90440.5023.7058(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X213.4662

0.14050.1480If2m2Ia1IB33.46620.5023.0138(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X112.5044

0.14050.2588If1m1Ia1IB32.50440.5023.7716(kA)

5、d5点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E15.7176 X10.17493If3m3Ia1IB5.71760.5022.8702(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1

X1X14.0388

0.17490.072731

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

If1,1m1,1Ia11,1IB1.51034.03880.5023.0621(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X212.7972

0.17490.1826If2m2Ia1IB32.79720.5022.4321(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X112.0903

0.17490.3035If1m1Ia1IB32.09030.5023.1480(kA)

6、d6点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E15.16 X10.19383If3m3Ia1IB5.160.5022.5903(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,113.3445

0.19380.1052If1,1m1,1Ia1IB1.53.34450.5022.5184(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X212.4814

0.19380.2092If2m2Ia1IB32.48140.5022.1575(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.6273

0.19380.4207If二、最小运方式下

1m1Ia1IB31.62730.5022.4507(kA)

1、d1点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E12.4307 X10.41143If3m3Ia1IB2.43070.5021.2202(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X11.9881

0.41140.0916 32

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

If1,1m1,1Ia11,1IB1.57831.98810.5021.5752(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X211.1988

0.41140.4228If2m2Ia1IB31.19880.5021.0423(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.0514

0.41140.5397If1m1Ia1IB31.05140.5021.5834(kA)

2、d2点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E11.9001 X10.52633If3m3Ia1IB1.90010.5020.9538(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,111.2908

0.52630.2484If1,1m1,1Ia1IB1.50141.29080.5020.9729(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X210.9398

0.52630.5377If2m2Ia1IB30.93980.5020.8172(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X110.6555

0.52630.9993If1m1Ia1IB30.65550.5020.9872(kA)

3、d3点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E13.6324 X10.27533If3m3Ia1IB3.63240.5021.8235(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,112.8604

0.27530.0743If

1,1m1,1Ia1IB1.55702.86040.5022.2357(kA)

33

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

（3）两相短路： Ia1EX1X2211.7794

0.27530.2867If2m2Ia1IB31.77940.5021.5471(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.5101

0.27530.3869If1m1Ia1IB31.51010.5022.2742(kA)

4、d4点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E14.9334 X10.20273If3m3Ia1IB4.93340.5022.4766(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,113.6271

0.20270.0730If1,1m1,1Ia1IB1.52513.62710.5022.7769(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X212.3992

0.20270.2141If2m2Ia1IB32.29920.5022.0861(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.54

0.20270.3249If1m1Ia1IB31.540.5022.8545(kA)

5、d5点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E14.5208 X10.22123If3m3Ia1IB4.52080.5022.2694(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,113.3223

0.22120.0798If1,1m1,1Ia1IB1.52553.32230.5022.5442(kA)

34

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

（3）两相短路： Ia1EX1X2212.192

0.22120.2350If2m2Ia1IB32.1920.5021.9059(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.7328

0.22120.3559If1m1Ia1IB31.73280.5022.6096(kA)

6、d6点短路时，各种短路方式的短路计算： （1）三相短路： Ia1E14.53 X10.21793If3m3Ia1IB4.530.5022.3038(kA) E1,1（2）两相短路接地： Ia1X1X1,113.0303

0.21790.1121If1,1m1,1Ia1IB1.50093.03030.5022.2832(kA)

2（3）两相短路： Ia1EX1X212.192

0.21790.2383If2m2Ia1IB32.1920.5021.9059(kA)

1（4）单相接地短路： Ia1EX1X111.4977

0.21790.4498If

1m1Ia1IB31.49770.5022.2555(kA)

将计算所得到的短路电流整理如下表所示：

表4.3.1 短 路 电 短 流 路 点 31,121If If If If 最大d1 d2

3.2345 2.1817 3.3840 1.8805 2.7146 1.7045 35

3.4447 1.5498 四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

d3 3.1258 3.5730 2.8702 2.5903 1.2202 0.9538 1.8235 2.4766 2.2694 2.3038 3.40 3.7058 3.0621 2.5184 1.5752 0.9729 2.2357 2.7769 2.5442 2.2832 2.44 3.0138 2.4321 2.1575 1.0423 0.8172 1.5471 2.0861 1.9059 1.9059 3.5105 3.7716 3.1480 2.4507 1.5834 0.9872 2.2742 2.8545 2.6096 2.2555 d4 d5 d6 d1 d2 d3 最小运行方式d4 d5 d6

第五章 保护的配置与整定计算

对该系统中的发电机、变压器、线路和母线进行保护的配置和整定计算，首先需要计算出系统中各元件的阻抗值，计算过程如下： （1）线路L1 XL1450.418 （2）线路L2 XL2380.415.2 （3）线路L3 XL3240.49.6 （4）线路L4 XL4270.410.8 （5）线路L5 XL5480.419.2 （6）变压器B1、B2 XT111520.183324.24

10011520.116715.43

10011520.2127.77

10011520.2229.1

100

XT3（7）变压器B3、B4 XT1（8）变压器B5、B6 XT1

（9）变压器B7、B8 XT111520.333344.08

10036

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

（10）变压器B9、B10 XT111520.27536.37

10011520.17523.14

10011520.262534.72

100

XT3（11）变压器B11、B12 XT11152（12）发电机G1、G2 XG0.198226.21

1001152（13）发电机G3、G4 XG0.452.9

1001152（14）发电机G5、G6 XG0.352946.67

100

5.1 发电机保护

对于本系统的发电机保护配置选择一台型号QF-25-2的发电机为例进行配置与整定计算。 机组容量为25MW，根据机组的容量和一次接线要求，装设差动保护作为发电及短路的主保护，装设复合电压启动的过电流保护作为短路的后备保护。根据接线要求在机端装设反应零序电流的定子接地保护。 5.1.1 纵差保护（以BCH-2型为例）

1、计算发电机额定电流：一次侧 I1NPN3UNCOS25310.50.81718A

二次侧 I2N2、动作电流：

17184.3A

20005（1）保护动作电流应躲开外部短路时最大不平衡电流来整定，即 IOPKrelKnpKtxfTAIkmax(3)11.31.00.50.11718886.27A

0.126 式中 Krel—可靠系数，采用1.3~1.5；

Knp—考虑非周期分量影响的系数，取1.0；

37

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； fTA—电流互感器的最大相对误差，取0.1；

3 Ikmax—发电机外部三相短路时，流经保护的最大周期性短路电流。 (2）为避免保护在电流互感器二次回路断线时误动作，保护动作电流应大于发电机的最大负荷电流，即

IOPKrelIN1.317182233.4A 式中 Krel—可靠系数，采用1.3；

IN—发电机额定电流。

(3)取上诉最大动作电流作为保护的动作电流，即差动继电器的动作电流 Iop.difKjxIopnTA12233.45.58A

20005 式中 Kjx—接线系数，对于完全星形和不完全星形接线为1； nTA—电流互感器变比。

60(4)差动线圈匝数:WdifAWoIop.dif10.75（匝）

5.58 式中 AW0—差动继电器动作磁通势，取60A。 3、短路线圈抽头选择

按继电器线圈的实际抽头，选择接近且小于计算匝数Wdif的整数匝数作为差动线圈的 整定匝数，相应的继电器动作电流为Iop2。在本次计算中则有Wdif10（匝），Iop26A 4、灵敏度校验

134.30.1260.164.342 6KsenIkmin2Iop.difnTA 其中Ikmin22m21XdX2I2N

式中 Ikmin—发电机出口两相短路时，流经保护的最小周期性短路电流。 在计算各发电机短路电流时，一般按照发电机与其他电源断开，单机运行，或者在系统处于最小运行方式下，发电机进行自同期时发生故障的不利情况。 5、断线监视继电器的整定计算

(1)继电器的动作电流，按大于发电机正常运行情况下的最大不平衡电流整定。 通常按下式计算： Iop.j0.2I.fnL0.217180.86A 400 38

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作电流取为1A

(2)其动作时限，应大于发电机后备保护的动作时限，这取9s。 5.1.2 发电机复合电压启动的的过电流保护 1、电流保护元件 (1)动作电流 IopKrelIgnKr1.217182425.4A

0.85式中 Ign—发电机额定电流；

Krel—可靠系数；取1.2；

Kr—返回系数，取0.85。

(2)继电器动作电流为 IopkIopnTA2425.44006.06A 2、负序电压元件动作电压，按照躲过正常运行时的不平衡电压整定 Uop0.06~0.12Ugn0.061006V 式中 Ugn—发电机额定相间电压。

3、低电压元件动作电压，按发电机自启动时及发电机是此时都不应误动计算。发电机为汽轮机，所以取

Uop0.6Ugn0.610060V

4、校验

（1）电流元件灵敏系数校验 KsenIk.minIop15.082.491.2 6.06 式中 Ik.min—后备保护末端金属性两相短路通过保护的最小短路电流。

Ik.min计算如下，首先画出等值电路图

X10.40.33330.7333 X20.5120.33330.8453

39

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Ik.min3X11310010340015.08A IBX2310.50.73330.8453（2）负序电压元件灵敏系数

KsenU2Uk.min2Uop27.981.331.2 6式中 Uk.min2—后备保护末端金属性两相短路,保护安装处的最小负序电压。 对于Uk.min.2其计算过程如下，先画出等值电路图：

负序电流： Ia2Ia1 负序电压：

15.0852.9U27.98(V)100

（3） 相间电压元件灵敏系数

60KsenUUopUk.max6.051.2

9.92式中 Uk.max—后备保护末端金属性三相短路，保护安装处的最大残余电压。

Uk.max的计算过程如下，先画等值电路图：

Imax.311001030.7333310.540018.75A 18.7552.99.92V100U3.max6、动作时间整定

比相邻元件最大保护时限大2~3个时间级差

ttB.max2t1s

40

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

5.1.3 定子绕组的单相接地短路保护

发电机外壳是接地的，因此当定子绕组和铁芯之间绝缘的破坏时，就会出现定子绕组单相接地故障。发电机直接工作在发电机的电压母线上，所以为发电机配置零序电流保护。

由于本设计中未给出相关参数，所以这里只对该种保护做相关原理的阐述，就不进行整定计算。零序电流保护是通过装在发电机机端口上的零序电流互感器实现的。可以求得：当外部单相接地零序电压为U时，则流过零序电流互感器的电流是3C0GU；而当发电机内部定子单相接地时，流过零序电流互感器的电流则为3C01U。且规程规定：当接地电流大于或等于5A时，定子绕组接地保护应动作于跳闸；而当接地电流小于5A则作用于信号。

5.2 变压器保护

本设计选择变压器B7（SF7-31500）作保护整定。 5.2.1 瓦斯保护

瓦斯保护也称为气体保护，它可以用常规气体继电器来实现保护作用。由于气体保护能反映油箱内各种故障，动作可靠、灵敏、速断，但应与纵差保护配合使用。

瓦斯保护一般是按气体的容积进行整定，范围为250~300cm3。变压器容量在10000kVA以上的，整定值为250 cm3。重瓦斯保护动作的油流速度整定范围是0.6~1.5m/s，一般整定为1m/s左右。

5.2.2 引出线、套管及内部短路保护

它是变压器的主保护，保护瞬时动作于断开变压器各侧的断路器。根据所选变压器的容量大小，应装设纵差动保护，可采用由带短路线圈的 DCD－2型差动继电器构成的差动保护。当变压器纵差动保护对保护范围内发生单相接地短路，灵敏度不满足规程要求时，应增设零序纵差动保护。以下是纵差动保护的整定计算： 1、计算保护的动作电流

（1）躲过变压器空载合闸和外部故障切除时的励磁涌流 IopKrelINT1.3165214.5A 式中：Krel—可靠系数，取 1.3 INT—变压器额定电流。

（2）躲过外部短路时的最大不平衡电流Iunb计算

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

KrelKfzqKtxfTAUfmaxIdmax1.3110.10.050.05684.178.01AKfzq—非周期分量系数，取1；

IopKrelIunb

式中：Krel—可靠系数，取 1.3 ；

Ktx—电流互感器的同型系数，型号相同时，取 0.5、型号不同时取 1 ；

U—流过最大外部短路电流侧的电流互感器容许最大相对误差，取 0.1 ； fmax—继电器整定匝数与计算匝数不登而产生的相对误差；

Idmax—最大外部短路电流周期分量

最大外部短路电流Idmax的计算如下：

1Id.max0.5020103684.A

0.40.3333（3）按躲过互感器二次回路断线时的最大负荷电流计算

Iop1.3ILmax1.3165214.5A

式中 ILmax—正常运行时，变压器的最大负荷电流，不能确定时，采用变压

器的额定电流。

(4)选上述三条件算得的最大值作为保护动作电流值。即Iop214.5A

2、确定继电器基本侧差动线圈的匝数。对于双绕组变压器，两侧电流互感器分别接于两组平衡线圈上，再接差动线圈。有必要时选择差动线圈和一个平衡线圈。以二次回路额定电流最大的的一侧作为基本侧。 (1) Iop.k.b.calcIop.b.calcKjxnTA.b3214.56.19A 60式中 Iop.k.b.calc—基本侧继电器动作电流的计算值；

Iop.b.calc—基本侧保护动作计算值

Kjx—接线系数，当电流互感器接成三角形取3，当电流互感器接成星形取1；

nTA.b—电流互感器的变比。 (2)差动线圈匝数

Wk.b.calcAWIop.k.b.calc606.199.69匝

式中 AW—继电器的动作安匝一般取 60 ； Wk.b.calc—差动线圈的计算匝数。

所以取线圈匝数Wk.b.calc9

3、确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

(1)平衡线圈的匝数Wph..I.jsWcd.jb.zI.2.jbI.2.IWk.b.calc94.769.690.57匝 4.33式中 I.2.I—非基本侧二次额定电流； 取Wcd.jb.z=1。

(2)非基本侧平衡线圈计算匝数：

Wb.nb.rWb.nb.setWdif.set9110匝

4、计算相对误差f

fWb.calcWb.setWb.calcWdif.setWb.calc—平衡线圈计算匝数； Wb.set—平衡线圈整定匝数； Wdif.set—差动线圈实用匝数。

0.5710.040.05

0.579由于计算所得f值小于0.05，故不需重新计算动作电流。 5、确定短路线圈抽头 采用0—0抽头。 6、灵敏度校验

KKjxId.minIop.b3550.84.452

214.5式中 Id.min—变压器差动保护范围内的最小短路电流；

Kjx—差动保护接线系数。

对于Id.min的计算如下：

Id.min3X113IB0.5020550.8A X20.73330.84535.2.3 相间短路引起变压器过流的后备保护

为反应外部相间短路引起变压器过电流，应装设相应的保护作后备保护，保护动作后，应带时限来动作于跳闸。这里用复合电压启动的过电流保护。 1、电流继电器的动作电流 动作电流 Idz.jKkI.B1.217326.11A KhnL0.8520005式中 Kk—可靠系数；取1.2；

Kh—返回系数，取0.85；

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

I.B—变压器的额定电流；

nL—电流互感器的变比。

2、负序电压元件动作电压，按照躲过正常运行时的不平衡电压整定 Udz.j20.06~0.12U0.061006V 式中 U—变压器额定相间二次电压。 3、相间低电压元件动作电压

Udz.j0.6U0.610060V

4、灵敏度校验

（1）校验电流元件灵敏系数校验

12.74 KsenIk.minIdz.b2.091.5

6.11 式中 Ik.min—后备保护末端金属性两相短路通过保护的最小短路电流（二次值）。作为

远后备大于等于1.2，近后备大于等于1.5。

Ik.min计算和发电机复合电压过流保护中计算类似（等效图只是增加了线路L5的阻抗）：

11000002000Ik.min312.74A 0.87850.9905310.55（2）负序电压元件灵敏系数

KsenU2Uk.min2Udz.j.28.631.441.2 6式中 Uk.min2—后备保护末端金属性两相短路,保护安装处的最小负序电压。

Uk.min.2的计算如下：

Uk.min.2115212.740.5121001008.63V （3）相间电压元件灵敏系数

60KsenUUhUk.max7.251.2

8.28式中 Uh—低压继电器的返回电压；

Uk.max—后备保护末端金属性三相短路，保护安装处的最大残余电压。 Uk.max的计算如下：

Uk.max100000140052.91008.28V 0.8785310.55、动作时间整定

原则是比相邻元件后备保护最大动作时限大一个实现阶梯t，根据情况可设一个到三 个时限分别跳开母联、分段、高压、中压、低压、或同时跳开两侧或者单侧开关。

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5.2.4 过负荷保护

过负荷保护采用单相式，带时限动作于信号。 1、 保护的整定计算

变压器如果长期过负荷运行，会使绝缘老化，使用寿命变短因此给该变压器装设过负荷保护。过负荷保护安装侧的选择 ：对于本设计的双绕组升压变压器B7，保护应安装在变压器的高压侧。

动作电流按躲过变压器的额定电流整定 动作电流 Idz.jKkI.B1.217326.11A KhnL0.8520005式中 Kk—可靠系数；取1.2；

Kh—返回系数，取0.85； I.B—变压器的额定电流；

nL—电流互感器的变比。

动作时限应比过电流保护最大动作时限大一个t，取t=9秒。

5.3 线路保护

装设具有阶梯时限特性的距离保护作为相间发生故障的保护，同时需要装设零序电流保护作为线路接地故障的保护；采用一侧检无压，另一侧检同期的三相重合闸。 线路、断路器及母线编号情况如下：

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线路、断路器及母线编号情况 5.3.1 相间距离保护 1、线路L2，整定断路器Q1 各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.815.212.16

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

由于该线路为末段线路所以直接用灵敏系数进行距离二段的整定，即

ZDZ.2KkZl1.515.222.8

动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

可采用如电流继电器、全阻抗继电器或者是方向阻抗继电器来实现。

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最大负荷电流： Imax25031150.502kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min69.37

KkKssKre1.21.31.130.502式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验：

近后备时，KsenZDZ.3Zl69.374.51.5 15.269.372.41.2

22.80.8远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 2、线路L1，整定断路器Q2 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.81814.4

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.8180.810.89.620.54

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.718123.8129.27

整定值取两者中较小值，故ZDZ.220.54

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

20.54KsenZDZ.2Z11.141.5

18显然灵敏度不满足要求，所以应与相邻线路保护二段保护配合来整定。

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.20.8180.8119.7130.17

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

此时，KsenZDZ.2Z130.171.681.5 18动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

最大负荷电流： Imax25031150.502kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min69.37

KkKssKre1.21.31.130.502式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl69.373.851.5 1869.371.661.2 41.81远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 3、线路L1，整定Q3

整定Q3应与Q1配合，各段保护的整定计算如下: （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.81814.4

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

由于这有助增电源，所以分支系数计算如下：

有助增电源时等效阻抗图

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

对于ZS1计算需将线路L2右边的电路等效为一个电压源，分支系数需要计算ZS1的最小值故选择电路的最大运行方式做等效计算等效网络如下：

计算该二端口网络的等效阻抗：

ZS1.minZL3ZB11ZG5//ZB12ZG6//ZL4ZL5ZB7ZG3//ZB8ZG436.4

Kfz.min1Zs1.minZLZs2.max11836.42.18

26.2119.84与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.8180.82.180.815.235.6

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.7182.1813.33.80

整定值取两者中较小值，故ZDZ.233.80

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

33.80KsenZDZ.2Z11.881.5

18动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段 最大负荷电流： Imax25031150.502kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min69.37

KkKssKre1.21.31.130.502式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl69.373.851.5 1869.371.441.2 48.28远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 4、线路L3，整定断路器Q4

断路器Q4的整定应与断路器Q6配合，各段保护的整定计算如下： （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.89.67.68

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

有助增电源时等效阻抗图

对于ZS1计算需将线路L3左边的电路等效为一个电压源，分支系数需要计算ZS1的最小值故选择电路的最大运行方式做等效计算等效网络如下：

计算该二端口网络的等效阻抗：

ZS1.minZL1ZB1HZB1LZG1//ZB2HZB2LZG250.94

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Kfz.min1Zs1.minZLZs2.max150.99.61.74

34.7246.67与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.89.60.81.740.810.819.71

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.79.61.7429.7642.97

整定值取两者中较小值，故ZDZ.219.71

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

19.71KsenZDZ.2Z12.051.5

9.6动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

可采用电流继电器、全阻抗继电器或者是方向阻抗继电器实现。 最大负荷电流： Imax24031150.402kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min86.62

KkKssKre1.21.31.130.402式中：ZL.min—最小负荷阻抗

Kk—可靠系数，取1.2 Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl86.629.031.5 9.686.621.411.2 61.38远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 5、线路L3，整定断路器Q5

各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.89.67.68

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作时间：t10s （2）距离保护二段

与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.89.60.810.81819.2

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.79.6123.8123.39

整定值取两者中较小值，故ZDZ.219.2

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

19.2KsenZDZ.2Z121.5

9.6动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

最大负荷电流： Imax25031150.502kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min69.37

KkKssKre1.21.31.130.502式中：ZL.min—最小负荷阻抗

Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl69.377.231.5 9.669.372.081.2 33.41远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 6、线路L4，整定断路器Q6 各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.810.88.

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作时间：t10s （2）距离保护二段

与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.810.80.810.819.220.93

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.710.8129.7628.39

整定值取两者中较小值，故ZDZ.220.93

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

20.93KsenZDZ.2Z11.941.5

10.8动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

最大负荷电流： Imax24031150.402kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min86.62

KkKssKre1.21.31.130.402式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl86.628.021.5 10.886.622.141.2 40.56远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 7、线路L4，整定断路器Q7 各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.810.88.

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作时间：t10s （2）距离保护二段

有助增电源时等效阻抗图

对于ZS1计算需将线路L4左边的电路等效为一个电压源，分支系数需要计算ZS1的最小值故选择电路的最大运行方式做等效计算等效网络如下：

计算该二端口网络的等效阻抗：

ZS1.minZL5ZB7ZG3//ZB8ZG467.69

Kfz.min1Zs1.minZLZs2.max167.6910.81.96

34.7246.67与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.810.80.81.960.89.620.68

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.710.81.9623.8140.23

整定值取两者中较小值，故ZDZ.220.68

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

20.68KsenZDZ.2Z11.911.5

10.8动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

最大负荷电流： Imax25031150.502kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min69.37

KkKssKre1.21.31.130.502式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl69.376.421.5 10.869.371.211.2 57.46远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmzx动作时限：t3t2t1s 8、线路L5，整定断路器Q8 各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.819.215.36

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

由于该线路为末段线路所以直接用灵敏系数进行距离二段的整定，即

ZDZ.2KkZl1.519.228.8

动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段 最大负荷电流： Imax24031150.402kA

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min86.62

KkKssKre1.21.31.130.402式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl86.624.511.5 19.286.622.411.2 36远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZlmax动作时限：t3t2t1s 9、线路L5，整定断路器Q9 各段保护的整定计算 （1）距离保护一段

ZDZ.1KkZl0.819.215.36

式中：Kk—可靠系数，一般取 0.8。 动作时间：t10s （2）距离保护二段

与相邻线路的距离保护一段相配合，即

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.10.819.20.810.810.822.27

躲过线路末端变电所变压器末端短路，即

ZDZ.2KkZlKfzZB0.719.2129.7634.27

整定值取两者中较小值，故ZDZ.222.27

灵敏度校验。按被保护线路的末端发生金属性短路进行校验，则有：

22.27KsenZDZ.2Z11.161.5

19.2显然灵敏度不满足要求，所以应与相邻线路保护二段保护配合来整定。

ZDZ.2KkZlKkKfzZDZ.20.819.20.8120.6831.91

此时，KsenZDZ.2Z131.911.661.5 19.2动作时限：t2t1t0.5s （3）距离保护三段 最大负荷电流： Imax24031150.402kA

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作阻抗： ZDZ.3110.9115ZL.min86.62

KkKssKre1.21.31.130.402式中：ZL.min—最小负荷阻抗 Kk—可靠系数，取1.2

Kss—电动机自启动的系数，取1.3 Kre—返回系数，取1.1 灵敏度校验： 近后备时，KsenZDZ.3Zl86.624.511.5 19.2远后备时，KsenZDZ.3ZlKfzZl86.621.771.2 48.96动作时限：t3t2t1s 5.3.2 零序电流保护

对于变压器中性点接地的选取在第三章已经做了分析，该系统为110kV中性点直接接地电网，其整定计算如下：

一、首先计算各短路点的最大最小零序电流分量，相间短路没有零序电流分量，所以每个点都只需要计算两相接地短路和单相短路的零序分量。然后再计算每个继电器保护线路短路时流过该继电器的最大和最小零序电流。 单相短路：I0Ia1 两相接地短路：I0Ia1X2

X2X01、d1点： I0.max3.4447(kA) I0.min1.2340(kA) 2、d2点： I0.max1.5498(kA) I0.min0.5235(kA) 3、d3点： I0.max3.5105(kA) I0.min1.6567(kA) 4、d4点： I0.max3.7716(kA) I0.min1.8299(kA) 5、d5点： I0.max3.1480(kA) I0.min1.6799(kA) 6、d6点： I0.max2.4507(kA) I0.min1.2096(kA)

7、流过继电器电流的计算过程在草稿本上进行，其计算结果整理如下表

表5.3.1 继电器编号 最大短路电路（A） 最小短路电流(A) 流过提供分支系数的变压器的电流(A) Q1 1549.8 523.5 —

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Q2 Q3 629.78 759.56 1181.26 832.36 961.71 997.59 5.49 494.87 297.21 272.10 574.04 437.7 513.21 484.01 441.99 2.08 1953.33 2685.14 1592.75 1953.24 1691.42 1592.37 — 1691.42 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9

二、整定计算部分

1、线路L2，整定断路器Q1

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短

路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.331549.86044.2A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

6044.2 Idz.0.1.j75.55(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

这里断路器Q1在线路末端所以二段按照灵敏度来进行整定，按有灵敏度2整定

Idz.0.23I0.min3523.5785.3A Klm2继电器的动作电流：

785.3 Idz.0.1.j9.82(A)

80动作时限t0.20.5s （3）零序三段过电流保护 按具有灵敏度2.5整定：

Idz.0.33I0.min3523.5628.2A Klm2.5继电器的动作电流：

628.27.85(A) Idz.0.1.j80

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作时限t0.31.0s 2、线路L1，整定断路器Q2

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33629.782456.14A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

2456.14 Idz.0.1.j30.7(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数，计算过程如下：

629.781953.33Kfz.04.1

629.78Idz.0.2Kk1.3Idz.11.331181.261460.73A Kfz.04.1式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3297.210.611.5 Idz.0.21460.73显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.22074.84594.12A Kfz.04.543I0.min3297.211.511.5 Idz.0.2594.12灵敏度校验 Klm继电器的动作电流：

594.127.43(A) Idz.0.2.j80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2156.29187.55A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.13125.8156.29A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3297.214.751.5 Idz.0.3187.55远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3574.042.341.2 KlmKfz.0Idz.0.34.1187.55继电器的动作电流：

187.55 Idz.0.3.j2.34(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s 3、线路L1，整定断路器Q3

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33759.562962.28A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

2962.2837.03(A) Idz.0.1.j80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Kfz.0759.562685.144.54

759.56Idz.0.2Kk1.3Idz.11.331549.81730.72A Kfz.04.54式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3272.10.471.5 Idz.0.21730.72显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.2785.3224.87A Kfz.04.543I0.min3272.13.631.5 Idz.0.2224.87灵敏度校验 Klm继电器的动作电流：

224.87 Idz.0.2.j2.81(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2161.72194.06A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.13234.5161.72A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3272.14.291.5 Idz.0.3190.06远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Klm3I0.min3523.51.821.2 Kfz.0Idz.0.34.54190.06继电器的动作电流：

190.06 Idz.0.3.j2.38(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s 4、线路L3，整定断路器Q4

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.331181.264606.91A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

4606.91 Idz.0.1.j57.59(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

1181.261592.75Kfz.02.35

1181.26Idz.0.2Kk1.3Idz.11.33961.712074.84A Kfz.02.35式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3574.040.831.5 Idz.0.22074.84显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.214.98909.99A Kfz.02.353I0.min3574.041.1.5 Idz.0.2909.99

灵敏度校验 Klm四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

继电器的动作电流：

909.99 Idz.0.2.j11.37(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2178.65214.38A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.13573178.65A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3574.048.031.5 Idz.0.3214.38远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3513.213.061.2 KlmKfz.0Idz.0.32.35214.38继电器的动作电流：

214.38 Idz.0.3.j2.68(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s 5、线路L3，整定断路器Q5

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33832.363246.20A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

3246.2040.58(A) Idz.0.1.j80

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

832.361953.24Kfz.03.35

832.36Idz.0.2Kk1.3Idz.11.33759.561149.54A Kfz.03.35式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3437.71.141.5 Idz.0.21149.54显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.21730.72671.62A Kfz.03.353I0.min3437.71.961.5 Idz.0.2671.62灵敏度校验 Klm继电器的动作电流：

671.62 Idz.0.2.j8.4(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2156.29187.55A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.13125.8156.29A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3437.771.5 Idz.0.3187.55远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3272.11.31.2 KlmKfz.0Idz.0.33.35187.55继电器的动作电流：

187.55 Idz.0.3.j2.34(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s 6、线路L4，整定断路器Q6

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33961.713750.67A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

3750.67 Idz.0.1.j46.88(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

961.711691.42Kfz.02.76

961.71Idz.0.2Kk1.3Idz.11.335.4914.98A Kfz.02.76式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3513.210.941.5 Idz.0.214.98显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Idz.0.2Kk1.3Idz.2662.99312.28A Kfz.02.763I0.min3513.214.931.5 Idz.0.2312.28灵敏度校验 Klm继电器的动作电流：

312.28 Idz.0.2.j3.9(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2143.51172.21A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.12870.2143.51A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3513.218.941.5 Idz.0.3172.21远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3441.992.791.2 KlmKfz.0Idz.0.32.76172.21继电器的动作电流：

172.212.15(A) Idz.0.3.j80动作时限t0.3t0.20.51s 7、线路L4，整定断路器Q7

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33997.5930.6A

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

30.6 Idz.0.1.j48.63(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

997.591592.37Kfz.02.6

997.59Idz.0.2Kk1.3Idz.11.33832.361623.1A Kfz.02.6式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min3484.010.1.5 Idz.0.21623.1显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.21149.54574.77A Kfz.02.63I0.min3484.012.531.5 Idz.0.2574.77灵敏度校验 Klm继电器的动作电流：

574.77 Idz.0.2.j7.18(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2178.65214.38A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.13573178.65A

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min3484.016.771.5 Idz.0.3214.38远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3437.72.361.2 KlmKfz.0Idz.0.32.6214.38继电器的动作电流：

214.38 Idz.0.3.j2.68(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s 8、线路L5，整定断路器Q8

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.335.493492.41A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

3492.41 Idz.0.1.j43.66(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

这里断路器Q8在线路末端所以二段按照灵敏度来进行整定，按有灵敏度1.5整定

Idz.0.23I0.min3441.99662.99A Klm2继电器的动作电流：

662.998.29(A) Idz.0.1.j80动作时限t0.20.5s （3）零序三段过电流保护

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

按具有灵敏度2.5整定：

Idz.0.33I0.min3441.99530.39A Klm2.5继电器的动作电流：

530.39 Idz.0.1.j6.63(A)

80动作时限t0.31.0s 9、线路L5，整定断路器Q9

（1）第一段无时限零序电流速断保护。动作电流按照躲过被保护线路的末端发生接地短路出现最大零序电流的3I0.max来整定，也即

Idz.0.1Kk3I0.max1.33494.871929.99A

式中 Kk—可靠系数，值取1.2~1.3；

I0.max—保护区外发生接地短路时，流过保护安装处的最大零序电流。

继电器的动作电流：

1929.99 Idz.0.1.j24.12(A)

80动作时限t0.10s

（2）第二段带时限的零序电流速断保护

零序电流保护2段与下一段零序电流保护1段保护范围配合，合并考虑分支系数， 这里需要首先计算分支系数：

494.871691.42Kfz.04.42

494.87Idz.0.2Kk1.3Idz.11.33997.591144.29A Kfz.04.42式中 Kk—可靠系数，取值不小于1.3； Kfz.o—最大分支系数；  Idz.1—相邻线路的零序一段电流定值。 灵敏度校验 Klm3I0.min32.080.461.5 Idz.0.21144.29显然灵敏度不满足要求，所以应与保护配合的下一线路的二段配合来整定 整定过程如下：

Idz.0.2Kk1.3Idz.21623.1477.38A Kfz.04.42

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

灵敏度校验 Klm3I0.min32.081.661.5 Idz.0.2477.38继电器的动作电流：

477.38 Idz.0.2.j5.97(A)

80动作时限t0.2t0.10.50.5s （3）零序三段过电流保护

躲开下一条线路出口相间短路所出现的最大不平衡电流

Idz.0.3KkI0.bp.max1.2143.51172.21A

Kk1.1~1.2

I0.bp.maxKfzqKtxfId.max10.50.12870.2143.51A

式中 Kfzq—非周期系数。ZCH后加速取1.5~2；其他情况都取1； Ktx—电流互感器同型系数，取0.5； f—电流互感器误差，取0.1；

Id.max—下一线路出口短路的最大短路电流，即最大运行方式的三相短路电流。 灵敏度校验：

近后备：按本线路末端短路的三倍零序电流来校验： Klm3I0.min32.084.61.5 Idz.0.3172.21远后备：按相邻线路末端短路的三倍零序电流来校验：

3I0.min3484.011.911.2 KlmKfz.0Idz.0.34.42172.21继电器的动作电流：

172.21 Idz.0.3.j2.15(A)

80动作时限t0.3t0.20.51s

5.3.3 三相重合闸

由于线路的保护中没有装设高频保护，因此需装设重合闸来进行时间的整定。用具有

同步检定和无压检定的重合闸。其整定计算如下： 1、对于无电压元件：

其电压整定值选择0.5倍的额定电压，即

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

Udz0.511055kV

继电器的值 Udz.j5500050V 11002、同期继电器动作角的整定： 这里不做计算，按经验取dz20 3、重合闸动作时间整定

（1）线路L1：Q2重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （2）线路L1：Q3重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （3）线路L2：Q2重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （4）线路L3：Q4重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （5）线路L3：Q5重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （6）线路L4：Q6重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （7）线路L4：Q7重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （8）线路L5：Q8重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S （9）线路L5：Q9重合闸动作时间整定

tdz.(SJ2)tdz.Ntqytdh.Ntcb0.50.30.10.10.8S

5.4 母线保护

以单母线M6为例，配置单母线电流差动保护，并选择电压闭锁元件的构成方式，其整定计算如下：

5.4.1 差电流启动元件整定

差电流启动元件的动作电流应按照满足两个条件整定，当母差保护装有电压闭锁元件时，则不需要考虑按照躲开接于母线差动保护中的任一元件的最大负荷电流去整定。 1、按照躲开母线外部短路时的最大不平衡电流来整定：

IdzKkKLHKfzqId.max1.30.11.52590.3505.11A

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

式中 Kk—可靠系数，取1.3；

KLH—电流互感器的变比误差，取0.1；

Kfzq—非周期分量系数。电流继电器取1.5~2，对带有躲非周期分量功能继电器的

取1~1.3；

Id.max—母线差动保护外部短路时流过保护的最大短路电流。

505.11继电器：Idz.j8.42A

602、灵敏度校验

KlmId.min1905.93.772 Idz505.11式中 Id.min—母线差动保护外部短路时流过保护的最小短路电流 5.4.2 电压闭锁元件整定

1、三个相间电压元件的电压整定应按照躲开正常运行的最低电压整定：

UdzKUe0.910068V KkKf1.11.2式中 K—最低运行电压系数，取0.9~0.95； Ue—母线额定相间电压； Kk—可靠系数，取1.1；

Kf—返回系数，电磁型继电器取1.2。

由于母线短路时，电压闭锁元件灵敏度较高，为简化计算也可直接选取Udz.j60~65V。 2、复合电压闭锁元件的整定 （1）负序元件动作电压整定

躲开正常运行时最大的不平衡电压：

Udz20.06~0.09Ue0.061006V 式中 Ue—母线上的额定相间电压 （2）零序元件动作电压整定

躲开正常运行时最大的不平衡电压，由于电压互感器的开口不平衡电压一般不大于5，所以按经验公式取

Udz.0.j15~20V

3、负序电压元件和零序电压元件的灵敏度校验 （1）负序元件

四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

KlmU2.min20.683.442 Udz.26式中 U2.min—在母线上发生两相接地短路时的最小负序电压（二次值）。

U2.min1209.618.81110020.68V

（2）零序元件

Klm3U0.min1728.62 Udz.0.j20式中 3U0.min—母线发生单相接地短路时的最小零序电压（二次值）

3U0.min2255.527.981100172V

4、电流回路断线闭锁元件整定

（1）按照躲开正常运行的最大不平衡电流整定，一般按经验取 Idz0.1~0.2ILH.enL0.21650.55A 60式中 ILH.e—最大容量连接元件的额定电流； （2）动作时间

按照大于母线连接元件的最大动作时间整定，一般大两个时间级差，即 ttbh2t320.54s

式中 tbh—母线上连接元件后备保护的动作时间。

5.5 各元件保护配置与整定计算成果表

表5.5.1 发电机G3（QF-25-2）保护配置表 保护名称 纵差保护 整定对象 差动继电器 断线监视继电器 复合电压起动的过电流继电器 负序电压继电器 动作值 5.58 1 6.06 6 动作时限(S) — 9 — — 灵敏度 4.34 — 2.49 1.33

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电流保护 相间电压继电器 时间元件 定子绕组单相接地 电流继电器 60 — — — 1 1 6.05 — — 表5.5.2 变压器B7（SF7-31500）保护配置表 保护名称 瓦斯保护 纵差保护 复合电压起动的过电流保护 负序电压继电器 相间电压继电器 过负荷保护

表5.5.3 110kV线路保护配置表 线路 断路器 相间距离保护 （动作值/动作时限s） 一段 L2 L1 Q1 Q2 Q3 L3 Q4 12.16/0 14.4/0 14.4/0 7.68/0 二段 22.8/0.5 30.17/0.5 33.8/0.5 19.71/0.5 三段 69.37/1 69.37/1 69.37/1 86.62/1 零序电流保护 （动作值A/动作时限s） 一段 75.55/0 30.7/0 37.03/0 57.59/0 二段 9.82/0.5 7.43/0.5 2.81/0.5 11.37/0.5 三段 7.85/1 2.34/1 2.38/1 2.68/1 0.8s 0.8s 0.8s 0.8s 三相一次重合闸时间/s 电流继电器 60 6.11 — 9 7.25 — 6 — 1.44 整定对象 — 电流继电器 电流继电器 动作值 — 6.19 6.11 动作时限(S) — — — 灵敏度 — 4.45 2.09

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Q5 L4 Q6 Q7 L5 Q8 Q9 7.68/0 8./0 8./0 15.36/0 15.36/0 19.2/0.5 20.93/0.5 20.68/0.5 28.8/0.5 31.91/0.5 69.37/1 86.62/1 69.37/1 86.62/1 86.62/1 40.58/0 46.88/0 48.63/0 43.66/0 24.12/0 8.4/0.5 3.9/0.5 7.18/0.5 8.29/0.5 5.97/0.5 2.34/1 2.15/1 2.68/1 6.63/1 2.15/1 0.8s 0.8s 0.8s 0.8s 0.8s 表5.5.4 母线M6保护配置表 各元件 启动元件 相间电压元件 负序电压元件 零序电压元件 电流回路断线闭锁元件 动作值 动作时限 灵敏度

3.77 8.42 A 68 V — 3.44 8.6 6 V 20 V 0.55 A 4 s —

第六章 总 结

本文对任务书上所给的简单电力系统做了简单的继电保护配置和整定计算，其中包括发电机，变压器，110kV线路和母线。在毕业设计的完成过程中我深刻体会到了继电保护是一个系统化的工程，需要我们一步步的去计算然后实现。在第一章里，我们首先为系统中各元件配置了电压和电流互感器；然后在第二章中计算了该系统中各元件的等值参数；第三章则是对系统最大最小运行方式时各元件的运行状态做了阐述，对于最大运行方式应该是所有的发电机均投入，而对于最小运行方式介于系统还是比较复杂所以选择了其中一种运行方式；第四章主要是进行短路计算，这里对六个短路点分别计算了其各种短路的短路电流；第五章是本文的重点，分别对发电机，变压器，线路和母线进行了继电保护的配置和

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整定计算，在保护的配置中文章侧重于各元件主保护的配置，每个元件在保护的配置上并不详尽，如省略了发电机匝间保护、定子绕组过负荷保护和失磁保护，变压器的接地保护和过励磁保护，线路的高频保护，母线的断路器失灵保护。通过做毕业设计我也体会到了继电保护是一门相当复杂的学科，在本文中涉及到的只是一些最基本的一些东西，因此在以后的学习中我们还有很长的路需要走。 参考文献

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四川大学本科毕业设计 继电保护的配置与整定计算

感谢语：

从开始做毕业设计到现在已经过去了三个多月了，到现在毕业设计差不多顺利完成了。在做毕设的过程中真的遇到了好多的问题，多亏了陈老师的耐心指导，和那些帮助我一起解决问题的同学，有了你们的悉心指导和帮助我也才能耐心完成我的毕业设计并顺利毕业。另外，毕业设计做完了，学生生涯也即将画上一个句号，这让我想起了一路上走过来 曾经教育过我的老师们，今天我的一切都离不开你们的悉心教导，所以愿你们幸福安康，阖家欢乐。还要感谢这些年父母对我一如既往的关怀和付出，没有你们，我绝不可能有机会接受这么好的教育并且长大成人，你们辛苦了！