摘要

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，也使得继电保护得以飞速的发展。继电保护装置必须具备继电保护的“四性”要求，即安全性，可靠性，迅速性，灵敏性。继电保护能够在系统运行过程中发生故障和出现不正常现象时，迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。本设计以110KV电网线路为例，通过对其等值电路的正（负）序和零序网络计算，详细说明了短路电流保护、距离保护和零序保护的具体整定计算方法，介绍了110KV继电保护线路保护的配置方法。

关键词：110KV电网 电流保护 电流计算 潮流计算

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1 引言

1.1 本设计目的意义

继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它在电力系统中的功用相当于公安人员在人类社会中的作用，地位十分重要，可以说没有继电保护技术的发展，就没有现代电力系统的今天。随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大，网络接线越发复杂，继电保护装置广泛应用于电力系统、农网和小型发电系统，这一现状对继电保护的选择性，可靠性，快速性以及灵敏性都提出了更高的要求。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。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行。如果设计与配置不当，保护将不能正确工作（误动或拒动），从而会扩大事故停电范围，给国民经济带来严重的恶果，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行有非常重要的意义。

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。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，它严重的危机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，按指定分区实时的检测各种

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故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，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，起动逻辑控制环节，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。 1.2 设计资料分析与参数计算 1.2.1标幺值的计算

参数计算需要用到标幺值或有名值，因此做下述简介。

在实际的电力系统中，各元件的电抗表示方法不统一，基值也不一样。如发电机电抗，厂家给出的是以发电机额定容量SN和额定电压Un为基值的标幺电抗Xd（%）；而输电线路电抗，通常是用有名值。

（1）标幺值的定义

在标幺制中，单个物理量均用标幺值来表示，标幺值的定义如下： 标幺值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位）

显然，同一个实际值，当所选的基准值不同是，其标幺值也不同。所以当诉说一个物理量的标幺值是，必须同时说明起基准值多大，否则仅有一个标幺值是没意义的。

（2）标幺值基准值的选取

当选定电压、电流、阻抗、和功率的基准值分别为UB、IB、ZB和SB时,相应的标幺值为

U*=U/UB I*=I/IB Z*=Z/ZB S*=S/SB

使用标幺值,首先必须选定基准值.电力系统的各电气量基准值的选择,在符合电路基本关系的前提下,原则上可以任意选取。

四个物理量的基准值都要分别满足以上的公式。因此，四个基准值只能任选两个，其余两个则由上述关系式决定。至于先选定哪两个基准值，原则上没有限制；但习惯上多先选定UB SB。这样电力系统主要涉及三相短路的IB ZB, 可得:

ＩＢ＝SB／(3UB)

ＺＢ＝UＢ／(3IB)＝U2B／SB

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UB和SB原则上选任何值都可以，但应根据计算的内容及计算方便来选择。通

常UB多选为额定电压或平均额定电压。SB可选系统的或某发电机的总功率；有时也可取一整数，如100、1000MVA等。 （3）标幺值的计算

① 精确的计算法，再标幺值归算中，不仅将各电压级参数归算到基本级，而且还需选取同样的基准值来计算标幺值。

1）将各电压级参数的有名值按有名制的精确计算法归算到基本级，再基本级选取统一的电压基值和功率基值。

2）各电压级参数的有名值不归算到基本值而是再基本级选取电压基值和功率基值后将电压基值向各被归算级归算,然后就在各电压级用归算得到的基准电压和基准功率计算各元件的标幺值。

②近似计算：标幺值计算的近似归算也是用平均额定电压计算。标幺值的近似计算可以就在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来计算标幺值即可。

本次设计采用近似计算法。取基准功率为100MVA，基准电压为115KV。所有元件的电阻都忽略不计，其中2.2KM线路基准电压为6.3K。 1.2.2线路元件的参数计算公式

一、发电机参数的计算 发电机的电抗有名值：

?2Xd(%)UN X?100SN发电机的电抗标幺值：

Xd?(%)SB X??100SN式中： Xd?(%)—— 发电机次暂态电抗

UN —— 发电机的额定电压

UB ——基准电压，取115KV

SB —— 基准容量，取100MVA SN ——发电机额定容量，单位MVA 计算过程详见计算书，计算结果如表1.1所示

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