某110kV电力系统继电保护设计
是考虑到低电压启动的过电流保护中的低电压继电器灵敏系数不够高。由于发电机-变压器组中发电机才用了定子绕组接地保护，所以，变压器不采用零序电流保护。110kV侧的母线接线可以采用完全电流差动保护，简单，可靠也经济。对于110kV侧的输电线路，可以直接考虑用距离保护，因为在电压等级高的复杂网络中，电流保护很难满足选择性，灵敏性以及快速切除故障的要求，因此这个距离保护也选择得合理，同时由于它的电压等级较高，我们还应该考虑给它一个接地故障保护，先选择零序电流保护，因为当中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中发生短路时,将出现很大的零序电流,而在正常运行情况下它们是不存在的。因此,利用零序电流来构成接地短路的保护,就有显著的优点。发电机则采用纵联差动保护作为主保护，定子绕组接地保护作为后备保护。
综上所述，方案1比较合理，方案1保护作为设计的初始保护，在后续章节对这些保护进行整定与校验，是否符合设计要求。
2 确定运行方式
3
某110kV电力系统继电保护设计
2.1 标幺值计算
本次设计中取SB=100MVA, uB?uav表，它到母线的电抗标幺值
,系统用一个无限大功率电流代
SB100??0.125。 （2.1） Xs? Sd800
各元件的电抗标幺值计算如下：
发电机F1和F2： xF1?xF2?xd'' 变压器B1: xB1?SB100?0.13??0.52 （2.2） SN25Vs%SB10.5100????0.33 (2.3) 100SN10031.5变压器B2的各绕组短路电压分别为：
Vs1%?Vs(1?2)%?Vs(3?1)%?Vs(2?3)%?17?10.5?6.0?21.5Vs2%?Vs(1?2)%?Vs(2?3)%?Vs(3?1)%?17?6.0?10.5?12.5Vs3%?Vs(2?3)%?Vs(3?1)%?Vs(1?2)%?6.0?10.5?17??0.5(2.4) 所以，变压器B2的电抗值为:
xB21?
Vs%SB21.5100????0.67 (2.5) 100SN10031.5 xB22? xB23Vs%SB12.5100????0.40 (2.6) 100SN10031.5V%S?0.5100?s?B????0.016?0 (2.7) 100SN10031.5变压器B3: xB?Vs%?SB?10.5?100?0.525 (2.8)
3变压器B4: xB4100SN10020V%S10.5100?s?B???0.525 (2.9) 100SN10020线路L1: xL?0.4?100?1SB100?0.4?100??0.33 (2.10) VB21102线路L2: xL2?0.4?50?线路L3 xL3线路L4:
100?0.17 (2.11)
1102100?0.4?30??0.099 (2.12)
1102100?0.21102xL4?0.4?60? (2.13)
所以，110kV电力系统继电保护的等值网络如图3.1所示。
4
某110kV电力系统继电保护设计
图2.1 110kV电力系统等值网络 2.2短路电流的计算
110kV电力系统正常运行时，发电机存在三种运行情况，即：两台发电机同时运行、一台发电机退出运行另一台单独运行和两台同时运行；变压器有两种运行方式，即：一台变压器退出另一台变压器单独运行和两台变压器同时运行。下面分别分析各种情况下系统运行时的转移电抗，计算电抗和短路电流。 （一）两台发电机同时运行，变压器B1、B2、B3、B4同时投入运行。 进行网络化简：
x14?(x3//x6)?x5?x3.x60.52?0.40?x5??0.67?0.90 (2.14) x3?x60.52?0.40(0.52?0.33)?0.9?0.44 (2.15)
0.52?0.33?0.90.17?0.44?0.12 (2.16) x16?x11//x15?0.17?0.441 x17?x8//x9??0.525?0.26 (2.17)
2 x15?(x2?x4)//x5?
将x10x10、x12和x13组成的三角形电路化简为由x18、x19和x20组成的星形电路，计算如下：
x18?x10x120.33?0.099??0.052 (2.18)
x10?x12?x130.33?0.099?0.205
某110kV电力系统继电保护设计 x19?x10x130.33?0.20??0.10 (2.19) x10?x12?x130.33?0.099?0.20x12x130.099?0.20??0.031 (2.20) x10?x12?x130.33?0.099?0.20 x20? 系统的等值化简网络如图2.2所示。 ?
图2.2 系统的等值化简网络
（1）转移电抗和计算电抗计算
当f1发生短路时x21?[(x17?x20)//(x16?x19)]?x18
?(0.26?0.031)?(0.12?0.10)?0.052
0.26?0.031?0.12?0.10(2.21)
=0.18
所以，f1点发生短路时的等值网络如图2.3所示。
图2.3 f1点发生短路时的等值网络
?系统S对短路点f1的计算电抗为： xjs?xfiSN800?0.125??1 (2.22) SB1006
某110kV电力系统继电保护设计
发电机F1、F2对短路点f1的计算电抗为：
2?25xjs?0.18??0.09 (2.23)
100当f2发生短路时x22?[(x1?x18)//(x17?x20)]?x19
(0.125?0.052)?(0.26?0.031)?0.1 (2.24)
?0.125?0.052?0.26?0.031 =0.21
所以，f2点发生短路时的等值网络如图2.4所示。
图2.4 f2点发生短路时的等值网络
?系统S对短路点f2的计算电抗为： xjs?xSN800fiS?0.21??1.68 B100?发电机F1、F2对短路点f2的计算电抗为：
xjs?0.12?2?25100?0.06 当f3发生短路时x23?x1?x18?0.125?0.052?0.177 x24?x16?x19?0.12?0.10?0.22 所以，f3点发生短路时的等值网络如图2.5所示。
图2.5 f3点发生短路时的等值网络
S点对f3的转移电抗为： xx23.x2025?x23?x20?x?0.177?0.031?0.177?0.031?0.23 240.227
(2.25) (2.26) (2.27) (2.28)
(2.29)