某110kV电力系统继电保护设计
2.3 确定运行方式
由2.2节的计算过程，统计系统各短路点短路时的短路电流如表2.6。
表3.6 各短路点短路时的电流总结表
运行方式 两台发电机同时运行 一台变压器停运，另 一台变压器单独工作 线路L1处开环运行 线路L3处开环运行 线路L4处开环运行 31.96 13.93 13.92 13.63 13.76 13.73 13.96 13.78 11.31 f1处短路时的短路电流/kA 14.27 12.167 f2处短路时的短路电流/kA 13.90 13.79 f3处短路时的短路电流/kA 14.13 26.80 综上所述：系统S侧（f1处短路时）的最大运行方式为：线路L1处开环运行。 最小运行方式为：当一台发电机停运，另一台单独工作时。发电机-变压器侧（f2处短路时）的最大运行方式为：两台变压器同时运行时。最小运行方式为：线路变压器侧（f3处短路时）的最大运行方式为：当一台发电机停运，L1处开环运行。
另一台单独工作时。最小运行方式为：线路L4处开环运行。
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3 短路计算
3.1 各种运行方式下各线路电流计算
由图2.17可知，系统S对短路点f1的转移电抗为：xf1=0.125
?系统折算到110kV的最小阻抗为：
Zsmin11521152?xf1??0.125??16.53 (3.1)
100100由图2.20可知，系统S对短路点f1的转移电抗为：xf1=0.135 ?系统折算到110kV的最大阻抗为：
Zsmax11521152?xf1??0.135??17.85 (3.2)
100100
输电线路L1长为100kM，（输电线路电阻率为0.4?/kM） ?ZL?100?0.4?40?1短路电流为：
UN Ikmin.L?13ZL1?ZsmaxUN3ZL1?Zsmin?3?1.45kA (3.3)
40?17.853?1.17kA (3.4) 40?16.53115115 Ikmax.L?1? 同理，根据已知条件得：
输电线路L2短路电流为：ZL?50?0.4?20?
UN2 Ikmin.L?23ZL2?ZsmaxUN3ZL2?Zsmin?3?1.75kA (3.5) 20?17.853?1.82kA (3.6) 20?16.53115115 Ikmax.L?2?
输电线路L3短路电流为：ZL3?30?0.4?12?
UN115 Ikmin.L?33ZL3?Zsmax4?3?2.23kA (3.7) 12?17.85 输电线路L4短路电流为：ZL?60?0.4?24?
IUNkmin.L4?3ZL4?Zsmax?3?1.59kA (3.8) 24?17.8511519
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UNI?3?3?1.64kA (3.9) 115kmax.L4ZL4?Zsmin24?16.533.2 各输电线路两相短路和三相短路电流计算 （一）各输电线路在最小运行方式下的两相和三相短路电流
系统电抗 xs?0.135=0.135 发电机电抗 xF=0.13
?各输电线路三相短路电流为：
I(3)Ex(110)1?(x?Ex(110)s?xL1x)?1F?xL13输电线路L1三相短路电流为：
?(1151151 0.135?40?0.13?40)?3?3.308(kA)同理可得，输电线路L2三相短路电流为：I(3)2?2.107(kA) 输电线路L3三相短路电流为：I(3)3?1.406(kA)
输电线路L4三相短路电流为：I(3)4?3.505(kA)
?各输电线路两相短路电流为：
输电线路L31两相短路电流为：I(2)1?2I(3)1?2.865(kA) 输电线路L(2)3(3)2两相短路电流为：I2?I2?1.825(kA)输电线路L2
(2)3(3)2两相短路电流为：I3?I3?1.218(kA)输电线路L两相短路电流为：2
I(2)3(3)24?I4?3.035(kA)
（二）各输电线路在最大运行方式下的三相短路电流2
输电线路L1三相短路电流为：
I(3)(110)1?Exxs?x?1L13?1150.135?40?13?955(A) 同理可得，输电线路L2三相短路电流为：I(3)2?193(A)输电线路L3三相短路电流为：I(3)3?129(A)输电线路L4三相短路电流为：I(3)4?318(A)
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（3.10）3.11）
（
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4 继电保护的配置
4.1 继电保护的基本知识
电能是一种特殊的商品,为了远距离传送,需要提高电压,实施高压输电,为了分配和使用,需要降低电压,实施低压配电,供电和用电。发电----输电----配电----用电构成了一个有机系统。通常把由各种类型的发电厂,输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但是没有发生故障的运行状态,如:过负荷,过电压,频率降低,系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。其中最常见且最危险的是各种类型的短路,电力系统的短路故障会产生如下后果:
(1)故障点的电弧使故障设备损坏；
(2)比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应,使故障回路中的设备遭到破坏；
(3)部分电力系统的电压大幅度下降,使用户的正常工作遭到破坏,影响企业的经济效益和人们的正常生活；
(4)破坏电力系统运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使电力系统瓦解,造成大面积停电的恶性循环；
故障或不正常运行状态若不及时正确处理,都可能引发事故。为了及时正确处理故障和不正常运行状态,避免事故发生,就产生了继电保护,它是一种重要的反事故措施。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,且继电保护装置是完成继电保护功能的核心,它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护的任务是:
(1)当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动,迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运行。
(2)当电力系统中某电气元件出现不正常运行状态时,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。
继电保护装置的基本原理:
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我们知道在电力系统发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。除此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保护。
原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。
继电保护装置的组成：
被测物理量－－→测量－－→逻辑－－→执行－－→跳闸或信号 ↑
整定值
测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。
逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。
执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。
对继电保护的基本要求：
选择性：是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量减小停电范围。
速动性：是指保护快速切除故障的性能，故障切除的时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。
灵敏性：是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能
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