110KV电网继电保护设计说明书

第 一 章 绪 论

第１.１节 电力系统继电保护的作用

电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制。这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。

第１.２节 电力系统继电保护的基本特性

动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

速动性：是指快速地切除故障，以提高电力系统并列运行稳定，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及小故障元件的损坏程度。

灵敏度：是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。

除此之外，还应从整体利益出发，考虑其经济条件。

可靠性：保护则不同，它的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的软件来实现的。换言之，它是一个只会做几种单调的、简单操作的硬件，配是指在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作的其它任何情况下，则不应该动作（即不误动）。

可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。一般来说，保护装置的组成元件质量越好、接线越简单、回路中继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同时，保护装置的恰当的配置与选用、正确地安装与调试、良好的运行维护。对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。

保护的误动和拒动都会给电力系统造成严重的危害，尤其是对于超高压大容量系统往往是造成系统大面积停电的重要原因，因此应予足够的重视。在保护方案的构成中，防止

保护误动与防止其拒动的措施常常是互相矛盾的。例如采用“二中取二“的双重化措施，无疑提高了不误动的可靠性，但却降低了不拒动的可靠性。在考虑提高保护装置可靠性同时，应根据电力系统和负荷的具体情况来处理。例如系统有充足的旋转备用容量、各元件之间联系十分紧密的情况下，由于某一元件的保护装置误动而给系统造成的影响较小；但保护装置的拒动给系统在成的危害却可能很大。此时，应着重强调提高不拒动的可靠性。又如对于大容量发电机保护，应考虑同时提高不拒动的可靠性和不误动的可靠性，对此可采取“三中取二”的双重化方案或双倍的“二中取一”双重方案。

在某些文献中称不误动的可靠性为“安全性”，称不拒动和不会非选择动作的可靠性为“可信赖性”

对继电保护装置的四项基本要求是分析研究继电保护的基础，也是贯穿全书的主线，必须反复的深刻领会。

与此同时，电子计算机特别是微型计算机技术的发展，各种微机型继电保护装置也应运而生，由于微机保护装置具有一系列独特的优点，这些产品问世后深受用户青睐。

第１.3节 电力系统继电保护装置

继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：

（1） 当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择性地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，以系统无故障的部分迅速恢复正常运行，并使故障的设备或线路免于继续遭受破坏。

（2）当电气设备出现不正常运行情况时，根据不正常运行情况的种类和设备运行维护条件，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时处理，或由装置自动进行调整。

由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来

提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全供电。因此，继电保护是电力系统重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的不可缺少的技术措施。在现代的电力系统中，如果没有专门的继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。

第１.4节 设计原则和一般规定

电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。

应根据审定的电力系统设计（二次部分）原则或审定的系统接线及要求进行电网继电

保护和安全自动装置设计。设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）》、《110~220kV电网继电保护与安全自动装置运行条例》等有关专业技术规程的要求。

要合理处理好继电保护和安全自动装置与其保护对象——电网部分的关系，二次部分应满足《电力系统技术导则》、《电力系统安全稳定导则》等有关技术规程的要求，这是电力系统安全经济的基础。在确定电网结构、厂站主接线和运行方式，必须统筹考虑继电保护和安全自动装置配置的合理性与可能性。在此基础上，继电保护和安全自动装置的设计应能满足电网结构和帮站主接线的要求，适应电网和帮站运行灵活性的需求。

继电保护和安全自动装置由于本身的特点和重要性，要求采用成熟的特别是符和我国电网要求的有运行经验的技术。不合理的电网结构、厂站主接线和运行方式必将导致继电保护和安全自动装置配置的困难，接线复杂，有时为适应一次部分某些特殊需要采用一些不成熟的保护装置，由此往往引起保护误动，甚至使一般性故障扩大为系统故障，设计必须引以为戒。

电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。

第 二 章 电力系统元件的参数计算

第2．1节 标幺值的计算

2．1．1 标幺值

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 （2·1） I*=I/IB （2·2） Z*=Z/ZB （2·3） S*=S/SB （2·4）

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) （2·5） ＺＢ＝UＢ／(3IB)＝U2B／SB （2·6）

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