继电保护课程设计(2)

1.3 继电保护的构成

继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等组成，如图1.1所示，各部分功能如下：

图1.1 模拟型继电保护装置原理框图

（1）测量部分

测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，判断保护是否应该启动的部件。 （2）逻辑部分

逻辑部分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，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分的部件。 （3）执行部分

执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时，发出动作信号驱动断路器跳闸；在不正常运行时发出告警信号；在正常运行时，不产生动作信号。

1.4 微机继电保护的特点

（1）维护调试方便

微机保护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。如果硬件完好，对于以成熟的软件，只要程序和设计时一样（这很容易检查），就必然会达到设计的要求，用不着逐台作各种模拟试验来检验每一种功能是否正确。 （2）可靠性高

计算机在程序指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而它可以实现常规保护很难办到的自动纠错。另外，它有自诊断能力，能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。 （3）易于获得附加功能

应用微型计算机后，如果配置一个打印机，或者其它显示设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。 （4）灵活性大

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由于计算机保护的特性主要由软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。 （5）保护性能得到很好改善

由于计算机的应用，使很多原有形式的继电保护中存在的技术问题，可找到新的解决办法。例如对接地距离的允许过度电阻的能力，距离保护如何区别振荡和短路等问题都以提出许多新的原理和解决办法。

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2 220kV电网元件参数的计算

2.1 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。

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合我国电网要求的有运行经验的技术。

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。

2.2 220kV电网元件参数计算原则

2.2.1标幺值的概念

（1）参数计算需要用到标幺值或有名值，因此做下述简介。 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）

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，但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，但习惯上多选定UB 和SB。这样电力系统主要涉及三相短路的IB、ZB， 可得；

IＢ＝ＳＢ／3UＢ

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ＺＢ＝UＢ／3ＩＢ＝U2B／ＳＢ

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。 （2）标幺值的归算

本网络采用近似计算法

近似计算：标幺值计算的近似归算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进行。结合本网络选取基准值：SB=1000MVA ； UB=230kV；

2UB2302ZB???52.9?

SB10002.3 发电机参数的计算

发电机的电抗有名值：

?(%)UN2Xd 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230kV； SB —— 基准容量1000MVA； SN ——发电机额定容量235.294MVA.

已知： PN = 200MW UN =15.8 kV cos?= 0.85 X\d=0.1444 则： SN =

PN =200= 235.294 MVA 0.85COS?Xd\ (%)SB XG* = =0.1444?1000 =0.614

235.294100SN22X\UBd(%)230 XG = =0.1444? =32.46（Ω） 235.294100SN第 5 页 共 42 页

表2.1 发电机参数结果

发电机 编号 1# 2# 容 量（MW） 200 200 功 率 出口电?Xd 电 抗 有名值 电 抗标幺值 0.614 0.614 因 数 压（kV） 0.85 0.85 15.8 15.8 0.1444 32.46Ω 0.1444 32.46Ω 2.4 变压器参数的计算 2.4.1 双绕组变压器参数计算公式：

双绕组变压器电抗有名值：

UK(%)UN2XT?

100SN双绕组变压器电抗标幺值：