电力系统继电保护技术毕业论文.doc

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1、目 录0引言11 绪论21.1继电保护在国内外发展的状况21.2 设计的目的和意义31.3 伊河电网概述41.3.1 恰甫其海地理接线图41.3.2 恰甫其海电气主接线图52 电力元件参数计算62.1元件参数计算62.1.1 元件等值阻抗计算63 短路电流计算93.1 短路类型和产生原因93.1.1 短路类型93.1.2 短路产生原因93.2 短路电流计算方法93.2.1 两相短路电流93.2.2 三相短路电流93.3短路电流计算103.3.1青硅线短路电流计算103.3.2海八线短路电流计算114 线路保护配置及整定计算134.1 青硅线线路保护配置及整定134.1.1 青硅线保护配置134

2、.1.2 青硅线保护整定计算174.1.3青硅线保护装置整定清单194.2 海八线线路保护配置及整定214.2.1 海八线保护配置214.2.2 海八线线路保护整定234.2.3海八线保护装置整定清单275 MATLAB仿真285.1 MATLAB软件简介285.1.1 SIMULINK模块库285.1.2 PSB模块295.2 继电保护仿真305.2.1低电压闭锁过电流保护仿真305.2.2三相一次重合闸仿真336结束语34参考文献35附录36附图1：电气主接线图37附图2：正序阻抗图38附图3：负序阻抗图39致 谢400引言 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳

3、定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成。这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上可独立看待的电气设备、线路、器具等。由于自然环境、制造质量、运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。电力系统继电保护的基本作用是，在全系统范围内，按指定分区实时地检测各种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。1 绪

4、论1.1继电保护在国内外发展的状况电力系统继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。首先是与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关的。熔断器就是最初出现的简单过电流保护。这种保护时至今日仍被广泛应用于低压线路和用电设备。熔断器的特点是融保护装置与切断电流的装置于一体，因而最为简单。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大发电厂、变电所和供电网的接线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，单纯采用熔断器保护就难以实现选择性和快速性要求。于是出现了作用于专门的断流装置，19世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式的电磁型过电流继电器。20世纪初随

5、着电力系统的发展，继电器开始广泛应用于电力系统的保护，这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始得到应用，在此时期也出现了将电压与电流相比较的保护原理，并导致了20世纪20年代初距离保护装置的出现。随着电力系统载波通信的发展，在1927年前后，出现了利用高压输电线路上高频载波电流传送和比较输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。在20世纪50年代，微波中继通信开始应用于电力系统，从而出现了利用微波传送和比较输电线路两端故障电气量的微波保护。早在20世纪50年代就出现了利

6、用故障点产生的行波实现快速继电保护的设想，经过20余年的研究，终于诞生了行波保护装置。显然，随着光纤通信在电力系统中的大量采用，利用光纤通道的继电保护也必将得到广泛的应用。与此同时，构成继电保护装置的元件、材料，保护装置的结构型式和制造工艺也发生了巨大的变革。20世纪50年代以前的继电保护装置都是由电磁型、感应型或电动型继电器组成的。这些继电器都具有机械转动部件，统称为机电式继电器。由这些继电器组成的继电保护装置称为机电式保护装置。机电式继电器所采用的元件、材料、结构型式和制造工艺在近40余年来，经历重大的改进，积累了丰富的运行经验，工作比较可靠，因而目前电力系统中仍应用这种保护装置。但这种保

7、护装置体积大，消耗功率大，动作速度慢，机械转动部分和触点容易磨损或粘连，调试维护比较复杂，不能满足超高压、大容量电力系统的要求。20世纪50年代，由于半导体晶体管的发展，开始出现了晶体管式继电保护装置。这种保护装置体积小，功率消耗小，动作速度快，无机械转动部分，称为电子式静态保护装置。晶体管保护装置易受电力系统中或外界的电磁干扰的影响而误动或损坏，当时其工作可靠性低手机电式保护装置。但经过长期的研究和实践，抗干扰问题从理论上和实践上都得到了满意的解决，使晶体管继电保护装置的正确动作率达到了和机电式保护装置同样的水平。20世纪70年代是晶体管继电保护装置在我国大量采用的时期，满足了当时电力系统向

8、超高压、大容量方向发展的需要。由于集成电路技术的发展，可以将数十个或更多的晶体管集成在一个半导体芯片上，从而出现了体积更小、工作更加可靠的集成运算放大器和集成电路元件。这促使静态继电保护装置向集成电路化方向发展。20世纪80年代后期，标志着静态继电保护从第一代（晶体管式）向第二代（集成电路式）的过渡。目前，集成电路静态继电保护装置已成为静态继电保护装置的主要形式。在20世纪60年代末，就提出用小型计算机实现继电保护的设想。因为当时小型计算机价格昂贵，难以在实用上采用。但由此开始了对继电保护计算机算法的大量研究，为后来微型计算机式继电保护的发展奠定了理论基础。随着微处理器技术的迅速发展及其价格急

9、剧下降，在20世纪70年代后半期，出现了比较完善的微型计算机保护样机，并投入到电力系统中试运行。20世纪80年代微型计算机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟，并已在一些国家推广应用，这就是第三代的静态继电保护装置。微型计算机保护具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，有存储记忆功能，因而可用以实现任何性能完善且复杂的保护原理。微型计算机保护可连续不断地对本身的工作情况进行自检，其工作可靠性很高。此外，微型计算机保护可用同一个硬件实现不同的保护原理，这使保护装置的制造大为简化，也容易实行保护装置的标准化。微型计算机保护除了保护功能外，还有故障录波、故障测距、事故顺序纪录和调度计算机交换信息等辅助功

10、能，这对简化保护的调试、事故分析和事故后的处理等都有重大意义。由于微型计算机保护装置的巨大优越性和潜力，因而受到运行人员的欢迎，进入20世纪90年代以来，在我国得到大量应用，将成为继电保护装置的主要型式。可以说微型计算机已经成为电力系统保护、控制、运行调度及事故处理的统一计算机系统的组成部分1。1.2 设计的目的和意义电力系统继电保护的基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障免于遭受损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸，此时要求能对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短的运行波

11、动造成不必要的动作和干扰引起的误动。电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态，如短路、断线、过负荷等状态。短路总是伴随着很大的短路电流，同时系统电压大大降低。短路点的电弧及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备，电压下降会破坏电能用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果是因电压下降可能导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直接使整个系统瓦解。所以各种形式的短路是故障中最常见，危害最大的。故障和异常运行情况若不及时处理或处理不当，就可能在电力系统中引起事故，造成人员伤亡

12、和设备损坏，使用户停电、电能质量下降到不能容许的程度。为防止事故发生，电力系统继电保护就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和异常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。35kV输电线路承担着供电、配电的任务。35kV线路的继电保护整定计算及其正确与否直接决定了用户由于故障停电或停电范围的大小而造成的经济损失的程度以及电气设备的损坏程度甚至是整个电力系统能否继续稳定运行。1.3 伊河电网概述1.3.1 恰甫其海地理接线图地理接线图描述了电网的分布，包括发电厂、变电站的地理位置，以及线路的连接路径。下图为恰甫其海电力系统的地理接线图：图11 恰甫其海地理

13、结线图本电网包括四台发电机组，两台运行，两台作为备用，每台发电机的额定容量为94117.6KVA，其中有四个变电站，包括恰甫其海变电站、青年变电站、海努克变电站和八一大阪变电站。整个电网有四条主线路，一条是从恰甫其海水电站到青年变电站，电压等级为220kV，长度为92.2km的双回线，一条是从青年变电站到海努克变电站，电压等级110kV, 长度为70km的单回线，一条是从青年变电站到硅铁厂，电压等级为35kV，长度为7km的单回线，一条是从海努克变电站到八一大阪变电站，电压等级为35kV，长度为20.62km的双回线。1.3.2 恰甫其海电气主接线图图12 恰甫其海电气主接线图电气主接线是由电

14、气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路。用规定的电气设备图形符号和文字符号按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。2 电力元件参数计算2.1元件参数计算2.1.1 元件等值阻抗计算（1）发电机阻抗（2）恰甫其海水电站双绕组主变压器阻抗（3）恰青线线路阻抗（4）青年变电站三绕组变压器阻抗（5）青海线线路阻抗（6）海努克变电站三绕组变压器阻抗（7）海八线线路阻抗（8）八一大阪变电站两台双绕组变压器阻抗（9）青硅线线路阻抗3 短路电流计算3.1 短路类型和产生原因3.1.1 短路类型 所谓短路是指一切不正常的相与相之间或相与

15、地(对于中性点接地系统)，不同电位导电部分之间的不正常短接的情况。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。3.1.2 短路产生原因产生短路的原因是电气设备载流部分的绝缘损坏，例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；气象条件恶化，例如雷电造成的闪络放电，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等；人为事故，例如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后在未拆除接地线时加上电压等；其他，例如挖沟损坏电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部

16、分等。3.2 短路电流计算方法3.2.1 两相短路电流3.2.2 三相短路电流3.3短路电流计算 本次设计所计算的短路电流主要是最大运行方式下的三相短路电流和最小运行方式下的两相短路电流。电流整定值按最大运行方式来选择，灵敏性按最小运行方式来校验2。3.3.1青硅线短路电流计算（1）最大运行方式下青硅线末端三相短路电流图3-1最大运行方式下正序阻抗图最大运行方式下的最小阻抗：最大运行方式下的青硅线末端的三相短路电流：（2）系统最小运行方式下青硅线末端的两相短路电流图3-2最小运行方下正序阻抗图最小运行方式下的最大正序阻抗：图3-3最小运行方式下负序阻抗图最小运行方式下的最大负序阻抗：最小运行方

17、式下青硅线末端两相短路电流：3.3.2海八线短路电流计算（1）系统最大运行方式下八一大阪变电站5MVA变压器低压侧三相短路电流图3-4最大运行方式下正序阻抗最大运行方式下的最小正序阻抗： 最大运行方式下三相短路电流：（2）系统最小运行方式下海八线末端两相短路电流图3-5最小运行方式下正序阻抗图最小方式运行下最大正序阻抗：图3-6最小运行方式下负序阻抗图最小方式运行下最大负序阻抗：最小运行方式下海八线末端两相短路电流：（3）系统最小运行方式下八一大阪变电站2MVA变压器低压侧两相短路电流图3-7最小运行方式下正序阻抗图最小运行方式下最大正序阻抗：图3-8最小运行方式下负序阻抗图最小运行方式下最大

18、负序阻抗：最小运行方式下2MVA变压器低压侧两相短路电流：4 线路保护配置及整定计算4.1 青硅线线路保护配置及整定青硅线是一条双回线，线路长度为7.8km，由于线路较短，用电流三段式不能保护线路全长，所以考虑用光纤纵差保护作为该线路的主保护。3110kV 电网继电保护一般采用远后备原则，所以采用低电压闭锁定时限方向过电流保护作为其后备保护。另外考虑到实际情况，还应该配备过负荷保护和三相一次重合闸。4.1.1 青硅线保护配置本线路采用RCS-9613B保护装置，适用于110kV 以下电压等级的小电流接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地系统）和中性点经电阻接地系统中的短线路光纤纵差和电流保护及

19、测控。保护方面的主要功能：1）短线路光纤纵差保护；2）三段可经低电压闭锁的定时限方向过流保护（其中第三段可整定为反时限，有三种反时限特性可供选择，反时限也可经方向或低电压闭锁）；3）三段零序过流保护（零序电流可以外加，也可使用自产零序电流，其中第三段可通过整定选择作为报警或者跳闸功能）/小电流接地选线（必须使用外加零序电流）；4）三相一次重合闸（可选择检同期、检无压或不检方式）；5）过负荷保护（可通过整定选择作为报警或者跳闸功能）；6独立的过流/零序电流合闸加速保护（前加速或后加速）；7）分散的低周减载保护功能；8）独立的操作回路。由于本线路是35kV线路，中性点不直接接地，所以不考虑零序保护

20、，主要考虑光纤纵差保护，低电压闭锁定时限方向过电流保护，三相一次重合闸和过负荷保护。（1）光纤纵差保护原理纵联保护是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成的保护。当线路发生区内故障、区外故障时，电力线两端的电流波形、功率方向、电流相位以及两端的测量阻抗都具有明显的差异，利用这些差异可以构成不同原理的纵联保护。纵联光纤差动保护是用光导纤维作为通信道的纵联差动保护。图4-1纵联电流差动保护原理图当线路MN正常运行以及被保护线路外部(如k2点)短路时，按规定的电流正方向看，M侧电流为负，两端电流大小相等、方向相反，及。当线路内部短路（如k1点）时，流经输电线两侧的故障电流均为正方向，且（

21、为k1点短路电流）。利用被保护元件两侧在区内短路与区外短路时一个是短路电流很大、一个几乎为零的差异，构成电流差动保护；利用被保护元件两侧在区内短路时几乎同相、区外短路几乎反相的特点，比较两侧电流的相位，可以构成电流相位差动保护。流过差动继电器的电流是电流互感器的二次侧电流之差，由于两个电流互感器总是具有励磁电流，且励磁特性不会完全相同，所以在正常运行及外部故障时，流过差动继电器的电流不等于零，此电流称为不平衡电流。考虑励磁电流的影响，二次侧电流的数值应为式中、分别为两个电流互感器的励磁电流；、分别为两个电流互感器二次电流；nTA为两个电流互感器的额定变比。在正常运行及外部故障时，因此流过差动继

22、电器的电流即不平衡电流为继电器正确动作时的差动电流Ir应躲过正常运行及外部故障时的不平衡电流，即在理论上不平衡电流的稳态值采用电流互感器的10%误差曲线按下式计算式中，Kst为电流互感器的同型系数，当两侧电流互感器的型号、容量均相同时取0.5，不同时取1；Knp为非周期分量系数；Ik.max为外部短路时穿过两个电流互感器的最大短路电流。（2）低电压闭锁定时限方向过电流保护原理线路相间短路电流电压保护是根据输、配电线上发生相间短路时线路电流增加而母线电压下降的特征而设计的一种保护，主要用于35kV及以下的小接地电流系统中。电流电压保护中有一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件为基础构成的电流保

23、护，另一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件和反应电压下降而动作的电压测量元件为基础构成的电流电压保护。该保护作为本线路主保护的近后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。所谓低电压启动的过电流保护是指在定时限过电流保护中同时采用电流测量元件和低于动作电压动作的低电压测量元件来判断线路是否发生短路故障的保护。它的原理框图如图所示：图4-2低电压启动过电流保护单相原理框图图中，1低电压测量元件；2电流测量元件；3与门；4延时元件，延时为电流保护第段的动作时间；5信号元件。为了提高该保护的灵敏度，其电流测量元件和低电压测量元件的一次动作电流分别为：灵敏度为：当低电压启动过电流保护作为近后备时，电压测

24、量元件的灵敏度为Ksen1.3而它作为远后备时，电压测量元件的灵敏度要求Ksen1.2。 从以上所述可见，保护中电流测量元件的动作电流只需躲过被保护线路的额定电流，而不需考虑电动机的自启动系数的影响，因而提高了电流保护第段的灵敏度。当线路因电动机自启动而可能出现最大负荷电流时，电流测量元件可能误动作，但低电压测量元件因保护安装处母线电压较高，不会动作，从而保证了保护的选择性和可靠性3。（3）三相一次重合闸原理电力系统中，三相一次自动重合闸方式应用十分广泛。不管是电磁型，晶体管型，还是集成电路型的三相一次自动重合闸装置一般主要由启动元件、延时元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。启动元件的

25、作用是当断路器跳闸之后，使重合闸的延时元件启动。延时元件是为了保证断路器跳闸之后，在故障点有足够的去游离时间和断路器及传动机构能恢复准备再次动作的时间。一次合闸脉冲元件用来保证重合闸装置只能重合一次。执行元件则是将重合闸动作信号送至合闸电路和信号回路，使断路器重新合闸，并发信号让值班人员知道自动重合闸已动作。三相一次自动重合闸的原理框图如图所示：图4-3三相一次重合闸原理图图中： 1重合闸装置的启动元件，一般采用控制开关和断路器位置不对应（即断路器的控制开关在手动合闸后位置而断路器却因保护动作在跳闸后位置）启动或保护启动等； 2重合闸的延时元件，启动元件1s启动后，经时间t2延时，再触发一次合

26、闸脉冲元件； 3一次合闸脉冲元件，其动作后，送出一个自动重合闸脉冲，并1525s后能自动复归，准备再次动作； 4与门，当有合闸脉冲而非门10无输出时有输出，称为自动重合闸动作； 5自动重合闸执行元件，执行重合闸动作命令，使断路器合闸一次； 6自动重合闸信号元件，在重合闸动作使重合闸执行元件动作的同时送出信号，提示值班人员，自动重合闸已动作； 7短时记忆元件（7KT记忆时间为0.1s).； 8重合闸后，加速元件（KCP），重合闸动作后，若线路故障仍存在能加速继电保护动作，使断路器无延时跳闸； 9重合闸闭锁回路，它送出不允许重合闸动作的信号，并使一次合闸脉冲元件输入短路，且无输出。如当手动跳闸时送

27、出闭锁信号，不允许自 动重合闸动作，实现自动重合闸闭锁功能。（4）过负荷保护原理过负荷保护是当线路过负荷时，线路可根据过负荷的程度继续运行一段时间，并不立即动作于跳闸，同时给值班人员发信号，起警示作用，当过负荷运行超过一定的时限时，保护动作，断开相应断路器跳闸。电流整定值按躲过线路最大负荷电流来整定。4.1.2 青硅线保护整定计算（1）光纤纵差保护整定计算：整定原则：按躲过外部短路时的最大不平衡电流来整定。其中0.1电流互感器容许的最大稳态相对误差；非周期分量系数，取值为1.6；电流互感器同型系数，取为1；最大运行方式下三相短路电流。 灵敏度校验：因为灵敏度大于2，所以灵敏度满足要求。 （2）

28、低电压闭锁的定时限方向过电流保护整定计算：整定原则：按躲过母线最低运行电压整定。其中:Krel可靠系数，取1.2； Kre返回系数，取0.85；nTA电流互感器变比，变比为400/5；Ifh.max最大负荷电流。电压元件定值： 动作时间为0.5s。灵敏度校验因为电压闭锁过电流保护的电流定值在本线路末端故障时，要求灵敏系数不小于1.5，所以灵敏度满足要求。（3）三相一次重合闸整定原则：由于本线路为单侧电源双回线，在整定重合闸时间时，尚应考虑对侧和分支侧断路器相继跳闸的情况下，故障点仍有足够的断电去游离时间。故按不对应起动方式整定。 单侧电源线路重合闸时间一般为0.81.0s，两侧均取0.9秒。（

29、4）过负荷保护线路过负荷时，运行一段时间，当负荷超出允许范围后，动作跳闸。其中Krel可靠系数，取1.05； Kre返回系数，取0.85；nTA电流互感器变比，变比为400/5；Ifh.max最大负荷电流。动作时间为9s。4.1.3青硅线保护装置整定清单表4-1装置投入清单1差动保护投入112弱电源侧013本侧为两相式投入/4过流I段投入115过流II段投入116过流III段投入007反时限投入008过流I段经低电压闭锁009过流II段经低电压闭锁1110过流III段经方向闭锁0011过流I段经方向闭锁0112过流II段经方向闭锁0113过流III段经方向闭锁0014PTDX退出与电压有关的电

30、流保护0015过流加速段投入0016零序加速段投入0017前加速投入/018过负荷投入1119零序过流I段投入0020零序过流II段投入0021零序过流III段投入0022低周保护投入/23df/dt闭锁投入/24重合闸投入0025重合闸检同期0026重合闸检无压0027线路额定电压100V/28PT断线检测投入11备注注1：以上表格中CT、PT参数均为委托方提供，其他参数值均为本设计整定计算结果；注2：以上表格中“/”表示“没有该项或者不填写，或者该项功能退出”；注3：以上表格中不投入的保护，超上限型定值整定为定值范围上限；超下限型定值整定为定值范围下限。表4-2装置整定清单序号定值名称整定

31、数值1差动启动电流6.893A2I段过流定值/3II段过流定值/4III段过流定值14.555A5过流保护低电压闭锁定值60V续表4-26过流加速段/7过负荷保护15.283A8零序I段过流定值/9零序II段过流定值/10零序III段过流定值/11零序过流加速段/12低周保护低频定值/13低周保护低压闭锁定值/14df/dt闭锁定值/15重合闸同期角/16过流I段时间/17过流II段时间/18过流III段时间/19过流加速度1s20过负荷时间9s21零序过流I段时间/22零序过流II段时间/23零序过流III段时间/24零序过流加速时间/25低频保护时间/26重合闸时间0.9s27反时限/4.

32、2 海八线线路保护配置及整定海八线是一条单回线，长度为20.62km，可以用电压、电流三段式保护，另外还要配备三相一次重合闸和过负荷保护。4.2.1 海八线保护配置本线路采用是HSL216数字式线路保护装置。保护功能如下：1）三段过流；2）方向闭锁；3）低电压闭锁；4）自动重合闸；5）检查同期；6）PT断线检测；7）低周减载；8）电压闭锁；9）滑差闭锁；10）滑差闭锁；11）接地选线；12）过负荷；13）手合检同期；14）软压板；15）遥测；16）遥信；17）遥控；18）GPS对时；19）远方管理。海八线保护主要采用三段式电流、电压保护，过负荷保护，三相一次重合闸。（1）三段式电流、电压保护原

33、理电流、电压保护装置时反应相间短路基本特征（即反应电流突然增大，母线电压突然降低），并接于全电流、全电压的相间短路保护装置。整套电流、电压保护装置一般由瞬时段、延时段、定时段组成，构成三段式保护阶梯特性，如下图所示。三段式电流、电压保护一般用于110KV及以下电压级的单电源出线上，对于双电源辐射线可以加方向元件组成带方向的各段保护。三段式保护的第段、段为主保护，第段为后备保护段。段一般不带时限，称为瞬时电流速断或电流闭锁电压速断，其动作时间是保护装置固有动作时间；段带较小的延时，一般称延时电流速断或延时电流闭锁电压速断；段称定时限过电流保护，带有较长时限。图4-4三段式保护阶梯特性电流、电压保

34、护装置中，一般不采用只反应低电压的保护装置，如瞬时电压速断或延时电压速断。因为这种保护在电压互感器断线时可能误动（无断线闭锁装置时），或在母线其他出线故障或特殊小方式下将无选择性动作。因此，这种保护必须和电流元件（作为闭锁元件）组成电流、电压保护装置。在中性点非直接接地系统中，电流、电压保护为两相式，电流常取A、C相（有时取A、C相电流之和，即负B相，组成两相三继电器式保护），因此，当两点接地不在同一地点时，保护装置有2/3机会断开一个接地点，仅A、C相接地时，才有可能断开两个接地点。当A、B或B、C相两点接地，B相接地点在辐射串联线路相邻线上是，相邻线保护可能越级动作。在中性点直接接地系统中

35、，电流、电压保护装置为三相式，以检测各种相间短路故障。对于各级电压线路，当采用带方向的保护时，为消灭死区或某种特殊需要，例如加速切除线路近端故障时，可装设辅助性质的瞬时电流速断称为辅助保护。辅助电流速断保护不带方向。一个继电保护装置的好坏，主要是从它的选择性、灵敏度、动作速度和可靠性等方面衡量的。电流电压保护的选择性电流电压保护在单电源辐射网中一般有很好的选择性。电流（电压）保护第段主要靠动作电流值来区分被保护范围内部和外部短路而具有选择性。而电流保护第段和第段则应由动作电流和动作时间二者相结合才能保证其选择性，缺一不可。但在多电源或单电源环网等复杂网络中这种保护可能无法保证其选择性。电流电压

36、保护的动作速度电流电压保护第段和第段共同作为线路的主保护，能满足技术规程关于35kV及以下网络主保护的速动性要求。电流电压保护第段则因为越接近电源，动作时间越长，有时动作时间长达好几秒，因而一般情况下只能作为线路的后备保护。电流电压保护的灵敏度电流电压保护的灵敏度因系统运行方式的变化而变化。一般情况下能满足灵敏度要求。但在系统运行方式变化很大、线路很短和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度可能不容易满足要求，甚至出现保护范围为零的情况。这也是电流保护的主要缺点。电流电压保护的可靠性电流电压保护的电路构成、整定计算及调试维护都较简单，因此，它是最可靠的一种保护。电流电压保护因为选择性、灵敏度和动作速

37、度等方面都存在不足，故主要用于35KV及以下单电源辐射网络作为线路保护，也可作为电动机和小型变压器等元件的保护4。（2）过负荷保护原理 同上一节青硅线保护整定中过负荷保护原理，不再敖述。（3）三相一次重合闸原理 同上一节青硅线保护整定中三相一次重合闸原理，不再敖述。4.2.2 海八线线路保护整定（1）电流速断保护整定计算整定原则：按躲过最大容量变压器低压侧的电流整定，并考虑对侧变压器负荷电流。其中Krel可靠系数，取1.3； nTA电流互感器变比，变比为150/5；灵敏度校验Ksen=0.8651.2,所以灵敏度不满足要求。为了保证线路的灵敏度满足要求，则采用瞬时电流闭锁电压保护。由于本线路末

38、端有多台变压器，为保证这些设备故障，线路保护不致越级动作，应按躲开本线路末端母线故障整定。电流元件作为闭锁元件，电压元件作为测量元件，电流定值按本线路末端故障时有足够的灵敏系数整定。电压定值按可靠躲过本线路末端故障的最小残压整定。Klm灵敏度系数，为1.5；其中Ucy.min电压元件定值，线路末端故障保护安装处母线最小残压标幺值，当计算点为近距离短路点时，尚应取衰减后最低残压，以防短路电流衰减引起残压降低而误动；Krel可靠系数，为1.5；Zxl线路标幺阻抗；Zxt.min线路最小运行方式下，保护背后电源至保护安装处母线短路阻抗以标幺值表示；灵敏度校验：所以灵敏度为68.25%，满足15-20

39、%的要求。动作时间为0s。（2）延时电流闭锁电压速断保护整定计算整定原则：可按线路末端故障，电流、电压元件保证灵敏度整定。电流元件按最小方式下线路末端两相短路保证灵敏度整定；电压元件按最大方式下线路末端两相或三相短路保证灵敏度整定。电压元件定值： 灵敏度校验因为2050km线路的灵敏度要求不小于1.5，所以满足要求。动作时间为0.5s。（3）带低电压闭锁的定时限过电流保护整定计算整定原则：电流按躲过最大负荷电流整定，电压按躲过母线最低运行电压整定。电流元件定值：其中Krel可靠系数，取1.2； Kre返回系数，取0.85；Ifh.max最大负荷电流。电压元件定值： 灵敏度校验Ksen=1.59

40、61.2，满足要求。动作时间为1s。（4）过负荷保护 整定计算整定原则：按躲过线路最大负荷电流整定。其中Krel可靠系数，取1.05； Kre返回系数，取0.85；nTA电流互感器变比，变比为150/5；IN线路额定电流。动作时间为9s。（5）三相一次重合闸其中top重合闸动作时间； tt断路器固有跳闸时间，用不对应启动，tt=0；tt消弧及去游离时间trel裕度时间，约为0.10.15s；tn断路器合闸时间。重合闸时间为：top= tt + tt + trel-tn=0.5+0.15+0.15-0.15=0.65s重合闸的动作时间一般为0.81s左右，所以取0.9s。4.2.3海八线保护装置

41、整定清单表4-3整定清单保 护 定 值序号定 值 名 称整定范围整定值1控制字0000FFFF H80E0 H2I段电流定值0.499.9A11A3II电流段定值0.499.9A11A4III段电流定值0.499.9A4.657A5过负荷定值0.485A4.076A6I段时间定值054s0s7II段时间定值054s0.5s8III段时间定值054s1.0s9过负荷跳闸时间定值0.1分99.9分0.15分10后加速时间定值02.5s/11I段电压定值1085V27.124V12II段电压定值1085V52.712V13III段电压定值1085V60V14低周减载频差定值0.55HZ/15低周减载

42、滑差定值110HZ/s/16低周减载时间定值0.154s/17低周减载闭锁电压定值1085V/18低周减载闭锁电流定值0.499.9A/19控制字20000FFFFH0000H20控制字30000FFFFH7F00H21重合闸时间定值050s/22零序电压定值10V50V/2324备用备用/25消弧线圈额定有功0.170W/26检同期合闸角定值200500/27检无压电压定值1085V/28重合闸时间0.81s0.9s29CT变比（kA/A）099.90.15/530PT变比（kV/V）099.935/100/备注注 1：以上表格中“/”表示“没有该项或者不填写，或者该项功能退出”；注2：以上

43、表格中不投入的保护，超上限型定值整定为定值范围上限；5 MATLAB仿真5.1 MATLAB软件简介 MATLAB软件是美国Mathwork公司开发的新一代科学计算软件，MATLAB是英文MATrixLbaoratory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。这使它成为国际控制领域应用最广的首选软件工具。现在MATLAB软件不但广泛应用于控制领域，也应用于其它的工程和非工程领域。在控制界，很多著名专家和学者为其擅长的领域开发了工具箱，而其中很多工具箱己经成为该领域的标准。MATLAB语言集计算、数据可视和程序设计于一体，并能用人们熟悉的符号表示出来，在工程计算方面具有不可比拟的优越性。它还为图形处理提供了丰富的函数，数学函数库中包括了大量的数学函数，因此，MATLAB已成为世界上应用最广泛的工程计算应用软件之一，现已发展到了MATLAB7.0版本。5