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摘 要

本课题所研究的110kV主线路继电保护，110kV是我国电网等级中最为常见的电压网架，因此隶属我国国家电网中较为重要的一环，其发生的各种故障以及不正常运行状态对继电保护的整定提出了尤为严格的要求。由于项目的线路电压等级、运行方式及保护装置的配置法则的重要等级尤为特殊，因此本课题根据其特殊性对线路的各短路类型、短路所造成的各支上的支路电流的有所不同做了极其详细的分析与阐述，并且对继电保护装置RCS-941的各种工作特性做了详尽的说明，后续根据各类型的短路计算结果进行继电保护整定，其中包括距离保护整定与三倍零序电流保护整定等。利用了PSCAD软件对各种故障状态及保护动作行为进行仿真。

仿真结果表明，110kV所配置的南瑞继电保护有限公司的RCS-941能根据其故障时的短路电流及相关电气量配置相应的保护，使其能够在系统发生故障时快速且可靠地切除各种故障元器件，已保证设备安全；并且可以为同类电压等级的线路保护配置方案提供有效参考。

关键词：故障类型短路计算；110kV线路保护；零序电流保护；距离保护；PSCAD仿真

D Protection Setting and Zero Sequence Current Protection Simulation of 110 kV Substation

abstract

The 110 kV main line relay protection studied in this subject is the most common voltage network in China's power grid grade. Therefore, it belongs to an important part of China's national power grid. The various faults and abnormal operation state of 110 kV main line relay protection put forward particularly stringent requirements for the setting of relay protection. Because the line voltage level, operation mode and the important grade of the protection device configuration rule of the project are particularly special, this topic according to its particularity has made extremely detailed analysis and elaboration to the different types of short circuit of the line and the branch current caused by short circuit, and has made detailed explanation to the various working characteristics of the relay protection device RCS-941. Secondly, relay protection setting is carried out according to the calculation results of various types of short circuit, including distance protection setting and triple zero sequence current protection setting. PSCAD software is used to simulate various fault states and protective actions.

The simulation results show that the RCS-941 of Nanrui Relay Protection Co., Ltd. with 110 kV configuration can configure corresponding protection according to its short circuit current and related electrical quantity in case of faults, so that it can quickly and reliably remove all kinds of faulty components in case of system faults, which has ensured the safety of the equipment, and can provide effective reference for the configuration scheme of line protection of the same voltage level.

Keywords:short circuit calculation of fault type; 110 kV line protection; zero sequence current protection; distance protection; PSCAD simulation

目录

摘要 I

abstract II

第一章、绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 设计意义 1

1.3 课题的理论依据及解决的主要问题 1

1.4 本文主要研究工作与方法 1

第二章、各短路故障类型计算 3

2.1 、110kV系统简图如下所示： 3

2.2 、线路各参数 3

2.2.1 线路的正（负）序阻抗标幺值计算： 4

2.2.2 线路零序阻抗标幺值计算 4

2.2.3 发电厂发电机视在功率： 5

2.2.4 发电厂发电机、变压器阻抗标幺值计算： 5

2.3 系统正序阻抗图与负序阻抗图 5

2.4 各类型短路故障电流及各分支电流计算 6

2.4.1 三相短路故障计算 6

2.4.2 单相接地短路计算 8

2.4.3 两相接地短路计算 11

2.5 短路故障点计算小结 14

第三章、继电保护配置与选型 15

3.1 继电保护配置与选型 15

3.1.1 有关产品RCS-941的相关说明 15

3.1.3 RCS-941系列的保护配置如下： 15

3.1.4 RCS-941的性能特征： 16

3.2 技术参数 16

3.2.1 机械及环境参数 16

3.2.2 额定电气参数 16

3.2.3 主要技术参数 17

第四章、110kV变电所D保护整定计算 20

4.1 整定计算 20

4.1.1 保护9整定 20

4.1.2 保护8整定 21

第五章、故障仿真 24

5.1 PSCAD模型建立与元件选择 24

5.2 PSCAD故障仿真 28

5.2.1 故障模块 28

5.2.2 信号处理模块 30

5.2.3 故障波形分析 32

第七章、谢辞 35

参考文献 36

第一章、绪论

1.1 选题背景

随着各种经济运营模式日趋发展直至顶峰，作为国民经济的主要支柱，电气工程这样的老牌产业对于这些经济运营模式来讲至关重要，甚至不夸张的讲：电气工程技术的落后会直接导致国民经济的倒退。因此，国际上还把一个国家的发电量与用电量作为衡量标准评判该国经济发达程度。

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