论文总字数：20130字

摘 要

110kV电网使用十分广泛，其主要是城镇用电网的主要电压等级。随着用户对于供电稳定可靠的要求更高，对于其继电保护配置的可靠性的要求也就越来越高。本文对所给的系统线路进行故障分析，计算出系统每一条线路在不同短路点时的短路电流，从而根据零序电流的大小来进行零序电流保护的整定计算，根据故障点的远近进行相间距离和接地距离保护的整定计算。选择合适的继电保护装置，进而进行二次回路的设计。同时利用PSCAD进行距离保护的仿真分析，以此来提高电网运行的稳定和安全。

关键词:继电保护；故障分析；整定计算；二次回路；PSCAD仿真

Comprehensive design of A protection for 110KV transmission line

Abstract

The 110kV grid is widely used, mainly for the main voltage levels of urban power grids. As users have higher requirements for stable and reliable power supply, the requirements for the reliability of their relay protection configuration are getting higher and higher. According to the given system, this thesis carries out the fault analysis, and the short-circuit current of each line of the system at different short-circuit points is calculated, so that the zero-sequence current protection is calculated according to the magnitude of the zero-sequence current, and the phase difference is based on the distance of the fault point. Setting calculation of distance and ground distance protection. Select a suitable relay protection device to design the secondary circuit. At the same time, PSCAD is used to simulate the distance protection to ameliorate the steadiness and security of the grid operation.

Key words :Relay Protection; Failure Analysis；Setting Calculation；Secondary Circuit; PSCAD simulation

目录

摘 要 I

Abstract I I

第一章 绪论1

第二章 全网短路电流计算4

2.1 系统各参数标幺值和有名值的计算 4

2.1.1 发电厂参数计算4

2.1.2 线路参数计算5

2.2 三相短路的计算5

2.3 单相接地短路的计算7

2.4 两相接地短路的计算9

2.5 总结10

第三章 继电保护配置与选型11

3.1 配置原则11

3.1.1 110kV线路的保护配置原则11

3.1.2零序电流保护及其配置原则11

3.1.3 距离保护及其配置原则12

3.2 继电保护装置的选型13

3.2.1 RCS-941功能简介13

3.2.2 RCS-941保护定值及其整定说明13

第四章 继电保护整定计算15

4.1 保护1和保护3的整定15

4.1.1 零序电流保护15

4.1.2 相间距离保护17

4.1.3 接地距离保护18

4.2 保护2和保护4的整定18

4.2.1 零序电流保护18

4.2.2 相间距离保护与接地距离保护18

4.3 整定计算小结18

4.4 保护定值清单19

第五章 二次回路21

5.1 保护电流回路21

5.2 电压切换回路21

5.3 输出回路22

5.4 操作回路23

第六章 PSCAD距离保护仿真分析25

6.1 仿真模型25

6.2 单相接地短路故障仿真结果25

6.3 两相接地短路仿真结果28

6.4 总结29

第七章 总结30

参考文献31

致谢32

第一章 绪论

110kV高压配电网是城镇用电网主要网架，涉及输电线路、降压变压器等大量电气设备，其特点是网络结构复杂多变、对供电的可靠性要求高，只有合理的继电保护配置及定值方案，才能避免因保护非正确动作导致的一次设备损坏，大面积停电等事故的发生，有效保证电力系统的安全稳定运行。由于电网规模的不断扩大以及电网内总用电量的激增，电网如今更加容易出现比以前相比更加复杂的工作电流以及短路电流，为了能够保证供电电流的连续性，继电保护这一课程应运而生。但是，我们在进行具体的继电保护操作流程中，有可能因为操作的失误，直接导致大量停电事故以及许多保护设备工作失灵等现象，这些问题的存在会对许多居民的生活以及工作形成重大影响。所以我们很有必要关注继电保护的工作，使用目前比较可靠的方法使得电网中继电保护设备正常稳定的运行。这无疑给保护工作者提出更高要求。对于各种故障应该配置不同的保护类型，对于相间故障，主要用距离保护来切除故障部分；而对于接地故障，则主要依靠零序电流保护和接地距离保护来断开故障的部分。在继电保护的配置、整定与运行中，常出现如中性点电阻值远大于系统的零序电抗，致使零序阻抗角发生很大的改变，导致零序方向元件的动作特性不同于中性点直接接地系统。

近年来，随着用户对供电可靠性的要求越来越高，城市配电网的供电压力日益凸显，将110kV及以下线路的继电保护可靠性的要求提到一个新的高度。为了避免因继电保护失配、拒动导致的保护无选择性动作，进而引发较大面积停电事故，优化 110 kV 高压配电网的继电保护配置与策略，意义是显而易见的。

所以综合以上情况的复杂性以及特殊性，我们要求继电保护设备能够做到以下几点： (1)可靠性。我们要求平时正常情况下继电保护装置不会进行误动，但是当故障发生时，要求继电保护设备能够反映出故障的发生进行正确的动作的，如果在故障到来时可靠性不能得到保证，损失将会扩大数倍，导致整个系统发生极大的波动，最终可能会是场灾难 (2)选择性。什么是选择性，顾名思义，选择就是指系统内故障发生时继电保护能够辨认出发生了何种故障并对不同的故障进行不同的操作以达到最小化损失，而不是直接大范围的进行一刀切式停电操作导致过多的供电设备的停止运行，要求对能正常运行的部分不进行操作，并且对故障部分的操作不影响正常部分，这样我们的继电保护才能最大程度的减小故障对整个系统的影响，也能够把损失的大小降到最低。在选择性上我们主要考虑到装置的整定值，通过整定值的计算以及动作时间的考虑来保证我们所使用继电保护装置的选择性 (3)灵敏性，灵敏性就是要求指装置能够在应当动作时要及时，正确，稳定的做出相对应的操作，在故障没有发生时设备不会误动，能够按照预设的时间以及操作进行动作以我们所需要的保护操作(4)速度性。这是指我们在故障到来时保护设备的动作不会出现延迟的的现象发生。这四方面相辅相成、不可分离的。当我们在面对现实操作的问题时，往往会出现对某一方面要求较高的情况，这时我们应进行一定选择在能够满足系统正常运行的条件下对某些方面进行注重，这样我们就能够保证系统有足够效率的情况下还能保证系统的安全稳定性。

本次毕业设计结合某110kV输电系统实际参数，及新型数字式保护装置，在对该电网进行故障分析的基础上，对其中的110kV输电线路A进行保护配置和整定计算，及二次回路简要设计。并在此基础上，研究距离保护原理，利用仿真软件，对距离保护动作行为进行仿真。

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