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摘 要

近年来，随着我国经济、计算机技术和人工智能技术的快速发展，变电站继电保护倾向于综合自动化技术的方向。在变电站的综合自动化系统中，继电保护装置起着不可替代的作用。它通过装置及时反映变电站系统中的故障信号并迅速的做出相应的措施，保证变电站的正常运行。与此同时，变电站的数量不断增加，为了保证作为发电厂与用户之间连接的桥梁和纽带的变电站运行的稳定性，则需要设计合理的二次系统来确保变电站供电的安全。此外，继电保护的整定计算也继电保护系统中非常重要的组成部分，也是继电保护能否发挥的重要保障。

本课题的重点是二次系统设计和保护整定计算。通过剖析PXBC-04型保护测控一体柜，GL312型SF6断路器、CD101型刀闸电动机构、CM102型地刀手动机构等图纸，设计并绘制二次回路接线图，组成一个完整的二次系统，实现对一次系统的测量与控制，通过对保护装置中的继电保护进行整定计算，确保一次系统的安全运行。

关键词：变电站综合自动化；继电保护；二次系统设计

Secondary system design and protection setting calculation of medium voltage transmission line

Abstract

In recent years, with the rapid development of China's economy, computer technology and artificial intelligence technology, substation relay protection tends to the direction of integrated automation technology. In the integrated automation system of substation, relay protection device plays an irreplaceable role. It can reflect the fault signal in the substation system in time and take corresponding measures to ensure the normal operation of the substation. At the same time, the number of substations is increasing. In order to ensure the stability of the operation of the substation as the bridge and link between the power plant and the users, it is necessary to design a reasonable secondary system to ensure the safety of the substation power supply. In addition, the setting calculation of relay protection is also a very important part of the relay protection system, which is also an important guarantee for the relay protection to play.

The focus of this project is the design of secondary system and the calculation of protection setting.By analyzing the drawings of pxbc-04 integrated protection measurement and control cabinet, gl312 SF6 circuit breaker, cd101 electric mechanism of knife switch, cm102 manual mechanism of ground knife, etc., the secondary circuit wiring diagram is designed and drawn to form a complete secondary system to realize the measurement and control of the primary system. By setting and calculating the relay protection in the protection device, the safe operation of the primary system is ensured.

Keywords:Integrated automation of power station，relay protection，secondary system design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1电力系统继电保护 1

1.2变电站二次系统概述及发展趋势 1

1.3本文的主要工作 2

第二章 设备配置与功能介绍 3

2.1一次系统 3

2.1.1 GL312型SF6断路器 4

2.1.2刀闸机构配置 5

2.1.3电压互感器（TV） 7

2.1.4电流互感器（TA） 7

2.2二次系统 8

第三章 主要二次回路设计 12

3.1电流回路设计 12

3.2交流电压回路设计 13

3.3控制回路设计 14

3.4信号回路设计 15

3.5刀闸防误设计 19

第四章 整定计算 21

4.1元件参数及短路计算 21

4.1.1 110kV电网最大运行方式下短路计算 23

4.1.2 110kV电网最小运行方式下零序短路计算 25

4.1.3线路15%处短路电路最小值 27

4.2阶段式距离保护整定计算 29

4.3零序电流保护整定计算 30

第五章 结束语 32

谢辞 33

参考文献 34

附录 35

第一章 绪论

近几十年来，随着计算机和数字通讯技术的发展，计算机成为了变电站二次设备的核心。计算机保护和计算机监控装置已广泛应用于变电站，总体上令电力系统的稳定性得到提升，使得许多变电站自动化水平大幅提高。电网的自动化程度日益提高。微机保护和测控装置广泛应用于高压输电线路二次系统中，使得二次系统的功能得到了质的飞跃。

通过对保护、测控一体柜的图纸、断路器图纸、隔离开关图纸和接地刀闸图纸的分析,形成了一个完整的二次系统来测量和控制一次系统。为了让电力一次系统运行得更为稳定，继电保护的整定计算是不可或缺的。

1.1电力系统继电保护

当电力系统处于正常运行状态时，工作人员的不正确操作、极其恶劣的天气、输电线路的年久失修、人为损坏以及设备自身的问题皆有可能引起正常运转下的系统发生故障，短路故障是最为常见的故障，例如单相接地短路、两相接地短路、三相短路等。常见的电力系统不正常运行情况包括：过电压、过负荷、过载、非全相运行等。为了应对电力系统发生的不正常运行情况，继电保护与自动装置也就应运而生了，它们的存在能够保证系统的稳定运行。继电保护的主要作用是当系统发生不正当运行情况时迅速从系统中切除故障部分并向工作人员发出告警信号，当遇到更为严重的故障时会直接对故障设备进行跳闸处理，杜绝电力系统中发生的一切异常运行。自动装置的主要功能是当系统发生故障或不正当运行情况导致提供能源的电源中断时，以最快的速度投入备用电源的使用，维持核心设备的正常运行，保证系统的正常运转。总结来说，继电保护和自动装置是保证电力系统稳定运行的重要基础。

保护方式: 电流过载保护、过流保护、电流方向保护、低压保护、过压保护、差动保护、距离保护、高频保护、气体保护等。

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