论文总字数：16699字

摘 要

随着用户用电量不断增加，高压输电线路数目不断增多，高压输电线路的安全稳定运行对电力系统的稳定性有着至关重要作用。高压线路广泛采用智能断路器、微机保护和测控装置等智能设备。如何将一次系统和二次系统组合起来，构成一个安全稳定的电力系统是当前比较热门的课题之一。

本课题对典型双母线结构的输电线路支路的二次系统进行设计和相关故障分析。课题完成三项任务，第一，二次系统设计包括交流电流回路、交流电压回路、断路器控制回路等；第二、微机保护的整定计算包括距离保护和零序电流保护；第三，二次系统常见故障分析。通过本文可以实现二次系统对一次设备的智能控制、测量等功能，具有一定的实践指导意义。

关键词：二次系统；接线设计；整定计算；故障分析

Secondary system design and fault analysis of high voltage line

Abstract

With the continuous increase of electricity consumption, the number of HV transmission lines is increasing. The safe and stable operation of HV transmission lines plays a vital role in the stability of power system.Intelligent circuit breakers, microcomputer protection and measurement and control devices are widely used in high voltage lines.How to combine the primary system with the secondary system to form a safe and stable power system is one of the hot topics at present.

In this paper, the secondary system of transmission line branch with typical double bus structure is designed and related fault analysis is carried out.The project has completed three tasks. First, the secondary system design includes AC current loop, AC voltage loop, circuit breaker control loop, etc.Second, the setting calculation of microcomputer protection includes distance protection and zero sequence current protection;Third, analysis of common failures of secondary system.This paper can realize the secondary system to the primary equipment intelligent control, measurement and other functions, has a certain practical guiding significance.

Key words: The secondary system;Wiring design;Setting calculation;Failure analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景和意义 1

1.2 国内外对二次回路的研究 1

1.3 本次课题的工作任务 2

第二章 一次设备的相关介绍 3

2.1 断路器 3

2.2 母线 4

2.3 隔离开关 4

2.3.1 隔离开关的作用 5

2.3.2 隔离开关的分类 5

2.3.3 隔离开关的基本要求 5

2.3.4 隔离开关具备的连锁、闭锁 5

第三章 二次系统设计 7

3.1 二次系统概述 7

3.2 二次回路 7

3.2.1 交流电压、交流电流回路 8

3.2.3 控制回路 8

3.2.4 信号回路 8

3.2.5 刀闸防误 10

第四章 110kV线路保护整定计算 11

4.1 概述及原始资料 11

4.2 设备参数计算 12

4.2.1 有名值计算 12

4.2.2 标幺值计算 12

4.3 相间距离保护整定计算 13

4.3.1 距离Ⅰ段 13

4.3.2 距离Ⅱ段 13

4.3.3 距离Ⅲ段 14

4.3.4 距离保护整定计算结果 14

4.4 接地短路零序电流保护整定计算 14

4.4.1 零序电流Ⅰ段保护 15

4.4.2 零序电流Ⅱ段保护 16

4.4.3 零序电流Ⅲ段保护 16

4.4.4 零序保护整定计算结果 17

第五章 二次回路故障分析及措施 18

5.1 电力系统中的故障 18

5.1.1 电压互感器二次回路故障 18

5.1.2 电流互感器二次回路故障 18

5.1.3 继电保护与控制回路故障 18

5.2 二次回路常见的故障诊断方法 18

5.2.1 替换法 19

5.2.2 开路法 19

5.2.3 电流法 19

5.2.4 电位测量法 19

5.2.5 电阻法结合开路法 19

5.3 电气二次回路的故障处理措施 19

5.3.1 电压互感器二次回路故障处理 19

5.3.2 电流互感器二次回路故障处理 20

5.3.3 继电保护与控制回路故障处理 20

第六章 结束语 21

致谢 22

参考文献 23

第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

随着科技发展和新技术新能源的应用，电网的自动化水平的不断提高。高压线路广泛采用智能断路器、微机保护和测控装置等智能设备，并带有了网络功能，实现远程控制、监视、测量和保护。而在目前的研究课题中，要怎样用最好的办法把一次和二次系统组合成一个整体，这是比较重要的。本次毕业设计涉及到了继电保护、一次系统、二次回路、故障分析、整定计算等相关专业知识。又根据3AP1-FG型断路器、110kV保护测控柜、CD101型刀闸等图纸，设计各部分的二次回路来测量和控制一次系统。满足“四遥”和“五防”功能。然后通过对保护装置中的继电保护进行整定计算，确保一次系统的在正常和故障情况下有相应的安全措施。最后通过对二次系统常见故障进行分析研究。

1.2 国内外对二次回路的研究

二次设备由继电保护以及远程传输和监控两种装置构成。有些时候，一次和二次设备不是毫无关联的，例如在设备检修的时候。大部分的情况下，只有一次设备因为停电而去检修了，二次设备才能开展检修工作。这说明二次设备展开检修的时候，不能够忽略一次设备存在的问题。从而使设备进入技术型状态去检修。二次设备检修需要可靠且准确，为了提高这两个因素，不仅需要减少一次设备停电检修带来的经济损失，降低检修频率和成本。一次设备检修的时间上也要缩短。

二次回路及保护装置在结构上属于变电站110kV二次设备。目前，动态检测是基于微机保护的。然而，第二条线路由多条电缆和继电器组成，并且有许多分布点和分散点。因此，基于继电器触点和在线控制的电路连接状态检测不准确，检测成本高。二次设备上的电磁干扰可能会导致采样信号失真和自动设备中的异常，从而导致部件损坏。在现阶段，它还没有广泛分布。电磁环境监测控制包括电气厂二次设备检修。电磁波监测设备尚未安装。因此，电磁环境试验在二次设备维修中的重要性日益突出。对变电站的故障进行二次检测，相对容易实现经济技术的第二层次。

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