论文总字数：22096字

摘 要

本课题所研究的110kV系统继电保护，在城镇中所使用的电网主要网架是110kV高压配电网，涉及大量电气设备，例如，输电线路、降压变压器等，其特点是网络结构复杂且变化多、对供电的高可靠性，继电保护配置及定值方案存在合理性后，才能躲避因保护非正确动作导致的一次设备损坏，大规模停电等事故，确保电力系统的安全稳定运行是成功的。项目所属电力系统的电压等级、运行方式及保护配置与国内不同，因此本课题根据其项目特殊性在对变压器进行故障分析的基础上，获得了故障电流、故障电压等电气量参数。采用RCS-941装置对线路保护进行配置并整定，采用RCS-9671装置对变压器差动保护进行配置并整定。利用PSCAD软件对变压器差动保护的运行行为及各种故障状态进行了仿真。

本次毕业设计与某110kV输电系统实际参数及新型数字式保护装置相结合，在分析电网故障的基础上，完成了A变电站110kV线路的保护配置和整定计算，在此基础上，研究了变压器差动保护的原理，并用仿真软件对差动保护的动作进行了仿真。仿真结果表明，变压器保护测控装置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，使其能够更加快速、可靠地切除各种故障，保障设备安全；并可以为同类电厂的变压器保护配置方案提供参考。

关键词 距离保护；零序电流保护；差动保护；仿真

Protection Setting and Transformer Differential Protection Simulation of 110kV Substation

Abstract

The 110kV system relay protection researched by this subject is a main grid of urban power grids, involving a large number of electrical equipment such as transmission lines and step-down transformers. It is characterized by complex and variable network structure and reliable power supply. High requirements, only reasonable relay protection configuration and fixed value scheme can avoid the occurrence of accidents caused by improper protection of equipment, large-scale power outages, etc., and effectively ensure the safe and stable operation of the power system. The voltage level, operation mode and protection configuration of the power system to which the project belongs are different from those in China. Therefore, based on the specificity of the project, the subject has obtained electrical parameters such as fault current and fault voltage based on the fault analysis of the transformer. The line protection is configured and set by the RCS-941 device, and the transformer differential protection is configured and set by the RCS-9671 device. The PSCAD software is used to simulate various fault states and differential protection action behaviors.

This graduation design combines the actual parameters of a 110kV transmission system and the new digital protection device. Based on the fault analysis of the power grid, the 110kV line in the substation A is protected and configured and calculated. On the basis of this, the principle of transformer differential protection is studied, and the simulation software is used to simulate the behavior of differential protection. The simulation results show that the transformer protection measurement and control device can be configured with corresponding protection according to the short-circuit current and related electrical quantity at the time of fault, so that it can remove various faults more quickly and reliably, and ensure equipment safety; and can protect transformers of similar power plants. The configuration scheme provides a reference.

Key words distance protection; zero sequence current protection; differential protection; simulation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文主要研究工作与方法 1

第二章 故障分析 3

2.1 全网参数计算（标幺值、有名值） 3

2.1.1 序网络图 3

2.1.2 正序网络图 3

2.1.3 负序网络图 4

2.1.4 零序网络图 4

2.1.5 参数计算 4

2.1.6 线路参数 4

2.1.7 发电厂相关参数 6

2.2 三相短路计算 7

2.3 单相接地短路计算 9

2.4 两相接地短路 12

第三章 继电保护配置与选型 14

3.1 继电保护配置与选型 14

3.1.1 线路保护 14

3.1.2 变压器保护 15

3.2继电保护原理分析 17

3.2.1 线路保护 17

3.2.2 变压器保护 20

第四章 继电保护整定计算 22

4.1 线路保护整定 22

4.2 变压器差动保护整定 24

4.2.1 差动速断保护整定 24

4.2.2 比率制动保护整定 25

第五章 故障仿真 26

5.1 PSCAD模型建立与元件选择 26

5.2 PSCAD故障仿真 29

5.2.1 故障仿真 29

5.2.2 信号处理模块 30

5.2.3 故障波形分析 31

5.3 差动保护仿真 32

5.4 仿真结果分析 34

5.4.1 三相短路区内故障 35

5.4.2 三相短路区外故障 35

第六章 总结 36

参考文献 37

谢辞 38

第一章 引 言

1.1 课题研究目的及意义

目前，在我国电力系统中，110kV变电站数量多范围广，其在电力系统中起着关键性的作用，所以确保110kV变电站安全稳定影响对于电力系统具有极其重要的价值和意义。110kV变电站在运行过程中，其关键任务和内容是继电保护。只有保证110kV变电站的继电保护，才能保证变电站的稳定、良好运行。基于此，变电站运维工作人员必须对继电保护故障加以充分分析，积极研究有关应对策略，以此来更好地实现继电保护。

作为生产企业与用户之间的联通桥梁，电网的设计成为电网建设中的重要一环。主要包括：变电所设计、输电网设计和配电网设计。它的主要功能是将发电厂和用户连接起来，以固定的电压和频率向用户供电。110kV高压配电网是城市电网的主要网络结构，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，大规模停电等事故有效地保证了电力系统的安全稳定运行。这显然对相关技术人员提出了更高的要求。

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