论文总字数：13367字

摘 要

110kV电网是变配电系统的重要组成部分，广泛采用数字距离保护与零序电流保护装置。其继电保护的配置与原理复杂，难以掌握。同时，在110kV电网所连接的35kV及10kV配电网中，多连接有各种新能源机组，如光伏、风力等小型分布式电源。新能源机组的接入，对于110kV输电线路及变压器的整定造成一定的影响。因此继电保护整定计算工作必须顺应此要求。本次毕业设计结合数字式线路保护及变压器保护原理，针对给定110kV电网进行继电保护配置和整定计算，并研究分布式电源对继电保护影响，探讨相应的对策。并通过MATLAB仿真软件对110KV电网进行仿真研究。

关键词：继电保护；保护配置；整定计算；仿真研究。

Abstract

110kV network is an important part of the power distribution system, whic widely used in digital distance protection and zero sequence current protection device. The configuration of relay protection and the principle are complex, so it is difficult to grasp. At the same time, 35kV and 10kV distribution network connection in 110kV power grid, multi connected with a variety of new energy unit, such as photovoltaic, wind and other small distributed power. Access to new energy unit, for the setting of 110kV transmission line and the transformer has a certain impact. Therefore, the relay protection setting calculation work must comply with this requirement. This graduation design with digital line protection and transformer protection principle, for a given 110kV power grid relay protection configuration and setting calculation, and the impact of distributed generation on relay protection, puts forward corresponding countermeasures. And through the MATLAB simulation software to simulate the 110KV power system.

Keywords: protection configuration; relay protection; setting calculation; simulation research.

目录

摘 要 I

Abstract II

绪论 1

第一章 全网保护配置与保护整定原则 2

1.1 线路保护配置原则 2

1.2变压器保护原则 2

第二章 短路计算 4

2.1 标幺制及基准值的确定 4

2.2 参数计算 4

2.3 短路计算 6

1. 最大运行方式下： 6

2. 最小运行方式下： 7

第三章 保护整定计算 9

3.1 距离保护整定计算 9

3.2 零序电流保护整定计算 10

1.零序电流保护Ⅰ段 11

2.零序电流保护Ⅱ段 11

3.零序电流保护Ⅲ段 12

3.3 变压器保护整定计算 13

1.变压器纵差动保护： 13

2.瓦斯保护 15

3.变压器后备保护 15

第四章 接入分布式电源对110kV电网继电保护的影响分析 17

第五章 仿真与验证 19

5.1概述 19

5.2建模 19

5.2.1未加入新能源时仿真模型 19

5.2.2加入新能源的仿真模型 25

第一章 全网保护配置与保护整定原则

1.1 线路保护配置原则

（1）110kV线路保护必须安装的保护：

1）多段式接地短路保护：

排长由元件控制的多级零序电流保护，其可决定元件的方向被包括或根据操作需求不能访问的大致方向进行安装。

2）多段式相间短路保护：

或由小放射性电力线的单边功率传输端部段，和可安装三相多电流保护或电流，电压保护。如果不满足电网的要求，距离保护的安装。

3）相电流速断保护：

相电流的保护是简单和可靠，使用三相线重叠，只要相电流保护，可在正常操作模式退出短路动作，既应安装使用。采用集成电路重合闸，除了小功率或无电源，但必须配备三相电流元件，或者作为一个快速突破目前的使用，或用作相电流辅助功能选项的元素。

1.2变压器保护原则

（1）变压器油箱内部故障和油面下降瓦斯保护。

800千伏安及以上油浸式变压器的功率，应安装气体保护。当燃料箱内部略有减少气体或油，保护装置和信号应该瞬时动作;a当大量的气体，气体保护适当的行动，以切断电源变压器格茨撬棍。用于断路器未安装的高压侧 - 变压器单元，不能采取使气体去除的变压器内部故障保护技术措施，气体保护动作可以仅信号。

（2）相短路保护：

变压器的绕组的反应，并导致一纵差相短路保护或电流保护，短路其中间接直接接地线圈和引线和绕组也能起到一定的保护作用。关于变压器并联运行和单独左右运行，当后备保护限值大于0.5S 10000KVA变压器6300KVA容量，应配备电流保护。容量6300千伏安及以上的装置开工变压器及变压器可以并列运行，10000千伏安及超过2000KVA断电保护流量不加载变压器需求的敏感度多个备用变压器和单独运行的变压器厂，更应安装纵差保护。

（3）后备保护：

对于过电流互感器外部相间短路，可以使用以下作为后备保护

1）过电流保护，应使用降压变压器，当事故发生，应考虑过载装置，可能会发生保护设定值。

2）复合电压启动过电流保护，要使用升压变压器和系统互连变压器和过流保护不满足降压变压器的灵敏度的要求。

3）负序电流保护和单相低电压起动过流保护，可以用在升压变压器6300千伏安及以上的设备。

4）零序电流保护外部中性点接地网接地变压器短路。由于没有下级行，所以这是没有安装变压器保护零序电流保护。

第二章 短路计算

2.1 标幺制及基准值的确定

在一般的电路计算中，电压、电流、功率和阻抗的单位分别是V，A,W,Ω表示，这种用实际有名值单位表示物理量的方法称为有名单位制。在电力系统计算中，还广泛地采用标幺制。标幺制是相对单位制的一种，在标幺制中各物理量都用标幺制来表示。标幺制的定义由下式给出：

由此可见，标幺值是一个没有纲量的数值，对于同一个实际有名值，基准值选的不同，其标幺值也就不同。因此当我们说一个量的标幺值时，必须同时说明它的基准值，否则，标幺值的意义是不明确的。

故，本次毕业设计的基准容量S_B=100MVA，U_B=U_av=115kV。

2.2 参数计算

110kV电网系统图如图：

图2-1

线路的阻抗标幺值及有名值：

（2-1）

（2-2）

双绕组变压器阻抗标幺值及有名值:

（2-3）

（2-4）

三绕组变压器阻抗标幺值及有名值：

（2-5）

（2-6）

具体参数计算结果见表2.1，如下

表2.1 参数计算表

2.3 短路计算

在进行短路计算之前，必须解决最大最小运行方式的选择问题。继电保护的整定计算是在系统的运行方式确定好的前提下，提高继电保护适应运行方式变化的能力。

最大运行方式，指系统在该方式情况下运行，短路阻抗最小，产生短路后通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。可以用此方式下的最大短路电流来校验开关电器的稳定性。

最小运行方式，指系统在该方式下运行，短路阻抗最大，产生短路后通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。可以用此方式下的最小短路电流来检验保护装置的灵敏度。

进入正题，以下短路计算是以A处为例，分别计算最大运行方式及最小运行方式下的短路电流。

1. 最大运行方式下：

图2.1 最大运行方式下A点出现接地故障时的正、负、零序网图

（1）正序电抗：

2-7）

（2）负序电抗：

（2-8）

（3）零序电抗：

（2-9）

单相接地短路：

（2-10）

故流过母线S的短路电流为：

（2-11）

两相接地短路：

（2-12）

故流过母线S的短路电流为：

（2-13）

三相接地短路：

（2-14）

2. 最小运行方式下：

如图2.2所示：

图2.2 最小运行方式下A点出现接地故障时的正、负、零序网图

（1）正序阻抗：

（2-15）

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