110kv电网继电保护整定计算及仿真研究毕业论文

1、毕业设计报告(论文) 110kV电网继电保护整定计算及仿真研究(子课题 19)所属系 电气工程系 专 业 电气工程及其自动化（继电保护）学 号 姓名 指导教师 起讫日期 20XX.2.1920XX.6.2 _设计地点 110kV电网继电保护整定计算及仿真研究(子课题 19)摘要为保证继电保护所应该具有的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求,充分发挥继电保护装置的效能,必须合理的选择保护的定值,以确保各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。本文详细地讲述了如何分析选定ll0kV电网的继电保护(相间短路和接地短路保护)以及变压器相间短路主保护和后备保护,通过整定计算和灵敏度校验分析是否满足规程和规范的要求，并通过PSCAD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。110kV grid relay setting calculation and simulation studies (sub-project 19)AbstractIn order to meet the reliability,

2、 selectivity, sensitivity, rapidity requirements of relay protection system, give full play to the performance of relay protection device, fixed value choice of protection must be reasonable, to keep the interaction relationship between the protection. Do the setting of relay protection setting calculation work is necessary to ensure the safe operation of the power system. This paper describes in detail how to analysis of relay protection for selected ll0kV grid (phase to phase short circuit and

3、 earth fault protection) and the interphase short circuit transformer main protection and backup protection, and through setting calculation and check whether meet the rules and standards and through PSCAD simulation software simulation of 110kV power system.Keywords：Relay protection; Protection ；Setting calculation; Simulation study.目录第一章 绪论1第二章 全网保护配置及线路保护整定原则32.1 配置原则32.1.1 发-变组保护配置原则32.1.2 变压器保护配置原则42.1.3 线路保护配置原则62.2 配置方案62.3 线路保护配置方案6第三章 短路计算83.1 参数计算83.1.1 基准值93.1.2 各条线路电抗标幺值：93.1.3 发电机的G

4、电抗标幺值：93.1.4 变压器T的电抗标幺值：93.1.5 系统S的参数103.2 运行方式分析113.2.1 变压器中性点接地方式选择原则113.2.2 最大最小方式123.3 短路计算123.3.1 最大运行方式123.3.2 最小运行方式14第四章 线路保护整定计算174.1 相间短路保护整定174.1.1 A侧的保护（BH1)的整定174.1.2 B侧的保护（BH4)整定184.2 接地短路保护整定计算214.2.1 整定原则214.2.2零序I、整定计算22第五章 距离保护仿真构建265.1 一次系统模型265.1.1 电源模型265.1.2 线路模型265.1.3 断路器模型275.1.4 故障模型275.2 二次系统模型275.2.1 信号处理模块：275.2.2 保护动作模块285.3相间短路故障仿真295.3.1区内故障295.3.2区外故障325.4接地故障仿真335.4.1区内故障335.4.2区外故障35第六章 结束语37参考文献38附录1.计算书3974第一章 绪论在我国,地区级电网主要是指35110kV电网，它具有电压等级低，接入的电厂容量较小，输电距离短

5、等特点。110kV电网在各地区的普及度越来越高，在电网中承担了很大一部分的电力传输。110kV电网的形成和不断拓展的过程，体现了电网结构不断与电力负荷增长、城市规划以及供电可靠性相适应的过程。在电网的运行过程中，故障是不可避免的，为了电网能够在出现故障时，也能及时排除并安全稳定的继续运行，继电保护装置是不可缺少的。继电保护作为电力系统中发生故障或者异常状况监测的主要设施，是通过对故障现象进行分析，从而发出相关警报信号或者暂时隔离、切除这一缺陷状态的。就一般情况而言，当电力系统发生故障或者处于非正常运行状态的时候，将对用电设备的安全生产造成巨大的威胁，甚至会造成更加严重的后果。因此为了在工作中确保电力设备的运行安全和稳定，减少由电力事故引起的大面积停电或者重要设施破坏，必须在工作中对继电保护装置进行研究与优化，确保其能够可靠、准确、快速的控制线路。继电保护装置是电力系统安全稳定运行的重要防线，为保证继电保护充分发挥作用，继电保护必须满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，而除了可靠性需要依赖于继电保护装置本身，选择性、灵敏性、速动性都是由保护定值决定的，因此做好电网继电保护定值的整定计

6、算工作对于保证电力系统的安全运行是非常重要的。在满足保护四项基本要求的前提下，应力求采用简单的保护装置。只有在采用简单的保护不能满足要求时，才考虑采用较为复杂的保护。因为，复杂的保护不仅价格昂贵，运行维护和调试复杂，而且更主要的是复杂保护所需要元件多、接线复杂，这就增加了保护装置本身故障的机率，从而降低了可靠性。传统的继电保护主要是针对电力系统中产生故障以及安全运行异常时，系统在最短时间和最小区域范围内将发生故障的设备切换到系统以外，以保证整体系统的安全，一般是由值班人员对产生异常的工况进行处理。随着计算机技术的发展，微机继电保护技术得到了广泛的应用，其以计算机指令为信号，通过信号来切换保护装置，这大大的减少了设备的损坏，避免了系统整体瘫痪所带来了影响。在电力系统中有多种保护装置，每种保护装置对于电力系统来说都有其独特的特点。在现代电力系统中，由于电流保护在选择性以及灵敏度等方面都会受到电力系统运行方式的影响，所以很难满足电力系统的速动性、选择性、可靠性和灵敏性的要求。因为电力系统的运行方式对距离保护的影响小，在当代电网中，由于环网、平行线的不断出现，系统的运行方式也随之不断的改变，必

7、然的距离保护就成为当代电网应用最为之广泛的保护装置。110kV输电网络一般作为中小电力系统的主干网，对110kV输电网络的保护需要考虑距离保护与其它保护的配合问题，以便各主保护与后备保护在本网范围内协调工作，在总体考虑的前提下，有效地保护各元件。在本课题设计中，针对110kV电网进行整定，在遵循电力系统设计基本原则前提下，以电网故障分析为基础，运用专业知识进行大量的定值计算工作,计算短路电流以及对部分主要设备进行灵敏度校验。整定计算一般包括动作值的整定、灵敏度的校验和动作时限的整定三部分。并且分为：1.相间短路整定计算2.接地短路保护整定计算在整定计算完成后，我们通过PSCAD软件，对110kV电网进行仿真研究。第二章 全网保护配置及线路保护整定原则2.1 配置原则电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断路等故障。最常见同时也是最危险的故障是发现各种类型的短路。故障和不正常运行状态都可能在电力系统中引起事故。为了避免不必要的损失，在电力系统的各部分配置各种保护，保证电力系统安全稳定的运行。本文以110kV电网为例，进行保护

8、配置，110kV系统图见图2.1。图2.1 110kV电网系统图2.1.1 发-变组保护配置原则按照继电保护和安全自动装置技术规程可知：1.对发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障，应按下列规定配置相应的保护作为发电机的主保护；(1) 1MW 及以下单独运行的发电机，如中性点侧有引出线，则在中性点侧装设过电流保护，如中性点侧无引出线，则在发电机端装设低电压保护。(2) 1MW 及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机，应在发电机端装设电流速断保护。如电流速断灵敏系数不符合要求，可装设纵联差动保护；对中性点侧没有引出线的发电机，可装设低压过流保护。(3) 1MW 以上的发电机，应装设纵联差动保护。(4) 对 100MW 以下的发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机与变压器宜分别装设单独的纵联差动保护功能。(5) 对 100MW 及以上发电机变压器组，应装设双重主保护，每一套主保护宜具有发电机纵联差动保护和变压器纵联差动保护功能。(6) 在穿越性短路、穿越性励磁涌流及自同步或非同步合闸过程中，纵联差动保护应采取措施，减轻电流互感器饱和及剩磁的影响，提高保护动作可靠性。(7) 纵联差动保护，应装设电流回路断线监视装置，断线后动作于信号。电流回路断线允许差动保护跳闸。(8) 本条中规定装设的过电流保护、电流速断保护、低电压保护、低压过流和差动保护均应动作于停机。2.对发电机定子匝间短路，应按下列规定装设定子匝间保护：(1) 对定子绕组为星形接线、每相有并联分支且中性点侧有分支引出端的发电机，应装设零序电流型横差保护或裂相横差保护、不完全纵差保护。(2) 50MW 及以上发电机，当定子绕组为星形接线，中性点只有三个引出端子时，根据用户和制造厂的要求，也可装设专用的匝间短路保护。3.对发电机外部相间短路故障和作为发电机主保护的后备，应按下列规定配置相应的保护，保护装置宜配置在发电机的中性点侧：(1) 对于 1MW 及以下与其它发电机或与电力系统并列运行的发电机，应装设过流保护。(2) 1MW 以上的发电机，宜装设复合电压(包括负序电压及线电压)起动的过电流保护。灵敏度不满足要求时可增设负序过电流保护

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