110kV输电线路保护设计与距离保护的仿真

论文总字数：19895字

摘 要

110kV的电网在电力系统中有重要的地位且使用广泛。其电压等级主要用于城市。本文对所给的110kV电网进行线路保护的设计。需要对故障点的短路情况进行分析，计算在不同故障点短路时每条线路的短路电流。根据所得到的零序电流，进行零序电流保护的整定计算。根据短路点到继电保护的位置进行距离保护整定计算。最后利用PSCAD进行距离保护的仿真。

关键词：短路计算；继电保护；整定计算；PSCAD

Protection design of 110kV transmission line and Simulation of distance protection

Abstract

The 110kV power grid plays an important role in the power system and is widely used. Its voltage grade is mainly used in cities. In this paper, the 110kV power grid line protection design. It is necessary to analyze the short-circuit condition of the fault points and calculate the short-circuit current of each line when short-circuit at different fault points. According to the obtained zero sequence current, the setting calculation of zero sequence current protection is carried out. The distance protection setting calculation is carried out according to the location from the short-circuit point to the relay protection. Finally, PSCAD is used to simulate distance protection.

Key words: short circuit calculation；relay protection；setting calculation； PSCAD

目录

第一章 绪论 3

1.1课题目的和意义 3

1.2短路电流的危害 4

1.3整定计算 4

1.4pscad仿真 4

第二章 电气故障分析及短路计算 6

2.1电网概况 6

2.2系统元件参数计算 7

2.2短路电流的计算 11

2.3总结 15

第三章 继电保护配置与选型 17

3.1 配置原则 17

3.2 继电保护装置的选型 19

第四章 继电保护整定计算 22

4.1保护1和保护3的整定 22

4.2 保护2和保护4的整定 25

4.3 保护定值清单 25

第五章 PSCAD距离保护仿真分析 28

5.1 仿真模型 28

5.2 单相接地短路故障仿真结果 28

5.3 两相接地短路故障仿真结果 31

5.4 总结 32

第六章 总结 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1 课题目的和意义

随着中国经济架构的不间断发展，用电设备的类型是日新月异用户数量也与日俱增，因此这样的变化对电网的供电设备的技术要求也在不断的提高。由于电网规模的不断升级以及电网内总用电量的剧烈增加，在用电网络如今更加容易的出现与以往相比更加复杂的工作电流以及短路电流，为了能够保证到用户供电电流的连续性和供电电流的质量，继电保护在我们的电力系统中应运而生。

但是，电网在进行具体的供电流程中，相比于自然灾害引发故障，由于人为的倒闸操作失误产生的故障要多得多，这直接会导致大量停电事故以及许多保护设备工作失灵等等现象，这些问题的存在会对许多居民用户的生活以及一些企业的生产工作甚至医院学校都形成重大影响。所以我们很有必要关注继电保护的工作，使用目前比较可靠的方法来使得电网中工作的继电保护设备正常稳定的运行，确保电网的安全。110kV电网是当今社会城市电网供电系统中极其重要的组成部分，这部分系统的平稳运行直接影响了整个电力系统网络正常的工作秩序，也同时紧要的关系着人们的财产安全和人们的生命安全，所以目前继电保护的产生是为了能够确保城市用电的安全稳定性而出现的。从字面上来看继电保护的意思就是在故障发生时能够安全稳定的保证电力系统众多设备继续稳定运行的装置。如果相对具体一点来说，其实就是在电力系统的正常工作过程中，有时候会因为某些未知的原因，如电力系统本身的某些故障、设备上的配件破损共同促使供电的工作难以维持下去，这时候为了能快速的恢复正常的供电运行，确保在这些紧急的情况下的工作能力，我们就需要一个或多个设备来共同或相互协作的完成或者补足电力系统因为这些未知故障而不能完成的任务，这些设备我们统称为继电保护设备。继电保护工作的主要目标就是能够快速并且及时地发现并排除系统内发生的故障，这样我们可以缩小永久性故障所带来的巨大损失或者消除暂时性故障所带来的影响。在继电保护的操作中最常用的就是跳闸，当系统因为很多暂时未知的因素例如自然因素或者人为因素而导致故障时，而且这个出现的故障已经足够影响到整个系统的稳定性以及设备安全问题时，并且如果我们不能够及时处理这些故障将会对整个系统造成更大的危害或造成极大的经济损失，这时继电保护设施将会开始发挥作用，它能够及时稳定的强制停止这些故障线路的元件并且一定范围内保护系统内其他正常运行的元件能够不受影响，以供工作人员到来进行修理和检查。在整个故障问题中，只有通过跳闸的方式才能极大程度地保护电力设备，降低因为故障发生而导致的安全问题以及经济问题。

所以综合以上情况的复杂性以及特殊性，我们基本需求继电保护设备能够做到以下几点： (1)可靠性。我们要求平时正常情况下继电保护装置不会进行跳闸误动，但是当故障发生时，又要求继电保护设备能够反映出故障的发生进行正确的动作的，如果在故障到来时可靠性不能得到保证，损失将会扩大数倍，导致整个系统发生极大的波动，最终可能会是场灾难 (2)选择性。选择性就是指系统内故障发生时继电保护设备第一能够辨认出是发生了何种故障，第二是对不同的故障进行不同的操作以达到最小化损失，而不是直接大范围的进行一刀切式停电操作导致没有必要停止运行的供电设备的停止工作，要求对能正常运行的部分不进行跳闸操作，并且对故障部分的跳闸操作不影响正常用电设备部分，这样我们的继电保护才能最大程度的减小故障对整个系统的影响，也能够把损失的大小降到最低。在选择性上我们主要考虑到装置的整定值，通过整定值的计算以及动作时间的考虑来保证我们所使用继电保护装置的配置 (3)灵敏性，灵敏性就是要求指装置能够在应当动作时要及时，正确，稳定的做出相对应的操作，在故障没有发生时设备不会误动，能够按照预设的时间以及操作进行动作以我们所需要的保护操作(4)速度性。这是指我们在故障到来时保护设备的动作不会出现延迟的现象发生。这继电保护的四性在各个方面相辅相成、不可分离的。当我们在面对现实操作的问题时，往往会出现对某一方面要求较高的情况，这时我们应进行一定选择在能够满足系统正常运行的条件下对某些方面进行注重，这样我们就能够保证系统有足够效率的情况下还能保证系统的安全稳定性。

1.2 短路电流的危害及计算

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