城镇典型区域配电网继电保护整定与仿真（子课题28）

论文总字数：17121字

摘 要

11okv电网是我国输电网的主干网,是城镇配电网络的重要组成部分。在电力系统中，配电网和电力用户的关系是密不可分的。配电网的可靠安全性直接或间接的影响着我们身边各行各业的生产以及我们的生活质量。人们对于供电的可靠和灵活性的要求越来越高。本文通过对110kv线路以及变压器的整定和选型，通过对各参数元件及保护的整定计算，算出各个保护的整定时间和参数，并进行灵敏度的校验。最后通过PSCAD仿真软件对两相接地短路的距离保护进行验证与研究。

关键词：110kV输电网；继电保护；保护配置；整定计算；模拟仿真

Abstract

11okv Grid is our backbone transmission network, is an important part of urban power distribution network. In the power system, electric power distribution network and user relationship is inseparable. With reliable and secure power grid directly or indirectly affect the production and quality of our lives all walks of life around us. People for reliable and flexible power requirements increasing. Based on the setting and selection of 110kv lines and transformers, by setting the parameters calculated for each element and the protection calculates various protection and setting time parameters and sensitivity calibration. Finally, validation and study two ground fault distance protection by PSCAD simulation software..

Keywords: 110kV power system; relay protection; setting calculation; PSCAD simulation

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

2.1 线路保护配置原则 2

2.2 变压器保护的配置原则及装置选型 2

2.2.1 变压器保护的配置原则 2

2.2.2 变压器保护装置的选型 2

2.3 原始资料 3

2.3.1 城镇区域配电网接线简图 3

2.4 标幺制确定 4

2.5 互感器的选择 5

2.6 短路计算 5

2.6.1 最大运行方式 5

第三章 距离保护整定计算 9

3.1 距离保护整定计算 9

3.1.1 距离I段的整定： 9

3.1.2 距离Ⅱ段的整定 9

3.1.3 距离III段整定 10

第四章 零序电流保护整定计算 12

4.1 零序电流保护整定计算 12

4.1.1 零序Ⅰ段整定计算 12

4.1.2 零序Ⅱ段整定计算 12

4.1.3 零序电流保护Ⅲ段的整定计算 13

4.2 10KV配电线路整定 14

4.2.1 短路计算 14

4.2.2 Ⅰ段整定计算 15

4.2.3 Ⅲ段整定计算 15

第五章 变压器保护整定计算 16

5.1 变压器纵差动保护 16

5.2 瓦斯保护 18

5.3 变压器后备保护 18

第六章 仿真与验证 20

6.1 PSCAD仿真软件简介 20

6.2 一次系统仿真模型 20

6.3 电源模型 20

6.4 线路模型 21

6.5 故障模型 21

6.6 二次系统模型 21

6.7 傅里叶变换 22

6.8 仿真分析 22

第七章 结束语 26

致 谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

随着社会经济的不断发展，变压器是配电网的重要部分,变压器的选择主要针对它的位置，位置的好与坏直接影响线损、电网运行的问题、电网的费用问题以及电压质量的问题，所以要多方面的进行考虑并选择变压器位置^[1]。

在真实运行过程中，会因为自然或人为因素，使设备发生故障或者处于不正常运行状态。对此若不及时采取有效措施进行处理，就有可能造成事故和损失。它能反应电气设备处于故障或者不正常运行状态，继电保护是一种切除故障或发出报警信号的自动装置,它动作于跳闸。一个配备继电保护并整定继电保护定值的电力系统才能正常运行，继电保护定值则是继电保护装置可信的直接依据^[2]。

距离保护的保护范围相对固定，其受运行方式变化的影响小，且方向性明确，整定计算相对简易，。而110kV线路的距离Ⅲ段的定值由最小负荷阻抗决定，负荷变化太大使距离保护Ⅲ段不能满足灵敏度的要求，应躲过实际负荷阻抗,增大保护范围，提高保护的灵敏度^[3]。同时引入故障时的零序电流解决高阻抗接地引起保护误动作，去除接地阻抗的影响并改正阻抗继电器的动作特性^[4]。

随着城镇中电网的覆盖范围不断扩大，当输电线路较短或者系统阻抗较大时，会引起由于保护超越而导致误动的问题，电网一般按照距离保护的整定原则，将距离保护I段的可靠系数整定为0.8-0.85，产生较大的延时来超越保护,或者将距离保护Ⅰ段的可靠系数整定为较小的数值，虽然避免了保护误动，在考虑了电压电流变换器误差的影响之后，可调整保护Ⅰ段的可靠系数，适应可靠系数整定，保证可靠保护的选择性，避免距离保护因电压互感器有误差或非周期分量等因素而误动作^[5]。

对于110kV配电网一般中性点接地，在正常运行状态下，接地短路时会产生零序电流，根据统计表明接地短路故障在故障总数的占比很大；由于零序电流保护的动作电流小且灵敏度高，所以正确动作率高.而且经济可靠^[6].110kV配电网的零序电流保护装置作为接地短路零序电流保护的零序电流的分布与中性点接地多少有关；在单相重合闸过程中,较大的零序电流会影响零序电流保护的正确工作^[7]。

本课题采用PSCAD进行电力系统仿真，电力系统一般由发电机.变压器.电力线路和负载构成。对一个电力系统进行仿真分析，可说明利用PSCAD进行电力系统仿真分析的优越性^[8]。通过本课题的研究，可以了解系统最大最小运行状态对保护整定产生的影响,同时考虑系统中性点接地方式、以及分支系数的影响,从而模拟继电保护的运行，根据仿真结果得出最合理的整定方案保护。

第二章 短路计算

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