向阳变电站低压侧继电保护设计与案例分析

论文总字数：18933字

摘 要

以220kV输变电工程为背景，在具体实际情况下，输电线路易发生三相短路故障和两相短路故障，可以采取相间距离保护，接地距离保护和零序保护等。根据向阳变电站的实际参数计算阻抗。针对变压器各侧的多个故障点，分别画出正序和零序网络图，并进行化简。在此基础上，计算不同短路形式下的故障点以及各保护安装处的各相电流、零序电流以及部分电压量。其次，根据故障分析结果，进行了主变中压侧母线保护和进出线保护的整定，主要包括母线差动部分与距离、零序电流保护整定。最后根据参考文献及相关资料对互感器事故预防进行了专题研究。

关键词：配电网；继电保护；故障分析；整定计算；误动作

Relay Protection and Case Analysis on the Low Voltage Side of Xiangyang Substation

Abstract

At present, China's power system is developing rapidly, so is the development of power engineering. By the end of 2016, the scale of UHV operation has reached "six transmissions and five direct transmissions". China's power grid has become the world's unprecedented complex AC and DC hybrid power grid. With 220kV power transmission and transformation project as the background. In the actual situation, the transmission line Louie two phase short circuit fault and three phase short circuit fault, can take phase distance protection, grounding distance protection and zero sequence protection.

The main steps in fault analysis are to draw the sequence network diagram, and calculate the three-phase short-circuit current, two-phase short-circuit current and zero-sequence current at the fault line according to the sequence network diagram. In the setting calculation, the focus includes the 110kV line, 10kV line and the low voltage side setting of the main transformer. In the project, the instructions of all kinds of equipment and the Operation Setting Regulation of 220kV Grid Relay Protection Device are referred. Finally, the common misoperation of relay protection is analyzed and the improvement scheme is put forward.

Key words: distribution network; Relay protection; Fault analysis; Setting calculation; Misoperatio

目录

摘 要 I

Abstract 1

第一章 绪论 3

1.1 研究背景与研究意义 3

1.2 国内外研究综述 4

1.3 主要研究内容与研究流程 5

1.4 章节安排 5

第二章 故障分析 7

2.1 220kV变电站一次系统 7

2.1.1 向阳变一次接线简介 7

2.1.2 向阳变运行方式的说明 9

2.1.3 故障分析具体任务 11

2.2阻抗计算与网络化简 11

2.2.1 阻抗标幺值计算 11

2.2.2 主变压器参数计算 12

2.2.3 220kV输电线路参数计算 13

2.2.4 110kV输电线路参数计算 14

2.2.5 电源侧 14

2.3正序、负序网络及化简 15

2.4短路计算 17

第三章 整定计算 20

3.1 保护配置及整定计算任务分析 20

3.2 主变低压侧整定过程 20

3.2.1过电流保护 20

3.2.2复压闭锁过流保护 20

3.3出线的整定过程 21

3.4整定计算结果 23

第四章 二次回路简要设计 24

4.1 电流电压回路 24

4.2 35kV线路控制信号回路 25

第五章 故障案例仿真分析 28

第六章 结论 32

谢辞 33

参考文献 33

第一章 绪论

1.1 研究背景与研究意义

研究背景：本课题主要任务是对某220kV变电站的低压侧进行整定、测试与异常案例分析。之后对变压器低压侧保护等进行整定计算、二次回路简要设计、测试方案设计。最后总结并分析所保护设备在工程实践中常见继电保护误动作案例，提出改进方案。当电力系统发生故障或异常工况时，保护应在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。但是在实际运行中，接地故障时会使得电流回流到故障点，影响正常的运行；电感耦合则会影响二次设备回路，产生一定的高压干扰。变电站作为国内电力系统的主要建设对象，为保障其运行的安全性和稳定性，需要对各设备进行保护设计。确保电网设备的稳定运行，还能够促进中国电力事业的可持续发展^[1]。

本课题的研究目的：根据某地区220kV区域电网的一次系统参数，对220kV变电站进行短路计算，故障录波图识读，故障电气量和对所保护设备故障特点进行分析。并且依据数字式保护装置，确立220kV变电站的继电保护配置方案； 通过对220kV输电线路整定计算、简要设计二次回路，设计测试方案，总结并分析所保护设备在工程实践中常见继电保护误动作案例，并且提出相应改进方案。

本课题的研究意义：通过对变电站低压侧的保护整定让我们培养工程服务于社会的意识，理解电力系统继电保护的重要性，熟悉电力系统继电保护相关工作流程。利用对变压器低压侧保护的整定计算、二次回路简要设计等一系列的工作帮助我们掌握电力系统继电保护的计算、测试、分析工作等基本要领；强化所学专业理论知识，结合先进的数字式继电保护装置，制定合理的工程方案，解决电力系统实际工程问题。

1.2 国内外研究综述

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