金家坝变电站主变压器继电保护设计与案例分析

论文总字数：17596字

摘 要

本文通过以金家坝变电站主变压器为研究对象进行故障分析，整定分析，二次回路设计及案例分析。首先，根据金家坝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，进行了主变保护的整定。根据研究需求进行二次回路的设计并参考文献及相关资料对常见继电保护误动作案例进行了专题研究。

关键词：配电网；变压器；继电保护；故障分析；整定计算；误动作

Relay protection design and case analysis of main transformer in Jinjiaba substation

Abstract

In this paper, the main transformer of Jinjiaba substation is taken as the research object for fault analysis, setting analysis, secondary circuit design and case analysis. Firstly, the impedance is calculated according to the actual parameters of Jinjiaba substation. According to the multiple fault points on each side of the transformer, the positive sequence and zero sequence network diagrams are drawn and simplified respectively. On this basis, the phase current, zero sequence current and partial voltage of fault point and protection installation place under different short circuit forms are calculated. Secondly, according to the fault analysis results, the setting calculation of the main transformer protection is carried out. According to the research requirements, the secondary circuit is designed, and the common relay protection misoperation cases are studied with reference to the literature and related data.

Keywords：Distribution network; transformer; relay protection; fault analysis; setting calculation; misoperation

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景与研究意义 1

1.2 主要研究内容与研究流程 1

1.3 章节安排 2

第二章 故障分析 3

2.1 概述 3

2.1.1 一次设备说明 3

2.1.2 一次接线简图的说明 3

2.1.3 运行方式的说明 4

2.1.4 故障分析具体任务 7

2.2阻抗网络与化简 7

2.2.1 阻抗标幺值计算 7

2.2.2 正序、负序网络及化简 8

2.2.3 零序网络及化简 12

2.3短路计算 14

2.3.1 电流的计算 14

2.3.2电压的计算 14

2.4 计算结果 16

第三章 整定计算 21

3.1 比率制动特性相关参数整定 21

3.2 变压器相间短路的后备保护 22

3.2.1 复合电压闭锁过电流保护整定 22

3.3 变压器接地短路后备保护 23

3.3.1零序电流保护的整定 23

3.4 整定定值清单图 23

第四章 二次回路设计 25

4.1 交流电流电压回路 25

4.1.1交流电流回路 25

4.1.2交流电压回路 25

4.2 220kV线路控制信号回路 26

第五章 继电保护误动作案例研究 29

5.1 电压互感器二次断线造成保护误动作案例分析 29

5.1.1事故叙述 29

5.1.2仿真分析 29

5.1.3事故原因分析 30

5.2 接线组别错误造成差动保护动作案例 30

5.2.1 事故描述 30

5.2.2 仿真分析 31

5.2.3结论分析 32

第六章 结论 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1研究背景与研究意义

目前，随着变电站综合自动化水平的不断提高与大量智能化设备的投入使用，变电站的电力系统整体运行质量逐渐提升。但电网规模的不断扩大，也给变电站安全稳定运行带来的压力。现在的地区220kV电网逐步分区运行，地区的负担供电任务由各分区电网承担，而采用220kV电网分区运行，对地区电网的结构优化，负载设备的平衡，降低高一级的电网短路电流水平起着重要的作用。

本设计是金家坝220kV变电站输电线路的故障分析、整定分析、二次回路设计和异常情况分析。具体内容是用220kV变电站的一次系统数据对变电站系统进行短路计算。完成故障录波图识读及故障电气量分析；依据 PCS、PSL 等型号数字式保护装置，研究制定220kV变电站继电保护配置方案；之后110kV出线，35kV 线路所涉及的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。

通过变电站主变压器所涉及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。利用输电线路保护的整定计算、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 主要研究内容与研究流程

本课题的研究内容主要包括：

1）220kV变电站所涉及系统的短路计算，故障录波图识读及故障电气量分析；

2）对220kV变压器保护等进行整定计算；

3）二次接线设计；

4）相关线路的保护案例分析；

5）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。

根据上述研究内容，设计研究流程图如图1. 1所示。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：17596字