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摘 要

本次设计，基于我国现有的变电站设计现状，以220kV输变电工程为背景，设计继电保护配置方案。首先，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，进行了主变保护的整定，主要包括差动部分与复合电压闭锁过流保护、零序过电流保护整定。二次回路部分，主要针对二次电流、电压回路、控制回路的设计进行分析。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：继电保护；故障分析；整定计算；二次回路

Relay Protection Design and Case Study of Main Transformer of Xiangyang Substation

Abstract

This design, based on the existing substation design status in China, takes the 220kV power transmission and transformation project as the background, designs the relay protection configuration scheme. Firstly, the impedance is calculated according to the actual parameters of Xiangyang 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 results of fault analysis, the setting of main transformer protection is carried out, which mainly includes the setting of differential part, composite voltage blocking over-current protection and zero sequence over-current protection. The secondary circuit mainly analyzes the current and voltage signal circuit and control signal circuit of the main transformer medium voltage side bus and incoming and outgoing lines. Finally, according to the references and related information, the prevention of transformer accident is studied.

Keywords: Relay protection; Fault analysis; Setting calculation; Secondary circuit

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景与研究意义 1

1.2 问题的提出与研究方向 1

1.3 章节安排 2

第二章 故障分析 3

2.1 220kV变电站一次系统 3

2.1.1 基准参数计算 3

2.1.2 220kV向阳变主要一次设备简介阻抗计算与网络化简 4

2.1.3 向阳变电站运行方式的说明 5

2.1.4 故障分析具体任务 7

2.2 阻抗计算与网络化简 7

2.2.1 阻抗参数计算 7

2.2.2 主变压器参数计算 8

2.2.3 220KV侧参数计算 9

2.2.4 110KV侧参数计算 10

2.2.5 网络化简 10

2.3 短路计算 13

2.4 计算结果 14

第三章 整定计算 16

3.1 差动保护 16

3.1.1 差动速断保护 16

3.2 后备保护 17

3.2.1 复合电压闭锁过电流保护Ⅰ段 17

3.2.2 复合电压闭锁过电流保护Ⅱ段 18

3.2.3 过电流保护Ⅰ段 18

3.2.4 过电流保护Ⅱ段 19

3.3 整定计算结果 19

第四章 二次回路设计 21

4.1 一次接线图 21

4.2 二次电流回路 22

4.2.1 保护电流回路 22

4.2.2 零序电流回路 23

4.2.3 计量回路 23

4.2.4 测量回路 24

4.3 电压回路 25

4.4 控制回路 26

第五章 变电站继电保护误动作案例分析 27

5.1 相序与变比错误造成差动保护误动作案例 27

5.1.1 事故描述 27

5.1.2 仿真模型建立 27

5.1.3 参数设置界面 28

5.1.4 电流互感器设置 29

5.1.5 线路故障 29

5.1.6 结论分析 31

5.2 接线组别错误造成差动保护动作案例 31

5.2.1 事故描述 31

5.2.2 仿真分析 31

5.2.3 主变参数设置 32

5.2.4 电流互感器设置 33

5.2.5 线路故障 34

5.2.6 结论分析 35

第六章 总结 35

谢 辞 37

参考文献 38

绪论

研究背景与研究意义

自二十世纪以来，我国进入了飞速发展的阶段，在各行各业都有了令世界瞩目的成就，其中就包括了在强电方面事业的建设成果。随着配电网范围的不断扩大，我国电力行业谱写了一曲关于电力等级与自动化水平不断发展的乐章。在该过程中，变电站的综合自动化水平在不断提高，这又加快着电力系统整体的建设和发展。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。

本次毕业设计立足江苏220kV区域电网一次系统参数，围绕变电站主变压器进行常规短路计算，电气量分析，确定所内继电保护配置方案。由于220KV变电站的应用范围极度广泛，包括而不仅限于电网公司、发电厂、大型钢厂以及铁道建设单位等等。220KV变电站的重要程度和技术要求自然稳步上升，我们需要不断对其技术水平尽可能进行升级与提升。

　本次设计利用实际参数，在对该电网进行故障分析基础上，结合新型数字式继电保护装置，对系统进行常规短路计算，识读故障录波图及对故障电气量进行分析，确定所选设备继电保护、远动与通信配置方案，并且变电站 220kV 所涉及的进线保护和母线保护的整定计算和二次回路设计等工作。

问题的提出与研究方向

本课题的研究内容主要包括：

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