110kV输电线路保护整定及重合闸方案设计

论文总字数：25546字

摘 要

电力作为国家发展的基础行业，与国家安全战略以及经济社会的发展密不可分。随着我国经济社会的快速发展，人们对于电力的需求日益增长，对电能质量的要求也越来越高。在我国，110kV电网系统是输配电必不可少的环节，上承超高压输电系统，下接各地区配电网，对整个电网系统的作用至关重要。

因此，本课题对110kV线路的保护配置与整定进行探究。本文对现有110kV线路保护的背景与发展现状进行论述，根据配置原则选取南瑞继保的PCS-941作为保护装置，研究了距离保护、零序电流保护及线路重合闸的整定方法，并借助PSCAD进行仿真分析与验证。

关键词：保护配置与整定；距离保护；零序电流保护；重合闸；PSCAD

Design of 110kV transmission line protection setting and reclosing scheme

Abstract

As the basic industry for the development of the country, electricity is inextricably linked with the national security strategies and the development of economy and society. With the rapid development of China"s economy and society, electricity demand is increasing, and the demand for power quality is also increasing. The 110kV power grid system in our country is an indispensable link in power transmission and distribution. Not only is it connected to the ultra-high voltage power transmission system, but also the distribution network of each region, which is crucial for the entire power grid system.

Therefore, this topic explores the protection configuration and setting of 110kV lines. This article discusses the background and development status of the existing 110kV line protection. According to the configuration principle, the PCS-941 of Nanrui Relay is selected as the protection device. Then the distance protection, zero-sequence current protection and line reclosing setting methods are studied. PSCAD is used for simulation analysis and verification.

Keywords: protection configuration and setting; distance protection; zero-sequence current protection; reclosing; PSCAD

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 课题研究的现状及发展 1

1.3 本课题主要工作 2

第二章 全网线路保护配置及选型 3

2.1 本设计原始数据 3

2.2 线路保护配置及选型 3

2.3 重合闸配置 4

2.4 所选设备简介 4

2.4.1 基本功能 4

2.4.2 逻辑框图 4

第三章 保护整定计算 6

3.1 参数及短路计算 7

3.1.1 元件参数计算 7

3.1.2 110kV电网最大运行方式下短路计算 8

3.1.3 110kV电网最小运行方式下零序短路计算 9

3.2 距离保护整定计算 12

3.3 零序电流保护整定计算 15

第四章 重合闸方案设计 17

4.1 重合闸原理 18

4.2 参数整定 19

4.3 重合闸与保护的配合 19

4.3.1 前加速保护 20

4.3.2 后加速保护 20

第五章 仿真与验证 21

5.1 电力系统仿真模型 22

5.2 距离保护仿真 23

5.2.1保护逻辑图 23

5.2.2仿真结果 25

5.3 零序电流保护仿真 28

5.3.1 保护逻辑图 28

5.3.2 仿真结果 29

5.4 重合闸仿真 32

5.4.1 逻辑框图 32

5.4.2 仿真结果 33

第六章 结论 36

致谢 37

参考文献（References） 38

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

随着社会经济的快速发展，用电需求日益增加，电网规模逐渐增大。同时，人们对于电能质量的要求也日益提高，这就对电力系统继电保护有了更高的要求。在我国，110kV线路是输配电系统的重要组成部分，既承担着输送电能的任务，又要将电能分配到各用电地区。正是由于110kV线路在电网中特殊的作用，其运行方式变化较大，而且负荷变化频繁。为了提高系统安全性与可靠性，通常在110kV线路中采用距离保护作为主保护，并辅之以零序电流保护提高耐过渡电阻的能力，保证保护的“四性”（选择性、速动性、灵敏性、可靠性）。此外，对于输电线路，我国现在广泛采用架空线路，线路上发生的故障大多为瞬时性故障，一般还装设三相一次重合闸减少停电几率。110kV线路一般与220kV变电站相连，将电能输送给配电网。传统110kV电网多为单侧电源系统，当上游线路发生故障时一般会造成下游配网停电。有时为了提高供电可靠性，110kV电网也采用双回电源，两个电源分别来自不同的变电站。

为了提高110kV线路的安全性，需要在线路上配置距离保护以及零序电流保护等。距离保护受系统运行方式变化影响小，可以快速有效地识别并切除故障，但耐过渡电阻能力较差。而零序电流保护可以弥补距离保护的不足，改善线路带过渡电阻短路时的保护灵敏度。然而，为了能够让各保护有序动作，满足电力系统继电保护的“四性”要求，需要对各保护进行合理的整定计算，以确保保护装置的正确动作。同时，为了提高供电可靠性，减少停电次数，对于架空输电线路，通常需要配备重合闸装置。由于重合闸装置本身的投资成本低，工作十分可靠，在电力系统得以广泛应用。

1.2 课题研究的现状及发展

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