论文总字数：19094字

摘 要

110kV电网主要承担电能的短距离输送和城市配电功能，在我们的日常生活中的应用十分广泛。与此同时，110kV电网的故障次数也愈发增多，改善系统的稳定性将变得刻不容缓。继电保护技术通过监控、分析电网中的各项数据来获知系统的运行状态，并根据保护装置的特性而发出不同的信号以应对故障和异常。本文将对一个现有的110kV系统进行配置和选型，根据已有的参数进行继电保护设计，排除故障、提高电力系统的稳定性。然后运用MATLAB进行仿真，验证设计的合理性和准确性，并反映分布式电源对电网的影响。

关键词：继电保护；保护配置；整定计算；分布式电源。

Research on 110kV Power Grid Contains the New Power Supply Relay Protection Setting and Related Problem

Abstract

110 kV power grid is widely used in our daily life because it mainly transmits electric energy to the whole city in short distance. At the same time, the number of the failure happened in the grid has increased a lot. So, it is urgent to improve the stability of the system. The relay protection technology learns the running status of the system through monitoring and analyzing of the data. It will send different signals to solve the problems happened in the system based on the characteristic of the protection device. In this article, I will make a choice of the configurations and selections in an existing 110kV power system. I will also make a relay protection design, based on the available parameters, to remove the fault and improve the stability of power system. Then, I will verify the rationality and accuracy of the design using the MATLAB simulation. The last, the effect of distributed power supply on the grid will shown on the MATLAB simulation.

Key words: relay protection; Protection configuration; Setting calculation; The distributed power supply.

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

第二章 保护的配置及保护选型 2

2.1 线路的保护配置和保护的选型 2

2.2 变压器的保护配置和保护的选型 2

第三章 短路计算 3

3.1 原始参数 3

3.1.1 原始接线简略图 3

3.1.2 已知参数 3

3.1.3 参数的初步处理 4

3.1.4 互感器的选择 5

3.2 短路电流计算 6

3.2.1 短路阻抗网网络简化（等效）图 6

3.2.2 短路电流的计算 7

第四章 整定计算 10

4.1 输电线路的保护整定计算 10

4.1.1 相间短路整定计算 10

4.1.2 接地短路整定计算 12

4.2 变压器保护整定计算 14

4.2.1 甲变电所变压器的保护整定计算 14

4.2.2 丙变电所变压器的保护整定计算 17

第五章 仿真分析 20

5.1 参数设定 20

5.2 短路仿真 21

5.3 分布式电源对系统的影响 24

第六章 结论 29

谢辞 30

参考文献 31

第一章 绪论

电力能源是当今世界使用最广泛、地位最为重要的能源，安全稳定运行地运行电力系统对国民经济、人民生活乃都有着极为重大的影响。110kV电网主要承担电能的短距离的传输以及城市配电的功能，在日常生活中应用十分广泛。由于负荷的不停变动，雷击、飞鸟等意外状况时有发生，系统的运行环境变得及其复杂，导致系统中各元件不可能一直保持正常、工作状态。因此，我们需要为电力系统提供一个有专门的技术的安全保障体系，其中，继保技术是重中之重。它可以快速及时地切除故障或发出警告，最大可能地维持住系统的稳定，保证供电的连续性，保障人的生命财产安全，预防和减轻设备的损伤。

传统的继电保护都是建立在对发生故障的了解之上的。研究主要包括功角特性、热过载在内的一系列的电力系统本身的动态工作特性问题。

接地短路的时候出现的大的过渡电阻，通常会很大地影响到保护装置的工作状态，导致装置误动、拒动，或者灵敏性不满足要求等。在遇到这样的状况的时候，我们往往可以采用零序电抗继电器或多边形特性距离继电器来克服过渡电阻。

继电保护装置由测量、逻辑和执行三个分工明确的部分共同组成。对作用于跳闸的继电保护装置，需要技术上的支持，使得保护快速、可靠动作，在多个保护同时启动时，选择对系统影响最小的方式切除故障的同时保证灵敏度。

为了满足以上要求，我们必须做到：电力设备和线路必须有主保护和后备保护，主保护是考虑系统的稳定和设备的安全；后备保护是在本段线路或者下级线路上的主保护和断路器拒动时，切除故障保护系统安全运行远离大电流损坏的备用手段。

各保护之间应该在灵敏度、选择性和动作时间上相互配合，将系统安全工作作为第一要务，然后再尽量减少因保护动作而引起的用户不便。

设置与可能发生的故障或不安定因素相对应的保护装置，切除这些故障和因素。

本次设计是根据《电力系统继电保护原理》进行设计的，主要是110kV电网的继电保护设计。根据保护的整定原则来计算SA、AB、SC线路发生三相短路时的电流和接地短路时的最大零序电流、各线路阻抗，确定各段保护的整定值。并通过保护之间的配合，确定三段式距离保护和三段式零序保护各段的动作时间，之后校验。然后，进行MATLAB仿真，验证计算结果。确定分布式电源的类型，接入位置和容量，仿真模拟电网的运行，分析分布式电源对继电保护装置动作的影响。本次设计主要由以下几个部分组成：

第一章简单介绍了本次课题的背景和意义，可能遭遇的继电保护方面的问题和对保护装置及系统提出的一系列的要求。

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