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1、 本科毕业设计(论文) 电网的零序电流保护设计 学 院 专 业 电气工程及其自动化 年级班别 学 号 学生姓名 指导教师 目 录0 绪 论10.1 本课题研究背景及意义10.2 继电保护的发展概况110.3 论文的主要工作21 原始资料分析32 系统各元件参数计算及各序网络图的绘制42.1 元件参数标么值计算42.2 正（负）零序网络图的绘制63 线路短路电流计算84 中性点直接接地系统的零序保护整定计算194.1 零序保护的概念与构成特点194.2 零序电流保护的整定原则204.3 对零序电流保护的评价244.4 220KV电网零序保护的整定计算255 结 论41致谢42参 考 文 献43附
2、录44摘要电力系统继电保护是保证电力系统安全稳定运行、限制电力系统大面积停电事故最基本和最有效的技术手段。零序电流保护广泛地作为电力系统接地短路的保护，根据接地短路时零序电流的出现和大小作为故障特征量，变压器接地方式、非全相运行、单相自动重合闸等因素对零序电流保护的运行产生重要的影响，必要时需要采取相应闭锁装置。本设计根据继电保护装置在电力系统中的应用，介绍了220kV电网继电保护的零序电流保护的整定设计。设计过程如下，首先对电力系统网络的参数进行计算，绘制出各序序网图，然后选择合理的运行方式，计算各母线发生各种金属性短路故障时通过线路保护装置的短路电流，根据所得数据及所选的运行方式选择最佳的
3、配合保护，并对各保护进行分析和整定计算，确定零序电流保护的整定值以及三相重合闸装置选型。关键词：闭锁装置；零序电流保护；三相重合闸 Abstract Power system protection is to ensure the security and stability of the power system operation，restrictions on a large scale power blackouts most basic and most effective technological meansZero-sequence current protection as
4、a broad grounding power system short-circuit protection According to a short ground zero sequence current size of the emergence and features as fault，transformer earthingphase operationSingle-phase automatic reclosing of factors such as zero-sequence current protection of the operation have a major
5、impact，need to take the necessary corresponding device According to the design of protective relaying equipment in the power system，the application Details on the 220 kV high voltage power grid relay the zero-sequence current protection of the entire set design Design process are as follows，first on
6、 the power system network parameters，to map out the sequence sequence network map then choose a reasonable mode of operation，Calculation of the bus occurred metallic short-circuit fault circuit protection device by the short circuit currentAccording to the data collected and choice of the mode of op
7、eration with the best choice of protection and the protection of analysis and tuning，identify zero-sequence current protection of the setting value and three-phase reclosing devices SelectionKey words：Locking devices；Zero-sequence protection；Three-phasematic reclosing 0 绪 论0.1 本课题研究背景及意义在中性点直接接地的电网中
8、，接地故障占故障总次数的绝大多数，一般在90%以上。线路的电压等级愈高，所占的百分比愈大。母线故障、变压器差动保护范围内高压配电装置故障的情况也类似，一般也约占70%80%。明显可见，接地保护是高压电网中最重要的一种保护4。该电网为中性点直接接地电网，对于系统中发生的接地故障，必须配置相应的保护装置。一般装设多段式零序电流方向保护，根据重合闸方式的不同，零序电流方向保护可采用三段式或四段式，根据非全相运行时，线路零序电流大小的不同，零序电流保护可能有两个一段或两个二段。对重要线路，零序电流保护的第二段在动作时限和灵敏系数上均应满足一定要求。当电网结构比较复杂时，运行方式变化又很大时，零序保护的
9、灵敏度可能变坏，应考虑选择接地保护，以改善接地保护性能，但是为了保护经高阻抗接地故障时相邻线路有较多的后备保护作用，同时也为选择性的配合，在装设接地保护的线路仍设有多段式零序电流方向保护。因此合理配置与正确使用零序保护装置，是保障电网安全运行地重要条件。从电网安全运行地角度出发，电网对継电保护装置提出了严格地“四性”要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性；因此，电网中継电保护定值的整定计算工作，一直是継电保护人员地一项重要工作，它直接关系到电网运行的安全，做好这项工作是电网安全运行地必要条件。本设计中，我通过零序电流保护和自动装置的设计配置原则，综合运用所学专业知识，对电网的零序电流保护科学地
10、进行整定。0.2 继电保护的发展概况1继电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。电力系统中的短路是不可避免的。短路必然伴随着电流的增大，因而为了保护发电机免受短路电流的破坏，首先出现了反应电流超过一预定值的过电流保护。19世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用与断路器的一次式（直接反应于一次短路电流）的电磁型过电流继电器。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理，导致了距离保护装置的出现，并在20世纪50年代完善了行波保护装置和发展了半导体晶体管式继电保护装置。在80年代后期，标志着静态继电保护从第一代（晶体管式）向第二代（集成电路式）
11、的过渡。90年代向微机保护过渡。目前，微机保护装置已取代集成电路式继电保护装置，成为静态继电保护装置的主要形式。随着新的零序电流互感器系列的灵敏性不断地完善，用于电力系统产生零序接地电流时，与继电保护装置或信号装置配合使用，使装置元件动作，实现保护或监控的实用性更强。一些新研究成果如LZH-LJK/LXK 系列零序电流互感器适用于电缆线路，采用ABS 工程塑料外壳，树脂浇注成全密封，绝缘性能好，外型美观，具有灵敏度高，线性度好，运行可靠，安装方便，可根据系统的运行方式（中性点不接地、电阻接地、消弧线圈接地）选用相适应的零序电流互感器已不断诞生6。继电保护是电力学科中最活跃的分支，在20世纪50
12、至90年代的40年时间走过了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式和微机式五个发展阶段。电力系统的快速发展为继电保护技术提出艰巨的任务，电子技术、计算机技术、通信技术又为继电保护技术的发展不断注入新的活力，因此可以预计，继电保护学科必将不断发展，达到更高的理论和技术高度。0.3 论文的主要工作 在本论文的设计初期，通过阅读大量的文献，提高对继电保护理论的理解。由于仿真的需要，也要学习电力系统综合分析软件PSASP的操作。然后对原始材料进行分析，计算系统中各元件的参数，绘制出各序的网络图，并在仿真软件里建系统进行仿真验算，再对系统的运行进行暂态分析和潮流。在设计中期，主要是对零序电流保护的整定。首
13、先，整理继电保护中的大短路电流接地系统中的零序电流保护的整定原则，然后再去提取所要用到的零序电流的数据。其次，根据接地短路时变压器接地方式、非全相运行、三相自动重合闸的影响，整定出一套动作快、灵敏度高、选择性强的零序电流保护。在设计的后期，有两个任务：一是按照格式写论文，二是按照要求修改论文。1 原始资料分析1.1系统接线图及参数：附图1 220KV系统图2 系统各元件参数计算及各序网络图的绘制2.1 元件参数标么值计算取基准容量,基准电压为平均额定电压，根据附图1、附表1和附表2的数据计算各元件的各序电抗标幺值。2.1.1 发电机的参数1、W厂水轮发电机（1）MVA机组 （2）295.29M
14、VA机组 2、R厂水轮发电机 3、S系统 4、N系统 2.1.2 线路的参数1、60km线路 2、230线路 3、250线路 4、185km线路 5、30km线路 6、170km线路 2.1.3 变压器的参数1、W厂（1）60MVA变压器（2）240MVA变压器（3）20MVA变压器2、R厂3、系统S、N（1）各侧短路电压百分比：（1-高压侧 2-中压侧 3-低压侧）则各侧电抗2.2 正（负）零序网络图的绘制2.2.1 正序、负序、零序等值阻抗根据2.1系统各元件参数归算结果和变压器中性点接地情况，我们可以画出该系统的正序、负序和零序等值阻抗图，分别如图2-1（a）、图2-2（a）和图2-3所示。各元件参数结果（标幺值）一并标示在图中，同时对等值阻抗分别进行简化（简化过程略），简化结果如图2-1（b）、图2-2（b）和图2-3所示。 （a）（b）
