引言而隨著電子技術和計算機技術的發展，電力系統的繼電保護也突破了傳統的繼電保護形式，出現了電力系統微機保護。目前，我國的微機保護技術已趨於成熟，各種型別的微機保護裝置已在全國各大電力網路中投入執行。為此本設計對簡單電力網進行微機保護配置。
本設計的題目是《某地區單電源環網電力系統繼電保護》，即對110kv電網的繼電保護配置及整定。此設計是根據內蒙古工業大學電力學院本科生畢業要求而進行的畢業設計。
這裡主要介紹的是微機保護在110kv電力網路的應用及繼電保護的設計原理，內容分為：裝置介紹、電力系統接地與互感器選擇、電力系統短路計算、輸電線路保護的配置與整定計算、保護效能分析等幾部分。電力系統繼電保護的形式和原理在不斷更新，但總體的設計原則是相同的，都要滿足保護的基本要求。
本次設計由楊炳元老師擔任我們小組的指導教師。設計過程中，得到了楊炳元老師及電力系其他老師的悉心指導，在此表示衷心的感謝。
由於編寫人員的理論知識和實踐經驗所限、編寫時間倉促，書中難免有缺點和錯誤，敬請老師批評指正。
第一章緒論
繼電保護在電力系統中的主要作用是通過預防事故或縮小事故範圍來提高系統執行的可靠性，最大限度地保證向使用者安全供電。因此，繼電保護是電力系統重要的組成部分，是保證電力系統安全可靠執行的不可缺少的技術措施。而自2023年我國第一套微機保護樣機通過鑑定以後，便有許多不同型號的微機保護裝置即被生產，以適應電力系統生產的需要，微機保護以其優越的效能得到廣泛的應用。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。
1.1 微機繼電保護的發展
微機具有高速運算、邏輯判斷和記憶能力，微機保護是通過軟體程式實現的，具有極大的靈活性，也因而微機保護可以實現很複雜的保護功能，也可以實現許多傳統保護模式無法實現的新功能。許多傳統保護模式存在的技術問題，在微機保護中找到了解決的辦法。可靠性是繼電保護的生命，微機保護採用了許多傳統保護無法實現的抗干擾措施，有效地防止了保護的誤動和拒動。
目前，微機保護的平均無故障時間長達十萬小時以上，這說明了微機保護是十分可靠的。
傳統的繼電保護裝置，除錯工作量很大，尤其是一些複雜的保護，而微機保護幾乎不用除錯。因此，微機保護不象傳統保護那樣，逐台做各種模擬試驗來檢測保護裝置的功能。並且微機保護具有自診斷能力，能對硬體和軟體進行檢測，一旦發現異常就會發出報警。
隨著大規模積體電路技術的發展和微機的廣泛應用，我國的微機保護裝置**已和傳統保護**持平或更低，在效能**比方面更具優勢。微機是乙個智慧型裝置，可實現多種功能，微機保護裝置的多功能化也提高了其經濟性。且由於微機保護裝置的功耗較傳統保護裝置的功耗小，其執行維護費用較低。
總之，微機保護的效能優於傳統保護，特別是從發展的觀點來看更是如此。
1.2 微機保護裝置的特點
電力系統微機保護裝置之所以能被推廣和應用，是因為它具有傳統繼電保護無法比擬的優越性。微機繼電保護裝置具有以下特點：
1.2.1 維護除錯方便
目前國內大量使用的整流型或電晶體型繼電保護裝置的除錯工作量很大，尤其是一些複雜保護，例如距離保護，除錯一套常常需要一周，甚至更長的時間。究其原因，這類保護裝置是佈線邏輯的，保護的每一種功能都有相應的硬體器件和連線來實現。為確認保護裝置是否完好，就需要把所具備的各種功能通過模擬試驗來校核一遍。
微機保護則不同，它的硬體是一台計算機，各種複雜的功能是由相應的軟體來實現的。換言之，它是乙個只會做幾種單調的、簡單操作的硬體，配以軟體，把許多簡單操作組合完成各種複雜功能的。因而只要用幾個簡單的操作就可以檢驗微機的硬體是否完好。
或者說如果微機硬體有故障，將會立即表現出來，如果硬體完好，對於以成熟的軟體，只要程式和設計時一樣（這很容易檢查），就必然會達到設計的要求，用不著逐台作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。實際上如果經檢查，程式和設計時的完全一樣，就相當於佈線邏輯的保護裝置的各種功能已被檢查完畢。一般微機保護裝置都具有自檢功能，對硬體各部分和存放在eprom中的程式不斷進行自動檢測，一旦發現異常會發出警報。
通常只要接上電源後沒有警報，就可確認裝置完好。所以對微機保護裝置可以說幾乎不用除錯，從而大大減輕了執行維護的工作量。
1.2.2 可靠性高靈活性大、體積縮小
計算機在程式指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現常規保護很難辦到的自動糾錯，即自動地識別和排除干擾，防止由於干擾而造成的誤動作。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬體的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。由於計算機保護的特性主要有軟體決定，因此，只要改變軟體就可以改變保護的特性和功能。
從而可靈活地適應電力系統執行方式的變化。一套微機保護裝置，可以實現多種保護功能，例如一套wxb——11型保護裝置，配置了四個硬體完全相同的cpu外掛程式，分別完成高頻保護、距離保護、零序保護、綜合重合閘等功能。因此在組屏時，體積要縮小，便於現場的按裝維護。
1.2.3 易於獲得附加功能效能較好
應用微型計算機後，如果配置乙個印表機，或者其它顯示裝置，可以在系統發生故障後提供多種資訊。例如保護各部分的動作順序和動作時間記錄，故障型別和相別及故障前後電壓和電流的波形記錄等。還可以提供故障點的位置。
這將有助於執行部門對事故的分析和處理。由於計算機的應用，使很多原有型式的繼電保護中存在的技術問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區別振盪和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。
第二章電力系統接地與互感器選擇
電力系統的中性點是指：三相電力系統中星形連線的變壓器或發電機中性點。目前我國的電力系統採用中性點接地方式，通常有中性點不接地，中性點經過消弧線圈繞組接地和中性點直接接地三種方式。
中性點直接接地電網中發生單相接地故障時，通過中性點直接接地，在故障相中流過很大的短路電流，所以這種電網又稱為大接地電流電網。一般110kv及以上電壓等級的電網都採用中性點直接接地方式。
互感器包括電流互感器（ta）和電壓互感器（tv），作用是將一次迴路的高電壓和大電流變為二次迴路標準的低壓和小電流，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，並使其結構輕巧、**便宜，便於安裝。並將二次裝置與高電壓部分隔離，且互感器二次側均接地，保證了人身和裝置的安全。
2.1 變壓器中性點位置及接地台數的選擇
如何選擇變壓器的中性點的執行方式，是一種比較複雜的綜合性的技術經濟問題，不論採用那一種執行方式，都涉及到供電可靠性、過電壓絕緣配合、繼電保護和自動裝置的正確動作、系統的布置、電訊及無線電干擾、接地故障時對生命的危險以及系統穩定等一系列的問題。
2.1.1 變壓器中性點接地原則
系統中全部或部分中性點直接接地是大接地系統的標誌。其主要目的是降低對整個系統絕緣水平的要求。但中性點接地變壓器的台數、容量及其分布情況變化時，零序網路也隨之改變，因此，同一故障點的零序電流分布也隨之改變。
所以變壓器的中性點接地情況改變，將直接影響零序電流保護的靈敏性。因此對變壓器中性點接地的選擇要滿足下面兩條要求：不使系統出現危險的過電壓；不是零序網路有較大改變，以保證零序電流保護有穩定的靈敏性。
根據上述兩條要求，變壓器中性點接地方式選擇的原則如下：
1）、在多電源系統中，每個電源處至少有一台變壓器中性點接地，以防止中性點不接地的電源因某種原因與其他電源聯絡時，形成中性點不接地系統。
2）、每個電源有多台變壓器併聯執行時，規定正常時按一台變壓器中性點直接接地執行，其他變壓器中性點不接地。這樣，當某台中性點接地變壓器由於檢修或其他原因切除時，將另一台變壓器中性點接地，以保持系統零序電流的大小與分布不變。
3）、兩台變壓器併聯執行，應選用零序阻抗相等的變壓器，正常時將一台變壓器中性點直接接地。當此接地變壓器退出執行時，則將另一台變壓器中性點直接接地執行。
4）、220kv以上大型電力變壓器都分級絕緣，且分為兩種型別；其中絕緣水平較低的一種(500kv系統，中性點絕緣水平為38kv變壓器)，中性點必須直接接地。
5）、在雙母線按固定方式連線的變電所，每組母線上至少應有一台變壓器直接接地，當母線聯絡開關斷開後，每組母線上仍保留一台中性點直接接地的變壓器。
2.1.2 網路接地方式的設計
根據上述變壓器的接地原則，得到本網路變壓器中性點的接地方式為：發電機g1側的兩台併聯容量為40mva的變壓器，其中一台中性點直接接地，b、c兩變電所各有兩台併聯執行的容量為20mva的變壓器，將兩台併聯執行的變壓器其中一台中性點直接接地。若該變壓器停運時，則將另一台中性點不接地的變壓器改為中性點直接接地；發電機g2側只有一台60mva的變壓器，d點變電所也只有一台容量為20mva的變壓器，所以將次兩台變壓器的中性點都直接接地。
共五颱變壓器中性點直接接地。
2.2 電流互感器的選擇
電流互感器是將一次迴路的大電流變為二次迴路的小電流，並使測量儀表和保護裝置標準化小型化，便於安裝。
2.2.1 電流互感器的作用
1）、電流互感器將高壓迴路中的電流變換為低壓迴路中的小電流，並將高壓迴路與低壓迴路隔離，使他們之間不存在電的直接關係。
2）、額定的情況下，電流互感器的二次側電流取為5a，這樣可使繼電保護裝置和其它二次迴路的設計製造標準化。
3）、繼電保護裝置和其它二次迴路裝置工作於低電壓和小電流，不僅使造價降低，維護方便，而且也保證了執行人員的安全。
4）、電流互感器二次迴路必須有一點接地，否則當一，二次擊穿時，造成威脅人身和裝置的安全。
2.2.2 電流互感器的選擇和配置
1）、一次電壓：ug≤un ug≤110kv
其中 ug-------電流互感器安裝處一次迴路工作電壓；
un-------電流互感器的額定電壓。
2）、一次迴路電流的選擇：電流互感器的一次電流一般應取 ita≥1.25in，
其中 in--------發電機或變壓器的額定電流；
即in為對線路應是最大負荷電流：
igmax=sn/un=3×50/×110=787.296a=in
ita≥1.25in=1.25×787.296=984.12a
3）、二次側電流的選擇：由於發電廠電氣裝置選擇的規定，強電力系統的電流互感器二次側額定電流為5a。
環藝設計畢業設計指導書
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