35kV电网继电保护设计

III35kV电网继电保护设计摘要：在当今这个社会人们对用电有着非常大的需求是不可缺少。在当今这个社会人人知晓，用途也非常的广泛当中的地位也是站在高峰也对国民有着很大的困扰和影响。此论文的题目也是与电力有这很大的联系是35kV电网继电保护设计，论文的最重要的部分就是继电保护仿真，在此之前要进行很多的步骤比如设计主接线并计算其中的短路计算和继电保护的整定计算。然后就是仿真的主要是在变压器和用电设备之间的线路进行保障工作保证能安全的运行、以及对线路故障发生时进行继电保护来对供电完成及时的切除工作，对电网的结构、电压、线路长度、运行方式的要求，论文的最后用matlab进行线路故障时来完成继电保护的仿真工作，针对这个方面进行以下论文的撰写。关键词：35kV电网继电保护保护装置短路电流计算matlabAbstractIntoday'ssociety,Intoday'ssociety,peoplehaveaverylargedemandforelectricityisindispensable.Intoday'ssocietyeverybodyknows,theuseisalsoveryextensiveamongthestatusisalsostandinginthepeakalsohastheverybigpuzzleandtheinfluencetothenational.Thetopicofthispaperisalsothe35kVpowernetworkrelayprotectiondesign,themostimportantpartofthepaperisrelayprotectionsimulation,beforethis,therearemanystepssuchasdesigningthemainwiringandcalculatingtheshortcircuitcalculationandsettingcalculationofrelayprotection.Then,thesimulationismainlytoensurethesafeoperationofthelinesbetweenthetransformerandthepowerequipment,andtocarryouttherelayprotectionwhenthelinefaulthappenstocompletethepowersupplyintime,intheendofthepaper,Matlabisusedtofinishtherelayprotectionsimulationwhenthelinefaultoccurs,andthefollowingpapersarewritteninthisrespect.Keywords：35kVPowerGridRelay；Protection；Shortcircuitcurrentcalculation；matlab

绪论研究背景意义当今社会上的电网构成继电保护的都是由三个部分组成分别是；比较部分、逻辑部分和执行部分三种。保护装置主要的分为主保护、后备保护和辅助保护，主保护是能够快速地找出故障电路并进行安全的切除保障，后备保护是主要的故障电路不动作时来切除故障的保护，辅助保护是用来补充以上保护的简单保护。继电保护是电力系统对安全的影响非常的重要,要保证电力的工作稳定和确保线路的正常的传输电力，也要在其他的方面进行正当的安全措施工作，在如今继电保护是非常有着很大的影响也是最具有安最可靠的方式REF_Ref19398\w\h[1]显而易见的应该要求它能够正确地对电路故障时发生不必要的接触时应该对此继电保护来切除故障电路，以实现保护。随着当前国内外的发展，有很多大型机器进入行列运行，对继电保护的有着新的要求。记得能保护是电力系统的重要组成部分是安全的保障也为电气系统有着强大的压力所以说做好电网保护工作非常的重要也是必不可少的阶段系统的事故可依个人带来很大的影响造成社会性的灾难给人的生活造成经济的损失。国内外研究现状随着科学进步的发展我国的电子技术和通讯即使有着很好的发展余力，当前的国内外的继电保护技术都发展成为了自动计算机化网络和各种方面的都实现了人工和智能的一体化。进入了新的时代国内外的发展技术都有了突飞猛进的发展，特别是各种继电保护都实现了计算机网路在通信和监控的这一个方面也是继电保护的重要组成部分以后可能当今发展的更为突出能够实现远距离的保护和故障的切除动作也和各个领域有着一体化的发展。研究内容（1）35kV线路应按近后有双套的，能快速的的反应各种故障和选择性的故障保护。应该有跳闸保护，断路器失灵保护、过电压保护的各种动作根据各个保护的电压要求，对产生过电压线路配置双套电压保护。再有串联的线路的电路中，需要宇多的电流保护其中就有双套的电流保护他是最具有影响的保护设备也是最主要的保护。对线路以及起的的输电线路中应该有分叉和许多相路的电流的保护差动的动作，同时应该具备过电压的保护功能和过后的后备保护。双重配置的线路每一组之保护断路器的一组保护线圈。显著的继电保护工作对保护的要求以及其他设备的使用保护方法。电气主接线设计主接线设计资料原理图图2.1主接线原理图主接线的基本要求主接线需要很多的基本要求，对电路的稳定性然后能共对各个供电设备的稳定进行输电工作也是非常的简约和方便，主接线的稳定性在运行中非常的稳定能进行电路的输电工作。所以主接线的设计，要对一次设备对供电可靠性的工作影响，还要对继电保护二次设备的故障可靠性的影响，可靠性不是绝对的也可以是相对的，一种主接线对变电站是可靠的，而另一些变电站不是可靠的REF_Ref21576\w\h[2]。速动性是主要表现在当线路故障时很快的进行切除，不像别的保护需要很复杂的设备并且当线路放生故障时需要进行停止工作来进行故障检修这并不能很好地保障电路的工作效率，检修安全，停运电路器的方便、以及对保护母线及其继电器，进行安全的检查REF_Ref21994\w\h[6]，并不对用户的供电有着影响。经济性是指在主接线设计中，经济性与可靠性他们之间是相互矛盾的。想要保证电能的效率就要有高质量的设备以及智能的自动化设备，然后就在资金的方面进行了增加，所以要在这两方面都要实现的前提下应该要考虑经济资金。所以的话经济性主要是在节省了电线在空中占地已经其他的工作于上的减少。主接线的选择和设计技术比较：对于110KV侧，他的供电要求比较有很大的需求，所以为了保证供电的稳定性和舒适性选择各种的搭线接线。对于35kV电压侧，他的供电确保性要求很非常高，所以采用双回路指定供电，为了供电的稳定性和舒适性，应该要应选择指定的接线。资金比较：征求在配电装置的各个方面，包括设备的检修和故障电路输电时都与要很夺多经济方面的并且上一个方案线路比较复杂所以需要很多的电线来完成对其中的输电所以不能选择第二种的方案比较检阅也有很好的输电功率何乐而不为也能实现双赢，所以要选择方案二。主变压器形式要有很好的稳定性和安全性这样的方法需要电路中要有保障的变压器为了工作运行的有所保障要对进行条件检验要满足稳定性和速动性，当如该有着更大的电压时要保证电路正常运行需要多个相同的绕组变压器因为这个变压器的特点正好满足次课题的需求，工作维修需求量也很小，此变压器的经济少所以需要多台也没有很多的资金。装有两台及以上主变压器的变电所，其中REF_Ref25462\w\h[3]有一台发生故障时崎岖的变压器要保证达到线路的符合电压并保户一级和二级全部负荷的供电。短路电流的计算短路电流计算条件（1）电路的接线需用率要满足最大限制的电压量，当出现故障短路要满足电流的极限的接线方式。（2）要满足多项短路的电流的计算结果。（3）对于多线性的网络，当正常的短路时电路中的设备影响就会越大，所以为了以后的方便要用最大的境况来进行对线路的检验[5]。（4）按故障电路发生不正常的工作时间时间计算，对于热量的保证工作有着不必要的不动作，后面的储蓄供电电路时间要进行计算的结果;对于故障的切断能力校验,按在保护故障时的工作的时间进行的。短路电流计算的选择短路电流计算可以采用基本参数计算，也可以用标么值计算，多疑的话短路的电路的计算要满足各类的情况来采用不同的计算方式在其他的计算过程中需要满足各类的电网的电压进行短路电流的选择计算来计算短路电流的过程。当中6kV电压等级的平均电压为6.3kV,10kV电压等级的平均电压为REF_Ref26083\w\h[4]10.5kV,35kV计算发电机电抗标幺值公式为（3-1）式中：——次暂态电抗标幺值(额定容量下）；、——基准容量、额定容量（MVA）。（2）变压器电抗标幺值计算（3-2）式中：——短路阻抗电压；其他符合含义同前。（3）线路阻抗标幺值计算。线路的阻抗在通常情况下用有名值表示，当时，取。（3-3）（3-4）式中：、——线路阻抗、电抗有名值（Ω）；——基准电压；其他符号含义同前（4）三相短路电流计算（3-5）式中符号含义同前（5）两相短路电流计算（3-6）式中：——三相短路电流。并计算结果为下表所示表3.1短路电流计算结果序号名称值1基准电流（kA）2系统电抗标幺值3线路电抗标幺值4变压器电抗标幺值电气设备的选择与检验电气设备选择的基本原则与方法电气设备要达到工作的各项指标和设备的检修不必要的恶劣条件不要满足以上的选择，要满足其余的工作的型号。工作作电压选择电气设备的额定电压最大负荷电流选择电气设备的额定电流按短路条件检验电气设备的动稳定和热稳定短路热稳定校验热稳定的条件（4-1）式中：——短路电流的稳态值；——短路电流的假想时间；——设备的热稳定时间。短路动稳定校验稳定的条件（4-2）式中：、——短路电流的冲击值和冲击有效值；高、低压一次设备的选择与校验高低压的牙呲设备的校验和发生故障电路时的各方面的需求，并进行了以下的检验。如表4.1所示。表4.1高压各种电气设备校验表设备名称额定电压额定电流额定开端电流动稳定热稳定高压断路器√√√高压隔离开关√√√√高压熔断器√√√√√电流互感器√√√√电压互感器√高压电容器√√母线√√√电缆√√√√支柱绝缘子√√√套管绝缘子√√√√低压一次设备的选择与高压一次设备的选择一样，动稳定和热稳定性一般不用用来校验，如表4.2所示。表4.2低压各种电气设备校验表设备名称额定电压额定电流额定开端电流高压断路器√√√低压刀开关√√√低压断路器√√√电流互感器√√电压互感器√低压电容器√母线√电缆√√支柱绝缘子√√套管绝缘子√√熔断器和隔离开关的选择与校验熔断器的选择熔断器的选择要符合电压的最大值否则要击穿和他们的前提下满足很高的电压设备发生故障时进行动作的保护；短路器额定电压应与新路额定电压相同，不得降低电压使用（4-3）熔断器的额定电流应不小于它所装熔体的额定电流；（4-4）保护线路的熔断器熔体电流的选择（4-5）要不小于电路计算电流。熔断器的检验对限流式熔断器断流能力：（4-6）非限流式熔断器推流能力：（4-7）不要再短路电流到达冲击值之前王城每户并且出故障短路不。具有断流能力上下限的熔断器断流能力：（4-8）（4-9）隔离开关的选择要在保证开关的环境能正常的使用和在一定的条件下选择型号；在不发生故障电路下，选择标准的电压的额定数值和电压的设备的电流按最大可能的短路电流校验动稳定性和热稳定性，开关电器断流能力校验高压断路器的选择高压断路器在电这个方面是个很大的需求也是在电路中普遍应用的，他必须要有自己的安装的范围之内和环境的允许条件来对其选择类型，其他的断路器有着很大的应用率也是比其他断路器的有着很大的优势。所以他是最重要的一项断路器，其他的断路器并不能代替他的存在[6]。额定电压选择：额定电流选择：额定开断电流选择：额定关合电流选择：热稳定校验：动稳定校验：互感器的选择与校验电流互感器的选择与校验二次的符合电压要满足其中的条件条件为25%—100%负荷，当功率因数0.8，其中个别的电流误差相位误差不能大于规定数值。计量用：0.1、0.2、0.5、1、3、5（电流误差）保护用：5P、10P（电流误差1%、3%；复合误差5%、10%）；型号选择：安装的环境条件和工作条件；额定电压的选择：不能小于装点的线路额定值；变比选择：二次侧额定电流要有数值，有很多的规格选择所以要保证一次额定电流小于线路计算电流；准确度的选择：计量用：0.2-0.5级；测量用：1.0-3.0级；保护用：10P级；电压互感器的选择与校验电压互感器的选择型号它是通过很多方面的考虑来完成的比如互感器的工作环境；额定电压的选择是用来不能小于装点的线路额定值；确保度选择是来用电压的选择以及其中的标准值来对电压互感器的检验对照他们之间的各项数值进行完整的选择[8]。计量用：0.5级以上；测量用：1.0或3.0级；保护用：3P和6P级；（4）变压器的一次二次都有熔断器，可以不必要的来检测其中的稳定数值包括动稳定和热稳定；继电保护设计与整定计算电力系统继电保护的要求与继电保护装置继电保护为了在自己的工作和任务要满足各方面的需求比如选择性、速动性、灵敏性和可靠性这些基本要求对于万网的继电保护，对于反映不正常的运行情况的保护装置可以有效的对着几个方面的降低[9]。在电路系统中发生线路的不正常工作时，应该对发生故障的线路进行从系统中进行排除，当故障设备不能进行正常的工作时应对其相邻的设备。速动性是当继电保护装置发生故障时要在电路中快速地切除故障减少设备的经济损失和设备的宿淮成都来提高稳定性。灵敏性就是在当继电设备发生故障时或不正常运行时保护设备的法术的速度的反映能力要满足设备的灵敏性要在规定的故障稚嫩来完成并且很简单的做出故障位置的分析然后进行快速的接触故障电路[7]。可靠性有安全性和信赖性是继电保护的最根本的要求，安全性是在不进行大功率的工作下要保证电路的安全和可靠的运行，其中对这两方面有着很大需求。继电保护设计35kV和以上的电网继电保护中，所有的电力折别和线路都应该装设线路短路短路电流的故障反应和几点报的装置。通常情况下应包括主保护和后备保护。所以主保护是能够快速地找出故障电路并进行安全的切除保障，后备保护是主要的故障电路不动作时来切除故障的保护，辅助保护是用来补充以上保护的简单保护。后备保护可包括近后备和远后备两种作用，所以根据以上的判断来进行线路的电网的继电保护设计如图5.1所示。图5.135kV的等效电路图电网有三处电源，35KV侧电网可以是向两端电源供电，根据功率方向的不同可以把此等效电路上的的断路器分为一、三、五和二、四、六为两组，这样的话可以把35kV的等效双电源电路等效成两条单电源供电的线路然后此过程能方便计算所在保护的整定的计算。QF5所装保护的整定计算保护I段计算考虑用瞬时电流速断保护动作电流：（5-1）校验：不满足（5-2）主要运行方式时最大保护区：主要运行方式时的等效阻抗：（最大运行方式下）动作电流：（5-3）动作电压：（5-4）校验：主要运行方式时的等效阻抗（最小运行方式下）此保护基本尚能保护到线路全长，所以不用II段保护保护III段整定计算动作电流：（5-5）校验：（不满足远后备（5-6）（满足远后备）动作时限：QF3所装保护的整定计算保护I段计算考虑瞬时电流速断保护动作电流：（5-7）不合理，用瞬时电流电压压联锁保护，主要运行方式时最大保护区：最小运行时的电抗：整定电流：（5-8）符合要求最大运行时的电抗：（5-9）不符合要求保护II段整定计算动作电流：（5-10）动作电压：校验：（满足要求）动作时限：保护III段整定计算（满足要求）动作时限：QF1所装保护的整定计算保护I段整定计算动作电流：（5-11）最大运行等效阻抗：（5-12）最小运行等效阻抗：满足要求保护II段整定计算动作值：（5-13）校验：不满足电流素缎保护动作电流：（5-14）动作电压：（5-15）校验：不满足要求与相邻线路电流电压联锁限时电流配合动作电流：（5-16）电压：校验：满足要求动作时限：保护III段整定计算动作电流：（5-17）校验：满足要求动作时限：保护I段整定计算考虑瞬时电流速断保护：动作电流：（5-18）不满足要求。考虑瞬时电流电压联锁保护：主要运行时的长度：（5-19）最大运行是的阻抗：动作电流：校验：不满足最小运行时的阻抗：动作电流：动作电压校验：满足要求保护III端整定计算动作电流：（5-20）校验：不满足要求QF6所装保护的整定计算保护I段整定计算动作电流：（5-21）变压器等效阻抗：保护II段整定计算动作电流：校验：不满足要求限时电流电压联锁速断保护的整定：动作电流：校验：不满足要求则需要用距离保护II段来保护。保护III段整定计算动作电流：校验：不满足要求不满足要求低电压闭锁定时限过流保护整定计算：动作电流：（5-22）校验：不满足要求不满足要求相间短路的电流、电压保护的灵敏度不能够满足要求，所以御用极力保护III段来保护。MATLAB仿真MATLAB仿真软件的简介MATLAB原为矩阵实验室是用来提供通往LINPACK和EISPACK的矩阵软件报接口的。后来渐渐发展成为通用科技计算、图示交互系统和程序设计语言。在欧美高等院校，MATLAB已经成为应用线性代数、自动控制理论、数字新后处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。REF_Ref29159\w\h[15]主接线图的建模图6.1主接线建模图线路的仿真与分析况仿真与分析图6.2正常时曲线图线路故障仿真与分析1秒35kV线路发生单相接地短路出现了电压、电流、功率曲线曲线，分别故障时电压降低电流升高有功功率发生波动。图6.3发生故障时曲线图故障继电保护仿真分析1秒35kV线路发生单相接地短路1.1秒时进行了继电保护切除故障查看电压、电流、功率曲线的变化图6.4发生故障继电保护时曲线图总结经过这一段时间的努力论文的写作结束了，真的很珍惜最后的这段时间，在这短时间里指导老师和同学对我的帮助我始终忘不了在论文基本成型之后，再次之时我也在想毕业论文完成寓意着什么？本次毕业论文的主要内容是对电网的继电保护设计，其中对继电保护完成了设计保护然后进行电路的仿真，当电路进行运转的时候心情是如此的开心，短路电流的计算需要采取很多的参数来进行接下来的整定计算中的I、II、III断保护计算，对故障的进行的分析。本次的设计是单相接地短路的故障，当线路正常时的电流、电压和功率的曲线图。当线路短路故障时的电流、电压和功率变换的曲线图然后进行继电保护的切除工作，做出在保护时的仿真曲线图。

参考文献王安龙,孙一飞,张家然,张旗,王楚淇,李文涛.电力系统继电保护运