《电力系统继电保护课程设计报告综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统继电保护课程设计报告综述（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、闽南理工学院电力系统继电保护课程设计报告（20122013学年 第一学期）题 目 100MW发电机组继电保护自动装置的整定计算系 别 电子与电气工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0920325 学 号 092032512 姓 名 指导教师 黄新 完成时间 2012.11.26 评定成绩 目 录第一章 绪 论11.1继电保继电保护概述11.2 课程设计的主要内容及基本思想21.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标21.2.2课程设计的基本思想及设计工作步骤3第二章 发电机变压器组参数及系统运行方式42.1 100MW发电机组一次电气主接线方式42.2 主要设备型号及参数52.2.1
2、发电机的选型5QFSN100-252.2.2变压器的选型单元接线的主变压器62.3系统运行主变压器和发电机中性点接地方式62.3.1变压器中性点接地方式62.3.2发电机中性点采用非直接接地方式72.4相关短路点及短路方式的选择72.4.1基准值选择72.4.2线路等值电抗计算72.4.3变压器等值电抗计算72.5 短路计算点的选择82.5.1电网等效电路图82.5.2 系统阻抗计算82.5.3 d6点短路计算82.5.4 d3点短路计算92.5.5 整定电流选择9第三章 发电机变压器组保护配置的选取及整定原则93.1发电机部分发电机纵差保护整定103.2变压器部分-瓦斯保护113.2.1 变
3、压器瓦斯保护的作用113.2.2 变压器轻瓦斯保护的原理123.2.3 轻瓦斯保护的整定12第四章 继电保护整定计算124.1发电机部分发电机纵差保护整定124.2继电保护整定计算结果一览表13第五章 实训总结14第六章参考文献1416第一章 绪 论1.1继电保继电保护概述电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路，最常见的不正常运行状态是过负荷，最常见的短路故障是单相接地。这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行，这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运
4、行状态。 所谓继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本作用是： 当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏。 当系统发生不正常状态时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分，对保障系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。为完成继电保护的基本任务，对于动作于断路器跳闸的继
5、电保护装置，必须满足以下四项基本要求： 选择性选择性是指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。继电保护装置的选择性，是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值，使各级保护相互配合而实现的。 快速性 为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免和减轻电气设备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。但是，并不是对所有的故障情况，都要求快速切除故障，应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用，来确定其保护的动作速度。 （3）灵敏性 灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能
6、力，一般以灵敏系数K表示。灵敏系数K越大，说明保护的灵敏度越高。每种继电保护均有特定的保护区(发电机、变压器、母线、线路等)，各保护区的范围是通过设计计算后人为确定的，保护区的边界值称为该保护的整定值。 可靠性可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作，而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。保护装置拒绝动作或误动作，都将使保护装置成为扩大事故或直接产生事故的根源。因此，提高保护装置的可靠性是非常重要的 以上对继电保护装置所提出的四项基本要求是互相紧密联系的，有时是相互矛盾的。例如，为了满足选择性，有时就要求保护动作必须具有一
7、定的延时，为了保证灵敏度，有时就允许保护装置无选择地动作，再采用自动重合闸装置进行纠正，为了保证快速性和灵敏性，有时就采用比较复杂和可靠性稍差的保护。总之，要根据具体情况 (被保护对象、电力系统条件、运行经验等)，分清主要矛盾和次要矛盾，统筹兼顾，力求相对最优。1.2 课程设计的主要内容及基本思想 本次设计的主要内容是一个100MW火力发电厂的电气二次部分设计。在这次设计中一共分通过以下几个步骤来完成成本次的设计任务。1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标1、电厂规模与主要技术指标：（1）装机容量: 装机3台，容量分别为 2X25+50=100MW, UN=10.5KV（2） 保证供电安
8、全、可靠、经济；2、主要内容：（1）确定保护配置：根据设计任务书，分析原始资料与数据，对电厂扩建发变机组进行保护配置的选取（2）整定计算：选择发电机变压器的保护配置对其进行整定计算。（3）绘制保护配置图：根据电气主接线发变机组的保护要求，绘制保护配置图1.2.2课程设计的基本思想及设计工作步骤1.主变压器的选择 发电厂100MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL50002000火力发电厂设计技术规程的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。2.保护配置 发变机组的保护是保证电网的安
9、全可靠、经济运行的关键，是提高供电可靠性的基础。 发变机组的保护配置选取原则是：确定保护配置方案时应遵照现行有关继电保护的国标GB/T15145-94发电机变压器保护装置通用技术条件、行标DL/T587-1996微机继电保护运行管理规定、反事故措施要求等规定；配置的保护性能完善、动作快速、功耗小、便于运行、维护；配置的保护应为具有相应电压等级系统成功运行经验的微机保护；保护选型同时要有利于标准化和规范化管理。应可靠性、灵活性和经济性的要求。3、继电保护整定计算短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。继电保护整定计算是发电厂和变电所电气二次设计的主要计算项目，它涉及接线方式
10、及保护设备选择。保护整定的计算对保护方式的选择起到验证的作用，能够更合理的对发变机组的保护配置进行选择，保证系统的安全可靠性。第二章 发电机变压器组参数及系统运行方式 2.1 100MW发电机组一次电气主接线方式该电厂两台100MW汽机发电机组采取发电机-主变压器-110kV线路组单元制接线方式接入系统，本发电厂内不设升压站（母线），即发电机发出10.5kV的电经主变压器升压至110kV后经110kV线路（4LGJ-400四分裂导线）直接输送到上级电网上的变电站110kV母线（双母线分段接线），发电机出口不设开关；(1) 各变电站、发电厂的操作直流电源电压U=220V；(2) 发电厂最大发电容
11、量225+50=100MW，最小发电容量为50MW，正常运行方式为发电厂发电容量最大，即100MW； (3) 线路X1=0.4/km, X0=0.4/km； (4) 变压器均为YN，D11，1102.5%/10.5KV, UK=10.5%； (5) t=0.5S,负荷侧后备保护动作时间tdz=1.5S, 允许的最大故障切除时间为0.85S，变压器和母线均配置有差动保护； (6) 发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地；(7) 110KV断路器跳闸时间为0.07S，(8) 线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为：230、150、230、140A，负荷自启动系数Kss=1.5；由于厂
12、内不设母线，厂用电系统所需的启动备用电源必须从厂外电网引入，本厂启动备用电源可采用从电网购电方式，从附近热电公司110kV母线上引接一路电源，经110kV线路送电至启备变压。2.2 主要设备型号及参数2.2.1发电机的选型（一）汽轮发电机由汽轮机直接耦合传动。励磁机是向汽轮发电机提供励磁的设备。1. 冷却方式采用的冷却方式，定子绕组和转子有空冷、水内冷和氢冷等。在转子氢内冷系统中，又有轴向通风等多种方式。 2. 励磁方式发电机容量在100MW以上的普遍采用同轴交流励磁机经静止半导体整流励磁方式。（二）选型1.选择型号 QFSN100-2型号含义； 22极 100额定容量 N氢内冷 F发电机 Q
13、汽轮机 S水内冷 2.QFSN1002型汽轮发电机主要参数视在功率（MVA）有功功率（MW）电压（KV）电流（A）功率因数xdxd、xd、13510010.543250.8513.2%13.2%12.9 %额定励磁电压1 r6 G# D9 V4 m) t6 Y4 n$ q3 i5 （V）. 励磁电流（A）: y, B- O+ T7 发电机绝缘暂态电抗效率（）& f n n3 c$ I& c9 kC$ Z235859F0.18374 A X498.5本次设计题目为225+50MW的火力发电厂电气部分的设计。由于装机容量: 装机3台，容量分别为2X25+50MW, UN=10.5KV，所以可以选取
14、的发电机台数有二台。考虑到汽轮机的最大连续进汽量工况出力系制造厂为补偿制造偏差和汽轮机等老化所留的余度，也即汽轮机不宜在此工况下长期连续运行，所以，发电机的最大连续出力在功率因数和氢压为额定值时与汽轮机的最大连续出力配合即可。2.2.2变压器的选型单元接线的主变压器发电机与主变压器为单元接线时，发电机和变压器成为一个单元组，电能经升压后直接进入高压电网。这种接线由于发电机和变压器都不能单独运行，因此，二者的容量应当相等。所以这个双绕组变压器的容量等于所选发电机的额定容量，即所选型号为：SSP326000型Se=246mw,Ud=0.105,接线Y/-11,分接头1102.5%/10.5KV,分级绝缘。2.3系统运行主变压器和发电机中性点接地方式选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干
