东南大学毕业论文

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1、东南大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）题 目： 某地 220KV 电网保护设计 学生姓名： 年 级： 2009 级 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 王宝安 辅导教师： 金启超 2011 年 8 月 30 日东南大学目录一、 序言二、 设计任务书三、 设计说明部分第一章：系统概述第一节：系统构成第二节：系统主接线方式及特点第三节：变压器中性点接线方式第二章：设备造型和参数确定第一节：发电机型号与参数第二节：变压器型号与参数第三节：线路参数第三章：继电保护装置的配置方案第四章：短路电流计算结果第五章：保护装置整定计算第六章：电压互感器、电流互感器及保护装置型号四、 附图220KV 电网

2、保护配置图及原理展开图五、 设计总结序言毕业设计是学校教育中的最后一个教学环节，学生在完成了基础理论课和专业学习及校内外实习之后，通过毕业设计将理论与实践有机的结合起来，进一步巩固所学知识综合运用所学理论和技能解决实际工程问题的能力得到锻炼。通过继电保护毕业设计，加深学生对继电保护知识的理解和掌握，增强识图和绘图的能力，提高独立分析问题、解决问题的能力，培养学生对待工程技术问题严肃认真的科学态度，为尽快适应将来所从事的工作打下良好的基础。电力系统继电保护设计是根据系统接线图及其要求，选择保护方式，进行整定计算，电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响到电力系统的安全运行。如果设计和配置不

3、当，保护将不能正确工作，会扩大事故停电范围，造成人身和设备事故，给国民经济带来严重后果。因此，合理地选择保护方式和正确的整定计算，对保证电力系统的安全运行有非常重要的意义。选择保护和自动装置时，应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动保护性的要求，应综合考虑：1：电力设备和电力网的结构特点和运行特点 2：故障出现的概率和可能造成的后果 3：电力系统近期的发展情况 4：经济上的合理性，应力求用最简单的保护装置、保护方式满足电力网结构和厂站主接线的要求，并考虑电力网和厂站运行方式的灵活性。设计任务书一、设计题目220KV 电网的继电保护设计二、设计要求1、 为某地 220KV 电网配置继电保护装置2、

4、对 220KV 电网的继电保护装置进行整定计算三、原始材料1、 本系统均为火电厂2、 系统的主接线见附图3、 计算用运行方式最大的运行方式，各主要厂端的发电机和变压器全部投入运行220KV 主变压器中性点按一般原则设置220KV 母线按一般原则配置主设备和线路的开停按一般原则设置4、 全系统设置钢质架空地线5、 各厂厂用电和热设备用容量按装机容量的 10%考虑，而机压负荷设定为 A 厂：25% B 厂：20% C 厂：20%6、 线路参数：线路 AB 长 95KM，线路 CD 长 100KM，线路 AD 长 120.4KM，线路 EK 长47KM，线路 GK 长 60KM，线路 KL 长 10

5、2KM，均采用 LGJQ-400 导线线路 AC 长 20KM，线路 AE 长 65KM，线路 AG 长 37KM，均采用 LGJQ-2*300 导线四、设计成品1、 设计说明书2、 设计计算书3、 220KV 电网保护配置图4、 220KV 电网保护原理展开图设计说明部分一、 系统构成该系统由 4 台发电机 12 台变压器 9 台线路构成。其中有 2 台100MW、2 台 300MW 的发电机，2 台容量为 31.5MVA 的双绕组变压器，2台容量为 150MVA 的双绕组变压器，2 台容量为 360MVA 的双绕组变压器，6 台容量为 90MVA 的三绕组变压器，两条单电源辐射线路（线路

6、AB 线路KL） ，两条环网线路（线路 AG、GK、KE、EA 和线路 AD、DC、CA）二、 系统主接线方式及特点电气主接线的设计原则，应根据发电厂和变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数，供电负荷的重要性，保证供需平衡，电力系统线路容量，电气设备性能和周围环境和自动化规划与要求等条件确定，应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。电气主接线的基本要求： 根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和供电质量 主接线力求简单，运行灵活，操作方便 保证维护及检修时的安全、方便 在满足上述要求的条件下，力求投资及

7、运行费用低 满足扩建的要求因此本系统采用了变压器线路单元接线和角形接线1、变压器-线路单元接线优点：接线最简单、设备最少、不许要高压配电装置缺点：线路故障或检修时，变压器停运，变压器故障或检修时，线路要停运2、角形接线优点：检修任一断路器时不需要停电，供电可靠性很高，运行灵活，经济性也好缺点： 任一台断路器检修时，都需要开环运行，此时如果其他元件又发生故障，就可能出现非故障线路被切除或被分裂成两半运行的问题，甚至有可能引起全部停电 开环和闭环两种工况下，流过断路器的工作电流差别较大，这给电气设备选择和继电保护整定带来一定困难 扩建不方便三、变压器中性点接线方式运行经验表明，中性点接地方式是否正

8、确，对保证电力系统的安全运行有很大意义。要综合考虑过电压和绝缘配合，继电保护及装置的正确动作，提高电力系统运行的稳定性，防止对通信干扰，保证安全供电及节省投资等，要求确定中性点的接线方式我国 110KV 及以上电力系统都采用中型点直接接地方式，电力网的中性点的接点方式直接决定了主变压器中性点的接地方式。主变压器中性点的接线原则： 凡中、低压有源的升压站和降压变电所至少应有一台变电器直接接地 终端变电所的变压器中性点一般不接地 所有普通变压器的中性点都应经隔离开关接地Comment DZtsg1: Page: 8 选择接地点时，应保证任何故障形式都不应该使电网解裂成为中性点不接地系统由以上规定及

9、原则可确定该系统变压器中性点的接线方式：即：B、L 变站的变电器中性点不接地，C 变站的变电器中性点直接接地，A、D、G、E 变电站的变电器均至少有一台中性点直接接地，具体接线形式标于附图，即系统主接线图即可第二章 设备选型和参数确定一、 发电机型号和参数由主接线图中给出的参数可确定发电机型号 TQN-100-2 和 QFS-300-2，其参数如下表 2-1表 2-1 参数型号额定 功率 （M W）额定电 压 （KV）功率因数cos同步电 抗 Xd(%)瞬变电抗Xd(%)超瞬变 电抗Xd(%)零序电 抗 X0（% ）TQN- 100-210010.50.85180.628.618.39.2QF

10、S-300- 2300180.85226.3926.8916.78.92该系统取基准容量 SB=100MVA,基准电压 UB=UavTQN-100-2 型发电机的电抗标么值 XFXF=(xd%/100)(SB*cos/Pe)=18.3/100100/100/0.85=0.156QFS-300-2 型发电机的电抗标么值 XFXF=xd%/100SB/Pe/=16.7/100100/300/0.85=0.047二、 变压器型号和参数根据变压器的容量和电压等级可选择变压器的型号，三绕组变压器型号SSPSL1-90000/220，双绕组变压器型号 SFP3-360000/220、SFP3-150000

11、/220、SFPL2-31500/2201. 双绕组变压器的型号及参数如表 2-2表 2-2型号 参数SFP3-360000/220SFP3-150000/220SFPl2-31500/220额定容量 （KVA）36000015000031500高压24222.5%24222.5%2421(2)2.5%额定电 压 （KV ）低压1813.838.5阻抗电压（%）14.413.414.2连接组标号YN，d11YN，d11Y0/-11生产厂沈阳变压器厂沈阳变压器厂沈阳变压器厂2.三绕组变压器的型号及参数如表 2-3参数型号额定容量 （KVA） 高/中/低额定电压 （KV）阻抗电压 （%）连接组 型

12、号生产厂高压中压低压高- -中高- -低中- -低SSPL -190000/22090000/ 90000/ 900002202*2 .5%12138.514. 0723. 737.6 5Y / Y0/-012-11沈阳变压器厂3.变压器阻抗标么值的计算：（1）SFP336000/220 型变压器X =0.04T(2)SFPS150000/220 型变压器X =0.09T（2）SFPL -31500/220 型变压器2X =0.45T（3）SSPL -90000/220 型变压器1由参数表得 U%=14.07 U%=23.73 U%=7.6512d13d23dU%=0.5（14.07+23.7

13、37.65）=15.081dU%=0.5（14.07+7.65-23.73）=-1.00502dU%=-8.663dX =0.168X =0X =0.096三、 线路参数由资料可得 LQJQ400 型导线的单位长度电抗 X =0.417 欧/千米，1LGJQ2*300 型导线的单位长度电抗 X =0.308 欧/千米，由此可计算1线路电抗标么值，如下：X=0.07 X=0.08 X=0.09 ABCDADX=0.04 X=0.05 X=0.08 X=0.01 EKGKkLACX=0.04 X=0.02AEAG第三章 继电保护装置的配置方案护方式的选择对电力系统的安全运行有直接的影响，选择保护方

14、式时，在满足继电保护“四性”要求的前提下，应力求采用简单的保护装置来达到系统提出的要求，只有当简单的保护不能满足要求是，才采用较复杂的保护。各类型短路的灵敏系统不应低于表 31 所列数值水利电力部颁发的继电保护和安全自动装置技术规程规定，对 110-220KV 中性点直接接地电网中的线路，应装设反应接地短和相间的保护装置。保护分类保护类型组成元件灵敏系数备注电流元件和电压元件1.31.5200KM 以上线路 不小于 1.3；50- 200 线路不小于 1.4；50 以下的线 路不小于 1.5带方向和不带方 向的电流保护或 电压保护零序或负序方向元件2.0距离保护第三段动 作末段故障灵敏系 数大

15、于 2负序和零 序增量或 负序分量 元件4起动元 件电流和阻 抗元件1.5主保护距离保护距离元件1.31.5线路末段短路电流 互为阻抗元件精确 工作电流的 2 倍以 上，200KM 以上 线路不小于 1.3；50-200 线路 不小于 1.4；50 以 下的线路不小于 1.5电流电压及阻抗文件1.2远后备保护 零序或负续方向元件1.5按相临电力设备和 线路末段短路计算电流电压及阻抗文件1.3-1.5后备保护近后备保护负续或零序方向元件2.0按线路末段短路计 算辅助保护电流速断保护1.2按正常运行方式下 保护安装处短路计 算按规程又规定，电力设备和线路的短路保护应有主保护和后备保护，必要时，可再

16、增设辅助保护在 220KV 中性点直接接地电网中，线路的相间短路保护及单相接地短路保护均应动作于短路器跳闸，后备保护易采用远后备方式或同时采用远、近后备结合的方式。220KV 线路的保护可按下列原则配置。1 对于单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流电压保护为相间短路的保护。如不能满足灵敏要求时，则可装设多段式距离保护2.对于接地短路，易装设带方或不带方向元件的多段式零序电流保护3.对于双电源单回线路，可装设多段式距离保护，如不能满足灵敏度和速动性要求时，则应加装高频保护作为主保护，把多段式距离保护作为后备保护。根据规程规定和题给系统的具体情况，本系统两条环网内的线路宜采用高频保护作为主保护，后备保护采用距离保护比较合适。两条单电源辐射线路可选用距离保护为相间短路保护，零序