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1、 本科毕业设计说明书600MW发电机组继电保护学 院：机电工程学院专 业：农业电气化及自动化姓 名： 学 号：指导教师： 职 称： 设计完成日期： 摘 要此说明书为600MW发电机继电保护的设计说明。根据任务要求对两台QFSN-600-ZYH发电机组成的发电机组进行了短路计算。依照变压器参数选择出相应的电压互感器与电流互感器。根据发电机的容量和电压等级制定了保护方案并对各个保护设备进行了整定计算。保护方案有：纵差保护、横差保护、发电机失磁保护、复合电压启动的过电流保护、定子绕组对称过负荷保护、励磁绕组过负荷保护、过电压保护、发电机逆功率保护励磁绕组一点接地保护等。用AutoCAD制图软件绘制出
2、了保护配置接线图。【关键字】:发电机组；短路计算；继电保护；整定AbstractThis specification is 600MW generator relay protection design. According to the requirements of task of two QFSN-600-ZYH generator generating set consisting of a short-circuit calculation. According to the parameters of the transformer to choose the appropriat
3、e voltage transformer and current transformer. According to the capacity of the generator and the voltage developed protection scheme and the protection equipment for the setting calculation. Protection schemes are: longitudinal differential protection, the transverse differential protection, the lo
4、ss-of-excitation protection of generator, compound voltage over current protection, overload protection, symmetrical stator winding excitation winding overload protection, over voltage protection, the excitation winding of generator reverse power protection for one point grounding fault protection.
5、Use AutoCAD to map out the protection configuration wiring diagram. Key words : generator；short-circuit calculation；relay protection；setting目 录第一章绪论11.1继电保护的作用及意义11.2继电保护发展现状及存在的问题11.2.1继电保护的历史回顾和展望11.2.2继电保护发展存在的问题及解决办法21.3电力系统继电保护概念31.4选题的目的及意义41.5对保护设计方案的拟定4第二章 系统参数计算及短路计算52.1系统参数计算52.1.1设备参数52.1
6、.2电抗计算62.2短路电流计算82.2.1短路计算的目的92.2.2序网的制定92.2.3电网等效电路图92.2.4短路计算过程102.2.4.1最大运行方式下的短路电流计算102.2.4.2最小运行方式下的短路电流计算11第三章 发电机保护的配置及整定计算123.1发电机定子绕组回路相间短路保护123.1.1定子绕组回路相间短路主保护的装设原则123.1.2纵联差动保护133.1.3整定计算153.2定子绕组匝间短路保护173.2.1定子绕组匝间短路保护装设原则173.2.2横联差动保护173.2.3整定计算183.3定子绕组单相接地短路保护183.3.1定子绕组单相接地短路保护装设原则1
7、83.3.2 100%保护区的定子绕组单相接地保护193.3.3整定计算223.4相间短路后备保护223.4.1相间短路后备保护装设原则223.4.2整定计算243.5发电机过电压保护253.5.1发电机过电压保护配置原则253.5.2整定计算263.6发电机对称及不对称过负荷保护263.6.1发电机对称及不对称过负荷保护装设原则及构成原理263.6.1.1定子绕组对称过负荷保护263.6.1.2保护转子的发电机不对称过负荷保护装设283.6.2整定计算313.6.2.1发电机定子绕组对称过负荷保护整定计算313.6.2.2发电机转子表层负序过负荷反时限特性曲线的确定323.7发电机励磁回路继
8、电保护343.7.1发电机励磁回路继电保护配置343.7.1.1励磁回路过负荷保护装设原则及设置343.7.1.2励磁回路一点接地保护原理及设置343.7.2整定计算353.7.2.1励磁回路过负荷保护整定计算353.7.2.2励磁回路一点接地保护整定计算373.8发电机低励失磁保护383.8.1整定计算403.9发电机失步保护423.9.1发电机失步保护装设原则及构成原理423.9.2整定计算453.10发电机逆功率保护473.10.1发电机逆功率保护装设原则483.10.2大机组发电机逆功率保护优点483.10.3整定计算49结 束 语50致 谢51参 考 文 献52内蒙古农业大本科毕业设
9、计说明书第一章 绪论1.1继电保护的作用及意义电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果： （1）电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。 （2）故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。 （3）破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。 （4）电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏
10、。 不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。 继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有： （1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。 （2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。 可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、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。1.2继电保护发展现状及存在的问题1.
11、2.1继电保护的历史回顾和展望改革开放以来，我国经济的快速发展刺激着电网的快速发展，尤其是近几年全国各个地区出现的缺电现象直接促进了大规模机组的投产和电网建设进程的急剧加快。同时随着现代社会对电网供电可靠性的要求的不断提高，就需要我们继电保护发挥更加重要的作用，针对系统出现的故障能及时切除，确保电网的安全稳定经济运行。我国继电保护的发展大体经历了以下几个跨越：（1）60年代中期独立研制并生产了第一套高压电网复杂保护，即整流型距离保护；（2）60年代末到80年代中期我国广泛采用晶体管型保护；（3）到80年代末，集成电路保护已形成完整系列，逐步取代晶体管保护；（4）1984年微机线路保护通过鉴定并
12、获得应用，此后，不同原理、不同种类的微机保护相继研制生产，取得了引人注目的成果，到90年代，我国继电保护技术已完全进入微机保护数字式时代。从以上的发展过程来看，继电保护技术总是根据电力系统的需要，不断地从相关的学科中吸取最新成果而发展和完善自身的。总的来说，继电保护技术的发展可以概括为4个阶段、2次飞跃。4个阶段是电磁型（整流型）、晶体管型、集成电路型、微机型。第1次飞跃是由电磁型到晶体管型，主要体现在保护由电磁式向静态式转变，保护装置弱电化、无触点化、小型化和低功耗。第2次飞跃是由集成电路型到微机型，主要体现在保护由模拟式向数字式转变，保护装置智能化和信息化。 电力系统继电保护现已发展到了微
13、机保护阶段，微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。以下各级电网所需的各种保护设备，目前我国的微机保护的研究和制造均已居于国际先进水平。在新的继电保护理论研究方面，人工神经网络在继电保护中的应用在九十年代被广泛研究。人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络（ANN）和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，必将为继电保护的发展注入了活力。1.2.2继电保护发展存在的问题及解决办法继电保护的重要性是显然的,是关系到电网稳定的重要设备。继电保护装
14、置历经电磁型、整流型,发展到80年代的晶体管、集成电路型,直到现在的微机型。微机保护也经历了从简单发展到现在的智能型,保护装置越来越人性化、智能化。然而,继电保护发展至今,虽设备已经很先进,但仍有一些问题没有得到很好解决。现针对一些比较现实的问题举例说明。（1）加强对外部二次回路的维护,适时推行状态检修。继电保护发展至今,从保护原理的设计,到生产厂家制造工艺,到售后服务,各方面都已比较完善。微机保护装置的性能已非常稳定,由于保护装置性能不稳定引起的误动基本上没有出现过,所发生的保护误动作基本上是保护装置外部原因引起的。从统计的结果看误动有以下几个主要原因:CT二次电缆回路接触不良;端子排锈蚀或
15、电缆绝缘下降引起跳闸回路接通;所使用的CT性能不满足保护要求,区外故障时越级跳闸;继电保护工作人员的误操作;运行人员误投退保护压板。而运行过程中其他因素引起逻辑变化的情况,至今尚未发生过,这足以说明,当前使用的CPU芯片性能已非常稳定,因此在我们的检验工作中,没有必要对其CPU的正确性进行很详细的校验。而应对继电保护设备实行状态检修,也就是说，只要保护装置不告警,就不用进行检修。当然,这要有一个逐步完善的过程,需要大量的配套工程,但这是一种发展趋势。（2）尽快规范通讯规约管理,减少相关转换环节。继电保护的技术已经很成熟,而近几年发展起来的综合自动化技术,对我们是一个全新的领域。由于其技术新,硬件成本低,利润高,其发展速度非常之快,这对维护工作是一个很大的挑战。综合自动化系统以“四遥”(指遥控、遥信、遥测、遥调)装置与后台监控机为核心,与保护装置相比,“四遥”装置的原理比较简单
