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1、摘 要继电保护是电力系统的第一道防线，在系统故障时能够最快速有效的切除故障元件、减小停电范围、限制事故对设备损害。电力系统继电保护的合理设计与保护配置能够保证电力系统安全稳定的运行。因此在设计继电保护时要满足继电保护“四性”的要求。本文主要描述了容量为234000kW水电站110kV系统的电气设备和电力线路的继电保护设计。首先要对给出的原始参数进行分析，再结合继电保护的原理根据电力工程电气设计手册 电气二次相关规程对系统中的发电机、变压器、两回出线进行保护配置和整定计算，并且选择相关的二次设备。最后根据配置的保护绘制发电机、变压器、线路的二次回路图。关键词：继电保护 电力系统 保护配置 整定计
2、算ABSTRACTRelay protection is the first line of defense in the power system, in system failure can quickly and effectively the removal of faulty components, reduce power range, limit accidents of equipment damage. Power system relay protection reasonable design and protection configuration to ensure
3、the safe and stable operation of power system. Therefore in design of relay protection to meet the protection four.This paper mainly describes the capacity of 234000kW hydropower station of 110kV system of electrical equipment and power transmission lines design. First to give the original parameter
4、s were analyzed, combined with the principle of relay protection according to rules of system of generator, transformer, two back outlet protection configuration and setting calculation and selection of relevant secondary equipment. Finally, according to the protection configuration drawing generato
5、r, transformer, circuit secondary circuit diagram.Key words：Relay protection; Electric power system; Protection configuration;Setting calculation目录摘要IABSTRACTII绪论11.1 继电保护在电力系统中的作用11.2 对继电保护的要求2第一章原始资料分析51.1 系统原始参数51.2 系统运行方式71.2.1 系统接地方式71.2.2 系统运行方式选择71.3 初步保护配置9第二章短路计算112.1 短路计算的目的112.2 短路的种类112.
6、3 元件参数计算112.4 系统等值网络图132.5 短路电流计算14第三章线路保护193.1 保护配置原则193.2 AB线路保护203.2.1 两段式电流保护203.2.2 两段式零序电流保护233.3 AC线路保护整定计算243.3.1 带方向的三段式距离保护243.3.2 带方向的三段式零序电流保护273.4 母线保护32第四章主设备保护344.1 主设备继电保护设计原则344.2 发电机保护344.2.1 发电机保护配置原则354.2.2 纵差动保护374.2.3 复合电压启动的过电流保护394.2.4 失磁保护414.2.5 定子绕组过负荷保护434.2.6 定子绕组过电压保护44
7、4.2.7 定子绕组一点接地保护444.3 变压器保护配置464.3.1 变压器保护配置原则474.3.2 变压器纵差动保护494.3.3 复合电压启动过电流保护524.3.4 变压器高压侧零序电流保护554.3.5 瓦斯保护574.3.6 高压侧过负荷整定584.3.7 温度保护594.3.8 变压器保护整定结果59第五章设备选择615.1 线路保护设备选择615.2 发电机保护设备选择625.3 变压器保护设备选择625.4 其他设备选择635.5 设备选择结果表63第六章保护二次回路图65结论66总结与体会67谢辞68参考文献69附录一系统参数计算70附录二短路计算75附录三外文资料翻译
8、99一、外文原文99二、外文翻译104绪 论1.1 继电保护在电力系统中的作用电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果贺家李，宋从矩电力系统继电保护原理（增订版）北京：中国电力出版社，2004.9：（1） 通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；（2） 短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；（3） 电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；（4） 破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；
9、电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。1故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。1系统事故的发生，除了由于自然条
10、件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。1在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，保证电力系统安全运行的最有效方法之一，就是必须迅速而有选择性地切除故障元件，切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为
11、继电保护装置。在电力式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电力元件计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术式由各种继电保护装置组成的继电保护系统，继电保护装置一词则指各种具体的装置。1继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，它的基本任务是1：（1） 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；（2） 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸
12、。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。1.2 对继电保护的要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性（安全性和依赖性）、选择性、速动性和灵敏性。这几“性”之间，紧密联系，既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面，配置、配合、整定每个电力元件的继电保护，充分发挥和利用继电保护的科学性、工程技术性，使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大的效能。张保会电力系统继电保护北京：中国电力出版社，2005.3（1）可靠性：可靠性包括安全性和信赖性，是对继
13、电保护性能的最根本要求。所谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不发生拒绝动作。2（2）选择性：继电保护选择性是指保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。它包含两种意思：其一是只因由装在故障元件上的保护装置动作切除故障；其二是要力争相邻元件的保护装置对它起后备保护作用。2这种选择性的保证，除利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合外，还需注意相邻元件后备保护之间的正确配合。其一是上级元件后备保护的灵敏度要低于下级元
14、件后备保护的灵敏度；其二是上级元件后备保护的动作时间要大于下级元件后备保护的动作时间。在短路电流水平较低、保护处于动作边缘情况下，此两条件缺一不可。2（3）速动性：继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障，以减小设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。2（4）灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护范围内部故障时，在系统任意的运行条件下，无论短路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，当发生短路时都能敏锐感觉、正确反应。灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度
15、来衡量，增大灵敏度，增加了保护动作的依赖性。2以上四个基本要求是评价和研究继电保护的基本性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在电力系统中的作用，使以上四个基本要求在所配置的保护中得到统一。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辩证统一关系进行的。相同原理的保护装置在电力系统的不同位置的元件上如何配置与配合，相同的电力元件在电力系统不同位置安装时如何配置相应的继电保护，才能最大限度地发挥被保护电力系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护过程的技术性。2第一章 原始资料分析1.1 系统原始参数图1-1 系统一次接线图发电机：1G、2G 型号：SF34-16/410容量：34000kW 电压等级：6.3kV0.1792 0.1807 0.85 3G、4G 型号：TS425/79-32容量：7500kW 电压等级：10.5kV 0.213 0.223 0.8变压器：1T、2T 型号：SF11-50000/110
