耿勇KV变电站继电站继电保护的整定计算定稿

安徽工程大学毕业设计( 论文)I35kV 变电站继电站继电保护的整定计算摘 要电力网的重要组成部分，因此对变电站继电保护的整定计算不仅保障变电站的运行稳定性和安全性，更是对整个电力网的稳定性和安全性有了极大的保障。本文详细地讲述了如何分析选定 35kV 电网的继电保护(相间短路和接地短路保护)和母线保护，以及变压器相间短路主保护和后备保护，并通过整定计算和校验分析是否满足规程和规范的要求。通过对地区电力系统变电站的整定计算，得出了变电站的理论运行电流、电压等相关数据，并且配置的继电保护装置能够有效的监测变电站的正常、故障以及不正常运行状态。主要内容是 35kV 变电站继电保护的整定计算。包括继电保护的理论阐述，变电站主接线的设计要求及其方案的选择，35kV 变电站主接线简图，以及短路电流的计算。重点是对短路电流的计算，包括基准值的参数选定，阻抗计算和线路的短路电流的计算，各种参数的标幺值，然后再进行数值上的整定，以保证能够在变电站故障时进行有效的动作保护。本次设计内容还包括对变压器继电保护装置的保护整定，线路继电保护装置的保护整定，对母线进行相应的继电保护保护，对系统可能发生的系统故障进行预先设计好解决方案，最后画出相应的保护配置图。为了满足电力系统对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的四个要求，充分发挥继电保护装置的效果，必须合理选择保护的整定值，以保持各保护之间的相互配合。做好电力系统继电保护定值的整定和计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。对以后实际变电站的建造和稳定安全运行有着极其重要的指导意义。关键词：继电保护；整定；校验；变电站耿勇：35kV 变电站继电保护的整定计算IISetting calculation of relay protection in 35kV substationAbstractAn important part of the power grid, so the substation relay protection setting calculation not only guarantee operational stability and security substation, it is the entire power grid stability and security has been a great protection. This article describes in detail how to analyze the 35kV grid relay (phase short circuit and ground short-circuit protection) and selected bus protection, as well as the main transformer phase short circuit protection and backup protection, and by setting calculation and verification analysis meets the regulations and norms requirements.By setting the calculation of regional power systems in substations, draw a theoretical running current, voltage substations and other relevant data, and protection device can effectively normal configuration, fault monitoring substation and abnormal operation. The main contents of the setting calculation 35kV substation relay protection. Including the protection of the theoretical explanations, select the substation main wiring design requirements and programs, 35kV substation wiring diagram and the calculation of short circuit current. Focus is on the calculation of the short circuit current, including the reference values of the selected parameters, impedance calculation and calculate short-circuit current of the line, the per-unit values for various parameters, and then the value of the tuning to ensure that the substation can be at fault effective action to protect. The design also includes transformer protection devices for protection setting, protection setting circuit protection device, the corresponding relay busbar protection system to system failure may occur pre-designed solutions, and finally draw appropriate protection configuration diagram.To meet the proposed power system protection reliability, selectivity, sensitivity, speed and mobility of the four requirements, give full play to the effect of protection devices, must be selected to protect the setting value to be maintained between the various protection the complement each other. Better Power relay setting system tuning and calculations are necessary to ensure the safe operation of the power system. For the construction and operation of a stable and secure future substation has important practical significance.Keywords: relay protection; setting; calibration; substation安徽工程大学毕业设计( 论文)III目 录引 言 1第 1 章 绪 论 21.1 课题的背景及研究意义 21.2 课题在国内外的发展状况 21.3 设计来源及主要内容 31.4 主要设计的原始资料 3第 2 章 继电保护的简介 62.1 对电力系统继电保护的基本要求 62.2 继电保护的基本原理和构成 72.3 继电保护的基本作用 7第 3 章 短路电流的计算 83.1 产生短路的原因和短路的定义 83.2 短路的种类及其特点 83.3 短路计算 9第 4 章 距离、段保护整定计算 134.1 距离保护的基本概念 134.2 整定计算原则 134.3 距离保护整定计算 16第 5 章 变压器保护配置及整定计算 195.1 变压器保护配置 195.2 纵联差动保护 195.3 瓦斯保护 22第 6 章 母线保护 246.1 母线故障和装设母线保护基本原则 246.2 母线差动保护基本原理 246.3 母线保护的特殊问题及其对策 246.4 断路器失灵保护 25结论与展望 27致谢 28参考文献 29附录 30附录 A 变电站主接线图 30附录 B 外文文献及翻译 31附录 C 主要参考文献及摘要 36耿勇：35kV 变电站继电保护的整定计算IV插图清单图 1-1 系统接线图 .3图 1-2 35kV 变电站主接线图 .4图 2-1 继电保护的要求 .6图 2-2 继电保护的构成 .7图 3-1 系统等效电路图 .9图 3-2 最大运行方式简化等效电路图 .10图 3-3 最大运行方式简化等效图 .11图 3-4 最小运行方式简化等效图 .11图 4-1 距离保护整定计算说明 .13图 4-2 系统等值电路 .16图 5-1 变压器纵差动保护的原理接线图 .19图 5-2 纵联差动保护原理示意图 .20图 5-3 瓦斯保护原理示意图 .22图 6- 1 完全电流母线差动保护的原理接线图 .24图 6- 2 断路器失灵保护逻辑框图 .26安徽工程大学毕业设计( 论文)V表格清单表 1-1 10kV 母线带负载各项参数 .5表 3-1 短路类型 .8表 5-1 变压器及电流互感器各项参数表 .21安徽工程大学毕业设计( 论文)1引 言对于一个大的电力系统网络，发生故障的几率和由于故障而引起的扰动的可能性相当大，若没有配置切除故障的保护装置，电网是不允许并网运行的，这是继电保护在实际电网运行应用的重要原因，正确安装保护装置的是必需的，但由于电力系统是一个庞大的系统，各种装置、各种数据相互交织在一起，因此必需检测运行数据，对保护进行整体监测、区域保护相结合，这样既能使整个电力网所有处于保护状态，又能在部分区域故障时切除故障不影响该电力网络中其他区域的正常运行。当有故障发生时，保护应有选择的动作，断开距离故障点最近开关，避免更大范围的停电事故 1。 电力系统运行要求运行的过程中安全可靠。但是由于电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖地域广阔。因此受自然条件、设备种类以及人为因素等方面的影响，电力系统会发生各种故障和不正常运行状态。最常见的故障是短路故障。因此必须采取保护措施来防范它。继电保护装置的基本任务是：自动，迅速，有选择性将系统中故障部分切除，使故障元件损坏程度尽量可能降低，并保证该系统无故障部分迅速恢复正常运行。反映电器元件的不正常运行状态，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、减负荷或者延时跳闸。耿勇：35kV 变电站继电保护的整定计算2第 1 章 绪 论1.1 课题的背景及研究意义在我国，电力工程中的变电系统是关系到国计民生的重要组成的部门，它的主要组成部分就是变电站，是发电站和用电户的过渡环节，变电站的主要作用就是变换电压和分配到用电户，由于变电站在电网中适用十分广泛，因此电力系统能否稳定的运行是由变电站能否正常运行所决定的。随着人们用电需求的不断增加，这就对变电站的可靠运行提出了更高的要求，而继电保护器能够有效保护变电站设备运行的安全。当变电站正常运行时，变电站中的继电保护系统是不会动作的，变电站在正常运行时是体现不出来继电保护在其中的重要作用的。但是若没有相应的继电保护装置，当变电站一旦发生故障时，即使是非常微小的故障也不会被清除，而只会使故障越来越严重，从而导致的后果不堪设想。继电保护是通过配置能反映电力系统的不正常运行和故障信号的电气设备，动作于发信号和跳闸，能迅速、准确的隔离电力系统发生的各种故障，避免大面积地区停电事故，以确保电力系统的安全、稳定运行。但是特殊的自然环境会在很大程度上会对变电站继电保护值的适应性提出更高的要求，因此变电站的继电保护的整定计算工作也就变得也越来越重要 2。变电站的管理者和维护者必须要进一步加强变电站继电保护的整定研究，理论和实际相结合，只有这样才能有效的保护变电站设备的安全稳定运行。继电保护作为提高电能质量的技术手段之一，直接保证着电力生产向着高质量、高效益方向发展。本课题的研究主要是通过对 35kV 变电站继电保护系统的整定计算，实现变电站理论上的稳定运行。对实际的电网运行有着重要的指导意义。1.2 课题在国内外的发展状况随着电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展，我国电力系统继电保护经历了四个不同的发展时期：20 世纪 50 年代采用的是机电式继电保护，我国电力工程技术人员吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备的性能和运行技术，培养了一批具有深厚的继电保护理论知识和丰富实际运行经验的继电保护技术人员，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了重要的指导作用；60 年代晶体管被广泛使用到继电保护，晶体管继电保护成了当时时代的主流；80 年代集成电路继电保护逐渐取代了晶体管继电保护，更小的占地面积以及更高的性能，使集成电路继电保护显现出越来越大的优势；从 90 年代开始，继电保护进入了微机保护时代，微机保护不仅具有传统继电保护和自动装置的功能，而且还具有实时参数显示、故障测距、故障录波等功能，从而大大提高了继电保护的可靠性和准确性。继电保护现在正面向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化以及人工智能化都给继电保护提出了艰巨的任务，同时也开辟了机电保护研究以及设备研发的新天地。随着改革开放不断深入、国民经济快速发展，电力系统继电保护技术将为我国经济的快速发展做出巨大的贡献。我国电力系统继电保护技术在经历了从建国初期到现在的几个阶段的发展之后，可以预测我国未来的电力系统将会向更加智能化、网络化、信息化，保护、控制、测安徽工程大学毕业设计( 论文)3量和数据通信一体化的方向发展。随着计算机技术的快速发展及计算机在电力系统继电保护领域的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于微机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高层次发展。1.3 设计来源及主要内容本设计的主要来源主要有导师提供原始材料及要求，按照设计的原始