厂用电继电保护整定计算的微机实现 毕业设计.doc

厂用电继电保护整定计算微机实现毕业设计说明书(论文)厂用电继电保护整定计算的微机实现 学生姓名： 班级学号： 院、系、部： 专 业： 指导教师： 合作指导教师： Undergraduate Design (Thesis)POWER PLANT SYSTEMS RELAY SETTING CALCULATION OF MICROCOMPUTER BY Supervised byProfessor III 摘 要 随着大容量机组和大型发电厂的出现，同时由于电力系统规模的日益扩大和继电保护技术的迅速发展，继电保护工作越来越复杂，研究新的更加灵活实用的继电保护整定计算方法就具有巨大的经济价值和社会效益。本毕业设计厂用电系统继电保护整定计算，其通过分析各种短路类型，进行短路电流计算，配合保护整定原则进行整定计算。同时通过研究短路电流和继电保护整定计算的计算方法，得出相应的规律并且配合Visual Basic 语言程序设计，利用面向对象的Visual Basic语言进行编程，从而简化发电厂厂用电系统短路和继电保护计算整定。编写的程序，可以使得类似的厂用电系统能够利用该程序简便的完成各种类型的短路计算和继电保护计算整定，工作人员能够用更加简洁和直接的方式快速的完成计算整定,从而发挥保护装置的效能，防止人为因素导致的误整定，为电力系统的安全运行提供可靠的保证。在介绍了程序设计以及功能实现后，又以具体算例对程序进行了简单测试。对于提高整定计算效率，保证计算结果的准确性和简化计算有较强的适用性。关键词：厂用系统,继电保护,短路计算,微机实现Abstract With the large capacity unit and the emergence of large power plants, and because of the increasing size of power system protection technology and the rapid development of increasingly complex protection work, researching new and more flexible and practical calculation of relay setting Method has great economic value and social benefits. The auxiliary power system protection graduation setting calculation, the short circuit through the analysis of various types, short-circuit current calculation, with the protection setting calculation principles. At the same time by studying the short circuit current and relay setting calculation method, obtained with the corresponding laws and Visual Basic programming language, Visual Basic using object-oriented programming language, which simplifies the power plant auxiliary power system short-circuit and following the Protection of computing power setting.Written program that can make similar use of the auxiliary power system can process various types of short-circuit the completion of simple calculation and protection setting calculations, the staff can use a more concise and direct way to complete calculations rapidly tuning to play Effectiveness of protective devices to prevent errors caused by man-made setting for the safe operation of power systems provide a reliable guarantee. After introducing the program design and function, on the specific example of a simple test program. Setting calculation for improving the efficiency of results to ensure the accuracy and simplify the calculation has strong applicability.Key words：power plant system, protecting system, short circuit compute，calculator realization 目 录摘 要IIIAbstractIII绪 论2综 述41 厂用电系统71.1 引言71.2 厂用负荷分类和特性92 短路电流的计算112.1 短路电流的计算的目的、规定和步骤112.2 短路计算122.3 限制短路电流的措施142.4本次设计短路电流的计算153继电保护整定计算203.1继电保护整定的基本任务203.2系统的运行方式203.3继电保护的配置213.4 高压电动机保护的整定计算233.5 变压器差动保护314 Access数据库384.1数据库的选择384.2Access数据库介绍384.3Access数据库和表的基本操作404.4本次设计的数据库415 厂用电整定计算的微机实现435.1 框图435.2实现短路电流计算465.3实现整定计算50结 论54谢 辞55参考文献55附录1 外文资料翻译57A1.1 译文：电力系统与变压器57A1.2 原文：Electric Power System and Transformers59附录2 计算书64A2.1本次设计短路电流的计算64A2.2本次设计电动机整定计算68A2.3本次输煤变压器的继电保护整定计算69附录3 图纸7373 厂用电继电保护整定计算绪 论发电厂继电保护整定计算是保障现代电厂安全运行的基础性工作。随着大容量机组和大型发电厂的出现，同时由于电力系统规模的日益扩大和继电保护技术的迅速发展，继电保护工作越来越复杂。然而,长期以来发电厂短路计算和继电保护整定计算基本上是人工整定完成的,继电保护整定值的计算以及配合的工作量大，复杂程度高，传统的手工整定时间长，计算琐碎。研究新的更加灵活实用的继电保护整定计算方法就具有巨大的经济价值和社会效益。 本毕业设计某机组厂用电系统继电保护计算整定，其通过对某发电厂厂用电系统接线方式的分析和研究，进行短路电流计算，综合计算的方法，配合保护整定需要和原则进行整定。同时研究各种短路类型短路电流计算方法和继电保护整定计算的计算方法，得出相应的规律与算法,同时配合Visual Basic 语言程序设计的方法，利用面向对象的Visual Basic语言进行编程，从而简化发电厂厂用电系统短路电流计算和继电保护计算整定。编写的程序，可以简化手工计算短路电流和继电保护整定计算,便于类似的厂用电系统能够利用该程序简单的得出各种类型的短路电流,完成继电保护计算整定，工作人员能够用更加简洁和直接的方式快速的完成计算整定。在介绍了程序设计以及功能实现后，又以具体算例对程序进行了简单测试。对于提高整定计算的效率，保证计算结果的准确性和简化计算有较强的适用性。目前国内外有很多的学者和专家研究该类型的课题，其研究的主要是发电厂的二次部分的设计以及继电保护的整定计算，简化了大系统的复杂的计算，使得计算效率和着准确度得到大幅度的提高。同时也更利于建立相关的数据模型以及数据库，便于工程人员建立档案资料以及调阅和仿真。本设计通过对于厂用电系统的分析,利用所给的参数、短路计算的方法、继电保护的整定原则，结合VisualBasic语言编程，成功的编写了简化短路计算和继电保护整定的程序，并通过事例的证明，测试的结果符合实际的运算结果，达到目的，实现了预期的设想。 在此，简单概括一下分析研究问题的方法。可分三个步骤：(1) 耐心阅读，积累知识点。只有在大量阅读资料和不断学习请教的基础上，才能打开思路，建立基础知框架。(2) 结合实际，学以致用。 学习的目的在于应用于实际，在研究分析问题的过程中要胆大心细， 敢于创新。(3) 仔细推敲，严谨治学。 三思而后行，真理只有一个，要想结果经得起推敲，自身要不断改进 于完善。综 述 电厂的厂用电，是指电厂在生产电能过程中，电厂自身使用的电能，也可以称为自用电。厂用电供电的安全与否，将直接影响电厂的安全、经济运行。因此，厂用电部分的继电保护的计算整定至关重要，正确地进行计算是关键。一、国内外现状70年代中期，我国有关部门陆续开展了继电保护整定计算的软件的开发。到目前为止，国内在输电线路整定计算软件的研究开发方面已经取得了可喜成绩，很大程度上减轻了电网保护整定人员的工作量。然而发电厂保护整定工作的现状却不容乐观，整定人员大都采用人工手算进行故障分析和保护整定计算。【13】当前电网的继电保护整定计算软件开发工作取得了一定的成果很大程度上减轻了电网保护整定计算人员的工作量在发电厂的保护整定工作方面目前还比较欠缺大多数发电厂还是采用人工手算进行故障分析和保护整定这与当今计算机技术发展的时代不相适应【4】，随着计算机技术的不断革新和进步，使用计算机软件来进行整定计算是进入21世纪继电保护整定的主流。在这方面，国外在上个世纪八十年代末、九十年代初就己有研究。他们的研究方向主要为利用面向对象的方法来进行整定计算，以及利用专家系统的方法来进行整定计算【14】。他们的研究重点是如何使整定工作智能化并且提高整定运算速度。目前，保护整定计算己经比较成熟，但是其它利于工作人员操作的辅助功能模块还不是很完善。人工整定计算主要存在以下几个问题:保护整定的工序复杂；保护整定的计算量大；定值单的管理工作难度大；难以实现数据共享【13】。二、厂用系统的继电保护整定计算的原则1 高低压厂用变压器的电流、电压保护整定计算由于厂用系统有电动机自启动情况，不同于一般用户，也不同于变电站的降压或升压变压器压运行情况，所以与一般变压器的整定计算有很大差异。有的虽然是过电流保护，而实际是带时限的电流速断保护，因此整定计算往往不能简单的按定时限过电流保护处理。2 低压厂变过电流保护的动作时间整定计算 其动作电流如以与低压侧各馈线的电流速断保护的动作电流配合，同时此时低压侧的熔断时间已小于或等于0.1s时，则低压厂变过电流保护的动作时间可用0.5s;动作电流如与低压侧各馈线的短延时电流速断保护的动作电流相配合，则低压厂变过电流保护的动作时间可用0.6-0.7s，一般动作时间不超过1s。3快速性、灵敏性和选择性的考虑厂用系统一次设备短路概率相对高一些，而且短路电流也比较大，有时可能造成极其严重的后果。所以厂用电系统保护整定计算时，在满足选择性要求的同时，要尽可能缩短保护动作的时间。有的大型火力发电厂都有专用的输煤系统电源，由于专用的输煤电源为II类负荷，且由6kV不同母线经双回路供电，为缩短整个厂用系统的动作时限，对这类性质的负荷的电流保护范围，只要不是延伸得特别远，应优先考虑快速性，即牺牲局部的选择性换得整体的快速性。4上下级保护时间级差的选择由于现在大机组的厂用系统保护基本上已不再采用电磁式时间元件，而采用微机保护或高精度时间元件，这样上下级保护时间级差可用0.3-0.4s。5厂用系统继电保护所用电流互感器TA的选择3kV高压电动机和低压厂变保护所用TA，不应根据电动机或低压厂用变压器的额定电流选择TA变比，应根据实际短路电流水平，选择足够大的变比、短路电流倍数、容量，以保证保护在各种短路情况下，保护的可靠动作。【1】三、关于本次设计发电厂主设备的保护配置非常复杂不同电厂的配置差异很大而且不同厂家生产的保护装置其整定过程也存在差异整定过程中需要用户的经验如果依据某个电厂对其所配置的保护进行整定很难实现软件的通用性并使得软件的开发成本提高所以设计一种具有良好扩充性和通用性的电厂主设备保护整定软件才能满足实际要求。厂用电继电保护整定计算是保障现代电厂安全运行的基础性工作。实现的方式和开发工具不尽相同，开发工具有些是用微软公司VisualC+，有些用Borland公司的Delphi，数据库有些用SQL SERVER，有些用Access。本次设计我将采用VB编程软件和ACCESS数据库建立系统,对厂用电进行保护整定分析以建立数据库编程实现继电保护整定计算. 保护整定过程的实质就是如何获得整定原则中所涉及的数据现按照数据来源介绍保护整定功能的实现：1需要用户根据实践经验决定的参数(如可靠系数等)由用户选择输入对选择的范围和一般情况进行实时揭示并给出默认值。2设备参数(如额定电流等)由程序自动填入。3需要通过故障计算获得的数据在故障计算模块中进行计算用户可以选择故障计算的各种条件这个过程使整定计算的可信度和正确性提高。4各个数据间的运算关系由程序完成用户只需保证所有数据都完备且有效整定计算自动完成整定结果以定值单形式显示。【3】保护的整定值一般按照系统最大运行方式来确定。整定过程中需要用到故障量时,系统根据所提供的网络信息自动进行所需的故障计算来提供故障量。整定过程中所需的参数由数据库读出,在最大程度上减少人工干预。随着大容量机组和大型发电厂的出现，同时由于电力系统规模的日益扩大和继电保护技术的迅速发展，继电保护工作越来越复杂，研究新的更加灵活实用的继电保护整定计算方法就具有巨大的经济价值和社会效益。四、毕业设计的意义通过对此次对发电机组厂用电系统的设计，一方面巩固了本科四年所学的专业理论知识，将电机、电力系统分析、继电保护、发电厂电气部分及电力系统安全自动装置等知识有利结合起来，融会贯通，灵活运用，在温故而知新的基础出上，个人理解更深入，知识框架更牢固全面；另一方面，通过此次设计积累了一定的实际经验，通过上网对课题的搜索分析，对目前现状有一定了解，拓宽了自己的知识面，并且具备一定的研究、发现、处理问题的能力，对个人今后发展意义重大。此外，通过本课题我还初步学习了Access数据库生成和VB编程软件的应用。1 厂用电系统1.1 引言随着电力系统的迅速发展，电网规模的日益扩大，网络的结构日益的复杂，系统短路电流的容量也在不断的变化。经常要进行短路电流的计算和继电保护的整定值的校验。当前，电网的继电保护整定计算软件开发工作如火如荼的进行着，并取得了一定的成果，很大程度上减轻了电网继电保护整定工作人员的工作量。但是在发电厂保护整定方面的工作还是欠缺的，目前我国绝大部分电厂的继电保护的整定计算还是停留在手工计算的基础上，工作量大、效率低、精度差、方法落后，已经不能适应大电厂、高电压的发展要求，同时这与当今计算机技术迅猛发展的时代不相适应。与电网相比，发电厂的设备种类多，而且每一种设备所配置的保护原理很多，尤其是主设备。一般一台发电机和变压器系统所配置的保护就有40多种。这么多原理的保护不仅整定复杂，而且定值管理工作难度大。由于主设备内部故障，各种故障电量和非电量的分析非常复杂，这些因素增加了开发发电厂保护整定软件的难度。为了减轻各个发电厂保护整定人员的工作负荷，提高工作质量，降低误整定导致的发电厂保护不正确动作率;同时大型发电机变压器继电保护整定计算导则的正式发布，开发发电机变压器保护整定计算软件的条件已成熟。因此，采用计算机技术对发电厂短路电流计算和继电保护整定计算，用计算机进行继电保护整定计算可以较大的减少工作人员的劳动强度，能充分利用计算机高度的计算能力，大大提高计算的精度和工作效率，同时，使发电厂的继电保护定值管理系统科学化，规范化，保证发电厂继电保护装置整定值的正确投运。发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量由电动机拖动的设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、除灰及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。随着大型发电厂的建设，机组容量不断增大，这对承担整个发电厂动力保证的发电厂厂用电系统来说，其运行稳定性和供电可靠性提出了更高的要求。对于大型发电机组，如果故障时继电保护拒动，带来的损是巨大的。一方面因为主设备甚至辅助设备的造价比中小型机组高得多，设备损害的直接经济损失非常大。另一方面是如果因设备损坏而影响了发电生产，其损失更加惊人。最近两年，因为厂用电原因已有多个电厂发生大机组的停运，停机时间最长的甚至达到2个多月。因此，对大型发电机组继电保护的要求越来越高，除了保护装置应不断发展以满足电力系统安全生产的要求外，保护的正确、合理的配置和定值计算也是保证继电保护正确动作、提高发电厂生产水平的关键和重要环节。当前，电网的故障分析和继电保护及其整定计算和应用的技术已经相对比较成熟，国内外各大高校、科研机构以及大企业的研究机构长期以来一直针对电网故障和电网的继电保护作了大量的研究，各种理论、算法、故障分析软件、保护整定计算软件等很多成果都已经得到了很好的应用。与此相反的是，发电厂的故障分析和继电保护理论及应用一直没有很大的发展，厂用系统的电流电压保护的整定计算也存在着一些误区。造成这种现象的原因是多方面的，主要是发电厂厂用电系统因为电压等级低，不与电网直接相关，而且几乎全是单电源供电的辐射型网络结构，看起来比较简单，其继电保护的配置及整定计算长期以来没有得到足够的重视。其实，与电网相比，发电厂内即便是厂用电系统的故障所带来的经济损失同样可能是很大的。这就要求针对发电厂继电保护的配置和整定计算一套完整的合理的方案，以达到发电厂内继电保护与电网继电保护同样可靠，保证整个电力生产、输送流程的协调稳定运行的目的。本文基于以上需求，旨在研究总结出一套合理的发电厂厂用电继电保护的配置及整定计算的基本方法，以规范这方面的工作。厂用电的可靠性，对电力系统的安全运行非常重要。随着超临界参数大容量机组、双水内冷发电机冷却方式、计算机实时控制的采用以及核电厂的出现，对厂用电的可靠性提出了更高的要求。提高厂用电可靠性的目的，是使电厂长期无故障运行，不致因厂用电局部故障而被迫停机。为此必须认真考虑合理厂用供电电源的取得方式，工作电源和接线方式；此外，还应匹配完善的继电保护和自动装置，合理配置厂用机械，并正确选择电动机类型、容量、台数等。厂用电的电量，大都由发电机本身供给。厂用电耗电量占全部发电量的百分数，称为厂用电率。厂用电率是发电厂运行的主要经济指标。一般凝汽式火电厂的厂用电率为58。降低厂用电率不仅能降低电能成本，同时也相应的增大了对电力系统的供电量。本课题研究在电厂的保护整定计算中利用计算机软件实现计算过程，减少计算量。实践证明，用计算机进行继电保护整定计算可以大幅度提高计算速度，确保定值准确可靠，从而发挥保护装置的效能，防止人为因素导致的误整定，为电力系统的安全运行提供可靠的保证。电厂是电力系统的重要组成部分，开发电厂继电保护的自动整定计算方法与软件具有实际的使用意义。1.2 厂用负荷分类和特性1.2.1按负荷重要性分1.2.1.1 类负荷 凡是属于单元机组本身运行所必须的负荷，短时停电会造成主辅设备损坏、危急人身安全、主机停机及影响大量出力的负荷，都属于类负荷。如火电厂的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、给粉机等。通常它们设有两套或多套相同的设备。如:(1) 2100%表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带满负荷；正常运行时，一套运行。另一套备用或检修，可以互相连锁切换，如凝结水泵、工业水泵、疏水泵等。(2) 250表示有两套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带50的负荷；正常运行时，2 套同时运行，没有备用，其中一套因故障停运时，则主机降低出力到50，如引风机、送风机、二次风机等。(3) 350表示有三套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带50的负荷；2 套运行，另一套备用或检修，可以互相连锁切换；其中一套停运时，不影响主机的出力，如真空泵、电动给水泵。(4) 250130表示有3 套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带50或30负荷；正常运行时，2套50的设备运行，另一套30的设备为备用，可以互相连锁切换，。其中一套停机时，主机可带100或80负荷，如给水泵。(5) 530表示有5套相同的辅助设备，每一套辅助设备运行就能使主机带30负荷；正常运行时，4 套运行，主设备带满负荷运行尚有一定的裕度，另一套备用或检修，可以互相连锁切换；如遇有两套同时停运时，主机尚能带90负荷，如磨煤机、给煤机等。这些负荷分别接到两个独立电源的母线上，并设有备用电源，当工作电源失去，备用电源就立即自动投入。1.2.1.2 类负荷 允许短时停电（几分至几个小时），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷，属于类负荷。此负荷一般属于公用性质负荷，不需要24小时连续运行，而是间断性运行，如上煤、除灰、水处理系统等的负荷。一般它们也有备用电源，常用手动切换。1.2.1.3 类负荷 较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便者，都属于类负荷。如修配车间、试验室、油处理室等负荷。通常由一个电源供电，在大型电厂中，也常用两路电源供电。1.2.1.4 事故保安负荷 对于容量200MW及以上机组，事故停机过程中及停机后的一段时间仍必须保证供电，否则可能引起主设备损坏、重要的自动控制装置失灵或危及人生安全的负荷。其可分为：直流保安负荷，如发电机的直流润滑油泵、事故氢密封油泵等；交流不停电保安负荷，如实时控制用的计算机；允许短时停电的交流保安负荷，如盘车电动机，交流润滑油泵、交流密封油泵、除灰用事故冲洗泵、消防泵等。为了满足事故保安负荷的供电要求，对大容量机组应设置事故保安电源。1.2.2 按运行方式分运行方式是指用电设备使用机会的多少和每次使用的时间长短。可分为：(1) 经常负荷：每天都要使用的电动机；(2) 不经常负荷：只在检修、事故或机炉起停期间使用的负荷；(3) 连续负荷：每次连续运转2小时以上的负荷；(4) 短时负荷：每次仅运转10120分钟的负荷；(5) 断续负荷：反复周期性的工作，其每一周期不超过10分钟的负荷。2 短路电流的计算2.1 短路电流的计算的目的、规定和步骤2.1.1. 短路电流计算的主要目的(1)电气主接线的比较与选择(2)选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求(3)为继电保护的设计以及调试提供依据(4)评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施(5)分析计算送电线路对通讯设施的影响2.1.2 短路电流计算的一般规定2.1.2.1 计算的基本情况 (1)电力系统中所有电源均在额定负荷下运行 (2)所有同步电机都具有自动调整励磁装置 (3)短路发生在短路电流最大的瞬间 (4)所有电源的电动势的相位角相同 (5)应考率对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路电点的电弧电阻。2.1.2.2接线方式 (1) 计算短路电流所有的接线方式，应可能发生最大短路电流的正常接线方式（最大运行方式），而不能仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。(2)计算容量 按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。(3)短路种类一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路情况严重时， 则应按严重情况进行校验(4)短路计算点在正常接线方式时，通过设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 对于带电抗器的610kV出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间隔板前的引线、套管时，短路计算点应选在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。 (5)计算步骤 1）选择计算短路点。 2）绘制等值网络（次暂态网络图），并将各元件电抗统一编号。 3）简化等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移阻抗。 4）求计算电抗。 5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量的标么值。 6）计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量的标么值。2.2 短路计算2.2.1三相短路电流的计算2.2.1.1网络模型的确定计算短路电流所用的网络模型为简化模型，即忽略负荷电流；除1kV以下的低压电网外，元件的电阻都忽略；输电线路的电纳及变压器的导纳也忽略；发电机用次暂态电抗表示；认为各发电机电势模值为1，相角为02.2.1.2网络参数的计算（1）短路电流的计算通常采用标么值进行近似计算。常取基准容量为整数例如100MVA，而将各电压级的平均额定电压取为基准电压。（2）化简等值网络采用网络简化将等值电路逐步化简，求出各电源与短路点之间的转移阻抗。（3）三相短路电流周期分量起始值的计算进行网络简化时，可简化到最简单的形式即只有一个等效元件，元件的一端是以等值电源，另一端是短路点，此等效元件的电抗称转移阻抗用 表示。这样可用欧姆定律求出短路电流的数值即:短路电流的计算公式可进一步简化： (2.1)短路电流的有名值为：（kA） (2.2)我们把短路容量定义为:(kA) (2.3)短路容量的标么值为： (2.4)从而得出了短路容量的标么值的倒数就是转移电抗：在计算系统内某局部网络的短路电流时，常给出系统在此网络连接处的短路容量，这时可将系统等效的看成一个电源接入该网络，从而利用上述方法计算出系统对网络内各点供给的短路电流的周期分量。2.2.2不对称短路电流的计算2.2.2.1序网的构成正序、负序和零序三组对称分量对应的网络称为序网。1)正序网络。它与前述三相短路时网络和电抗值相同。2)负序网络。它所构成的元件与正序网络完全相同，只需用负序阻抗代替正序阻抗即可。3)零序网络。它所构成的元件的零序阻抗构成，零序电压施于短路点，各支路均并联于该点。在作零序网络时，首先需查明有无零序电流的闭合回路存在，这种回路至少在短路点连接的回路中有一个接地中性点时才能形成。如果在回路中有变压器，那么零序电流只有在一定条件下才能由变压器的一侧感应至另一侧，变压器的零序阻抗与构造及接线有关。若发电机或变压器的中性点时经阻抗接地，则必须将该阻抗增加3倍后再列入零序阻抗网络。电抗器的零序阻抗等于正序阻抗。2.2.2.2 短路电流的正序分量计算不对称短路、首先应求出正序短路电流，正序短路电流为 (2.5)式中 -附加阻抗，与短路类型有关 n-上角符号，表示短路类型正序分量的计算与前述的三相短路电流的计算方法相同(1)求出计算电抗为 (2.6) (2)无限大容量电源。当供电电源容量为无限大或计算电抗时，计算式 (2.7) 有名值为 (2.8)(3)有限容量电源。在有限容量电源的系统中，按直接查发电机的运算曲线，即可得不对称短路电流的正序电流的标幺值。其有名值为 (2.9)2.2.2.4 短路电流的周期分量在数值上不对称短路电流的周期性分量是正序分量的m倍，即 (2.10)式中 -比例系数，它的值按故障类型而定，详见下表 表2.1 比例系数-的值短路种类符号三相短路(3)01两相短路(2)2.3 限制短路电流的措施短路是电力系统经常发生的故障，当短路电流流过电气设备时，将引起设备的短时发热，并产生很大的电动力，它直接影响到电气设备的选择与安全运行。有发电机电压配电装置的发电厂中，发电机电压母线并联运行着两台以上的机组，在发电机电压母线上发生短路时，短路电流的数值很大，致使电气设备的选择发生困难，或使所选则的设备笨重而昂贵，经济性差。随着电力系统容量的增大，变电所610kV侧母线上的短路电流也可能比较大，此时都必须采取措施限制短路电流。(1) 采用适合的主接线形式及运行方式。(2) 装设限流电抗器：有装设母线分段电抗器、装设线路电抗器、装设分裂电抗器、采用低压分裂变压器等措施。2.4本次设计短路电流的计算 一次风机 设长度为500M：输煤变压器 设SF-10000/10.5w 10.5 2 2.5%/10.5kV D，d0，Ud=10.5%2.发电机F1、F2并列运行时相间短路电流计算接D7后一次风机末端发生三相短路（详图见附录图纸） 3.发电机F2停运时相间短路电流计算接D7后一次风机末端发生三相短路 4.发电机F1、F2并列运行时相间短路电流计算接D7后输煤变压器末端发生三相短路 5.发电机F2停运时相间短路电流计算接D7后输煤变压器末端发生三相短路 计算结果汇总表表2.1发电机F1、F2并列运行时相间短路电流计算结果故障点平均电压 （KV）基准电流 （KA）分支 名称分支电抗X分支电流I合计II (KA)I (KA)一次风机10.55.499系统S0.8981.113.16517.4115.07发电机F10.9221.08发电机F21.0340.97输煤变压器10.55.499系统S1.7670.571.659.067.85发电机F11.7910.56发电机F21.9090.52表2.2发电机F2停运时相间短路电流计算结果故障点平均电压 （KV）基准电流 （KA）分支 名称分支电抗X分支电流I合计II (KA)I (KA)一次风机10.55.499系统S0.9411.062.14118110.22发电机F10.9221.08输煤变压器10.55.499系统S1.8130.551.116.15.29发电机F11.7910.573继电保护整定计算3.1继电保护整定的基本任务继电保护整定的基本任务就是要对各种继电保护给出整定值对于厂用系统的全部继电保护需要制定一个整体的方案，通常可以由电压等级和设备来制定。3.2系统的运行方式电力系统运行是保护整定计算的基础。短路计算和选取最大负荷电流，都和运行方式有关。它不仅决定保护整定值的正确性，而且也影响对现有保护的评价和是否有利于正常的运行维护等方面，因此要重视这一问题。 最大、最小运行方式都是被整定的保护而言的，最大方式决定最大的短路电流、负荷电流；最小方式决定最小短路电流，其用来检验保护灵敏度是否满足要求。 3.2.1最大负荷电流的选取，应考虑以下几种因素 （1）备用电源自投的增荷；（2）临时倒路的增荷；（3）由于并联供电元件的减少造成负荷的转移；（4）电动机的自启动。 3.2.2最大、最小运行方式的选择 最大、最小运行方式的选择，目的在于计算短路电流的最大值和最小值。这要根据保护的要求和发电厂、变电站的主接线及运行方式来考虑。 对于相间保护来说，一般最大短路电流应取三相短路，最小短路电流应取两相短路。 对于发电厂来说，最大方式为并网的系统最大方式和所有机组，主变、接地点（规定的）均投入运行，最小方式可能出现最少机组、主变、接地点的运行。 3.3继电保护的配置3.3.1 线路保护配置3.3.1.1根据中华人民共和国行业标准DL400-91继电保护和安全装置技术规程的规定(1) 11kV-220kV中性点直接接地电力网的线路保护装设反映相间短路和接地短路保护(2)全线速动保护应按下列原则配置 1）根据系统稳定有必要时 2）线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为70%额定电压），是其他保护不能无时限和有选择地切除短路时 3）电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路性能而且能够改善整个电网保护的性能(3)后备保护应按下列原则配置 1) 110kV线路宜采用远后备方式 2) 220kV线路宜采用近后备方式，但某些线路如能实现远后备宜采用远后备或同时采用远近结合的方式(4)对接地短路应按下列规定之一装设保护 1) 对220kV线路，当接地电阻不大于100时，保护应能可靠地有选择地切除故障 2) 宜装设阶段式或反时限零序电流保护 3) 可采用接地距离保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护(5)对相间短路，应按下列规定装设保护装置 1) 单侧电源单回线路可装设三相电流电压保护，如不能满足要求，则装设距离保护 2) 双侧电源线路宜装设距离保护 3) 正常运行方式下，保护安装处短路，电流速断保护的灵敏系数在1.2以上时可以装设电流速断保护作为辅助保护(6)并行运行的平行线宜装设横联保护(7)对发电厂和主要变电所的3-10kV分段母线及并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母线的保护。下列情况应专设母线保护：必须快速而有选择地切除以一段或一组母线上的故障，保障发电厂及电力网的安全运行和重要负荷的可靠供电时；当线路短路其不允许切除线路电抗器前短路时。3.3.2 变压器保护配置原则3.3.2.1 电力变压器的保护配置原则对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应按照规定装设相应的保护装置 (1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路 (2)绕组的匝间短路 (3)外部相间短路引起的过电流 (4)中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压(5)过负荷(6)过励磁(7) 油面降低(8) 变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障3.3.2.2 8MVA及以上油浸式变压器应装设瓦斯保护当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降，应瞬时动作于信号，当产生大量的瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。 3.3.2.3对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。3.3.2.4 对高压侧电压为330KV及以上变压器，可装设双重差动保护3.3.2.5纵联差动保护应符合的要求（1）应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流（2）应在变压器过励磁时不误动和内部短路灵敏动作目的（3）朝那个保护范围应包括变压器套管及其引出线。如不能包括引出线时，应采取快速切出故障的辅助措施。3.3.2.6 为了防止外部相间短路引起的变压器过电流及作为变压器主保护的后备，变压器配置相间短路的后备保护保护动作后，应带时限动作于跳闸。规程规定：(1)过电流保护宜用于降压变压器；(2)当过电流保护的灵敏度不够时，可采用低电压起动的过电流保护，主要用于升压变压器或容量较大的降压变压器；(3)符合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器；(4)负序电流和单相式低电压起动的过电流保护，可用于63MVA及以上升压变压器；(5)按以上两条装设保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。3.3.2.7 6.3MVA及以上电力变压器当数台并列运行或单独运行，并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷的情况，装设过负荷保护(1)对于升压变压器，过负荷保护装设在主电源（低压侧）：三绕组升压变压器，过负荷保护装设在发电机电压侧和无电源侧；如三侧均有电源，三侧均应装设过负荷保护。(2)对于降压变压器，双绕组变压器的过负荷保护装设在高压侧。单侧电源的三绕组降压变压器，过负荷保护装在电源侧和绕组容量较小一侧；若三侧容量相同，过负荷保护仅在电源侧装设。3.4 高压电动机保护的整定计算3.4.1保护配置1.多相短路保护：通常由接差电流的一个继电器构成，若灵敏度不足，则由两个接于电流之继电器构成，若此时还不能满足要求时，或影响上一级保护的灵敏度时，则应装设差动保护。一般电动机的容量在2000KW以上应装设差动保护，2000KW以下则装设电流速断保护。2.高压电动机在工艺上有可能过负荷时，应装设过负荷保护，例如电厂的引风级机，排粉机、磨煤机、碎煤机、灰渣泵等电动机上。在生产过程中不易遭受过负荷的电动机，如循环水泵、凝结水泵、给水泵等电动机上，不应装设过负荷保护。过负荷保护还应装于起动条件非常困难的电动机上（在全电压下启动时）。此时保护应作用于跳闸，以防止在低电压情况下自启动，时间过分延长。3.单相接地保护：对于电动机单相接地故障，过去有的是取接地电流5A以上时装设保护，有的是10A以上装设保护，考虑到国内已普遍生产5A即能动作的接地保护装置，（包括零序电流互感器和相应的继电器）故规定接电流大于5安培时，即装设接地保护。接地保护电流大于5安培时，对电动机损坏较严重，故规定接地电流小于5安培时应发信号，大于5安培时作用于跳闸。4.低电压保护：在事故和不正常情况下，保证厂用重要辅机的正常运行，对发电厂主机组的安全运行有着极为重要的意义。根据发电厂生产过程连续运行的需要，一般可将厂用辅机划分为重要及次要两类。对于可以自启动的重要厂用辅机，应当保证其电动机的启动。火力发电厂的重要厂用辅机一般有以下几种：给水泵、凝结水泵、循环水泵、送风机、引风机、备用励磁机、排粉机、单位式制粉系统的风煤机等。在这两类电动机上使用低电压保