某电厂110MW发变机组继电保护设计【3张CAD图纸+毕业论文】

某电厂110MW发变机组继电保护设计

30页 13000字数+论文说明书+3张CAD图纸【详情如下】

发变组继电保护一次主接线图.dwg

发变组继电保护控制信号回路展开图.dwg

发变组继电保护系统配置图.dwg

某电厂110MW发变机组继电保护设计论文.doc

目   录

1 引言………………………………………………………………………………………1

2 保护配置…………………………………………………………………………………2

2.1  短路故障保护…………………………………………………………………… 2

2.2　异常运行保护…………………………………………………………………… 2

2.3　其他非电量保护………………………………………………………………… 2

2.4　其他电量保护…………………………………………………………………… 2

3 出口方案……………………………………………………………………………… 3－4

4 继电保护原理………………………………………………………………………… 5－10

4.1　电力变压器保护原理……………………………………………………………5－6

4.2 发电机保护原理…………………………………………………………………6－10

5 计算短路电流………………………………………………………………………… 14－17

 短路电流简化图…………………………………………………………………14

　5.1　确定基准值………………………………………………………………………15

5.2　短路电流中各主要元件的电抗标幺值…………………………………………15

5.3 计算各点短路电流………………………………………………………………15－18

6 整定计算……………………………………………………………………………… 19

6.1  A柜整定计算……………………………………………………………………16－18

6.2  B柜整定值计算…………………………………………………………………18－20

  6.3  C柜整定计算……………………………………………………………………20－21

A B C柜整定值计算汇总表………………………………………………… 21－24

结论……………………………………………………………………………………… 25

致谢……………………………………………………………………………………… 26

参考文献………………………………………………………………………………… 27

摘 要

本论文着重阐明125MW发电机－变压器组继电保护的基本原理，各种基本继电保护的分析方法，短路计算和整定原则，从理论上对发电机、变压器的故障作了分析。随着大容量机组和大型发电厂的出现，发电机－变压器组的接线方式在电力系统中获得了广泛的应用。在发电机和变压器每一个元件上可能出现的故障和不正常运行状态，在发电机－变压器组上也都可能发生，因此，其继电保护装置应能反应发电机和变压器单独运行时所应该反应的那些故障和不正常运行状态。

介绍发电机－变压器组继电保护的配置原则。介绍继电保护的基本原理。在一般情况下，应装设纵差动保护、瓦斯保护、定子绕组单相接地保护、后备保护、过负荷保护以及励磁回路故障的保护等。但由于发电机和变压器的成组连接，相当于一个工作无件，因此，就能把发电机和变压器中某些性能相同的保护全并成一个对全组公用的保护。例如装设公共的纵差动保护、过电流保护、过负荷保护等。这样的结合。可使发电机－变压器组的继电保护变得较为简单和经济。发电机－变压器组继电保护的计算方法（短路计算、整定计算）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型式的短路，所以需要进行短路计算。进行整定计算时需要校验灵敏度，在选择保护方式及对其进行整定计算时，都必须考虑系统运行方式变化带来的影响，所选用的保护方式，应在各种系统运行方式下都能满足选择性和灵敏性的要求。对过量保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性，在其他运行方式下也一定能保证选择性；灵敏度的检验应根据最小运行方式来进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏度符合要求，在其他运行方式下，灵敏度也一定能满足要求。此机组是在最大运行方式下，所以不用检验灵敏度。绘制一次主接线图、发电机－变压器组保护装置配置图、发电机－变压器组控制信号回路展开图、发电机－变压器组保护交、直流回路展开图。

关键词：保护配置，保护原理，短路计算，整定计算

Abstract

This thesis emphasizes to clarify the 125 MW  generator －  transformer set relay protective and basic principle, various basic after relay protective and analytical method, the short circuit calculation and whole settle the principle, made the analysis to the breakdown of the generator, transformer from the theories. Along with the emergence of the big capacity  machine set and large power plant, the generator －  transformer set connected the line method to acquire the extensive application in the electric power system. Each component in the generator and transformers up the breakdown of possible emergence and iniquity often circulates the appearance, also may take place on the generator －  transformer set, therefore, it relay protection equips and should can respond the generator and transformers to circulate alone should respond of those break down and often circulate the appearance falsely.

The introduction generator  － transformer set installs the principle relay protectively.Introduction relay protective and basic principle. Under the condition of general, should equip the to differ to move the protection, gas protection and settle the son to round a list to connect a ground of protection, spare protection, protect over the burden and protection etc. that the back track break down。But combine because of all of the similar to transformer of set conjunction, equal  to work have no piece, therefore, can chase the generator and transformers in some functions protections of generators a to a public protection. |For example equip the public to differ to move the protection and conduct electricity to flow the protection and protect etc. over the burden.. Combine thus. Can make the generator －  transformer set of relay protection become more simple and economic. The generator －  transformer set relay protective calculation  method( short circuit calculation, whole settle calculation) electric power system is in the movement, may take place various breakdown and often circulate the appearance falsely, the most familiar also is the most dangerous breakdown is a short circuit that takes place various pattern, so need to carry on the short-circuit calculation. Carry on whole settle the calculation need the school to check the intelligent degree, at choose to protect the way and as to it's carry on whole settle the calculation, must consider the influence that the system movement  method variety bring, the protection method for use choose, at the request of circulate in various system under way can satisfy the selectivity and intelligent. To the surfeit protection, usually make sure according to the biggest movement method in system whole protective settle the value, with the assurance selectivity, because as long as can guarantee the selectivity under the biggest movement method, also can certainly guarantee the selectivity under other movement methods;The examination of the intelligent degree is at the request of carry on according to the minimum movement method, because of as long as at minimum the movement is under way, the intelligent degree meet, under other movement methods, the intelligent degree also can certainly satisfy the request. This machine set is under the biggest movement method, so need not examine the intelligent degree. The draw a lord to connect the  line diagram, the the generator－ transformer a protection to equip to install the diagram, the a control the signal back the track development, the generator-transformer the set protection the to hand over, direct current back track development. rc .

Keywords:　The protection installs 　Protect the principle 　The short-circuit calculation Whole settle the calculation.

第一章 引言 

电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线及用电设备组成。它们的安全运行，直接关系到整个电力系统连续稳定地工作。特别是大型发电机和变压器由于造价昂贵、结构复杂，一旦因故障而遭到破坏，其检修度很大，检修时间也较长，在经济上必然要遭受很大损失。各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态，如短路、断线、过负荷等状态。

短路总是伴随着很大的短路电流，同时系统电压大大降低。短路点的电弧及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备，电压下降破坏电能用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果是因电压下降可能导致电力系统与发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直接使整个系统瓦解。所以各种形式的短路是故障中最常见，危害最大的。所谓异常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值。例如，长时间的过负荷会使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备的绝缘老化，或损坏设备。

故障和异常运行情况若不及时处理或处理不当，就可能在电力系统中引事故，造成人员伤亡和设备损坏，使用户停电、电能质量下降到不可容许的程度。

为防止事故发生，电力系统继电保护就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和异常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。

继电保护的主要任务是自动地、有选择性地、快速地将故障元件从电力系统切除，使故障元件免于继续遭受损害。当被保护元件出现异常运行状态时，保护装置一般经一定延时动作于发出信号，根据人身和设备安全的要求，必要时动作于跳闸。为了保证电力系统安全可靠地不间断运行，除了继电保护装置外，还应该设置如自动重合闸。备用电源自动投入、自动切负荷、同步电机的自动调节励磁及其他一些专门的安全自动装置，它们是着重于事故后和系统不正常运行情况的紧急处理，保证对重要负荷连续供电及恢复电力系统正常运行。要指出的是，随着电力系统的扩大，对安全运行的要求在提高，仅靠继电保护器来保障安全用电是不够的，为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施安全监控系统，该系统能代替人工进行包括正常运行在内的各种运行状态实时控制，确保电力系统的安全运行。　

第二章 保护配置

    选用南京自动化股份有限公司生产的WFBZ—01型发电机变压器组微机保护。它是由标准的16位总线主机构成，可提供30多种保护功能和非电量保护接口，分布于若干个相互独立的CPU系统，可满足各种容量的火电或水电发电机变压器组保护的要求，其保护配置灵活，设计合理，满足电力系统反事故措施要求，保证装置的使用安全性。保护装置按屏柜设计，一个机组单元成套保护可由1~3个柜组成，由一台工控机通过串行通讯中进行管理，实现数据的交换，从而对机组和保护运行状况进行监视和记录，也可进行时钟的校对和定值管理。此装置性能优良、可靠性高、维护调试方便、灵活性大、功能多。

发电机变压器组保护配置如下：

2.1 短路故障保护

2.1.1 发电机纵差保护

2.1.2 发电机定子匝间保护

2.1.3 通风故障保护

2.1.4 发电机转子两点接地保护

2.1.5 发电机变压器组纵差保护

2.1.6 主变压器高压侧零序保护

2.1.7 主变压器瓦斯保护

2.1.8 厂用高压变纵差保护

2.1.9 发电机低压过流保护

2.1.10 厂用高压变压器瓦斯保护 

2.1.11 厂用高压变压器高压侧过流保护

2.1.12 厂用高压变压器低压侧过流保护

2.2 异常运行保护

2.2.1 定子接地保护

2.2.2 转子一点接地保护

2.2.3 励磁机过负荷保护

2.2.4 失磁保护

2.2.5 定子对称过负荷（定、反时限）保护

2.2.6 定子不对称过负荷（定、反时限）保护

2.3 其他非电量保护

2.3.1 主变压器瓦斯保护

2.3.2 厂用高压变压器轻瓦斯保护

2.4 其他电量保护

2.4.1 25%低电流保护

2.4.2 TA断线保护

2.4.3 TV断线保护

2.4.4 厂变高压侧电流判别保护

第三章 出口方案 

发变组保护（含厂高变）由3面柜组成即A、B、C柜，保护配置及出口方案。

A柜配置及出口方案

保护名称                                         出口方案

发电机差动                     主变高压侧断路器跳闸；灭磁开关跳闸

定子接地                       关闭主汽门；自动励磁柜灭磁；手动励

定子匝间次灵敏                 磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失

定子匝间灵敏                   灵保护

转子两点接地

                  主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；

主变压器零序                   起动断路器失灵保护；灭磁开关跳闸

                               自动励磁柜灭磁；手动励磁柜灭磁；厂

                               用电切换

主变通风起动                   主变通风起动

25%低电流                      输出接点

励磁绕组过负荷                 减励磁

                   B柜保护配置及出口方案

保护名称                                  出口方案

发电机-变压器组差动            主变高压侧煌路器跳闸；灭磁开关跳闸

负序过流及发电机低压过流t2     关闭主汽门；自动励磁柜灭磁手动励

主变重瓦斯                     磁柜灭磁；厂用电切换；起动断路器失

失灵                           灵保护。　　　　　　　　　　　　

失磁t1联系                    主变高压侧断路器跳闸；汽机甩负荷；

定子对称过负荷（反时限）       起动断路器失灵保护。

负序过流及发电机低压过流t1

非全相

失磁t0                         减出力：切换厂用电。

定子对称过负荷（定时限）

 C柜保护配置及出口方案

保护名称                                  出口方案

厂高变差动                     跳厂高变低压侧第一分支断路器且并                         

                               起动快速切换；跳厂高变低压侧第二分

厂高变过流                     支断路器且并起动快速切换；跳厂高变

                               高压侧断路器（经电流闭锁）。

厂高变重瓦斯                  

厂高变低压侧第一分支过流       跳第一分支断路器；闭锁第一分支快速

                               切换。

厂高变低压侧第二分支过流       跳第二分支断路器；闭锁第二分支快速

                               切换。

厂高变通风起动                 起动厂高变通风

结论

　通过毕业设计，了解到电力系统继电保护是一门综合性的科学，它奠基于理论电工，电机学和电力系统等基础理论，还与电子技术、通讯技术、计算机技术和信息科学等新理论新技术有着密切的关系。纵观继电保护技术的发展史，可以看到电力系统通讯技术上的每一个重大进展都导致了一种新保护原理的出现。由机电式继电器发展到晶体管保护装置、集成电路式保护装置并向计算机保护的方向过渡，就充分说明了这个问题。可以预见，微处理机的迅速发展和实用化与计算机在电力系统调度控制自动化方面的应用，以及光导纤维通讯和信息网络的实现都将使继电保护技术的面貌发生根本的变化。在继电保护的设制造和运行方面都将出现一些新的理新的概念和新的方法。由此可见，继电保护工作者应密切注意相邻学科中新理论、新材料的发展情况，积极而慎重地运用各种新技术成果，不断发展继电保护的理论、提高其技术水平和可靠性指标，改善保护装置的性能，以保证电力系统的安全运行。

　继电保护是一门理论和实践并重的学科。为掌握继电保护装置的性能及其在电力系统故障时的动作行为，既需运用所学课程的理论知识对系统故障情况和保护装置动作行为进行分析，还需对继电保护装置进行实验室试验、在电力系统动态试验、现场人工故障试验以及在现场条件下的试运行。仅有理论分析不能认为对保护性能的了解是充分的。只有经过各种严格的试验，试验结果和理论分析基本一致，并满足预定的要求，才能在实践中采用。因此，要搞好继电保护工作不仅要善于对复杂的系统运行和保护性能问题进行理论分析，还必须掌握科学的实验技术，尤其是在现场条件下进行调试和实验的技术。

　继电保护的工作稍有差错，就可能对电力系统的运行造成严重的影响，给国民经济和人民生活带来不可估量的损失。国内、外几次电力系统瓦解，进而导致广大地区工、农业生产瘫痪和社会秩序混乱的严重事故，常常是一个继电保护装置不正确动作引起的。因此继电保护工作者对电力系统的安全运行肩负着重大的责任。这就要求继电保护工作者具有高度的责任感，严谨细致的工作作风，在工作中树立可靠性第一的思想，此外，还要求他们有合作精神，主动配合各规划、设计和运行部门分析研究电力系统发展和运行情况，了解对继电保护的要求，以便及时采用应有的措施，确保继电保护满足电力系统安全运行的要求。

致谢

首先要感谢老师，在毕业设计期间，老师不但指导了我课题方面的问题，还为我提供了良好的毕业设计的环境和条件，给了我很大的帮助，使我能更好的投入到课题设计中去，从而保证了我们毕业设计顺利完成，也让我少走了弯路。从老师身上，我不仅学到了许多学问，而且也学会了做学问和方法。

再次衷心感谢所有帮助过我的老师！正是在你们的帮助下，才使我能够顺利的完成毕业设计！谢谢你们！

参考文献

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System Reaying :An Introduction:GeorgiaInst,Technol