柴石滩水电站继电保护方案ppt课件.ppt

柴石滩水电站继电保护方案的研究与设计 摘要 本论文主要对柴石滩水电站进行发电机继电保护设计 变压器继电保护设计 馈电线路继电保护设计 电力设备和线路应有主保护 后备保护和异常运行保护 必要时增设辅助保护 发电机继电保护的设计是对3台发电机进行保护 保护类型的配置保护的整定计算及校验 变压器的继电保护设计是对主变进行保护 保护类型的配置保护的整定计算及校验 馈电线路继电保护设计是对送往古城的线路进行保护 保护类型的配置保护的整定计算及校验 最后选择微机保护将整个水电站继电保护集中化管理 1 前言 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 2 前言 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 60年代末到80年代中期我国广泛采用晶体管型保护 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 1984年微机线路保护通过鉴定并获得应用 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 3 前言 这些控制操作的技术与装备大致可分为两大类 其一是保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备 主要进行电能生产过程的连续自动调节 动作速度相对迟缓 调节稳定性高 把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象 这就是通常理解的 电力系统自动化 控制 其二是当电网或电气设备的发生故障 或出现影响安全运行的异常情况时 自动切除故障设备和消除异常情况的技术与装备 其特点是动作速度快 其性质是非调节性的 这就是通常理解的 继电保护装置 4 1原始资料的概述 柴石滩水电站位于云南省昆明市宜良县境内的南盘江上游 该电站为坝后式电站 利用柴石滩水库放水放电 电站装机容量3x20MW 电站以110KV一级电压接入系统 110KV出线二回 一回送至古城变电站 另一回出线作为备用 线路平均约长30km 电力系统容量为3500MVA 正负序电抗为1 15 零序电抗为1 85 电站的电能主要通过古城变电站送入系统 在系统中作为调峰 调相运行 电气主接线为 发电机与与主变压器的连接采用单元接线 发电机出口装设发电机断路器 升高电压侧110kv采用单母线接线 开关站采用了GIS封闭式组合电器 5 1原始资料的概述 6 电力系统的短路电流计算 1 短路电流的危害电力系统在运行中 相与相之间或相与地 或中性线 之间发生非正常连接 即短路 时流过的电流 其值可远远大于额定电流 并取决于短路点距电源的电气距离 例如 在发电机端发生短路时 流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10 15倍 大容量电力系统中 短路电流可达数万安 这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果 7 电力系统的短路电流计算 3 短路电流计算的目的1 选择有足够电动力稳定性和热稳定性的电气设备 如选择断路器 互感器等电气设备 必须以电流计算为依据 2 合理的配置继电保护及自动装置 并正确整定其参数 必须对电力系统各种短路故障进行分析计算 3 比较和评价电气主接线方案时 可以依据短路计算的结果 确定是否采取限制短路电流的措施 并对设备的造价进行评估 选择最佳的方案 8 电力系统的短路电流计算 9 发电机保护 发电机是电力系统最重要的设备之一 发电机的安全运行对保证电力系统的稳定运行和电能质量起着决定性的作用 机组容量越大 其作用越重要 根据课题任务书要求 发电机的容量为20MW 电压在3KV及以上 容量在50MW及以下的发电机及异常运行方式应装设相应的保护装置 10 发电机保护 3 1定子绕组相间短路 应装设纵差动保护发电机定子绕组中性点一般不直接接地 故定子绕组都设计为全绝缘 由于绝缘老化 过电压冲击等原因发生单相接地和短路 会造成发电机报废 应装设纵差动保护 该保护是发电机内部相间短路的主保护 因为该保护可以无延时的切除保护范围内的各种故障 同时又不反应发电机的过负荷和系统振荡 且灵敏系数一般较高 所以纵差动保护毫无例外的用作容量在1MW以上发电机的主保护 11 发电机保护 3 2发电机单相接地应装设与母线直接连接的发电机定子绕组接地保护 12 发电机保护 3 3定子绕组匝间短路 应装设零序电流型横差保护发电机的匝间故障包括相同分支的匝间短路和同相异分支的匝间 横差保护是利用反应两个支路电流之差的原理 由一个电流继电器接至装在两组星形绕组中性点联线上的电流互感器二次回路上 为了降低保护的动作电流值 继电器应经三次谐波滤波器接入 这种保护具有接线简单 灵敏 对绕组端部开焊亦能起保护作用等优点 为了防止在励磁回路发生间歇性的短时间二点接地故障时保护装置不必要地动作 当励磁回路发生一点接地时 应将保护切换至带0 5 1s时限动作于停机 13 发电机保护 3 4发电机外部相间短路 应装设复合电压启动的过电流保护当外部故障引起过电流 如连接在母线上的变压器 线路发生短路且相应的保护或短路器拒绝动作 或在发电机电压母线上发生短路且其上未装设专用的母线保护时 为了可靠地切除故障 在发电机上应装设防御外部短路的相间短路保护 该保护同时也是发电机主保护的后备保护 14 发电机保护 3 5励磁回路接地 应装设接地保护或接地检测装置1MW以上的水轮发电机 应装设一点接地保