继电保护课程设计报告书

1、广西大学电气工程学院继电保护过程设计报告110地区电网继电保护设计地图老师：廖碧莲专业课：电气工程和自动化093声明：国王出众学号：设计时间：2013年1月第一，根据功率平衡确定系统的工作方式在计算短路电流时，确定其工作方式非常重要，因为选定的保护与一系列问题有关，例如是否经济、简单、可靠、是否能满足灵敏度要求等。保护工作方式分为通过保护装置短路电流的大小。最大操作模式根据系统的最大负荷要求，电力系统的发电设备全部启动(或大部分启动)，选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。对于继电保护，短路时通过保护实现的短路电流的最大操作模式。最小执行方法根据系统的最小负载，投入相应的发电

2、设备，只有系统的中性点接地的工作方式称为最小工作方式。对于继电保护，短路时通过保护的短路电流的最小操作模式。在过度保护的情况下，通常根据系统最大工作方式确定保护值，因为在最大工作模式下保证了选择性，在其他工作模式下保证了选择性。敏感度的验证必须根据最低工作方式进行。因为在最小操作方法中，灵敏度满足要求，在其他操作方法中，灵敏度必须恒定，灵敏度满足要求。摘要发电机G1、G2和G3均以最大运行模式运行，只有发电机G1和G2(G3停止运行)以最小运行模式运行。二、变压器中性点接地运行方式的确定目前我国的电力系统主要以中性点运行方式为三种，中性点不接地，经消弧线圈和直接接地，前两种称为接地电流系统。后

3、者也称为大型接地电流系统。110kV电网变压器中性点接地运行方式应尽量保持变电站零序阻抗不变。发生重大变更变电站零序阻抗的特殊操作方式时，应按照操作规定或根据当时的实际情况临时处理。3110kV电网继电保护装置运行整定规程 1 dl/t584-95根据中华人民共和国电力工业部1995-11-27批准实施1996-06-011变压器中性点的接地原则如下：A.发电厂只有一台主变压器的情况下，变压器中性点必须直接接地运行，变压器检修时按特殊情况处理。B.如果发电厂有连接到总线的两个主变压器，则必须直接接地一个变压器中性点并运行。由于特定原因，正常运行时，两个变压器中性点都必须直接接地并工作，在一个主

4、变压器检修时，根据特殊情况进行处理。C.发电厂有三个以上与母线连接的主变压器，应直接接地两个变压器中性点运行，并分别连接到不同的母线，如果不能保持每条母线的连接点，则按照特殊情况处理。根据情况，正常运行时可以直接接地一台变压器中性点运行，当变压器全部检修时，作为特殊情况处理。D.变电站变压器中性点的接地方式应保持区域电网零序阻抗几乎相同，变压器中性点直接接地也不应过于集中。这是为了防止事故中直接接地的变压器跳闸后剩余的变压器零序过电压保护动作跳闸。E.自动变压器和绝缘所需的变压器中性点应直接接地运行，没有区域电源的单回路电源终端变压器中性点不应直接接地运行。F.短路维修停止后，为了改善保护合作

5、关系，如果可能的话，可以增加中性点接地变压器的数量，以抵消停止线路时零序电流分布的影响。根据此原则，此次设计的变压器中性点是以T2、T3、T4、T5接地、T1和T6不接地的方式接地的。三、发电机保护配置发电机的安全运行对保证电力系统的正常运行和电能质量具有决定性作用，发电机本身也是非常昂贵的电气设备，因此，对于各种故障和异常运行状态，必须安装完善性能的继电保护装置。主要包括以下方面：1、300MW以上的汽轮发电机变压器组必须安装双高速保护，即发电机纵差保护、变压器纵差保护和发电机变压器组共享纵差保护。如果发电机和变压器之间有断路器，应安装双发电机端差动保护装置。2、1MW以上发电机应安装纵向差

6、动保护。3、对于发电机变压器组，发电机和变压器之间有断路器的话，发电机安装单个100MW以下的发电机，单端差动保护；发电机和变压器之间没有断路器的情况下，可以设置发电机变压器组共享100MW以上的差动保护，除发电机变压器组共享纵差动保护功能外，发电机还可以设置单独的纵差动保护，200300MW对发电机变压器组为变压器添加单独的纵差动保护，即双高速保护。4、对于使用发电机变压器单元接线的发电机，100MW以下的容量应安装小于90%的定子接地保护；容量超过100兆瓦时，保护区应安装100%定子接地保护。5、1MW以上的水轮发电机应安装一些接地保护装置；6、总线直接连接发电机，单相接地故障电流大于允

7、许值时，安装可选接地保护装置；7、转子内部冷却汽轮发电机和100MW以上汽轮发电机，励磁回路一点接地保护装置，各发电机组；可以安装两点接地保护装置、各发电机组、旋转整流励磁发电机、若干接地故障定期检测装置；不允许8，100MW以下的磁损耗发电机，使用半导体励磁系统时要安装专用的磁损耗保护。9，100MW以下的涡轮发电机可以对一些接地故障使用周期性检测装置。对于两点接地故障，应安装两点接地保护装置。10，100MW以下但磁损耗对电力系统有重大影响的发电机和100MW以上的发电机必须安装专用磁损耗保护装置。可以在600MW发电机上安装双损耗保护。11，对于非对称负载或外部非对称短路引起的负序过电流

8、，通常在50MW以上的发电机上安装负序过流保护装置。本主题中，发电机G1和G2的额定功率=cos=500.85=42.5MW，G3的额定功率=cos=700.85=59.5MW小于100MW，因此本设计中的发电机保护如下所示：反映相位短路的纵向差动保护(与发电机变压器共享)；保护反映定子绕组匝间短路；定子接地保护反映定子单相接地短路；G3可以安装更多负序列过流保护集。四、变压器保护配置变压器是现代电力系统的主要设备之一。电力变压器的可靠性要求很高。由于变压器故障的影响很大，为了电源系统的安全运行，必须加强继电保护装置的功能。根据技术规定，电源变压器继电保护装置的配置原则一般如下：(1)变压器内

9、部各种短路和油面下降的气体保护必须安装。在这里，轻气体立即作为信号运行，重气体在分离各侧断路器的瞬间执行动作。(2)作为分离各侧断路器的初级保护，应安装反应变压器绕组和引线的多相短路和绕组匝间短路的纵向差动保护或电流速度切断保护。(3)对于外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行条件、变压器灵敏度的要求，允许的过电流保护、复合电压启动过电流保护、负序电流和单相低压启动过电流保护或阻抗保护用作备份保护，而不限制跳闸操作的时间。(4)直接接地超过110kv中性点的电网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况，安装零序电流保护和零序电压保护(具有跳闸时间动作)。(5)为了

10、避免长时间过载而造成的设备损坏，应根据信号(400kVA或更高)上有时间限制行为的可能过载情况安装过载保护。(6)变压器温升和冷却系统故障应根据变压器标准安装信号和动作作用于跳闸的装置。因此，根据上述原则和经济安全条件，变压器主保护配置有：气体保护纵向保护，后备保护复合电压启动过流保护(相间备份)零序电流电压保护(接地备份)过载保护。根据要求，其中一个变压器(T4)的基于微机的保护、差动保护设置过程如下：(1)差动保护设定利用二次谐波制动，避免变压器空投时因涌流引起的保护故障，装置根据三段线路比制动特性要求显示了其动作特性，如图所示。图1动作特性计算每一侧的主要和次要额定电流，并选择CT比率=

11、131.2160A=1312.1597A低压侧通过三角形连接=757.5758A名字每个边值额定电压(KV)11011额定电流(a)131.2160757.5758CT布线方案yy使用CT比率500/5=1001000/5=200每个侧额定值(a)(次要侧)1.31223.7879差动快速制动保护ISD是差动截止电流值，应避免主变压器空载输入时可能发生的最大涌流设置，通常为2-3Ie(Ie是变压器高压侧的二次额定电流)。ISD=2.6244A比率差动保护根据3条折线实现比率制动差动保护。Icd是差动电流，通常应选择0.20.3Ie，并测量最大负载下差动电路的不平衡电流。第三次电流可通过装置菜单

12、查看，Icd必须大于此电流。Icd=0.3937AIr1、Ir2是与两个拐点相对应的制动电流。对于Ir1，常规选择为Ie或实际设置范围为0.8到1.2 ie。Ir2必须大于Ir1，实际设置范围必须大于1.2Ie。Ir1=1.050AIr2=1.5746AK1、K2对应于折线斜率1和折线斜率2。K1通常取0.3到0.7，但必须满足k1 ICD/ir1。K2通常大于K1，实际上取0.5以上。K1=0.3；K2=0.5Kd2是涌流的二次谐波制动比，通常实际设置为0.150.2。Kd2=0.2总而言之，保护运动方程式如下：0.3937A、1.050A0.3 (-1.050) 0.3937a，1.050

13、A1.5746A0.5 (-1.5746) 0.551a，1.5746A平衡系数计算各电流互感器的二次电流平衡补偿由软件执行，中低压侧平衡补偿不基于高压侧二次电流，平衡系数计算如下：KPM=Ihe/ImeKPL=Ihe/Ile风格：KPM中压侧平衡系数；KPL低压侧平衡系数；Ihe、Ime、Ile是变压器高度、中低压侧次要额定电流。低压侧=0.3464(2)复合电压启动过流保护设置使用l低压继电器时，电流继电器的整数值可以设置为大于变压器的额定电流，而不再考虑并联运行变压器切断或电动机自启动时可能出现的最大负荷185.2461Al避免正常运行时可能发生的最低工作电压设置KV中-最小工作电压，一

14、般为0.9；-可靠性系数，1.1 1.2；-1.15到1.25的低压继电器返回系数。l负序过电压继电器的工作电压调整为避免正常操作时出现在负序滤波器中的最大不平衡电压，通常使用这次是0.06，KV，灵敏度验证有点小。五、110kv线路保护配置船上故障一般分为相间故障和接地故障。小电流接地系统(35kv以下)传输线使用三级电流保护反应和相位错误。由于小电流接地系统没有接地点，单相接地短路通常使用总线上的绝缘监测装置发送信号，由于工作人员的区域停电，寻找接地装置。但是，它们的保护范围和灵敏度受到系统运行方式变化的极大影响，很难满足较高电压水平的复杂网络的要求。110kv输电线路一般采用三级相间距离

15、保护作为相间短路故障保护方式，采用级联零序电流保护作为接地短路保护方式。对于非常短的个别线路，如果需要，可以将差动保护考虑为主保护。注：如果双向电源的传输线发生反向短路，保护可能会失去可选性，则需要添加方向组件。该系统采用相间距离保护作为反映相间短路的保护装置。反映接地短路的保护装置使用接地距离保护和分阶段零序电流保护。六、发电机、变压器、线路参数计算导入=100MVA=115kv基准值=132.2500(1)发电机阻抗计算值：=0.125=0.2500=0.135=0.1929著名值：=0.2532.25=33.0625=0.25=25.5110(2)变压器阻抗计算值：=0.1750=0.8

16、=0.80.1750=0.1400=0.1548=0.8=0.80.1548=0.1238=0.5400=0.8=0.80.5400=0.4320=0.3333=0.8=0.80.3333=0.2666著名值：=0.25=23.1438=0.25=18.5150=0.25=20.4723=0.25=16.3726=0.25=71.4150=0.25=57.1320=0.25=44.0789=0.25=35.2579(3)线路阻抗计算=0.460=24=/=24/=0.1815(单个过程)=1.460=84=/=84/=0.6352=0.440=16=/=16/=0.1210=1.240=48=/=48/=0.3629计