1、精選文檔110kv變電站繼電保護課程設計110kV變電站繼電保護設計 摘要 繼電保護是電網(wǎng)不可分割的一部分，它的作用是當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速地有選擇地將故障設備從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)的其余部分快速恢復正常運行; 當發(fā)生不正常工作情況時，迅速地有選擇地發(fā)出報警信號，由運行人員手工切除那些繼續(xù)運行會引起故障的電氣設備。可見，繼電保護對保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經濟運行，阻止故障的擴大和事故的發(fā)生，發(fā)揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護裝置，提高整定和校核工作的快速性和準確性，對于滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行具有十分重要的意義。 繼電保護整定計算是繼電保護工作中的一項重要工作。不同的部門其整定

2、計算 的目的是不同的。對于電網(wǎng)，進行整定計算的目的是對電網(wǎng)中已經配置安裝好的各種繼電保護裝置，按照具體電力系統(tǒng)的參數(shù)和運行要求，通過計算分析給出所需的各項整定值，使全網(wǎng)的繼電保護裝置協(xié)調工作，正確地發(fā)揮作用。因此對電網(wǎng)繼電保護進行快速、準確的整定計算是電網(wǎng)安全的重要保證。 關鍵詞:110kV變電站，繼電保護，短路電流，電路配置 0 目錄 0 摘要 .第一章 電網(wǎng)繼電保護的配置 . 2 1.1 電網(wǎng)繼電保護的作用 . 2 1.2 電網(wǎng)繼電保護的配置和原理 . 2 1.3 35kV線路保護配置原則 . 3 第二章 3 繼電保護整定計算 .2.1 繼電保護整定計算的與基本任務及步驟 . 3 2.2

3、繼電保護整定計算的研究與發(fā)展狀況 . 4 第三章 線路保護整定計算 . 5 3.1設計的原始材料分析 . 5 3.2 參數(shù)計算 . 6 3.3 電流保護的整定計算 . 7 總 結 . 9 1 第一章 電網(wǎng)繼電保護的配置 1.1 電網(wǎng)繼電保護的作用 電網(wǎng)在運行過程中，可能會遇到各種類型的故障和不正常運行方式，這些都可能在電網(wǎng)中引起事故，從而破壞電網(wǎng)的正常運行，降低電力設備的使用壽命，嚴重的將直接破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積的停電事故。為此，在電網(wǎng)運行中，一方面要采取一切積極有效的措施來消除或減小故障發(fā)生的可能性:另一方面，當故障一旦發(fā)生時，應該迅速而有選擇地切除故障元件，使故障的影響范圍盡可能縮

4、小，這一任務是由繼電保護與安全自動裝置來完成的。電網(wǎng)繼電保護的基本任務在于: 1(有選擇地將故障元件從電網(wǎng)中快速、自動切除，使其損壞程度減至最輕，并保證最大限度地迅速恢復無故障部分的正常運行。 2(反應電氣元件的異常運行工況，根據(jù)運行維護的具體條件和設各的承受能力，發(fā)出警報信號、減負荷或延時跳閘。 3(根據(jù)實際情況，盡快自動恢復停電部分的供電。 由此可見，繼電保護實際上是一種電網(wǎng)的反事故自動裝置。它是電網(wǎng)的一個重要組成部分，尤其對于超高壓，超大容量的電網(wǎng)，繼電保護對保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起著極其重要的作用。 1.2 電網(wǎng)繼電保護的配置和原理 電力系統(tǒng)各元件都有其額定參數(shù)(電流、電壓、功率等)，

5、短路或異常工況發(fā)生時，這些運行參數(shù)對額定值的偏離超出極限允許范圍，對電力設備和電網(wǎng)安全構成威脅。 故障的一個顯著特征是電流劇增，繼電保護的最初原理反應電流劇增這一特征，即熔斷器保護和過電流保護。故障的另一特征是電壓銳減，相應有低電壓保護。同時反應電壓降低和電流增大的一種保護為阻抗(距離保護)，它以阻抗降低的多少反應故障點距離的遠近，決定保護的動作與否。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結構日益復雜，機組容量不斷增大，電壓等級也越來越高，對繼電保護的要求必然相應提高，要求選擇性更好，可靠性更高，動作速度更快。因而促進了繼電保護技術的發(fā)展，使保護的新原理、新裝置不斷問世。 2 一般來說，電網(wǎng)繼電保護裝置包

6、括測量部分和定值調整部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。測量部分從被保護對象輸入有關信號，與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后確定保護應有的動作行為，由執(zhí)行部分立即或延時發(fā)出警報信號或跳閘信號。 1.3 35kV線路保護配置原則 (1)每回35kV線路應按近后備原則配置雙套完整的、獨立的能反映各種類型故障、具有選相功能全線速動保護 (2)每回35kV線路應配置雙套遠方跳閘保護。斷路器失靈保護、過電壓保護和不設獨立電抗器斷路器的500kV高壓并聯(lián)電抗器保護動作均應起動遠跳。 (3)根據(jù)系統(tǒng)工頻過電壓的要求，對

7、可能產生過電壓的500kV線路應配置雙套過電壓保護。 (4)裝有串聯(lián)補償電容的線路，應采用雙套光纖分相電流差動保護作主保護。 (5)對電纜、架空混合出線，每回線路宜配置兩套光纖分相電流差動保護作為主保護，同時應配有包含過負荷報警功能的完整的后備保護。 (6)雙重化配置的線路主保護、后備保護、過電壓保護、遠方跳閘保護的交流電壓回路、電流回路、直流電源、開關量輸入、跳閘回路、起動遠跳和遠方信號傳輸通道均應彼此完全獨立沒有電氣聯(lián)系。 (7)雙重化配置的線路保護每套保護只作用于斷路器的一組跳閘線圈。 (8)線路主保護、后備保護應起動斷路器失靈保護。 第二章 繼電保護整定計算 2.1 繼電保護整定計算的

8、與基本任務及步驟 繼電保護整定計算的基本任務，就是要對系統(tǒng)裝設的各種繼電保護裝置進行整定計算并給出整定值。任務的實施需要對電力系統(tǒng)中的各種繼電保護，編制出一個整體的整定方案。整定方案通常按兩種方法確定，一種是按電力系統(tǒng)的電壓等級或設備來編制，另一種按繼電保護的功能劃分方案來編制。 因為各種保護裝置適應電力系統(tǒng)運行變化的能力都是有限的，所以繼電保護整定方案也不是一成不變的。隨著電力系統(tǒng)運行情況的變化(包括基本建設發(fā)展和運行方式變化)，當其超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分保護定值重新進行整定，以3 滿足新的運行需要.如何獲得一個最佳的整定方案，要考慮到繼電保護的快速性、可靠性、靈敏性之間求

9、得妥協(xié)和平衡。因此，整定計算要綜合、辨證、統(tǒng)一的運用。 進行整定計算的步驟大致如下: (1) 按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數(shù)的計算條件。 (2) 進行短路故障計算。 (3) 按同一功能的保護進行整定計算，如按距離保護或按零序電流保護分別進行整定計算，選取出整定值，并做出定值圖。 (4) 對整定結果進行比較，重復修改，選出最佳方案。最后歸納出存在的問題，并提出運行要求。 (5) 畫出定稿的定值圖，并編寫整定方案說明書。 2.2 繼電保護整定計算的研究與發(fā)展狀況 繼電保護整定計算的工具和方法隨著科學技術的不斷進步而不斷地改進。無論國際還是國內，就其發(fā)展歷程而言

10、，大致可歸納為三個階段: 第一階段是全人工計算階段。整定人員通過Y/?變換簡化網(wǎng)絡，計算出分支系數(shù)和短路電流，在按照整定規(guī)則對各種繼電保護裝置逐一整定，工作難度很大，效率十分低下。 第二階段是半人工計算階段.即:人工計算十故障電流計算程序。保護定值計算中各種故障電流的分析計算用計算機來完成，保護定值的計算還需要整定人員手工完成. 第三階段是計算機整定階段。較為成熟可靠的整定計算程序完全取代了整定人員的手工勞動，使繼電保護整定計算工作變得準確和快捷。 目前，在我國各大電網(wǎng)繼電保護整定過程中，計算機的應用還比較少，其主要工作還是由人工來完成的。繼電保護整定計算時，一般先對整個電網(wǎng)進行分析，確定繼電

11、保護的整定順序以及各繼電器之間的主/從保護順序，然后應用計算機進行故障計算，按照繼電保護的整定規(guī)程，在考慮了各種可能發(fā)生的故障情況下，獲取保護的整定值，同時應注意到各繼電器之間的配合關系，以保證繼電保護的速動性、選擇性和靈敏性的要求。 4 第三章 線路保護整定計算 3.1設計的原始材料分析 本次變電所設計為一區(qū)域性變電所，以供給附近地區(qū)的工業(yè)，農業(yè)，居民等用電。本期工程一次建成，設計中因為需要考慮到留有擴建的余地;初步設計總裝機容量為231.5MVA，本期先建成2臺。考慮到實際情況，110kV出線先輸出6回，廠用電一回。其輸出數(shù)據(jù)如下: 1.單回6000kW，cos=0.65，架空線長6km;

12、 2.單回8000kW，cos=0.73，架空線長8km; 3.單回5000kW，cos=0.75，架空線長15km; 4.雙回7000kW，cos=0.70，架空線長22km; 5.單回5000kW，cos=0.7，架空線長10km; 6.所用電380/220V,100 kW，cos=0.8. 主接線圖如下: 簡化系統(tǒng)圖如下: 5 圖中參數(shù)如下表 系統(tǒng)阻T1容 Xl1 T2漏抗 量 XlX13 X14 X15 X16 X17 最大負荷 抗 X MVA 2 kM kM kM kM kM xtkM 1.62/231.5 6 8 15 22 22 10 31.5MW 22.8 .37 變壓器短路電

13、壓比均按10.5,計算，線路阻抗按0.4/kM計算， 3.2 參數(shù)計算 折算到35kV系統(tǒng)的阻抗如下。 系統(tǒng)阻抗:，X=2.1 s.Min22變壓器T1阻抗:X=10.5%U/S=0.10535?31.5=4.08 T1變壓器T2阻抗:X=22.8 T2X=8.8 11線路Xl2阻抗:X=60.4=2.4 12線路Xl3阻抗:X=80.4=3.2 13線路Xl4阻抗:X=150.4=6 14線路Xl5阻抗:X=220.4=8.8 15線路Xl6阻抗:X=220.4=8.8 16線路Xl7阻抗:X=100.4=4 176 3 線路最大負荷電流:I=P/cos/(35)=31.510?0.8?35

14、=169A 33L.MAX將參數(shù)標于圖上，化簡后得到整定計算用圖。 3.3 電流保護的整定計算 1、保護1電流I段整定計算 I(1)求動作電流。按躲過最大運行方式下本線路末端(即B母線處)三相短路時I1.op(3)流過保護的最大短路電流整定。 Ik.max(3)最大短路電流為 Ik.max(3)I=E/(Zs.min，Z)=37/(2.1+8.8)=1.95(kA) 3k.B。maxAB動作電流為: II(3)I=KI=1.251.95=2.44(kA) 1.0Prelk.B。max(2)動作時限。為保護固有動作時間。 (3)靈敏系數(shù)校驗。 ?段保護的靈敏度用保護區(qū)長度表示。 1)最大保護區(qū)

15、EI ， l=10kM ， 最大百分比=Imaxact，0.4Zlsminmax,lmax=，100%=45.45% ; lXl12)最小保護區(qū) 7 E3lImin，=I ，=5kM ， 最小百分比=100%=22.72% l，actmin，Zl0.42lsmaxmin,Xl12(保護1電流?段整定計算 II (1)求動作電流 I1.op、Xl3、Xl4、Xl5、Xl6、Xl7屬于同一等級，所以只用X12換算 由于Xl2(3)I=E/(Zs.min，Z，Z)=37/(2.1+8.8+2.4)=1.6(kA) 3k.C。maxABBCII(3)I=KI=1.251.6=2(kA) 2.0Prel

16、k.C。maxIIII(3)I=KI=1.22=2.4(kA) 1.0Prelk.C。Max(2)靈敏系數(shù)校驗。 (2) I=/2E/(Zs.max，Z)=/237/(6.18+8.8)=1.23(kA) 333k.B。minABII(2)II K=I/I=1.23/2.4=0.51 senk.B。min1.0P該段保護的靈敏系數(shù)不滿足要求，可與線路BC的?段配合整定，或者使用性能更好的距離保護等保護。 3(保護1電流?段整定計算 III(1)求動作電流。按躲過本線路可能流過的最大負荷電流來整定，即: IopIIIIIII=KKL/K=1.21.3/0.850.169=0.31(kA) 1.o

17、prelastL.maxres(2)靈敏系數(shù)校驗。 1)作線路Xl1的近后備時，利用最小運行方式下本線路末端兩相金屬性短路時流過保護的電流校驗靈敏系數(shù)，即 III(2)IIIK=I/I=1.23/0.31=4.0 senk.B。min1.op近后備靈敏度滿足要求。 2)作遠后備時。利用最小運行方式下相鄰設備末端發(fā)生兩相金屬性短路時流過保護的電流校驗靈敏系數(shù)。 (2)C母線兩相短路最小電流為: Ik.C.min(2)I=/2E/(Zs.max，Z，Z)=/237/(6.18+8.8+2.4)=1.06(kA) 333k.C。maxABBC則作為線路BC遠后備保護的靈敏系數(shù)為: III(2)III

18、K=I/I=1.06/0.31=3.41.2 senk.C。min1.op(2)D母線兩相短路最小電流為: Ik.D.min(2)I=/2E/(Zs.max，Z，Z)=/237/(6.18+8.8+22.8)=0.48 333k.D。minABT2則作為變壓器T2低壓母線遠后備保護的靈敏系數(shù)為: III(2)IIIK=I/I=0.48/0.31=1.541.2 senk.D。min1.op8 可見，遠后備靈敏度滿足要求。 (3)動作時限，應比相鄰設備保護的最大動作時限高一個時限級差,t，如線路BC與III變壓器T2后備保護動作時間為1s，則 t,1.5(s)1最后，將整定計算結果列表如下: 動作值(kA) 動作時間(s) 靈敏度 電流保護I段 2.44 0 0.48，45.45% 電流保護II段 2.4 0.5 0.51 電流保護?段 0.31 1.5 4.0，3.2，1.54 總 結 通過這兩周的綜合課程設計，使我得到了很多的經驗，并且鞏固和加深以及擴大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力，正確使用技術資料的能力。為進一步成為優(yōu)秀的技術人員奠定基礎。這次課程設計首先使我鞏固和加深專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力。其次通過大量參數(shù)計算，鍛煉從事工程技術設計的綜合運算能力，參數(shù)計算盡可能采用先進的計算方法。最后培養(yǎng)了參加手工實踐，進行安裝，調試和運行的能