110KV电网继电保护毕业设计方案.doc

引 言电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要能源，电力系统安全稳定运营对国民经济、人民生活乃至社会稳定均有着极为重大影响。电力系统各种元件在运营中不也许始终保持正常状态。因而，需要有专门技术为电力系统建立一种安全保障体系，其中最重要专门技术之一就是继电保护技术。它可以按指定分区实时检测各种故障和不正常运营状态，迅速及时地采用故障隔离或告警等办法，以求最大限度地维持系统稳定，保持供电持续性，保障人身安全，防止或减轻设备损坏。由于最初继电保护装置是又机电式继电器为主构成，故称为继电保护装置。尽管当代继电保护装置已发展成为由电子元件或微型计算机为主构成，但仍沿用次名称。当前惯用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置构成继电保护系统。从科学技术角度，电力系统继电保护从属于电力系统及其自动化专业领域；从工业生产角度，电力系统继电保护是电力工业一种必不可少构成某些，肩负着保障电力系统安全运营重要职责。随着国内电力工业迅速发展，各大电力系统容量和电网区域不断扩大。为适应大电网发展需要，相继浮现超高压电网和大容量机组，致使电网构造日趋复杂，电力系统稳定问题日益突出，因而对电力系统继电保护提出了更高规定。继电保护装置可视为由测量某些、逻辑某些和执行某些等某些构成。对作用于跳闸继电保护装置，在技术上有四个基本规定：选取性、速动性、敏捷性和可靠性。以上四个基本规定是分析研究继电保护性能基本。在它们之间，既有矛盾一面，又有在一定条件下统一一面。继电保护科学研究、设计、制造和运营绝大某些工作也是环绕着如何解决好这四个基本规定之间辨证统一关系而进行。关于电网继电保护选取在“技术规程”中已有详细规定，普通要考虑重要规则为：（1） 电力设备和线路必要有主保护和后备保护，必要时增长辅助保护，其中主保护重要考虑系统稳定和设备安全；后备保护重要是考虑主保护和断路器拒动 时用于故障切除；辅助保护是补充前两者局限性或在主保护退出时起保护作用；（2） 线路保护之间或线路保护与设备保护之间应在敏捷度、选取性和动作时间上互相配合，以保证系统安全运营；（3） 对线路和设备所有也许故障或异常运营方式均应设立相应保护装置，以切除这些故障和给出异常运营信号；（4） 对于不同电压级别线路和设备，应依照系统运营规定和技术规程规定,配备不同保护装置.普通电压级别越高,保护性能越高越完善,如330KV以上线路或设备主保护采用“双重化”保护装置等。本次设计是依照电力系统继电保护原理进行设计，重要是110KV电网继电保护设计。本设计共分六章：第一章 系统中各元件重要参数计 算；第二章 输电线路上CT.PT变比选取及中性点接地选取；第三章 短路电流计算；第四章 电力网相间距离保护配备和整定计算；第五章 电力网零序电流保护配备和整定计算；第六章 自动重叠闸选取。本次设计巩固了我所学过专业理论知识，使我对电力系统和继电保护有了更加深刻理解和结识，为我走向社会这个大课堂奠定更为有力基本，也为我迈向成功提供了更加充分信心和动力！第一章 系统中各元件重要参数计算已知基准值为:MVA KV 则有:A 1.1 发电机参数计算发电机电抗有名值计算公式： （1-1）发电机电抗标幺值计算公式： （1-2）式中： 发电机次暂态电抗 发电机额定电压KV (4) 在电网变压器中性点接地数目和位置不变条件下，当系统运营方式变化时，零序电流变化较小，因而，零序电流速断保护保护范畴长而稳定。而相间短路电流速断保护，受系统运营方式变化影响较大。(5) 采用了零序电流保护后，相间短路电流保护就可以采用两相星形接线方式，并可和零序电流保护合用一组电流互感器，又能满足技术规定，并且接线也简朴。应当指出，在110KV及以上电压系统中，单相接地短路故障约占所有故障80%90%，而其他类型故障，也往往是由单相接地发展起来。因此，采用专门零序电流保护就有其更重要意义。因而，在大接地电流系统中，零序电流保护获得广泛应用。但是，零序电流保护也存在某些缺陷，重要体当前如下两方面：(1) 于短线路或运营方式变化很大电网，零序电流保护往往难于满足系统运营所提出规定，如保护范畴不够稳定或由于运营方式变化需要新整定零序电流保护。（2）220KV及以上电压电力系统，由于单相重叠闸应用，影响了零序电流保护对的工作，这时必要增大保护起动值，或采用办法使保护退出工作，待全相运营后再投入。第六章 自动重叠闸选取6.1采用自动重叠闸目在电力系统中,输电线路(特别是架空线路)最容易发生故障。故障分为两类一类是暂时性故障一类是永久性故障。如果把断开线路断路器重新合上,仍能使输电线路继续供电，此类故障为暂时性故障。此外,也尚有永久性故障,例如,倒塔杆、断线、绝缘子击穿或损坏等引起故障,在故障线路被断开后来,故障点绝缘强度不能恢复,即故障依然存在,这时虽然再合上断路器,输电线路还要再次断开,因而不能及时恢复正常供电。在线路上装设自动重叠闸装置后来,由于它不能鉴别是暂时性故障还是永久性故障,因而,重叠闸后就有也许成功(即恢复供电),也也许不成功。依照运营资料记录,重叠闸成功率(重叠闸成功数与总动作数之比)在60%90%之间,可见其成功率是相称高。采用自动重叠闸技术经济效果重要有:(1)可以提高输电线路供电可靠性,减少线路停电机会,特别是对于单回线单侧电源尤为明显。(2)可以提高并列运营稳定性。(3)在电网设计和建设过程中,由于考虑了自动重叠闸作用,可以暂缓架设或不架设双回线路,节约投资。(4)对由于断路器自身机构不良或继电保护误动作而引起误跳闸,能起纠正作用。6.2 自动重叠闸基本规定6.2.1、自动重叠闸应满足基本规定： (1)在下列状况下,自动重叠闸装置不应动作。 1)由值班人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时。 2)手动投入断路器,由于线路上存在故障,随后由保护动作将其断开.由于在这种状况下,故障大多都是属于永久性。它也许是由于检修质量不合格、隐患未能消除或者是保安地线没有拆除等因素导致。因而,虽然再重叠一次也不也许成功. 3)在某些不容许重叠状况下例如,断路器处在不正常状态(如气压、液压减少等)以及变压器内部故障,差动或瓦斯保护动作使断路器跳闸时,均应使闭锁装置不进行重叠闸。 (2)除上述条件外,当断路器由继电保护动作或其她因素而跳闸后,重叠闸都应当动作,使断路器重新合闸。在某些状况下(如使用单相重叠闸时),也容许只在保护动作于跳闸后进行重叠闸。(3)自动重叠闸装置动作次数应符合预先规定。如一次重叠闸就只应当动作一次。当重叠于永久性故障而再次跳间后,就不应当再动作。装置自身也不容许浮现元件损坏或异常时,使断路器多次重叠现象,以免损坏断路器设备和扩大事故范畴。 (4)自动重叠闸在动作后来,应可以自动复归。6.2.2 自动重叠闸类型 自动重叠闸采用是系统运营实际需要。随着电力系统发展，自动重叠闸类型普通有如下三类： （1） 三相重叠闸（2） 单相重叠闸（3） 综合重叠闸 本设计采用三相一次重叠闸,所谓三相重叠闸是指无论在输、配线上发生单相短路还是相间短路时，继电保护装置均将三相断路器同步跳开，然后启动自动重叠闸同步合三相断路器方式。若故障为暂时性故障，则重叠闸成功；否则保护再次动作，跳三相断路器。 三相重叠闸构造相对比较简朴，保护出口可直接动作控制断路器，保护之间互为后备保护性能良好。6.2.3 自动重叠闸与继电保护配合 重叠闸和继电保护之间密切良好配合可以较迅速切除多数状况下故障，提高供电可靠性和安全性，对系统安全稳定产生极其重要作用。当前，在电力系统中，自动重叠闸与继电保护配合方式有两种，即自动重叠闸前加速保护动作和自动重叠闸后加速保护动作。（1） 自动重叠闸前加速保护动作方式（2） 自动重叠闸后加速保护动作方式 “前加速”方式只合用于35kv及如下网络;“后加速”方式合用于35kv以上高压网络中。6.3 自动重叠闸选取及整定计算6.3.1 自动重叠闸配备原则 （1）1kv及以上架空线路及电缆与架空混合线路，在具备断路器条件下，当用电设备容许且无备用电源自动投入时，应装设自动重叠闸装置； （2）旁路断路器和兼作旁路母联断路器或分段断路器，应装设自动重叠闸装置； （3）低压侧不带电源降压变压器，可装设自动重叠闸装置； （4）必要时，母线故障也可采用自动重叠闸装置。 总结近年来自动重叠闸运营经验可知普通在选取自动重叠闸类型时可作如下考虑： （1）110kv及如下单侧电源线路普通采用三相一次重叠闸装置； （2）220kv、110kv及如下双电源线路用适当方式三相重叠闸能满足系统稳定和运营规定期，可采用三相自动重叠闸； 6.3.2自动重叠闸选取由自动重叠闸配备原则110kv及如下单侧电源线路普通采用三相一次重叠闸装置，因此线路AC和CD两侧都装设三相一次自动重叠闸装置。6.3.3单电源自动重叠闸整定计算（1）AAR装置动作时限：从减少停电时间和减轻电动机自启动规定考虑，AAR动作时限越短越好，事实上要考虑下面两个条件1）AAR装置动作时限必要不不大于故障点去游离时间，以使故障点绝缘强度能可靠地恢复。2）AAR装置动作时限必要不不大于断路器及其操作机构准备好重叠闸时间。这时间涉及断路器触头周边介质绝缘强度恢复及灭弧室布满油时间，以及操作机构恢复原位做好重叠闸准备时间。普通状况下，断路器及其操作机构准备好重叠闸时间都不不大于故障点介质去游离时间，因而AAR动作时限只按条件2考虑.对于不相应启动方式： (6-1)对于继点保护启动方式： (6-2)式中 -操作机构准备好合闸时间，对电磁操作机构取0.30.5， -断路器跳闸时间与储备时间，普通取0.30.4对于不相应启动方式： 满足规定对于继点保护启动方式： 满足敏捷性。注：式中取 ； ；结 论在教师指引下，我顺利完毕了两个多月毕业任务。我深深体会这次毕业设计重要性,它对我所学知识又有了更深结识，让我明白了许多实际操作过程。同步，我感觉本次毕业设计内容安排合理、详细、清晰，正是咱们所需一种必要学习、实践过程!我一方面进行了对所给定110KV电力网进行发电机,变压器及线路参数计算,并进行了电压互感器、电流互感器变比选取；然后是短路电流计算；并依照所计算出短路电流进行相间距离保护和零序电流保护整定计算选出了最优方案；最后是自动重叠闸选取.通过度析该系统应当采用三相一次重叠闸.这次设计使我所学专业知识得到进一步巩固和加强！也锻炼了我做事态度，使我比此前更加细心和认真,做事也更加有耐心.与此同步，我也深刻感受到自身局限性:知识匮乏以及思维单调，这些都让我懂得我需要如何不断去学习去提高自身能力! 参照文献：1 韩笑 <<电气工程专业毕业设计指南继电保护分册>>.北京.中华人民共和国水利电力出版社，2 何仰赞，温增银<<电力系统分析>>上、下册 武汉.华中科技大学出版社， 3 贺家李，宋从矩<<电力系统继电保护原理.>> 北京.中华人民共和国电力出版社，1994 4 华中工学院.<<电力系统继电保护原理与运营>>北京.水利电力出版社，19855 吴希再，何惠慈，赵家奎<<.继电保护整定计算基本>>武汉.武汉工业大学出版社，1996 He Jiali，Zhang Yuanhui，Yang Nianci. New Type Power Line Carrier Relaying System with Directional Comparison for EHV Transmission Lines. IEEE Transactions PAS-103，1984(2)7 He Jiali，Luo shanshan，Wang Gang,et al. Implementation of a Digital Distributed Bus Protection. IEEE Transactions on Power Delivery,1997,12(4) 8 Bogdan Kasztenny，Mladen Kezunovic. Digital relays improve protection of large transformer J. IEEE Computer Applications in Power，1998，11(4):39-45.9 姜彤,白雪峰,郭志忠,等(JinagTong,Bai Xuefeng，Guo Zhizhong，et al. ).基于对称分量模型电力系统短路故障计算办法(A new method of power system fault calculation based on symmetrical compnents)J. 中华人民共和国电机工程学报(Proceedings of the CSEE)，23(2):50-53.10 王慧芳，李阳春，赵舫(Wang Huifang，Li Yangchun,Zhao Fang).发电厂短路电流及继电保护整定计算系统(Fault current and relay setting calculation system for power plant)J.继电器(Relay),28(11):30-32.11 周玉兰,王俊永.全国电网继电保护与安全自动装置运营状况记录分析R.北京:国家电力调度通信中心,中华人民共和国电力科学研究院,.ZHOU Yu-lan,WANG Jun-yong. Operation analysis of protection relaying and security control equipment of electric power system in ChinaR. Beijing:National Power Dispatching and Communication Centre,China Electric Power Research Institute，.谢 辞本次设计阐明书是在我两位导师亲切关怀和悉心指引下完毕。她们严肃科学态度，严谨治学精神，精益求精工作作风，深深地感染和勉励着我。从课题选取到项目最后完毕，两位导师都始终予以我细心指引和不懈支持。她们严谨细致、不厌其烦工作态度始终是我工作、学习中榜样；循循善诱辅导和不拘一格思路予以我无尽启迪。 在论文即将完毕之际，我心情无法安静，从开始进入课题到论文顺利完毕，有多少可敬师长、同窗、朋友给了我无言协助，在这里请接受我诚挚谢意!谢谢您们！