2022年kV变电站短路电流计算及继电保护整定计算.docx
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1、精品学习资源目 录1 前言 12 任务变电站原 始资料 32. 1 电力系统与 本所的连接 方式 32. 2 主变压器型 号及参数 32. 3 负荷及出线 情形 33 短路电流运算 43. 1 基本假定 43. 2 基准值的选 择 43. 3 各元件参数 标么值的计 算 53. 4 短路电流的 运算 71. 5 短路电流计 算结果 94 继电爱惜的配 置 1 04. 1 继电爱惜的 基本学问 1 04. 2 变压器爱惜 配置及整定 运算 1 34. 3 1 0 k V 线路 爱惜配 置及整定运算 1 55 结论 206 总结与体会 207 谢辞 218 参考文献 2 11 前 言欢迎下载精品学
2、习资源由于电 力 系 统 的飞 速 发 展 对 继电保 护 不 断提 出新 的 要求 , 电 子 技术 , 运算机 技 术 与通 信技 术的 飞 速进展 又 为 继电保 护技术的发 展不断注 入新的活力 . 将来继电爱惜的进展趋 势 是 向 运算 化 , 网络 化 及 爱惜 , 控 制, 测 量, 数 据 通 信一体 化智能化进展.电能是 一种 特殊的 商 品, 为了远 距离 传 送, 需要 提高 电压 , 实施 高压 输电 , 为了支配 和使 用, 需 要降 低电 压, 实 施低压 配 电 , 供 电和 用 电 . 发 电 - - - - 输电 - - - - 配 电 - - - - 用 电
3、 构成 了 一个有 机系 统. 通常 把 由各 种类 型 的发 电厂, 输电 设 施以及 用电设备组 成的电能 生产与消费 系统称为电 力系统 . 电力系 统在运行中 , 各种电气设备 可能显现 故障和不正 常运行状态 . 不 正常运行状态是指电力 系统中电气 元件的正常 工作遭 到破 坏, 但 是没 有发生故 障的运行 状态 , 如: 过 负荷 , 过电压 , 频 率 降 低, 系统 振 荡 等 . 故 障主 要 包 括 各种 类 型 的 短 路和 断 线 , 如 : 三相 短 路 , 两相 短路 , 两 相接 地短 路 , 单相 接 地短路 , 单相断 线和两相断线等.本次毕 业设 计的主
4、 要 内容 是对 1 1 0 k V 企 业 水泥厂 变 电站 进行 短路 电流的计 算、 保 护的 配置及整 定 值的运算 . 参 照 电力 系统 继电爱惜 配置及整 定计 算 , 并 依据 继电保 护配 置原 理, 对所选择 的爱惜进 行整 定和 灵敏 性校 验从而来 确定方案中的爱惜是 否适用来编写的 .设 计 分 五 大 章 节 , 其 中 第 三 章 是 计 算 系 统 的 短 路 电欢迎下载精品学习资源流 , 确 定各 点短 路电流值 ; 第四 章是 对各种设 备保 护的 配置 , 首 先 是对 保 护 的 原理 进 行 分 析 , 爱惜 的整 定 运算 及 灵敏 性 校 验 ,
5、其 后 是 对 变 压 器 保 护 配 置 及 整 定 计 算 以 及1 0 k V 线路爱惜 配置 及整定运算.由于编者 水平 有限, 设计之中 难免 有些缺 陷或 错误 , 望批 评指正.2 任 务 变 电 站 原 始 资 料2. 1 电力 系统与本 所的连接方 式本 1 1 0 k V 企业 水泥厂 变电站, 接受 1 1 0 k V 电压 等级供 电, 其 11 0 k V 电源来自 22 0 k V 枢纽变电站, 接受架空导 线, 系统示意图如图 1 所示.图 1:2. 2 主 变压器型号 及参数型号: SZ1 0 - 2 5 00 0 / 1 1 0 ,额定电压: 1 1 0 8
6、1. 25 %/ 1 0. 5容量比: 1 00 / 10 0短路电压: Uk %= 1 0. 5接线方式: YN, d 1 12. 3 负荷 及出线情 况2. 3. 11 1 0 k V进 线 1回 , 采 用 L GJ - 1 50架 空 导 线 ,Pma x = 16 MW, Pmi n = 1 MW, = 0. 8 6 , L =1 1 k m.欢迎下载精品学习资源2. 3. 2 1 0 k V 出线 2 回, 全部 为三芯电力电缆出 线.2. 3. 3 原 料 磨 配 电 站 采 用 4 根 三 芯 YJ V- 1 20 电 缆 ,Pma x = 9 MW, = 0. 8 , L=
7、0. 2 k m.2. 3. 4 窑 头 配 电 站 采 用 4 根 三 芯 YJ V- 1 20 电 缆 ,Pma x = 6 MW, =0. 85 , L = 0. 8 k m.2. 3. 5 电容补偿回路 接受 YJ V- 7 0 电 缆, Q= 8 40 0 k v a r ,L =0. 02 k m.3 短 路 电 流 计 算3. 1 基 本假定3. 1. 1 系统运行方 式为最大运行方 式.3. 1. 2 磁 路饱和、 磁 滞忽视 不计 . 即 系统 中各元 件呈线性, 参数恒定, 可以运用叠加原理.3. 1. 3 在系 统 中三 相 除不 对 称故障 处 以 外, 都 认 为 是
8、三相对称的.3. 1. 4 忽视 对 运算 结 果影 响 较小的 参 数 , 如元 件 的 电阻、线路 的 电 容 以 及 网内 的 电 容 器 、 感 性 调 和 及高 压 电机向主电网的电能反馈等 .3. 1. 5 短路性质为 金属性短路, 过渡 电阻忽视不计 .3. 1. 6 系统中的同 步和异步电机均为 理想电机.3. 2 基准 值的选择为了运算便利, 通 常取基准容量 Sj 10 0 MVA;基 准 电 压 Uj取 各 级 电 压 的 平 均 电 压 , 即 Uj Up 欢迎下载精品学习资源1. 05 Ue ;基准电流; 基准电抗常用基准值如表 1 所 示.表 1常用基准值表( Sj
9、 10 0 M VA )欢迎下载精品学习资源基准电压 U j( k V ) 基准电流 I j( k A ) 基准电抗 X j( )3. 1 56. 31 0. 53711 52 3 01 8. 3 39. 1 65. 5 01. 560. 5 020. 2 50. 09 9 20. 3 9 71. 1 01 3. 71 325 3 01欢迎下载精品学习资源3. 3 各元 件参数标 么值的运算电路元件 的标 么值为 出名值与 基准 值之比 , 计 算公 式如下 :接受标么 值后 , 相电 压和线电 压的 标么值 是相 同的 , 单 相功 率和 三相 功率的标 么值也 是相同 的, 某 些 物理量
10、 仍可以 用标么值相等的另一 些物理量来代替, 如 I * = S* .电抗标么值和出名 值的变换公式如表 2 所示.表 2 中各元件的标么值 可由表 1 中查得.欢迎下载精品学习资源表 2各 电气元件电抗标么值 运算公式元件名 称标么值备注欢迎下载精品学习资源发电 机调相 机电动 机变压 器电抗 器为 发 电 机 次 暂 态电抗的百分值为 变 压 器 短 路 电 压 百分 值 , 为 最 大 容 量 线圈额定容量为 电 抗 器 的 百 分 电 抗值欢迎下载精品学习资源线路线路长度欢迎下载精品学习资源系统阻 抗其中线路电抗值的 运算中, 为:Sk d 为 与 系统 连接 的 断路器的开断容量;
11、 S 为已知系统短路容量欢迎下载精品学习资源6 2 2 0 k V 架空线取 0. 4 / k M35 k V 三 芯电缆取 0. 1 2 / k M6 1 0 k V 三芯电缆取 0. 0 8 / k M表 2 中 SN 、 Sb 单位为 MVA, UN 、 Ub 单位为 k V, I N、I b 单位为 k A.本 1 1 0 k V 企 业 水泥 厂 变 电站 各 元件 参 数标 么值运算如 下:3. 3. 1 主变压器:欢迎下载精品学习资源3. 3. 2 原料磨配电 站线路:3. 3. 3 窑头配电站 线路:3. 4 短 路电流的计 算3. 4. 1 网络变换计 算公式串联阻抗 合成:
12、 并联阻抗合成: ,当 只有两支时3. 4. 2 短路电流计 算公式短路电流周期重量有效值 : 短路 冲击电流峰值:短路全电流最大有效值 :式中为冲击系统, 可按表 3 选用.表 3不同短路 点的冲击系数短路点发电机端发电厂高压侧母线及发电机电抗器后远离发电 厂的地点举荐 值1. 902. 6 91. 852. 6 21. 802. 5 5注: 表中举荐的数值已考 虑了周期重量的衰减.3. 4. 3 最大运行方 式下短路电流的计 算最大运行 方式下等值电路 标么阻抗图见 图 2.图 2欢迎下载精品学习资源d 1 :d 2 :d 3 :d 4 :3. 4. 4 最小运行方 式下短路电流的 运算最
13、小运行 方式下等值电路标么阻抗图见图 3.图 3d 1 :欢迎下载精品学习资源d 2 :d 3 :d 4 :1. 5 短路 电流运算 结果1 10 k V 企业 水泥厂 变电 站相关 短路 电流 运算结果见下表 4.表 4短路电流 运算结果表欢迎下载精品学习资源短 路点短 路电流周期重量 有效值I d k A 短路冲击电流 峰值 i c h k A 短路全电流 最大有 效值I c h k A 欢迎下载精品学习资源最大运行方式下d 15. 1 8 71 3. 2 277. 8 32d 21 0. 6 4 32 7. 1 41 6. 0 71d 31 0. 3 5 22 6. 3 981 5. 6
14、 32欢迎下载精品学习资源d 49. 5 6 82 4. 3 98最小运行方式下1 4. 4 48d 13. 6 39. 2 5 75. 4 81d 29. 8 5 12 5. 1 21 4. 8 75d 39. 6 0 22 4. 4 851 4. 4 99d 48. 9 2 42 2. 7 561 3. 4 754 继 电 保 护 的 配 置4. 1 继电 爱惜的基 本学问电能是 一种 特殊的 商品 , 为了 远距离传送 , 需要提高电压 , 实施高压 输电, 为了分 配和使用 , 需 要降低 电压, 实施低压 配 电, 供电 和 用电 . 发 电- - - - 输 电- - - - 配
15、电 - - - - 用电构成 了一个有机 系统 . 通 常把 由各种 类型的发电 厂, 输 电设施以 及 用 电 设备 组 成 的 电能 生 产 与 消 费系 统 称 为电力 系 统 . 电 力 系 统 在运 行 中 , 各 种 电气 设备 可 能出 现 故 障 和不 正 常运 行 状 态 . 不正 常 运 行 状 态是指 电 力 系统 中 电 气 元件 的 正常 工 作 遭 到破坏 , 但 是 没有 发 生故 障的 运行 状 态, 如 : 过 负荷 , 过电压, 频率降 低, 系统 振荡等. 故障 主要包括 各种类型的 短 路和断 线, 如: 三 相 短路 , 两 相 短路, 两 相 接地
16、短路, 单相 接地短路, 单 相断线 和两相 断线 等. 其 中最常 见且 最危险的 是 各 种 类型 的 短 路 , 电 力系 统的 短 路故 障 会 产 生如 下 后果: 1 故障点的电弧使故 障设备损坏;欢迎下载精品学习资源 2 比 正常 工 作 电 流 大许 多 的短 路电 流 产 生 热效 应 和电动 力效应, 使故障回路中的设 备遭到破坏; 3 部分电 力系统的 电压大幅 度下降 , 使用户 的正常工作遭 到破坏, 影响企业的经济效 益和人们的正常生 活; 4 破 坏电力 系 统 运行 的 稳 定性, 引起 系 统 振荡 , 甚至使电 力系统瓦解, 造成大面积停电的恶性循环;故 障
17、或 不 正 常 运 行状 态 如 不 准时 正 确 处 理 , 都可 能 引发 事故. 为了及 时正确 处理故 障和 不正常运行状 态 , 防止事故 发 生 , 就 产生 了继 电 爱惜 , 它 是 一 种重 要 的 反事故 措 施 . 继 电 保 护 包括 继 电 保 护技 术 和 继 电 爱惜 装 置 , 且 继电 保 护装 置 是 完 成继 电 保 护 功能 的 核 心 , 它 是能 反应 电 力系 统 中电 气 元 件 发生 故 障 和 不正 常 运 行 状 态, 并 动作 于 断路 器 跳闸或 发出信号的一种自动 装置.继电爱惜的任务是 : 1 当 电力系 统 中 某电 气 元 件发
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- 2022 kV 变电站 短路 电流 计算 保护
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