继电保护课程设计(共18页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第1章 引言1.1 设计题目基础资料如图1.1所示110kV单电源环形网络:(1)所有变压器和母线装有纵联差动保护,变压器均为,d11接线;(2)发电厂的最大发电容量为(225+50),最小发电容量为225;(3)网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行;(4)允许的最大故障切除时间为0.85s;(5)线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140,负荷自起动系数;(6)时间阶梯t0.5s;(7)线路正序电抗每公里为0.4;设计任务:1)确定保护1、3、5、7(或2、4、6、7)的保护方式,以及它们的动作电流、动作电压、灵敏度
2、和动作时间;2)绘制保护5或保护4的原理接线图和展开接线图;图1.1设计题目三的网络图1.2 设计内容(1)短路电流计算1)确定电力系统最大运行方式和最小运行方式,计算最大短路电流值和最小短路电流值。2)确定短路计算点,画出计算电路图。3)选取基准值,用标幺值计算各元件参数,画出等效电路。化简等效电路,求各短路点的等效电抗。4)求各短路点的计算电抗。用运算曲线计算各短路点的短路电流,包括次暂态(t=0s)和稳态(t=4s)的短路电流值。(2)确定电力系统中发电机、变压器和输电线路的保护方案。1)根据GB50062-1992(规范名称:电力装置的继电保护和自动装置设计规范)选择继电保护的方式。应
3、优先选择最简单的保护,不满足基本要求时再采用较复杂的保护。2)选择保护方式时,先选择主保护,然后选择后备保护。通过整定计算,检验能否满足灵敏性和速动性的要求。如不满足,允许采用自动重合闸补救。1.3 设计要求1)确定保护1、3、5、7(或2、4、6、7)的保护方式,以及它们的动作电流、动作电压、灵敏度和动作时间;2)绘制保护5或保护4的原理接线图和展开接线图;第2章 电力网络短路计算2.1 确定电网最大和最小运行方式画出计算电路,确定短路计算点,计算各点三相对称短路的最大和最小短路电流值。2.2 计算各元件基准电抗标幺值最大运行方式计算电路,如图2.1。图 2.1 最大运行方式计算电路选 基准
4、电压 发电机: 变压器: 线路: 2.3 求各点短路电流(最大运行方式)求点点等效电路图,如图2.2。图 2.2 点等效电路图查汽轮发电机运算曲线,求查t=0时 t=4s 点点等效电路图,如图2.3。图 2.3 点等效电路图查 t=0s2.4 求各点短路电流(最小运行方式)(1) 点(2) 点最大运行方式下短路数据,如表2.1。表 2.1 最大运行方式下短路数据短路点 1 2 3 4 5 6 7 80,.22440.19220.33550.49410.37370.62370.57030.97030.1320.22610.39470.58130.43970.73380.6711.14168.34
5、.952.61.762.421.471.521.8843.6592.9241.535811.3861.42959.510.897912.16232.52.412.21.942.181.71.80.9613.4751.42361.312.551.287710.99781.06336.21055.390.59070.59076.46930.59076.46930.59076.46932.5 最小运行方式下最小运行方式计算电路,如图2.4。图 2.4 最小运行方式计算电路最小运行方式下短路数据,如表2.2。表 2.2 最小运行方式下短路数据短路点123456780.22440.3830.65520.
6、81380.56450.81450.76111.16110.1320.22530.30960.40290.3320.47910.3540.58938.14.872.612.13.22.122.31.4843.6591.43810.77076.7830.956.84760.67924.78042.52.382.412.192.32.082.121.813.4750.70280.71176.7830.67926.71840.6265.8145.390.29530.29533.230.29533,.230.29533.232.6 变压器的短路电流计算最大运行方式由查图2-19汽轮机发电机运算曲线三得
7、 最小运行方式由查图2-19汽轮机发电机运算曲线三得变压器的参数SF731500/110,=31.5MVA,高压侧电压11081.25,低压侧10.5KA,额定功率=50.5KW,短路功率=174KW,空载电流=1.0,阻抗电压=10.5。已知变压器为降压变压器,低压侧短路电流=5KA,=5.3KA第3章 电力系统继电保护各元件选择3.1 50MW汽轮发电机继电保护方式的选择发电机是电力系统的核心元件,要保护发电机的安全、可靠运行,就必须装设完善的继电保护装置。同步发电机应装设下列保护:(1)纵联差动保护。纵联差动保护作为发电机定子绕组及其引出线相间短路的主保护。(2)定子绕组匝间短路保护。定
8、子绕组为星形连接,每相有两个并联分支且中性点有分支引出线端子的发电机,应装设单机电气式横差保护。50MW以上的发电机,当定子绕组为星形连接,中性点只有三个引出端时,应装设专用匝间短路保护装置(如BFZ-1型和BFZ-2型)。(3)定子接地保护。与母线直接相连接的发电机,当单相接地故障电流(不考虑消弧线圈的补偿作用)大于表1-1中的元件允许电流值时,应装设有选择性的接地保护装置。表 3.1发电机额定电压(kV)发电机额定容量(MW)接地电流允许值(A)6.3504100MW以下发电机应装设保护区不小于90%的定子接地保护,保护装置带时限动作与信号。为了检查发电机与系统并联前有无接地故障及发电机定
9、子绕组与发电机电压回路的绝缘状态,应在发电机机端装设测量零序电压的电压表。(4)机间短路的后备保护。对于150MW的发电机,宜装设复合电压启动的过电流保护。电流元件的动作电流可取1.31.4倍额定电流,低电压元件的动作电压对汽轮发电机可取0.60.7倍额定电压,负载电压取0.060.12倍额定电压。发电机相间短路的后备保护宜带两段时限,以短时限动作于母线断路器或母线分段断路器跳闸,以缩小故障影响范围,以较长时限动作于跳开发电机。(5)定子绕组过负荷保护。定子绕组非直接冷却的发电机应装设定时限过负荷保护。保护装置接一相电流,带时限动作于信号。电子绕组非直接冷却且负荷能力较低(60s内不大于1.5
10、倍额定电流)的发电机的过负荷保护由定时限和反时限两部分组成。定时限部分动作电流发电机长期允许的负荷电流下可靠返回条件整定,动作于信号且可减少出力;反时限部分动作特性按发电机定子绕组的过负荷能力确定,动作于解列。(6)失磁保护。100MW以下及不允许失磁运行的发电机以及根据电力保护系统稳定条件不允许异步运行的发电机,当采用直流励磁机时,在自动灭磁开关断开后应联动断开发电机断路器;当采用半导体励磁系统时,则应装设专用的失磁保护。对于100MW以下但对电力系统有重大影响的发电机应装设专用的失磁励磁保护。失磁保护由阻抗元件、母线低电压元件和闭锁元件组成。阻抗元件用于检测出失磁故障;母线低电压元件用于检
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