2022年某KV电网继电保护设计方案 .pdf

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1、1 / 28 第一章110系统、选型1.1电流互感器的选择1) 电流互感器的额定电压不小于安装地点的电网电压。2) 电流互感器的额定电流不小于流过电流互感器的长期最大负荷电流3) 户内或户内式4) 作出电流互感器所接负载的三相电路图，根据骨仔的要求确定所需电流互感器的准确级；例如有功功率的测量需要0.5 级；过流保护需要 3 级；差动保护需级。5) 根据电路图确定每相线圈所串联的总阻抗欧姆数包括负载电流线圈的阻抗、连接导线的电阻和接触电阻），要求其中总欧姆数最大的一相，不大于选定准确级下的允许欧姆数。6) 校验电动稳定性：流过电流互感器最大三相短路冲击电流与电流互感器原边额定电流振幅比值，应该

2、不大于动稳定倍数。7) 校验热稳定：产品目录给出一秒钟热稳定倍数，要求最大三相或者两相短路电流发热，不允许的发热。结论 ：根据系统电压等级和系统运行要求，由于缺乏一定的条件，只能根据最简单的条件选取110 型电流互感器，在条件允许的情况下应该根据系统运行的情况具体选择。以下仅作为参考：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 28 页2 / 28 110KV 电流互感器选择1）U1e=U1g=110kV 2）Igmax=110%I1e 校验：热稳定校验：I(42tep=26.4(kA2S I1e=1200A ；Kt=75；t=1s

3、 (I1eKt2t=(1.2 7521=8100(kA2S I(42tep2t 符合要求动稳定校验： K=135 ；I1e=1200A ；ich=7.83(kA (kA 符合要求1.2电压互感器的选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 28 页3 / 28 1) 电压互感器的额定电压不小于安装地点电网额定电压。2) 户外或者户内式。3) 结构形式：一般 110及以上电压，采用三个单相电压互感器结成：00 -12，每个单相电压互感器变比是；35KV 电压互感器，用三个单相接成00-12，每一个单项电压互感器变比是对于发电机自动

4、电压电压调整器的是三个单相电压互感器，接成 /Y0-12，每个单相变比是；供发电机测量、同期及继电保护是用三相五柱式电压互感器。对发电机电压母线的电压互感器，用三相五柱式电压式。4) 作出电压互感器副边所接负荷的三相电路图，根据所接负荷要求，确定电压互感器准确级，一般有功功率测量要用0.5级。结论：根据上面结构形式的要求，不同地方的电压互感器不同，对于环网线路的运行根据电压等级匹配WVB110-20H 型电压互感器。由于条件不够具体的配置要按上面的电压互感器配置的要求来进行。以下仅作为参考：选取 WVB110-20H 户外；额定变比：；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

5、总结 - - - - - - -第 3 页，共 28 页4 / 28 0.2 级：150VA 0.5级：150VA 3P级：100VA 第二章 110KV 线路继电保护和自动装置的配置2.1 保护装置的配置1) 主保护的配置由系统可知110KV 线路配置有众联保护，全线路上任意点故障都能快速切除。保证系统稳定安全运行。2) 后备保护的配置考虑保护性能优越性： 110 线路应该配 距离保护， 但是距离保护复杂而且价格昂贵，维护困难。考虑经济的优越性：可以尝试配三段式电流保护，同时由于系统是环网运行，相当于双电源运行一定要加方向元件。在 110KV 等级电力网络中， 三段式电流保护可能在系统最小运

6、行方式下没有保护范围，如果系统在最小运行方式下运行的几率不大的情况下，而且资金不够的情况下可以尝试三段式电流保护，基本可以保证系统正常运行。考虑系统的运行方式：110KV 高压输电网络应该属于大接地电力系统，需要配置 零序保护。 如上考虑到环网运行，也要加方向元件。保证保护不误动作。结论：继电保护保护装置的配置不是一层不变的，要考虑系统运行情况、经济状况、人员技能、环境影响等等情况，但是电力系统继电保护的基本任务不变：1.自动、迅速、有选择的将故障元件冲系统中切除。2.反应电力设备的不正常运行状态，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4

7、 页，共 28 页5 / 28 并根据运行维护条件，动作于发出信号或跳闸。2.2 自动装置配置1) 简述电力系统自动装置是指在电力网中发生故障或异常时起控制作用的设备，主要包括自动重合闸、备用电源自动投入装置、低频减载和失压解列装置等设备，电网中自动装置的型号多、逻辑千变万化，在实际运行中会暴露一些问题。电网中自动装置的配置，需要我们进行全面的考虑。2) 系统安全自动装置的配置配置重合闸：在电力系统故障中，打多数故障是输电线路故障。运行经验表明大多数线路故障是“瞬时性”故障，此时，如果把断开的线路在合上，就能恢复正常供电。结论 ：如图所示：该系统为110KV 输电线路系统，按照要求，每一个断路

8、器都应该装有ARD 装置，并与继电保护后加精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 28 页6 / 28 速配合形成重合闸后加速保护，保证电力系统最大限度的正常供电。配置备用电源自动投入装置：当线路或用电设备发生故障时，能够自动迅速、准确的把备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上，不至于让用户断电的一种装置。结论：如图所示：该系统为110KV 输电线路系统，根据系统要求，如果B 变电站或 C 变电站中的两台变压器，为了保证负荷可以长时间的正常运行，应该加入AAT 装置。配置低频、低压减载装置：它在电力系统发生事故出现功率缺

9、额使电网频率、电压急剧下降时,自动切除部分负荷,防止系统频率、电压崩溃,使系统恢复正常 ,保证电网的安全稳定运行和对重要用户的连续供电。结论：如图所示：该系统为110KV 输电线路系统，根据当地系统运行状况和系统要求，为了保证系统能够稳定运行，防止系统频率、电压崩溃应该在变电站B、C、D 中配置低频、低压减载装置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 28 页7 / 28 第三章 110KV 线路继电保护整定计算3.1系统条件：主接线下图为某电力系统主接线。该系统由某发电厂的三台发电机经三台升压变压器由A 母线与单侧电源环形网

10、络相连，其电能通过电网送至 B、C、D 三个降压变电所给用户供电。G1G2G3G1T1T2T3T4T5T6T2T7T8 2. 相关数据电网中的四条 110kV 线路的单位正序电抗均为0.4 /kM；所有变压器均为YN,d11 接线，发电厂的升压变压器变比为10.5/121 ，变电所的降压变压器变比为110/6.6 ；发电厂的最大发电容量为 3 50 MW，最小发电容量为 2 50 MW，发电机、变压器的其余参数如图示；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 28 页8 / 28 系统的正常运行方式为发电厂发电容量最大，输电网络闭

11、环运行；系统允许的最大故障切除时间为 0.85s ；各负荷容量按为其供电的降压变压器额定容量考虑，负荷自启动系数取 1.5；各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示， t0.5s。系统中各 110kV 母线和变压器均设有纵差动保护作为主保护。. 3.2 三段式电流保护整定计算1.计算网络参数：选取基准功率B=100MVA 和基准电压为VB=Vav精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 28 页9 / 28 最大运行方式下的最大电源阻抗：最小运行方式下的最大电源阻抗：2. 最大短路电流计算和整定计算为计算动作电流，应该计算最大运

12、行方式下的三相短路电流，为校验灵敏度要计算最小运行运行方式下两相短路电流。为计算 1OF、3OF、5QF、7QF的整定值根据如上系统图可知，最大运行方式要求8QF断开，等值阻抗图如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 28 页10 / 28 K1K2K3X1=0.163X2=0.2610.1210.1810.2630.2630.1510.1510.525相当于空载线路1) 当 K1 点发生三相短路时，正序网络图如下：X1=0.1630.1210.1810.2630.2630.1510.525E1V1+-+-正序阻抗：基准电

13、流：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 28 页11 / 28 基准阻抗：三相短路的正序电流：短路电流 ：瞬时电流速断保护，即躲过本线路末端最大短路电流：1OF电流一段整定值：检验灵敏度系数 ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 28 页12 / 28 由此可知灵敏度不够同理可知：2) 当 K2 点发生三相短路时，正序网络图如下：X1=0.1630.1210.1810.2630.2630.1510.525E1V1+-精选学习资料 - - - - - -

14、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 28 页13 / 28 正序阻抗 ：基准电流 ：基准阻抗：三相短路的正序电流：短路电流：瞬时电流速断保护，即躲过本线路末端最大短路电流：3OF电流一段整定值：检验灵敏度系数：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 28 页14 / 28 由此可知灵敏度不够3) 当 K3 点发生三相短路时，正序网络图如下：X1=0.1630.1210.1810.2630.1510.525E1V1+-0.263正序阻抗：基准电流 ：基准阻抗 ：三相短路的正序电流：短路电流：精

15、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 28 页15 / 28 瞬时电流速断保护，即躲过本线路末端最大短路电流：5OF电流一段整定值：检验灵敏度系数：由此可知灵敏度不够4）7QF的整定，仅需要加一个功率方向继电器就可以了。结论：由上诉可知电流保护灵敏度不够，在经济条件允许的情况下，为了保证电力系统能更好的运行，且考虑电压等级为110KV，所以可以采用距离保护：短路电流列表：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 28 页16 / 28 3.3距离保护整定计算精选

16、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 28 页17 / 28 G1G2G3G1T1T2T3T4T5T6T2T7T81. 计算网络参数：2. 距离保护整定值计算：1.25 结论：=21.569 t=0s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 28 页19 / 28 3.3.1 3QF距离保护整定值计算：同理）3.3.2 5OF距离保护整定值计算：结论：考虑到 7QF仅需要加装一个功率方向继电器或者方向阻抗继电器，5QF不需要和 7QF的距离保护装置配合，所以5Q

17、F仅需要和 T6 的保护配合。注意根据设计要求：“系统允许的最大故障切除时间为 0.85s ”系统最低等级的后备保护延时时间都已经超过了了1.5S，如果按照阶梯原则配合， 不满足设计要求 ，所以不需要加装三段保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 28 页20 / 28 第四章 110KV 电流环网继电保护装配的配置4.1、PSL 620C 系列数字式线路保护装置概述1.1 适用范围PSL 620C 系列数字式线路保护装置是以距离保护、零序保护和三相一次重合闸为基本配置的成套线路保护 装置 ， 并 集成 了 电 压切换 箱

18、 和三 相操作 箱 ， 适用 于110KV、66KV 或 35KV 输配电线路。目前该系列保 护 装 置有PSL621C、 PSL622C、 PSL623C、 PSL626C、PSL627C 五种型号。1.2 功能配置及型号本系列保护装置基本配置PSL621C）设有两个硬件完全相同的保护 CPU 模件，其中一个保护 CPU 完成距离保护功能，另一个保护CPU 完成零序保护和三相一次重合闸功能，各 CPU插件之间相互独立。各种保护功能均由软件实现。保护的逻辑关系符合“四统一”设计原则。1.3 性能特点：1）人性化：装置采用大屏幕全汉化液晶显示器，可显示158 个汉字，显示信息多；事件和定值全部采

19、用汉字显示或打印，摒弃字符表述方式；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 28 页21 / 28 录波数据以波形方式输出，包括模拟量和重要开关量，可由突变量或开关变位启动；定值以汉字表格方式输出，控制字可按十六进制和按功能两种方式整定；全汉化 WINDOWS 界面的调试和分析软件 PSview，不但能完成人机对话的功能，还能对保护录波数据分析。2）大资源：保护功能模件 CPU）的核心为32 位微处理器，配以大容量的 RAM 和 Flash RAM，使得本装置具有极强的数据处理能力和存储能力，可记录的录波报告为 8 至 50

20、个， 可记录的事件不少于1000条。数据存入 FLASHRAM 中，装置掉电后可保持；A/D 模件采用 16 位的 A/D 转换和有源低通滤波，使本装置具有极高的测量精度；采用 CAN 网作为内部通讯网络，数据信息进出流畅，事件可立即上传；可独立整定 32 套定值，供改变运行方式时切换使用。3） 高可靠性：装置采用背插式机箱结构和特殊的屏蔽措施，能通过IEC255224 标准规定的IV 级4KV 10）快速瞬变干扰实验、 IEC255222 标准规定的IV 级 序网络图该如何画？结论：具体可以参考电力系统分析短路电流计算部分。6 如果保护不满足要求该怎么办？结论：计算过程中发现三段式电流保护一

21、段就不满足要求，我的措施是换距离保护。2. 网络计算1) 网络参数的计算。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 28 页25 / 28 2) 最大短路电流的计算。3) 保护整定值的计算。4) 灵敏度的校验。5) 保护不满足要求的解决办法。3. 查找厂家资料配备CT、PT 和保护装置。CT、PT 的配置主要参考了发电厂变电所电气设备中CT、PT的配置原则，保护装置的配置主要对南自保护装置经行了相关比较。4. 绘制图纸根据设计要求：绘制了110KV 线路保护、测量交流回路图和110KV 线路保护、测量直流控制回路图以上就是我如何

22、完成本毕业设计的过程，创作的过程就是一个学习的过程，有需要才有学习的动力。本次毕业设计我花了很多时间，但是觉得很值。以前三年的零散知识，通过一次毕业设计我又基本重新温习了一遍，而且加深了印象。知识一个一个的串联起来，知识脉络变得和清晰。另外，体验到了如何完成一个大的工程，如何去自己查找知识、学习知识、然后去应用知识。其实这也就达到了大学学习的目的，大学不能学完所有的知识，但是却可以学到以后继续学习的思想和方法，去指导今后的学习。这样才是大学学习的成功之处。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 28 页26 / 28 附录：

23、110KV 线路保护、测量交流回路 110KV 线路保护、测量直流控制回路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 28 页27 / 28 具体的回路图可以参看电子档参考文献：1电气工程专业毕业设计指南：继电保护分册韩笑主编中国水利水电出版社2电力系统继电保护设计指导钟松茂、李火元合编 中国电力出版社。3继电保护整定计算许建安主编 中国水利水电出版社。4电力系统分析于永源杨绮雯 编 中国电力出版社。5发电厂及变电站二次接线陈景惠主编。6电力系统继电保护和自动装置设计规范GB50062-1992。7南自 PSL 620C 系列数字式线路保护装置产品说明书。8.发电厂变电所电气设备湖南省电力学校主编水利水电出版社。9.电力系统继电保护张保会主编中国电力出版社。10.变电站综合自动化张晓春主编高等教育出版社。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 28 页28 / 28 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 28 页