电力继电保护Word文件下载.docx

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⑴选择性

选择性是指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。

继电保护装置的选择性，是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值，使各级保护相互配合而实现的。

⑵快速性

为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免和减轻电气设备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。

但是，并不是对所有的故障情况，都要求快速切除故障，应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用，来确定其保护的动作速度。

（3）灵敏性

灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力，一般以灵敏系数K表示。

灵敏系数K越大，说明保护的灵敏度越高。

每种继电保护均有特定的保护区（发电机、变压器、母线、线路等），各保护区的范围是通过设计计算后人为确定的，保护区的边界值称为该保护的整定值。

⑷可靠性

可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作，而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。

保护装置拒绝动作或误动作，都将使保护装置成为扩大事故或直接产生事故的根源。

因此，提高保护装置的可靠性是非常重要的。

以上对继电保护装置所提出的四项基本要求是互相紧密联系的，有时是相互矛盾的。

例如，为了满足选择性，有时就要求保护动作必须具有一定的延时，为了保证灵敏度，有时就允许保护装置无选择地动作，再采用自动重合闸装置进行纠正，为了保证快速性和灵敏性，有时就采用比较复杂和可靠性稍差的保护。

总之，要根据具体情况（被保护对象、电力系统条件、运行经验等），分清主要矛盾和次要矛盾，统筹兼顾，力求相对最优。

1.2课程设计的主要内容及基本思想

本次设计的主要内容是一个100MW火力发电厂的电气二次部分设计。

在这次设计中一共分通过以下几个步骤来完成成本次的设计任务。

1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标

1、电厂规模与主要技术指标：

（1）装机容量:

装机3台，容量分别为2X25+50=100MW,UN=10.5KV

（2）保证供电安全、可靠、经济；

2、主要内容：

（1）确定保护配置：

根据设计任务书，分析原始资料与数据，对电厂扩建发变机组进行保护配置的选取

（2）整定计算：

选择发电机变压器的保护配置对其进行整定计算。

（3）绘制保护配置图：

根据电气主接线发变机组的保护要求，绘制保护配置图

1.2.2课程设计的基本思想及设计工作步骤

1.主变压器的选择

发电厂100MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL5000—2000《火力发电厂设计技术规程》的规定：

“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。

2.保护配置

发变机组的保护是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是提高供电可靠性的基础。

发变机组的保护配置选取原则是：

确定保护配置方案时应遵照现行有关继电保护的国标GB/T15145-94《发电机变压器保护装置通用技术条件》、行标DL/T587-1996《微机继电保护运行管理规定》、反事故措施要求等规定；

配置的保护性能完善、动作快速、功耗小、便于运行、维护；

配置的保护应为具有相应电压等级系统成功运行经验的微机保护；

保护选型同时要有利于标准化和规范化管理。

应可靠性、灵活性和经济性的要求。

3、继电保护整定计算

短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。

继电保护整定计算是发电厂和变电所电气二次设计的主要计算项目，它涉及接线方式及保护设备选择。

保护整定的计算对保护方式的选择起到验证的作用，能够更合理的对发变机组的保护配置进行选择，保证系统的安全可靠性。

第二章发电机变压器组参数及系统运行方式

2.1100MW发电机组一次电气主接线方式

该电厂两台100MW汽机发电机组采取发电机-主变压器-110kV线路组单元制接线方式接入系统，本发电厂内不设升压站（母线），即发电机发出10.5kV的电经主变压器升压至110kV后经110kV线路（4×

LGJ-400四分裂导线）直接输送到上级电网上的变电站110kV母线（双母线分段接线），发电机出口不设开关；

（1）各变电站、发电厂的操作直流电源电压U=220V；

（2）发电厂最大发电容量2×

25+50=100MW，最小发电容量为50MW，正常运行方式为发电厂发电容量最大，即100MW；

（3）线路X1=0.4Ω/km,X0=0.4Ω/km；

（4）变压器均为YN，D11，110±

2.5%/10.5KV,UK=10.5%；

（5）△t=0.5S,负荷侧后备保护动作时间tdz=1.5S,允许的最大故障切除时间为0.85S，变压器和母线均配置有差动保护；

（6）发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地；

（7）110KV断路器跳闸时间为0.07S，

（8）线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为：

230、150、230、140A，负荷自启动系数Kss=1.5；

由于厂内不设母线，厂用电系统所需的启动备用电源必须从厂外电网引入，本厂启动备用电源可采用从电网购电方式，从附近热电公司110kV母线上引接一路电源，经110kV线路送电至启备变压。

2.2主要设备型号及参数

2.2.1发电机的选型

（一）汽轮发电机由汽轮机直接耦合传动。

励磁机是向汽轮发电机提供励磁的设备。

1.冷却方式

采用的冷却方式，定子绕组和转子有空冷、水内冷和氢冷等。

在转子氢内冷系统中，又有轴向通风等多种方式。

2.励磁方式

发电机容量在100MW以上的普遍采用同轴交流励磁机经静止半导体整流励磁方式。

（二）选型

1.选择型号

QFSN—100--2

型号含义；

2——2极

100——额定容量

N——氢内冷

F——发电机

Q——汽轮机

S——水内冷

2.QFSN—100—2型汽轮发电机主要参数

视在功率

（MVA）

有功功率（MW）

电压（KV）

电流

（A）

功率因数

xd

xd、

xd、、

135

100

10.5

4325

0.85

13.2%

12.9%

额定励磁电压

1r6G#D9V4m）t6Y4n$q3i5{（V）.

励磁电流（A）:

y,B-O+T7\

发电机绝缘

暂态电抗

效率（％）

&

f"

n'

n3c$I&

[ 

c9k 

C$Z

235

859

F

0.18374A"

X4

98.5％

本次设计题目为2×

25+50MW的火力发电厂电气部分的设计。

由于装机容量:

装机3台，容量分别为2X25+50MW,UN=10.5KV，所以可以选取的发电机台数有二台。

考虑到汽轮机的最大连续进汽量工况出力系制造厂为补偿制造偏差和汽轮机等老化所留的余度，也即汽轮机不宜在此工况下长期连续运行，所以，发电机的最大连续出力在功率因数和氢压为额定值时与汽轮机的最大连续出力配合即可。

2.2.2变压器的选型单元接线的主变压器

发电机与主变压器为单元接线时，发电机和变压器成为一个单元组，电能经升压后直接进入高压电网。

这种接线由于发电机和变压器都不能单独运行，因此，二者的容量应当相等。

所以这个双绕组变压器的容量等于所选发电机的额定容量，即

所选型号为：

SSP3—26000型

Se=246mw,Ud=0.105,接线Y/△-11,分接头110

2.5%/10.5KV,分级绝缘。

2.3系统运行主变压器和发电机中性点接地方式

选择电力网中性点接地方式是一个综合性问题。

它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰等。

2.3.1变压器中性点接地方式

电力网中性点接地方式，决定了主变压器中性点接地方式。

主变压器的110KV侧采用中性点直接接地方式。

2.3.2发电机中性点采用非直接接地方式

发电机钉子绕组发生单相接地故障时，接地点流过的电流后是发电机本身及其引出回路所连接元件的对地电容电流。

本次设计采用发电机中性点经消弧线圈接地方式。

由于它适应于单相接地电流大于允许值的中小机组或100MW及以上大机组。

消弧线圈可接在直配线发电机的中性点上。

当发电机为单元接线时，则应接在发电机的中性点上。

2.4相关短路点及短路方式的选择

2.4.1基准值选择

基准功率：

SB=100MV·

A，基准电压：

VB=115V。

基准电流：

IB=SB/1.732VB=100×

103/1.732×

115=0.502KA；

基准电抗：

ZB=VB/1.732IB=115×

502=132.25Ω；

电压标幺值：

E=E

（2）=1.05

2.4.2线路等值电抗计算

（1）线路L1等值电抗计算

正序以及负序电抗：

XL1=X1L1=0.4×

60=24Ω

XL1*=XL1/ZB=24/132.25=0.1814

零序电抗：

XL10=X0L1=3X1L1=3×

0.4×

60=72Ω

XL10*=XL10/ZB=72/132.25=0.5444

（2）线路L3等值电抗计算

XL3=X1L3=0.4×

90=36Ω

XL3*=XL3/ZB=36/132.25=0.2722

XL30=X0L3=3X1L3=3×

90=108Ω

XL30*=XL30/ZB=108/132.25=0.8166

2.4.3变压器等值电抗计算

（1）变压器T1、T2等值电抗计算

XT1=XT2=（UK%/100）×

（VN2×

103/SN）≈40.333Ω

XT1*=XT2*=XT1/ZB=40.333/132.25=0.3050

（2）变压器T3等值电抗计算

XT3=（UK%/100）×

103/SN）≈21.175Ω

XT3*=XT3/ZB=21.175/132.25=0.1601

2.5短路计算点的选择

2.5.1电网等效电路图

由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式（三台发电机全部投入,系统环网取开网运行）时各线路未端短路的情况,最小运行方下（三台中最小的