MW火电厂继电保护及防雷设计.doc

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2016年度本科生毕业论文（设计）

4X300MW火电厂继电保护及防雷设计

院－系：

工学院　自动化系

专业：

电气工程及其自动化

年级：

2012级

学生姓名：

陶林

学号：

201201030609

导师及职称：

雷竞业（副教授）

2016年6月

2016AnnualGraduationThesis（Project）oftheCollegeUndergraduate

4X300MWRelayprotectionandlightningprotectiondesignofthermalpowerplant

Department:

CollegofEngineering

Major:

ElectricalEngineeringandAutomation

Grade:

2012

Student’sName:

TaoLin

StudentNo:

201201030609

Tutor:

LeiJingYe（associateproessor）

June,2016

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

陶林日期：

2016/5/4

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。

有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。

学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。

保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：

陶林指导教师签名：

雷竞业

日期：

2016/5/4日期：

2016/5/4

陶林毕业论文（设计）答辩委员会（答辩小组）成员名单

姓名

职称

单位

备注

华静

讲师

工学院

组长

雷竞业

副教授

工学院

组员

刘玉福

副教授

工学院

组员

谢鸿龄

助教

工学院

组员

摘要

此次的毕业论文是对4X300MW火力发电厂的继电保护及防雷的保护进行的设计。

通过对火电厂提供的原始资料进行阅读、研究和根据实际情况下，根据电力系统分析、电力系统继电保护等相关知识，在合理的选择短路点后准确的计算出火电厂内非常重要部分的短路电流和火电厂所送电系统中重要部分的短路电流；接着分析清楚整个系统中每个重要部分的故障、正常工作及其不正常工作的状态；最后再根据之前所求得的短路电流对火力发电厂内的重要电气设备配置相应的保护。

在给电力系统继配置相应的保护时;必须满足基本的四性即：

选择上的严格性、要求上的速动性、灵敏度的较高性、必保上的可靠性。

根据配置保护必须满足的要求，本次毕业设计给发电机、电力变压器、母线重要的电气设备配置了保护装置。

防雷保护也是每个发电厂所必须设计的，在雷雨天电厂的很多设备会因为雷击而被损坏；所以防雷保护也是每个发电厂所必须设计的。

为了使此火力发电厂能可靠、长久的运行和降低因厂内各种设备的损坏而造成的不必要的经济损失。

因此必须要分析和完善好整个系统的继电保护配置和防雷设计。

关键词：

短路电流计算；重要电气设备；保护配置；防雷设计

ABSTRACT

Thethesisisthedesignofthepowerplantprotectionandlightningprotection4X300MWconducted.Basedontherawdataprovidedbythermalpowerplantsreading,research,andaccordingtotheactualsituation,accordingtothepowersystemanalysis,powersystemprotectionandotherrelatedknowledge,afterreasonablealternativeshort-circuitpointaccuratelycalculatetheshort-circuitwithintheveryimportantpartoftheThermalPowerPlantelectricalshort-circuitcurrentsystemisanimportantpartofthecurrentandthethermalpowerplantsent;thenanalyzestheentiresystemforeachfaultclearlyanimportantpartofthenormalworkanditsstatusisnotworking;Finally,basedontheobtainedbeforetheshortcircuitcurrentonfireimportantelectricalequipmentwithintheplantconfigurationcorrespondingprotection.

Whenthepowersystemtoconfigurethefollowingprotection;mustmeetfourbasicpropertiesnamely:

strictselectivity,speedandmobilityrequirements,highsensitivity,anecessaryreliability.Dependingontheconfigurationprotectionmustmeettherequirementsofthisgraduationprojecttogenerators,powertransformers,busimportantelectricalequipmentprotectiondeviceisconfigured.Lightningprotectionisalsonecessaryforeachpowerplantdesignedinmanydeviceswillplantathunderstormbecauselightningisdamaged;solightningprotectionisalsonecessaryforeachpowerplantdesign.Forthispowerplantreliable,long-termoperationandreduceunnecessaryeconomiclossesduetodamagetotheplantcausedbyvariousdevices.Itisnecessarytoanalyzeandimprovethegoodrelayprotectionandlightningprotectiondesignoftheentiresystem.

Keywords:

Shortcircuitcalculation;importantelectricalequipment;protectionconfiguration;minedesign

目录

绪论 1

1设计任务书 2

1.1原始资料 2

1.2设计任务 3

1.3提交成果 3

2短路电流的计算 4

2.1短路电流计算的意义 4

2.2短路电流计算的步骤 4

2.2.1必须在同一基准容量下计算各元件的电抗标幺值 4

2.2.2合理的选取短路点 5

2.2.3火力发电厂内d1点发生了短路 6

2.2.4火电厂内d2点发生了短时（系统中） 7

2.2.5火电厂内d2点发生了短路时（火电厂的内部） 9

2.2.6火力发电厂d3点发生短路时 9

3发电机的继电保护 12

3.1发电机保护的配置 12

3.2发电机的差动保护 13

3.2.1发电机相关参数 13

3.2.2发电机的纵差保护 13

3.3横联差动保护 17

3.3.1整定计算 17

3.4发电机的失磁保护 18

3.4.1发电机的失磁原因及其危害 18

3.4.2发电机失磁保护的要求及其保护原理 19

3.4.3发电机失磁保护转子的判剧 20

第四章母线的继电保护 22

4.1母线的故障和继电保护类型 22

4.1.1母线的故障 22

4.1.2母线的保护类型 22

4.2母线的差动保护 24

4.2.1母线差动保护的原则 24

4.2.2母线差动保护的整定计算 24

5变压器的继电保护 27

5.1变压器的故障类型、不正常运行状态及保护方式 27

5.1.1油箱的内部故障 27

5.1.2油箱的外部故障 27

5.1.3变压器的异常状态 27

5.1.4变压器的保护方式 27

5.2变压器相应的保护原理及其整定计算 27

5.2.1变压器的瓦斯保护 28

5.2.2变压器纵差动保护 29

5.2.3变压器复合电压启动的过电流保护 32

6防雷保护的设计 35

6.1雷电过电压的形成过程及其危害 35

6.2电气设备的防雷保护 35

6.2.1发电厂的保护 35

6.2.2架空线路的保护 35

6.2.3直配旋转电机的保护 35

6.3防雷保护的措施 36

6.3.1220kv架空线路的防雷配置 36

6.3.2变压器的防雷配置 36

6.3.3机组厂房的防雷配置 37

6.4架空输电线路的避雷线选择 38

6.5非直配电机避雷器的选择 38

6.6母线避雷器的选择 39

6.7变压器避雷器的选择 40

总结 42

参考文献 43

致谢 44

红河学院本科毕业论文（设计）

绪论

电力系统运行的要求是必须安全可靠，然而，电力系统的原件的数量是非常之多，结构不相同，运行又非常复杂，覆盖的地域广泛。

所以，受自然的条件、设备以及人为的因素的影响，电力系统的在运行中，会发生多种故障和不正常运行的情况，最常见的同时也是最危险的就是各种形式的短路故障。

（1）通过短路点的很大的短路电流产生的电弧，使元件遭受到的破坏。

（2）短路的电流流过非故障的元件，会由于发热造成其绝缘降低或者缩短其使用寿命。

（3）部分地区电压降低的程度非常大，影响了其产品的质量。

（4）毁坏了电力系统并列运行的稳定性，引起了系