【正文】 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) Ⅰ 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是針對(duì) 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置，并依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，對(duì)所選擇的保護(hù)進(jìn)行整定和靈敏性校驗(yàn)，確定方案中的保護(hù)。設(shè)計(jì)分為八個(gè)章節(jié)，第三、四章是計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，確定運(yùn)行方式；第五章是各種設(shè)備的保護(hù)配置。其中變壓器保護(hù)包括保護(hù)原理分析、保護(hù)整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)，主保護(hù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，使得兩者結(jié)合做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，后備保護(hù)是復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。母線保護(hù)包括保護(hù)原理分析，采用了完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn) 單可靠。 110kV 側(cè)的輸電線路采用了距離Ⅰ、Ⅲ保護(hù)，由于它的電壓等級(jí)較高，還考慮了零序電流Ⅰ、Ⅲ保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)主保護(hù)采用了縱差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)采用了發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)。 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) Ⅰ 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) Ⅱ 目 錄 引 言 ........................................................................................................................ 1 1 方案比較 .................................................................................................................. 2 2 確定運(yùn)行方式 ............................................................................................................ 3 標(biāo)幺值計(jì)算 ............................................................................................................ 3 短路電流的計(jì)算 ..................................................................................................... 4 確定運(yùn)行方式 ...................................................................................................... 16 3 短路計(jì)算 .................................................................................................................. 17 各種運(yùn)行方式下各線路電流計(jì)算 ...................................................................... 17 各輸電線路兩相短路和三相短路電流計(jì)算 ...................................................... 18 4 繼電保護(hù)的配置 ...................................................................................................... 19 繼電保護(hù)的基本知識(shí) .......................................................................................... 19 4． 2 變壓器的保護(hù)配置 ............................................................................................ 21 變壓器配置 ...................................................................................................... 21 保護(hù)配置的整定 .............................................................................................. 24 母線的保護(hù)配置 .................................................................................................. 27 保護(hù)配置的原理 .............................................................................................. 27 電流差動(dòng)保護(hù)配置的整定 ............................................................................... 30 輸電線路保護(hù)配置 ............................................................................................... 31 保護(hù)配置的原理 ............................................................................................... 31 保護(hù)配置的整定 ............................................................................................... 34 發(fā)電機(jī)保護(hù)配置 ................................................................................................... 39 保護(hù)配置的原理 ............................................................................................... 39 保護(hù)配置的整定 ............................................................................................... 40 5 微機(jī)成套自動(dòng)保護(hù)裝置 ........................................................................................... 42 發(fā)電機(jī) 變壓器組成套自動(dòng)保護(hù)裝置 ................................................................. 42 變壓器成套自動(dòng)保護(hù)裝置 ................................................................................... 44 母線成套自動(dòng)保護(hù)裝置 ....................................................................................... 44 輸電線路成套自動(dòng)保護(hù)裝置 ............................................................................... 46 6 結(jié)論 ........................................................................................................................ 46 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 47某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 1 引 言 由于電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)， 計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注入新的活力。未來(lái)繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)是向計(jì)算化，網(wǎng)絡(luò)化及保護(hù)，控制，測(cè)量，數(shù)據(jù)通信一體化智能化發(fā)展。電能是一種特殊的商品 ,為了遠(yuǎn)距離傳送 ,需要提高電壓 ,實(shí)施高壓輸電 ,為了分配和使用 ,需要降低電壓 ,實(shí)施低壓配電 ,供電和用電。發(fā)電 輸電配電 用電構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)系常把由各種類型的發(fā)電廠 ,輸電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ,各種電氣設(shè)備可能出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。不正常運(yùn)行狀態(tài)是指電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞 ,但是沒(méi)有發(fā)生故障的運(yùn)行狀態(tài) ,如 :過(guò)負(fù)荷 ,過(guò)電壓 ,頻率降低 ,系統(tǒng)振蕩等。故障主要包括各種類型的短路和斷線 ,如 :三相短路 ,兩相短路 ,兩相接地短路 ,單相接地短路 ,單相斷線和兩相斷線等。 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 2 1 方案比較 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì) 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置。可以依據(jù)繼電保護(hù)配置原理，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)習(xí)慣，先選擇兩套初始的保護(hù)方案，通過(guò)論證比較后認(rèn)可其中的一套方案，再對(duì)這套方案中的保護(hù)進(jìn)行確定性的整定計(jì)算和靈敏性校驗(yàn)，看看它們是否能滿足要求，如果能滿足便可以采用，如果不能滿足則需要重 新選擇，重新整定和校驗(yàn)。 對(duì)于變壓器而言，它的主保護(hù)可以采用最常見(jiàn)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)，用兩者的結(jié)合來(lái)做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。 因?yàn)樽儔浩鞑顒?dòng)保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動(dòng)，其中高電壓側(cè)電流引自高壓熔斷器處的電流互感器，中低壓側(cè)電流分別引自變壓器中壓側(cè)電流互感器和低壓側(cè)電流互感器，這樣使差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為三組電流互感器所限定的區(qū)域，從而可以更好地反映這些區(qū)域內(nèi)相間短路，高壓側(cè)接地短路以及主變壓器繞組匝間短路故障。考慮到與發(fā)電機(jī)的保護(hù)配合，所以我們用聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)，不考慮用 電流速斷保護(hù) 。瓦斯保 護(hù)主要用來(lái)保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障，它由于一方面簡(jiǎn)單，靈敏，經(jīng)濟(jì)；另一方面動(dòng)作速度慢，且僅能反映變壓器油箱內(nèi)部故障，就注定了它只有與差動(dòng)保護(hù)配合使用才能做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，效果更佳。 后備保護(hù)首先可以采用復(fù)合低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)，這主要是考慮到低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)中的低電壓繼電器靈敏系數(shù)不夠高。由于發(fā)電機(jī) 變壓器組中發(fā)電機(jī)才用了 定子繞組接地保護(hù)，所以，變壓器不采用零序電流保護(hù)。 110kV 側(cè)的母線接線可以采用完全電流差動(dòng)保護(hù)，簡(jiǎn)單，可靠也經(jīng)濟(jì)。對(duì)于 110kV 側(cè)的輸電線路，可以直接考慮用距離保護(hù)，因?yàn)樵?電壓等級(jí)高的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，電流保護(hù)很難滿足選擇性，靈敏性以及快速切除故障的要求，因此這個(gè)距離保護(hù)也選擇得合理， 同時(shí)由于它的電壓等級(jí)較高，我們還應(yīng)該考慮給它一個(gè)接地故障保護(hù)，先選擇零序電流保護(hù)，因?yàn)?當(dāng)中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng) (又稱大接地電流系統(tǒng) )中發(fā)生短路時(shí) ,將出現(xiàn)很大的零序電流 ,而在正常運(yùn)行情況下它們是不存在的。因此 ,利用零序電流來(lái)構(gòu)成接地短路的保護(hù) ,就有顯著的優(yōu)點(diǎn) 。發(fā)電機(jī)則采用 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，定子繞組接地保護(hù)作為后備保護(hù)。 綜上所述，方案 1 比較合理，方案 1 保護(hù)作為設(shè)計(jì)的初始保護(hù)，在后續(xù)章節(jié)對(duì)這些保護(hù) 進(jìn)行整定與校驗(yàn)，是否符合設(shè)計(jì)要求。 某 110kV 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 3 2 確定運(yùn)行方式 標(biāo)幺值計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中取 BS =100MVA, B avuu? ,系統(tǒng)用一個(gè)無(wú)限大功率電流代表，它到母線的電抗標(biāo)幺值 100 0 .1 2 5800Bs dSX S? ? ?。 （ ） 各元件的電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下： 12FF發(fā) 電 機(jī) 和 ： 39。39。12 1000 . 1 3 0 . 5 225BFF dNSx x x S? ? ? ? ? （ ） 變壓器 1B : 1% 1 0 .5 1 0 0 0 .3 31 0 0 1 0 0 3 1 .5s BBNV Sx S? ? ? ? ? () 變壓器 2B 的各繞組短路電壓分別為： 1 ( 1 2 ) ( 3 1 ) ( 2 3 )2 ( 1 2 ) ( 2 3 ) ( 3 1 )3 ( 2 3 ) ( 3 1 ) ( 1 2 )% % % % 1 7 1 0