电力系统继电保护课程设计
《电力系统继电保护原理》课程设计大全
电力系统继电保护是电力系统中的重要组成部分,它起着保护电力设备、保障电力系统安全运行的作用。
通过对电力系统继电保护原理的研究和设计,可以更好地理解电力系统的工作原理,提高继电保护的可靠性和灵活性。
本文将对《电力系统继电保护原理》课程设计进行全面的介绍,包括课程设计的目的、内容、方法和实施步骤。
一、课程设计的目的电力系统继电保护原理课程设计的目的是帮助学生全面了解电力系统继电保护的基本原理,掌握继电保护的设计方法和实施步骤,培养学生的综合应用能力和解决问题的能力。
通过课程设计,学生将深入了解电力系统继电保护的重要性和必要性,培养对电力系统安全稳定运行的责任感和使命感。
二、课程设计的内容1. 电力系统继电保护概念和原理电力系统继电保护的概念、分类和基本原理,包括过流保护、欠频保护、过电压保护等。
2. 继电保护设备的选用和配置继电保护设备的功能和性能要求,如何选择合适的继电保护设备,以及如何配置继电保护设备。
3. 继电保护系统的设计方法继电保护系统的设计步骤和方法,包括对电力系统的分析、保护方案的选择和参数设置等。
4. 继电保护系统的实施与维护继电保护系统的实施步骤、调试方法和维护要点,以及继电保护系统的故障排除和改进方法。
三、课程设计的方法1. 理论学习通过课堂讲授、教科书学习和参考文献阅读等方式,让学生掌握电力系统继电保护的基本原理和方法。
2. 实践操作组织学生参与继电保护设备的调试和实验操作,加强学生对继电保护设备的理解和掌握。
3. 课程论文要求学生根据所学知识,进行课程设计论文的撰写,包括电力系统的继电保护方案设计、继电保护设备的参数设置和继电保护系统的实施方案等。
四、课程设计的实施步骤1. 教师讲解教师首先对电力系统继电保护的基本原理和方法进行讲解,向学生介绍继电保护的重要性和必要性。
2. 学生学习学生通过课堂学习和自主学习,掌握电力系统继电保护的相关知识,理解继电保护设备的选用和配置原则。
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电力系统继电保护课程设计1设计原始资料1.1具体题目如下图所示网络,系统参数为:115/Eϕ=,1=15G X Ω,23==11G G X X Ω,12==61km L L 错误!未找到引用源。
km,3=41km L ,-=51km,B C L 错误!未找到引用源。
-=31km,C D L - =21km,D E L 线路阻抗0.4Ω/km ,1=0.8re K ,0.85II IIIrel rel K K ==错误!未找到引用源。
B-C.max -.max -.max =311A, =211A, =151A, =1.5C D D E ss I I I K ,=1.85re K ,试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。
AB图1 线路接线图1.2完成内容我们要完成的内容是实现对线路的距离保护,而在本题中我们要完成线路L1保护和保护3保护2相关的距离保护。
距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
2分析课题设计内容2.1设计规程根据继电保护在电力系统中所担负的任务,一般情况下,对动作于跳闸的继电保护在技术上应满足四个基本要求:选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
这几“性”之间,紧密联系,既矛盾又统一,按照电力系统运行的具体情况配置、配合、整定。
2.2保护配置2.2.1主保护配置距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段构成距离保护的主保护。
(1) 距离保护的Ⅰ段ABC图2.1 距离保护网络接线图瞬时动作,Ⅰt 是保护本身的固有动作时间。
保护1的整定值应满足:Ιset1AB Z <Z 考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差,引入可靠系数Ιrel K (一般取0.8-0.85),一般第I 段保护范围为本线路AB 长度的80%-85%,即A B Ιrel Ι1set Z K Z =⋅同理,保护2的I 段整定值为:BC Ιrel Ι2set Z K Z =⋅(2) 距离Ⅱ段与相邻线路距离保护I 段相配合。
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电力系统继电保护课程设计1、主变保护:变压器纵联差动保护纵连差动保护原理:差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化所构成的对电气设备的保护装置,一般可分为纵联差动保护和横联差动保护。
动作特性:只在保护区内短路时才动作,不存在与系统中相邻元件的保护的选择性配合问题,因而可以切除保护区内的任何一点短路事故。
整定计算;电流互感器的变比选择14.33511021===T T T n n n 48.105.1011031'===T T T n n n 考虑到不平衡电流等的影响,为增加可靠性可以采取以下措施:可以让电流互感器的变比大一点;在差动回路中接入具有饱和特性的中间变流器的方法;采用相同的互感器等。
原理图:电力系统继电保护(第二版)张保会167页2、110KV 母线的保护:完全电流母线差动保护母线保护的的原则:1、在110kv 及以上的双母线和分段母线上,为保证有选择性的切除任一组(或段)母线上发生的故障,而另一组(或段)无故障的的母线仍能继续运行,应装设专用的母线保护。
2、110kv 及以上的单母线,重要发电厂的35kv 母线或高压侧为110kv 及以上的重要降压变电所的35kv 母线,按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时,应装设专用的母线保护。
完全电流母线差动保护的原理接线图:电力系统继电保护(第二版)张保会228页。
整定计算:TA MAX K REL SET R N I K I .1.1.0×=TAMAX L RSET N I KRELI .2×=KA I MAX L 235.011085.022.=÷=TATA SET N N I /282.0/2.1235.0=×=∴3、35KV 出线的保护配置:零序电流速段保护原因:对于35kv 出线处的保护,在出口处如果发生三相短路时,保护可能会出现死区。
零序电流保护的特点在于保护不存在死区,零序阻抗大,保护灵敏性高;除此之外受运行方式的影响较小。
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(3)对瞬时动作的保护或瞬时段保护,其整定值应保证在被保护元件发生外部故障时,继保装置可靠且不动作,但单元或线路变压器组的情冰况除外。
标么值计算法
标么值就是相对值算法,用新选单位进行某物理量的衡量,衡量的值称标么值。
有名值计算法
每个电气参数的单位是有名的,而不是相对值。在比较简单的网络中计算短路电流也常常采用此方法,在使用此方法计算短路电流时,应特别注意的是:必须将各电压等级的电气参数都归算到同一电压等级上来。
动作时限为t1III=t3III+△t=1+2△t=2s
灵敏度校验
作近后备时,按本线路AC末端的最小两相短路电流IKBMIN(2)来校验,即
Ksen=IKBMIN(2)/Iop1III=0.964/0.4871=1.9>1.5
作远后备时,按相邻线路CB末端的最小两相短路电流IKCMIN(2)来校验,
1.2、基准值确定
基准功率:SB=100MV·A
基准电压:VB=115V
基准电流:IB=SB/1.732 VB=100×103/1.732×115=0.502KA
基准电抗:ZB=VB/1.732 IB=115×103/1.732×502=132.25Ω。
1.3、电机参数的计算
动作时限为t5Ⅱ=t3I+△t=△t=0.5s
灵敏度校验
本线路AC末端的最小两相短路电流IKBMIN(2)=0.946KA
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电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护课程设计是电力系统专业学生的重要基础课程之一,旨在培养学生对电力系统继电保护的理论知识和应用能力。
下面将从课程的目标、内容和参考教材三个方面进行介绍。
一、课程目标1. 理解电力系统继电保护的基本概念、原理和分类;2. 掌握电力系统继电保护的各种保护方式和保护装置的基本原理和运行特点;3. 学会电力系统继电保护的设计方法和计算模型,能够进行常规保护方案的设计;4. 具备电力系统继电保护故障分析和故障处理的能力;5.了解当前电力系统继电保护的发展趋势和新技术。
二、课程内容1. 电力系统继电保护概述a. 继电保护的定义和基本原理b. 继电保护的分类和发展历程2. 电力系统继电保护装置a. 出线保护装置b. 过流保护装置c. 距离保护装置d. 差动保护装置e. 频率保护装置f. 转子开路保护装置g. 母线保护装置3. 电力系统继电保护的设计方法a. 保护原则和设计准则b. 选用保护装置的依据和方法c. 保护的设置和参数的选择4. 继电保护的特殊问题a. 自动重新合闸保护b. 同期重切保护c. 同期选址抗饱和保护d. 光纤继电保护及其应用5. 继电保护设备的试验与调整a. 保护设备的试验方法b. 保护设备的调整和校验6. 电力系统继电保护的实例和案例分析三、参考教材1.《电力系统自动化技术基础》(高等教育出版社):该书包含了电力系统自动化技术的基础知识,包括电力系统继电保护的基本原理和设计方法等内容,适合作为该课程的主要教材。
2.《电力系统继电保护》(中国电力出版社):该书对电力系统继电保护的各种保护方式和保护装置进行了详细介绍,结合实例进行了深入的分析,有助于学生理解和掌握继电保护的设计和应用。
3.《电力系统继电保护》(机械工程出版社):该教材从电力系统继电保护概念到保护装置的详细原理,系统地介绍了继电保护的相关知识,且配有大量的案例分析,适合作为该课程的参考教材。
电力系统继电保护课程设计
双电源网络线路继电保护设计一、原始资料某双电源网络如图所示:EAa) 线路AB (A 侧)和BC 的最大负荷电流分别为120安和100安;负荷的自起动系数为1.8。
b) 可靠系数1 1.25rel K =,2 1.15rel K =,3 1.2rel K =, 1.15rel K =(躲开最大振荡电流时采用),返回系数0.85re K =。
c) A 电源的.min 15s X =欧,.max 20s X =欧,B 电源的.min 20s X =欧,.max 25s X =欧;其它参数如图中所示。
试设计线路AB (A 侧)的三段式电流保护。
二、设计任务a) 线路AB (A 侧)继电保护的规划配置;b) CT 变比的选择;c) 短路电流计算和继电保护的整定计算;d) 用autocad 或visio 软件绘制线路继电保护原理图。
三、设计成品a) 编写设计报告书(包括短路电流计算和继电保护的整定计算);b) 用autocad 或visio 软件绘制线路继电保护原理图。
总体要求:根据设计指导教师的要求,参加设计指导课,独立完成各项设计任务,设计成果包括设计报告书和图纸,完成后上交给指导教师。
通过课程设计,掌握电力系统中电流保护、距离保护、纵联差动保护、变压器保护等的基本原理和实现方法。
主要参考书:《电力系统继电保护》,张明君主编,人民邮电出版社,2012《电力系统继电保护原理》(第三版), 张保会、尹项根主编,中国电力出版社,1996《电力系统继电保护原理》(第三版), 贺家李主编,中国电力出版社,1996《计算机继电保护原理与技术》,陈德树主编,中国电力出版社,1992《电力系统继电保护》,陈生贵主编,重庆大学出版社,2004《电力系统继电保护设计原理》,吕继绍主编,电力工业出版社,1990。
继电保护课程设计
继电保护课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录电力系统继电保护课程设计任务书............................... 错误!未定义书签。
一、设计目的............................................ 错误!未定义书签。
二、课题选择............................................ 错误!未定义书签。
三、设计任务............................................ 错误!未定义书签。
四、整定计算............................................ 错误!未定义书签。
五、参考文献............................................ 错误!未定义书签。
输电线路三段式电流保护设计................................... 错误!未定义书签。
一、摘要................................................ 错误!未定义书签。
二、继电保护基本任务.................................... 错误!未定义书签。
三、继电保护装置构成.................................... 错误!未定义书签。
四、继电保护装置的基本要求.............................. 错误!未定义书签。
五、三段式电流保护原理及接线图.......................... 错误!未定义书签。
六、继电保护设计........................................ 错误!未定义书签。
1.确定保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗 ....... 错误!未定义书签。
继电保护课程设计
一、教学内容
《电力系统继电保护》课程设计
1.教材章节:第五章继电保护原理
- 5.1继电保护的基本原理
- 5.2常用继电器的结构与原理
- 5.3主保护与后备保护的配置原则
- 5.4继电保护的整定计算
2.内容列举:
-(1)了解继电保护在电力系统中的作用及重要性;
-(2)掌握常用继电器(如电流继电器、电压继电器、时间继电器等)的结构、原理及应用;
-(3)学习主保护与后备保护的配置原则,理解其作用和相互关系;
-(4)学习继电保护的整定计算方法,掌握如何确定继电保护的参数;
-(5)通过实际案例分析,加深对继电保护原理及应用的了解。
2、教学内容
-(6)学习微机继电保护的原理、构成及优势;
-(7)探讨不同类型的电力系统故障(如短路、过载、接地故障等)对继电保护的影响;
-(24)通过模拟电力系统故障,进行保护装置的动作特性测试,分析测试结果,优化保护参数;
-(25)总结课程设计过程中的经验教训,培养学生的团队合作精神,提高工程实践能力和创新意识。
-(8)通过实验操作,观察继电保护的动作过程,分析动作特性;
-(9)掌握继电保护装置的调试、检验及维护方法;
-(10)结合实际电力系统案例,设计简单的继电保护系统,培养解决实际问题的能力。
3、教学内容
-(11)深入了解电力系统故障分析的基本方法,包括对称分量法及序网分析方法;
-(12)探讨继电保护在电力系统自动化中的作用,理解与SCADA、智能电网等现代技术的融合;
-(20)通过课程总结和反思,评价自身在继电保护知识掌握、实践操作和问题解决能力方面的提升,为后续学习和职业发展打下坚实基础。
5、教学内容
电力系统继电保护课程设计
电力系统继电保护课程设计电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一,它为人们提供了安全、可靠的电力供应。
然而,电力系统中存在着各种各样的故障和事故,如短路、过载、接地故障等,这些故障和事故可能会对电力系统造成严重的损害,甚至可能导致停电。
因此,为了保障电力系统的安全运行,必须采取一系列的继电保护措施。
本文旨在介绍电力系统继电保护课程设计的相关内容,包括课程设计的目的、内容、教学方法和评价方法等。
二、课程设计的目的电力系统继电保护课程设计的主要目的是培养学生对电力系统继电保护的基本概念、原理、技术和方法的理解和掌握,使其具备分析和解决电力系统继电保护问题的能力。
具体目标包括:1. 熟悉电力系统的基本结构和运行特点,理解电力系统继电保护的重要性和必要性;2. 掌握电力系统继电保护的基本原理和技术,了解各种继电保护设备的工作原理和特点;3. 理解电力系统继电保护的应用和实践,了解电力系统继电保护的设计和调试方法;4. 具备分析和解决电力系统继电保护问题的能力,能够根据电力系统的特点和继电保护的原理,设计和优化电力系统的继电保护方案。
三、课程设计的内容电力系统继电保护课程设计的内容主要包括以下几个方面:1. 电力系统的基本结构和运行特点:介绍电力系统的基本结构和运行特点,包括电力系统的组成、运行模式、负荷特性等;2. 继电保护的基本原理和技术:介绍继电保护的基本原理和技术,包括继电保护的分类、工作原理、特点等;3. 继电保护设备的工作原理和特点:介绍各种继电保护设备的工作原理和特点,包括过流保护、距离保护、差动保护等;4. 继电保护的应用和实践:介绍继电保护的应用和实践,包括继电保护的设计和调试方法、继电保护的故障分析和处理等;5. 继电保护方案的设计和优化:介绍继电保护方案的设计和优化方法,包括根据电力系统的特点和继电保护的原理,设计和优化电力系统的继电保护方案等。
四、教学方法电力系统继电保护课程设计采用多种教学方法,包括讲授、案例分析、实验、小组讨论等。
电力系统继电保护课程设计
电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护课程设计电力系统继电保护是电力系统运行和发展过程中必不可少的一项重要技术手段。
在电力系统中,电气设备和线路的安全稳定运行需要继电保护技术的应用,而学习电力系统继电保护课程可以让学生深入了解电力系统的保护原理、保护方法和保护设备等方面的知识。
本文将就电力系统继电保护课程设计进行探讨。
一、课程背景电力系统属于大型复杂系统,具有分布、多层次、多种类型的特征,其中包括输电线路、变电站、变电设备等,这些设备都需要有一定的继电保护机制。
电力系统的稳定运行和可靠性需要继电保护技术的应用,因此电力系统继电保护是电力工程技术的重要组成部分。
二、课程目标1. 着重介绍电力系统故障及故障类型,传统保护与微机保护技术等基础知识,引导学生深入学习继电保护技术的实质和细节。
2. 让学生了解电力系统中故障监测技术,保护技术的系统set 置等方面的知识,以及高压线路的绝缘与弧光特性,接地故障产生机理等。
3. 学习各种保护设备的原理、构造、实现及功能、其保护对象和保护类型,以及设备的特殊保护等相关知识,为了达到监控实时状态及预防故障问题的目的。
4. 了解电力系统的自动化技术与智能化控制技术等,将继电保护技术和这两种技术相结合,形成一套完整的电力系统保护及控制方案。
三、课程模块1. 电力系统故障及故障类型2. 继电保护技术的实质和细节3. 电力系统中故障监测技术和保护技术的系统set 置4. 保护设备的构造和实现5. 保护设备的保护对象和保护类型6. 设备的特殊保护7. 电力系统的自动化技术与智能化控制技术四、课程教学方法1. 讲授理论知识,主要采用课件和讲解相结合的方式,让学生对理论知识有更好的理解和掌握。
2. 实践环节,安排实验、课程设计、毕业论文等实践性课程,让学生将所学知识应用到实践当中,掌握技能和解决问题的能力。
3. 群体讨论,通过小组讨论、学生演讲、案例探讨等方式,让学生在融合互动的过程中,激发思维和创新精神。
电力系统继电保护课程设计
课程设计报告课程名称电力系统继电保护设计题目110kV线路距离保护的设计设计时间2016-2017学年第一学期专业年级电气134班姓名王学成学号 2013011983 提交时间 2016年12月19日成绩指导教师何自立许景辉水利与建筑工程学院摘要 0第1章、概述 (1)1.1距离保护配置 (1)1.1.1主保护配置 (1)1.1.2后备保护配置 (2)1.2零序保护配置 (3)1.2.1零序电流I段(速断)保护 (3)1.2.2零序电流II段保护 (4)第2章、系统分析 (4)2.1故障分析 (4)2.1.1故障引起原因 (4)2.1.2故障状态及其危害 (4)2.1.3 短路简介及类别 (5)2.2输电线路保护主要形式 (6)(1)电流保护 (6)(2)低电压保护 (6)(3)距离保护 (6)(4)差动保护 (6)2.3对该系统的具体分析 (7)2.3.1对距离保护的分析 (7)2.3.2对零序保护的分析 (7)2.4整定计算 (7)2.4.1距离保护的整定计算 (7)2.4.2零序保护的整定计算 (13)2.4.3结论 (18)2.5原理图及动作分析 (19)2.5.1原理图 (19)2.5.2动作分析 (21)第3章、总结 (21)第4章、参考文献 (22)摘要距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置,又称阻抗保护。
当系统正常运行时,保护装置安装处的电压为系统的额定电压,电流为负载电流,而发生短路故障时,其电压降低、电流增大。
因此,电压和电流的比值,在正常状态下和故障状态下是有很大变化的。
由于线路阻抗和距离成正比,保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗,也反映了保护安装处到短路点的距离。
所以可按照距离的远近来确定保护装置的动作时间,这样就能有选择地切除故障。
本设计为输电线路的距离保护,简述了输电线路距离保护的原理具体整定方法和有关注意细节,对输电网络距离保护做了详细的描述,同时介绍了距离保护的接线方式及阻抗继电器的分类,分析了系统振荡系统时各发电机电势间的相角差随时间周期性变化和短路过渡电阻影响。
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3.1差动保护的动作电流
(1)计算变压器各侧的一次及二次电流值(在额定容量下)并选择电流互感器的变比
可按表1计算。
由于6.6kV侧二次电流大,因此以6数值
额定电压(kV)
35
6.6
额定电流(kA)
电流互感器接线
△
Y
电流互感器变比
(四)非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈匝数计算
对于双绕组变压器
(3.10)
确定平衡线圈Ⅱ实用匝数为
(3.11)
(计算由于实用匝数与计算匝数不等引起的相对误差)
其相对误差计算为
(3.12)
因 ,故不需核算动作电流定植。
(6)选取短路线圈匝数
对于一般变压器差动保护,可选用较多的短路线圈匝数,故取“C-C”抽头。
(3.6)
(三)确定继电器基本侧线圈匝数及各线圈接法
对于双绕组变压器,平衡线圈Ⅰ、Ⅱ分别接入6.6kV及35kV侧。
计算基本侧继电器动作电流为
(3.7)
=2441×1/300=8.13(A)
基本侧继电器线圈匝数为
(3.8)
选取 。
确定基本侧线圈之接入匝数为
(3.9)
即平衡线圈Ⅰ取1匝,差动线圈取6匝。
电流继电器的整定:
Krel————可靠系数,取1.1~1.2;
Kre————低电压继电器的返回系数,取1.15~1.25。
采用低电压继电器后,电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷,而是按大于变压器的额定电流整定,即
(4.19)
则有
(4.20)
低电压继电器的动作电压按以下条件整定,并取最小值。
(3)对于由外部相同短路引起的遍野器过电流,应装设过电流保护。如果灵敏度不能满足要求,可以装设低电压启动的过电流保护。
电力系统继电保护课程设计
目录前言 (2)1.设计原始资料 (3)1.1 具体题目...........................................................................................................1.2 完成内容...........................................................................................................2.分析课题设计内容 (3)2.1保护配置............................................................................................................3.保护配合的整定 (4)3.1 线路L1距离保护的整定与校验 (4)3.1.1线路L1距离保护第Ⅰ段整定 (4)3.1.2线路L1距离保护第Ⅱ段整定 (5)3.1.3线路L1距离保护第Ⅲ段整定 (6)3.2 线路L2距离保护的整定与校验 (6)3.2.1线路L2距离保护第Ⅰ段整定 (6)3.2.2线路L2距离保护第Ⅱ段整定 (6)3.2.3线路L2距离保护第Ⅲ段整定 (7)3.3 线路L3距离保护的整定与校验 (8)3.3.1线路L3距离保护第Ⅰ段整定 (8)3.3.2线路L3距离保护第Ⅱ段整定 (8)3.3.3线路L3距离保护第Ⅲ段整定 (9)总结 (11)1设计原始资料1.1具体题目如下图所示网络,系统参数为:E 115/ϕ=,Ω=151G Z ,Ω=102G Z , Ω=103G Z ,12L = L =60km ,km L 403= ,B-C L =50km ,C-D L =30km ,D-E L =20km 线路阻抗为0.4Ω/km ,85.0'=rel K , 8.0''=rel K ,2.1=re K 15.1'''=kB-C.max I =300A 、C-D.max I =200A 、D-E.max I =150A ,5.1=ms KAB试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。
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精心整理课题:发电机继电保护设计专业:电气工程及其自动化班级:姓名:目录1.绪论 (1)1.1继电保护概述 (1)1.2继电保护基本要求 (1)2.发电机变压器参数 (2)2.1 原始资料 (2)5.3过负荷保护整定 (10)6.仿真图 (12)7.总结 (12)8.参考文献 (12)9.附录 (13)1.绪论1.1继电保护概述电力系统在运行中,由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因,可能发生各种故障和不正常运行状态。
最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路,最常见的不正常运行状态是过负荷,最常见的短路故障是单相接地。
这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行,这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。
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。
(4)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。
2.发电机变压器参数2.1 原始资料表3 厂用变压器1A参数表4 厂用变压器1B参数在系统基大、丰小、枯小方式下,断开电厂发变组,将南方电网等值到500kV母线,以下列出各种方式下的最小及最大等值电抗表7 系统参数最大等值电抗系统丰小,断开盘南电厂内发变组及盘换甲线。
0.1353 0.3392备注:以上所列均为标么值,基准容量1000MVA。
2.2发电厂规模按盘南电厂4×600MW机组投运考虑,最大运行方式为四台机组并网运行,最小运行方式为一台机组并网运行。
1、2号机组出口分别增加了一台脱硫变,3、4号机组不增加脱硫变。
2.3主接线(一机组一出线)图1 发电厂电气主接线图2.4课程设计的主要内容要求:1)用仿真软件画出全厂升压站的主接线图;2)计算各元件参数并画出等值电路;3)选择短路点、计算短路电流,(先手算并写出计算过程表达式然后用软件校验),列出短路计算结果汇总表;4)拟出保护配置方案;5)对配置的保护逐一进行整定计算,列出整定计算步骤和结果汇总表;6)按要求编制课程设计说明书。
3.短路电流计算3.1相关短路点及短路方式的选择(1)基准值选择基准功率:S B=1000MV·A,基准电压:V B=23.1kV。
基准电流:I B===24.99kA;电压标幺值:E=1(2)发电机等值电抗计算1) #1发电机等值电抗计算(3)变压器等值电抗计算1)#1主变压器T1等值电抗计算2) #1脱硫变压器T5等值电抗计算3) #1励磁变压器T2等值电抗计算4) 厂用变压器1A T3等值电抗计算5) 厂用变压器1B T4等值电抗计算电抗计算表(标么值)表8 各设备电抗值设备名称发电机主变压器厂变压器A厂变压器B励磁变压器脱硫变压器系统最小等值电抗系统最大等值电抗电抗值0.2739 0.583 3.129 3.387 14.917 4.16 0.0842 0.1353 3.2 短路计算点的选择(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(四台发电机全部投入)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(一台投入)时各线路未端短路的情况。
电网等效电路图如图2所示图2电网等效电路图(2) 点短路计算最大运行方式短路电流(3)点短路计算最大运行方式短路电流(4)点短路计算最大运行方式短路电流(5) 点短路计算最大运行方式短路电流短路电流表表9 各短路点短路电流短路点短路电流(KA)26.5554 1.6443 7.3446 6.82733.3 整定电流选择分别算出各路短路电流,最大短路电流取,因此之后的整定都依据此短路电流进行计算。
4.发电机保护配置的选取及整定原则4.1发电机的保护配置某火电厂发变组继电保护设计保护设计,按照国际标准,本保护的保护配置选取,应该包含下表的保护配置:表10 发电机配置图发电机保护发电机纵差保护调相失压保护发电机裂相横差保护定时限过励磁保护纵向零序电压匝间保护定时限过励磁保护发电机相间阻抗保护逆功率保护发电机复合电压过流保护程序跳闸逆功率定子接地基波零序电压保护低频保护定子接地三次谐波电压保护过频保护转子一点接地保护起停机保护转子两点接地保护误上电保护定、反时限定子过负荷保护非全相保护定、反时限转子表层负序过电压平衡功能失磁保护TV 断线判别失步保护TA 断线判别过电压保护4.2发电机纵差保护整定纵差动保护的整定,具有比率制动特性的纵差动保护的动作特性可由A、B、C三点决定。
对纵差动保护的整定计算,实质上就是对、及K的整定计算。
(1)启动电流的整定=(+)式中---可靠系数,取1.5~2;---保护两侧的TA变比误差产生的差流,取0.06(为发电机额定电流)。
---保护两侧的二次误差(包括二次回路引线差异以及纵差动保护输入通道变换系数调整不一致)产生的差流,取0.1。
代入式得=(0.24 ~0.32)通常取0.3。
(2)拐点电流的整定=(0.5~1.0)(3)比率制动特性的制动系数和制动线斜率K的整定=K=--外部故障时,为躲过差动回路中的最大不平衡电流,C点的纵坐标电流应取为=(0.1+0.1+)式中---可靠系数,取1.3 ~1.5;---暂态特性系数,当两侧TA变比、型号完全相同且二次回路参数相同时,≈0,当两侧TA变比、型号不同时,取0.05 ~0.1。
---最大动作电流。
将以上数据代入式中得≈(0.026~0.45)令=,代入上式,可得=≈(0.26~0.45)。
4.3发电机的定子单相接地保护根据安全要求,发电机的外壳都是接地的,因此,定子绕组因绝缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。
当接地电流比较大,能在故障点引起电弧时,将使绕组的绝缘和定子铁心烧坏,并且也容易发展成相间短路,造成更大的危害。
我国规定,当接地电容电流等于或大于5A时,应装设动作于跳闸的接地保护,当接地电流小于5A时,一般装设作用于信号的接地保护。
4.4发电机的负序过电流和转子接地保护当电力系统中发生不对称短路或正常运行情况下三项负荷不平衡时,在发电机定子绕组中将发现负序电流。
负序电流在转子中所引起的发热量,发电机转子过热保护实际上是对定子绕组电流不平衡而引起的负序过流保护,是发电机的主保护之一。
此外,由于大容量机组的额定电流很大,而在相邻元件末端发生两相短路时的短路电流可能较小,此时采用复合电流启动的过电流保护往往不能满足作为相邻原件后备保护时对灵敏系数的要求。
在这种情况下,采用负序电流作为后备保护,就可以提高不对称短路时的灵敏性。
4.5发电机的失磁保护(1)发电机失磁运行的影响发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消失或部分消失。
引起失磁的原因有转子绕组故障,励磁机故障,自动灭磁开关误跳闸,半导体励磁系统中某些元件损坏或回路发生故障,以及误操作等。
为此,在发电机上,尤其是在大型发电机上应装设失磁保护,以便及时发现失磁故障,并采取必要措施,例如,发出信号由运行人员及时处理,自动减少负荷或动作与跳闸等,以保证电力系统和发电机的安全。
(2)整定原则1) 静稳阻抗按发电机端到无穷大系统间的等值系统电抗Xs和Xd整定;2) 静稳阻抗动作延时一般为0.5~2s;3) 异步阻抗按发电机的参数Xd/2和Xd整定;4) 系统三相低电压整定按(0.85~0.9)Un取值。
4.6发电机的其他保护(1)逆功率保护1) 逆功率保护是当发电机出现有功功率倒送,发电机变为电动机运行时异常工况的保护。
2) 逆功率的整定整定功率的计算:=(+)式子中,为可靠系数,取0.5~0.8;为汽轮机在逆功率运行时的最小损耗,一般取额定功率的2%~4%;为发电机在逆功率运行时的最小功率,一般取,其中表示发电机效率;表示发电机额定功率。
(2)突加压保护1)突加压保护作为发电机盘车状态下的主断路器误合闸时的保护。
2)定值整定计算①低频元件f小于启动频率,一般可选取40~50Hz;②返回延时t一般可取为0.3~0.5s;③电流动作值应大于或等于盘车状态下误合闸最小电流的50%。
(3)起停机保护1)起停机保护可作为发电机升速升励磁尚未并网前的定子接地短路故障的保护。
2)定值整定原则零序电压动作值一般可取为100V及其以下;延时t一般可取为2~5s。
(4)其他保护对发电机来讲的保护除以上介绍的以外还有很多,例如零序方向、零序电压保护、TV和TA断线保护、过流保护等等。
5.继电保护整定计算5.1发电机纵差保护整定(1)启动电流的整定=(+)=0.3=0.3×17459=5237.7(A)(2)拐点电流的整定=(0.5~1.0)=(0.5~1.0)*17459=(8729.5~17459)(A)(3)比率制动特性的制动系数Kres和制动线斜率K的整定==(17459×10%)/26554≈0.066=(11949.3- 5237.7)/(26554- 8729.5)=0.377外部故障时,为躲过差动回路中的最大不平衡电流,C点(如下图)的纵坐标电流应取为=(0.1+0.1+)=1.5×(0.1+0.1+0.1)×26.5554=1.195(kA)图3 比率制动特性(4)继电保护整定计算结果一览表表11发电机纵差保护整定值名称制动系数启动电流(A )拐点电流(A)制动线斜率最大启动电流(A)最大制动电流(A)代号Kres Iop.min Ir.min K Iop.max Ir.max整定值0.066 5237.7 8729.5 0.377 11949.3 26554 5.2过电流保护整定(1)动作电流按发电机额定负荷下条件整定=(取1.1;取0.85)所以=(kA)(2)灵敏度校验灵敏系数按主变压器高压侧母线两相短路的条件校验,则=所以(满足要求)5.3过负荷保护整定(1)过负荷保护对于发电机因过负荷或外部故障引起的定子绕组过电流,装设定子绕组对称过负荷保护,通常由定时限过负荷及反时限过电流两部分组成。