電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告A班

1、-. z華僑大學(xué)信息學(xué)院2007級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書*為單號(hào)的做設(shè)計(jì)題目1，雙號(hào)的做設(shè)計(jì)題目2設(shè)計(jì)題目1：l 10千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算1、原始資料1網(wǎng)絡(luò)的接線如圖1-1所示圖112網(wǎng)絡(luò)中各線路均采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，變壓器均采用縱差動(dòng)保護(hù)作為主要保護(hù)。其中變壓器均為11接線。3發(fā)電廠的最大發(fā)電容量為350兆瓦，最小發(fā)電容量為250兆瓦。4網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行方式為發(fā)電廠發(fā)電容量最大且閉環(huán)運(yùn)行。5允許的故障切除時(shí)間為0.7秒。6110千伏開關(guān)均采用DW3110型(MKM-110型)，它的跳閘時(shí)間為0.050.03秒。8線路A2、B3、A4

2、、D2的最大負(fù)荷電流分別為230A、150A、230A、140A，負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)均為。9各變電所引出線上后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間如圖示，后備保護(hù)的。10線路的電抗均為0.4歐/公里。電壓互感器的變比為110000/100。其它參數(shù)如圖11所示。2、設(shè)計(jì)容1選擇相應(yīng)計(jì)算短路點(diǎn)，并計(jì)算各段路點(diǎn)的短路電流和剩余電壓。注意：計(jì)算和時(shí)，必須說明系統(tǒng)運(yùn)行方式、短路點(diǎn)與短路類型的決定原則或依據(jù)，以及計(jì)算時(shí)考慮的其他因素。計(jì)算結(jié)果除用表格列出外，并需列出計(jì)算時(shí)采用的公式及計(jì)算舉例不必列出每個(gè)計(jì)算值的計(jì)算過程。表格形式如表1-1所示，剩余電壓表格和短路電流表格一樣。2確定保護(hù)1、3、5、7(或2、4、6、8)的保護(hù)

3、方式，以及它們的動(dòng)作電流整定值、動(dòng)作電壓整定值、靈敏系數(shù)和動(dòng)作時(shí)限整定值。注意：在做保護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算時(shí)，應(yīng)說明所選用保護(hù)方式的原則，每個(gè)保護(hù)的整定計(jì)算條件，并用表格列出整定計(jì)算結(jié)果。整定計(jì)算時(shí)所采用的整定計(jì)算公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應(yīng)列出可不必詳細(xì)列出各個(gè)保護(hù)的整定計(jì)算過程，只需舉例說明一下計(jì)算方法。表格形式如表1-2和表1-3所示。3繪出保護(hù)5(或4)的繼電保護(hù)接線圖(包括原圖和展開圖)，并要用表格列出該保護(hù)需要設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量。4根據(jù)“繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程及題目給定的要求，從選擇性、靈敏性、速動(dòng)性及可靠性四個(gè)方面來對(duì)本網(wǎng)絡(luò)所采用的保護(hù)進(jìn)展評(píng)價(jià)。3、報(bào)告書的撰寫及提交1

4、報(bào)告書應(yīng)由封面題目、班級(jí)、*及和正文設(shè)計(jì)原始資料、設(shè)計(jì)容以及相關(guān)的表格和繪圖組成。2報(bào)告書用A4紙打印裝訂。3報(bào)告于2011-5-15日之前，由班長(zhǎng)統(tǒng)一收上來交給教師。-. z設(shè)計(jì)題目1附錄參考：一、短路電流及剩余電壓計(jì)算考慮到351l0千伏單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的相間短路保護(hù)有可能采用帶方向或不帶方向的電流電壓保護(hù)，因此在決定保護(hù)方式前，必須較詳細(xì)地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過有關(guān)斷路器的短路電流足和保護(hù)安裝處的剩余電壓。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿足“繼電保護(hù)和平安自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程和題目給定的要求的條件下，盡可能采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)方式。計(jì)算及的步驟及考前須知如下。(1) 系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量

5、的最大和最小運(yùn)行方式外，還必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)流過保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)的靈敏度。在需采用電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)時(shí)，還必須考慮介于最大和最小之間的系統(tǒng)運(yùn)行方式。(2) 短路點(diǎn)的考慮為了繪制和的曲線，每一線路上的短路點(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三點(diǎn)。一般為了簡(jiǎn)化計(jì)算取此三點(diǎn)即可。短路點(diǎn)確定之后，即標(biāo)上等符號(hào)。(3) 短路類型的考慮由于本作業(yè)相間短路保護(hù)的整定計(jì)算，因此在最大系統(tǒng)運(yùn)行方式下，應(yīng)計(jì)算三相短路電流，以作整定動(dòng)作電流之用；而在最小系統(tǒng)運(yùn)行方式下，則計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏系數(shù)之用。在介于最大和最小之間

6、的系統(tǒng)運(yùn)行方式，則根據(jù)需要計(jì)算或。的計(jì)算選用三相短路或兩相短路進(jìn)展計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)所取的剩余電壓而言，。(4) 和列表為了便于整定計(jì)算時(shí)，考察每一點(diǎn)短路保護(hù)安裝處的和，必須將計(jì)算結(jié)果列成表。如表1-1形式的表格。表1.1 流經(jīng)*一保護(hù)的其中運(yùn)行方式、短路點(diǎn)和短路類型的考慮如前述。流過保護(hù)的應(yīng)考慮后備保護(hù)的計(jì)算需要，即除列入本線路各點(diǎn)短路時(shí)流過保護(hù)的外，還要列入相鄰線路各點(diǎn)短路時(shí)流過保護(hù)的。列表與相似。(5) 計(jì)算和時(shí)，用標(biāo)幺值還是直接用有名值不作統(tǒng)一規(guī)定，學(xué)生可根據(jù)題目給定的數(shù)據(jù)，用較簡(jiǎn)單的方法計(jì)算。電壓一律采用平均電壓。保護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿足規(guī)程及題目

7、給定的要求來決定，能滿足要求時(shí)，所采用保護(hù)就算合格；不能滿足要求時(shí)，就必須采取措施使其符臺(tái)要求或改用其他保護(hù)方式。選用保護(hù)方式時(shí)，必須首先考慮采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用最簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性時(shí)，則可采用其他較復(fù)雜的保護(hù)方式，即稍為降低一點(diǎn)可靠性，以滿足其它三項(xiàng)要求。選用保護(hù)方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足靈敏度的要求。當(dāng)采用延時(shí)速斷保護(hù)作為主保護(hù)時(shí)，還必須檢驗(yàn)與相鄰設(shè)備的保護(hù)之間能否保證選擇性和速動(dòng)性的要求。當(dāng)采用的保護(hù)不能很好地滿足選擇性或速動(dòng)性的要求對(duì)，允許采用自動(dòng)重合閘裝置ZCH來校正選擇性或加速保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)靈敏

8、度不能滿足要求時(shí)，在滿足速動(dòng)性的前提下，可考慮利用保護(hù)的相繼動(dòng)作，以提高保護(hù)的靈敏度。在用保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限或電流、電壓整定值能保證選擇性時(shí)，不要采用方向元件以簡(jiǎn)化保護(hù)。 后備保護(hù)的必須相互配合，要保證上一元件保護(hù)(較靠近電源的保護(hù))的大于下一元件保護(hù)的，且要留有一定的裕度，以保證選擇性。整定計(jì)算結(jié)果與靈敏度校驗(yàn)必須列成如表1-2和表1-3的形式以備查-. z設(shè)計(jì)題目2：發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的整定計(jì)算1、原始資料*發(fā)電廠要擴(kuò)建一個(gè)新廠，安裝兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組，主接線如圖(a)所示。參數(shù)如下：1發(fā)電機(jī) =200MW，=0.85，=15.75kV，；變壓器=240MVA，=0.105，接線-11，分接頭

9、，分級(jí)絕緣。2相間短路后備保護(hù)圍末端兩相短路時(shí)，流經(jīng)發(fā)電機(jī)的最小短路電流為14900A。3110kV母線上出線后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為6s。出線的零序后備保護(hù)最大動(dòng)作電流為3250A，最大動(dòng)作時(shí)間為5s。在最大運(yùn)行方式下，出線的零序后備保護(hù)圍末端接地短路時(shí)流經(jīng)變壓器的零序電流為620A，故障線路上的零序電流為903A。在最小運(yùn)行方式下，出線末端金屬接地短路時(shí)，流經(jīng)變壓器的最小零序電流為1100A。3保護(hù)設(shè)計(jì)所需的最大三相短路電流的計(jì)算結(jié)果如圖(b)、(c)所示。它們是歸算到115kV的安數(shù)(括號(hào)為最小三相短路電流值)。a主接線圖 (b)110kV母線短路時(shí)，短路電流分布圖：(c)1575kV母線短路

10、時(shí)，短路電流分布圖2、設(shè)計(jì)容1試選擇發(fā)電機(jī)變壓器組的保護(hù)方式，并計(jì)算各種保護(hù)的整定值。保護(hù)整定值結(jié)果以圖表的形式列寫出來，表格形式如設(shè)計(jì)題1中的表1所示。2選*一斷路器，畫出其保護(hù)接線圖(包括原圖和展開圖)，并要用表格列出該保護(hù)需要設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量。3、報(bào)告書的撰寫及提交1報(bào)告書應(yīng)由封面題目、班級(jí)、*及和正文設(shè)計(jì)原始資料、設(shè)計(jì)容以及相關(guān)的表格和繪圖組成。2報(bào)告書用A4紙打印裝訂。3報(bào)告于2011-5-15日之前，由班長(zhǎng)統(tǒng)一收上來交給教師。設(shè)計(jì)題目2附錄參考：發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)的設(shè)計(jì)舉例第一節(jié) 概 述在發(fā)電機(jī)和變壓器上可能發(fā)生的故障和異常運(yùn)行情況，在發(fā)電機(jī)變壓器組上都可能出現(xiàn)。因此，發(fā)電機(jī)

11、變壓器組的保護(hù)應(yīng)能反響發(fā)電機(jī)和變壓器的故障和異常運(yùn)行情況。即發(fā)電機(jī)變壓器組裝設(shè)的保護(hù)應(yīng)與發(fā)電機(jī)和變壓器分別裝設(shè)由保護(hù)相似，但有以下特點(diǎn)：一、縱差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)1當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí)，對(duì)100MW及以下的發(fā)電機(jī)變壓器組，為了簡(jiǎn)化保護(hù)，可只裝設(shè)整組共用的縱差動(dòng)保護(hù)；對(duì)100MW以上的發(fā)電機(jī)變壓器組，除裝設(shè)整組共用助縱差動(dòng)保護(hù)外，發(fā)電機(jī)還應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的差動(dòng)保護(hù)；對(duì)200MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)變壓器組，在變壓器上也宜裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)，即實(shí)現(xiàn)雙重快速保護(hù)方式。2當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，不管機(jī)組容量大小，發(fā)電機(jī)和變壓器均應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱差動(dòng)保護(hù)，發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于發(fā)電機(jī)與變壓器之間

12、的斷路器跳閘，使變壓器繼續(xù)運(yùn)行，供應(yīng)廠用電(圖(a)。當(dāng)廠用分支接在發(fā)電機(jī)與斷路器之間時(shí)。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于變壓器高、低壓側(cè)斷路器跳閘，使發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，供應(yīng)廠用電(圖2-1(b)。二、接地保護(hù)的特點(diǎn)對(duì)100MW以下的發(fā)電機(jī)變壓器組中的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)不小于90的定子接地保護(hù)。對(duì)100MW及以上者，發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100的定子接地保護(hù)，發(fā)電機(jī)變壓器組通常采用零序電壓保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間沒有斷路器時(shí)，零序電壓取自發(fā)電機(jī)側(cè)電壓互感器二次繞組的開口三角形，當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間有斷路器時(shí)，零序電壓取自變壓器低壓側(cè)的電壓互感器，以便當(dāng)發(fā)電機(jī)回路的斷路器斷開且變壓器低壓側(cè)。

13、發(fā)生接地短路時(shí)，保護(hù)裝置仍能發(fā)出信號(hào)(以下圖)。三、外部相間短路的后備保護(hù)的特點(diǎn) 發(fā)電機(jī)變壓器組有廠用分支時(shí)，在廠用分支上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)，在低壓側(cè)下不設(shè)設(shè)保護(hù)，而是利用發(fā)電機(jī)的外部短路保護(hù)作為后備保護(hù)。該保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以便在外部短路時(shí)，仍能保證廠用負(fù)荷的供電。對(duì)于200MW及以上的發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)裝有雙重快速保護(hù)，且在發(fā)電機(jī)側(cè)沒有帶時(shí)限的后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)后備保護(hù)，作為相鄰元件保護(hù)的后備。第二節(jié) 縱差動(dòng)作保護(hù)的整定計(jì)算發(fā)電機(jī)變壓器組的縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算與發(fā)電機(jī)和變壓器同類型保護(hù)的整定計(jì)算一樣。當(dāng)發(fā)電機(jī)裝設(shè)有獨(dú)立的縱差動(dòng)保護(hù)并采用靈敏接線時(shí)，只要能滿足選擇性的要求，保

14、護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)盡可能地壓低。變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組公用的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，除了按一般差動(dòng)保護(hù)的整定原則進(jìn)展整定外，當(dāng)有未接入差動(dòng)回路的廠用電分支時(shí)，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流還應(yīng)按躲過廠用變壓器或電抗器后面發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流的條件整定，即式中可靠系數(shù)，取1.3。廠用變壓器或電抗器發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)的最大短路電流。當(dāng)采用帶制動(dòng)特性的BCH-1型繼電器時(shí)，制動(dòng)線圈的接入方式要分別不同情況加以考慮，其目的是保護(hù)部短路時(shí)，保護(hù)具有較大的靈敏度，外部短路時(shí)保護(hù)具有較大的制動(dòng)作用。當(dāng)發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)有電源，而發(fā)電機(jī)側(cè)沒有斷路器但有廠用分支線路時(shí)，通常為保證外部短路時(shí)制動(dòng)作用最

15、大，部短路時(shí)又無制動(dòng)作用，對(duì)發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組其制動(dòng)線圈應(yīng)接在廠用分支回路的電流互感器上。對(duì)于發(fā)電機(jī)三繞組變壓器組，為了保證高壓側(cè)或中壓側(cè)外部短路時(shí)都有制動(dòng)作用，有時(shí)可將制動(dòng)線圈接在發(fā)電機(jī)和廠用分支同路的電流互感器的并聯(lián)回路上。當(dāng)電機(jī)回路裝有斷路器時(shí)，制動(dòng)線圈應(yīng)接線發(fā)電機(jī)引出線和廠用分支回路的電流互感器的并聯(lián)回路上。當(dāng)采用BCH-1型差動(dòng)繼電器時(shí)，制動(dòng)線圈匝數(shù)的選擇必須保證在廠用分支同路上發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)可靠不動(dòng)作，匝數(shù)按下確定，即式中在廠用分支線上發(fā)生短路時(shí)，流入差動(dòng)線圈的最大短路電流值(歸算到根本側(cè))：,流過制動(dòng)線圈的電流；，根本側(cè)的差動(dòng)線圈匝數(shù)：，可靠系數(shù)，取1.5；，最小制動(dòng)特性曲線

16、的切線斜率，。第三節(jié) 單相接地保護(hù)的的整定計(jì)算一、發(fā)電機(jī)變壓器組的零序電壓保護(hù)的整定計(jì)算動(dòng)作電壓的摯定計(jì)算發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)而發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，一般在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)裝設(shè)零序電壓保護(hù)并作用于信號(hào)，其動(dòng)作值應(yīng)滿足不平衡電壓是由電壓互感器的誤差和三次諧波電壓而引起的，通?？蛇_(dá)1015V，所以取零序電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，而高壓側(cè)的零序保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)的零序電壓保護(hù)動(dòng)作電壓也取15V。這種保護(hù)有15的死區(qū)，它對(duì)大容量發(fā)電機(jī)是不完善的。規(guī)程規(guī)定，對(duì)于100MW及以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)采用保護(hù)區(qū)不小于95的

17、接地保護(hù)。 二、保護(hù)區(qū)不小于95的接地保護(hù)這種保護(hù)裝置是在零序電壓保護(hù)的根底上加裝三次諧波過濾器，已便減少三次諧波電壓的影響，使繼電器的動(dòng)作值只考慮基波零序不平衡電壓。接線如下圖。 動(dòng)作值只按躲過正常運(yùn)行時(shí)電壓互感器開口側(cè)的基波不平衡電壓整定，即 ，這里的為基波不平衡電壓，其值較小。通常取56V。對(duì)于沒有專用匝間短路保護(hù)的大容量發(fā)電機(jī)，要求及時(shí)將接地的發(fā)電機(jī)切除，可以另外加一個(gè)繼電器2V，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于跳閘。保護(hù)區(qū)為100的發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)這里不再表達(dá)。第四節(jié) 相間短路后備保護(hù)的整定計(jì)算發(fā)電機(jī)變壓器組的后備保護(hù)，也作為相鄰元件的后備保護(hù)，但在不同情況下，后備保護(hù)的整定方法是不同的。(1) 發(fā)電機(jī)對(duì)于發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組，可利用發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)作為整組的后備保護(hù)，在變壓器低壓側(cè)不再裝設(shè)后備保護(hù)。如果發(fā)電機(jī)電壓母線上有廠用分支時(shí)，廠用分支線上應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的后備保護(hù)，而發(fā)電機(jī)的后備保護(hù)則應(yīng)有兩個(gè)不同的時(shí)限，以較小的時(shí)限跳開變壓器高壓側(cè)的斷路器，以較大的時(shí)限跳開所有的斷路器和發(fā)電機(jī)的滅磁開關(guān)。動(dòng)作參數(shù)的整定計(jì)算按有關(guān)保護(hù)的整定公式計(jì)算