110kV电网继电保护整定计算毕业设计论文.doc

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1、摘 要此次设计针对110kV电网进行继电保护整定计算，让学生进一步的学会如何对线路电网进行整定计算。此设计介绍了继电保护的作用和任务，并对继电保护自动装置的整定原则做了详细的说明，并且根据各种配置原则选出了相应的保护配置。最后还对具体的整定计算方法进行了整定计算。关键字 电力系统，自动装置，整定计算目 录摘 要- 1 -目 录- 2 -绪 论- 3 -第一章 电力系统运行方式概述- 4 -第二章 电力系统继电保护- 5 -2.1 继电保护任务- 5 -2.2 继电保护性能的要求- 5 -2.3 保护的分类- 6 -第三章 继电保护配置选型- 7 -3.1 发电机保护- 7 -3.2 变压器保护

2、- 8 -3.3 母线保护- 10 -3.4 110kV线路保护配置- 11 -3.5备用电源和设备的自动投入装置- 13 -第四章 互感器的选择- 15 -4.1 互感器的用途- 15 -4.2 互感器的特点- 15 -4.3 互感器的配置- 15 -第五章 短路电流计算- 18 -5.1 短路电流计算的目的及规定- 18 -5.2 线路保护整定计算- 19 -5.3 变压器保护整定计算- 24 -第六章 对所选择的保护装置进行综合评价- 26 -6.1 对零序电流保护的评价- 26 -6.2 距离保护的综合评价- 26 -结 论- 27 -谢 辞- 28 -参考文献- 29 -附 录- 3

3、0 -绪 论继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它在电力系统中的功用相当于公安人员在人类社会中的作用，地位十分重要，可以说没有继电保护技术的发展，就没有现代电力系统的今天。随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大，网络接线越发复杂，继电保护装置广泛应用于电力系统、农网和小型发电系统，这一现状对继电保护的选择性、可靠性、快速性以及灵敏性都提出了更高的要求。继电保护装置应在系统发生故障或不正常运行时，迅速准确的切除故障元件或发出信号以便及时处理，因此，继电保护装置是电网及电气设备安全可靠运行的保证。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行。如果设

4、计与配置不当，保护将不能正确工作（误动或拒动），从而会扩大事故停电范围，给国民经济带来严重的恶果，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行有非常重要的意义。建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。本设计题目模拟实际电网要求对110kV电网线路继电保护装置进行配置及整定计算。本设计让我掌握电力系统继电保护基本原理及基本概念，使理论与具体电网实例相结合，加深并巩固所学的专业知识，锻炼我的考虑和解决问题的实际技能，增强对线路继电保护原理的记忆，使

5、得在处理实际问题时更能轻便的应对问题，为我今后参加正式工作奠定扎实的基础。第一章 电力系统运行方式概述电力系统运行方式的变化，直接影响到保护的性能。因此对继电保护进行整定计算前，首先应该分析运行方式。从而使得所选用的保护在各种系统运行方式下，都能满足选择性和灵敏度的要求。对于保护来说，最大运行方式是指电网在某种连接情况下超过保护的电流值最大；最小运行方式是指电网在某种连接情况下超过保护的电流值最小。在整定时，一般根据系统最大运行方式来确定整定值，在灵敏度校验时，一般根据系统最小运行方式来进行。在本次设计中，最大运行方式：全部机组、变压器及线路投入运行；最小运行方式：各厂各容量机组停运一台；中性

6、点运行方式：发电厂各段母线上经常有一台变压器接地运行，中间变电所可取一台主变中性点接地，终端变电所的主变一般不接地。电力系统的电气设备在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会破坏用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。第二章 电力系统继电保护电

7、力系统是由发电机、变压器、母线、输电线路及用电设备等组成的统一整体。电力系统中的各种电器设备（如发电机、变压器、母线及输电线路等）在运行中都有可能发生各种故障或不正常运行状态。继电保护装置是保证电力设备安全运行的基本装备，它在电力系统中的地位是十分重要的，任何电力设备不得在无继电保护的状态下运行。2.1 继电保护任务当电力系统中的电力设备（如发电机、线路等）货电力系统本身发生了故障货危及系统安全稳定的事故时，须向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制断路器发出跳闸命令，以终止这些事故发展。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力系统的，通称为电力系统安全自动装置；而用于保护电力设

8、备的，一般通称为继电保护装置。继电保护装置具有动作速度快、非调节性的特点。电力系统继电保护的基本任务是：（1） 当电力系统发生故障时，有选择地将故障元件从系统中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最轻，以避免故障元件继续遭到破坏，保证系统其他非故障部分能继续运行。（2） 反映电力系统的不正常工作状态，在有人值班的情况下，一般发出报警信号，提醒值班人员进行处理；在无人值班情况下，继电保护装置可视设备承受能力作用于减负荷货延时跳闸。2.2 继电保护性能的要求继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。2.2.1 可靠性可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。 为保证可靠性，宜选用

9、性能满足要求、原理尽可能简单保护方案，并应具有必要的检测、闭锁和告警等措施，以便于整定、调试和运行维护。 2.2.2 选择性选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件)，其灵敏系数及动作时间应相互配合。 当重合于本线路故障，或在非全相运行期间健全相又发生故障时，相邻元件的保护应保证选择性。在重合闸后加速的时间内以及单相重合闸过程中发生区外故障时，允许被加速的线路保护无选择性。 在某

10、些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择性动作，但必须采取补救措施。例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补救。 发电机、变压器保护与系统保护有配合要求时，也应满足选择性要求。2.2.3 灵敏性灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利正常(含正常检修)运行方式和不利的故障类型计算。 2.2.4 速动性速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果。2.3 保护的分类电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行

11、保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可再增设辅助保护。 2.3.1 主保护主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 2.3.2 后备保护 后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。 a.远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。 b.近后备是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；是当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。2.3.3 辅助保护辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而

12、增设的简单保护。2.3.4 异常运行保护异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。第三章 继电保护配置选型根据继电保护装置的类别和有关规定和原则配置相应的保护设备。3.1 发电机保护发电机是电力系统的核心，要保证发电机的安全、可靠运行，就必须针对各种故障和异常工作情况，按照发电机容量及重要程度，装设完善的继电保护装置。3.1.1发电机主要保护 发电机保护主要包括：（1） 反映相见短路的纵差保护；（2） 反映定子绕组的匝间短路保护；（3） 反映定子单相接地短路的定子接地保护；（4） 反映发电机外部相见短路的后背保护及过负荷保护；（5） 反映励磁回路接地的励磁回路一点和两点接地保护

13、；（6） 反映低励磁或失磁的失磁保护；（7） 反映定子绕组过电压保护；（8） 反映发电机失步保护；（9） 反映逆功率的逆功率保护；（10） 反映低频率的低频保护；（11） 反映定子铁芯过励磁的过励磁保护等。3.1.2 发电机保护的配置原则电力系统中，发电机是十分重要和贵重的电气设备，它的安全运行对电力系统的正常工作、用户的不间断供电、保证电能质量等方面，都起着极其重要的作用。发电机保护应满足以下配置原则：（1）1MW以上的发电机，应装纵联差动保护。（2）对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单独的纵联差动保护；当发电机与变压器之间没有断路器时，100MW及以下发电机，可装

14、设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW及以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护，对200300MW的发电机变压器组可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护。（3）对300MW及以上汽轮发电机变压器组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵联差动保护和发电机变压器组共用纵联差动保护；当发电机与变压器之间有断路器时，应装设双重发电机纵联差动保护。（4）与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置。（5）对于采用发电机变压器组单元接线的发电机，容量在对100MW以下的，应装设保护区小

15、于90%的定子接地保护；容量在100MW以上的，应装设保护区为100%的定子接地保护。（6）1MW以上的水轮发电机，应装设一点接地保护装置。（7）100MW以下的汽轮发电机，对一点接地故障，可采用定期检测装置。对两点接地故障，应装设两点接地保护装置。（8）转子内冷汽轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，每台发电机装设一套，并可装设两点接地保护装置，每台发电机装设一套，对旋转整流励磁的发电机，应装设一点接地故障定期检测装置。（9）100MW以下，不允许失磁运行的发电机，当采用半导体励磁系统时，宜装设专用的失磁保护。（10）100MW以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW及以上的发电机应装设专用的失磁保护。对600MW的发电机可装设双重化的失磁保护。3.1.3 发电机保护配置根据发电机的保护配置原则，给本线路配置发电机-变压器组保护装置，选择RCS-985A/B/C/AW大型发电机变压器组保护装置(南瑞继保公司）。其保护功能有：RCS-985数字式发电机变压器保护装置提供了一个发电机变压器单元所需要的全部电量保护，保护范围涉及发电机、主变压器