長沙理工大學繼電保護課程設計報告書

1、WORD.24/24目錄任務書2 1、基本資料與數(shù)據(jù)2 2、設計容與要求2 3、設計成果2三繞組變壓器B保護配置與整定計算5 1、保護配置5 2、短路電流的計算5 3、復合電壓啟動的過流保護整定計算6(a)整定計算過程與校驗6(b)裝設原則9三、附錄1、附表102、附圖 (a)原始資料圖11 (b)拓撲圖14 (c)保護原理圖16四、設計總結23參考文獻24一任務書1、基本資料和數(shù)據(jù)：本電站為位于本省西南部山區(qū)某江中下游的一個水電站，距縣城35KM，水電站保證出力為9200KW，年利用小時數(shù)為5300小時年，多年平均發(fā)電量為1.866億度年，裝有臺一樣的懸式水輪發(fā)電機組，單機容量為8800KW

2、水輪機為混流式，型號為HL220LJ230，機組額定容量為10000KW，發(fā)電設備廠生產。水輪發(fā)電機：型號為SF4257932，懸式，額定容為Pe8800kw, 額定電壓為Ue=6.3kv,額定電流為Ie=1008A,功率因數(shù)cos=0.8,額定轉速Ne=187.5轉/分，頻率50HZ，飛逸轉速為430轉/分,轉動慣量450噸米,轉子重63.6噸,總重量138.6噸,發(fā)電設備廠生產。調速器，型號WT-100,雙微機調速器。永磁機，型號TY65/133-16,功率1.5KVA,110V,25HZ,電機廠生產。發(fā)電機勵磁裝置，自并激可控硅勵磁裝置，勵磁變壓器SL1-250/10,接法:Y/Y-12

3、。負荷情況： D1為本縣城,Pe5000KW,COS=0.8,距本站35KM,可用單回架空線供電。D2為本縣一個有色金屬開發(fā)基地，Pe=3000kw,cos=0.8,距本站55KM,可用單回架空線經(jīng)D1供電。 D3為本縣一個新興城鎮(zhèn),Pe=3000KW,cos=0.8,距本站25KM,可用單回架空線供電。D3所采用的降壓變的型號為SJL1-4000/35/10.5,Y/-11,Ud%=7 D4為本縣新興城鎮(zhèn)的一個現(xiàn)代化農業(yè)開發(fā)基地,Pe=2000KW,COS=0.7,距本站45KM（距新興城鎮(zhèn)20KM）,可用單回架空線經(jīng)D3供電。D4所采用的降壓變的型號為SJL1-3150/35/10.5,Y

4、/-11,Ud%=7 D5為本縣一個新興工業(yè)城鎮(zhèn),Pe=3000KW,COS=0.8,距本站30KM,可用單回架空線供電。 D6為近區(qū)負荷,距本站6KM,Pe=1000KW,COS=0.7,可用10KV單回線配電。本站生活變壓器型號：SL7-630/10.5, 容量：630KVA，額定電壓：10.5/0.4/0.23(KV),阻抗電壓Ud4.5,Y/Y0-12。本站聯(lián)入系統(tǒng)設計 (1)本站可通過一回架空線路與本地區(qū)電力系統(tǒng)的距本站50KM的110KV樞紐變電所B1相連,以便豐水季節(jié)將本站17000KW的多余電力送入系統(tǒng),在枯水季節(jié)(元月份)由本站供電的地方負荷需從系統(tǒng)倒送電能。 (2) 在本站

5、某江上游30KM處,正在興建一個小型水電站,裝機容量為43000KW,在豐水季節(jié)尚有7000KW的多余電能,需經(jīng)本站送入地區(qū)電力系統(tǒng)。附圖（一）為本地區(qū)電力系統(tǒng)電源點地理位置示意圖。附圖（二）為本地區(qū)電力系統(tǒng)接線圖各發(fā)電廠和變電所情況簡介： (1)本地區(qū)電力系統(tǒng)可分為三部分:東部系統(tǒng): Smax=75MVA,Xmax=0.57,Smin=45MVA,Xmin=0.79;西部系統(tǒng): Smax=100MVA, Xmax=0.43,Smin=60MVA,Xmin=0.61(電抗值均為以Sj=100MVA為基準的標幺值)中部系統(tǒng):見附圖(二)各電源點間的送電線路主要采用110KV電壓等級,三部分通過兩

6、個110KV樞紐變電所相聯(lián)接。 (2) 中部系統(tǒng)共6個電站,情況如下: *F1為中型火電廠,2臺汽輪發(fā)電機(21200KW),該站附近有煤礦,燃料豐富,運輸方便,熱效率高,發(fā)電成本低,豐水季節(jié)在系統(tǒng)中擔任腰荷,枯水季節(jié)滿發(fā)并擔任基荷,它是本地區(qū)電力系統(tǒng)枯水季節(jié)的主要電源點. *F2為中型水電站,4臺水輪發(fā)電機(412500KW),旬調節(jié)水庫,年利用小時數(shù)4700小時/年,保證出力10000KW,主要運行方式是豐水季節(jié)任基荷和腰荷. *F3為小型火電廠,4臺汽輪發(fā)電機(43000KW),主要向地方負荷供電. *F4為中型水電站,4臺水輪發(fā)電機(48800KW),季調節(jié)水庫,年利用小時數(shù)5300小

7、時/年,保證出力9200KW,豐水季節(jié)任基荷,枯水季節(jié)調峰,向地方負荷和地方電力系統(tǒng)供電,此電站即為本次設計電站. *F5為小型水電站,43000KW,位于F4上游,月調節(jié)水庫,年利用小時數(shù)為5100小時/年,保證出力3000KW,向地方負荷和地區(qū)電力系統(tǒng)供電. *F6為小型火電廠,26000KW,主要向地方負荷供電. (3)110KV變電所簡介: *B1變電所裝有2臺三卷變240000KVA,它處于本地區(qū)專暑所在城市附近5KM處,供電圍大,負荷重,本地區(qū)的主要電源點均與該所相連,與無窮大電力系統(tǒng)的一點聯(lián)網(wǎng)點也設在該所,地位十分重要,為本地區(qū)電力系統(tǒng)的樞紐變電所. *B2變電所裝有2臺三卷變2

8、31500KVA,供電圍大,負荷重,為本地區(qū)西部的中心變電所,它匯集了西部各電源點的電能后,與B1變電所相連.經(jīng)過經(jīng)濟技術比較,本水電站F4擬定采用附圖(三)所示的主接線方案(電氣一次設備已經(jīng)選定,參數(shù)如圖).2、設計容與要求:課題：變壓器復合電壓啟動型過流保護進行整定計算 a、短路電流計算計算時間:0S和4S(0S用于主保護，4S用于后備保護)最大運行方式下的三相短路電流計算(用于保護整定計算)最小運行方式下的兩相短路電流計算(用于保護校驗)b、對復合電壓啟動型過流保護進行整定計算和校驗用計算機繪制該三卷變測量、控制、保護、信號回路圖一套注：B各側CT的變比需經(jīng)計算自行確定 B中壓側過流保護

9、動作時限為3S B高壓側為有載調壓，最大調壓圍：7.5%3 設計成果： (1)設計說明書(包括保護配置說明，整定計算和校驗過程與結果) (2)短路電流計算結果(3)設計圖紙二、三繞組變壓器B保護配置與整定計算1、保護配置：1、變壓器瓦斯保護（輕瓦斯動作于發(fā)信號，重瓦斯動作于跳閘）2、縱差保護采用比例制動與二次諧波制動的差動保護，并配有差動速斷（用于防止部短路Id很大時，TA飽和比例制動保護拒動）3、復合電壓啟動的過流保護（作為后備保護）4、零序保護（反映單相接地短路）5、過負荷保護6、溫度保護2 、短路電流的計算：計算時間:0S和4S(0S用于主保護，4S用于后備保護)最大運行方式下的三相短路

10、電流計算(用于保護整定計算)最小運行方式下的兩相短路電流計算(用于保護校驗)計算方法步驟：首先對所需計算的電網(wǎng)進行編號,形成網(wǎng)絡拓撲圖.編號順序如下:節(jié)點編號順序: 先短路節(jié)點,后其它節(jié)點,所有電源節(jié)點作為參考節(jié)點0. 支路編號順序: 先電源支路(水電,火電,有限系統(tǒng),無限系統(tǒng)),后其它支路.附圖4：最大運行方式拓撲圖附圖5：最小運行方式拓撲圖 2.然后進入文件DLJS.EXE所在目錄并執(zhí)行文件:DLJS.EXE按秩序運行以下子程序 A輸入系統(tǒng)參數(shù) *輸入網(wǎng)絡拓撲參數(shù) *輸入系統(tǒng)基本參數(shù) *輸入支路原始參數(shù) B確定沖擊系數(shù)和衰減系數(shù)(不進行設備選擇時可不運行該子程序) C計算支路正序.負序電抗

11、 D短路電流計算計算結果如附表2-1、表2-22、復合電壓啟動的過流保護整定計算（用4s 的短路電流計算）(a)、整定計算過程與校驗：（b）裝設原則：(1)、對雙繞組升壓變：電流元件裝于低壓側TA上，電壓元件裝于低壓側母線TV上。若電壓元件靈敏度不夠，可增設一個裝于高壓側母線TV上的電壓元件。保護以短時限動作于高壓母聯(lián)DL（或橋聯(lián)DL），以長時限動作于B的各側DL。(2)、對三側有電源的三繞組升壓變：三側均應裝過流保護，中壓側過流保護要求裝設方向元件，為消除方向元件死區(qū)，方向元件的電壓應取自低壓側母線TV，高、中壓側保護動作于本側DL，低壓側過流保護動作于各側DL。（當高、低壓側保護不能滿足選

12、擇性要求時，也應裝設方向元件）(3)、對中壓側無電源的三繞組升壓變（如本站B）：過流保護裝于低壓側與中壓側，當高壓側短路而電壓元件靈敏度不夠時，可增設一個裝于高壓側母線TV上的電壓元件。低壓側過流保護帶兩段時限，短時限動作于B未裝保護側（高壓側）的DL，長時限動作于B各側DL。繪制保護原理圖如附圖(c)。三、附錄表2-1：短路線路電流短路點短路類型支路號運行方式短路時間支路電流符號數(shù)值備注3兩相短路10最小4sI(2)d3.b10.min.4s0.380KA5兩相短路10最小4sI(2)d5.b10.min.4s0.769KA5兩相短路16最小4sI(2)d5.b16.min.4s1.998K

13、A7兩相短路10最小4sI(2)d7.b10.min.4s0.227KA8兩相短路10最小4sI(2)d8.b10.min.4s0.215KA3兩相短路16最小4sI(2)d3.b16.min.4s0.765KA表2-2：短路相間殘余電壓短路點短路類型節(jié)點編號運行方式短路時間節(jié)點殘壓編號數(shù)值備注3三相短路5最大4秒Ucy(3)d3.n5.max.4s26.66kv5三相短路5最大4秒Ucy(3)d5.n5.max.4s0kv5三相短路6最大4秒Ucy(3)d5.n6.max.4s6.82kv7三相短路6最大4秒Ucy(3)d7.n6.max.4s51.72kv8三相短路6最大4秒Ucy(3)d

14、8.n6.max.4s75.33kv3兩相短路5最小4秒U2*(2)d3.n5.max.4s0.2165兩相短路5最小4秒U2*(2)d5.n5.max.4s0.5255兩相短路6最小4秒U2*(2)d5.n6.max.4s0.4577兩相短路6最小4秒U2*(2)d7.n6.max.4s0.3818兩相短路6最小4秒U2*(2)d8.n6.max.4s0.342（a）附圖：原始資料圖（1）附圖：原始資料圖（2）附圖：原始資料圖（3）（b）附圖：（4）拓撲圖附圖（5）（c）保護原理圖（1）保護原理圖（2）保護原理圖（3）保護原理圖（4）保護原理圖（5）保護原理圖（6）保護原理圖（7）四、課程設計總結參考文獻1、電力系統(tǒng)繼電保護原理（大學賀家編） 2、電力系統(tǒng)繼電保護原理與運行分析（上冊）（志競，黃玉錚編寫）電力系統(tǒng)繼電保護原理與運行分析（下冊）（王廣延，呂繼紹編寫） 3、發(fā)電機變壓器繼電保護應用（國家電力調度通信中心組編）4、電力系統(tǒng)繼電保護設計原