15年继电保护课程设计1解析

110KV电力系统电力系统继电保护课程设计继电保护课程设计继电保护课程设计2《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计和课程实验三个部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，特安排了本次课程设计。电力系统是利用发电厂将其他形式的能量转换成电能，经过变压器和输电线路输送电能给用户。用户再通过用电设备将电能转换成适合用户需要的其他形式的能量。在发电、变电到输电的过程中加装保护装置是提高可靠性的最好方法。本次课程设计的任务主要包括了五大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和继电保护距离保护的整定计算和校验是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。一、绪论3110KV电网接线图0.132,cos0.8dX0.129,cos0.8dX其中：G1、G225MWG350MWT1，T231.5MVAT360MVAT4，T520MVAT6，T720MVAT815MVA1234567T1T2T3T4T5T6T7T8ABCDEFGG1G2G3L3=90kmL1=50kmL2=40kmL4=25km110KV10KV10KV10KV.max20fhBPMW0.8COS.max20fhCPMW0.8COS.max12fhDPMW0.8COS二、原始资料4已知：(1)各变电站、发电厂的操作直流电源电压U=220V。(2)发电厂最大发电容量50+2×25=100MW，最小发电容量为50MW，正常发电容量为50+25=75MW。(3)线路X1=0.4Ω/km,X0=3x0.4Ω/km。(4)变压器均为YN，D11，110±2.5%/10.5KV,(5)△t=0.5S,负荷侧后备保护tdz=1.5S,变压器和母线均配置有差动保护，Kzq=1.3(6)发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地。10.5%KU5cosdX0.1290．810．550＃30.1320．810．525＃1、2额定电压（KV）容量（MVA）机组/11NY/11NY/11Y/11Y10.5%SF－15000000/110KVT810.5%SF－20000000/110KVT4.T5.T6.T710.5%SF－60000000/110KVT310.5%SF－31500000/110KVT1、T2短路电压接线组别型号序号二、变压器参数(三相双绕组电力变压器)一、发电机参数6设计任务1.系统运行方式和变压器中性点接地的选择2.故障点的选择及正、负、零序网络的制定3.短路电流计算4．线路保护方式的选择、配置与整定计算*5．主变及线路微机保护的实现方案6．线路自动综合重合闸7．保护的综合评价8、110KV系统线路保护配置图，*主变保护交、直流回路图7110KV线路继电保护课程设计1运行方式的选择1.1运行方式的选择原则1.1.1发电机、变压器运行方式选择的原则(1)一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。81.1.2变压器中性点接地选择原则(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地（加装三相自动重合闸）。(2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。(3)接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。(4)为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种情况不按接地运行考虑。91.1.3线路运行方式选择原则(1)一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。(2)双回路一般不考虑同时停用。101.1.4流过保护的最大、最小短路电流计算方式的选择对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式；而最小短路电流，则出现在最小运行方式。对于双电源的网络，一般（当取Z1=Z2时）与对侧电源的运行方式无关，可按单侧电源的方法选择。对于环状网络中的线路，流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。而对于最小短路电流，则应选闭环运行方式，同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。111.1.5选取流过保护的最大负荷电流的原则选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：(1)备用电源自动投入引起的增加负荷。(2)并联运行线路的减少，负荷的转移。(3)环状网络的开环运行，负荷的转移。(4)对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。121.2本次设计的具体运行方式的选择电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能。因此，在对继电保护进行整定计算之前，首先应该分析运行方式。这里要着重说明继电保护的最大运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最大，继电保护的最小运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最小。因此，系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行方式；系统的最小运行方式也不一定就是保护的最小运行方式。本次设计具体选择如下，系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系统的最小运行方式为发电机G1和G2投入，发电机G3停运。对保护1而言，其最大运行方式应该是在系统最大运行方式下线路L1回路断开，其他设备全投；保护1的最小运行方式应该是：在系统的最小运行方式下线路L1+L2与L3并联运行。132．电网各个元件参数计算及负荷电流计算2.1基准值选择基准功率：,基准电压：基准电流：基准电抗：电压标幺值：E=E(2)=1.053(1.732)100101.7321100.525BBBISVKA31.73211010/1.732525120.97BBBZVI100BSMVA110BVV142．电网各个元件参数计算及负荷电流计算2.2电网各元件等值电抗计算2.2.1输电线路等值电抗计算(1)线路L1等值电抗计算(2)线路L2等值电抗计算1110.45020LXXL正序电抗：1*1/20/120.970.165LLBXXZ标幺值：2120.44016LXXL正序电抗：2*2/16/120.970.132LLBXXZ标幺值：15(3)线路L3等值电抗计算(4)线路L4等值电抗计算3130.49036LXXL正序电抗：3*3/36/120.970.2976LLBXXZ标幺值：4140.42510LXXL正序电抗：4*4/10/120.970.0827LLBXXZ标幺值：162.2.2变压器等值电抗计算(1)变压器T1、T2等值电抗计算(2)变压器T3等值电抗计算23122(%100)(10)(10.5/100)(110/31.5)40.333TTKNNXXUVS1*2*1/40.333/120.970.3334TTTBXXXZ2332(%100)(10)(10.5/100)(110/60)21.175TKNNXUVS3*3/21.175/120.970.175TTBXXZ172.2.2变压器等值电抗计算(3)变压器T4、T5、T6、T7等值电抗计算(2)变压器T8等值电抗计算2345672(%100)(10)(10.5/100)(110/20)63.525TTTTKNNXXXXUVS4*5*6*7*4/60.525/120.970.525TTTTTBXXXXXZ2382(%100)(10)(10.5/100)(110/15)84.7TKNNXUVS8*8/84.7/120.970.7TTBXXZ18G1G1SPcos250.831.25MVAd1X0.132,cos0.8G3G3SPcos500.862.5MV.Ad3X0.129,cos0.82.2.3发电机等值电抗计算(1)发电机G1、G2电抗标幺值计算其中：(1)发电机G3电抗标幺值计算1*2*d11d11/cos/0.1321000.8/250.4224GGBGBGXXXSSXSP3*d33d33/cos/0.1291000.8/500.2064GBGBGXXSSXSP192.2.4最大负荷电流计算(1)B、C母线最大负荷电流计算(拆算到110KV)(2)D母线最大负荷电流计算(拆算到110KV)max3cosABABNpIUfhB.maxfhC.maxfhB.maxN3IIP/1.732Vcos=2010/1.7321100.8131.2AfhD.maxfhD.maxN3IP/1.732Vcos=1210/1.7321100.879A201231231GGGLLL保护的最小运行方式：发电机、运行，停运，线路与并联运行1231GGGL发电机、、全投入，断开线路max113113179341fhIA通过保护的最大负荷电流为(1)保护1的最大运行方式：(2)保护2的最大运行方式：123123GGGLLL保护2的最小运行方式：发电机、运行，停运，线路与并联运行1233GGGL发电机、、全投入，断开线路max13113179341fhIA通过保护2的最大负荷电流为2.2.5各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流21123123GGGLLL保护4的最小运行方式：发电机、运行，停运，线路与并联运行1233GGGL发电机、、全投入，断开线路max13179210fhIA通过保护4的最大负荷电流为(3)保护4的最大运行方式：(4)保护5的最大运行方式：3G保护5的最小运行方式：发电机停运，线路全部运行1231GGGL发电机、、全投入，断开线路max131fhIA通过保护5的最大负荷电流为2.2.5各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流22123GGG发电机、、全投入，线路全部运行max79fhIA通过保护7的最大负荷电流为(5)保护7的最大运行方式：2.2.5各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流(6)保护3和保护6因正常运行时不可能有正向电流通过，要是有正向电流通过，一定是线路发生故障。为此，在保护3和保护6上只需判别电流(功率)的方向即可，故不用分析保护3和保护6的运行方式。233短路电流计算3.1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(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最小的一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。电网等效电路图如图3所示AG1G2G3XG2XG1XG3XT1XT2XT3XL3XL1XL2EBCDGFXT4XT5XT6XT7XL4XT8d1d2d6d7d4d3d11d9d10d8d5电网等效电路图243短路电流计算3.2短路电流计算3.2.1d1点发生短路时流过断路器1(1)d1点短路最大运行方式下等值电路图如图G1G2G3XG2XG1XG3XT1XT2XT3XL1XL2XL3d1点短路时最大运行方式下的等值电路图由于G1和G2是并机运行，其电抗标幺值XG1=XG2=0.4224,XT1=XT2=0.3333所以：XGT12=(XG1+XT1)×(XG2+XT2)/(XG1+XT1+XG2+XT2)=0.7557×0.7557/1.5114=0.37785252627二、任务(1)电网运行方式分析。(2)各开关保护配置方案，计算配置各线路的保护及计算出各保护的二次动作。(3)检验各保护的灵敏度。