110KV电网继电保护设计项目说明指导书

第一章绪论第１.１节电力系统继电保护作用电力系统运营规定安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统构成元件数量多，构造各异，运营状况复杂，覆盖地区辽阔。因而，受自然条件、设备及人为因素影响，也许浮现各种故障和不正常运营状态。故障中最常用，危害最大是各种型式短路。为此，还应设立以各级计算机为中心，用分层控制方式实行安全监控系统，它能对涉及正常运营在内各种运营状态实行控制。这样才干更进一步地保证电力系统安全运营。第１.２节电力系统继电保护基本特性动作于跳闸继电保护，在技术上普通应满足四个基本规定，即选取性、速动性、敏捷性和可靠性。1.2.1选取性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范畴尽量缩小，以保证系统中无端障某些仍能继续安全运营。1.2.2速动性：是指迅速地切除故障，以提高电力系统并列运营稳定，减少顾客在电压减少状况下工作时间，以及小故障元件损坏限度。1.2.3敏捷度：是指在该保护装置规定保护范畴内发生了它应当动作故障时，她不应当回绝动作，而在任何其她该保护不应当动作状况下，则不应当误动作。除此之外，还应从整体利益出发，考虑其经济条件。1.2.4可靠性：保护则不同，它硬件是一台计算机，各种复杂功能是由相应软件来实现。换言之，它是一种只会做几种单调、简朴操作硬件，配是指在保护装置规定保护范畴内发生了它应当反映故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。而在不属于该保护动作其他任何状况下，则不应当动作（即不误动）。可靠性取决于保护装置自身设计、制造、安装、运营维护等因素。普通来说，保护装置构成元件质量越好、接线越简朴、回路中继电器触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同步，保护装置恰当配备与选用、对的地安装与调试、良好运营维护。对于提高保护可靠性也具备重要作用。保护误动和拒动都会给电力系统导致严重危害，特别是对于超高压大容量系统往往是导致系统大面积停电重要因素，因而应予足够注重。在保护方案构成中，防止保护误动与防止其拒动办法经常是互相矛盾。例如采用“二中取二“双重化办法，无疑提高了不误动可靠性，但却减少了不拒动可靠性。在考虑提高保护装置可靠性同步，应依照电力系统和负荷详细状况来解决。例如系统有充分旋转备用容量、各元件之间联系十分紧密状况下，由于某一元件保护装置误动而给系统导致影响较小；但保护装置拒动给系统在成危害却也许很大。此时，应着重强调提高不拒动可靠性。又如对于大容量发电机保护，应考虑同步提高不拒动可靠性和不误动可靠性，对此可采用“三中取二”双重化方案或双倍“二中取一”双重方案。在某些文献中称不误动可靠性为“安全性”，称不拒动和不会非选取动作可靠性为“可信赖性”对继电保护装置四项基本规定是分析研究继电保护基本，也是贯穿全书主线，必要重复深刻领略。与此同步，电子计算机特别是微型计算机技术发展，各种微机型继电保护装置也应运而生，由于微机保护装置具备一系列独特长处，这些产品问世后深受顾客青睐。第１.3节电力系统继电保护装置继电保护装置，就是指能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运营状态，并动作于断路器跳闸或发出信号一种自动装置。它基本任务是：（1）当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选取性地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，以系统无端障某些迅速恢复正常运营，并使故障设备或线路免于继续遭受破坏。（2）当电气设备浮现不正常运营状况时，依照不正常运营状况种类和设备运营维护条件，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时解决，或由装置自动进行调节。由此可见，继电保护在电力系统中重要作用是通过防止事故或缩小事故范畴来提高系统运营可靠性，最大限度地保证向顾客安全供电。因而，继电保护是电力系统重要构成某些，是保证电力系统安全可靠运营不可缺少技术办法。在当代电力系统中，如果没有专门继电保护装置，要想维持系统正常运营是主线不也许。第１.4节设计原则和普通规定电网继电保护和安全自动装置是电力系统重要构成某些，对保证电力系统正常运营，防止事故发生或扩大起了重要作用。应依照审定电力系统设计（二次某些）原则或审定系统接线及规定进行电网继电保护和安全自动装置设计。设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）》、《110~220kV电网继电保护与安全自动装置运营条例》等关于专业技术规程规定。要合理解决好继电保护和安全自动装置与其保护对象——电网某些关系，二次某些应满足《电力系统技术导则》、《电力系统安全稳定导则》等关于技术规程规定，这是电力系统安全经济基本。在拟定电网构造、厂站主接线和运营方式，必要统筹考虑继电保护和安全自动装置配备合理性与也许性。在此基本上，继电保护和安全自动装置设计应能满足电网构造和帮站主接线规定，适应电网和帮站运营灵活性需求。继电保护和安全自动装置由于自身特点和重要性，规定采用成熟特别是符和国内电网规定有运营经验技术。不合理电网构造、厂站主接线和运营方式必将导致继电保护和安全自动装置配备困难，接线复杂，有时为适应一次某些某些特殊需要采用某些不成熟保护装置，由此往往引起保护误动，甚至使普通性故障扩大为系统故障，设计必要引觉得戒。电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、敏捷性、速动性规定。要结合详细条件和规定，从装置选型、配备、整定、实验等方面采用综合办法，突出重点，统筹兼顾，妥善解决，以达到保证电网安全经济运营目。第二章电力系统元件参数计算第2．1节标幺值计算2．1．1标幺值参数计算需要用到标幺值或有名值，因而做下述简介。在实际电力系统中，各元件电抗表达办法不统一，基值也不同样。如发电机电抗，厂家给出是以发电机额定容量S和额定电压Un为基值标幺电抗Xd（%）；而输电线路电抗，N普通是用有名值。BBBBBBBB（1）标幺值定义在标幺制中，单个物理量均用标幺值来表达，标幺值定义如下：标幺值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位）显然，同一种实际值，当所选基准值不同是，其标幺值也不同。因此当诉说一种物理量标幺值是，必要同步阐明起基准值多大，否则仅有一种标幺值是没意义。（2）标幺值基准值选用当选定电压、电流、阻抗、和功率基准值分别为UB、IB、ZB和SB时,相应标幺值为U*=U/U（2·1）I*=I/I（2·2）Z*=Z/Z（2·3）S*=S/S（2·4）使用标幺值,一方面必要选定基准值.电力系统各电气量基准值选取,在符合电路基本关系前提下,原则上可以任意选用。四个物理量基准值都要分别满足以上公式。因而，四个基准值只能任选两个，别的两个则由上述关系式决定。至于先选定哪两个基准值，原则上没有限制；但习惯上多先选定US。这样电力系统重要涉及三相短路IZ，可得:Ｉ＝S／(ＢBＺ＝U／(ＢＢU)（2·5）BI)＝U²／S（2·6）BBBUB和SB原则上选任何值都可以，但应依照计算内容及计算以便来选取。普通UB多33B选为额定电压或平均额定电压。S可选系统或某发电机总功率；有时也可取一整数，如100、1000MVA等。（3）标幺值计算①精准计算法，再标幺值归算中，不但将各电压级参数归算到基本级，并且还需选用同样基准值来计算标幺值。1）将各电压级参数有名值按有名制精准计算法归算到基本级，再基本级选用统一电压基值和功率基值。2）各电压级参数有名值不归算到基本值而是再基本级选用电压基值和功率基值后将电压基值向各被归算级归算,然后就在各电压级用归算得到基准电压和基准功率计算各元件标幺值。②近似计算：标幺值计算近似归算也是用平均额定电压计算。标幺值近似计算可以就在各电压级用选定功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来计算标幺值即可。本次设计采用近似计算法。取基准功率为100MVA，基准电压为115KV。所有元件电阻都忽视不计，其中2.2KM线路基准电压为6.3K。第2．2节线路元件参数计算公式2.2.1发电机参数计算发电机电抗有名值：BNKdBNXXd(%)UN2100S（2·7）N发电机电抗标幺值：X(%)S（2·8）100S式中：X(%)——发电机次暂态电抗d——发电机额定电压N——基准电压，取115KVS——基准容量，取100MVAS——发电机额定容量，单位MVA计算过程详见计算书，计算成果如表2.1所示2.2.2变压器参数计算（1）双绕组变压器参数计算：双绕组变压器电抗有名值：U(%)U2T100S（2·9）N双绕组变压器电抗标幺值：U(%)SkB100S（2·10）式中：UK(%)——变压器短路电压百分值——发电机额定电压N——基准电压115kvUUXUUXNBXTNBKIN(%)UKIISB——基准容量100MVASN——变压器额定容量MVA（2）三绕组变压器参数计算：①各绕组短路电压百分值U（%）=1〔Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）〕（2·11）K2U（%）=1〔Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）〕（2·12）K2U（%）=1〔Ud（%）+Ud（%）-Ud（%）（2·13）K2式中：Ud（%）、Ud（%）、Ud（%）分别为高压与中压，高压与低压，Ⅰ—ⅡⅠ—ⅢⅡ—Ⅲ中压与低压之间短路电压百分值。②各绕组电抗有名值XT1=U(%)U2100S（2·14）NU(%)U2XT2=KIIN100S（2·15）XT3=2KIIIN100S（2·16）各绕组电抗标幺值U(%)SXT1*=KIB100S（2·17）XT2*=U(%)S100S（2·18）NU(%)SXT3*=KIIIB100S（2·19）NUNBNN1式中：SB----------基准容量,取为100MVA；SN------------------变压器额定容量U——发电机额定电压NU——基准电压，取115KVB计算过程详见计算书，计算成果如表2.2所示2.2.3输电线路参数计算输电线路电阻忽视不计，线路正序阻抗为0.4Ω/KM，线路零序阻抗为X0=3.5X1，且负序阻抗X2=X1（1）线路阻抗有名值计算：正、负序阻抗X1=X2=x·L（2·20）零序阻抗X=3.5X（2·21）0（2）线路阻抗标幺值计算：正、负序阻抗X1*=X2*=x·L·SB（2·22）UB零序阻抗X0＊=3.5X1＊（2·23）式中：x------------每公里线路正序阻抗值，单位Ω/KML------------线路长度，单位KMSB------------基准容量，取为100MVAU------------基准电压，取为115KV（D厂2.2KM线路取6.3KV）B计算过程详见计算书，计算成果如表2.3所示2容量/KVA额定电压/KV功率因数COSφ次暂态电抗Xd”归算到基准容量等值电抗（标幺值）Ⅰ—Ⅱ45000三相三绕组Ud（%）=10.5Ⅰ—ⅢUd（%）=60.139-0.006Ⅱ—ⅢUd（%）=17Ⅰ—Ⅱ0三相三绕组Ud（%）=10.5Ⅰ—ⅢUd（%）=60.5380.313-0.013Ⅱ—ⅢUd（%）=17Ⅰ—Ⅱ31500三相三绕组Ud（%）=10.5Ⅰ—ⅢUd（%）=60.3410.198-0.008Ⅱ—Ⅲ第2．3节元件参数计算成果表表2·1发电机参数计算表60006.30.812.2%1.62716.30.812.0%0.800250006.30.816.5%0.528表2·2变压器参数计算表容量绕组型式短路电压百分值归算到基准容量等/KVAUk（%）值电抗（标幺值）15000三相双绕组10.50.70031500三相双绕组10.50.333Ud（%）=170.239线路名称长度/KM正序、负序阻抗值（标幺值）零序阻抗值（标幺值）表2·3线路参数计算表A厂-BD5650.1970.688A厂-BD113.30.04040.141A厂-BD2430.1300.455B厂-BD1190.05750.201B厂-BD2480.1450.508B厂-BD3150.04540.159B厂-BD4350.1060.371C厂-BD4490.1480.519D厂-