热力发电厂继电保护及自动装置二次回路设计书Word文件下载.docx
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当系统故障跳闸时,切除次要负荷,以免发电机因过载而相继跳闸。
当“解列”时发电机一种可能是处于过负荷状态,即发电机发出功率不小于用户用电的功率,这时发电机难以维持运行。
另一种可能是发电机处于欠负荷状态,即发电机发出的功率大于用户用电功率,过时减少热负荷发电机仍能维持正常运行。
应尽量设法维持发电机正常运行,提高发电机组运行的可靠性。
在选择保护方式及对其进行整定运行时,都必须考虑系统运行方式变化带来的影响。
所选用的保护方式应在各种系统运行方式下都能满足选择性和灵敏性的要求。
对过量保护
来说,通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值,以保证选择性,因为只要在
最大运行方式下能保证选择性,在其他运行方式下也一定能保证选择性;
灵敏度的校验应根据最小运行方式来进行,因为只要在最小运行方式下,灵敏度符合要求,在其他运行方式下,灵敏度也一定能满足要求。
对某些保护(例如电流电压连锁速断保护和电流速断保护),在整定计算时,还要按正常运行方式来决定动作值或计算灵敏度。
正常运行方式
根据系统正常负荷的需要,投入与之相适应数量的发电机、变压器和线路的运行方式称为正常运行方式。
这种运行方式在一年之内的运行时间最长。
对更复杂的系统,最大、最小运行方式的判断是比较困难的,有时需要经过多次计算才能确定。
对于某些特殊运行方式,运行时间很短,对保证保护的选择性或灵敏性有困难时,且在保护拒动或误动不会引起大面积停电的情况下,可不予考虑。
最大运行方式
根据系统最大负荷的需要,电力系统中的发电设备都投入运行(或大部分投入运行)以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。
对于继电保护来说,是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式。
最小运行方式
根据系统最小负荷,投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式。
对继电保护来说,是短路时通过保护的短路电流最小的运行方式。
3章计算
3.1短路电流计算说明
各小型热电厂设计中,不仅要考虑正常运行的情况,而且要考虑发生故障的情况,最严重的是发生短路故障。
一般情况下,最严重的短路故障是三相短路。
仅当短路发生在发电机附近时,两相短路电流才有可能大于三相短路稳态电流,单相短路可能发生在中性点接地系统或中性点引出的四线制系统中。
短路电流的热效应和电动力效应会使导体和电气设备损坏,甚至烧毁;
短路电流的磁效应
所产生的不对称的交变磁场,对输电线路附近的通信线路产生很大的电磁干扰;
而短路电
流造成的电压降,有可能造成系统中部分发电机因功率送不出而过速,另一部分发电机因过载而减速,甚至造成系统解列,使异步电动机停运等等。
由于短路时会产生上述严重后果,在小型热电厂设计中,首先应设法消除可能引起短路的各种因素。
同时为减轻短路的
严重后果和防止故障的扩大,则需要通过计算的短路电流来正确地选择和校验各种电气设备、截流导体、进行继电保护的书整定计算以及选用限制短路电流的设备,因为在电气主
接线确定之后,主接线的计算即短路电流的计算乃是电厂设计的重要一环。
在进行短路计算中,应在下列前提条件下进行:
确定短路电流时所采用的小型热电厂及电网的接线方式,应按可能发生最大短路正常接线方式,不考虑仅在切换过程中短时出现的接线方式。
一般要计算出系统最大运行方式和最小运行方式下的三相短路电流值。
其计算短路点应选择在短路电流为最大地点。
在继电保护计算中,不仅要用到最大运行方式下的三相短路电流值,尚须应用最小运行方式下的两相或单相短路电流值来校验灵敏度。
电厂与电器连接的所有电源都在额定负荷下运行。
应
计算出对短路电流影响的所有元件(如发电机、变压器、电抗器及线路等)的电抗。
对1kV及以上的高压电网忽略其电阻,仅当短路回路中的总电阻大于总电抗三分之一时,才计其
电阻。
忽略所有元件的电容和变压器的励磁电流,并认为短路前三相系统是对称的。
本
次设计的热电厂与地区电力系统并网运行,所用的电力变压器的容量远小于系统的容量。
因此,短路电流,可按无限大容量系统进行计算。
3.2短路电流计算
3.2.1元件标么阻抗计算
(取Sb=100MW)
需要公式:
变压器:
XT一罟Sn
电抗器:
7Xr(%)”UnSb
Xr*2
100,3InUb
线路:
XwL二Xl2
uB
Xg
Xg*(n)Sb
Sn
发电机:
图3—1主接线阻抗图
xUk(%)Sb
Xt*
100Sn
发电机:
Sb
XG*-XG*(N)
SN
xXr(%)UnSb
R*-100・3InU;
x=xSB
XWL-XL2
UB
⑴李热线路①最大运行方式Xxtmax二7.74'
.1
Xi*max=XlSB2=7.74100=0.195
UB63
②最小运行方式Xxtmin=10.462-1
乂讪=XLSB=10.462100=0.2636
赵热线路①最大运行方式X洪max=7.9541
②最小运行方式Xxtmin=11.83611
X2*min=XLS[2-11.836100-0.298
变压器
已知容量16000KVA短路阻抗
9%台数:
2台
发电机
电抗器
X_X-X-Uk(%)Sb
X3*_4*_t*—
9
x
100
已知额定容量15MW额定电压6.3KV次暂态电抗14.36台数2台
X5*=X6*=Xg*=Xg*(n)s
100"
56
16
功率因数0.8
鱼二伫型=09573
15
已知额定电流800A额定电压
6.3KV
短路电抗5.73%台数2台
573xl6.3汉100=0.724
100.30.862
322短路电流计算
最大运行方式下短路电流:
X-、=0.26360.56250.9573=1.7834
Ikb=Ikb^-^=0.51KA
<
3Ub
iSh=2.550.56=1.428KA
最小运行方式下短路电流:
X=0.1950.56250.9573=1.7148
1KB
X、
1
1.7148
=0.58
KB*
Ikb=Ikb*SB—=0.58泊r100—=0.51KA
3UB366
ish=2.551kb=2.550.51=1.3KA
3.3整定计算和灵敏度校验
3.3.1对66KV李热线进行整定计算
(动作电流按躲过最大负荷电流来整定)
Ie(B)
16000
366
=139.97A
因为有两台主变,所以
Imax=139.972=279.94A
动作电流整定
I=.
oper
KrelKsslmaxJ'
21.5279.94=529.8A
Kres0.85
Krel
可靠系数,一般去1.15—1.25
Kres
电流继电器返回系数,一般取0.85
Kss
自起动系数,其值大于1,有网络具体接线和负荷性质确定
Imax
最大负荷电流
opermax
动作时间设定原则:
按上下级配合
3.3.2对66KV李热线进行灵敏度校验
李热线线路末端两相短路最小短路电流
、3、、3
Sb100
Ikmin
Xmin
—2-23.01KA
■-3UBXmin3630.2636
g3015.08
Ioper0.5928
因为Ksen=5.081.2,
所以符合要求
注:
Ikmin,,,在最小运行方式下被保护线路末端发生两相金属性短路时流经保护
的电流
Ksen,,,灵敏系数
4章保护配置
在现代社会里,电力已成为国民经济和人民生活必不可少的二次能源。
在实际运行中,经常会出现各种故障,如自然灾害、设备缺陷以及人为因素都会造成事故发生。
事故分为
两类:
一类例如雷击引起线路短路或接地;
运行人员误操作造成发电机误跳闸;
变压器的
绝缘破坏会导致内部故障或高压侧与低压侧短路等,这些都被称为系统的电气元件事故;
另一类是电气元件事故若不能及时处理,有时会导致电力系统发生振荡甚至失去稳定,造成大面积停电等,这类事故波及整个电力系统,故常被称为系统事故。
任何一次或大或小的故障就有可能造成停电,都会给我们的生活、工作带来不便,造成国民经济的损失;
特别是大的停电事故,损失往往不可估量。
因此,如何保障电力系统无故障运行,以及故障自动解除、故障后自动恢复成为电力系统自动化的一个很重要的内容。
为此,我们应该配备一定的继电保护装置,保证系统的稳定运行。
所谓继电保护装置是反应电力系统中各电气设备发生的故障或不正常工作状态,并用于断路器跳闸或发出报警信号的自动装置,它在电力系统中是必备的。
对于保护装置的配置也是本次设计的主要内容。
4.1线路保护
电力系统是发电机、变压器、输电线路以及负荷所组成的总体。
因此,输电线路的保护也是至观重要的。
4.1.1线路常见故障
中性点不接地电网故障时的现象:
1、发生接地后,全系统出现零序电压和零序电流。
2、非故障线路保护安装处,流过本线路的零序电容电流。
容性无功功率是由故障线路指向母线,即其功率方向与非故障线路方向相反。
根据以上线路故障时出现的现象,DL400—91规程对线路的保护配置提出以下要求:
1、110KV—220KV直接接地电力网的线路,应装设反应相间短路和接地的保护。
2、110KV线路宜采用远后备方式。
3、对接地短路,应按下列之一装设保护:
4、可采用姐弟距离保护,并辅之以阶段式或反时限零序电流保护
5、对相间短路,应按下列装设保护装备
6、单侧电源单回路,可装设三相电流电压保护,如不能满足要求,则装设距离保护根据线路上出
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