110kV变电站继电保护分析.docx
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110kV变电站继电保护分析
四川大学网络教育学院
毕业论文
壤塘110kV变电站继电保护分析
专业:
电气工程及其自动化
班级:
2012年春
姓名:
王伟
学号:
DH112158007
指导教师:
(企业)曹俊
(校内)李素清
辅导员:
李素清
实习单位:
四川壤塘供电有限责任公司
实习地点:
四川壤塘县壤柯镇
完成时间:
2013年12月10日
目录
摘要2
前言4
第一章继电保护的作用与意义5
1.1继电保护的基本原理、作用与组成5
1.2继电保护装置的分类以及对装置的要求6
第二章壤塘110kV变电站继电保护的基本介绍7
2.1110kV及以下电网保护分析7
2.2壤塘110kV变电站潮流图及运行分析15
2.3壤塘110kV变电站继电保护配置现状18
第三章几种常用继电保护的分析……………………………19
3.1电流速断保护……………………………………………19
3.2零序电流方向保护…………………………………………22
3.3自动重合闸…………………………………………………28
结语29
参考文献30
壤塘110kV变电站继电保护分析
摘要
在电力系统的运行中,为了防止或减少故障的发生,必须采用保护装置来检
测和监测系统的运行状况,这种保护装置通常由继电器或其附属设备组成,称为
继电保护。
现回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程,概述了微机继电保
护技术的成就,提出了未来继电保护技术发展的趋势是:
计算机化,网络化,保
护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
现将壤塘110kV变电站所配置
的继电保护进行部分分析来说明继电保护的重要性。
关键词:
电力系统继电保护壤塘110kV变电站过流保护
Abstract
Theoperationofthepowersystem,inordertopreventorreducethefault,mustadoptprotectiondevicetotest测和监测系统的运行状况,这种保护装置通常由继电器或其附属设备组成,称为Runningstatusofmeasuringandmonitoringsystem,theprotectivedeviceisusuallycomposedofarelayoritssubsidiarydevices,called继电保护。
现回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程,概述了微机继电保Relayprotection.Wereviewedthedevelopmentofprocesstechnologyofrelayprotectionofpowersysteminourcountry,summarizesthemicrocomputerrelayprotectio护技术的成就,提出了未来继电保护技术发展的趋势是:
计算机化,网络化,保nSupporttechnologyachievements,putsforwardthefuturedevelopmenttrendoftherelayprotectiontechnologyare:
computerized,networking,protection护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
现将壤塘110kV变电站所配置Protection,control,measurement,datacommunicationintegrationandartificialintelligence.Thesoil110kVsubstationconfiguration的继电保护进行部分分析来说明继电保护的重要性。
Therelayprotectionispartoftheanalysistoillustratetheimportanceofrelayprotection.
Keywords:
electricpowersystem;relayprotection;rangtang110kvsubstations;overcurrentprotectionOvercurrentprotection
Overcurrentprotection
Overcurrentprotection
Overcurrentprotection
Overcurrentprotection
Overcurrentprotection
前言
继电保护对电力系统的安全有效运行影响重大,要确实保证电力系统的正常
使用,就要在保护措施上做好工作,而继电保护是其中最主要,最有效的方式。
因
此,为保障电力系统的安全运行,必须对继电保护有一定的了解,才能有效使用。
本文将结合壤塘110kV变电站所配置的部分继电保护知识进行阐述来说明继电
保护在电力系统中的重要性。
第一章继电保护的作用与意义
1.1继电保护的基本原理、作用与组成
1.11什么是继电保护
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。
因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以也称继电保护。
1.12继电保护的基本原理
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:
(1)电流增大。
短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
(2)电压降低。
当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
(3)电流与电压之间的相位角改变。
正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。
(4)测量阻抗发生变化。
测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护。
1.13继电保护的作用与组成
在电力系统中,继电保护装置的基本任务(作用)是:
(1)当电力系统中的电气设备发生短路故障时,能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。
(2)当电力系统中的电气设备出现不正常运行状态时,并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员),动作于发出信号、减负荷或跳闸。
此时一般不要求保护迅速动作,而是根据当时电力系统和元件的危害程度规定一定的延时,以免误动作。
继电保护的组成一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
就全局而论,在电力系统的安全问题上有两种必须避免的灾害性事故:
一种是重大电力设备损坏,另一种是电网的长期大面积停电。
在这些方面,电力系统继电保护一直发挥着特殊重要作用。
继电保护装置主要都包括三个部分:
测量部分、逻辑部分、执行部分。
(保护装置结构方框图)
下面我们以一最简单的过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和基本工作原理。
在图1.1所示的输电线路过电流保护装置的原理接线图中,电流继电器KA的线圈接于被保护线路电流互感器TA的二次回路,这就是保护的测量回路,它监视被保护线路的运行状态,测量线路中电流的大小。
在正常运行情况下,线路中通过负荷电流时,电流继电器KA不动作;当被保护线路发生短路故障时,流入继电器KA线圈回路的电流大于继电器的动作电流时,电流继电器立即动作,其接点闭合,接通逻辑回路中时间继电器KT的线圈回路,时间继电器起动并经延时后接点闭合,接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈Y回路,使断路器QF跳闸,切除故障。
(图1.1线路过电流保护装置单相原理接线图)
可见,这种继电保护装置的核心是电流继电器,它通过电流互感器受电,经常测量着线路电流值的变化,并与整定值进行比较,一旦超过整定值就动作,向断路器跳闸机构送出跳闸命令,同时发出继电保护动作信号。
1.2继电保护装置的分类以及对装置的要求
1.21继电保护装置的分类
继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同等方式来分类,例如:
(1)根据保护装置反应物理量的不同可分为:
电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等。
(2)根据被保护对象的不同可分为:
发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。
在电气化铁道牵引供电系统中,主要有110kV(或220kV)输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置保护等。
(3)根据保护装置的组成元件不同可分为:
电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等。
(4)根据保护装置的作用不同可分为:
主保护、后备保护,以及为了改善保护装置的某种性能,而专门设置的辅助保护装置等。
当某一电气设备装设有多种保护装置时,其中起主要保护作用的保护装置称为主保护;作为主保护装置备用保护的保护装置称为后备保护。
后备保护又分为近后备保护和远后备保护,近后备保护指同一电气设备上多种保护的相互备用,远后备保护则是指对相邻电气设备保护的备用。
1.22继电保护对装置的要求
对继电保护装置的基本要求有四点:
即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
(1)选择性
当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。
也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性;否则就称为没有选择性。
以图3—1为例,在各个断路器处都装有保护装置。
当K—1点故障时,根据选择性的要求,应首先由断路器6处的保护装置动作,使断路器断开,则非故障部分可继续正常运行。
若在K—1点故障时,继电保护装置首先使断路器5断开,则变电所Ⅲ将全部停止供电,这种情况称为无选择性的动作。
同理,K—2点短路应由断路器5切除,K—3点短路应由断路器1、2切除。
主保护和后备保护:
10KV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。
短路故障保护应有主保护、后备保护,必要时可增设辅助保护。
当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时,其中有一套动作比较快,而另一套动作比较慢,动作比较快的就称为主保护;而动作比较慢的就称为后备保护。
即:
为满足系统稳定和设备的要求,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,就称为主保护;当主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护,就称为后备保护。
后备保护不应理解为次要保护,它同样是重要的。
后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备,还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。
除此之外,它还
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- 110 kV 变电站 保护 分析