长沙理工大学继电保护课程设计.docx
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长沙理工大学继电保护课程设计
1、任务书·······················································2
1、基本资料与数据···············································2
2、设计容及要求···············································2
3、设计成果·····················································2
2、三绕组变压器B’保护配置及整定计算···························5
1、保护配置·····················································5
2、短路电流的计算···············································5
3、复合电压启动的过流保护整定计算·······························6
(a)整定计算过程及校验········································6
(b)装设原则··················································9
三、附录
1、附表·························································10
2、附图(a)原始资料图···········································11
(b)拓扑图···············································14
(c)保护原理图···········································16
四、设计总结·····················································23
参考文献·························································24
一任务书
1、基本资料和数据:
本电站为位于本省西南部山区某江中下游的一个水电站,距县城35KM,水电站保证出力为9200KW,年利用小时数为5300小时/年,多年平均发电量为1.866亿度/年,装有4台相同的悬式水轮发电机组,单机容量为8800KW.
水轮机为混流式,型号为HL220-LJ-230,机组额定容量为10000KW,发电设备厂生产。
水轮发电机:
型号为SF425/79-32,悬式,额定容为Pe=8800kw,额定电压为Ue=6.3kv,额定电流为Ie=1008A,功率因数cosϕ=0.8,额定转速Ne=187.5转/分,频率50HZ,飞逸转速为430转/分,转动惯量450吨米2,转子重63.6吨,总重量138.6吨,发电设备厂生产。
调速器,型号WT-100,双微机调速器。
永磁机,型号TY65/133-16,功率1.5KVA,110V,25HZ,电机厂生产。
发电机励磁装置,自并激可控硅励磁装置,励磁变压器SL1-250/10,接法:
Y/Y-12。
负荷情况:
D1为本县城,Pe=5000KW,COSΦ=0.8,距本站35KM,可用单回架空线供电。
D2为本县一个有色金属开发基地,Pe=3000kw,cosΦ=0.8,距本站55KM,可用单回架空线经D1供电。
D3为本县一个新兴城镇,Pe=3000KW,cosΦ=0.8,距本站25KM,可用单回架空线供电。
D3所采用的降压变的型号为SJL1-4000/35/10.5,Y/∆-11,Ud%=7
D4为本县新兴城镇的一个现代化农业开发基地,Pe=2000KW,COSΦ=0.7,距本站45KM(距新兴城镇20KM),可用单回架空线经D3供电。
D4所采用的降压变的型号为SJL1-3150/35/10.5,Y/∆-11,Ud%=7
D5为本县一个新兴工业城镇,Pe=3000KW,COSΦ=0.8,距本站30KM,可用单回架空线供电。
D6为近区负荷,距本站6KM,Pe=1000KW,COSΦ=0.7,可用10KV单回线配电。
本站生活变压器型号:
SL7-630/10.5,容量:
630KVA,额定电压:
10.5/0.4/0.23(KV),阻抗电压Ud%=4.5,Y/Y0-12。
本站联入系统设计
(1)本站可通过一回架空线路与本地区电力系统的距本站50KM的110KV枢纽变电所B1相连,以便丰水季节将本站17000KW的多余电力送入系统,在枯水季节(元月份)由本
站供电的地方负荷需从系统倒送电能。
(2)在本站某江上游30KM处,正在兴建一个小型水电站,装机容量为4×3000KW,在丰水季节尚有7000KW的多余电能,需经本站送入地区电力系统。
附图
(一)为本地区电力系统电源点地理位置示意图。
附图
(二)为本地区电力系统接线图.
各发电厂和变电所情况简介:
(1)本地区电力系统可分为三部分:
东部系统:
Smax=75MVA,Xmax=0.57,Smin=45MVA,Xmin=0.79;
西部系统:
Smax=100MVA,Xmax=0.43,Smin=60MVA,Xmin=0.61
(电抗值均为以Sj=100MVA为基准的标幺值)
中部系统:
见附图
(二)
各电源点间的送电线路主要采用110KV电压等级,三部分通过两个110KV枢纽变电所相联接。
(2)中部系统共6个电站,情况如下:
*F1为中型火电厂,2台汽轮发电机(2×1200KW),该站附近有煤矿,燃料丰富,运输方便,热效率高,发电成本低,丰水季节在系统中担任腰荷,枯水季节满发并担任基荷,它是本地区电力系统枯水季节的主要电源点.
*F2为中型水电站,4台水轮发电机(4×12500KW),旬调节水库,年利用小时数4700小时/年,保证出力10000KW,主要运行方式是丰水季节任基荷和腰荷.
*F3为小型火电厂,4台汽轮发电机(4×3000KW),主要向地方负荷供电.
*F4为中型水电站,4台水轮发电机(4×8800KW),季调节水库,年利用小时数5300小时/年,保证出力9200KW,丰水季节任基荷,枯水季节调峰,向地方负荷和地方电力系统供电,此电站即为本次设计电站.
*F5为小型水电站,4×3000KW,位于F4上游,月调节水库,年利用小时数为5100小时/年,保证出力3000KW,向地方负荷和地区电力系统供电.
*F6为小型火电厂,2×6000KW,主要向地方负荷供电.
(3)110KV变电所简介:
*B1变电所装有2台三卷变2×40000KVA,它处于本地区专暑所在城市附近5KM处,供电围大,负荷重,本地区的主要电源点均与该所相连,与无穷大电力系统的一点联网点也设在该所,地位十分重要,为本地区电力系统的枢纽变电所.
*B2变电所装有2台三卷变2×31500KVA,供电围大,负荷重,为本地区西部的中心变电所,它汇集了西部各电源点的电能后,与B1变电所相连.
经过经济技术比较,本水电站F4拟定采用附图(三)所示的主接线方案(电气一次设备已经选定,参数如图).
2、设计容及要求:
课题:
变压器复合电压启动型过流保护进行整定计算
a、短路电流计算
计算时间:
0S和4S(0S用于主保护,4S用于后备保护)
最大运行方式下的三相短路电流计算(用于保护整定计算)
最小运行方式下的两相短路电流计算(用于保护校验)
b、对复合电压启动型过流保护进行整定计算和校验
用计算机绘制该三卷变测量、控制、保护、信号回路图一套
注:
B’各侧CT的变比需经计算自行确定
B’中压侧过流保护动作时限为3S
B’高压侧为有载调压,最大调压围:
±7.5%
3设计成果:
(1)设计说明书(包括保护配置说明,整定计算和校验过程及结果)
(2)短路电流计算结果
(3)设计图纸
二、三绕组变压器B’保护配置及整定计算
1、保护配置:
1、变压器瓦斯保护(轻瓦斯动作于发信号,重瓦斯动作于跳闸)
2、纵差保护
采用比例制动及二次谐波制动的差动保护,并配有差动速断(用于防止
部短路Id很大时,TA饱和→比例制动保护拒动)
3、复合电压启动的过流保护(作为后备保护)
4、零序保护(反映单相接地短路)
5、过负荷保护
6、温度保护
2、短路电流的计算:
计算时间:
0S和4S(0S用于主保护,4S用于后备保护)
最大运行方式下的三相短路电流计算(用于保护整定计算)
最小运行方式下的两相短路电流计算(用于保护校验)
计算方法步骤:
1.首先对所需计算的电网进行编号,形成网络拓扑图.
编号顺序如下:
节点编号顺序:
先短路节点,后其它节点,所有电源节点作为参考节点0.
支路编号顺序:
先电源支路(水电,火电,有限系统,无限系统),后其它支路.
附图4:
最大运行方式拓扑图
附图5:
最小运行方式拓扑图
2.然后进入文件DLJS.EXE所在目录并执行文件:
DLJS.EXE
按秩序运行以下子程序
A---输入系统参数
*输入网络拓扑参数
*输入系统基本参数
*输入支路原始参数
B---确定冲击系数和衰减系数(不进行设备选择时可不运行该子程序)
C---计算支路正序.负序电抗
D---短路电流计算
计算结果如附表2-1、表2-2
2、复合电压启动的过流保护整定计算(用4s的短路电流计算)
(a)、整定计算过程及校验:
(b)装设原则:
(1)、对双绕组升压变:
电流元件装于低压侧TA上,电压元件装于低
压侧母线TV上。
若电压元件灵敏度不够,可增设一个装于高压侧母线
TV上的电压元件。
保护以短时限动作于高压母联DL(或桥联DL),以长时限动作于B
的各侧DL。
(2)、对三侧有电源的三绕组升压变:
三侧均应装过流保护,中压侧过
流保护要求装设方向元件,为消除方向元件死区,方向元件的电压应
取自低压侧母线TV,高、中压侧保护动作于本侧DL,低压侧过流保护
动作于各侧DL。
(当高、低压侧保护不能满足选择性要求时,也应装
设方向元件)
(3)、对中压侧无电源的三绕组升压变(如本站B’):
过流保护装于
低压侧及中压侧,当高压侧短路而电压元件灵敏度不够时,可增设一
个装于高压侧母线TV上的电压元件。
低压侧过流保护带两段时限,短
时限动作于B未装保护侧(高压侧)的DL,长时限动作于B各侧DL。
绘制保护原理图如附图(c)。
三、附录
表2-1:
短路线路电流
短路点
短路类型
支路号
运行方式
短路时间
支路电流符号
数值
备注
3
两相短路
10
最小
4s
I
(2)d3.b10.min.4s
0.380KA
5
两相短路
10
最小
4s
I
(2)d5.b10.min.4s
0.769KA
5
两相短路
16
最小
4s
I
(2)d5.b16.min.4s
1.998KA
7
两相短路
10
最小
4s
I
(2)d7.b10.min.4s
0.227KA
8
两相短路
10
最小
4s
I
(2)d8.b10.min.4s
0.215KA
3
两相短路
16
最小
4s
I
(2)d3.b16.min.4s
0.765KA
表2-2:
短路相间残余电压
短路点
短路类型
节点编号
运行方式
短路时间
节点残压编号
数值
备注
3
三相短路
5
最大
4秒
Ucy(3)d3.n5.max.4s
26.66kv
5
三相短路
5
最大
4秒
Ucy(3)d5.n5.max.4s
0kv
5
三相短路
6
最大
4秒
Ucy(3)d5.n6.max.4s
6.82kv
7
三相短路
6
最大
4秒
Ucy(3)d7.n6.max.4s
51.72kv
8
三相短路
6
最大
4秒
Ucy(3)d8.n6.max.4s
75.33kv
3
两相短路
5
最小
4秒
U2*
(2)d3.n5.max.4s
0.216
5
两相短路
5
最小
4秒
U2*
(2)d5.n5.max.4s
0.525
5
两相短路
6
最小
4秒
U2*
(2)d5.n6.max.4s
0.457
7
两相短路
6
最小
4秒
U2*
(2)d7.n6.max.4s
0.381
8
两相短路
6
最小
4秒
U2*
(2)d8.n6.max.4s
0.342
(a)附图:
原始资料图
(1)
附图:
原始资料图
(2)
附图:
原始资料图(3)
(b)附图:
(4)拓扑图
附图(5)
(c)保护原理图
(1)
保护原理图
(2)
保护原理图(3)
保护原理图(4)
保护原理图(5)
保护原理图(6)
保护原理图(7)
四、课程设计总结
参考文献
1、电力系统继电保护原理(大学贺家编)
2、电力系统继电保护原理与运行分析(上册)(志竞,黄玉铮编写)
电力系统继电保护原理与运行分析(下册)(王广延,吕继绍编写)
3、发电机变压器继电保护应用(国家电力调度通信中心组编)
4、电力系统继电保护设计原理(华中理工大学吕继绍编)
5、电力系统继电保护与安全自动装置整定计算(家佩,孟庆炎等编)
6、电力系统继电保护(中央广播电视大学立群华南理工大学柳占江
西北电业职工大学道纲合编)
7、电力系统继电保护上下册(电力学校高永昌主编)
8、电力工程设计手册1、2、3册(或:
水电站机电设计手册电气二次)
9、附件(指导教师提供)
10、电力系统继电保护原理与实用技术省电力公式编
11、大型发电机组继电保护整定计算与运行技术高春如编
课程设计﹝论文﹞评语:
课程设计负责人签字年月日
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