继电保护实训35KV变电站设计任务书概要.docx
- 文档编号:7859355
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:192.38KB
继电保护实训35KV变电站设计任务书概要.docx
《继电保护实训35KV变电站设计任务书概要.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《继电保护实训35KV变电站设计任务书概要.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
继电保护实训35KV变电站设计任务书概要
一、课程设计目的、要求和依据…………………………………………………(4)
(一)课程设计的目的………………………………………………………(4)
(二)对课程设计的要求……………………………………………………(4)
(三)课程设计所依据的文件………………………………………………(4)
二、课程设计内容。
、……………………………………………………………(5)
三、短路电流计算…………………………………………………………………(5)
四、电网继电保护配置设计………………………………………………………(5)
(-)继电保护配置的一般原则…………………………………………(6)
(二)35千伏中性点不接地电网的继电保护配置原则……………………(7)
l、相间短路保护………………………………………………………………(7)
2、单相接地保护………………………………………………………………(8)
3过负荷保护…………………………………………………………………(8)
(三)配置方案的考虑………………………………………………………(8)
五、整定计算方法…………………………………………………………………(9)
(一)相间短路的电流电压保护…………………………………………………(9)
1、瞬时电流速断保护的整定计算—…………………………………………(9)
2、瞬时电流电压联锁速断保护的整定计算………………………………(11)
3、限时电流速断保护的整定计算…………………………………………(12)
一1一
4、限时电流电压联锁速断保护的整定计算--------------------(14)
5、定时限时电流保护的整定计算---------------------------------(l7)
6、低电压闭锁定时限过电流保护的整定计算------------------(18)
(二)相间短路的距离保护------------------------------------------(20)
1、距离保护动作阻抗的整定计算----------------------------------(20)
2、阻抗继电器动作阻抗的计算--------------------------------------(22)
(三)单相接地的零序保护---------------------------------------------(23)
1、绝缘监视装置-----------------------------------------------------(23)
2、零序电流保护--------------------------------------------------------(23)
(四)过负荷保护------------------------------------------------------(24)
六、35千伏电网继电保护配置图的绘制--------------------------(24)
七、35千伏线路继电保护回路设计---------------------------------(24)
(一)继电保护回路设计的内容------------------------------------(24)
1、继电保护回路和整个二次回路的关系-----------------------(24)
2、继电保护回路的设计---------------------------------------------(25)
(二)继电器及并联附加电阻的选择----------------------------(26)
1、电流、电压继电器的选择---------------------------------------(27)
2、功率继电器的选择------------------------------------------------(28)
3、接地继电器的选择-----------------------------------------------(28)
4、时间继电器的选择------------------------------------------------(28)
5、中间继电器的选择------------------------------------------------(28)
6、信号继电器及附加并联电阻-------------------------------------(29)
(三)35千伏线路保护回路接线图的绘制-----------------------(31)
八设计说明书的编写………………………………………………(32)
九、附录……………………………………………………………(32)
附录一《水电站继电保护》课程设计任务书………………(32)
附录二《小型水力发电站设计规范》摘录…………………(35)
附录三《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定(强电部分)》摘录……………………………………………………………(35)
附录四水轮发电机运算曲线数字表………………………(41)
附录五继电保护及自动装置图形符号……………………(43)
附录六电力系统回路上的回路编号………………………(47)
附录七常用继电器技术数据……………………………(48)
十、符号说明及补充说明……………………………………………(63)
(一)符号说明…………………………………………………(63)
(二)补充说明…………………………………………………(64)
十一、附图……………………………………………………………(64)
35千伏金中线控制、测量回路接线图…………………………(64)
一、课程设计目的、要求和依据
(一)课程设计的目的
1.在巩固《水电继电保护》课程所学理论知识的基础上,锻炼学生运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。
2.通过对国家计委、水电部等机关颁布的有关技术规程、规范和标准学习和执行,建立正确的设计思想,理解我国现行的技术经济政策。
3.初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法。
4.提高计算、制图和编写技术文件的技能。
(二)对课程设计的要求
1.理论联系实际对书本理论知识的运用和对规程、规范的执行必须考虑到任务书所规定的实际情况,切忌机械地搬套。
2.独立思考在课程设计过程中,既要尽可能参考有关资料和主动争取教师的指导,也可以在同学之间展开讨论,但必须坚持独立思考,独自完成设计成果。
3.认真细致,在课程设计中应养成认真细致的工作作风,克服马虎潦草不负责的弊病,为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。
4.按照任务书规定的内容和进度完成。
(三)课程设计所依据的文件
1.国家机关颁布的文件
《电力装置继电保护和自动装置设计规范》GB50062—92
《小型水力发电站设计规范》GBJ71—84(试行)
《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定(强电部分)》SDGJ8—78(试行)
2.校内使用的自编文件
《继电保护》课程设计任务书
二、课程设计内容
本课程设计的内容包括:
短路电流计算、电网继电保护配置设计和输电线路继电保护设计三部分。
短路电流计算为保护配置设计提供必要的基础数据。
电网继电保护配置部分要对三条35千伏输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。
输电线路继电保护设计回路设计部分在已有控制和测量回路的条件下设计出装设在金河电站的35千伏中线的继电保护回路展开式原理图(包括设备表)。
三、短路电流计算
短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础。
按下列步骤进行:
1.选定短路点短路点的数目和分布应从满足电网内各线路配置保护装置时进行动作值整定计算和灵敏度校验的需要来选定。
通常各保护装置所保护的本线路末端和相邻线路或元件(例如变压器)的末端或低压侧应选为短路电流的计算点。
2.简化等值电路由于电网中往往会存在电源分支,需按个别变化法分别计算出各短路点处由不同电源组(例如:
系统、金河电站和青岭电站)所供给的短路电流,故简化等值电路时应与此要求相适应。
3.用运算曲线计算短路电流继电保护整定计算中使用的是0.2秒时的最大运行方式下三相短路电流和最小运行方式下的两相短路电流。
因此,除了按无穷大容量考虑的系统分支外,其余电源分支根据计算电抗Xjs都只需从0.2秒的运算曲线上查得相应的短路电流标么值。
水轮发电机运算曲线数字表见附录四。
4.短路电流计算结果表由于只供继电保护整定使用,短路电流计算结果表只需包括:
短路点编号、回路名称、平均额定电压、最大运行方式下三相短路电流、最小运行方式下两相短路电流和备注六项内容。
5.短路电流分布曲线为了较直观的判断电流速断保护的效果及保护区的大小和避免在整定计算中选取短路电流值时出现差错,可按比例地画出近似的短路电流分布曲线。
当线路的首端和末端的数值差很小时,可用直线代替曲线,当数值差教大时,应补充求出线路中间点处的短路电流,以求其更接近实际。
6.最高残余电压计算与不同短路点对应的各母线线的最高残余电压是在最大运行方式下流经从母线到短路点之间的线路上的三相短路电流在该段线路上的电压降。
当包括有两段线路而且各段线路上的短路电流数值不同时,应分别计算后在相加。
四、电网继电保护配置设计
(一)继电保护配置的一般原则
电力系统继电保护设计与配置是否合理直接影响电力系统的安全运行。
若设计与配置不当,在出现保护不正确动作的情况时,会使得事故停电范围扩大,给国民经济带来程度不同的损失,还可能造成设备或人身安全事故。
因此,合理地选择继电保护的配置主案正确地进行整定计算,对保护电力系统安全运行具有十分重要的意义。
选择继电保护配置方案时,应尽可能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
当存在困难时允许根据具体情况,在不影响系统安全运行的前提下适当地降低某些方面的要求。
选择继电保护装置方案时,应首先考虑采用最简单的保护装置,以求可靠性较高、调试较方便和费用较省。
只有当最简单的保护装置满足不了四个方面的基本要求时,才考虑近期电力系统结构的特点、可能的发展情况、经济上的合理性和国内外已有的成熟经验。
所选定的继电保护配置方案还应能满足电力系统和各站、所运行方式变化的要求。
35千伏及以上的电力系统,所有电力设备和输电线路均应装设反应于短路故障和异常运行状况的继电保护装置。
一般情况下应包括主保护和后备保护。
主保护是能满足从稳定及安十要求出发,有选择性地切除被保护设备或全线路故障设备或线路的保护。
后备保护可包括近后备和远后备两种作用。
主保护和后备保护都应满足《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》所规定的对短路保护的最小灵敏系数的要求。
(二)35干伏中性点不接地电网的继电保护配置原则
1.相间短路保护
保护电流回路的电流互感器采用不完全星形接线,各线路保护均装在相同的A、C两相上。
以保证在大多数两点接地的情况下只切除一个故障点。
在线路上发生短路时,会引起厂用电或重要用户母线的电压低于50~60%Ue时,应快速切除故障,以保证无故障的电动机能继续运行。
在单侧电源的单回线路上,可装设不带方向元件的一段或两段式电流、电压速断保护和定时限过电流保护。
在多电源的单回线路上,可装设一段或两段式电流、电压速断保护和定时限过电流保护。
必要时保护应加装方向元件。
如果仍然不能满足选择性和灵敏性或速动性的要求,或保护装置的构成过于复杂时,宜采用距离保护。
3~4公里及以下的短线路宜采用纵联导引线保护作主保护,以带方向或不带方向元件的电流保护作后备保护。
为简化环形网络的保护,可采用故障时先将网络自动解列,故障切除后再自动复原的办法来提高保护的灵敏度。
对平行线路,一般宜装设横差动电流方向保护或电流平衡保护作主保护。
以接两回线电流和的两段式电流保护或距离保护作为双回线运行时的后备保护以及单回线运行时的主保护和后备保护。
2.单相接地保护
对电缆线路或经电缆引出的架空线路,宜装设由零序电流互感器构成的带方向或不带方向元件的零序电流保护。
对架空线路,宜装设由零序电流滤过器构成的带方向或不带方向元件的零序电流保护。
在线路的回路数不多,或零序电流大小,零序电流保护的灵敏度达不到要求时,可利用在母线上装设的反应于零序电压的绝缘监视装置兼作线路的单相接地保护。
3.过负荷保护
经常出现过负荷的电缆线路或电缆与架空的混合线路应装设过负荷保护。
保护宜带时限动作于信号,必要时也可动作于跳闸。
(三)配置方案的考虑
以上述配置原则为依据。
结合任务书给定的电网结线和短路电流的分布情况,通过技术分析和整定计算,拟定出在选择性的灵敏性方面都能满足要求的最合理配置方案。
对相间短路保护应首先考虑采用阶段式电流保护的可行性。
按短路电流供给方向将保护装置分成两组,经分析和计算判断出瞬时电流速断保护区的大小、限时电流速断和定时限过电流保护的灵敏度是否能满足要求。
如果由瞬时电流速断和限时电流速断共同组成主保护的保护区和灵敏度不能满足要求时,再考虑采用一段或两段电压联锁速断作为主保护的方案,并通过整定计算找出在最大和最小运行方式下都能有一定保护区的主要运行方式。
如果定时限过电流保护的灵敏度不满足要求时,可增加低电压闭锁元件来提高保护的灵敏度。
在确定了各保护装置之间的动作值配合和时限配合之后,从确保双侧电源线路保护的选择性出发进一步考虑哪些保护装置需要加装方向闭锁元件。
对单相接地保护应首先考虑装设有选择性的零序电流保护能否有足够的灵敏度。
若不能满足要求时,可由35千伏母线上绝缘监视装置兼作无选择性的线路单相接地保护,瞬时动作于信号。
为了便于搜索接地点,应在各回线路上装设作用于跳闸的接地搜索按钮,并以自动重合闸的重合来补救。
如果是电缆线路或者是电缆与架空的混合线路还要装设过负荷保护。
五、整定计算方法
各种保护装置的整定计算方法整理于后:
(一)相间短路的电流、电压保护:
1.瞬时电流速断保护的整定计算
①单侧电源辐射线路的瞬时电流速断保护
动作电流按避开本线路末端最大短路电流条件整定。
公式为:
(1-l)
式中的:
Kk——取1.2~1.3;
Id·max——本线路末端短路时,流过保护的最大短路电流(KA)。
动作区可用图解法或解析法确定。
计算最大运行方式时保护区的公式为
计算最小运行方式时保护区的公式为
式中的:
L——本线路的长度(KM);
X1——每公里线路的正序电抗(Ω);
Xxtmax——最大运行方式时,保护安装处的系统等值电抗(Ω);
Xxtmin——最小运行方式时,保护安装处的系统等值电抗(Ω)。
一般要求LImin≥0.15L
②单侧电源线路——变压器组的瞬时电流速断保护
动作电流按避开变压器低压侧最大短路电流条件整定。
公式与(1-1)相同,但式中的Id.max——变压器低压侧母线短路时,流过保护的最大短路电流。
灵敏度以本线路末端为校验点,要求Klm≥1.2。
③单侧电源无选择性的瞬时电流速断保护
(a)相邻变压器装有瞬时电流速断保护时,运作电流按与变压器瞬时电流速断保护的动作电流配合条件整定。
公式为:
IIdz=KphIIdz.B(l-4)
式中的Kph---取l.1;
IIdz.B---从一变压器瞬时电流速断保护的运作电流(KA)。
(b)相邻变压器装有纵联差动保护时,动作电流的整定方法和
(1)b项相同。
(c)灵敏度均以本线路末端为校验点,要求Klm≥1.2。
(d)必须用自动重合闸进行补救。
④单侧电源平行线路的瞬时的电流速断保护
无论电流测量元件是接入双回线电流之和还是分别装人单回线电流、动作电流都是按避开单回线运行时本线路末端最大短路电流条件签定。
公式和(1—1)相同。
若是接入双回线电流之和,在双回线运行时,保护应退出工作。
⑤双侧电源线路的瞬时电流速断保护
(a)不带方向闭锁元件时。
取下列两条件中计算值较大者作为两侧保护动作电流的整定值:
条件一避开正、反方向的本线路末端最大短路电流。
公式和(1—1)相同。
条件二避开系统最大振荡电流。
公式为
IIdz=KkIzt.max(l-5)
式中的:
Kk——取1.1
Izt.max——系统最大振荡电流(KA)o
(b)带方向闭锁元件时。
整定方法和单电源线路的
(1)a项相同。
方向闭锁元件应装设在反方向出口处短路时;流过保护的短路电流大于其动作电流侧的保护上。
2瞬时电流电压联锁速断保护的整定计算
主要运行方式时的最大保护区为
电流元件的运作电流计算公式为
低电压元件的动作电压计算公式为
最大运行方式时的保护区计算公式为
最小运行方式时的保护区计算公式为
式中的:
Kk——取1.3~1.4;
Ex——系统电源的等值相电势(KV);
Xxt.mian——主要运行方式时,保护安装处的系统等值电抗(Ω);
Up——系统电源的平均额定电压(KV)。
单侧电源线路和双侧电源线路的整定方法相同,但后者必要时需在其中一侧加装方向闭锁元件。
3.限时电流速断保护的整定计算
①与相邻单回线路上的瞬时电流速断保护配合
动作电流按避开相邻线路瞬时电流速断保护区末端最大短路电流(即瞬时电流速断保护的运作电流)条件整定。
公式为
试中的:
Kph----取1.1;
Kfz.min---最小分支系数;
IIdz.xl------相邻线路电流I段的动作电流(KA)O。
灵敏度以本线路末端为校验点,要求Km≥1.3~1.5。
动作时限;tⅡ’
=tIxl+△t一般为05秒。
②与相邻单回线路上的限时电流速断保护配合
动作电流按避开相邻线路限时电流速断保护区末端最大短路电流(即限时电流速断保护的动作电流)条件整定。
公式为:
式中的:
Kph----取1.1;
IⅡdz.xl----相邻线路电流11R的动作电流(KA)。
灵敏度以本线路末端为校验点,要求Km≥1.3~1.5。
动作时限:
tⅡ=tⅡxl+△t一般为1秒。
③与相邻单回线路上的瞬时电流电压联锁速断保护配合
取下列两条件中计算值较大者作为动作电流的整定值:
条件一与瞬时电流电压联锁速断保护的电流元件配合。
公式为:
式中的:
Kph----取1.l;
IIdz.xl_相邻线路电流电压联锁1段电流元件的动作电流
(KA)。
条件二与瞬时电流电压联锁速断保护的低电压元件配合。
公式为
IⅡdz=KphId.max(1-14)
式中的:
Kph——取liZI
Id.max—一相邻线路电流电压联锁1段电压元件最小保护区I
末端短路时,流过保护的最大短路电流(KA).
灵敏度和动作时限的计算方法和3①项的相同。
④与相邻平行线路的保护配合
(a)相邻平行线路双回线运行时,与横差动电流方向保护或电流平衡保护配合。
公式为
IⅡdz=KkId.max(1-15)
式中的;Kk——取1.2-1.3;
Id.max——相邻平行线路双回线运行情况下,在其末端短路时,流过保护的最大短路电流(KA)。
(b)相邻平行线路单回线运行时,与瞬时电流速断保护配合。
公式
和3①项的(1-11)相同。
I
(c)灵敏度和运作时限的计算方法和3①项的用同。
双侧电源线路加装方向闭锁元件的考虑方法,和瞬时电流速断保护相同
4.限时电流电压联锁速断保护的整定计算
①与相邻单回线路上的瞬时电流速断保护配合
电流元件的动作电流按避开相邻线路瞬时电流速断保护区末端最大短路电流(即瞬时电流速断保护的动作电流)条件整定。
公式和3①项的(1-11)相同。
低电压元件的动作电压按避开相邻线路瞬时速断保护范围末端短路时,保护安装处的最低残压条件整定。
公式为:
式中的:
Kk———取1.2-1.3;
IIdz.xl—一相邻线路电路1段的动作电流(KA);
XAB----本线路的电抗(Ω);
Xxl.min-----相邻线践电流I段最小保护区的电抗(Ω)。
两种元件的灵敏度以及动作时限的计算方法和(3)a项的相同。
②与相邻单回线路上的瞬时电流电压联锁速断保护配合。
电流元件的动作电流接避开相邻线路瞬时电流电压联锁速断保护电流元件的运作电流条件整定。
公式和3①项的(1-11)相同,但式中的Id_相邻线路电流电压锁Ⅰ段电流元件的动作电流。
低电压元件的动作电压按与相邻线路瞬时电流电压联锁速断保护低电压元件的动作电压配合条件整定。
公式为
式中的:
Kph——取1.1;
IⅡdz——本保护电流元件的动作电流(KA);
XAB——本线路的电抗(Ω);
UIdz.xl相邻线路电流电压联锁1段低电压元件的动作电
压(KV)。
两种元件的灵敏度以及动作时限的计算方法和3①项的相同。
③与相邻平行线路的保护配合
取下列两种情况中较严重的一组计算值作为保护的整定值:
(a)相邻平行线路双回线运行,与其横差动电流方向保护或电流平衡保护配合时。
电流元件的动作电流按保证本线路末端短路时有足够灵敏度条件整定。
公式为
式中的:
Klm——取1.3~l.5;
Id.min——本线路末端短路时,流过保护的最小短路电流(KA)
低电压元件的动作电压按避开相邻平行线路末端短路时,保护安装处的最低残压条件整定。
公式为
式中的:
Kk——取1.2~1.3;
XAB——本线路的电抗(Ω);
X∑——相邻平行线路的并联电抗(Ω)。
(b)相邻平行线路单回线运行。
按与相邻单回线路上所装设的相应保护方式配合计算。
方法和4①项或4②项相同。
两种元件的灵敏度以及动作时限的计算方法和3①项的相同。
④与相邻变压器的保护配合
(a)相邻变压器装有瞬时电流速断保护时。
整定方法和4①项相同。
但其中的相邻线路应改为相邻变压器。
(b)相邻变压器装有纵联差动保护时。
电流元件的动作电流按本线路末端短路时有足够灵敏度条件整定。
公式和(1-18)相同。
电压元件的动作电压按避开变压器低压侧母线短路时,保护安装处的最低残压条件整定。
公式为
式中的:
Kk取1.2~1.3;
Idz——本保护电流元件的动作电流(KA);
XAB——本线路的电抗(Ω);
XB——相邻变压器的并联电抗(Ω)。
两种元件的灵敏度以及动作时限的计算方法和3①项的相同。
双侧电源线路加装方向闭锁元件的考虑方法,也和瞬时电流电压联锁速断保护相同。
5.定时限过电流保护的整定计算
①单侧电源辐射线路的定限时电流保护
动作电流按避开最大负荷电流条件整定。
公式为
式中的:
Kk——取1.15~1.25;
Kh——取0.85;
Kzq——取2~5;
Ifh.max——本线路的最大负荷电流(KA)。
近后备的灵敏度以本线路末端为校验点,要求Km≥1.3~1.5。
远后备的灵敏度以和邻线路或元件末端为校验点,要求Km≥1.2。
动作时限:
tⅢ=tⅢxI+△t
②双侧电源线路的定时限过电流保护
动作电流取下列四条件中最大的计算值作为整定值:
条件一
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 保护 35 KV 变电站 设计 任务书 概要