110kV继电保护毕业设计

2026/1/15 12:09:51

(10)100MW以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机及100MW及以上的发电机应装设专用的失磁保护。对600MW的发电机可装设双重化的失磁保护。

3继电保护的设计

3.1系统运行方式分析

电力系统运行方式的变比,直接影响到保护的性能。因此对继电保护进行整定计算前,首先应该分析运行方式。从而使得所选用的保护在各种系统运行方式下,都能满足选择性和灵敏度的要求。对于保护来说,最大运行方式是指电网在某种连接情况下超过保护的电流值最大;最小运行方式是指电网在某种连接情况下超过保护的电流值最小。在整定时,一般根据系统最大运行方式来确定整定值,在灵敏度校验时,一般根据系统最小运行方式来进行

3.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则

(1)一个发电厂有两台机组时,一般应考虑全停方式,一台检修,另一台故

障;当有三台以上机组时,则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂,还应根据水库运行方式选择。

(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器,一般应考虑其中容量 最大的一台停用。

3.1.2 变压器中性点接地选择原则

(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器,中性点均要接地。 (2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器,其中性点必须接地。 (3)T接于线路上的变压器,以不接地运行为宜。

(4)为防止操作过电压,在操作时应临时将变压器中性点接地,操作完毕后 再断开,这种情况不按接地运行考虑。

3.1.3 线路运行方式选择原则

(1)一个发电厂、变电站线线上接有多条线路,一般考虑选择一条线路检修, 另一条线路又故障的方式。

(2)双回路一般不考虑同时停用。

3.1.4 流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择

(1)相间保护

对单侧电源的辐射形网络,流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式; 而最小短路电流,则出现在最小运行方式。

对于双电源的网络,一般(当取Z1=Z2时)与对侧电源的运行方式无关,可按单侧电源的方法选择。

对于环状网络中的线路,流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式,开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。而对于电小短路电流,则应选闭环运行方式,同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。

(2)零序电流保护

对于单侧电源的辐射形网络,流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流,其选择方法可参照相间短路中所述,只需注意变压器接地点的变化。

对于双电源的网络及环状网,同样参照相间短路中所述,其重点也是考虑变压器接地点的变化。

3.1.5 选取流过保护的最大负荷电流的原则

选取流过保护的最大负荷电流的原则如下: (1)备用电源自动投入引起的增加负荷。

(2)并联运行线路的减少,负荷的转移。 (3)环状网络的开环运行,负荷的转移。

(4)对于双侧电源的线路,当一侧电源突然切除发电机,引起另一侧增加负 荷。

3.2互感器的选型

3.2.1 互感器的配置原则

(1)为满足测量和保护装置的需要,在变压器出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器;

(2)在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器,如:发电机和变压器的中性点; (3)对直接接地系统,一般按三相配制。对三相直接接地系统,依其要求按两相或三相配制; (4)60~220kV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器;

(5)当需要监视和检测线路有关电压时,出线侧的一相上应装设电压互感器。

3.2.2 电流互感器的选择依据

(1)电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响,使一次电流I1与I2在数值和相位上都有差异,即测量结果有误差,所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。

(2)电流互感器10%误差曲线 电流互感器10%误差曲线是对保护级(BlQ)电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级,而当其通过故障电流时则希望早已饱和,以便保护仪表不受短路电流的损害,保护级电流互感器主要在系统短路时工作,因此准确级要求不高,在可能出现短路电流范围内误差限制不超过10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过10%的条件下,一次电流的倍数与电流互感器允许的最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。

(3)额定容量 为保证互感器的准确级,其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量S2。即:

Z2f式中 Zy—— 测量仪表电流线圈电阻;

S2?S2?Ie22Z2f (3.2)

?Zy?Zj?Zd?Zc??? (3.3)

Zj—— 继电器电阻; Zd—— 连接导线电阻; Zc—— 接触电阻一般取0.1Ω。

(4)按一次回路额定电压和电流选择 电流互感器用于测量时,其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右,以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足:Ue?Uew ,Ie1?Igmax,为了确保所提供仪表的准确度,互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流。

式中 UewUew—— 电流互感器所在电网的额定电压;

Ue,Ie1—— 电流互感器的一次额定电压和电流;

Igmax—— 电流互感器一次回路最大工作电流。

(5)种类和型式的选择 选择电流互感器种类和形式时,应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求,再根据安装地点(屋内、屋外)和安装方式(穿墙式、支持式、装入式等)来选择。

(6)热稳定检验 电流互感器热稳定能力常以3s内允许通过一次额定电流Irw来表示,即:

23Irw?I2td(或?Qd)

(7)动稳定校验 电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值(2Iel)的倍数Kd(动稳定电流倍数)表示其内部动稳定能力,故内部动稳定可用下式校验:icj?idw

短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力,而且由于其邻相之间电流的相互作用使绝缘帽上受到外力的作用。因此需要外部动稳定校验,即:

2Fy?0.5?1.73icy?L?10?7N (3.4) a对于瓷绝缘的母线型电流互感器(如LMC型)可按下式校验:

Fy?1.73i?2cyLjsa?10?7N (3.5)

在满足额定容量的条件下,选择二次连接导线的允许

S?Ze2??Zy?Zj?Zc?PLjsmm2 (3.6)

本次设计中的电流互感器变比选择为600/5

3.2.3 电压互感器的选择依据

(1)电压互感器的准确级和容量 电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内,功率负荷因数为额定值时,电压误差的最大值。

由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗,导致测量结果的大小和相位有误差,而电压互感器的误差与负荷有关,所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量,通常额定容量是指对

应于最高准确级的容量。

(2)按一次回路电压选择 为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行,电压互感器一次绕组所接电网电压应在(1.1~0.9)Ue范围内变动,即应满足:1.1Ue1?U1?0.9Ue1 (3)按二次回路电压选择 电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求。

(4)电压互感器及型号选择 电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择,在6~35kV屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110~220kV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。110kV及以上配电装置,当容量和准确级满足要求时,也可采用电容式电压互感器。

(5)按容量的选择 互感器的额定二次容量(对应于所要求的准确级),Se2应不小于互感器的二次负荷S2,即:Se2?S2

S2???P????Q?2002 (3.7)

式中 P0、Q0—— 仪表的有功功率和无功功率

考虑上述各因素,也结合实际情况,我们选择电压互感器的变比为110000/100。

3.3线路保护整定计算

3.3.1 系统参数的计算

(1)短路电流计算基准值 高压短路电流计算一般只计算各元件的阻抗,采用标幺值进行计算,为了计算方便选取如下基准值:

基准容量: SB?100MVA 基准电压: UB?110?115kV 基准电流: IB?110?0.502kA (2)根据系统的电网图,画出系统等值阻抗图,见图 (3)标幺值的计算:


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