110kv电网继电保护整定计算及仿真研究毕业论文

110kv电网继电保护整定计算及仿真研究毕业论文内容摘要：

分支装设相间短路后备保护。 （ 16） 如变压器低压侧无专用母线保护，变压器高压侧相间短路后备保护，对低压侧母线相间短路灵敏度不够时，为提高切除低压侧母线故障的可靠性 ，可在变压器低压侧配置两套相间短路后备保护。 该两套后备保护接至不同的电流互感器。 东南大学成贤学院毕业 设计论文 6 线路保护配置原则 按照《 继电保护和安全自动装置技术规程》可知： 110kV～ 220kV 中性点直接接地电力网的线路，应按 规程 装设反应相间短路和接地短路的保护。 （ 1） 110kV 双侧电源线路符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护。 ； b．线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为 60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； c．如电力网的某些线路采用 全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。 （ 2） 对多级串联或采用电缆的单侧电源线路，为满足快速性和选择性的要求，可装设全线速动保护作为主保护。 （ 3） 110kV 线路的后备保护宜采用远后备方式。 （ 4） 单侧电源线路，可装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护，如不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻接地故障的一段零序电流保护。 （ 5） 双侧电源线路，可装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切除经电阻 接地故障的一段零序电流保护。 配置方案 电力系统运行中最常发生的故障是相间短路和单相接地，参考以上设计原则，做出设计方案如下： 对于 110kV输电线路，可配置反映相间短路的距离保护和反映单相接地的三段式零序电流保护。 由于三段式电流保护接线简单、经济、灵敏度高、延时小，但也存在缺点，即对于短线路或运行方式变化很大的网络，保护往往不能满足系统运行所提出的要求。 对于相间短路考虑到以上原因，我们采用距离保护。 对于单相接地，我们采用零序电流保护，如果灵敏度不满足要求，就改用接地距离保护。 线路保护配置方案 全网线路共装设 6个保护（ BH1BH6） :BH1配置能反应相间短路故障的距离保护 I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反应接地故障的零序保护 Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保护灵敏度不足，故不装设）； BH2配置能反应相间短路故障的距离保护 I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反应接地故障的零序保护 Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保护灵敏度不足，故不装设）； BH3配置能反应相间短路故障的距离保护 I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反应接地故障的零序保护 Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保护灵敏度不足，故不装设）； BH4配置能反应相间短路故障的距离保护 I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反应接地故障的零序保护 Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保护灵敏度不足，故不装设）； BH5配置能反应相间短路故障的距离保护 I、 Ⅱ、Ⅲ 以及能反应接地故东南大学成贤学院毕业 设计论文 7 障的零序保护 Ⅱ、Ⅲ （由于 I段保护灵敏度不足，故不装设）。 电网各部分保护配置见表。 表 各部分保护配置 发电机 变压器组 变压器组 输电线路 差动保护、瓦斯保护、转子一点接地保护、定子单相接地保护、过电压保护、过负荷保护 瓦斯保护、纵差保护、过电流保护、复合电压启动的过电流零序保护、过负荷保护、过励磁保护 相间距离保护（ I、 Ⅱ、Ⅲ ） 零序电流保护（ Ⅱ、Ⅲ ） 东南大学成贤学院毕业 设计论文 8 第三章 短路计算 计算短路电流的目的是为了选择保护方式和确定保护装置的整定参数。 因此要求计算得比较准确。 计算短路电流时，运行方式的确定非常重要，因为它关系到所选定的保护是否经济合理简单可靠，以及是否能满足灵敏度的要求等一系列问题。 短路电流计算原则： （ 1）忽略发电机、变压器等阻抗参数的电阻部分，并假定旋转电机的负序电抗等于正序阻抗。 （ 2） 发电机电势可以假定均等于 1（标幺值）且相位一致。 （ 3）不考虑短路电流的衰减以及强励的作用。 （ 4）不计线路电容电流和负荷电流的影响。 （ 5） 不计故障的电阻和接地电阻。 参数 计算 在电力系统计算中，广泛采用标幺值。 标幺制是相对单位制中的一种，在标幺制中各物理量都用标幺值表示。 标幺值 =实际有名值（任意单位） /基准值（与有名值同单位） 标幺值是一个没有量纲的数值 .对于同一个实际值，当所选基准值不同时，其标幺值也不同。 所以当诉说一个物理量的标幺值时，必须同时说明其基准值多大，否则仅有一个标幺值是没有意义的。 采用标幺值的目地是为了简化计算和便于对计算结果做出分析评价，在选择基准值时应考虑尽量实现这些目的。 电力系统的各电气量基准值的选择，在符合电路基本关系的前提下，原则上可以任意选 取。 四个物理量的基准值都要分别满足以上的公式，因此，四个基准值只能任选两个，其余两个则由其关系式决定。 东南大学成贤学院毕业 设计论文 9 110kV 系统接线简图如图 所示： 发 电 厂ABCG 1G 2G 3T 1T 2T 3乙 变 电 所T 6T71 . 0 sS等 效电 力系 统甲 变 电 所T 4T 51 . 5 s3 6 k m2 5 k m2 7 k m2 5 M V * 33 1 . 5 M V * 34 0 M W * 22 0 M W * 2B H 1B H 2B H 5B H 6B H 3B H 4 图 110kV 系统图 基准值 为了计算方便取 基准容量： BS =100MVA ， 基准电压： BU =115V，则 ： 基准电流： 5023  BBB USIA， 基准电抗： BBB SUZ Ω 各条线路电抗标幺值： * 1 221 100* L * 0. 4 * 36 * 0. 10 9115BSBSB BSZz U   （ 31） * 0 220 100* L * * 36 * 27115BSBSB BSZz U   发电机的 G 电抗标幺值： 25 2 9 .4 1c o s 0 .8 5NN PS   MVA * NSXX S    （ 32） * * 0 . 4 0 5 1 3 2 . 2 5 5 3 . 5 1GGBX X Z     变压器 T 的电抗标幺值： 东南大学成贤学院毕业 设计论文 10 * % 10 .5 * 10 0 = 310 0 10 0 * 31 .5KBT NUSX S （ 33） *TT * 0 . 3 3 1 3 2 . 2 5 4 3 . 6 4BX X Z     系统 S 的参数 S 的最大运行方式正序阻抗 ： *2 21 . m a x . m a x 115* 0 . 1 1 * 1 4 . 5 5100avs s BUZZ S    （ 34） S 的最大运行方式零序阻抗 ： *2 20 . m a x 0 . m a x 115* 0 . 4 * 5 2 . 9100avs s BUZZ S    最大运行方式下正序阻抗标幺值： . m a x. m a x BZX Z   最大运行方式下零序阻抗标幺值： 0 . m a x0 . m a x = BZX Z 其余各数据详见表。 东南大学成贤学院毕业 设计论文 11 表 参数计算结果 原始数据 标幺值 有名值 ( ) 正序 零序 正序 零序 系统 S最大运行方式正序阻抗 系统 S最小运行方式正序阻抗 系统 S最大运行方式零序阻抗 系统 S最小运行方式零序阻抗 发电机 25 发电厂变压器 甲变电所变压器 40MW 乙变电所变压器 20MW 线路 SB 36km 线路 AB 25km 10 30 线路 BC 27km 运行方式分析 变压器中性点接地方式选择原则 中性点直接接地系统中发生接地短路，将产 生很大的零序电流分量，利用零序分量构成保护，可作为一种主要的接地保护。 大地的电流系统发生接地短路时，零序电流的大小和分布与变压器中性点的数目和位置有密切关系，中性接地点的数目越多，意味着系统零序总阻抗越小，零序电流越大；中性点接地位置的不同，则意味着零序电流的发布不同。 通常，变压器中性点接地位置和数目按如下两点原则考虑：一是使零序电流保护装置在系统的各种运行方式下保护范围基本保持不变，且具有足够的灵敏度和可靠性；二是不使变压器承受危险的过电压。 为此，应该使得变压器中性点接地数目和位置尽可能保持不变。 具体选择 原则： （ 1） 当中间变电 所母线有穿越电流情况或变压器低压侧有电源时，因此至少有一台变压 中性点接地，以防止由于接地短路引起的过电压。 （ 2） 电厂并列运行的变压器，应该将部分变压器的中性点接地。 （ 3） 当终端变电所电压器低压侧无电源时，变压器应该不接地运行。 （ 4） 对于双母线按照固定连接方式运行的变电所，每组母线上至少应该有一台变压器中性点直接接地。 （ 5） 当变压器中性点绝缘水平较低时，中性点必须接地。 东南大学成贤学院毕业 设计论文 12 当使用全绝缘变压器时，按照规程 装设零序过电流保护 ，在 满足变压器中性点直接接地运行的要求 之外， 应增设零序过电压 保护，当变压器所连接的电力网失去接地中性点时，零序过电压保护经 ～ 时限动作断开变压器各侧断路器。 为限制分级绝缘变压器中性点不接地运行时可能出现的中性点过电压，在变压器中性点应装设放电间隙。 此时应装设用于中性点直接接地和经放电间隙接地的两套零序过电流保护。 此外，还应增设零序过电压保护。 用于中性点直接接地运行的变压器按 条的规定装设保护。 用于经间隙接地的变压 器，装设反应间隙放电的零序电流保护和零序过电压保护。 当变压器所接的电力网失去接地中性点，又发生单相接地故障时，此电流电压保护 动作，经 ～ 时限动作断开变压器各侧断路器。 最大最小方式 继电保护整定计算用的运行方式，是在电力系统确定好运行方式的基础上、在不影响继电保护效果的前提下，在提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择。 确定运行方式的限度，就是确定最大和最小运行方式，它应该满足常见运行方式为基础，在不影响保护效果的前提下，适当加大变化范围。 其一般原则如下： （ 1） 必须考虑抢修与故障两种状态的重叠情况出现。 （ 2） 不考虑极少见的特殊方式。 必要时，可采取临时的特殊措施加以解决。 最大运行方式，是系统抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。 一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所用的开关电器的稳定性。 最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。 一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏度。 短路计算 以下计算以 B 点为例 ， 绘制 B 点 最大及最小方式下 正、负、零序网络图，见 图 、图、图 、图 、图 、图 最大运行方式 G 1G 2G 3X G 1 = 0 . 4 0 5 X T 1 = 0 . 3 3X A B 1 = 0 . 0 7 6X S 1 . m a x = 0 . 1 1 X S B 1 = 0 . 1 0 9S X G 2 = 0 . 4 0 5 X T 2 = 0 . 3 3X A B 2 = 0 . 0 . 0 7 6X S 2 . m a x = 0 . 1 1 X S B 2 = 0 . 1 0 9 图 B 点发生接地故障的正序网图 图 B 点发生接地故障的负序网图 东南大学成贤学院毕业 设计论文 13 X T 0 = 0 . 3 3 X A B 0 = 0 . 2 2 7X S 0 . m a x = 0 . 4X S B 0 = 0 . 3 2 7 图 B 点发生接地故障的零序网图 1 . m a x . m i n 1 1 . m i n 1( ) / / ( ) (0 . 2 4 5 0 . 0 7 6 ) / / (0 . 1 1 0 . 1 0 9 ) 0 . 1 3 0G T A B S S BX X X X X             2 . m a x . m a x 2 2 .。