发电厂6kv厂用iiia_iiib段继电保配置及整定计算毕业设计(论文)(编辑修改稿)

发电厂6kv厂用iiia_iiib段继电保配置及整定计算毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

动电源、事故保安电源和交流不停电电源。 厂用工作电源及其引接方式 是保证发电机正常运行的最基本电源。 厂用高压电源的引接方式 （ 1）当主接线具有发电机电压母线时，一般直接由发电机电压母线上引接，供给接在该母线段机组的厂用负荷， （ 2）当采用发电机 —— 变压器组单元接线时，从发电机至主变压器的封闭母线上引接。 厂用低压工作电源的引接 ： （ 1）、 从高压厂用母线段上引接； （ 2）、 无高压厂用母线段时，发电机电压母线或发电机出口经厂用变压器 或电抗器引接。 厂用备用或厂用起动／备用电源 厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源时起后备作用，所以又称事故备用电源。 对于 200MW 及以上大容量机组，为了保证 机组的起动和停机的负荷用电，需设置起动电源并兼做事故备用电源，所以又称起动／备用电源。 起动／备用电源的设置对保证大容量机组的快速起动，提高电力系统运行的稳定性具有重要作用。 对厂用备用或起动／备用电源的要求 ： 引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由同一电源处引接； 引接点处电源数量应有两个以上，并且具有足够的电源容量。 最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从电力系统获得厂用电源。 厂用备用或起动／备用电源常用的引接方式 ： （ 1）、 有发电机电压母线时，一般由该母线引接一个备用电源。 （ 2）、 采用发电机 —— 变压器单元接线时，一般由升高电压母线中电源可靠的最低一级南京工程学院 电力工程学院 毕业设计说明书（论文） 10 电压母线或由联络变压器的第三 (低压 )绕组引接。 厂用备用或起动／备用电源常用的引接方式 ： （ 3）、 当技术经济合理时，也可由外部电网引接专用线路供给。 （ 4）、 对于 200MW 及以上大容量机组，为了强调低压厂用备用电源供电的可靠性和独立性，低压厂用备用变压器宜由 带公用负荷而经常带电运行的高压厂用起动 /备用变压器引接。 备用电源的设置方式 ： 一般分为明备用和暗备用两种。 明备用专门设置一台 O 备用变压器，其容量等于最大一台厂用工作变压器的容量。 正常运行时 0 变压器不工作。 当厂用工作变压器发生故障跳闸时，通过备用电源自动投入装置将 0 备用变压器投入运行，迅速恢复对失电厂用母线的供电。 暗备用不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器的容量加大。 正常运行时，每台工作变压器在欠载状态下运行，分段断路器 QFf 处于断开状态，当任一台工作变压器因故障被断开后，在备自投的作 用下，分段断路器接通，使两段母线上的厂用负荷均由完好的厂用工作变压器供电。 备用电源或起动 /备用电源设置的数量 ： 取决于发电厂的装机台数、单机容量及控制方式等，一般按表 的原则配置。 当全厂有两个及以上高压厂用备用或起动 /备用电源时，应尽量保持备用电源之间的相对独立性。 事故保安电源 厂用工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故状态下主要设备和人身的安全，保证主机安全停机，并在事故消除后又能及时恢复供电而设置电源。 在大容量机组的发电厂中，事故保安电源有下列三种类型： (1)快速起动的柴油发电机； (2)可靠的外部独立电源； (3)由蓄电池组供电的逆变装置。 交流不停电电源 (简称 UPS) 向不允许间断供电的电子计算机、自动巡回检测装置、重要的热工仪表、自动调节装置及通信系统中不允许交流电源中断的负荷等供电。 交流不停电电源系统包括稳定的不停电电源系统、配电系统和必要的控制系统及测试设备。 不停电电源系统 ： 李寅生：发电厂 6kV 厂用 IIIA/IIIB 段继电保配置及整定计算 11 一般由厂用保安段母线经过不停电电源的整流器与逆变器供给正常工作电流； 当厂用交流电源中断，不停电电源将自动地改为蓄电池组经逆变装置供电。 交流不停电 电源系统采用的逆变装置包括： （ 1）、 可控硅逆变器 （ 2）、 逆变机组。 （ 3）、 采用 KGBTA 系列可控硅逆变器的不停电电源系统 （ 4）、 采用双台逆变器柜并联运行的方式。 （ 5）、单台设备由整流柜、逆变器和静态开关柜组成。 采用逆变机组的不停电电源系统接线 ： 一台发电机设置两台逆变机组，并从 380V 事故保安电源引接备用电源。 正常运行时，一台逆变机组投入作为工作电源。 当工作的逆变机组故障时，备用电源自动投入。 厂用电接线的基本形式 采用单母线接线 按照按炉分段的接线原则，将厂用电母线按 照锅炉的台数分成若干的独立段。 各独立母线段分别由工作电源和备用电源供电。 采用按炉分段接线的优点 ： (1)同一台锅炉的厂用电动机接在同一段母线上，既便于管理又方便检修。 (2)可使厂用母线事故影响范围局限在一机一炉，不致过多干扰正常机组运行。 (3)厂用电回路故障时，短路电流较小，可使厂用电系统采用成套的高、低压开关柜或配电箱。 南京工程学院 电力工程学院 毕业设计说明书（论文） 12 第三章 6KV 厂用电的保护配置 继电保护的基本知识 电能是一种特殊的商品 ， 为了远距离传送 ， 需要提高电压 ， 实施高压输电。 为了分配和使用 ， 需要降低电压实施低 压配电 ， 供电和用电。 发电 输电 配电 用电构成了一个有机系统。 通常把由各种类型的发电厂 ， 输电设施以及用电设备组成的电能生产与消费系统称为电力系统。 电力系统在运行中 ， 各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。 不正常运行状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏 ， 但是没有发生故障的运行状态 ， 如 :过负荷 ， 过电压 ， 频率降低 ， 系统振荡等。 故障主要包括各种类型的短路和断线 ， 如 ： 三相短路 ， 两相短路 ， 两相接地短路 ， 单相接地短路 ， 单相断线和两相断线等。 其中最常见且最 危险的是各种类型的短路，电力系统的短路故 障会产生如下后果： (1)、故障点的电弧使故障设备损坏； (2)、比正常工作电流大许多的短路电流产生热效应和电动力效应，使故障回路中的设备遭到破坏； (3)、部分电力系统的电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏，影响企业的经济效益和人们的正常生活； (4)、破坏电力系统运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使电力系统瓦解，造成大面积停电的恶性循环。 故障或不正常运行状态若不及时正确处理都可能引发事故。 为了及时正确处理故障和不正常运行状态，避免事故发生，就产生了继电保护，它是一种重要的反事故措施。 继电保护包括继电 保护技术和继电保护装置，且继电保护装置是完成继电保护功能的核心，它是能反应电力系统中电气元件发生故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 继电保护的任务是： (1)、当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速，有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。 (2)、当电力系统中某电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 李寅生：发电厂 6kV 厂用 IIIA/IIIB 段继电保配置及整定计算 13 继电保护装置的基本原理 : 我们知道在电力系统发生短路故障时 ,许多参量比正常时候都了变化，当然有的变化可能明显，有的不够明显，而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据，构成保护。 比如：根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护；利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。 除此之外，根据线路内部短路时，两侧电流相位差变化可以构成差动原理的保护。 当然还可以根据非电气量的变化来构成某些保护，如反应变压器油在故障时分解产生的气体而构成的气体保护。 原则上说：只要找出正常运行 与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可。 形成某种判据，从而构成某种原理的保护，且差别越明显，保护性能越好。 继电保护装置的组成： 被测物理量－－→测量－－→逻辑－－→执行－－→跳闸或信号 ↑ 整定值 测量元件：其作用是测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流，电压，阻抗，功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出逻辑信号，从而判断保护是否该起动。 逻辑元件：其作用是根据测量部分输出量的大小，性质，输出的逻辑状 态，出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。 执行元件：其作用是根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。 如：故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。 对继电保护的基本要求： （ 1）、选择性：是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量减小停电范围。 （ 2）、速动性：是指保护快速切除故障的性能，故障切除的时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。 （ 3）、灵敏性： 是指在规定的保护范围内，保护对故障情况的反应能力。 满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确地反南京工程学院 电力工程学院 毕业设计说明书（论文） 14 应出来。 （ 4）、可靠性：是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，而在不该动作时，它能可靠不动。 即不发生拒绝动作也不发生错误动作。 变压器的保护配置 纵联差动保护 本次设计所 采用的变 压器型 号均分别 为： SDL31500/110 、 SFSL31500/110 、SFL20xx0/1 SFL20xx0/110。 对于这种大型变压器而言，它都必 需装设单独的变压器差动保护，这是因为变压器差动保护通常采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处的电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护的保护范围为三组电流互感器所限定的区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。 所以我们用纵联差动保护作为两台变压器的主保护，其接线原理图如 图 所 示。 正常情况下 , 239。 I = 239。 39。 I 即： 1 1 1 2211 139。 39。 39。 39。 39。 39。 nI I I n Tn nnI   （变压器变比） 所以这时 Ir=0，实际上，由于电流继电器接线方式，变压器励磁电流，变比误差等影响导致不平衡电流的产生，故 Ir 不等于 0 ，针对不平衡电流产生的原因不同可以采取相应的措施来减小。 尽管纵联差动保护有很多其它保护不具备的优点，但当大型变压器内 产生严重漏油或匝数很少的匝间短路故障以及绕组断线故障时，纵联差动保护不能动作，这时我们还需对变压器装设另外一个主保护 —— 瓦斯保护。 李寅生：发电厂 6kV 厂用 IIIA/IIIB 段继电保配置及整定计算 15 图 纵联差动保护原理示意 图 母线的保护配置 保护配置的原理 电力系统中的母线是具有公共电气连接点，它起着汇总和分配电能的作用。 所以发电厂和变电站中的母线是电力系统中的一个重要组成元件。 母线运行是否安全可靠，将直接影响发电厂，变电站和用户工作的可靠性，在枢纽变电所的母线上发生故障时，甚至会破坏整个系统的稳定。 引起母线短路故障的主要原因有：由于空气污溃，导致断路器套管及母线绝缘子的闪络；母线电压和电流互感器的故障；运行人员的误操作，如带负荷拉隔离开关、带接地线合断路器。 母线故障的类型 ,主要是单相接地和相 间短路故障。 与输电线路故障相比较，母线故障的几率虽较小，但造成的后果却十分严重。 因此，必须采取措施来消除或减少母线故障所造成的后果。 由设计的已知条件可知 ,6kV 母线均是采用单母线接线 ,对于单母线我们可以采用母线完全电流差动保护。 母线完全差动保护的原理接线图如图 所示 ,和其它元件的差动保护一样 ,也是按环流法的原理构成。 在母线的所有连接元件上必须装设专用的电流互感器 ,而且这些电流互感器的变比和特性完全相同 ,并将所有电流互感器的二次绕组在母线侧的端子互相连接 ,在外侧的端南京工程学院 电力工程学院 毕业设计说明书（论文） 16 子也互相连接 ,差动继电器则接于两 连接线之间 ,差动电流继电器中流过的电流是所有电流互感器二次电流的相量和。 这样 ,在一次侧电流总和为零时 ,在理想的情况下 ,二次侧电流的总和也为零。 此图为母线外部 K 点短路的电流分布图 ,设电流流进母线的方向为正方向。 图中线路 I,II接于系统电源 ,而线路 III 则接于负载。 （ 1）、在正常和外部故障时 (K 点 ),流入母线与流出母线的一次电流之和为零 ,即 ： 0I II IIII I I I      。