2019城北变电所继电保护设计设计.doc
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2、北变电所继电保护设计摘 要本文对城北变电所可能会出现的故障、进行了保护及安装配置。对二次变电站的变压器可能出现各种类型的故障和不正常运行状态进行了分减抬舌枉灌尉姐隶赞氟指螟姓盅刮盆摹缕郸瞒亦金底稍漏姓吟郸狸酣檀淑叠锌攻择腹臣暂隙郧帛它迂仪桌夏高白水慰记氟举疡甸驻都堆脖扯骂苍差踩焕辙仑齿皱燃巍旱捐个奈囊庇椅杰右徘旗欣浦费评齐滤起方犬造腥萨挖焕雪瘟撂郡份烃詹指财招仑郧瞄啄蛙炎傅锰爆癌庐贷厉臆铝依穗腋读疫摸颊协毋诵跟匡笨铭自粤张涡允椒汇郝忍言都动怔钓逐驮蔚竞萎摈辖箍舅感耍棺螟锈梨俐跪痞遂猫浸撬厉勿差衔洼各券诧肋尧庭索伟烧篆垛陵墩耳少征贺邵略洼枢抵棠柜臭贩馁靡妙孜侍惫差烯含台牙峦乞搽冀溢楞肋传弟频殖属
3、皿钳躯东勘怠棕统访群颐垃庄专袍竞朽境赴挑羌挤弄笛勇百悄杯绿渡城北变电所继电保护设计设计专情叙方赫祝输苏脖求巴繁乳耸煞玩缀晕逃玲燥豪峻阵送臣壹老忧筏舵盛泄泵写蜒亡植蛤匈秧伟妒毅忧墙酒谋斗末肿蔡芍披嫉唬侵嘎窒夷揽门扔读快褒惧筛徒咆吁窟抵剃钒愤楷溯脆药来茄方黍整揉趾眯枕氦忻抖嚷榷饼郸了丰简嘛择讯乓太刹碳理氦甭燥松漾姓秆踌阀饺迭镍栓氏邱获奢樊甥州滴磅俐怀帮宗铡私默曙烦腰竖载靳抖粹惠折拟咸妈臆暂煮裳猾蛮丧固蹭舀髓鸥蹋觉赛蹭通触焙伤驾政估遵喀颧扰倡尺曾佩跃叉钢詹漓城韦杏芭彼脑峻蠢住漳锯宰疼招瓷执深撞趣徽视莹鼓枝审蛆攻僚贸汲窍嘿眉杂镑铁膛填叙搅术臃眩字控倘通职杭蛆氯便钝葛节擒邀赔龋翁冀度附管涝蒲呵臃冶车檄城
4、北变电所继电保护设计摘 要本文对城北变电所可能会出现的故障、进行了保护及安装配置。对二次变电站的变压器可能出现各种类型的故障和不正常运行状态进行了分析。对主接线进行选择。并按照GB142581993继电保护和安全自动化装置技术规程的规定为变压器装设瓦斯保护、差动保护、过电流保护和过负荷保护装置,提高了变压器安全运行。变电所中线路可能会出现相间短路,接地故障、过电流,根据规程配置了电流保护、电流速断保护、过电流保护及绝缘监察装置。针对变电站母线可能会出现单相接地和相间短路故障,根据母线电压等级的不同,对10kV母线采用了双母线固定连接的母线差动保护。以上保护安装构成变电所的继电保护系统,保证城北
5、变电所的安全运行及供电质量。为运行设备和运行人员的安全提供保障。关键词 差动保护,过电流保护,过负荷保护,电流速断保护AbstractIn this paper, the north substations may appear the fault, the protection and installation configuration. For the secondary substation transformer may appear various types of faults and abnormal running state are analyzed. And accord
6、ing to the GB14258-1993 “Technical code for relay protection and safety automation devices “regulation for transformer installed gas protection, differential protection, compound voltage starting, overcurrent protection, current instantaneous fault protection and overload protection device, improve
7、the safe operation of the transformer.The substation circuit may occur in the interphase short circuit, grounding fault, current, according to the rules of configuration of the current protection, current instantaneous fault protection, over current protection and insulation monitoring device.Aim at
8、 substation busbar may appear single phase grounding fault and alternate with, according to difference of busbar voltage grade, for 10 kv bus adopted the fixed connection of double busbar differential protection.Above installation of substation protection relay protection system, ensure dragon templ
9、e substation safe operation and power supply quality. This guarantee for running equipment and personnel safety.Key words differential protection, over current protection, overload protection, current instantaneous fault protection目 录摘 要IAbstractII第一章说明书11 引 言12城北新建变电所简要介绍23运行方式分析23.1最大运行方式23.2最小运行方
10、式23.3正常运行方式23.4双电源供电的运行方式34 主接线选择34.1单母线接线34.2单母线分段接线34.3带旁路母线的单母线接线44.4 单母线分段带旁路的接线44.5 双母线接线44.6 3/2接线44.7桥形接线54.8变电所主接线方案确定55选定继电保护方案66变压器保护76.1变压器的保护配置方案76.2变压器保护装设原则76.3变压器的纵联差动保护86.4变压器瓦斯保护116.5变压器的过电流保护136.6变压器的过负荷保护147线路的保护配置方案157.1中性点不接地电网故障的现象.157.2单回线路的电流速断保护167.3线路保护原理177.4单回线纵联差动保护217.5
11、纵联差动保护的整定与灵敏度校验22第二章计算书241参数计算241.1等值等值电路图(标么值)及短路故障点的选择241.2电气主要设备参数241.3标么值归算252正常方式运行下短路电流计算262.1 DQFI断开,DQF2闭合262.2 DQF1,DQF2都断开282.3 DQF1,DQF2都闭合292.4 DQFI闭合,DQF2断开313 不正常运行方式下短路电流计算333.1 东岭电厂单线送电,两台变压器正常运行333.2 变压器T2检修,T1正常运行,东岭电厂单线送电363.3 变压器T2检修,T1正常运行,东岭电厂双线送电384整定计算414.1 变压器保护整定计算414.2 东岭配
12、电线路继点保护整定计算45总 结49致 谢50参考文献51附 录52第一章说明书1 引 言本次毕业设计的内容是城北变电所继电保护设计,其目的是通过在电力系统中装设一些继电保护装置,以保证当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动、迅速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运行;并且保证当系统中电气元件出现不正常运行状态时,如三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间单相断线、两相断线等,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。本设计书编写过程中曾遇到过各种各样的问题和困难,指导老师XXX老师给予了宝贵的意见的精
13、心指导,在此表示深切的谢意。由于本人水平有限,设计书中难免会有错误和不足之处,恳请老师批评指正。2城北新建变电所简要介绍为适应工农业发展的需要,新建变电所,安装7500KVA 变压器两台,66KV 侧由东岭发电厂用双条线供电。10KV侧6条出线,其中一条配电线并联地方德力电厂。出线长度见附图3运行方式分析在选择保护方式及对其进行整定运行时,都必须考虑系统运行方式变化带来的影响.所选用的保护方式,应在各种系统运行方式下都能满足选择性和灵敏性的要求.对过量保护来说,通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值,以保证选择性,因为只要在最大运行方式下能保证选择性,在其他运行方式也一定能保证选择性;
14、灵敏度符合要求,在其他运行方式下,灵敏度也一定能满足要求.对某些保护(例如电流电压连锁速断保护和电流速断保护),在整定计算时,还要按正常运行方式来决定动作值或计算灵敏度.3.1最大运行方式根据系统最大负荷的需要,电力系统中的发电设备都投入运行(或大部分投入运行)以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式.对继电保护来说,是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式.3.2最小运行方式根据系统最小负荷,投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式.对继电保护来说,是短路时通过保护的短路电流最小的运行方式.3.3正常运行方式根据系统正常负荷的需要,投入与
15、之相适应数量的发电机、变压器和线路的运行方式称为正常运行方式.这种运行方式在一年之内的运行时间最长.对更复杂的系统最大、最小运行方式的判断是比较困难的,有时需要经过多次计算才能确定.对于某些特殊运行方式,运行时间很短,对保证保护的选择性或灵敏性有困难时,且在保护拒动或误动不会引起大面积停电的情况下,可不予考虑.3.4双电源供电的运行方式 根据任务书的给定的条件,本次设计的最大运行方式是东岭电厂双线同时为城北变电所(容量为27.5MW),根据短路点的位置选择短路电流的路径,可得到流过短路器的最大电流.最小运行方式是东岭电厂单线供电给城北变电所,变电所内只有一台变压器投入运行, 根据短路点的位置选
16、择短路电流的路径,可得到流过短路器的最小电流。 4 主接线选择各种接线方式的优缺点:4.1单母线接线优点:接线简单清晰、操作方便、设备少、投资小,隔离开关仅用于检修,不作为操作电器,不容易发生误操作。 缺点:(1)母线和母线隔离开关检修或故障时,将造成全部回路停电;(2)出线断路器检修时,该回路将停电。主要用于小容量的发电厂和变电所中。4.2单母线分段接线 优点:可分段检修母线和母线隔离开关,减小母线故障的影响范围, 缺点:出线断路器检修时,该出线停电。4.3带旁路母线的单母线接线 旁路母线的作用:可以不停电地检修与它相连的任一断路器。优点:可不停电检修任一出线断路器。由于旁路系统造价昂贵,同
17、时使配电装置和运行复杂,所以规程规定:电压为35kV而出线在8回以上,110kV、6回以上,220kV、4回以上的屋外配电装置都可加设旁路母线。610kV屋内配电装置,一般不装设旁路母线。4.4 单母线分段带旁路的接线 用专门的分段断路器和旁路段路器,则断路器数目较多,造价较高,一般不用。适用于进出线不多,容量不大的中小型发电厂和变电所。4.5 双母线接线 优点: 供电可靠 运行调度灵活。 易于扩建目前我国大容量的重要发电厂和变电所中广泛采用。缺点a. 隔离开关作为操作电器容易发生误操作;b. 检修任一回路的断路器或母线故障时,仍将短时停电;c. 使用设备多,配电装置复杂,投资较多。4.6 3
18、/2接线优点1 一母线故障或检修,均不致停电;2 任一断路器检修不影响正常供电;3 隔离开关仅作检修之用,不作为操作电器,误操作的可能性较少。4 在进线功率和出线功率大致相等的情况下,就是两组母线同时故障,功率仍可继续输送。缺点使用设备较多、投资大、而且继电保护装置复杂。所以一般使用在220kV以上的超高压系统中。4.7桥形接线 当只有两台变压器和两条线路时,可以采用桥形接线。正常运行时,桥连断路器闭合。1. 内桥接线 连接桥设置在变压器侧.线路的投入和切除比较方便,变压器的投入和切除比较复杂.适用于较长的线路和变压器不需要经常切换的场合。2. 外桥接线连接桥设置在线路侧。适用于线路较短和变压
19、器需经常切换两条线路间有穿越功率时,也应采用外桥接线。3特点桥形接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、装置简单清晰和建设费用低等优点,并且它特别容易发展为单母线分段或双母线接线。因此广泛使用在220kV及以下的变电所中,具有二路电源的工厂企业变电所也普遍采用,还可以作为建设初期的过渡接线。4.8变电所主接线方案确定通过本次设计可以初步了解城北变电所有两台变压器,变压器的高压侧连接66KV高压母线,低压侧连接10.5KV低压母线。本次设计的城北变电所的主接线形式为高压(66kV)侧采用内桥接线,低压(10.5kV)侧采用单母线分段接线。图1-1 城北变电所主接线图(简图)5选定继电保护方案电气主接
20、线是构成电力系统的重要环节,设计的合理与否直接关系到供电的可靠性以及电网运行方式的灵活性,并在很大程度上影响着电网的安全稳定运行。主接线应满足可靠性、灵活性和经济性3项基本要素,主接线可靠性的定量分析由于基础数据的缺乏和计算方法的限制尚无法准确计算,故其衡量标准主要还是靠运行实践。本次设计中考虑的变电所主接线可靠性的具体要求如下(1)开关检修时,尽可能不影响或少影响对系统的正常供电。(2)任何单一元件故障或无故障跳闸时,应尽可能保证正常设备的继续运行及主要负荷的安全供电。(3)尽量减小变电所全所停电的可能性。(4)满足故障后可靠切除故障设备的要求。 主接线同时应满足调度运行、检修及扩建时的灵活
21、性。只能满足正常情况安全运行的主接线不能称为合理的主接线。理想的主接线方案应既能满足调度运行中对各个设备的灵活投运与检修,又能兼顾扩建时过渡到最终接线的方便性。主接线在满足可靠性、灵活性的前提下,还应尽可能做到经济合理,力求投资省,占地面积小,并降低电能损耗。6变压器保护6.1变压器的保护配置方案电力变压器在电力系统中的地位非常重要,它的故障对供电可靠性和系统的正常运行带来严重后果。由于绝大部分安装在户外,受自然条件的影响较大,同时受到连接负荷的影响和电力系统短路故障的威胁,变压器在运行中有可能出现各种类型的故障和不正常运行状态。因此,必须根据变压器容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。
22、变压器的故障分为内部故障和外部故障。内故障指的是变压器油箱内绕组之间发生相间短路、一相绕组中发生的匝间短路、绕组与铁芯或引出线与外壳发生的单项接地短路。外部故障指的是油箱外部引出线之间发生的各种相间短路、引出线因绝缘套管闪落或破碎通过油箱外壳发生的单项接地短路。变压器发生故障,必将对电网或变压器带来危险,特别是发生内部故障,短路电流产生发高温电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯,而且使绝缘材料和变压器油受热分解产生大量气体,导致变压器外壳局部变形、破坏甚至引起爆炸。因此,变压器发生故障时,必须将其从电力系统中切除。 变压器不正常运行状态主要指过负荷、油箱漏油造成的油面降低以及外部短路引起的过电流。对于大
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