继电保护配置与整定计算(系统51)资料

本科生(业余)毕业论文(设计)题目继电保护配置与整定计算(系统51)办学学院四川大学网络教育学院校外学习中心重庆黔江奥鹏学习中心 专业电气工程及其自动化年级0903指导教师陈皓学生姓名戴汶橦 继电保护配置与整定计算(系统51)学生：戴汶橦指导教师：陈皓摘要为了满足电网对继电保护装置提出的可靠性、灵敏性、选择性和继电保护定值的准确整定是电力系统安全运行的必要条件。然而，继尤其是需要考虑运行方式和接线方式对整定定值的影响。本设计根据数的计算；确定了所给系统的最大、最小运行方式及变压器中性点接路计算结果，进行了变压器、发电机、线路以及母线继电保护的配置Student:Dai_WentongSupervisor：Chen_HaoAbstractreliability,agility,selectivityandquicksexrequirement,givefullplaytoitsprotectiveperformance,mustchoosereasonablyprotectionsettingvalue.So,relayprotectionsettingvalueofaccuratesettingisthesafetyoftheelectricitysystemrunningthenecessarycondition.However,relayprotectionsettingvaluesettingcalculationisaverycomplicatedwork,needtheconsiderationofmanyfactors,graph51,completedthetransformerofconfigurations.Thetransformer,generators,linesandbusbarprotectionconfigurationandsettingcalculation,andgeneratorsF1,eprotectionconfigurationdiagramotectiveconfigurationprotectionsetting 前言. 第一章互感器的配置........................................3 1.4母线互感器配置......................................7第二章等值参数计算......................................9 第三章短路电流计算......................................12 5.1发电机保护整定计算(F1、F2).......................77 (1)根据厂、所继电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量感器，应选择相应的电流互感(2)选择变压器中性点接地的位置与数量，确定系统最大运行方式(3)根据选择的运行方式，进行等值序网的化简，计算各高压母线(4)选择四条输电线路继电保护配置与计算，并给出线路继电保护(5)选择一台发电机、变压器和一条高压母线，进行元件保护的配(1)编写整计算说明书一份。其内容包括所选择的电流、电压互感器的型号及变比，变压器中性点接地位置及台数，各元件、线路参数的计算，各序网的制定，短路电流计算的过程(要求列出短路电流计算成果表)，各种继电保护计第一章互感器的配置(1)发电机F1、F2(型号：QF-50-2)GNGNI=3440A,COS=0.8。发电机的最大工作电流：GNGNI=1.05PGN=1.0550103=3608Amax3UCOS310.50.8GNGN故，选择电压互感器PT:JDJ-10,额定变比为10000/100(2)发电机F3、F4(型号：QF-25-2)GNGNI=1720A,COS=0.8。发电机的最大工作电流：GNGNI=1.05PGN=1.0525103=1804Amax3UCOS310.50.8GNGN故，选择电压互感器PT:JDJ-10,额定变比为10000/100(3)发电机F5、F6(型号：TS410/159-16)GNGNI=3670A,COS=0.85。发电机的最大工作电流：GNGNI=1.05PGN=1.0534103=3853AmaxUCOS30.85GNGN故，选择电压互感器PT:JDJ-6,额定变比为6000/100(1)变压器B1、B2(型号：SFS－60000)GN侧)，侧侧参Y-△=55(2000/5)数△(10000/100)Y5(4000/5)称额定电压(kV)额定电流(A)别按产品样本选用各Y-△=55(600/5)(2)变压器B3、B4(型号：SFPL1－50000)额定电流(A)：称额定电压(kV)额定电流(A)线组别按产品样本选用数△(10000/100)Y5(3000/5)Y-△=(500/5)(3)变压器B5、B6(型号：SFSZL1－50000)GN侧侧参Y-△=55(2000/5)数△(10000/100)Y5(3000/5)称额定电压(kV)额定电流(A)别按产品样本选用各Y-△=(500/5)(4)变压器B7、B8(型号：SFL1－20000)额定电流(A)：称额定电压(kV)额定电流(A)别数△(10000/100)Y5Y-△=55按按产品样本选用(2000/5)(200/5)(5)变压器B9、B10(型号：SFSL1－31500)额定电流(A)：称额定电压(kV)额定电流(A)别按产品样本选用数△(10000/100)Y5(2000/5)Y-△=55(300/5)(6)变压器B11、B12(型号：SFSZL7－40000)称额定电压(kV)额定电流(A)数△Y-Y-侧((10000/100)Y5(3000/5)按产品样本选用△=(400/5)=55(2000/5)(7)变压器B13、B14(型号：SFL1－40000)＝2199(10.5kV称额定电压(kV)额定电流(A)别按产品样本选用数△(10000/100)Y5(3000/5)Y-△=(300/5)110－B(400/5)；电压互感器可选择JCC2－110(3)。双母线母联，其最大工作电流Imax为变压器B1或B2的Imax，即为maxGN与变压器B5、B6相连的双母线母联，其Imax为变压器B5或B6的maxGNmaxGN3第二章等值参数计算bbav①F1、F2：型号QF-50-2，额定容量S=50=62.5MVA=50MV,GN0.8X=0.124XbbjS62.5GN0.8dX=Xb=0.126=0.4032X=X0*j0X=X0*j0S==40MVA,X=0.199dX=Xb=0.199=0.4975*jdS40X=Xb=0.061=0.15250*j0S40S(12)S(31)S(23)NT各绕组短路电压分别为：VVVV%)=(6+10.517)=0.25S2S(31)S(23)S(12)2V%S6.25100X=S1b==0.1042TX=S2b==0.1792TVS0X=S3b==0.0042SNTkNTbNT③B5、B6：型号SFSZL1－50000S(12)S(31)S(23)NT各绕组短路电压分别为：VVSSSS2SX=S1b==0.2150NTVS0.25100X=S2b==0.005NTVS100X=S3b==0.1350NTkNTbNT⑤B9、B10：型号SFSL1－31500kNTNT⑥B11、B12：型号SFSZL7－40000SNTKVASNTKVASSSX=S1b==0.2688NTX=S2b==一0.0063NTVS100X=S3b==0.1688NT⑦B13、B14：型号SFL1－40000kNTbNTXL3:XL4:XL5:U21152bSU21152bU21152bU21152bU21152bU21152b*jX=X*jX=X*jX=X*jX=X*jX=X*j第三章短路电流计算如何选择发电机或变压器中性点的运行方式，是一种比较复杂的综合性的技术经济问题，不论采用哪一种运行方式，都涉及到供电可靠性，过电压绝缘配合，继电保护和自动装置的正确动作，系统的布置，电讯及无线电干扰，接地故障时对生命的危险以及系统稳定等一⑤在双母线上有多台变压器运行的发电厂，每组母线上变压器中3.2最大运行方式及变压器中性点接地地位置及台数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投入的运行方式。系统在最大运行方式工作的时候，等值阻抗最小，3.3最小运行方式及变压器中性点接地地位置及台数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。对通常都是根据最大运行方式小运行方式下灵敏度一定能满足要求。它是指供电系统中的发电机，时候，应该满足等值阻抗最大，短路电流最小，发电机容量最小的条两台并列变压器中性点必须之一接地，另一台不接地(假设编号为奇1)系统接线化简为：10110112)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。23451)系统接线化简为：1011012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。456X==0.0500222X==0.16665321)系统接线化简为：10101线路L3:X=0.0815,X=3X=0.24453012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。456X==0.050022X==0.16665321)系统接线化简为：线路XL1:X=0.0725,X=3X=0.217501线路XL3:X=0.0968,X=3X=0.290401012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。456X=+0.2175=0.26752X522X==0.16665321)系统接线化简为：XX101012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。45622X==0.16665321)系统接线化简为：10101XLXXX012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。456X=+0.5079=0.5579222X==0.16665321)系统接线化简为：01012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。45622X==0.16665321)系统接线化简为：XX10101012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。45622232进一步将对称支路合并，并做一定化简：1)系统接线化简为：XX10110112)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。231)系统接线化简为：101012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。123121)系统接线化简为：101101线路L3:X=0.0815,X=3X=0.24453012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。12312121)系统接线化简为：线路XL1:X=0.0725,X=3X=0.217501线路XL3:X=0.0968,X=3X=0.290401012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。123121)系统接线化简为：XX1011012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。112321)系统接线化简为：LXXX910101012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。1231221)系统接线化简为：01012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。1231)系统接线化简为：XX10101012)制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗。11231X0d1d2d3d4dd5d6d7d8E111111111111111X负序阻抗零序阻抗B(1)D1点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=2.2056kA1短路电流:fal(2)D2点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=1.8994kA1短路电流:fal(3)D3点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.7472kA1短路电流:fal(4)D4点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=1.0925kA1短路电流:fal(5)D5点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=1.3716kA1短路电流:fal(6)D6点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.8109kA1短路电流:fal(7)D7点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.9409kAalX+X(1)B0.1971+0.33671短路电流:fal(8)D8点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.3990kAalX+X(1)B0.3420+0.91631短路电流:fal2.两相短路接地的短路电流计算(1)D1点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=4.2723kA1短路电流:Afal(2)D2点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=3.5477kAalX+X(1,1)B0.1090+0.03251短路电流:fal(3)D3点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=1.6427kAalX+X(1,1)B0.1905+0.11511短路电流:fal(4)D4点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=2.3349kAalX+X(1,1)B0.1362+0.07881短路电流:fal(5)D5点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=2.6242kAalX+X(1,1)B0.1354+0.05591短路电流:Afal(6)D6点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=1.7340kAalX+X(1,1)B0.1833+0.10621短路电流:fal(7)D7点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1)=EI=10.5020kA=1.8006kAalX+X(1,1)B0.1971+0.08171短路电流:fal(8)D8点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=0.9022kAalX+X(1,1)B0.3420+0.21441短路电流:fal3.两相短路的短路电流计算(1)D1点短路电流计算=0.0814，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=3.0835kAalX+X(2)B0.0814+0.08141I(2)=m(2)I(2)=33.0835=5.3408kAfal(2)D2点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=2.3028kAalX+X(2)B0.1090+0.10901短路电流:I(2)=m(2)I(2)=32.3028=3.9885kAfal(3)D3点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.1376kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.1376=2.2821kAfal(4)D4点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.8429kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.8429=3.1920kAfal(5)D5点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.8538kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.8538=3.2108kAfal(6)D6点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.3693kAB1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.3693=2.3718kAfal(7)D7点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.2735kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.2735=2.2057kAfal(8)D8点短路电流计算=0.3420，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=0.7339kAalXXB4201短路电流:I(2)=m(2)I(2)=30.7339=1.2712kAfal4.三相短路的短路电流计算(1)D1点短路电流计算(2)D2点短路电流计算(3)D3点短路电流计算(4)D4点短路电流计算(5)D5点短路电流计算(6)D6点短路电流计算(7)D7点短路电流计算(8)D8点短路电流计算B(1)D1点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=1.1446kA1短路电流:fal(2)D2点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=1.0329kA1短路电流:fal(3)D3点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.5747kA1短路电流:fal(4)D4点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.7972kA1短路电流:fal(5)D5点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.8303kA1短路电流:fal(6)D6点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.5832kAXB1短路电流:fal(7)D7点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.5777kA1短路电流:fal(8)D8点短路电流计算m(1)=3I(1)=EI=10.5020kA=0.3150kA1短路电流:fal2.两相短路接地的短路电流计算(1)D1点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=2.2311kA1短路电流:fal(2)D2点短路电流计算m(1,1)=31一[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=1.9308kAB1短路电流:fal(3)D3点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1)=EI=10.5020kA=1.1718kAalX+X(1,1)B0.2806+0.14781短路电流:fal(4)D4点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1)=alX1短路电流:fal(5)D5点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=1.5881kAalX+X(1,1)B0.2239+0.09221短路电流:fal(6)D6点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1)=EI=10.5020kA=1.1896kAalX+X(1,1)B0.2763+0.14571短路电流:fal(7)D7点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1,1)=EI=10.5020kA=1.1180kA1短路电流:fal(8)D8点短路电流计算m(1,1)=31[XX/(X+X)2]2020I(1)=EI=10.5020kA=0.6880kA1短路电流:fal.两相短路的短路电流计算(1)D1点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.6246kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.6246=2.8139kAfal(2)D2点短路电流计算I(2)=EI=10.5020kA=1.2607kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.2607=2.1835kAfal(3)D3点短路电流计算=0.2806，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=0.8945kA，alX+X(2)B0.2806+0.28061m(2)=3I(2)=m(2)I(2)=30.8945=1.5493kAfal(4)D4点短路电流计算=0.2176，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=1.1535kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=31.1535=1.9979kAfal(5)D5点短路电流计算=0.2239，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=1.1210kA1短路电流:ImI=31.1210=1.9417kAfal(6)D6点短路电流计算=0.2763，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=0.9084kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=30.9084=1.5735kAfal(7)D7点短路电流计算=0.3116，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=0.8055kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=30.8055=1.3952kAfal(8)D8点短路电流计算=0.4565，m(2)=3I(2)=EI=10.5020kA=0.5498kA1短路电流:I(2)=m(2)I(2)=30.5498=0.9523kAfal4.三相短路的短路电流计算(1)D1点短路电流计算(2)D2点短路电流计算(3)D3点短路电流计算(4)D4点短路电流计算(5)D5点短路电流计算(6)D6点短路电流计算(7)D7点短路电流计算(8)D8点短路电流计算短路短路点最小方式最小方式最小方式最小方式最小方式最小方式最小方式最小方式(kA)5.46422.9679(kA)第四章继电保护配置4.1发电机保护配置(F1、F2)路保护路保护③发电机外部相间短路保护(相间短路后备保护)地保护⑥励磁电流异常下降或消失保护(失磁保护)护4.2变压器保护配置(B1、B2)①引出线、套管及内部短路保护②相间短路的后备保护③过负荷保护变压器接地后备保护取接地中性线上的电流，采用简单的定时限过电流保护，反应主变高压侧绕组及引出线的接地故障，并作为系统斯继电器保护后，一定程度上避免了类似事件的发生。瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同，反应这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护，也叫气体保护。在气体保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板，两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于气体继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。4.3线路保护配置4.4母线保护配置b作电流第五章继电保护整定5.1发电机保护整定计算(F1、F2)(1)躲过外部短路时的最大不平衡电流I=KKKfIDZ.bkfzqzxid.max(2)躲过电流互感器二次回路断线时，发电机的最大负荷电流I=KI=1.33440=4472(A)DZ.bkef取以上两者中的最大者，为保护的动作电流。差动继电器的动作电流：I=IDZ.b=4472=5.59(A)dz.jn800Lb.差动线圈匝数W的计算：cd.jsI5.59dz.j取整数11匝,则I=5.45(A)dz.2c.灵敏度检验lmI5.45dzjn800Le.保护动作时限整定bp.2Z+ZZ10+99lcJhhI=(KI+KI)=(20.53+1.50.67)=2.429(A)DZ.bKkjb.FKBP.10.85I=IDZ.b=2.429=0.033(A)dz.jW(1+Zj39(1+9)2Z2Z)10lmI2.429算a流fLb器的动作电压Ldz.j.2e.2c.相间电压继电器二次动作电压U=0.6U=0.6100=60(V)dzje.2d.灵敏度校验K=Id.min=2.82>1.2,符合要求。lmIdz.j④过负荷保护整定计算I=KKIkzqe.f=1.223440=10.35(A)dz.jKn0.85800hdz.jb.保护动作时限整定5.2变压器保护整定计算(B1、B2)I=KI=1.3315=409.5(A)dz.jbke.B(2)躲过外部短路时的最大不平衡电流I=KI=K(KK*f+U+f)Idz.jbkbp.maxkfzqzxizad.maxI=KI=1.3315=409.5(A)dz.jbkfh.max取以上最大者，为保护的动作电流I=1481.5(A)。dz.jbb.确定继电器基侧差动线圈匝数IKIjdzjb21.38(A)dz.j.jbn120L差动线圈匝数cd.jbI21.38dz.j.jbc.确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数ph.jscd.jbI4.4Wcdf=ph.jsph.z=f=ph.jsph.z==0.0390.05zaWW0.34+4ph.jsph.ze.灵敏度校验334K=wg=lmA保护的整定保护的整定a整定I=kI=kI=2315=889.4(A)dz.bKfh.max0.85h继电器的动作电流：I=Idz.b=889.4=7.4(A)dzjn120Lb.负序电压继电器的动作电压dz.j.2e.2c.相间电压继电器二次动作电压U=0.6U=0.6100=60(V)dzje.2d.灵敏度校验K=d.min==2.46>1.5KIKI侧：I=ke1.Bdz.jKnhL==3.89(A)nI=KI=1.2315=378(A)dz.0.IkI=Idz.0.I=378=3.15(A)dz.0.I.jn600/5L灵敏度校验minlmI378mmL1E1100103I=xt=I=Ext=1100103=781(A)取ZII=331(A)作为零序电流II段的定值dz.0.IIK2I=Idz.0.II=497=4.14(A)dz.0.II.jn600/5L动作时限：取5.5S5.3线路保护整定计算这里以线路X、X、X、X为例进行计算。L1L2L3L41.线路X保护整定计算L1(1)线路X靠变压器B1、B2侧的开关动作整定计算。L1ZKX0.80.4247.68()DZ.IkL12)距离II段L3ZKXKKZ0.80.4240.80.43217.92()DZ.IIkL3kfzDZ.Ib.灵敏度校验lmX0.424L1原则：躲过最小负荷阻抗Z整定fh.min0.9U1ZKDZ.IIIZKDZ.IIIZ3Icos()fhmaxlmfhb度校验KXD.Z.III67.88.81.5lmX0.424L②零序保护E1IxtL1dz.0.IK1.3I=Idz.0.I=764=9.5(A)dz.0.I.jn80Lb.零序电流II段，取K=2mdz.0.IIK2I497I=dz.0.II==6.2(A)dz.0.II.jn80Lc.零序电流三段，取K=2.5mdz.0.IIIK2.5I=dz.0.III==4.96(A)dz.0.III.jn80L(2)线路X靠变压器B5、B6侧的开关动作整定计算计算。L1Z=KX=0.80.424=7