设计说明书发电厂300MW发电机继电保护设计.docx

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1、设计任务书课程设计题目：发电厂300MW发电机继电保护设社课程名称：电力系统继电保护一、设计题目：发电厂300MW发电机继电保护设计二、原始资料：1、所设计发电厂的简要介绍：发电厂地处秀丽的辽河之滨，距市区5公里。是国家“八五”期间的重点建设项目，是辽宁省第一座集资兴建的大型坑口电站，规划容量240万千瓦，期工程安装4台30万千瓦国产燃煤机组，首台机组于1993年2月并网发电，一期工程1996年全部结束，二期工程拟安装2台60万千瓦机组。发电机-变压器组采用单元接线，接至220KV母线上。厂用工作电源取自发电机出口，厂用备用电源引至220KV母线。2、电气部分主要设备：1、一号发电机F1：QF

2、SN-300Ps=300MWUn=20KVXd%=15.5%cos=0.852、一号主变B1SFP7-370000/220(2422X2.5%)/20KVSn=370MVAUd妒14.4YN.d113、一号厂用工作变B1：SFP7-40000/2040/25-25MVA(2022.5%)KV6.3-6.3Ud1-2=U,d1-2=144、一号机起动备用变B3：SFP7-4000022040/25-25MVAUd1-2=U,d1-2=15(23281.5%)KV6.3-6.3YN,d11-d11(2#、3#、4#机组各相关电气元件参数同上)3、系统运行情况：Xmax=O.054Xmin=O.03

3、2三、设计任务：1、确定全厂电气主接线。2、计算系统各元件的等值电抗，以SB=IooMVAUB=UaV为基准。3、根据继电保护和安全自动装置技术规程，对发电机进行保护配置，写出配置方案。4、选择整定计算中需要用到的短路点，对该点进行网络化简，计算短路电流。5、对发电机主保护进行整定计算。选择需要的继电器。6、画出发电机主保护的原理图、交流展开图、直流展开图。四、编写设计说明书1、格式（1）参考教材（中文摘要、目录、引言、正文、结论、参考文献等）（2）格式规范（参看沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范）2、内容要求：设计内容全面，说明部分条理清晰，计算过程详略得当。（1）原始资料分析（2）参数归

4、算（3）配置方案，整定方案（4）网络化简，计算短路电流（5）保护原理说明（6）整定计算过程（7）画图3、课程设计说明书装订顺序为：封面、成绩评审意见表、引言、目录、正文、结论、参考文献、附录。五、时间进度安排；顺序阶段日期计划完成内容备注1熟悉题目、学习规程，保护配置2参数规算，短路电流计算及整定计算3绘制图纸及编写设计说明书4整理、完成、提交设计成品六、参考书目录电力系统继电保护谷水清中国电力出版社继电保护和安全自动装置技术规程电力工程设计手册（一）中国电力出版社电力工程设计手册（二）中国电力出版社引言继电保护在发电、供电和用电中处于极为重要的地位，是保证电网安全可靠运行和人们生产生活用电的

5、关键技术。继电保护的设置、整定、维护和试验水平将直接影响供电的可靠性、质量及用电设备的安全。继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置是完成继电保护功能的核心。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地

6、吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。可以说从90年代开始我国继电保护技术

7、已进入了微机保护的时代。国内目前在电力系统的计算机监控、远程、通信方面发展很快。大部分信息已经数字化了，迫使继电保护必须加快数字话进程，使电力系统各环节，如发电、输电、配电及用户端实现测量、保护、控制、调节综合自动化、数字化、信息化等。电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术的发展得天独厚。引言IV中文摘要71电气主接线的选择81.1 概述81.2 主接线的设计原则81.2.1 所在电力系统中的地位和作用81.2.2 远期的发展规模81.2.3 重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响8

8、1.2.4 台数对主接线的影响81.2.5 容量的有无和大小对主接线的影响81.3 主接线设计的基本要求92继电保护概述102.1 继电保护的任务102.2 对继电保护的基本要求102.2.1 选择性102.2.2 速动性102.2.3 灵敏性112.2.4 可靠性123短路计算概述133.2 短路的基本类型133.3 短路电流计算的一般规定133.4 短路电流计算的计算步骤144发电机保护154.1 发电机保护概述154.2 发电机常见故障154.3 发电机的不正常工作状态154.4 发电机的继电保护配置164.5 发电机纵差动保护175始数据分析195.1 发电厂的简要介绍195.2 电气

9、部分主要设备：196各原件等值电抗计算207网络化简及短路计算218配置方案和整定计算238.1 保护配置方案238.2 整定计算23结论25参考文献26附录27中文摘要本次继电保护设计的内容是发电厂300MW发电机继电保护设计,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发电机发生故障时,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运行；并且保证当系统中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。本次设计要求主要采用的保护是发电机差动保护。电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力

10、系统的安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。选择保护方式和正确的整定计算,以保证电力系统的安全运行。关键词：保护配置差动保护整定计算短路计算1电气主接线的选择1.1 概述变电所电气主接线是指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。这一部分是电力系统接线组成中的一个重要部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择,配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。1.2 主接线的设计原则1.2.1 所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所可以分为枢纽变电所、地区变电

11、所、终端变电所和中间变电所，它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性灵活性和经济性的要求也不同。1.2.2 远期的发展规模变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接的电源数和出线回数。1.2.3 重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。124台数对主接线的影响变电

12、所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型的变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性，灵活性的要求也高，而对于容量小的变电所，要求则相对较低。1.2.5 容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用是为了保证可靠的供电，适用负荷突增，设备检修，故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如：当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路，变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。1.3 主接线设计的基本要求1.3.1 可靠性1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。2

13、）主接线可靠性含一次部分和相应组成的二次部分运行中可靠性的综合。3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。4）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。1.3.2 灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：1）高度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2）检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。1.3.3 经济性1）投资省a.主接线力求简单，节省断路器隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。b.要能使断电保护和二次

14、回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。c.要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。d.如能满足系统安全运行及继电保护要求，I1Okv及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2）占地面积小主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。3）电能损失小经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。按照电气主接线的设计规则和要求，结合电厂的实际情况，是300MW的大机组，故选择单元接线来实现对系统的供电，主接线如附录所示。2继电保护概述2.1 继电保护的任务继电保护装置是一种能反应电力系统电气设备发生故障或不正常状态而作用于断路器跳闸或发出信号的自动装

15、置。为了保证对用电单位的连续供电，故障切除以后，应尽快地使电气设备再次投入运行或由其他电源和设备替代工作。因此，电力系统中除了安装继电保护以外，还需装设各种自动装置，如自动重合闸、备用电源自动投入装置以及自动低周波减载装置等。继电保护的任务：当电力系统中电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择的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。当系统中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。2.2 对继电保护的基本要求根据继电保护在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求，即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。一般情况下，作用于断路器跳闸的继电保护装置，应当同时满足这四个要求，而反应不正常工作状态并作用于信号的继电保护装置，则某一部分的要求（如快速性），可以降低一些。2.2.1 选择性系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，使非故