机电工程电力设计毕业论文.docx

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1、机电工程电力设计毕业论文专科毕业设计（论文）题目：某I1OkV电力系统继电保护设计学生姓名：专业班级：自动化生产设备应用XX班学号：XXXXX院（系）：机电工程系指导老师：XXX完成时间：20XX年X月XX日某I1OkV电力系统继电保护设计摘要：本次毕业设计的要紧内容是I1OkV电力系统继电保护的配置，并根据继电保护配置原理，对所选择的保护进行整定与灵敏性校验，确定方案中的保护。设计分为八个章节，第三、四章是计算系统的短路电流，确定运行方式；第五章是各类设备的保护配置。其中变压器保护包含保护原理分析、保护整定计算与灵敏性校验，主保护使用的是纵联差动保护与瓦斯保护，两者结合做到优势互补，后备保护

2、是复合电压启动过电流保护。母线保护包含保护原理分析,使用了完全电流差动保护，简单可靠。I1okV侧的输电线路使用了距离I、山保护，由于它的电压等级较高，还考虑了零序电流I、In保护。关于发电机主保护使用了纵差动保护，后备保护使用了发电机定子绕组接地保护。关键词：短路电流，整定计算，灵敏度，继电保护，微机保护1开题报告12方案比较23确定运行方式43. 1标幺值计算43 .2短路电流的计算54 .3确定运行方式204短路计算204. 1各类运行方式下各线路电流计算204.2各输电线路两相短路与三相短路电流计算225继电保护的配置235. 1继电保护的基本知识236. 2变压器的保护配置255.2

3、.1变压器配置255.2.2保护配置的整定285.3母线的保护配置315.3.1保护配置的原理315.3.2电流差动保护配置的整定345.4输电线路保护配置355.4.1保护配置的原理355.4.2保护配置的整定385.5发电机保护配置445.5.1保护配置的原理445.5.2保护配置的整定456结论487总结与体会498谢辞509参考文献51由于电力系统的飞速进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进展又为继电保护技术的进展不断注入新的活力。未来继电保护的进展趋势是向计算化，网络化及保护，操纵，测量，数据通信一体化智能化进展。电能是一种特殊的商品，为了远距离传送,

4、需要提高电压,实施高压输电,为了分配与使用，需要降低电压,实施低压配电,供电与用电。发电一一输电一一配电一一用电构成了一个有机系统。通常把由各类类型的发电厂,输电设施与用电设备构成的电能生产与消费系统称之电力系统。电力系统在运行中，各类电气设备可能出现故障与不正常运行状态。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。故障要紧包含各类类型的短路与断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线与两相断线等。本次毕业设计的要紧内容是对I1OkV电力系统继电保护的配置，参照电力系统继电保护配置及整定计

5、算，并根据继电保护配置原理，对所选择的保护进行整定与灵敏性校验从而来确定方案中的保护是否适用来编写的。设计分八大章节，其中第三、四章是计算系统的短路电流，确定运行方式；第五章是对各类设备保护的配置，首先是对保护的原理进行分析,保护的整定计算及灵敏性校验。其中对变压器保护包含保护原理分析与保护整定计算与灵敏性校验，其中主保护使用的是纵联差动保护与瓦斯保护，用两者的结合来做到优势互补，后备保护有复合电压启动过电流保护。母线保护包含保护原理分析，使用了完全电流差动保护，简单可靠。I1okV输电线路使用了距离I、In保护，同时由于它的电压等级较高，我还考虑了零序电流I、HI保护。关于发电机主保护使用了

6、纵差动保护，后备保护使用了发电机定子绕组接地保护。由于本人水平有限，设计之中难免有些缺陷或者错误，望批判指正。本次毕业设计的要紧内容是对IIokV电力系统继电保护的配置。能够根据继电保护配置原理，根据经验习惯，先选择两套初始的保护方案，通过论证比较后认可其中的一套方案，再对这套方案中的保护进行确定性的整定计算与灵敏性校验，看看它们是否能满足要求，假如能满足便能够使用，假如不能满足则需要重新选择，重新整定与校验。确定两个初始方案如下：方案1：保护对象主保护后备保护变压器纵联差动保护、瓦斯保护复合电压启动过电流保护、过负荷保护母线电流相位比较式母线差动保护输电线路距离I、In保护零序电流I、III

7、保护发电机纵联差动保护方案2：定子绕组接地保护保护对象主保护后备保护变压器电流速断保护、复合电压启动过电流保护、零序电流保护瓦斯保护母线电流相位比较式母线差动保护输电线路距离I、In保护零序电流I、HI保护发电机纵联差动保护定子绕组接地保护关于变压器而言，它的主保护能够使用最常见的纵联差动保护与瓦斯保护，用两者的结合来做到优势互补。由于变压器差动保护通常使用三侧电流差动，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与低压侧电流互感器，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，从而能够更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路与主变压器绕

8、组匝间短路故障。考虑到与发电机的保护配合，因此我们用纵联差动保护作为变压器的主保护，不考虑用电流速断保护。瓦斯保护要紧用来保护变压器的内部故障，它由于一方面简单，灵敏，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才能做到优势互补，效果更佳。后备保护首先能够使用复合低电压启动过电流保护，这要紧是考虑到低电压启动的过电流保护中的低电压继电器灵敏系数不够高。由于发电机-变压器组中发电机才用了定子绕组接地保护，因此，变压器不使用零序电流保护。I1OkV侧的母线接线能够使用完全电流差动保护，简单，可靠也经济。关于I1okV侧的输电线路，能够直接考虑用距离保护，

9、由于在电压等级高的复杂网络中，电流保护很难满足选择性，灵敏性与快速切除故障的要求，因此这个距离保护也选择得合理，同时由于它的电压等级较高，我们还应该考虑给它一个接地故障保护，先选择零序电流保护，由于当中性点直接接地的电网（又称大接地电流系统）中发生短路时,将出现很大的零序电流,而在正常运行情况下它们是不存在的。因此,利用零序电流来构成接地短路的保护,就有显著的优点。发电机则使用纵联差动保护作为主保护，定子绕组接地保护作为后备保护。综上所述，方案1比较合理，方案1保护作为设计的初始保护，在后续章节对这些保护进行整定与校验，是否符合设计要求。3确定运行方式3.1 标幺值计算本次设计中取S=100M

10、VA,队=G，系统用一个无限大功率电流代表，它到母线的电抗标幺值噌=照川25。各元件的电抗标幺值计算如下:变压器片匕33=。.33用I(X)Sn1()()31.5变压器B2的各绕组短路电压分别为:%=(1-2)%+(3-1)%-(2-3)%=17+10.5-6.0=21.52%=(i-2)%+(2-3)%-Ve)%=17+6.0-10.5=12.5%=(2-3)%(3-1)%-K(i-2)%=6.010.5-17=-0.5因此,变压器的电抗值为xft=鳖x&=2x=0.67%100SN10031.5匕SB12.5100八4八XK=X-J1=0.40%100SN10031.5匕SB-0.5100

11、八八y八-s-=-0.0160%100SN10031.5变压器4.鳖N=也X=0.525叫100Sn10020变压器B4鬻子器詈。必线路11X.=0.4100-=0.4100-=033kVvHO2线路。巧=0.450=0.17GI1O2线路4X,=0.430=0.099%I1O2线路4I(V)xz=0.4607=0.241HO2因此，I1OkV电力系统继电保护的等值网络如图3.1所示。图31HOkV电力系统等值网络3.2 短路电流的计算IIOkV电力系统正常运行时，发电机存在三种运行情况，即：两台发电机同时运行、一台发电机退出运行另一台单独运行与两台同时运行；变压器有两种运行方式，即：一台变压

12、器退出另一台变压器单独运行与两台变压器同时运行。下面分别分析各类情况下系统运行时的转移电抗，计算电抗与短路电流。（一）两台发电机同时运行，变压器4、B2、B3、必同时投入运行。进行网络化简：x14=(x3x6)x5=3N-+x5=52x.467=90x3+x60.52+0.40/、(0.52+0.33)0.9CzIyIx=(x9+x4)x,=-=0.4415250.52+0.33+0.9=-x=xfix9=0.525=0.26将Xo、/和%构成的三角形电路化简为由右、/和0构成的星形电路，计算如下:_yi2!8-；XU)+玉2，.330.099=00520.33+0.099+0.20“19XI

13、oXI30.330.20CS=0.10AW+玉2+$3033+0.099+0.200.099x0.20=0031x10+x12+X130.33+0.099+0.20系统的等值化简网络如图3.2所示。1/0.125SO12/0.099C10/0.3316/0.213/0.2017/0.26-oF1/0.125/18/0.05219/0.10/27/0.0997SQ7_Z-V-V-V-XXOFGaf220/0.031.j7/0.26B图3.2系统的等值化简网络（1）转移电抗与计算电抗计算当力发生短路时X21=KX7+）（X16+工19）+为8(0.26+0.031)(0.12+0.10)C=1-0

14、.0520.26+0.031+0.120.10二0.18因此，工点发生短路时的等值网络如图3.3所示。1/0.125/21/0.18SOzv-_-OP图3.3力点发生短路时的等值网络.系统S对短路点1的计算电抗为：%F盘=。,125、我=12t,Sb100发电机大、6对短路点力的计算电抗为：2x2，X=0.18-=0.09JS100当f2发生短路时X22=(x1+x18)/(x17+X20)+X19(0.125+0.052)x(0.26+0.031)00.125+0.0520.26+0.031=0.21因此，力点发生短路时的等值网络如图34所示。22/0.21/16/0.12QQZ*Z*_/OZ*V*OFNf2图3.4人点发生短路时的等值网络.系统S对短路点f2的计算电抗为：xi.=xfi=0.21=1.68挺fiSb100.发电机、居对短路点力的计算电抗为：2x23X.=0.12=0.06I(X)当人发生短路时83=%+/=0125+0.052=0.177x24=x16+X19=0.12+0.10