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电力系统继电保护课程设

计报告

（2012—2013学年 第一学期）

题 目 100MW发电机组继电保护自动装置的

整定计算

系 别 电子与电气工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0920325 学 号 092032512 姓 名 指导教师 黄新 完成时间 2012.11.26 评定成绩

目 录

第一章 绪 论 ............................................................................................................................. 1

1.1继电保继电保护概述 ........................................................................................................ 1 1.2 课程设计的主要内容及基本思想 ................................................................................. 2

1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标 .............................................................. 2 1.2.2课程设计的基本思想及设计工作步骤 .................................................................. 3

第二章 发电机变压器组参数及系统运行方式 ............................................................................. 4

2.1 100MW发电机组一次电气主接线方式 ............................................................................ 4 2.2 主要设备型号及参数 ....................................................................................................... 5

2.2.1发电机的选型 .......................................................................................................... 5

QFSN—100--2 ................................................................................................................................... 5

2.2.2变压器的选型单元接线的主变压器 ...................................................................... 6 2.3系统运行主变压器和发电机中性点接地方式 ................................................................ 6

2.3.1变压器中性点接地方式 .......................................................................................... 6 2.3.2发电机中性点采用非直接接地方式 ...................................................................... 7 2.4相关短路点及短路方式的选择 ........................................................................................ 7

2.4.1基准值选择 .............................................................................................................. 7 2.4.2线路等值电抗计算 .................................................................................................. 7 2.4.3变压器等值电抗计算 .............................................................................................. 7 2.5 短路计算点的选择 ........................................................................................................... 8

2.5.1电网等效电路图 ...................................................................................................... 8 2.5.2 系统阻抗计算 ......................................................................................................... 8 2.5.3 d6点短路计算 ......................................................................................................... 8 2.5.4 d3点短路计算 ......................................................................................................... 9 2.5.5 整定电流选择 ......................................................................................................... 9

第三章 发电机变压器组保护配置的选取及整定原则 ............................................................... 9

3.1发电机部分—发电机纵差保护整定 .............................................................................. 10 3.2变压器部分-瓦斯保护 .................................................................................................... 11

3.2.1 变压器瓦斯保护的作用 ....................................................................................... 11 3.2.2 变压器轻瓦斯保护的原理 ................................................................................... 12 3.2.3 轻瓦斯保护的整定 ............................................................................................... 12

第四章 继电保护整定计算 ......................................................................................................... 12

4.1发电机部分——发电机纵差保护整定 .......................................................................... 12 4.2继电保护整定计算结果一览表 ...................................................................................... 13 第五章 实训总结 ......................................................................................................................... 14 第六章参考文献 ............................................................................................................................. 14

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第一章 绪 论

1.1继电保继电保护概述

电力系统在运行中，由于电气设备的绝缘老化、损坏、雷击、鸟害、设备缺陷或误操作等原因，可能发生各种故障和不正常运行状态。最常见的而且也是最危险的故障是各种类型的短路，最常见的不正常运行状态是过负荷，最常见的短路故障是单相接地。这些故障和不正常运行状态严重危及电力系统的安全和可靠运行，这就需要继电保护装置来反应设备的这些不正常运行状态。

所谓继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气设备所发生的故障或不正常状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本作用是： ⑴ 当电力系统发生故障时，能自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，以保证系统其余部分迅速恢复正常运行，并使故障设备不再继续遭受损坏。

⑵ 当系统发生不正常状态时，能自动地、及时地、有选择性地发出信号通知运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。

可见，继电保护装置是电力系统必不可少的重要组成部分，对保障系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。为完成继电保护的基本任务，对于动作于断路器跳闸的继电保护装置，必须满足以下四项基本要求： ⑴ 选择性

选择性是指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量缩小停电范围。继电保护装置的选择性，是依靠采用合适类型的继电保护装置和正确选择其整定值，使各级保护相互配合而实现的。 ⑵ 快速性

为了保证电力系统运行的稳定性和对用户可靠供电，以及避免和减轻电气设

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备在事故时所遭受的损害，要求继电保护装置尽快地动作，尽快地切除故障部分。但是，并不是对所有的故障情况，都要求快速切除故障，应根据被保护对象在电力系统中的地位和作用，来确定其保护的动作速度。 （3）灵敏性

灵敏性是继电保护装置对其保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力，一般以灵敏系数K表示。灵敏系数K越大，说明保护的灵敏度越高。每种继电保护均有特定的保护区(发电机、变压器、母线、线路等)，各保护区的范围是通过设计计算后人为确定的，保护区的边界值称为该保护的整定值。 ⑷ 可靠性

可靠性是指当保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置能够可靠动作而不致拒绝动作，而在电气设备无故障或在保护范围以外发生故障时，保护装置不发生误动。

保护装置拒绝动作或误动作，都将使保护装置成为扩大事故或直接产生事故的根源。因此，提高保护装置的可靠性是非常重要的

以上对继电保护装置所提出的四项基本要求是互相紧密联系的，有时是相互矛盾的。例如，为了满足选择性，有时就要求保护动作必须具有一定的延时，为了保证灵敏度，有时就允许保护装置无选择地动作，再采用自动重合闸装置进行纠正，为了保证快速性和灵敏性，有时就采用比较复杂和可靠性稍差的保护。总之，要根据具体情况 (被保护对象、电力系统条件、运行经验等)，分清主要矛盾和次要矛盾，统筹兼顾，力求相对最优。

1.2 课程设计的主要内容及基本思想

本次设计的主要内容是一个100MW火力发电厂的电气二次部分设计。在这次设计中一共分通过以下几个步骤来完成成本次的设计任务。

1.2.1毕业设计的主要内容、功能及技术指标 1、电厂规模与主要技术指标：

（1）装机容量: 装机3台，容量分别为 2X25+50=100MW, UN=10.5KV （2） 保证供电安全、可靠、经济；

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2、主要内容：

（1）确定保护配置：根据设计任务书，分析原始资料与数据，对电厂扩建发变机组进行保护配置的选取

（2）整定计算：选择发电机变压器的保护配置对其进行整定计算。 （3）绘制保护配置图：根据电气主接线发变机组的保护要求，绘制保护配置图

1.2.2课程设计的基本思想及设计工作步骤 1.主变压器的选择

发电厂100MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL5000—2000《火力发电厂设计技术规程》的规定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过650C的条件进行选择”。 2.保护配置

发变机组的保护是保证电网的安全可靠、经济运行的关键，是提高供电可靠性的基础。

发变机组的保护配置选取原则是：确定保护配置方案时应遵照现行有关继电保护的国标GB/T15145-94《发电机变压器保护装置通用技术条件》、行标DL/T587-1996《微机继电保护运行管理规定》、反事故措施要求等规定；配置的保护性能完善、动作快速、功耗小、便于运行、维护；配置的保护应为具有相应电压等级系统成功运行经验的微机保护；保护选型同时要有利于标准化和规范化管理。应可靠性、灵活性和经济性的要求。

3、继电保护整定计算

短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。继电保护整定计算是发电厂和变电所电气二次设计的主要计算项目，它涉及接线方式及保护设备选择。保护整定的计算对保护方式的选择起到验证的作用，能够更合理的对发变机组的保护配置进行选择，保证系统的安全可靠性。

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