信息与通信继电保护课程设计-110kv电网继电保护配置与线路保护整定计算.doc

1 概述 电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，继电保护及安全自动装置能够快速、可靠、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭受损坏，既能保证其它无故障部分迅速恢复正常，又能提高电力系统运行的稳定性，是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。而课程设计是学生在校期间的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。通过课程设计，可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观念，以便更好地适应工作的需求。 本次课程设计为给110V电网继电保护配置与线路保护整定计算，首先选择过电流保护，对电网进行短路电流计算，包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算，整定电流保护的整定值。在过电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。2 发电机-变压器组保护方式的选择与配置 3.1.2.1 发电机-变压器组保护配置 （1）差动保护 发电机定子绕组相间短路是一种严重的故障，为防止其危害，要装设纵联差动保护。 （2）发电机定子匝间短路保护 大型发电机由于额定电流大，定子绕组每相都由两个或以上的并联支路组成。同一支路或同相不同支路绕组之间的短路称为匝间短路。发电机在正常运行中，定子绕组由于电晕腐蚀，长期受热，机械振动以及机械磨损等因素的影响，匝间绝缘将会逐步劣化。发生匝间短路后，在匝间电势的作用下，短路绕组内将形成很大的短路环流，其值甚至超过机端三相短路电流，因此定子绕组匝间短路是发电机不容忽视的一种严重故障形式。 （3）发电机定子绕组的接地保护 发电机发生单相接地故障的危害，主要表现在故障点的电弧将烧伤铁芯并进一步 扩大定子绕组的损坏范围。同时绕组发生一点接地后，如未能及时发现，则当绕组再发生另一点接地时，就会造成匝间或相间故障，使发电机定子遭受更严重的损坏。 （4）主变零序保护 大型电力变压器高压侧所连接的都是中性点直接接地的高压电力系统，配置于变压器高压侧的零序保护，是用来作为变压器、相邻母线及输电线路的单相接地故障的后备保护。 （5）低阻抗保护 低阻抗保护用于防护发电机及变压器内部相间短路，作为发变组差动保护的后备， 并兼作220KV母线短路的近后备以及220KV输电线路的远后备。 （6）对称过负荷保护 当发电机差动保护范围外部故障，而故障元件的保护拒动时，为了能可靠切除故障，在发电机上应装设过负荷保护。同时也作为发电机差动保护的后备。 （7）不对称过负荷保护 不对称过负荷保护不仅作为发电机相间短路的后备，而且是大型发 电机反应转子表层过热的主保护。电力系统发生不对称短路或三相负荷不平衡时，定子绕组将流过负序电流，建立起相对转子两倍转速的负序磁场。在转子表层感应出数值很大的100Hz电流，引起转子表层过热、局部灼伤，甚至造成护环受热松脱。此外，产生的100Hz交变电磁转矩作用在转子大轴和定子机座上，将引起机组振动。对于大型汽轮发电机，由于热容量相对较小，所以发热条件是决定机组承受负序电流能力的主要依据。 （8）发电机失磁保护 发电机失磁指的是励磁电流突然消失或下降到静态极限所对应的励磁电流以下（即部分失磁）。失磁的原因主要有：转子绕组短路、励磁回路开路、励磁系统故障、灭磁开关误跳闸以及误操作等。 （9）发电机过电压保护 大型机组由于自动电压调节器故障或功频调节系统反应迟缓，在满载下突然甩负荷后，出现危及绝缘安全的过电压是比较常见的现象。 过电压是造成发电机或变压器过励磁的原因之一，因此过电压保护尚具有不完全的过励磁保护的功能。 （8）过励磁保护 引起发变组中主变过励磁的原因有： 1）发电机在低速下预热或启动过程中转速尚未上升到额定值时，误加励磁并升压到额定值，即因频率较低而导致过励磁。 2）发电机并列过程中，误加较大励磁，使变压器电压超过额定值而导致过励磁。 3）机组停运转速下降时，若灭磁开关未跳，而电压自动调节器（AVR）仍作用调压，而导致过励磁。 4）机组突然甩负荷时，由于电压自动调节器（AVR）调整惯性，特别当其失灵或停运时，则由于频率升高赶不上电压急剧升高而导致过励磁。 （11）逆功率保护 汽轮发电机由于机炉保护动作或调速系统故障，可能会出现主汽门突然关闭的情况，此后随着汽轮机动能的消失，发电机将迅速转变为电 动机运行，即由向系统输出有功功率变为从系统吸收有功功率，此即为逆功率。 （12）发电机失步保护 发电机或机组群在受到大的扰动时（如相邻设备短路故障延时切除或相邻大型机组发生低励故障），并与系统或与系统其余部分电势间相角的摇摆可能会不断扩大，以