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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)
题 目: 35KV变电站继电保护设计与整定
学习中心: 层 次: 专科起点本科 专 业: 年 级: 年 春/秋 季 学 号: 学 生: 指导教师: 完成日期: 年 月 日
内容摘要
电力系统的不断发展和安全稳定运行,给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是,电力系统一旦发生自然或人为故障,如果不能及时有效控制,就会失去稳定运行,使电网瓦解,并造成大面积停电,给社会带来灾难性的后果。继电保护(包括安全自动装置)是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明,继电保护装置一旦不能正确动作,就会扩大事故,酿成严重后果。因此,加强继电保护的设计和整定计算,是保证电网安全稳定运行的重要工作。
为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求,充分发挥继电保护装置的效能,必须合理的选择保护的定值,以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。
本文详细地讲述了如何分析选定35kV电网的继电保护(相间短路和接地短路保护)和自动重合闸方式,以及变压器相间短路主保护和后备保护,并通过整定计算和校验分析是否满足规程和规范的要求。本次设计不对变电站的一、二次设备进行选择。
关键词:继电保护、整定、校验
前 言
对于一个大电网,故障发生的几率和故障带来的扰动是相当大的,如果没有切除故障的保护装置,电网是不允许运行的,这就是继电保护在实际应用中的重要程度,正确安装保护装置的必要性是显而易见的,但在系统复杂的内部连接和与电厂的关系致使很难检查正确与否,因此有必要采取检验手段,保护是分区域布置的,这样整个电力系统都得到了保护 ,而不存在保护死区,当故障发生时,保护应有选择的动作,跳开距离故障点最近开关。
电力系统运行要求安全可靠。但是,电力系统的组成元件数量多,结构各异,运行情况复杂,覆盖的地域辽阔。因此,受自然条件,设备及人为因素的影响(如雷击,倒塌,内部过电压或者运行人员误操作等),电力系统会发生各种故障和不正常运行状态。最常见,危害最大的故障是各种形式的短路故障。
电力生产系统发、送、变、用电的同时性,决定了它的一个过程重要性,电力系统要通过设计,组织,以使电力能够可靠,经济的送到用户,对供电系统最大的威胁就是短路故障,它给系统带来了巨大的破坏作用,因此我们必须采取措施来防范它。
继电保护装置的基本任务是:自动,迅速,有选择性将系统中故障部分切除,使故障元件损坏程度尽量可能降低,并保证该系统无故障部分迅速恢复正常运行。反映电器元件的不正常运行状态,并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力,发出信号,减负荷或者延时跳闸。
1 绪论
1.1 电力系统对继电保护的基本要求
研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策和反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。 1.1.1 继电保护的任务
当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.1.2继电保护装置具备的基本性能
继电保护装置必须具备以下5项基本性能:①安全性。在不该动作时,不发生误动作。②可靠性。在该动作时,不发生拒动作。③快速性。能以最短时限将故障或异常消除。④选择性。在可能的最小区间切除故障,保证最大限度地向无故障部分继续供电。⑤灵敏性。反映故障的能力,通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时,除设置需满足以上5 项基本性能外,还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费,还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。
1.2 微机型继电保护装置硬件的基本原理
继电保护装置要求能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地,有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除,保证无故障设备继续正常运行,将事故限制在最小范围,提高系统运行的可靠性,最大限度地保证向用户安全连接供电。 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用,必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”,以实现继电保护的功能。因此,通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同,保护装置可以构成下述各种原理的保护: (1)反映电气量的保护
电力系统发生故障时,通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此,在被保护元件的一端装设的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别.就可以构成各种不同
原理的继电保护装置。
例如: 反映电流增大构成过电流保护;
反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护; 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护; 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。
除此以外.还可根据在被保护元件内部和外部短路时,被保护元件两端电流相位或功率方向的差别,分别构成差动保护、高频保护等。 同理,由于序分量保护灵敏度高,也得到广泛应用。
新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。 (2)反映非电气量的保护
如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的温度、瓦斯保护保护等。
继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置,根据控制过程信号性质的不同,可以分模拟型(它又分为机电型和静态型)和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置,一般包括测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号,再与给定的整定值比较,以判断是否发生故障或不正常运行状态;逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合,进行逻辑判断,以确定保护是否应该动作;执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行:跳闸或发信号。
2 35KV变电站系统简介 2.1 站内主要设备简介
该站内有35KV主变四台,分别为1#主变、2#主变、3#主变,4#主变35kv配电柜24面。
2.2 35kV变电站设备布置情况说明
本站有35KV配电室三个,分别为:Ⅰ王化、Ⅱ王化、Ⅰ丰化,分别来自供电局35KV的三条母线;35KV主变四台,其中1#主变、2#主变在Ⅰ丰化35KV母线上,3#主变在Ⅰ王化35KV母线上,4#主变在Ⅱ王化35KV母线上,正常情况下运行1#主变、3#主变,检修或故障时可以投入2#主变或4#主变,其余回路均为35KV大功率整流变压器回路。 2.3 35kV变电站主接线图