继电保护配置与整定计算(系统54).doc

四川大学网络教育学院 本科生(业余)毕业论文（设计） 题 目 继电保护配置与整定计算（系统54） 办学学院 四川大学电气信息学院 校外学习中心 重庆黔江奥鹏学习中心 专 业 电气工程及其自动化 年 级 指导教师 学生姓名 学 号 继电保护配置与整定计算（系统54） 摘要本设计依据对电力系统继电保护的基本要求（即选择性、速动性、灵敏性和可靠性），按照继电保护的配置与整定原则，以一个给定的电力系统为例，阐述了电力系统继电保护配置与整定计算的完整过程。依次完成了电流互感器和电压互感器的配置，中性点接地及运行方式的选择，等值参数计算（包括发电机、变压器和线路参数的计算），在此基础上，用复合序网法完成了短路电流计算，最后进行了有关发电机、压器保护、110kV线路及母线的保护配置与整定计算。关键词：继电保护；参数；短路电流；配置；整定Relay Protection Configuration and Setting Calculation (system 54)Student: Long_Fulin Supervisor：Chen_HaoAbstractThis design basis for power system protection of basic requirements (i.e., selectivity, quick sex, sensitivity and reliability), according to the configuration and relay protection setting principle, with a given power system as an example, this paper expounds the power system protection configuration and setting calculation of complete process. Ordinal completed the current transformer and voltage transformer configuration, neutral-point earthing and operation mode choice, equivalent parameters are calculated (including generators, transformer and line parameters), on this basis, using composite sequence component network method completed short-circuit current calculation, and finally about the generators, pressure gauges protection, 110 kV routes and busbar protection configuration and setting calculation. Keywords： relay protection；parameters; Short-circuit current；allocate；set目 录第一章 互感器的配置11.1发电机互感器配置11.1.1发电机F1、F2互感器配置11.1.2发电机F3互感器配置11.1.3发电机F4、F5互感器配置21.1.4发电机F6、F7互感器配置21.2变压器互感器配置21.2.1变压器B1、B2互感器配置21.2.2变压器B3互感器配置31.2.3变压器B4、B5互感器配置31.2.4变压器B6、B7互感器配置41.2.5变压器B8、B9互感器配置41.2.6变压器B10、B11互感器配置51.2.7变压器B12、B13互感器配置51.3线路互感器配置61.4 母线互感器配置6第二章 中性点接地及运行方式的选择7第三章 等值参数计算83.1发电机参数计算83.1.1发电机F1、F2参数计算83.1.2发电机F3参数计算83.1.3发电机F4、F5参数计算83.1.4发电机F6、F7参数计算83.2变压器参数计算93.2.1变压器B1、B2参数计算93.2.2变压器B3参数计算93.2.3变压器B4、B5参数计算93.2.4变压器B6、B7参数计算93.2.5变压器B8、B9参数计算103.2.6变压器B10、B11参数计算103.2.7变压器B12、B13参数计算113.3线路参数计算11第四章 短路电流计算124.1最大方式下的短路电流计算124.1.1系统电抗图124.1.2各序组合电抗计算124.1.3短路电流计算334.2最小方式下的短路电流计算404.2.1系统电抗图404.2.2各序组合电抗计算414.2.3短路电流计算624.3短路电流计算结果汇总69第五章 保护配置与整定715.1发电机保护（F1、F2:TS300/110-10）715.1.1保护配置715.1.2保护整定715.2变压器保护（B1、B2）755.2.1保护配置755.3.2保护整定765.3母线保护（B1、B2高压侧母线为例）785.3.1保护配置785.3.2保护整定785.4变压器瓦斯保护原理及整定795.4.1轻瓦斯保护的整定805.4.2轻瓦斯保护的整定805.5线路保护815.5.1保护配置815.5.2保护整定81致 谢88参考文献89第一章 互感器的配置1.1发电机互感器配置1.1.1发电机F1、F2互感器配置型号：TS300/110-10,额定功率,额定电压,额定电流,。发电机的最大工作电流：故，选择电压互感器PT:JDJ-6,额定变比为6000/100选择电流互感器CT：LMZ110，额定电流比为2000 /5； 选择零序电流互感器：LXHM1，额定电流为1750A。1.1.2发电机F3互感器配置型号：QF-25-2,额定功率,额定电压,额定电流,。发电机的最大工作电流：故，选择电压互感器PT:JDJ-10,额定变比为10000/100选择电流互感器CT：LMZ110，额定电流比为2000 /5； 选择零序电流互感器：LXHM1，额定电流为1750A。1.1.3发电机F4、F5互感器配置型号：QF-50-2,额定功率,额定电压,额定电流,。发电机的最大工作电流：故，选择电压互感器PT:JDJ-10,额定变比为10000/100选择电流互感器CT：LMZ110，额定电流比为4000 /5； 选择零序电流互感器：LXHM1，额定电流为1750A。1.1.4发电机F6、F7互感器配置型号：TS410/159-16,额定功率,额定电压,额定电流,。发电机的最大工作电流：故，选择电压互感器PT:JDJ-6,额定变比为6000/100选择电流互感器CT：LMZ110，额定电流比为4000 /5； 选择零序电流互感器：LXHM1，额定电流为1750A。1.2变压器互感器配置1.2.1变压器B1、B2互感器配置型号：SF-20000,额定容量，额定电压比：110 /6.3额定电流（A）：(高压侧)，（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）1106.3额定电流（A）1051833变压器接线组别 YPT型号及变比-JDJ6（6000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR-110-B（200 /5）LMZ110（2000 /5）1.2.2变压器B3互感器配置型号：SFSL1-31500,额定容量，额定电压比：110 /6.3额定电流（A）：(高压侧)，（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）1106.3额定电流（A）1652887变压器接线组别 YPT型号及变比-JDJ6（6000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR-110-B（300 /5）LMZ110（3000 /5）1.2.3变压器B4、B5互感器配置型号：SFS-60000,额定容量，额定电压比：110 /38.5/10.5。额定电流（A）：（高压侧），（中压侧），（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）11038.510.5额定电流（A）3158993299变压器接线组别 YYPT型号及变比-JDJ10（10000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR110B（600 /5）LR35B（2000/5）LMZ110（4000 /5）1.2.4变压器B6、B7互感器配置型号：SFL1-40000,额定容量，额定电压比：110 /6.3。额定电流（A）：（高压侧），（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）1106.3额定电流（A）2103666变压器接线组别 YPT型号及变比-JDJ6（6000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR-110-B（400 /5）LMZ110（4000 /5）1.2.5变压器B8、B9互感器配置型号：SFSZL1-50000,额定容量，额定电压比：110 /38.5/10.5。额定电流（A）：（高压侧），（中压侧），（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）11038.510.5额定电流（A）2627502749变压器接线组别 YYPT型号及变比-JDJ10（10000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR110B（500 /5）LR35B（2000/5）LMZ110（3000 /5）1.2.6变压器B10、B11互感器配置型号：SFSZL7-40000,额定容量，额定电压比：110 /38.5/10.5。额定电流（A）：（高压侧），（中压侧），（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）11038.510.5额定电流（A）2106002199变压器接线组别 YYPT型号及变比-JDJ10（10000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR110B（400 /5）LR35B（2000/5）LMZ110（3000 /5）1.2.7变压器B12、B13互感器配置型号：SFL1-20000,额定容量，额定电压比：110 /10.5。额定电流（A）：（高压侧），（低压侧）。故，电压互感器PT和电流互感器CT选择如下：名 称各 侧 参 数额定电压（kV）11010.5额定电流（A）1051100变压器接线组别 YPT型号及变比-JDJ10（10000 /100）CT的接线方式 YCT的计算变比按产品样本选用CT的型号及变比LR110B（200 /5）LMZ110（2000 /5）1.3线路互感器配置110kV线路的最大负荷电流均取为350A，可选择电流互感器LR110B（400 /5）；电压互感器可选择JCC2110（）。1.4 母线互感器配置对双母线的母联断路器配置电流互感器，与变压器B3、B4、B5相连的双母线母联，其最大工作电流为变压器B3和B4或B5的，即为A，可选择电流互感器LR110B（400 /5）；与变压器B8、B9相连的双母线母联，其为变压器B8或B9的A，可选择电流互感器LR110B（300 /5）；与变压器B10、B11相连的双母线母联，其为变压器B10或B11的A，可选择电流互感器LR110B（300 /5）。110kV母线电压互感器选择JCC2110（）。第二章 中性点接地及运行方式的选择最小运行方式：停发电机F1、F3、F7，变压器B2、B4、B6、B8、 B10、B12中性点接地，变压器B5、B9、B11、B13中性点不接地。第三章 等值参数计算本设计参数计算，选基准容量：，基准电压：。计算过程如下：3.1发电机参数计算3.1.1发电机F1、F2参数计算型号：TS300/110-10,额定功率,额定电压, ， 。额定容量：电抗标么值为： 3.1.2发电机F3参数计算型号：QF-25-2,额定功率,额定电压，。额定容量：电抗标么值为： 3.1.3发电机F4、F5参数计算型号：QF-50-2,额定功率,额定电压, 。额定容量：电抗标么值为： 3.1.4发电机F6、F7参数计算型号：TS410/159-16,额定功率,额定电压, ，。额定容量：电抗标么值为： 3.2变压器参数计算3.2.1变压器B1、B2参数计算型号：SF-20000,额定容量，。 电抗标么值：3.2.2变压器B3参数计算型号：SFSL1-31500,额定容量，。 电抗标么值：3.2.3变压器B4、B5参数计算型号：SFS-60000,额定容量，各绕组短路电压分别为：各绕组电抗标么值：3.2.4变压器B6、B7参数计算型号：SFL1-40000,额定容量，。 电抗标么值：3.2.5变压器B8、B9参数计算型号：SFSZL1-50000,额定容量，各绕组短路电压分别为：各绕组电抗标么值：3.2.6变压器B10、B11参数计算型号：SFSZL7-40000,额定容量，各绕组短路电压分别为：各绕组电抗标么值：3.2.7变压器B12、B13参数计算型号：SFL1-20000,额定容量，。 电抗标么值：3.3线路参数计算 近似取，进行如下计算：线路L1: ， 线路L2: ，线路L3: ，线路L4: ，线路L5: ，第四章 短路电流计算110kV侧的基准电流为4.1最大方式下的短路电流计算4.1.1系统电抗图根据以上参数计算结果，作系统电抗图如下：4.1.2各序组合电抗计算各电源正序电动势均取E=1（一）D1点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络：b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络： （二）D2点短路1）系统接线化简为：线路L1: ， 线路L2: ，线路L3: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（三）D3点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络： （四）D4点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（五）D5点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ，线路L3: ， 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络：b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（六）D6点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: , 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（七）D7点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,线路L3: ， 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络： 4.1.3短路电流计算（一）D1点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流计算（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（二）D2点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（三）D3点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（四）D4点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（五）D5点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（六）D6点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（七）D7点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算4.2最小方式下的短路电流计算4.2.1系统电抗图最小运行方式下，作系统电抗图如下：4.2.2各序组合电抗计算各电源正序电动势均取E=1（一）D1点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络：b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（二）D2点短路1）系统接线化简为： 线路L1: ， 线路L2: ，线路L3: , b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（三）D3点短路1）系统接线化简为： 线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络：b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（四）D4点短路1）系统接线化简为： 线路L1: ,线路L2: ,2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（五）D5点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ，线路L3: ， 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络：b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（六）D6点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: , 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：（七）D7点短路1）系统接线化简为：线路L1: ,线路L2: ,线路L3: ， 2）制定各序网络，并进行化简，求各序组合电抗a.正序网络： b.负序网络略，负序电抗：c.零序网络：4.2.3短路电流计算（一）D1点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流计算（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（二）D2点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（三）D3点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（四）D4点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（五）D5点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（六）D6点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算（七）D7点短路电流计算 a.单相接地短路时的全电流（以A相发生单相接地短路为例）；A相短路电流正序分量为： 短路电流: b.两相短路接地的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）短路电流: c.两相短路的短路电流计算（以B、C两相短路接地为例）；d.三相短路的短路电流计算4.3短路电流计算结果汇总根据以上计算，短路电流计算成果汇总如下：短路点单相短路接地（kA）两相短路接地（kA）两相短路（kA）三相短路（kA）D1点 最大方式 最小方式2.41731.75572.35141.76521.96271.53672.26641.7745D2点 最大方式 最小方式2.66312.03952.72502.11322.40591.88202.77812.1732D3点 最大方式 最小方式5.29543.45024.59383.37413.86442.84334.46223.2832D4点 最大方式 最小方式4.97364.47685.14274.48484.57633.88865.28424.4902D5点 最大方式 最小方式2.53281.97662.71362.07452.46171.86192.84262.1499D6点 最大方式 最小方式3.01081.98032.87461.90942.24791.56332.59571.8051D7点 最大方式 最小方式1.68591.30551.77671.36241.59831.21881.84561.4073第五章 保护配置与整定5.1发电机保护（F1、F2:TS300/110-10）5.1.1保护配置定子绕组及引出线相间短路保护采用由DCD2型继电器构成的纵差动保护，且为一般接线形式。定子绕组的单相接地短路保护发电机直接工作在发电机电压母线上，可采用零序电流保护。发电机外部相间短路保护（相间短路后备保护）作为发电机主保护的后备。宜装设复合电压起动的过电流保护。定子绕组过负荷保护采用定时限过负荷保护。 励磁回路一点及两点接地保护对一点接地故障，可采用定期检测装置，对两点接地故障，应装设两点接地保护装置。可采用电桥式两点接地保护。 励磁电流异常下降或消失保护（失磁保护）采用以稳态异步边界为判据的失磁保护。 其他故障和异常运行的保护由于发电机F3、F4容量小，故均不装设。5.1.2保护整定1.纵差保护（1）动作电流的整定1）躲过外部短路时最大不平衡电流2)躲过电流互感器二次回路断线时，发电机最大负荷电流（取额定电流）取为保护的动作电流继电保护的动作值：(2)计算差动线圈的匝数取(3)灵敏度校验(4)断线监视继电器的整定取，2.零序电流保护（1）保护装置的动作电流发电机单项接地电容电流：一次不平衡电流：保护装置的动作电流：(2)执行元件的动作电流(3)灵敏度校验发电机电压系统单相接地电容电流：4.复合电压起动的过流保护（1）电流继电器的动作电流（2）负序电压继电器动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定。（3）相间电压继电器的二次动作电压按躲过电机自起动条件整定。（4）灵敏度校验1）电流元件的灵敏度：2）负序电压元件的灵敏度：3）相间电压元件的灵敏度：5.定子绕组过负荷保护（1）动作电流的整定：（2）动作时限：按大于发电机后备保护的时限考虑：取6.失磁保护装设以稳态异步边界为判据的失磁保护。（1） 阻抗继电器的动作边界：（2） 母线低电压元件动作电压的整定（3） 负序电流（或电压）闭锁元件的整定负序电流元件的动作电流：负序电压元件的动作电压：（4） 时间元件为防止系统振荡时保护误动作，故动作时间取：5.2变压器保护（B1、B2）5.2.1保护配置 引出线、套管及内部短路保护它是变压器的主保护，保护瞬时动作于断开变压器各侧的断路器。根据其容量大小，应装设纵差动保护，可采用由带短路线圈的DCD2（或BCH2）型差动继电器构成的差动保护。当变压器纵差动保护对保护范围内发生单相接地短路，灵敏度不满足规程要求时，应增设零序纵差动保护。 相间短路的后备保护 保护动作后，带时限动作于跳闸。可采用复合电压起动的过电流保护，当其不满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。 过负荷保护过负荷保护采用单相式，带时限动作于信号。 温度保护变压器油的温度越高，劣化速度越快，使用年限减少，当油温达到115-120时,油开始劣化,而到140-150时劣化更加明显,以致不能使用.油温越高将促使变压器绕组绝缘加速老化而影响其寿命。运行中规定变压器上层油温最高允许值为95，正常情况下不应超过85，因此运行中对变压器的上层油温要进行监视。 瓦斯保护8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。 变压器接地后备保护电力系统中，接地故障是最常见的故障形式。接于中性点直接接地系统的变压器，一般要求在变压器上装设接地保护作为变压器主保护和相邻元件接地保护的后备保护。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是由反应这些电气量构成的。5.3.2保护整定1.纵差动保护按变压器最大容量和各侧额定电压计算二次侧的额定电流（1）动作电流 1）躲过变压器的励磁涌流2)躲过差动保护范围外部短路时的最大不平衡电流3）躲过电流互感器二次回路断线取为保护的动作电流2.确定继电器基本侧差动线圈的匝数继电器的动作电流：差动线圈匝数取3.灵敏度校验当系统处于最小运行方式下，母线两相短路时，灵敏度最低：2. 复合电压起动的过流保护（1）电流继电器的动作电流（2）负序电压继电器动作电压按躲过正常运行时的不平衡电压整定。（3）相间电压继电器的二次动作电压按躲过电机自起动条件整定。（4）灵敏度校验1）电流元件的灵敏度：2）负序电压元件的灵敏度：3）相间电压元件的灵敏度：3.变压器接地后备保护采用零序电流保护，反应主变高压侧绕组及引出线的接地故障，并作为系统接地保护的后备。（1）零序I段电流定值按照与相邻线路零序电流保护I段相配合整定（2）零序II段电流定值按照与相邻线路零序电流保护后备段相配合整定5.3母