柴石灘水電站繼電保護(hù)方案.ppt

1、柴石灘水電站繼電保護(hù)方案的研究與設(shè)計(jì),摘要：本論文主要對(duì)柴石灘水電站進(jìn)行發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，饋電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。電力設(shè)備和線路應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)，必要時(shí)增設(shè)輔助保護(hù)。發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)是對(duì)3臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計(jì)算及校驗(yàn)。變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)是對(duì)主變進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計(jì)算及校驗(yàn)。饋電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)是對(duì)送往古城的線路進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計(jì)算及校驗(yàn)。最后選擇微機(jī)保護(hù)將整個(gè)水電站繼電保護(hù)集中化管理。,前言,改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展刺激著電網(wǎng)的快速發(fā)展，尤其是近幾年全國(guó)各個(gè)地區(qū)出現(xiàn)的缺電現(xiàn)象直接促進(jìn)了

2、大規(guī)模機(jī)組的投產(chǎn)和電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的急劇加快。同時(shí)隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電網(wǎng)供電可靠性的要求的不斷提高，就需要我們繼電保護(hù)發(fā)揮更加重要的作用，針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障能及時(shí)切除，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。我國(guó)繼電保護(hù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)跨越：,前言,60年代中期獨(dú)立研制并生產(chǎn)了第一套高壓電網(wǎng)復(fù)雜保護(hù)，即整流型距離保護(hù)；60年代末到80年代中期我國(guó)廣泛采用晶體管型保護(hù)；到80年代末，集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐步取代晶體管保護(hù)；1984年微機(jī)線路保護(hù)通過(guò)鑒定并獲得應(yīng)用，此后，不同原理、不同種類的微機(jī)保護(hù)相繼研制生產(chǎn)，取得了引人注目的成果，到90年代，我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已完全進(jìn)入微機(jī)保護(hù)數(shù)字式時(shí)代。,前言,這

3、些控制操作的技術(shù)與裝備大致可分為兩大類：其一是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量的自動(dòng)化技術(shù)與裝備，主要進(jìn)行電能生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，動(dòng)作速度相對(duì)遲緩，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性高，把整個(gè)電力系統(tǒng)或其中的一部分作為調(diào)節(jié)對(duì)象，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)自動(dòng)化（控制）”。其二是當(dāng)電網(wǎng)或電氣設(shè)備的發(fā)生故障，或出現(xiàn)影響安全運(yùn)行的異常情況時(shí)，自動(dòng)切除故障設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備，其特點(diǎn)是動(dòng)作速度快，其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的，這就是通常理解的“繼電保護(hù)裝置”。,1原始資料的概述,柴石灘水電站位于云南省昆明市宜良縣境內(nèi)的南盤江上游，該電站為壩后式電站。利用柴石灘水庫(kù)放水放電，電站裝機(jī)容量3x20MW。電站以110KV

4、一級(jí)電壓接入系統(tǒng)，110KV出線二回，一回送至古城變電站，另一回出線作為備用。線路平均約長(zhǎng)30km。電力系統(tǒng)容量為3500MVA，正負(fù)序電抗為1.15，零序電抗為1.85。電站的電能主要通過(guò)古城變電站送入系統(tǒng)。在系統(tǒng)中作為調(diào)峰、調(diào)相運(yùn)行。電氣主接線為：發(fā)電機(jī)與與主變壓器的連接采用單元接線，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器，升高電壓側(cè)110kv采用單母線接線。開(kāi)關(guān)站采用了GIS封閉式組合電器。,1原始資料的概述,電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算,（1）短路電流的危害 電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)流過(guò)的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流 ，并 取決于短 路點(diǎn)距電源的電

5、氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的1015倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。,電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算,（3）短路電流計(jì)算的目的 1）選擇有足夠電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，如選擇斷路器，互感器等電氣設(shè)備，必須以電流計(jì)算為依據(jù)。 2）合理的配置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置，并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。 3）比較和評(píng)價(jià)電氣主接線方案時(shí)。，可以依據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果，確定是否采取限制短路電流的措施，并對(duì)設(shè)備的造價(jià)進(jìn)行評(píng)估，選擇最佳的方案。,電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算,發(fā)電機(jī)保護(hù),發(fā)電機(jī)是

6、電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量起著決定性的作用。機(jī)組容量越大，其作用越重要。根據(jù)課題任務(wù)書(shū)要求，發(fā)電機(jī)的容量為20MW，電壓在3KV及以上，容量在50MW及以下的發(fā)電機(jī)及異常運(yùn)行方式應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置,發(fā)電機(jī)保護(hù),3.1定子繞組相間短路,應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)一般不直接接地，故定子繞組都設(shè)計(jì)為全絕緣，由于絕緣老化、過(guò)電壓沖擊等原因發(fā)生單相接地和短路，會(huì)造成發(fā)電機(jī)報(bào)廢。應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)，該保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)，因?yàn)樵摫Ｗo(hù)可以無(wú)延時(shí)的切除保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障，同時(shí)又不反應(yīng)發(fā)電機(jī)的過(guò)負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩，且靈敏系數(shù)一般較高，所以縱

7、差動(dòng)保護(hù)毫無(wú)例外的用作容量在1MW以上發(fā)電機(jī)的主保護(hù)。,發(fā)電機(jī)保護(hù),3.2發(fā)電機(jī)單相接地應(yīng)裝設(shè)與母線直接連接的發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù),發(fā)電機(jī)保護(hù),3.3定子繞組匝間短路，應(yīng)裝設(shè)零序電流型橫差保護(hù) 發(fā)電機(jī)的匝間故障包括相同分支的匝間短路和同相異分支的匝間，橫差保護(hù)是利用反應(yīng)兩個(gè)支路電流之差的原理，由一個(gè)電流繼電器接至裝在兩組星形繞組中性點(diǎn)聯(lián)線上的電流互感器二次回路上。為了降低保護(hù)的動(dòng)作電流值，繼電器應(yīng)經(jīng)三次諧波濾波器接入，這種保護(hù)具有接線簡(jiǎn)單、靈敏、對(duì)繞組端部開(kāi)焊亦能起保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)。為了防止在勵(lì)磁回路發(fā)生間歇性的短時(shí)間二點(diǎn)接地故障時(shí)保護(hù)裝置不必要地動(dòng)作，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，應(yīng)將保護(hù)切換至帶0.51s時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。,發(fā)電機(jī)保護(hù),3.4發(fā)電機(jī)外部相間短路，應(yīng)裝設(shè)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù) 當(dāng)外部故障引起過(guò)電流，如連接在母線上的變壓器、線路發(fā)生短路且相應(yīng)的保護(hù)或短路器拒絕動(dòng)作，或在發(fā)電機(jī)電壓母線上發(fā)生短路且其上未裝設(shè)專用的母線保護(hù)時(shí)，為了可靠地切除故障，在發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)防御外部短路的相間短路保護(hù)。該保護(hù)同時(shí)也是發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備保護(hù)。,發(fā)電機(jī)保護(hù),3.5勵(lì)磁回路接地，應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)或接地檢測(cè)裝置 1MW以上的