柴石灘水電站繼電保護(hù)方案

1、柴石灘水電站繼電保護(hù)方案的柴石灘水電站繼電保護(hù)方案的研究與設(shè)計研究與設(shè)計摘要：摘要：本論文主要對柴石灘水電站進(jìn)行發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)設(shè)計，變壓器繼電保護(hù)設(shè)計，饋電線路繼電保護(hù)設(shè)計。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)，必要時增設(shè)輔助保護(hù)。發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的設(shè)計是對3臺發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計算及校驗。變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計是對主變進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計算及校驗。饋電線路繼電保護(hù)設(shè)計是對送往古城的線路進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型的配置保護(hù)的整定計算及校驗。最后選擇微機(jī)保護(hù)將整個水電站繼電保護(hù)集中化管理。前言前言 改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展刺激著電網(wǎng)的快速發(fā)展，尤其是

2、近幾年全國各個地區(qū)出現(xiàn)的缺電現(xiàn)象直接促進(jìn)了大規(guī)模機(jī)組的投產(chǎn)和電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的急劇加快。同時隨著現(xiàn)代社會對電網(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，針對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障能及時切除，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。我國繼電保護(hù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個跨越： 前言前言 60年代中期獨立研制并生產(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，我國繼電保

3、護(hù)技術(shù)已完全進(jìn)入微機(jī)保護(hù)數(shù)字式時代。 前言前言 這些控制操作的技術(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)量的自動化技術(shù)與裝備，主要進(jìn)行電能生產(chǎn)過程的連續(xù)自動調(diào)節(jié)，動作速度相對遲緩，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性高，把整個電力系統(tǒng)或其中的一部分作為調(diào)節(jié)對象，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)自動化（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，自動切除故障設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備，其特點是動作速度快，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

4、用柴石灘水庫放水放電，電站裝機(jī)容量3x20MW。電站以110KV一級電壓接入系統(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。開關(guān)站采用了GIS封閉式組合電器。 1原始資料的概述原始資料的概述電力系統(tǒng)的短路電流計算電力系統(tǒng)的短路電流計算 （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

5、）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時流過的電流。其值可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定電流 ，并 取決于短 路點距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時，流過發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時值可達(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)萬安。這會對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。 電力系統(tǒng)的短路電流計算電力系統(tǒng)的短路電流計算 （3）短路電流計算的目的 1）選擇有足夠電動力穩(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，必須以電流計算為依據(jù)。 2）合理的配置繼電保護(hù)及自動裝置，并正確整定其參數(shù)，必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行分析計算。 3）比較和評價電氣主接線方案時。，可以依據(jù)短路計算的結(jié)果

6、，確定是否采取限制短路電流的措施，并對設(shè)備的造價進(jìn)行評估，選擇最佳的方案。電力系統(tǒng)的短路電流計算電力系統(tǒng)的短路電流計算發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù) 發(fā)電機(jī)是電力系統(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)發(fā)電機(jī)保護(hù) 3.1定子繞組相間短路定子繞組相間短路,應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù) 發(fā)電機(jī)定子繞組中性點一般不直接接地，故定子發(fā)電機(jī)定子繞組中性點一般不直接接地，故定子繞組都設(shè)計為全絕緣，由

7、于絕緣老化、過電壓沖繞組都設(shè)計為全絕緣，由于絕緣老化、過電壓沖擊等原因發(fā)生單相接地和短路，會造成發(fā)電機(jī)報擊等原因發(fā)生單相接地和短路，會造成發(fā)電機(jī)報廢。應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)，該保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相廢。應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)，該保護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)，因為該保護(hù)可以無延時的切除間短路的主保護(hù)，因為該保護(hù)可以無延時的切除保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障，同時又不反應(yīng)發(fā)電機(jī)的保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障，同時又不反應(yīng)發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩，且靈敏系數(shù)一般較高，所以過負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩，且靈敏系數(shù)一般較高，所以縱差動保護(hù)毫無例外的用作容量在縱差動保護(hù)毫無例外的用作容量在1MW以上發(fā)電以上發(fā)電機(jī)的主保護(hù)。機(jī)的主保護(hù)。發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)

8、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)的發(fā)電機(jī)定子繞組接地保護(hù)發(fā)電機(jī)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)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)兩個支路電流之差的原理，由一個電流繼電器接至裝在兩組星形繞組中性點聯(lián)線上的電流互感器二次回路上。為了降低保護(hù)的動作電流值，繼電器應(yīng)經(jīng)三次諧波濾波器接入，這種保護(hù)具有接線簡單、靈敏、對繞組端部開焊亦能起保護(hù)作用等優(yōu)點。為了防止在勵磁回路發(fā)生間歇性的短時間二點接地故障時保護(hù)裝置不必

9、要地動作，當(dāng)勵磁回路發(fā)生一點接地時，應(yīng)將保護(hù)切換至帶0.51s時限動作于停機(jī)。發(fā)電機(jī)保護(hù)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)合電壓發(fā)電機(jī)外部相間短路，應(yīng)裝設(shè)復(fù)合電壓啟動的過電流保護(hù)啟動的過電流保護(hù) 當(dāng)外部故障引起過電流，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，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)發(fā)電機(jī)保護(hù) 3.5勵磁回路接地，應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)或接地勵磁回路接地，應(yīng)裝設(shè)接地保護(hù)或接地檢測裝置檢測裝置 1MW以上的水輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)一點接地保護(hù)裝置，并應(yīng)延時動作與信號，有條件也可動作于停機(jī)。變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)電力變壓