50MW发电机变压器组继电保护毕业设计.docx

由于大型电厂的母线、发电机和变压器的结构比较复杂，在运行过程中都可能会发生各种各样的故障和异常运行状态，为了确保在保护范围内发生故障，都能有选择性的快速切除故障，需要配置多种继电保护装置，必要时进行多重化配置，从而将电厂中重要设备的危害和损失降到最小，对电力系统的影响最小。发电厂和变电所母线是电力系统中的中的一个重要组成部件，发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用；而变压器是电力系统十分重要的供电元件再者，发电机、变压器本身就是十分贵重的电气元件，所以，继电保护装置对大型电厂的正常运行起着至关重要的作用。本设计共包括五章，分别对电力系统、发电机、变压器的继电保护进行详细介绍，并给出相关的整定计算，画出主接线图。本文主要通过分析原始资料中主要设备的参数,首先,需要对电力系统保护原理进行全面系统的复习、查阅相关资料，加深理解;其次，结合相关参数和各种继电保护原理，确定适用于大型电厂的保护方案，最后，分别对发电机和变压器进行整定计算和配置，并且画出系统一次设计图及其配置图和一般原理图。关键词：电厂、继电保护、发电机、变压器。AbstractBecauseoflargepowerplantsbusbar,generatorsandtransformersstructureismorecomplex,inoperationprocessofallmaybeallkindsoffaultsandabnormaloperatingcondition,inordertoensurethattheprotectionrangeinfailure,allcanhaveselectiveswiftremoval,needconfigurationfaultdiversifiedrelayprotectiondevice,necessaryinthemultipleconfiguration,soastowillbeimportantinpowerplantequipmenttominimizeharmandlossofpowersystem,affecttheminimum.Powerplantandsubstationbusinpowersystemsisoneoftheimportantcomponentsofthegenerator;thesafeoperationofthepowersystemtoguaranteethenormalworkandpowerqualityplaysadecisiverole;Andthetransformerispowersystemisofgreatpowersupplycomponentsagain,generator;transformeritselfisveryexpensiveelectricalcomponents,so,relayprotectiondeviceoflargepowerplantstothenormaloperationoftheplayacrucialrole.Thisdesignincludingfivechapters,respectivelyforpowersystem,generator,transformerofrelayprotection,andgivesadetailedintroductionofrelatedsettingcalculation,drawtheLordthewiringdiagram.Thispapermainlythroughtheanalysisoforiginaldataoftheparametersofthemainequipment,firstofall,needtopowersystemprotectionprincipleoffullsystemreviewandaccessrelevantinformation,deepenunderstanding;Secondly,inconjunctionwiththerelevantparametersandallkindsofrelayprotectionprinciple,sureusedinlargepowerplantprotectionscheme,thenrespectively,thegeneratorandtransformerinsettingcalculationandconfiguration,anddrawthesystemdesignanditsaconfigurationdiagramandthegeneralprinciplediagram.Keyword:powerplant,relayprotection,generator;transformer.目录中文摘要IAbstract.II引言1第1章电力系统继电保护简论21.2继电保护的基本要求、原理、构成与分类21.2.1 基本要求21.2.2 基本原理31.2.3 构成41.2.4 分类4第2章主变压器保护设计62.1 变压器保护重要性62.2 变压器的故障类型和不正常运行状态62.3 变压器保护配置原则62.4 变压器纵联差动保护72.4.1 构成变压器纵差动保护的基本原则72.4.2 变压器差动保护的不平衡电流82.5 变压器后备彳耕92.5.1 低电压启动的过电流保护92.5.2 变压器零序电流保护102.5.3 过负荷户11第3章发电机保护设计123.1 发电机故障及不正常运行状态123.1.1 发电机故障类型123.1.2 不正常运行状态123.2 发电机保护的配置原则133.3 发电机纵差保护133.3.1 工作原理13第4章醴计算144.1 发电机出口短路计算144.2 后备保护短路计算154.3 整定计算195.1 发电机纵差动保护整定195.2 发电机横联差动保护整定205.3 发电机定子绕组过负荷保护整定205.4 发电机复合电压启动的过电流保护整定205.5 235.6 245.7 献255.8 26ALl全厂电气主接线图VlA1.250MW发电机保护展开图A1.350MW发电机保护交流展开图A1.450MW发电机保护直流展开图引言本次毕业设计的主要内容是针对电力系统中可能出现的各种不正常状态和故障状态,对大型电厂的发电机、主变压器的保护配置及继电保护设计，参照电力系统继电保护及电力工程电气设备手册，并依据继电保护配置原理，对所选择的保护进行整定从而来确定方案中的保护是否适用来编写的。设计首先是对保护的原理进行分析,保护的整定计算。其次是各种设备的保护配置图。文章内容包括原理分析、保护整定计算。其中发电机采取纵联差动保护；变压器主保护采用的是纵联差动保护和瓦斯保护，两者结合做到优势互补，后备保护是复合电压启动过电流保护。第1章电力系统继电保护简论1.1 继电保护的作用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、倒塔、内部过电压或运行人员误操作等），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。故障造成的很大的短路电流产生的电弧使设备损坏。从电源到短路点间流过的短路电流引起的发热和电动力将造成在该路径中非故障元件的损坏。靠近故障点的部分地区电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。所谓不正常运行状态是指系统的正常工作受到干扰，使运行参数偏离正常值，如一些设备过负荷、系统频率或某些地区电压异常、系统振荡等。故障和不正常运行情况常常是难以避免的，但事故却可以防止。电力系统继电保护装置就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和不正常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。它的基本任务是：自动、有选择性、快速地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件损坏程度尽可能降氐，并保证该系统中非故障部分迅速恢复正常运行。反映电气元件的不正常运行状态,并依据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸。随着电力系统的扩大，对安全运行的要求也越来越高。为此，还应设置以各级计算机为中心，用分层控制方式实施的安全监控系统，它能对包括正常运行在内的各种运行状态实施控制，这样才能更进一步地确保电力系统的安全运行。1.2 继电保护的基本要求、原理、构成与分类121基本要求对作于跳闸的继电保护，在技术上应满足四个基本要求，及可靠性、选择性、性和灵敏性122基本原理要完成继电保护的基本任务，首先要提取和利用电力元件在三种运行状态下的"差异，然后"区分出三种运行状态（正常、不正常和故障状态），最后是"甄别"出发生故障和出现异常的元件。目前已经发现不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即"测量阻抗等。(b)三相短路情况图1-1我国常用的IlokV及以下单侧电源的供电网络发现并正确利用能可靠区分三种运行状态的可测参量或参量的新差异，就可以形成新的继电保护原理。其他类型的保护有：1.纵联保护利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧正常运行与故障时电气量差异的保护。电流差动保护利用内部与外部短路时两侧电流矢量的差别构成。电流相位差动保护利用内部与外部短路时两侧电流相位的差别构成。图1-3过电流保护单相原理1.2.3构成(1)测量元件测量从被保护对象输入的有关物理量(如电流、电压、阻抗、功率方向等)，并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出"是"、"非"、"大于"、"不大于"等具有"0"或T性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。(2)逻辑元件根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。(3)执行元件:根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时一跳闸；不正常运行时T发信号；正常运行时一不动作。124分类通常分为以下几类：(1)按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护等；(2)按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；(3)按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失磁保护及过励磁保护等；(4)按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；(5)按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；第2章主变压器保护设计2.1.变压器保护重要性变压器是电力系统中大量使用的重要电气设备，它的安全运行是电力系统可靠工作的必要条件。电力变压器有别于发电机，它无旋转部件，是一种静止的电气设备，结构上缴简单，运行可靠性较高，发生故障的机会相对较少。但是，变压器是连续运行的，停电机会很少，而且绝大部分安装在室外，受自然环境影响较大。因此，电力变压器在运行中，仍然有可能发生各种类型的故障或出现不正常工作状态。因此，考虑到变压器在电力系统中的重要地位及故障和不正常工作状态可能