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独立本科自学毕业设计
220kV区域网
继电保护及自动装置设计
班级:电力系统自动化独立本科段
设计:李旭东
指导:
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一、概述
(一)电网的特点:
本次课题所选的电网系统接线中,主要包括两个发电厂、两条平行双回线路及两条单回输电线路构成辐射状态连接起来的整体系统,同时还有两个降压变压器。本系统为220KV多电源电网,负荷分配均匀、合理。线路属于中、短距离线路,避免了因线路长而灵敏度不易配合的问题。但由于系统中含有两条处于中心的平行线路,这样,给设计整定带来了一定的难度和麻烦。
(二)、设计总原则:
本设计以原电力部生产司1979年颁布的《110—220kV电网继电保护和自动装置运行条例》和水利电力出版社1993年颁布的《电力系统继电保护和自动装置整定计算》的有关规定和要求为依据。同时,根据电网结构和运行要求的不同,在满足继电保护“四性”(速动性、选择性、灵敏性、可靠性)的前提下,求得最佳方案,采用性能比较稳定的新型设备,以适应电力系统快速发展的要求。
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(三)、保护装置的配置情况: 对于220kV大接地电网中,应装设反应接地短路和相间短路的保护装置,而且一般应装设振荡闭锁装置。 1、单侧电源辐射电网单回线路上,一般可装设阶段式电流、电压保护(带方向或不带方向)为主保护。当不满足选择性、灵敏性及速动性的要求时,则应采用距离保护作为主保护。 2、在双电源线路上,如果要求全线速动切除故障时,则应装设高频保护作为线路的主保护。距离保护、零序保护、接地距离保护作为后备保护。 3、平行线路上,对于220kV线路,一般应装设横差方向保护或全线速动的高频保护作为线路的主保护,以距离保护或阶段式电流、电压保护(带方向或不带方向)为后备保护。 4、对于单相或多相接地短路故障,一般装设带方向性的或不带方向性的无时限或带时限的零序电流速断保护及灵敏的零序过电流保护,若零序电流保护不能满足选择性和灵敏性的要求,需要装设全线速动高频保护或接地距离保护。在平行线路上,一般零序横联差动保护作为主保护。如果根据系统运行的稳定性等要求,需要装设一套高频保护作为相间短路和接地短路的主保护,由于电网中要求保护动作性能越来越高,在220KV线路中,一般装置为两套高频保护作为主保护,距离、接地距离和零序方向过流保护作为后备保护,以适应电力系统发展的要求。
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二、运行方式与序网等值图  继电保护整定计算用的运行方式是在电力系统允许方式确定的条件下,在不影响继电保护效果的前提下,为提高继电保护对运行方式变化的适应能力而进一步选择的,特别是有的问题主要是从继电保护方面考虑决定的。整定计算的运行方式选择合理与否,不仅影响继电保护的保护实效,也会影响到继电保护配置和选型的正确性。(一) 运行方式的选择 我们所选定的保护方式必须考虑运行方式变化所带来的影响。在不同系统运行方式下都应能够满足选择性和灵敏性的要求,对于过流保护来说,通常都是根据系统最大运行方式来确定整定值,以保证选择性,根据系统最小运行方式来校验其保护灵敏度,以保证其灵敏度。
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最大及最小运行方式的选择,要根据保护的要求以及系统的主接线运行综合考虑。总原则如下: 1、保证系统在正常运行方式下,保护对各种故障都有较好的工作性能和较高的灵敏度; 2、考虑系统在实际可能检修的情况下,发生故障时,保护能满足所规定的要求; 3、不考虑极少见的特殊方式,必要时,可采取特殊措施加以解决。
本设计电网最大运行方式和最小运行方式已给定,见表1—1:
代号
运行方式
Ⅰ-最大
发电机、变压器、线路全部投入运行
Ⅱ-最小
C端站1#、2#、3#发电机运行,4#发电机停运;D端站2#变压器运行,1#变压器停运; BC段单回线运行。
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(二) 系统中各元件的主要参数
计算系统中各元件的主要参数标幺值时,取基准值如下:
基准功率:SJ=1000MVA 基准电压:UJ=230kV
基准电流: IJ = SJ/(·UJ)=1000/(·230)=
基准电抗: XJ= UJ²/ SJ=230²/1000=
系统Ⅰ:
XⅠ1max*=XⅠ2max*= XⅠ1min*=XⅠ2min*=
XⅠ0max*= XⅠ0min