110KV出线线路的保护配置及相间距离保护整定计算-secret

1课程设计用纸教师批阅目录第一章设计说明书..................................................31.1目的与意义..................................................31.2原始资料....................................................31.2.1基本资料和数据.........................................31.2.2负荷情况...............................................41.2.3本站联入系统设计.......................................41.2.4各发电厂和变电所情况简介：.............................51.3设计内容及要求..............................................61.4保护配置....................................................61.4.1三段式相间距离保护.....................................61.4.2重合闸的作用...........................................71.5短路电流计算说明............................................81.5.1短路计算软件基本说明...................................81.5.2系统拓扑图.............................................81.5.3所需短路点短路计算情况................................8第二章保护整定计算...............................................102.1TA、TV变比的选择..........................................102.1.1TA变比选择...........................................102.1.2TV变比选择...........................................102.2相间距离I段整定计算.......................................102.3相间距离II段整定计算......................................112.4相间距离Ⅲ段整定计算.......................................13第三章总结.......................................................17参考文献附图1110KV线路电流电压回路附图2110KV线路控制信号回路2课程设计用纸教师批阅附件3短路电流计算过程附图4地区电力系统电源点地理位置示意图附图5本地区电力系统接线图附图6水电站F4主接线3课程设计用纸教师批阅第一章设计说明书1.1目的与意义电气二次部分直接关系到电力系统供电的可靠性，电气二次部分设计是变电站设计最主要的设计工作之一。同时，变电站电气二次部分综合了电气工程专业众多的专业课基础课。因此，变电站电气二次部分设计可以锻炼学生综合运用所学知识提出问题、解决问题的能力。变电站电气二次部分设计的目的在于使学生通过此次课程设计，在如下几个方面得到充分训练。(1)结合课程设计任务，加深对所学知识内在联系的理解，并能灵活地加以综合运用。(2)根据所学知识及毕业设计任务，学会提出问题、解决问题，最终将所学知识转化为能力。(3)通过课程设计实践，熟悉工程设计的全过程，掌握工程设计的思想、方法、手段，树立必要的工程概念，培养一丝不苟的求实态度。(4)掌握资料收集、工程计算、工程技术图纸的绘制标准及绘制方法、设计报告的撰写1.2原始资料1.2.1基本资料和数据：本电站为位于本省西南部山区某江中下游的一个水电站，距县城35KM，水电站保证出力为9200KW，年利用小时数为5300小时／年，多年平均发电量为1.866亿度4课程设计用纸教师批阅／年，装有４台相同的悬式水轮发电机组，单机容量为8800KW。水轮机为混流式，型号为HL220－LJ－230，机组额定容量为10000KW，韶关发电设备厂生产。水轮发电机：型号为SF425／79－32，悬式，额定容为Pe＝8800kw,额定电压为Ue=6.3kv,额定电流为Ie=1008A,功率因数cos=0.8,额定转速Ne=187.5转/分，频率50HZ，飞逸转速为430转/分,转动惯量450吨米２,转子重63.6吨,总重量138.6吨,杭州发电设备厂生产。调速器，型号WT-100,双微机调速器。永磁机，型号TY65/133-16,功率1.5KVA,110V,25HZ,哈尔滨电机厂生产。发电机励磁装置，自并激可控硅励磁装置，励磁变压器SL1-250/10,接法:Y/Y-12。1.2.2负荷情况：D1为本县城,Pe＝5000KW,COSΦ=0.8,距本站35KM,可用单回架空线供电。D2为本县一个有色金属开发基地，Pe=3000kw,cosΦ=0.8,距本站55KM,可用单回架空线经D1供电。D3为本县一个新兴城镇,Pe=3000KW,cosΦ=0.8，距本站25KM,可用单回架空线供电。D3所采用的降压变的型号为SJL1-4000/35/10.5,Y/-11,Ud%=7D4为本县新兴城镇的一个现代化农业开发基地,Pe=2000KW,COSΦ=0.7,距本站45KM（距新兴城镇20KM）,可用单回架空线经D3供电。D4所采用的降压变的型号为SJL1-3150/35/10.5,Y/-11,Ud%=7D5为本县一个新兴工业城镇,Pe=3000KW,COSΦ=0.8,距本站30KM,可用单回架空线供电。D6为近区负荷,距本站6KM,Pe=1000KW,COSΦ=0.7,可用10KV单回线配电。本站生活变压器型号：SL7-630/10.5,容量：630KVA，额定电压：10.5/0.4/0.23(KV),阻抗电压Ud％＝4.5,Y/Y0-12。1.2.3本站联入系统设计(1)本站可通过一回架空线路与本地区电力系统的距本站50KM的110KV枢纽变电5课程设计用纸教师批阅所B1相连,以便丰水季节将本站17000KW的多余电力送入系统,在枯水季节(元月份)由本站供电的地方负荷需从系统倒送电能。(2)在本站某江上游30KM处,正在兴建一个小型水电站,装机容量为4×3000KW,在丰水季节尚有7000KW的多余电能,需经本站送入地区电力系统。附图4为本地区电力系统电源点地理位置示意图。附图5为本地区电力系统接线图．1.2.4各发电厂和变电所情况简介：(1)本地区电力系统可分为三部分:东部系统:Smax=75MVA,Xmax=0.57,Smin=45MVA,Xmin=0.79;西部系统:Smax=100MVA,Xmax=0.43,Smin=60MVA,Xmin=0.61(电抗值均为以Sj=100MVA为基准的标幺值)中部系统:见附图4各电源点间的送电线路主要采用110KV电压等级,三部分通过两个110KV枢纽变电所相联接。(2)中部系统共6个电站,情况如下:*F1为中型火电厂,2台汽轮发电机(2×1200KW),该站附近有煤矿,燃料丰富,运输方便,热效率高,发电成本低,丰水季节在系统中担任腰荷,枯水季节满发并担任基荷,它是本地区电力系统枯水季节的主要电源点.*F2为中型水电站,4台水轮发电机(4×12500KW),旬调节水库,年利用小时数4700小时/年,保证出力10000KW,主要运行方式是丰水季节任基荷和腰荷.*F3为小型火电厂,4台汽轮发电机(4×3000KW),主要向地方负荷供电.*F4为中型水电站,4台水轮发电机(4×8800KW),季调节水库,年利用小时数5300小时/年,保证出力9200KW,丰水季节任基荷,枯水季节调峰,向地方负荷和地方电力系统供电,此电站即为本次设计电站.*F5为小型水电站,4×3000KW,位于F4上游,月调节水库,年利用小时数为5100小时/年,保证出力3000KW,向地方负荷和地区电力系统供电.6课程设计用纸教师批阅*F6为小型火电厂,2×6000KW,主要向地方负荷供电.(3)110KV变电所简介:*B1变电所装有2台三卷变2×40000KVA,它处于本地区专暑所在城市附近5KM处,供电范围大,负荷重,本地区的主要电源点均与该所相连,与无穷大电力系统的一点联网点也设在该所,地位十分重要,为本地区电力系统的枢纽变电所.*B2变电所装有2台三卷变2×31500KVA,供电范围大,负荷重,为本地区西部的中心变电所,它汇集了西部各电源点的电能后，与B1变电所相连.经过经济技术比较,本水电站F4拟定采用附图6所示的主接线方案(电气一次设备已经选定,参数如图).1.3设计内容及要求:课题：110KV出线线路的保护配置及相间距离保护整定计算a、短路电流计算计算时间:0S和4S(0S用于主保护，4S用于后备保护)最大运行方式下的三相短路电流计算(用于保护整定计算)最小运行方式下的两相短路电流计算(用于保护校验)b、设计本站与枢纽变B1联络的110KV出线线路的保护配置及相间距离保护整定计算和校验（I、II段采用方向阻抗特性，III段采用偏移度为0.2的偏移阻抗特性）,用计算机绘制该线路测量、控制、保护、信号回路图一套。注：CT变比根据输送容量自行确定全系统线路阻抗角d=70°本联络线上最大负荷自启动系数为1.5，负荷功率因数COSΦ=0.8枢纽变B1高压母线上其他线路的后备保护的最大时限为4S1.4保护配置1.4.1三段式相间距离保护距离保护是反应故障点至保护安装处之间的阻抗，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为阻抗继电器，它可以根据其端子上所加的电压和电力测知保护安装处到短路点的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路7课程设计用纸教师批阅点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这就保证了保护有选择性地切除故障线路。距离保护为低量保护，反应电气量（阻抗）降低而动作。距离保护的主要优点是保护范围以及灵敏系数等方面基本不受电网接线方式及系统运行方式的影响，因为测量阻抗Zj=Uj/Ij，当线路出现故障时，线路电压U降低，电流I增大，灵敏度Klm增大；当系统运行方式变化时，Zj基本不变，受系统运行方式影响小。所以，在35KV及以上电压的复杂网络中，采用距离保护。在距离保护中，设置距离I、II、III段，距离I段按躲开下一条线路出口处短路的原则整定；距离II段与相邻线路距离保护I段相配合，或躲开线路末端变电所变压器低压出口侧出口处短路时的阻抗值整定；距离III段按躲开最小负荷阻抗来整定。距离I段是瞬时动作，但只能保护线路全场的80%~90%，因此，设置距离II段，II段能保护线路全场，设置距离III段作为后备。其中I、II段作为线路主保护，III段作为后备保护。在本设计中，距离I、II段为方向阻抗特性；III段为偏移阻抗特性，偏移度α=0.2。1.4.2重合闸的作用重合闸投入，当线路发生故障跳闸时，重合闸启动，重新合上开关，若是瞬时性故障，则重合闸成功，若是永久性故障，则开关再次跳闸，重合闸失败！主要目的是为了保证供电的可靠性，据统计，线路故障有90%为瞬时性故障，因此启用重合闸装置大大提高了供电的可靠性！110~220KV中性点直接接地电力网中的线路保护110~220KV直接接地电力网的线路，应在规定装设反应相间短路和接地短路保护。全线速动保