1、柴石灘水電站繼電保護方案的柴石灘水電站繼電保護方案的研究與設計研究與設計摘要：摘要：本論文主要對柴石灘水電站進行發電機繼電保護設計，變壓器繼電保護設計，饋電線路繼電保護設計。電力設備和線路應有主保護、后備保護和異常運行保護，必要時增設輔助保護。發電機繼電保護的設計是對3臺發電機進行保護，保護類型的配置保護的整定計算及校驗。變壓器的繼電保護設計是對主變進行保護，保護類型的配置保護的整定計算及校驗。饋電線路繼電保護設計是對送往古城的線路進行保護，保護類型的配置保護的整定計算及校驗。最后選擇微機保護將整個水電站繼電保護集中化管理。前言前言 改革開放以來，我國經濟的快速發展刺激著電網的快速發展，尤其是

2、近幾年全國各個地區出現的缺電現象直接促進了大規模機組的投產和電網建設進程的急劇加快。同時隨著現代社會對電網供電可靠性的要求的不斷提高，就需要我們繼電保護發揮更加重要的作用，針對系統出現的故障能及時切除，確保電網的安全穩定經濟運行。我國繼電保護的發展大體經歷了以下幾個跨越： 前言前言 60年代中期獨立研制并生產了第一套高壓電網復雜保護，即整流型距離保護；60年代末到80年代中期我國廣泛采用晶體管型保護；到80年代末，集成電路保護已形成完整系列，逐步取代晶體管保護；1984年微機線路保護通過鑒定并獲得應用，此后，不同原理、不同種類的微機保護相繼研制生產，取得了引人注目的成果，到90年代，我國繼電保

3、護技術已完全進入微機保護數字式時代。 前言前言 這些控制操作的技術與裝備大致可分為兩大類：其一是保證電力系統正常運行的經濟性和電能質量的自動化技術與裝備，主要進行電能生產過程的連續自動調節，動作速度相對遲緩，調節穩定性高，把整個電力系統或其中的一部分作為調節對象，這就是通常理解的“電力系統自動化（控制）”。其二是當電網或電氣設備的發生故障，或出現影響安全運行的異常情況時，自動切除故障設備和消除異常情況的技術與裝備，其特點是動作速度快，其性質是非調節性的，這就是通常理解的“繼電保護裝置”。 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，電站裝機容量3x20MW。電站以110KV一級電壓接入系統，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。電力系統容量為3500MVA，正負序電抗為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。在系統中作為調峰、調相運行。電氣主接線為：發電機與與主變壓器的連接采用單元接線，發電機出口裝設發電機斷路器，升高電壓側110kv采用單母線接線。開關站采用了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的短路電流計算電力系統的短路電流計算 （1）短路電流的危害 電力系統在運行中 ，相與相之間或相與地（或中性線

5、）之間發生非正常連接（即短路）時流過的電流。其值可遠遠大于額定電流 ，并 取決于短 路點距電源的電氣距離。例如，在發電機端發生短路時，流過發電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的1015倍。大容量電力系統中，短路電流可達數萬安。這會對電力系統的正常運行造成嚴重影響和后果。 電力系統的短路電流計算電力系統的短路電流計算 （3）短路電流計算的目的 1）選擇有足夠電動力穩定性和熱穩定性的電氣設備，如選擇斷路器，互感器等電氣設備，必須以電流計算為依據。 2）合理的配置繼電保護及自動裝置，并正確整定其參數，必須對電力系統各種短路故障進行分析計算。 3）比較和評價電氣主接線方案時。，可以依據短路計算的結果

6、，確定是否采取限制短路電流的措施，并對設備的造價進行評估，選擇最佳的方案。電力系統的短路電流計算電力系統的短路電流計算發電機保護發電機保護 發電機是電力系統最重要的設備之一，發電機的安全運行對保證電力系統的穩定運行和電能質量起著決定性的作用。機組容量越大，其作用越重要。根據課題任務書要求，發電機的容量為20MW，電壓在3KV及以上，容量在50MW及以下的發電機及異常運行方式應裝設相應的保護裝置 發電機保護發電機保護 3.1定子繞組相間短路定子繞組相間短路,應裝設縱差動保護應裝設縱差動保護 發電機定子繞組中性點一般不直接接地，故定子發電機定子繞組中性點一般不直接接地，故定子繞組都設計為全絕緣，由

7、于絕緣老化、過電壓沖繞組都設計為全絕緣，由于絕緣老化、過電壓沖擊等原因發生單相接地和短路，會造成發電機報擊等原因發生單相接地和短路，會造成發電機報廢。應裝設縱差動保護，該保護是發電機內部相廢。應裝設縱差動保護，該保護是發電機內部相間短路的主保護，因為該保護可以無延時的切除間短路的主保護，因為該保護可以無延時的切除保護范圍內的各種故障，同時又不反應發電機的保護范圍內的各種故障，同時又不反應發電機的過負荷和系統振蕩，且靈敏系數一般較高，所以過負荷和系統振蕩，且靈敏系數一般較高，所以縱差動保護毫無例外的用作容量在縱差動保護毫無例外的用作容量在1MW以上發電以上發電機的主保護。機的主保護。發電機保護發

8、電機保護 3.2發電機單相接地應裝設與母線直接連接發電機單相接地應裝設與母線直接連接的發電機定子繞組接地保護的發電機定子繞組接地保護發電機保護發電機保護 3.3定子繞組匝間短路，應裝設零序電流型橫差保護定子繞組匝間短路，應裝設零序電流型橫差保護 發電機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，橫差保護是利用反應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線上的電流互感器二次回路上。為了降低保護的動作電流值，繼電器應經三次諧波濾波器接入，這種保護具有接線簡單、靈敏、對繞組端部開焊亦能起保護作用等優點。為了防止在勵磁回路發生間歇性的短時間二點接地故障時保護裝置不必

9、要地動作，當勵磁回路發生一點接地時，應將保護切換至帶0.51s時限動作于停機。發電機保護發電機保護 3.4發電機外部相間短路，應裝設復合電壓發電機外部相間短路，應裝設復合電壓啟動的過電流保護啟動的過電流保護 當外部故障引起過電流，如連接在母線上的變壓器、線路發生短路且相應的保護或短路器拒絕動作，或在發電機電壓母線上發生短路且其上未裝設專用的母線保護時，為了可靠地切除故障，在發電機上應裝設防御外部短路的相間短路保護。該保護同時也是發電機主保護的后備保護。發電機保護發電機保護 3.5勵磁回路接地，應裝設接地保護或接地勵磁回路接地，應裝設接地保護或接地檢測裝置檢測裝置 1MW以上的水輪發電機，應裝設一點接地保護裝置，并應延時動作與信號，有條件也可動作于停機。變壓器保護變壓器保護電力變壓