电气工程与自动化课程设计.doc

电气工程基础课程设计
题 目 发电厂主接线及线路电流保护设计

学生姓名

学 号

学 院

专 业

指导教师

二Ｏ一Ｏ 年 十二 月 二十三日
通过这个具体的课题,综合运用所学知识,解决具体工程实际问题,学习工程设计的基本技能,基本程序和基本方法，培养自己的科学研究和设计计算方面的能力，培养自己关于工业建设中的政策观念和经济技术观念，扩大知识领域，提高学自己分析问题和解决问题的能力。
一、 设计内容：
1.发电厂主接线方案的选择和主变型式的确定。
2.继电保护方式选择和整定的计算.
3.绘图
4.整理说明书及计算书
为满足某地区经济发展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建做发电厂,发电厂与系统连接情况如下图
一、建设规模
1此发电厂安装3台发电机,额定电压为10。5kv
2发电厂升压至110kv和35kv后接入电网
3各电压侧出线回路数:110kv侧6回，35kv侧2回
二、主要参数
1发电机阻抗XG1=15Ω，XG2=10Ω，XG3=10Ω
2线路参数L1=L2=L3=60km、LBC=50km,LCD=30km,LDE=20km，线路阻抗0。4Ω/km
3。可靠系数KⅠrel=1.2 ,KⅡrel=KⅢrel =1。15， Kst =1.5，Kre=0。85
4.负荷电流IBC·Lmax =300A,ICD·Lmax =200A，IDE·Lmax=150A
5.发电机最多三台运行,最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行。
设计计算书
原始材料分析
一、拟定主接线方案
1确定主变型式
相对单相变压器来说，三相变压器经济 性能好、占地少、损耗也小。因此在我国330kv及以下电压等级，只要不受制造和运输条件限制，都尽量采用三相变压器.
对于主变压器的110~500kv侧采用中性点直接接地方式
对于主变压器6~35kv侧采用中性点不接地方式
T1、T2:假设选取SFSL1-10000/110 YN，yn，d11
T3 假设选取SFL7—8000/110 10/110 YN、d11
参考资料：
一些地方将35kv以上电压等级的电力变压器称为主变压器 例如SZSF11—11000 110/10.5
发电机与主变之间连接导线的形式一般是封闭母线，有铜牌和铝排两种形式，一般铝排多些。
中性点直接接地一般用于100kv以上的电力系统中；在我国10～66kv电网均采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，以保证在单相接地故障时，能带故障运行2h。
2选择各侧接线方式
G1、G2通过两台三绕组变压器分别送入35kv和110kv电网
G3采用单元接线将电能直接送入110kv系统
35kv侧仅有两回出线，采用内桥接线可以满足供电要求，以后有发展可以方便过渡成其他接线。。
110kv侧电压等级较高,出线回路数比较多为六条,采用双母线带旁路接线,并设有专门的旁路断路器,各出线回路参与旁路, 因此检修这些出线断路器就可以不停电，而从发电机进入110kv母线的进线回路,考虑故障几率较小,就没有参加旁路。
二、继电保护方式的选择与整定：
1DL处的保护方式及相应的Idz、 klm tdz
1DL一般指编号为1的断路器的简称
通过对BC线路上的短路电流、瞬时动作电流、限时动作电流、定时限过电流保护的动作电流、瞬时保护的范围、灵敏系数等参数计算,确定继电保护方式的选择与整定。
主接线图
继电器保护原理接线图
展开接线图

交流电流回路

过
流
回
路
直
流
操
作
回
路
跳闸
回路

信号回路
备注：KA电流继电器
KT时间继电器
KS信号继电器
YT跳闸线圈
KM接触器
对以上方案进行系统的评估,110kV侧电压等级较高,出线回路数比较多，采用双母线带旁路接线，双母线接线有以下几点优点:
供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。
调度灵活，各个电源可以任意分配到某一组母线上,能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分为那样导致出线交叉跨越。便于试验，当个别回路要单独进行试验时,可将该回路分开,单独接至一组母线上。
双母带旁路除具有以上优点外，还具有以下特点,就是在进出线断路器检修时（包括其保护装置的检修和调试)不中断对用户的供电.
35kv侧仅有两回出线，采用内桥接线可以满足供电要求，桥型接线适合于具有两进两出回路的发电厂，它有接线简单清楚、使用电器少，造价低，比较容易发展为单母线或双母线接线。
1DL处使用三段式电流保护,即瞬时电流速度按保护和限时电流速度按保护作为BC线路相间短路的主保护,定时限过作为电流速度按保护线路相间短路的近后备和相邻线路的远后备，可靠性高。
总的来说，上述方案在供电可靠性、运行经济性方面都比较合理。
结论：
经过对原始资料的分析,主变型式的确定，电气主接线方式的选择，继电保护方式的选择和整定,可以得出如下结论：
1.电气主接线具有可靠性、灵活性和经济性的特点。
2。 继电保护的配置及整定具有可靠性、速动性、选择性以及高灵敏性的优点，完全可作为大机组的保护配置。
3. 电气设备完全满足主接线的要求。

计算：
当发电机一台运行，线路一条运行时：
XSmax=15+60*0。4=39Ω
当发电机三台运行,线路三条运行时：XSmin=15‖10‖10+24‖24‖24=11。75Ω
线路BC、CD、DE阻抗分别为XBC=50＊0.4=20Ω、XCD=30＊0。4=12Ω、XDE=20＊0.4=8Ω
Ⅰ段
BC上C点发生三相短路和两相短路时，短路电流为:
I(3）fB=110//（11.75+20)=2。0KA= I（3)fBmax
I（2)fB =110//（39+20）*/2=0.932KA= I（2)fBmin
BC的瞬时电流速断的动作电流：
IⅠop1=KⅠrelI(3）fBmax=2。4KA
最小保护范围：
lmin(％)=1/XAB(/2*Ep/IⅠop1- XSmax）=1/20＊（/2＊110//2.4—39）=
—0。804［0.15，0.2],不符合保护要求，需增加限时电流速断保护。
Ⅱ段
CD上D点发生三相短路和两相短路时，短路电流为：
I(3）fC=110//（11。75+32）=1.452KA= I(3）fCmax
I（2）fC=110//（39+32）＊/2=0。775KA= I（2)fCmin
CD的瞬时电流速断的动作电流：
IⅠop2=KⅠrelI(3）fCmax=1.7424KA
BC的限时电流速断的动作电流：
IⅡop1= KⅡrel IⅠop2=2.0037KA
灵敏系数：
Ks= I（2)fBmin/ IⅡop1=0.932/2.00376=0。465[1。3,1。5］, 不符合保护要求，需增加定时限过电流速断保护。
Ⅲ段
定时限过电流速断保护动作电流IⅢop1>ILBmax=300A，
IⅢop1= KⅢrelKst/Kre*ILmax=300＊1。5＊1。15/0。85=608。824A
KS= I（2）fBmin/ IⅢop1=932A/608。824A=1。531≥1。2
综上所述，1DL处的继电保护方式为三段式电流保护.
t1=0s
t2=t1+ t=0。5s
t3= t2+ t=1s
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