科研项目结题答辩

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,大容量发电厂厂用电保护可视化整定计算研究,研究背景,随着电力系统的快速发展，大容量发电机组在电力系统中所占比例越来越大，其厂用电系统担负本厂电能生产设备的供电任务，其供电可靠性和安全运行是发电厂正常运行的重要保证。大容量电厂具有数量众多的厂用电设备，如不同容量功能的高压电动机，低压变压器和高压变压器以及馈电线路等，其整定计算工作量大，但是同类厂用电设备整定计算的原则相近，这就为开发整定软件提供了基础。,将发电厂厂用电一次系统接线图的绘制功能与电力系统专业计算功能结合起来，形成基于所绘一次系统接线图的参数输入、状态设置和结果输出的软件，即为可视化软件，本课题要求学生开发高压厂用变压器、高压厂用电动机、低压厂变以及馈线进行继电保护可视化整定计算软件，以提高整定计算的效率。该课题具有工程实用价值，可用来解决实际问题。,厂用电接线的要求,安全可靠，运行灵活,投资少，接线简单、清晰，运行费用低,供电的对应性,与电气主接线的关系,整体性,高压厂用变压器,的,故障,厂用变压器的故障可以分为内部故障和外部故障两种。,厂用变压器的内部故障主要有绕组的相间短路、匝间短路和单相接地以及铁芯烧损等。发生内部绕组相间短路的可能性是很少的。厂用变压器最常见的内部故障是绕组的匝间短路。,厂用变压器的外部故障主要是套管和引出线上发生的短路，这种工作可能导致变压器引出线的相间短路或一相绕组碰接变压器的外壳。,厂用变压器,不正常运行状态,厂用变压器的不正常运行状态有外部短路引起的过电流、油箱内油面的过度降低，和变压器中性点电压的升高等。,在厂用变压器中一般不容易发生过负荷现象,。,由于外部短路引起的过电流将使厂用变压器的绕组过热，这样会加速绕组绝缘的老化，甚至引起内部故障。,高压厂用变压器,主,保护,瓦斯保护,高压厂用变压器的瓦斯保护是针对变压器油箱内的各种故障及油面降低而设置的保护。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各电源侧的断路器。,对于容量在,800KVA,以上的油浸式变压器和,400KVA,及以上的车间油浸式变压器，应装设瓦斯保护。,高压厂用变压器,主,保护,纵联差动保护或电流速断保护,为防止高压厂用变压器绕组套管及引出线上的故障，根据变压器容量的不同，应装设纵联差动保护或电流速断保护。电流速断保护用于容量为,6300KVA,以下的变压器，而且灵敏度足够高,;,纵联差动保护用于容量为,6300KVA,及以上的变压器。保护均瞬时动作于变压器两侧的断路器跳闸。当变压器高压侧未装设断路器时，则应动作于低压侧断路器及发电机变压器总出口继电器，使各侧断路器及灭磁开关跳闸。,高压厂用变压器的后备保护,高压厂用变压器的后备保护主要用来防止变压器的外部短路并作为主保护的后备保护。,对于外部相间短路引起的变压器过电流，应装设过电流保护。一般用于所有的变压器，保护的整定值应考虑故障状态下可能出现的过负荷电流。,对于外部单相接地短路引起的过电流应装设单相接地保护，保护瞬时动作于信号。,高压厂用电动机的故障,高压厂用电动机通常为,310KV,的电动机，有异步电动机和同步电动机之分，主要故障有定子的绕组相间短路，单相接地及一相绕组的匝间短路。相间短路会引起电动机的严重破坏，造成配电网的电压降低，并破坏其他用户的正常工作，因此要求尽快的切除这种故障。当单相接地电流大于,10A,时造成电动机的定子铁芯烧损，单相接地故障有时会发展成匝间短路，而引起电动机的高压电缆发生单相接地故障，很容易发展为相间短路。,高压电动机的不正常运行状态,高压电动机的不正常运行状态是有过负荷引起的过电流，产生过负荷的原因很多，如电动机所带的机械部分过负荷，由于电压频率的降低而使转速下降，电动机长时间启动和自启动，由于电源回路一相短线所造成的两相运行及电动机堵转等。,厂用电动机的保护配置,高压异步电动机和同步电动机应装设定子绕组的相间短路保护、单相接地保护、过负荷保护、低电压保护以及相电流不平衡保护及断相保护等。同步电动机还应装设相应的失磁保护和失步保护，以及为防止非同步冲击的保护。,相间短路保护,瞬时电流速断保护，一般用于容量小于,2000KW,的电动机，保护应采用两相式。,纵联差动保护，一般用于容量为,2000KW,即以上的电动机，或容量小于,2000KW,装设电流速断保护不能满足灵敏性要求的电动机。容量为,5000KW,及以上的电动机，保护应采用三相式，容量为,5000KW,以下的电动机，保护应采用两相式。,上述保护应动作于跳闸。对于具有自动灭磁装置的同步电动机，保护还应动作于灭磁。,单相接地保护,对单相接地故障，当接地电流大于,5A,时，应装设单相接地保护。单相接地电流为,10A,及以上时，保护应带时限动作于跳闸,;,单相接地电流为,10A,以下时，保护可动作于跳闸或信号。,过负荷保护,生产过程中易发生过负荷的电动机，保护应根据负荷特性带时限动作于信号或跳闸，有条件的可以动作于自动减负荷。,启动或自启动困难的电动机，需要防止启动或自启动时间过长，保护应带时限于跳闸，其时限应躲开电动机的正常启动时间。具有冲击电流的电动机，还要躲开电动机所允许的生产过程中短时冲击负荷的持续时间。,低电压保护,当电源电压短时降低或中断又恢复时，为了保证重要电动机的启动而需要断开次要的电动机，或根据生产的需要，不允许或不需要自启动的电动机应装设低电压保护。保护应带时限动作于跳闸。,需要自启动，但为了保证人身安全和设备安全在电源长时间消失后需要从电网中自动断开的电动机。,属类荷并装有自动投入装置的备用机械的电动机，需要装设低电压保护,厂用线路保护,3kV,10kV,厂用线路,（,1,）相间短路保护,：,3kV,10kV,厂用线路宜装设两相两继电器式的电流速断保护和两相三继电器式的过电流保护，保护动作于跳闸。,（,2,）单相接地保护,6kV,35kV,厂用升压或隔离变压器线路组,相间短路保护,1),用于保护变压器内部故障及线路的相间短路应装设电流速断保护。对于,2MVA,及以上变压器，如电流速断灵敏性不符合要求，宜装设差动保护，保护装置瞬时动作于跳闸。,2),作为电流速断或差动保护后备，宜装设过电流保护，保护带时限动作于跳闸。,瓦斯保护,：,800kVA,及以上油浸变压器装设瓦斯保护。,单相接地保护,1),变压器电源侧的单相接地保护,2),变压器线路侧的单相接地保护可在线路侧单独装设,，,也可利用线路受电侧的单相接地保护装置作为线路的单相接地保护。保护装置动作于信号。,厂用线路保护,6kV,35kV,厂用线路上降压变压器,(,包括分支连接的降压变压器,),：,宜采用高压跌落式熔断器作为降压变压器的相间短路保护。,低压厂用线路,（,1,）,相间短路保护,1),由熔断器作为相间短路保护。,2),由断路器组成的回路，可用断路器本身的短路,(,带短延时,),脱扣器作为相间短路保护。,（,2,）单相接地短路保护,低压厂用电系统中性点为直接接地时应装设本保护。,1),由熔断器作为单相接地短路保护。,2),由断路器本身的短路,(,带短延时,),脱扣器作为单相接地短路保护，当灵敏性不能满足要求时应由,1,个接于零序电流互感器上的电流继电器及时间继电器构成，延时动作于跳闸。,继电保护整定计算软件开发,VisualBasic,软件的应用,VisualBasic(,简称,VB),是,Microsoft,公司开发的一种通用的基于对象的程序设计语言。,VB,可以用于可以开发多媒体、数据库、网络、图形等方面的应用程序。,Internet,能力强大，很容易在应用程序内通过,Internet,或,intranet,（内联网）,访问文档和应用程序，或者创建,Internet,服务器应用程序。,已完成的应用程序是使用,VisualBasic,虚拟机真正,.exe,文件，可以自由发布。,VB,简单易学，通用性强，用途广泛。,整定计算软件设计思路,及界面,软件测试,（,以高压电动机保护整定计算为例,）,例：某厂用电动给水泵（,5600kW,）真空开关,设备参数：,保护型号：电动机综合保护,RCS-9626CN,电动机差动保护,RCS-9627CN,机端侧,CT,参数：,5P20,，,600/1,零序,CT,参数：,10P5,，,100/1,电动机参数：,5600kW,，额定电流为,378A,电动给水泵起动时间：取,人工计算,电流速断保护,：,需要整定的有,I,op.H,I,op.L,动作时限，电动机启动时间。,（,1,）动作电流高值,IopH,，,IopH,应躲过电动机的最大启动电流,I,op.H,=K,rel,K,st,I,n,=1.4*7*,（,378/600,）,=6.174A,（,2,）动作电流低值,IopL,，应躲过供电母线三相短路时电动机的反馈电流，同时要躲过外部短路故障切除电压恢复过程中电动机的自启动电流。,当采用真空断路器时，反馈电流按启动电流的,80%,计，,I,op.L,=Krel*,（,80%K,st,In,）,=1.2*80%*7*I,n,=4.2336A,（,3,）动作时限,采用真空断路器时，取,0s,（,4,）电动机启动时间,电动机启动时间,t=1.2t,qd,=24s,软件计算,(In=I,额,/n,TA,=378/600=0.63A),电流速断保护,:,人工计算,差动保护,：,（,1,）最小动电流,Is,。应躲过电动机正常运行时差动回路不平衡电流。,最小动电流,I,s,=K,rel,(K,sp,K,cc,K,er,+m)I,n,=0.19I,n,=0.1197A,（,2,）拐点电流：,I,t,=,（,0.50.8,）,I,n,=0.65In=0.4095A,（,3,）制动特性斜率,S,。按躲过电动机最大启动电流下差动回路的不平衡电流整定。,不平衡电流,I,unb.max,=1.2*In=0.756A,S=,（,Krel*I,unb.max,0.19In,）,/,（,Kst*In,0.65In,）,=,（,2*1.2In,0.19In,）,/,（,7In,0.65In,）,=0.348,（,4,）动作时限。可取,0.030.05s,软件计算,(In=I,额,/n,TA,=378/600=0.63A),差动保护,:,人工计算,过流保护,：,过流保护在电动机启动后投入。,（,1,）动作电流,I,op,=,（,1.31.5I,n,=1.4I,n,=0.882A,（,2,）动作时限,t=0.7t,qd,=14s,软件计算,(In=I,额,/n,TA,=378/600=0.63A),过流,保护,:,人工计算,过负荷保护,：,（,1,）动作电流,Iop,。按躲过电动机额定电流下可靠返回条件整定，动作电流为,I,op,=K,rel,I,n,/K,r,=1.1*0.63/0.9=0.77A,（,2,）动作时限。与电动机所允许的过负荷时间相配合，一般情况下动作时限,t= t,st.max,软件计算,(In=I,额,/n,TA,=378/600=0.63A),过负荷,保护,:,总结,通过本次科研训练，我们在了解了大容量发电厂厂用电保护可视化整定计算研究的背景的基础上，通过参阅相关技术文件及在老师的悉心指导下，我们围绕具体研究内容，运用,VB,软件进行编程，成功计算了各型号电动机的电流速断保护、过负荷保护、负序过电流保护、单相接地保护及低电压保护等。本次科研训练锻炼了我们的专业技能，通过对继电保护整定计算软件的研究，实现电动机保护、整定计算等全过程的自动化，对从根本上将整定计算人员从繁杂的计算工作中解放出来具有重要意义,感谢老师在此次科研项目中给我们的悉心教导！,