電力系統(tǒng)繼電保護變壓器課程設計

電力系統(tǒng)繼電保護課程設計指導教師評語指導教師評語總成績專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣091姓名：許剛學號：200909004指導教師： 高鋒陽蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2012年77電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告設計原始資料題目一臺雙繞組降壓變壓器的容量為，采用接線；采用BCH-2外部短路的最大三8237A,35kV600/5，6.6kV側電流互感器變比為rel1500/5K=1.3。試對變壓器進行相關保護的設計。rel要完成的內容對變壓器進行主保護和后備保護的設計、配置、整定計算和校驗。保護方案設計方案設計主保護配置為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的要求，當變壓器發(fā)生故障時，要求保護裝置快速切除故障。通常變壓器的瓦斯保護和縱差動保護構成雙重化快速保護。瓦斯保護,變電所的主變壓器和動力變壓器，都是用變壓器油作為絕緣和散熱的。保護，由上開口杯控制，整定值為當瓦斯繼電器內上部積聚250~300cm3氣體時動作，0.6～1.0m/s時動作，動作值后一方面發(fā)信號，另一方面啟動出口繼電器，使其觸點閉合，并通過繼電器本身的電流線圈自保持，一直到變壓器各側的斷路器跳閘完成為止?？v差動保護,電流縱差動保護不但能區(qū)分區(qū)內外故障，而且不需要與其他元件的保護配合，可以無延時的切除區(qū)內各種故障，具有明顯的優(yōu)點。本設計中變壓器主保護主同時也可以保護單相層間短路和接地短路，不需與其他保護配合，可無延時的切斷內部短路，動作于變壓器高低壓兩側斷路器跳閘。為了保證動作的選擇性，差動保護動作電1電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告流應躲開外部短路電流時的最大不平衡電流。后備保護配置變壓器的后備保護選擇過電流保護和低電壓啟動的過電流保護。低電壓啟動的過電流保護主要是為了保護外部短路引起的變壓器過電流，同時也可以作為變壓器差動保護以及饋線保護的后備保護。變壓器的不正常工作包括過負荷運行，對此配置過負荷保護。正常時，變壓器不過負荷，電流小于整定值，過負荷保護不動作。當三相負荷對稱時，可僅在一相裝設過負荷保護。整定計算主保護的整定計算差動保護動作電流計算值 表1變壓器各側一、二次電流 名稱 各側數(shù)值額定電壓35 6.6額定電流（A）

20000

331

1753336.6二次電流

3335120/133314.783120

Y300/117535.84300躲過外部短路故障時的最大不平衡電流，整定計算式[1]Iset=KrelIunb.max (3.1)Iunb.max=(f+U+KnpKst)Ik.max (3.2)已知f=0.22U=0.05，Knp=0.1，Kst=1(3.2)得Iunb.max=（0.22+0.05+0.1×1×1）×82372電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告=3048(A)setI =1.3×1753set=3962(A)躲過變壓器最大勵磁涌流，整定式[1]I =K K I (3.3)set rel N

=1.3K =1，I=1753，帶入公式(3.3)得rel NsetI =1.3×1×1753set=2279(A)按躲過電流互感器二次回路斷線計算[1]，即I K I (3.4)set= rell.max

=1.3，I

=1753，帶入公式(3.4)得rel

l.max

I =1.3×1753set=2279（A）setset按上面的三個條件計算縱差護的動作電流，并選取最大者，比較可知：選一次動作電流set兩相最小短路電流歸算到一次側[1]

I =3048(A) (3.5)3=I3=k.min k.max已知I =8273，帶入公式(3.6)得k.max

Ik.max

(3.6)=I=k.min

8273323靈敏度校驗

=7133（A）= / = / sen k.min set

=7133，I =3048，帶入公式(3.7)得k.max

set

Ksen=7133/30482K ＞2sen滿足靈敏度要求。

=2.343電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告后備保護的整定計算變壓器過電流保護所以整定電流[1]

KI =relKI

(3.8)set Kre

ssL.max已知Krel=1.2，Kre=0.85，Kss=1.5，IL.max=1753，帶入公式(3.8)得靈敏度校驗[1]

Iset

1.21.517530.85=3712(A)senK =錯誤！未找到引用源。 (3.9)sen已知Ik.min=7133，Iset=3712，帶入公式(3.9)得senK >1.5sen滿足靈敏度要求。

Ksen

=71333712=1.92低電壓啟動的過電流保護過電流保護按躲過可能出現(xiàn)的最大負荷電流整定，啟動電流比較大，對于升壓變壓器或容量較大的降壓變壓器，靈敏度往往不能滿足要求。為此可以采用低電壓啟動的過電流保護。采用低電壓繼電器后，電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運行變壓器切除或電動自啟動時可能出現(xiàn)的最大負荷，而是按大于變壓器的額定電流整定[1]KI = relI

(3.10)set K re

=1.2，K

=0.85，I

=1753，帶入公式(3.10)得rel

nIset

=1.217530.85=2475(A)低電壓繼電器的動作電壓按以下條件整定，并取最小值。（1）按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定[1]，4電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告UU =

(3.12)set

K Krel re

，K=5.94relL.min=5.94rel

=0.85，K

re=1.1，帶入公式(3.12)得Uset

= 5.940.851.1=6.35(kv)(2)按躲過電動機自啟動時的電壓整定：當?shù)蛪豪^電器由變壓器低壓側互感器供電時，計算式為[1]NUset=(0.5~0.6)U (3.13)N當?shù)蛪豪^電器由變壓器高壓側互感器供電時，計算式為[1]U =0.7U (3.14)set N對于降壓變壓器，負荷在低壓側，電動機自啟動時高壓側電壓比低壓側高了一個變壓器壓降（標幺值）。所以高壓側取值比較高，但仍按式(3.21)整定，原因是發(fā)電機在失磁運行時低壓母線電壓會比較低。setU =0.66.6set=3.96(kV)電流繼電器靈敏度的校驗方法與不帶低壓啟動的過電流保護相同。低電壓繼電器的靈敏系數(shù)按下式校驗[1]UK set

(3.15)sen

Uk.minsen要求K ≥1.25，當6.6kV側母線處短路時保護安裝處的殘壓等于零，顯然：senUK = set

≥1.25sen

Uk.min滿足要求，可見用低電壓啟動的過電流保護可作為后備保護。繼電保護設備選擇互感器的選擇在電力系統(tǒng)中，為了保證正常供電以及保護貴重設備的安全，都有一套由繼電器控制設備組成的繼電保護線路。當電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，這些保護裝置就會動作，切斷就是將線路上的電流變?yōu)橐欢ù笮〉碾娏?給繼電器等保護裝置供電。當線路上發(fā)生短路或其它故障，使線路上電流劇增時，通過電流互感器供給繼電器等保護裝置的電流也5P10P5電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告5%10%。電壓器互感器的選擇首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量選擇互感器的準確級額定容量。所以本題中電壓互感器的型號為ZDZJ-3。電流互感器選擇原則35KV及以上配電裝置一般采用油侵瓷箱式式絕緣結構的獨立電流互感器，常用LCC7系列。電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應大于變壓器允許的不平衡1/3進行選擇。關于準確度，用0.5級，用于電流電壓測量的準確度不低于1級，非重要回路可采用3級，用于繼電保護的電流互感器，應用DBLCWD2-35型電流互感器。繼電器的選擇本設計選用BCH-2型差動繼電器，該差動繼電器，作為兩繞組及三繞組電力變壓DL-11及中間速飽和交流器組成。BCH-2試驗時接通或斷開相應的電路。保護評價及結論一旦變壓器內部出現(xiàn)故障時，差動保護與瓦斯保護能否正確反映出來，這與它們的設計原理是密切相關的。主變差動保護是按循環(huán)電流原理設計制造的，而瓦斯保護是根6電力系統(tǒng)繼電保護課程設計報告據(jù)變壓器的內部故障時會產(chǎn)生或分解氣體，針對這一點設計制造的。兩種保護由于基本原理不一樣，因而在作用和