電力變壓器繼電保護(hù)保護(hù)課程設(shè)計(jì)

1、編號 0 7 1 4 XXX課程設(shè)計(jì)（200X級本科）題 目電力變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)系（部）院： 機(jī)電工程系專 業(yè)：電氣工程及其自動化作者姓名：XXX指導(dǎo)教師：X X X 職稱： 教授完成日期： 2010 年 7 月 1 日二O一O年七月河西學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書論文題目電力變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)作者姓名XXX所屬系、專業(yè)、年級XXXXXXXXXXX指導(dǎo)教師姓名、職稱XXX教授任務(wù)下達(dá)日期2010年6月1日一、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容通過對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理的學(xué)習(xí)，掌握電機(jī)變壓器繼電保護(hù)的基本原理，學(xué)習(xí)電動機(jī)變壓器繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)的基本方法，掌握繼電保護(hù)整定值的確定原則和保護(hù)的配置原 理。1、確定電

2、力變壓器保護(hù)方案；2、根據(jù)原始資料進(jìn)行保護(hù)的整定計(jì)算；3、畫出電力變壓器保護(hù)的原理圖和展開圖。1.2原始資料：一臺雙繞組降壓變壓器，容量為20MVA，電壓比為110 2 2.5%/11 kv，Yd11接線，U k =10.5%，歸算到平均電壓10.5kv的系統(tǒng)最大電抗和最小點(diǎn)抗分別為0.44 和0.22,10kv側(cè)最大負(fù)荷電流為 900A。二.論文(設(shè)計(jì))的基本要求1、設(shè)計(jì)的基本要求1、設(shè)計(jì)及計(jì)算說明書(1) 說明書要求書寫整齊，條理分明，表達(dá)正確、語言正確。(2) 計(jì)算書內(nèi)容：為各設(shè)計(jì)內(nèi)容最終成果、確定提供依據(jù)進(jìn)行的技術(shù)分析、論證和定量 計(jì)算，如供電線路短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、及繼電保

3、護(hù)的配置等。(3) 計(jì)算書要求：計(jì)算無誤，分析論證過程簡單明了，各設(shè)計(jì)內(nèi)容列表匯總。2、圖紙(1) 繪制分析所需的必要圖紙(2) 圖紙要求：用標(biāo)準(zhǔn)符號繪制，布置均勻，設(shè)備符號大小合適，清晰美觀。三.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度安排階段論文(設(shè)計(jì))各階段名稱起止日期1熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)背景資料6月18日2查閱有關(guān)資料6月19日6月20日3閱讀設(shè)計(jì)要求必讀的參考資料6月21日6月23日4書寫設(shè)計(jì)說明書6月24日3月30日5上交設(shè)計(jì)成果7月1日四.需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教師指疋）1 :賀家李、宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第二版 M，北京，水利電力出版社，19852 :馬長貴.高電網(wǎng)繼電保

4、護(hù)原理M，北京：水利電力出版社，19873 :毛錦慶.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答第二版M，北京：中國電力出版社 19994 :范錫普發(fā)電廠電氣部分M，北京，中國電力出版社，19875 :許建安.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)M，北京，中國水利水電出版社，20016 :何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析第三版M，武漢，華中科技大學(xué)出版社，20027 :陳悅.電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊M，北京，中國水利水電出版社，20088 :芮靜康.現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊M，北京，中國水利水電出版社，20049 :胡虔生，胡敏強(qiáng).電機(jī)學(xué)M，北京，中國電力出版社，200510 :劉介才，工廠供電第四版M，北京，機(jī)械

5、工業(yè)出版社，2004教 研 室 意 見負(fù)責(zé)人簽名：年 月日系（ 部 ）意見負(fù)責(zé)人簽名：年 月日設(shè)計(jì)及計(jì)算說明書一摘要及關(guān)鍵詞摘要： 變壓器差動保護(hù)是電力變壓器的主保護(hù)之一， 差動保護(hù)的理論依據(jù)是基 爾霍夫電流定律。對于在發(fā)電機(jī)和線路保護(hù)的應(yīng)用中，差動保護(hù)表現(xiàn)出了良好 的選擇性、高靈敏度和高速動性。 但對于變壓器而言，由于內(nèi)部磁路的聯(lián)系， 其本質(zhì)上不再滿足基爾霍夫電流定律 ，變壓器勵磁電流成 了差動保護(hù)不平衡電 流的一種來源。 在正常運(yùn)行時，變壓器勵磁電流通常低于額定電流的 1 %, 所以設(shè)定差動保護(hù)動作值可準(zhǔn)確區(qū)分變壓器內(nèi)部故障與外部故障。但是，電力變壓器運(yùn)行條件復(fù)雜，當(dāng)變壓器過勵磁運(yùn)行時，勵

6、磁電流可達(dá)到變壓器額定 電 流的水平，將引起差動保護(hù)誤動作。在變壓器空載合閘或者變壓器外部短路被 切除而變壓器電壓突然恢復(fù)時，勵磁涌流達(dá)到額定電流的6倍8倍，可與短路電流相比擬。而勵磁涌流流經(jīng)電源側(cè)，造成變壓器兩側(cè)電流的不平衡，從而在差動回路內(nèi)產(chǎn)生不平衡電流，導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作。為解決由于勵磁涌流而使 變壓器差動保護(hù)經(jīng)常出現(xiàn)誤動作的問題，尋求正確識別變壓器內(nèi)部故障和勵磁涌 流的方法，筆者對各種差動保護(hù)方案的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和評價(jià)。關(guān)鍵字：差動保護(hù)原理及展開圖二引-_:言電力系統(tǒng)繼電保護(hù)作為電氣工程及其自動化專業(yè)的一門主要課程，主要包括課堂講學(xué)、課程設(shè)計(jì)等幾個主要部分。 在完成了

7、理論的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了 進(jìn)一步加深對理論知識的理解，本專業(yè)特安排了本次課程設(shè)計(jì)。 電能是現(xiàn)代社會 中最重要、也是最方便的能源。而發(fā)電廠正是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過程中，電力系統(tǒng)希望線路有比較好的可靠性，因此在電力系統(tǒng)受到外界干擾時，保護(hù)線路的各種繼電 裝置應(yīng)該有比較可靠的、及時的保護(hù)動作，從而切斷故障點(diǎn)極大限度的降低電力 系統(tǒng)供電范圍。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為達(dá)到這個目的而設(shè)置的。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括了六大部分，分別為運(yùn)行方式的選擇、電網(wǎng)各個元件參數(shù)及負(fù)荷電流 計(jì)

8、算、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)距離保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、 繼電保護(hù)零序電流 保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)、對所選擇的保護(hù)裝置進(jìn)行綜合評價(jià)。 其中短路電流的計(jì) 算和電氣設(shè)備的選擇是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。通過此次線路保護(hù)的設(shè)計(jì)可以鞏固我們本 學(xué)期所學(xué)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)這一課程的理論知識，能提高我們提出問題、 思考問題、解決問題的能力 三設(shè)計(jì)原理采用BCH-2型差動繼電器構(gòu)成的縱聯(lián)差動保護(hù)?？v聯(lián)差動保護(hù)是反應(yīng)被保 護(hù)變壓器各段流入和流出電流的相量差。由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此，為了保證縱聯(lián)差動保護(hù) 的正確工作就必須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得在正常運(yùn)行和外部故障時，兩個二次電流相等。在保護(hù)范圍內(nèi)

9、故障時，流入差動回路的電流為短路點(diǎn)的 二次值，保護(hù)動作。縱聯(lián)差動保護(hù)動作后，跳開變壓器兩側(cè)的斷路器。例如，在 圖1-1中應(yīng)使圖1-11211NTA1III1NTA2NTA2NTA111i1nT式中:Nta1 -高壓側(cè)電流互感器的變化NtA2 -低壓側(cè)電流互感器的變化F -變壓器變比由此可知，要實(shí)現(xiàn)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)，就必須適當(dāng)?shù)倪x擇兩側(cè)電流互感 器的變比，使其比值等于變壓器的變比 nT o四計(jì)算說明已知：Sn=20MAV電壓比為 110土 2X 2.5%/ 11KVUd =10.5% X S.max =0.44 Q X S.min =0.22 Q1.確定基本側(cè)電流1) 變壓器一次額定電流1)

10、 110KV 側(cè)：2) 11KV 側(cè)：注:求額定電流應(yīng)用變壓器實(shí)際額定電壓2) 電流互感器變比：1)110KV側(cè)計(jì)算變比及選用變比“TA cal選用nTA250注：.3是由于變壓器高壓側(cè)采用星形接線2) 11KV 側(cè)：1050、出中1250n TAcal；選用 “ta55(3)電流互感器二次電流1) 110KV 側(cè)：注：-3為接線系數(shù)2) 11KV 側(cè):名稱一次側(cè)數(shù)值二次側(cè)數(shù)值額定電壓(KV)11011額定電流(A)變壓器接線Y電流互感器接線Y電流互感器計(jì)算變比電流互感器實(shí)際變比二次電流(A)所以，選用變壓器低壓側(cè)作為基本側(cè)注：選用二次電流大的一側(cè)作為基本側(cè)求低壓母線三相短路歸算到基本側(cè)的短路

11、電流 2.基本側(cè)動作電流計(jì)算值確定(1)按躲過外部短路條件：Krel可靠系數(shù)，取為1.3；I unb.TA -兩側(cè)電流互感器電流誤差引起的不平衡電流；I unb. u -變壓器調(diào)分接頭引起的不平衡電流；（2）按躲過勵磁涌流：3）按躲過電流互感器二次短線條件：選一次計(jì)算動作電流：注：計(jì)算動作電流應(yīng)取條件的最大值。3. 確定基本側(cè)差動線圈匝數(shù)二次計(jì)算動作電流：工作線圈匝數(shù)：注：為防止保護(hù)誤動作工作線圈匝數(shù)應(yīng)小于或等于計(jì)算值。選用差動線圈整定為Wdset 6匝，平衡線圈整定為Wbset 1繼電器實(shí)際動作電流注：由于計(jì)算值與整定值不同，所以實(shí)際動作動作電流不等于計(jì)算值。二次電流為：lOp 8.56 2

12、502140A4. 確定110KV側(cè)平衡線圈及工作線圈匝數(shù)：注：按四舍五入法確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù)，這樣產(chǎn)生的不平衡才是最小的。按四舍五入原則取非基本側(cè)的平衡線圈匝數(shù)為Wnbse 2匝非基本側(cè)工作線圈為WnWset 82 6匝Wph.c Wph5計(jì)算fph ；.pr .Ph = Wph.c Wcd.set；Wph .c平衡線圈的計(jì)算匝數(shù)；Wph.pr平衡線圈實(shí)際匝數(shù)；W .set差動線圈整定匝數(shù)；注：相對誤差應(yīng)取絕對值。 6校驗(yàn)靈敏度：在6.6KV側(cè)兩相短路最小短路電流為：歸算至110KV側(cè)的短路電流為：注：因電源在高壓側(cè)，所以單電源變壓器求靈敏度系數(shù)時，應(yīng)歸算至電源側(cè)。110KV側(cè)流入繼電

13、器的電流為11KV側(cè)繼電器動作電流：保護(hù)的靈敏度為Ksen 15.1/7.52.01 >2 滿足要求。五 設(shè)計(jì)總結(jié)通過兩周的繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)，雖然時間不長，但期間有許多事情讓我難 忘，我從中學(xué)到了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識。對距離保護(hù)設(shè)計(jì)的過程有了一個很 大程度了解，為以后的工作打下了一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中我們應(yīng)該學(xué) 會如何和同學(xué)一起合作，以提高工作效率。合作之間其實(shí)并不是單純的操作， 相互呼應(yīng)，還可以提高我們的實(shí)際解決問題的能力。通過這次設(shè)計(jì)，我深刻的 認(rèn)識到了，理論知識和實(shí)踐相結(jié)合是教學(xué)環(huán)節(jié)中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，只有這 樣才能提高自己的實(shí)際操作能力，并且從中培養(yǎng)自己的獨(dú)立思考、勇于克

14、服困 難、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。從而，為自己以后學(xué)習(xí)和工作打下基研。只有自己親手 做了，才會明白其實(shí)很多事是很簡單的，只要你敢做，就沒有你做不到的事。 誰都有第一次，誰都會認(rèn)為第一次是最難的。通過這次課程設(shè)計(jì)， 我對距離保護(hù)設(shè)計(jì)整定計(jì)算過程有了一個大致的了解， 對設(shè)計(jì)的思路、基本方法、 步驟有了深刻的認(rèn)識。 盡管在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多 困難，但老師指導(dǎo)給了我們很大的幫助，自己對距離保護(hù)設(shè)計(jì)有了大概的了解， 也是學(xué)習(xí) 繼電保護(hù)原理 理論知識的一次實(shí)際應(yīng)用， 把我們的理論和實(shí)際聯(lián)系 了起來， 在這次的設(shè)計(jì)過程中， 我們組先根據(jù)派發(fā)的任務(wù)收集， 調(diào)查有關(guān)的資料 書籍，然后進(jìn)入起草方案階段，其間與同組同學(xué)進(jìn)

15、行方案的討論，修改。有不懂 的地方向老師請教， 大家都有很大的收獲時間過得真快， 為期一周半的繼電保護(hù) 課程設(shè)計(jì)就已經(jīng)結(jié)束。在這段時間里，我學(xué)到了很多以前學(xué)不到的東西， 也認(rèn)識 到了自己很多的不足感覺收益非淺。最后，感謝老師對我們的教誨和指導(dǎo)！附件 1：雙繞組變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)原理圖BCH-2展開圖項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)姓名李榮型號BCH-2學(xué)號圖名縱聯(lián)差動保護(hù)原理及展開圖參考文獻(xiàn)：1:賀家李、宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第二版 M，北京，水利電力出版社，198523456:：馬長貴 . 高電網(wǎng)繼電保護(hù)原理 M ，北京：水利電力出版社， 1987：毛錦慶 . 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答 第二版 M ，北京：中國電力出版社 1999 ：范錫普發(fā)電廠電氣部分 M ，北京，中國電力出版社， 1987