繼電保護(hù)牽引變壓器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、繼電保護(hù)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)語(yǔ)：考 勤（10）守 紀(jì)（10）設(shè)計(jì)過(guò)程（40）設(shè)計(jì)報(bào)告（30）小組答辯（10）總成績(jī)（100）專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 1 設(shè)計(jì)原始資料1.1 具體題目某牽引變電所甲采用直接供電方式向復(fù)線區(qū)段供電，牽引變壓器類(lèi)型為110/27.5kV，三相平衡接線，兩供電臂電流歸算到27.5kV側(cè)電流如下表所示。牽引變電所供電臂長(zhǎng)度km端子平均電流A有效電流A短路電流A甲24.6282363102320.4240319874試對(duì)該牽引變電所牽引變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)設(shè)計(jì)。1.2 要完成的內(nèi)容通過(guò)對(duì)題目的分析，將該牽引變電所變壓器的保護(hù)設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)部分：(1

2、) 選擇變壓器的主保護(hù)的配置，并對(duì)上述保護(hù)進(jìn)行說(shuō)明與分析；(2) 根據(jù)題目所述接線方式和額定電壓，為牽引變壓器選型，確定變壓器的額定容量；(3) 根據(jù)題目要求以及所選變壓器的參數(shù)，完成對(duì)該牽引變壓器保護(hù)的整定計(jì)算以及靈敏度校驗(yàn)；(4) 選擇保護(hù)的設(shè)備，如繼電器以及電流互感器；(5) 根據(jù)變壓器保護(hù)原理繪制保護(hù)的原理圖；(6) 對(duì)本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)與評(píng)價(jià)。2 設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容2.1 設(shè)計(jì)規(guī)程根據(jù)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，中、低壓變壓器應(yīng)對(duì)主保護(hù)進(jìn)行配置。2.2 本設(shè)計(jì)的主保護(hù)配置(1) 差動(dòng)保護(hù)：對(duì)于牽引變電所內(nèi)的牽引變壓器，均應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。電流縱差動(dòng)保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)區(qū)外故

3、障，而且不需要與其他元件的保護(hù)配合，可以無(wú)延時(shí)地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。(2) 瓦斯保護(hù)：電力變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少以及排出的速度與變壓器的故障程度有關(guān)。利用這種氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置成為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)能夠保護(hù)變壓器油箱內(nèi)的各種輕微故障，但像變壓器絕緣子閃絡(luò)等油箱外面的故障，瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)。3 主保護(hù)的配合及整定計(jì)算3.1變壓器的選型及參數(shù)計(jì)算根據(jù)題目要求，變壓器類(lèi)型為110/27.5kV，三相平衡接線，因此選擇變壓器容

4、量為10MVA的變壓器。變壓器參數(shù)計(jì)算如下：(1) 變壓器各側(cè)的額定電流：110kV側(cè)：(A)27.5kV側(cè)：(A)(2) 選擇各側(cè)電流互感器的變比：110kV側(cè)：，選擇：。27.5kV側(cè)：，選擇：。3.2 動(dòng)作值的計(jì)算(1) 躲過(guò)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流，整定式為：式中，是可靠系數(shù)，取1.3；是外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流；是電流互感器計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致引起的相對(duì)誤差，其值為：(A)式中，指外部短路故障時(shí)最大短路電流；是變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差0.055；0.1為電流互感器容許的最大穩(wěn)態(tài)相對(duì)誤差；非周期分量系數(shù)，取1.52；是電流互感器同型系數(shù)，取1。 故由整定式可得(A

5、)(2) 躲過(guò)變壓器最大的勵(lì)磁涌流，整定式為：式中，為可靠系數(shù)，取1.31.5；為勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù)，采用加強(qiáng)型速飽和變流器的差動(dòng)保護(hù)時(shí)，取1；為變壓器的額定電流。故可得(A)(3) 躲過(guò)電流互感器二次回路斷線引起的差電流：式中，為可靠系數(shù)，取1.3；為變壓器的最大負(fù)荷電流。故可得(A)按上面三個(gè)條件計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選最大者，即(A)。3.3 靈敏度校驗(yàn)27.5kV側(cè)兩相短路最小電流為874A。差動(dòng)保護(hù)的靈敏度系數(shù)校驗(yàn)式為：式中，為各種運(yùn)行方式下流經(jīng)差動(dòng)繼電器的最小差動(dòng)電流。靈敏度系數(shù)一般不低于2，故滿(mǎn)足靈敏度要求。4繼電保護(hù)主要設(shè)備的選擇4.1電流互感器的選擇 (1) 電流互感器的

6、額定頻率應(yīng)與線路電流的頻率相一致；(2) 應(yīng)根據(jù)被應(yīng)用線路的電壓等級(jí)選擇電流互感器的額定電壓，不得小于其電壓等級(jí)；(3) 差動(dòng)保護(hù)中使用的是P級(jí)電流互感器，其適用于110kV及以下電壓等級(jí)，且穩(wěn)態(tài)誤差不超過(guò)10%。4.2 差動(dòng)繼電器的選擇差動(dòng)繼電器主要有電磁型差動(dòng)繼電器和晶體管型差動(dòng)繼電器兩種：(1) 電磁型差動(dòng)繼電器BCH-2型差動(dòng)繼電器由速飽和變流器（其上有短路繞組、差動(dòng)繞組、平衡繞組和二次繞組）和執(zhí)行元件KA構(gòu)成。(2) 晶體管型差動(dòng)繼電器它由電壓形成回路、絕對(duì)值比較回路、波形間斷角鑒別回路、閉鎖及執(zhí)行回路、出口回路等。本次設(shè)計(jì)選用電磁型差動(dòng)繼電器。5.主保護(hù)原理圖的繪制平衡變壓器差動(dòng)保

7、護(hù)的接線方式有兩種，即兩繼電器和三繼電器接線方式。本次設(shè)計(jì)選用性能較優(yōu)的三繼電器接線方式，分析表明，在被保護(hù)的平衡變壓器正常運(yùn)行和保護(hù)范圍外部的短路的情況下，差動(dòng)保護(hù)每個(gè)差動(dòng)回路的兩差動(dòng)臂電流大小相等，相位相同，流過(guò)差動(dòng)繼電器時(shí)方向相反，互相抵消，可以保證差動(dòng)保護(hù)不動(dòng)作，當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生各種類(lèi)型故障時(shí)，三繼電器差動(dòng)保護(hù)可保證至少有兩個(gè)差動(dòng)繼電器中流過(guò)足夠大的電流而靈敏，可靠地動(dòng)作，使相應(yīng)的斷路器跳閘，切斷短路故障。具體三相平衡接線差動(dòng)保護(hù)原理圖如圖1所示。圖1 三相平衡接線差動(dòng)保護(hù)原理6結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)牽引變電所的三相平衡接線牽引變壓器進(jìn)行保護(hù)設(shè)置。在牽引變電所中，牽引變壓器是十分重要的供電設(shè)備，應(yīng)配置完整的繼電保護(hù)設(shè)備。此次課程設(shè)計(jì)的變壓器保護(hù)主要為變壓器的主保護(hù)，主保護(hù)選用差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)不僅可以保護(hù)變壓器內(nèi)部還可以保護(hù)外部設(shè)備。同時(shí)根據(jù)變壓器的接線方式及計(jì)算的額定電壓，為牽引變壓器選型，確定變壓器的額定容量。并且根據(jù)所選變壓器的參數(shù)，對(duì)該牽引變壓器保護(hù)的整定計(jì)算以及靈敏度校驗(yàn)以及主保護(hù)原理圖的繪制等。參考文獻(xiàn)1 張保會(huì),尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)M.北京:中國(guó)電力出版社,2009:178-199.2 丁書(shū)文.變電站綜合自動(dòng)化原理