繼電保護課程設計報告講稿-含變壓器保護

1、.1繼電保護課程設計講稿課程設計的目的繼電保護課程設計是學生學完繼電保護根本原理的理論課程后的一個重要的綜合性教學環(huán)節(jié)，是學生全面運用所學根底理論、專業(yè)知識和根本技能，對實際問題進展設計的綜合性訓練。通過課程設計，可以培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力，增加工程觀念，以便更好的適應工作的需要。課程設計要求：通過課程設計應到達以下要求1、熟悉有關技術規(guī)程；2、穩(wěn)固并充實所學根本理論和專業(yè)知識，做到能夠靈活應用，解決實際問題。3、初步掌握電氣工程專業(yè)二次局部工程設計的流程和方法，獨立完成設計任務，并能通過辯論。4、端正態(tài)度，樹立嚴肅認真、實事和刻苦鉆研的工作作風。課時安排第一周-介紹課程設計的根本

2、知識，繼電保護設計步驟第二周-熟悉繼電保護課程設計的根本原理，整定原則，下發(fā)課程設計任務書第三周第四周-系統(tǒng)標幺值計算第五周第七周-選擇短路點，進展短路電流計算第八周第十一周-繼電保護整定，包括一次側整定，保護裝置選型以及保護二次側整定第十二周第十三周-繪制二次側接線圖第十四五周十五周-撰寫繼電保護課程設計說明書，十五周周四交報告。備注說明：十五周周四安排辯論時間，請大家都過來，下午2點在教室等待安排。第十六周-課程設計辯論-預定周一辯論。繼電保護課程設計的根本知識第一節(jié) 一般規(guī)定1滿足電力系統(tǒng)對繼電保護的根本要求“四性2盡量簡單：輸電線路保護：電流保護距離保護高頻保護分相電流差動保護變壓器保

3、護：瓦斯保護和差動保護以及后備保護3考慮具體的系統(tǒng)情況：A 系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)接線圖B 故障發(fā)生概率C 系統(tǒng)穩(wěn)定的裕度D 經濟性E 國外的設計經歷第二節(jié) 保護的配置主保護，后備保護和輔助保護線路保護：主保護要求：必須能夠滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定及電力設備平安的要求，有選擇性地切除故障設備通常的主保護有：相間短路：高頻，縱差，距離和分相電流差動保護接地保護：分相差動，接地距離，零序電流保護和零序功率方向保護后備保護定義：主保護或者斷路器拒動時，用以切除故障的保護，分近后備保護和遠后備保護配置：近后備保護：要求高，可以采用高頻距離保護，接地距離保護，零序電流保護，可以和高頻通道配合完成遠后備保護：要求低，距離

4、III段保護或者零序電流保護III段變壓器保護主保護，瓦斯保護和差動保護后備保護：復合電壓啟動的過電流保護和接地保護零序電流保護等對所設計的繼電保護的根本要求可靠性不拒動，不誤動提高可靠性的措施有：原理設計要合理，盡量采用目前先進的，在使用的保護原理和保護裝置保護裝置的邏輯環(huán)節(jié)盡量少，接線簡單，輔助元件少，回路繼電器串連觸點和接插件數(shù)少主保護必須雙重化：原理不同高頻閉鎖保護，相差高頻保護，分相電流差動保護原理一樣，但是，生產廠家不同南瑞，許繼，南自，四方，各個廠家的側重點不一樣，根據(jù)自己的設計要求去尋找適宜的廠家采用不同型式的保護，如集成電路保護等靜態(tài)保護或者微機保護斷路器的跳閘線圈實現(xiàn)雙重化

5、以防止斷路器控制回路失靈二次回路中，儀用互感器盡量獨立使用，尤其是電流互感器，電壓互感器可以不完全獨立使用保護裝置便于整定計算，調試和維護選擇性定義：僅僅將故障元件從系統(tǒng)中切除，盡量縮小停電圍。主保護：速斷后備保護：相鄰元件保護之間的配合必須滿足，如果不滿足，可以改進保護原理等特殊情況下可以加速切除故障或者按照滿足靈敏性要求來整定，抬高動作時限靈敏性定義：反響故障的感知能力靈敏度校驗需要的注意點：計算短路電流的故障類型要考慮接地保護：單相，兩相接地短路的零序電流的比較相間保護：三相短路、兩相短路電流的比較確定被校驗保護的最小運行方式經Yd11接線的變壓器的三角形側發(fā)生不對稱短路時，對于不同接線

6、的保護裝置的靈敏系數(shù)是不同的兩側電源以及環(huán)形網(wǎng)絡中保護的相繼動作使得保護的靈敏度提高或者降低分支電路對靈敏度的影響負荷電流對靈敏度的影響-一般情況下我們會忽略速動性定義-快速動作快速動作的保護類型：2距離保護 0.04-0.15S注意：保護設計中，四性之間的關系如下：最重要的是可靠性保護裝置的選擇關鍵是選擇性根本上可以滿足靈敏性要求盡量足夠高校驗靈敏度速動性到達必要的條件，目前的保護都可以滿足速動性的要求！他們之間是相互制約的：電流保護簡單可靠，靈敏度不夠高頻保護速動，裝置復雜；分相差動保護-具有絕對的選擇性，動作可靠，安裝復雜適合的才是最好的電力系統(tǒng)中性點接地的選擇和系統(tǒng)運行方式的考慮一、電

7、力系統(tǒng)中性點接地選擇1、110kV系統(tǒng)，目前中性點根本上不直接接地2、220kV及以上系統(tǒng)，中性點直接接地3、中性點的接地與否與當前的絕緣水平有關4、發(fā)電機的中性點不接地5、接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，零序電流的大小以及分布與中性點的接地數(shù)目和位置有關6、變壓器中性點的接地原則：保證變壓器中性點接地數(shù)目和位置不變或者盡量不變，以保證零序電流的保護圍穩(wěn)定，且有足夠的靈敏性系數(shù)具體細則如下：低壓側無電源的終端變電所的變壓器中性點一般不接地，這樣的話可以提高線路首端零序保護的靈敏性系數(shù)；如果裝有單相自動重合閘，則需要考慮選相元件正確動作，則該變壓器的中性點應該接地；單母線運行的發(fā)電廠和高壓母線上有電源聯(lián)

8、絡線的變電所，應該中性點接地，特殊情況下，如果有兩臺容量一樣和繞組接線一樣的變壓器，則可將其中的一臺變壓器中性點接地；如果有多臺變壓器，則可以考慮其中的兩臺變壓器中性點接地；在多個電源的電網(wǎng)中，每個電源處至少有一臺變壓器中性點接地以防止出現(xiàn)弧光過電壓；降壓變壓器的中壓側和低壓側有電源時，中性點必須接地，如果電源容量少，零序保護不可能動作時，則可以不接地，但是要采取過電壓保護措施；為便于線路接地保護的配合，在低壓側無電源的區(qū)域變電所中，局部變壓器的中性點接地；接在分支線路上的變壓器，低壓側雖無電源，但變壓器并聯(lián)運行時，變壓器中性點應該接地；局部絕緣的變壓器或者自耦變壓器，中性點必須接地。二、對于

9、系統(tǒng)運行方式的考慮分最大，最小和正常運行方式最大運行方式根據(jù)系統(tǒng)運行情況，投入發(fā)電機容量最多，變壓器中性點接地數(shù)目最多的方式。對于單側電源的輻射性網(wǎng)絡：發(fā)電機投入容量最多系統(tǒng)所有線路和選定的接地中性點均投入接地保護：接地點數(shù)目最多雙側電源和多測電源的環(huán)形網(wǎng)絡中的線路：發(fā)電機容量最大環(huán)形網(wǎng)絡開環(huán)運行，開環(huán)點在該線路相鄰的下一條線路上，如保護CD線路的C側的保護，BD線路斷開的方式；同樣，對于CD線路的D側保護，則斷開AC線路，流過保護的電流為最大接地保護：接地點數(shù)目最多最小運行方式根據(jù)系統(tǒng)運行情況，投入發(fā)電機容量最少，變壓器中性點接地數(shù)目最少的方式。對于單側電源的輻射性網(wǎng)絡：1發(fā)電機投入容量最小

10、2雙回線單回線運行3接地保護：接地點數(shù)目最少雙側電源和多測電源的環(huán)形網(wǎng)絡中的線路：1發(fā)電機容量最小2環(huán)形網(wǎng)絡閉環(huán)運行，停運線路背后可能的機組和線路3接地保護：接地點數(shù)目最小3、正常運行方式：一年中比較常見的運行方式4、中性點直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點接地原則1發(fā)電廠及變電所低壓側有電源的變壓器，中性點均應該接地運行以防止出現(xiàn)不接地系統(tǒng)過頻過電壓狀態(tài)；2自耦變壓器和有絕緣要求的變壓器，中性點必須接地運行；3防止操作過電壓，可以考慮臨時接地。電力系統(tǒng)振蕩的考慮回憶一下振蕩的特點：對稱電流電壓緩慢變化，且呈現(xiàn)周期性測量阻抗緩慢變化故障特點：有不對稱分量出現(xiàn)變化快變化快振蕩閉鎖方法：二傳統(tǒng)方法簡述1

11、、利用序分量負序或者零序或者序分量的增量元件啟動振蕩閉鎖裝置來區(qū)分短路和穩(wěn)定破壞引起的振蕩。2、大圓套小圓的方法就是測量阻抗變化速度的方法：振蕩時，測量阻抗是慢慢變化的，從滿足Z3過渡到滿足Z2，再到Z1的狀態(tài)，而發(fā)生短路故障時，Z1,Z2是同時啟動的，可以利用該差異構成振蕩閉鎖回路以及短路故障的保護啟動回路?；芈贩椒ㄈ缦拢?、的方法1、以LFP-941A為例的振蕩閉鎖分支線路對線路保護的影響助增電流的影響助增電流：外汲電流第七節(jié) 儀用互感器的討論電壓互感器PT變比選擇PT二次回路的額定電壓為線電壓：100V所以，變壓器的變比為：220kV/100VPT二次回路斷線加裝斷線監(jiān)視及閉鎖裝置電流互

12、感器CT的選擇以及CT特性校驗根據(jù)額定電流與保護裝置可用額定電流來確定CT的變比CT變比見下面的表格，主要包含以下幾種變比：200,300,400.500,600,750,1000,1200,1500,2000,2500,3000。4000/5CT的誤差及其影響滿足10%的誤差曲線，一般都滿足熱穩(wěn)定的校驗電流互感器的熱穩(wěn)定能力通常以1S允許通過一次額定電流 的倍數(shù)表示，為熱穩(wěn)定倍數(shù)其中，為短路發(fā)熱的假想時間，為次暫態(tài)短路電流周期分量有效值，為穩(wěn)態(tài)短路電流有效值是短路時間，為保護動作時間；考慮到簡化計算，可以取次暫態(tài)短路電流等于穩(wěn)態(tài)短路電流。另外，目前新生產的電流互感器，廠家不再給出熱穩(wěn)定倍數(shù)，

13、而是給出短時熱電流，見下表。所以，熱穩(wěn)定的校驗比較簡單，可以按照下面的方程式來校驗：，在這個校驗中，是指所計算的最大穩(wěn)態(tài)短路電流，此時取保護安裝處出口短路電流來校驗。動穩(wěn)定的校驗電流互感器通常以允許通過一次額定電流最大值的倍數(shù)，也稱為動穩(wěn)定倍數(shù)，表示其部的動穩(wěn)定能力，校驗如下：動穩(wěn)定倍數(shù)，目前一般采用動穩(wěn)定電流來表示，見下表。實際的校驗方法如下：，-短路電流沖擊值；可以按照2倍的三相短路電流來求取，三相短路電流是指所計算的最大穩(wěn)態(tài)短路電流，取保護安裝處出口短路電流來校驗。型號設備最高電壓額定一次電流最大額定二次電流短時熱電流動穩(wěn)定電流廠家LVB(T)-220252kV4000A1A或5A63k

14、A/3s160kA思源LVQB-220252kV4000A1A或5A63kA/3s160kA思源LB7-220252kV2000A1A或5A50kA/3s125kA思源LVQB-220W2252kV1250A1A或5A50kA/3s125kA順特電氣LDGDZB-220252kV2000A1A20kA/3s50kA同維ECVT1-252252kV4000A電子式50kA/3s125kA南瑞中性點直接接地電網(wǎng)線路保護的配置以及整定計算標幺值計算確定基準電壓和基準容量，可以采用100MVA和230kV作為基準值采用平均電壓的標幺值計算方法計算系統(tǒng)所有元件的標幺值確定系統(tǒng)的正序，負序和零序網(wǎng)絡短路電

15、流計算一、概述：在標幺值計算的根底上進展短路電流計算確定變壓器的中性點的接地方式確定自己的設計元件，分相間保護和接地距離保護確定運行方式，即最大運行方式和最小運行方式，考慮開環(huán)，閉環(huán)和發(fā)電機的投入容量注意：運行方式與短路點的位置以及所設計的保護有關！確定短路點的位置，一般考慮保護線路的末端故障：作為保護的設計，首先考慮簡單可靠，所以從電流保護算起，同時，考慮三段式保護的特點，短路點確實定非常重要。I段：本線路末端短路II段：相鄰線路的末端短路II段保護的靈敏度不夠的話，考慮與相鄰線路的II段相配合，則要計算下下條線路的末端故障電流確定短路類型相間短路：三相短路和兩相相間短路接地短路：單相接地短

16、路和兩相接地短路將短路電流計算結果列表二、短路電流計算詳細說明：注意點：1是繼電保護的短路電流計算，忽略負荷電流，也就是說只看電源數(shù)目和電源的阻抗；2短路計算都是穩(wěn)態(tài)短路電流計算，系統(tǒng)給定的是發(fā)電機的次暫態(tài)電抗，直接用作穩(wěn)態(tài)短路計算就可以了。1、相間短路電流計算：1最大運行方式下，短路點的三相短路電流為其中，為等值電勢，再將故障點的電流折算到所設計的保護線路上；2最大運行方式下，短路點的兩相短路電流為其中，為等值電勢，再將故障點的電流折算到所設計的保護線路上。2、接地短路的短路電流的求取步驟如下1確定變壓器中性點的接地數(shù)目以確定最大最小運行方式2根據(jù)短路點的位置，畫出正序，負序和零序網(wǎng)圖3求出

17、短路點的綜合的各序阻抗4求出單相接地故障時故障點的零序電流：再將故障點的電流折算到所設計的保護線路上；5求出兩相接地故障時故障點的正序電流：故障點的零序電流為：再將故障點的電流折算到所設計的保護線路上；6比較2個零序電流的大小，較大值作為整定值的根底，較小值作為校驗靈敏度的根底。3、短路電流計算過程中要注意的問題1電源等值時，會出現(xiàn)三角形-星形回路的轉換2如果計算時變換過電路，則，計算短路電流時要返回的，方法是回路法。整定計算相間保護電流保護，整定，靈敏度校驗，時限I段與短路電流有關II段與I段相配合，且考慮分支系數(shù)躲開可能出現(xiàn)的最大負荷電流利用給定的線路的潮流值來計算額定電流負荷波動率按照1

18、0%，即距離保護，整定，靈敏度校驗，時限1I段與短路阻抗有關2II段與I段相配合3躲開可能出現(xiàn)的最小負荷阻抗4如果距離保護靈敏度不夠，則，就按照滿足靈敏度的要求來整定，時限抬高一個3、高頻保護1高頻閉鎖距離保護，整定同上2高頻閉鎖方向保護，高頻閉鎖負序方向保護，整定同電流保護，可以看書查閱資料3分相電流差動保護，可以查閱繼電保護裝置說明書二、接地短路的保護1、零序電流保護1I段與零序電流有關，躲開本線路末端短路時的最大零序電流2II段與I段相配合，考慮零序電流的分支系數(shù)3有2種方法：A與相鄰線路的II段相配合，常常靈敏度不一定足夠B因為零序電流是故障分量，正常運行的時候幾乎為0，所以可以考慮躲

19、開相鄰線路出口短路三相短路時的最大不平衡電流：其中，0.1為電流互感器的10%的誤差；0.05為兩側電流互感器的同型系數(shù)，一般來說，輸電線路的電壓等級一樣，可以考慮選擇一樣型號的電流互感器2、接地距離保護，整定，靈敏度校驗，時限1I段與短路阻抗有關2II段與I段相配合，并且考慮分支系數(shù)，可以只選一種分支系數(shù)來做，零序或者正序詳細分析如下：接地距離段與相鄰線路距離段配合時，準確計算公式為：按單相接地短路按兩相短路接地短路式中分別為正序、零序助增系數(shù)本線路、相鄰線路零序補償系數(shù)本線路正序阻抗相鄰線路接地距離段阻抗定值、流過本線路的正序、零序、短路相電流假定時，可略去算式中最后一項，結果為3躲開可能

20、出現(xiàn)的最小負荷阻抗4如果距離保護靈敏度不夠，則，就按照滿足靈敏度的要求來整定，時限抬高一個3、高頻保護1高頻閉鎖距離保護，整定同上2高頻閉鎖負序方向保護，整定同電流保護，可以看書查閱資料3分相電流差動保護，可以查閱繼電保護裝置說明書裝置選型根據(jù)前面的計算，可以完成裝置的選型，可供大家選的產品說明書在電腦上。在這里要說明的就是，選好了型號，還要根據(jù)保護裝置做整定，所以，要細看裝置說明書，注意他們的技術數(shù)據(jù)，例如電流互感器的變比，電壓互感器的變比以及整定值的步長。電流保護：將一次側的電流除于電流互感器的變比：即如果計算電流為1.556安培，而裝置提供的精度是0.1安培，則，你的整定值應該是.考慮選

21、擇性距離保護將一次側的阻抗折算到二次側，即如果計算阻抗為1.556歐姆，而裝置提供的精度是0.1歐姆，則，你的整定值應該是.按照裝置有選擇性地進展整定。保護的完善自動重合閘方式的選取，超高壓輸電線路，一般都是綜合重合閘振蕩閉鎖方案確實定以及振蕩閉鎖裝置的選用PT二次回路斷線監(jiān)視裝置根據(jù)說明書畫出二次接線圖舉例說明一下原理接線圖如下展開圖如下：第三章 中性點直接接地電網(wǎng)終端變壓器的保護配置以及整定計算變壓器保護的配置一、主保護：氣體保護瓦斯保護-0.8MVA及以上的油浸式變壓器；電流速斷保護-6.3MVA及以下廠用工作變壓器和并列運行的變壓器；本次課程設計里面沒有該類型的保護縱差保護-6.3MVA及以上廠用工作變壓器和并列運行的變壓器；對于高壓側為330kV及以上的變壓器，可以裝設雙重縱差保護；零序電流保護-中性點直接接地網(wǎng)絡的變壓器的接地保護；二、后備保護過電流保護；低電壓啟動的過電流保護；復合電壓啟動的過電流保護。短路電流計算同上面的介紹三相，兩相短路計算，接地短路計算要考慮變壓器的接線方式，零序電流的存在與否短路點的選擇：