電力系統(tǒng)繼電保護(hù)變壓器課程設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)總成績(jī)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣091姓名：許剛學(xué)號(hào)：200909004指導(dǎo)教師： 高鋒陽(yáng)蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2012年77電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)原始資料題目一臺(tái)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(cè)電流互感器變比為rel1500/5K=1.3。試對(duì)變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)的設(shè)計(jì)。rel要完成的內(nèi)容對(duì)變壓器進(jìn)行主保護(hù)和后備保護(hù)的設(shè)計(jì)、配置、整定計(jì)算和校驗(yàn)。保護(hù)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)主保護(hù)配置為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的要求，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，要求保護(hù)裝置快速切除故障。通常變壓器的瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成雙重化快速保護(hù)。瓦斯保護(hù),變電所的主變壓器和動(dòng)力變壓器，都是用變壓器油作為絕緣和散熱的。保護(hù)，由上開(kāi)口杯控制，整定值為當(dāng)瓦斯繼電器內(nèi)上部積聚250~300cm3氣體時(shí)動(dòng)作，0.6～1.0m/s時(shí)動(dòng)作，動(dòng)作值后一方面發(fā)信號(hào)，另一方面啟動(dòng)出口繼電器，使其觸點(diǎn)閉合，并通過(guò)繼電器本身的電流線圈自保持，一直到變壓器各側(cè)的斷路器跳閘完成為止?？v差動(dòng)保護(hù),電流縱差動(dòng)保護(hù)不但能區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件的保護(hù)配合，可以無(wú)延時(shí)的切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中變壓器主保護(hù)主同時(shí)也可以保護(hù)單相層間短路和接地短路，不需與其他保護(hù)配合，可無(wú)延時(shí)的切斷內(nèi)部短路，動(dòng)作于變壓器高低壓兩側(cè)斷路器跳閘。為了保證動(dòng)作的選擇性，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告流應(yīng)躲開(kāi)外部短路電流時(shí)的最大不平衡電流。后備保護(hù)配置變壓器的后備保護(hù)選擇過(guò)電流保護(hù)和低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)主要是為了保護(hù)外部短路引起的變壓器過(guò)電流，同時(shí)也可以作為變壓器差動(dòng)保護(hù)以及饋線保護(hù)的后備保護(hù)。變壓器的不正常工作包括過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，對(duì)此配置過(guò)負(fù)荷保護(hù)。正常時(shí)，變壓器不過(guò)負(fù)荷，電流小于整定值，過(guò)負(fù)荷保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)三相負(fù)荷對(duì)稱(chēng)時(shí)，可僅在一相裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。整定計(jì)算主保護(hù)的整定計(jì)算差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流計(jì)算值 表1變壓器各側(cè)一、二次電流 名稱(chēng) 各側(cè)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(guò)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流，整定計(jì)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(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告=3048(A)setI =1.3×1753set=3962(A)躲過(guò)變壓器最大勵(lì)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(guò)電流互感器二次回路斷線計(jì)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(gè)條件計(jì)算縱差護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大者，比較可知：選一次動(dòng)作電流set兩相最小短路電流歸算到一次側(cè)[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(yàn)

=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(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告后備保護(hù)的整定計(jì)算變壓器過(guò)電流保護(hù)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(yàn)[1]

Iset

1.21.517530.85=3712(A)senK =錯(cuò)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?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)按躲過(guò)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定，啟動(dòng)電流比較大，對(duì)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?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)。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(yùn)行變壓器切除或電動(dòng)自啟動(dòng)時(shí)可能出現(xiàn)的最大負(fù)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(dòng)作電壓按以下條件整定，并取最小值。（1）按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)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(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)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(guò)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的電壓整定：當(dāng)?shù)蛪豪^電器由變壓器低壓側(cè)互感器供電時(shí)，計(jì)算式為[1]NUset=(0.5~0.6)U (3.13)N當(dāng)?shù)蛪豪^電器由變壓器高壓側(cè)互感器供電時(shí)，計(jì)算式為[1]U =0.7U (3.14)set N對(duì)于降壓變壓器，負(fù)荷在低壓側(cè)，電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)高壓側(cè)電壓比低壓側(cè)高了一個(gè)變壓器壓降（標(biāo)幺值）。所以高壓側(cè)取值比較高，但仍按式(3.21)整定，原因是發(fā)電機(jī)在失磁運(yùn)行時(shí)低壓母線電壓會(huì)比較低。setU =0.66.6set=3.96(kV)電流繼電器靈敏度的校驗(yàn)方法與不帶低壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)相同。低電壓繼電器的靈敏系數(shù)按下式校驗(yàn)[1]UK set

(3.15)sen

Uk.minsen要求K ≥1.25，當(dāng)6.6kV側(cè)母線處短路時(shí)保護(hù)安裝處的殘壓等于零，顯然：senUK = set

≥1.25sen

Uk.min滿足要求，可見(jiàn)用低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)可作為后備保護(hù)。繼電保護(hù)設(shè)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(hù)貴重設(shè)備的安全，都有一套由繼電器控制設(shè)備組成的繼電保護(hù)線路。當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，這些保護(hù)裝置就會(huì)動(dòng)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(hù)裝置供電。當(dāng)線路上發(fā)生短路或其它故障，使線路上電流劇增時(shí)，通過(guò)電流互感器供給繼電器等保護(hù)裝置的電流也5P10P5電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)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(fù)荷均勻分布在各相上，然后計(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)額定容量。所以本題中電壓互感器的型號(hào)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(jié)構(gòu)的獨(dú)立電流互感器，常用LCC7系列。電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)大于變壓器允許的不平衡1/3進(jìn)行選擇。關(guān)于準(zhǔn)確度，用0.5級(jí)，用于電流電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度不低于1級(jí)，非重要回路可采用3級(jí)，用于繼電保護(hù)的電流互感器，應(yīng)用DBLCWD2-35型電流互感器。繼電器的選擇本設(shè)計(jì)選用BCH-2型差動(dòng)繼電器，該差動(dòng)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(yàn)時(shí)接通或斷開(kāi)相應(yīng)的電路。保護(hù)評(píng)價(jià)及結(jié)論一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)與瓦斯保護(hù)能否正確反映出來(lái)，這與它們的設(shè)計(jì)原理是密切相關(guān)的。主變差動(dòng)保護(hù)是按循環(huán)電流原理設(shè)計(jì)制造的，而瓦斯保護(hù)是根6電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告據(jù)變壓器的內(nèi)部故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生或分解氣體，針對(duì)這一點(diǎn)設(shè)計(jì)制造的。兩種保護(hù)由于基本原理不一樣，因而在作用和