繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)--對(duì)變壓器進(jìn)行主保護(hù)和后備保護(hù)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 　 </p><p>　　姓 名： 　　 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 2009 　　 </p&

2、gt;<p>　　指導(dǎo)教師： 　　 </p><p>　　2012 年 7月 7日</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)原始資料</b></p><p><b>　　1.1 具體題目</b></p><p>　　一臺(tái)雙繞組降壓變壓器的容量為20MVA，電壓

3、比為35±2×2.5%/6.6kV，Yd11接線；采用BCH-2型繼電器。求差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路電流為8920(1+50%)=13380A；35kV側(cè)電流互感器變比為600/5，66kV側(cè)電流互感器變比為1500/5；可靠系數(shù)取 。試對(duì)變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p><p>　　對(duì)變壓

4、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)。</p><p>　　2 分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容</p><p>　　2.1 本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置</p><p>　　2.1.1 主保護(hù)配置</p><p>　　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)。&

5、lt;/p><p><b>　　(1) 瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　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。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，由于短路電流和電弧的作用，故障點(diǎn)附近的絕緣物和變壓器油分解而產(chǎn)生氣體，同時(shí)由于氣體的上升和壓力的增大會(huì)引起油流的變化。利用這個(gè)特點(diǎn)構(gòu)成的保護(hù)，叫做瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)主要由瓦斯繼電器、信號(hào)繼電器、保護(hù)出口繼電器等構(gòu)成

6、，瓦斯繼電器裝在變壓器油箱和油枕的連接管上。瓦斯繼電器的上觸點(diǎn)為輕瓦斯保護(hù)，由上開口杯控制，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，動(dòng)作后發(fā)信號(hào)。</p><p><b>　　(2) 縱差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　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

7、壓器主保護(hù)主要選電流縱差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部、套管及引出線上發(fā)生相間短路的主保護(hù)，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)作電流應(yīng)躲開外部短路電流時(shí)的最大不平衡電流。</p><p>　　2.1.2 后備保護(hù)配置</p><p>　　變壓器的后備保護(hù)選擇過(guò)電流保護(hù)和低電壓?jiǎn)?dòng)

8、的過(guò)電流保護(hù)以及過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　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)。</p><p>　　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)稱時(shí)，可僅在一相裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　3

9、 變壓器短路點(diǎn)選取</p><p>　　3.1 保護(hù)短路點(diǎn)的選取</p><p>　　圖3.1、3.2所示為變壓器短路短路點(diǎn)的確定，圖3.1為變壓器區(qū)外短路的情況及其差動(dòng)保護(hù)安裝原理圖，圖3.2為變壓器區(qū)內(nèi)短路的情況及其差動(dòng)保護(hù)安裝原理圖。</p><p>　　4 保護(hù)的配合及整定計(jì)算</p><p>　　4.1 BCH—2型繼電器主保護(hù)的整

10、定計(jì)算</p><p>　　4.1.1 動(dòng)作值(如動(dòng)作電流)</p><p><b>　　確定基本側(cè)：</b></p><p>　　(1) 變壓器一次額定電流。</p><p><b>　　① 35kV側(cè)：</b></p><p><b>　?、?6.6kV側(cè)：&l

11、t;/b></p><p>　　(2) 電流互感器變比。</p><p>　?、?35kV側(cè)計(jì)算變比及選用變比：</p><p><b>　　選用</b></p><p><b>　　② 6.6kV側(cè)：</b></p><p>　　(3) 電流互感器二次電流</p

12、><p><b>　　① 35kV側(cè)：</b></p><p><b>　?、?6.6kV側(cè)：</b></p><p>　　變壓器各側(cè)參數(shù)如表4.1。</p><p>　　表4.1 變壓器各側(cè)參數(shù)</p><p>　　(4) 線三相短路歸算到基本側(cè)的短路電流：</p>

13、<p>　?、?基本側(cè)動(dòng)作電流：</p><p>　　a. 按躲過(guò)外部短路條件：</p><p>　　b.按躲過(guò)勵(lì)磁涌流：</p><p>　　c. 按TA二次斷線條件：</p><p><b>　　選一次動(dòng)作電流</b></p><p>　?、?確定基本側(cè)動(dòng)作線圈匝數(shù)：</p

14、><p>　　a. 二次動(dòng)作電流：</p><p><b>　　選，。</b></p><p>　　b. 繼電器實(shí)際動(dòng)作電流：</p><p>　　確定35kV側(cè)平衡線圈及工作線圈匝數(shù)：</p><p><b>　　取，工作線圈。</b></p><p>

15、<b>　　計(jì)算</b></p><p>　　所以不必重算動(dòng)作電流。</p><p>　　4.1.2 動(dòng)作時(shí)間</p><p>　　由于是主保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間t=0s。</p><p>　　4.1.3 靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　在6.6kV側(cè)兩相短路最小短路電流為：</p><

16、;p>　　歸算至35kV側(cè)的短路電流為：</p><p>　　35kV側(cè)流入繼電器的電流為：</p><p>　　35kV側(cè)繼電器動(dòng)作電流： </p><p><b>　　靈敏系數(shù): </b></p><p><b>　　靈敏度符合要求。</b></p><p>

17、　　4.2 后備保護(hù)的整定計(jì)算</p><p>　　4.2.1 動(dòng)作值(如動(dòng)作電流)</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)采用三相式接線，且保護(hù)應(yīng)安裝在電源側(cè)，保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，即</p><p>　　式中，是可靠系數(shù)，一般取1.2；是返回系數(shù)。</p><p>　　4.2.2 動(dòng)作時(shí)間</p>

18、<p>　　動(dòng)作時(shí)間t=0.5s。</p><p>　　4.2.3 靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　是最小運(yùn)行方式下，在靈敏度校驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最小短路電流。</p><p><b>　　變壓器靈敏度校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　靈敏度符合要求。</b>&

19、lt;/p><p>　　5 繼電保護(hù)設(shè)備的選擇</p><p>　　5.1 互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的選擇及其參數(shù)如表5.1所示。</p><p>　　表5.1 電流互感器的選擇型號(hào)及其參數(shù)</p><p>　　5.2 繼電器的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用BCH-2型差動(dòng)

20、繼電器，繼電器的選擇及其參數(shù)如表5.2所示。</p><p>　　表5.2 BCH—2型繼電器相應(yīng)參數(shù)</p><p>　　6 二次展開原理圖的繪制</p><p>　　6.1 保護(hù)測(cè)量電路</p><p>　　Yd11接線變壓器差動(dòng)保護(hù)的三相原理接線圖如圖6.1所示：</p><p>　　6.2 保護(hù)跳閘電路<

21、;/p><p>　　保護(hù)跳閘電路如圖6.2所示。</p><p><b>　　7 保護(hù)的評(píng)價(jià)</b></p><p>　　差動(dòng)保護(hù)作變壓器的主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)作變壓器的后備保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為主變各側(cè)差動(dòng)TA之間的一次電氣部分，即：①主變引出線及變壓器線圈發(fā)生多相短路；②單相嚴(yán)重的匝間短路；③在大電流接地系統(tǒng)中保護(hù)線圈及引出線上的接地故障。差

22、動(dòng)保護(hù)可裝在變壓器、發(fā)電機(jī)、分段母線線路上。</p><p>　　差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速有選擇地切除保護(hù)范圍的故障，接線正確調(diào)試得當(dāng)不發(fā)生誤動(dòng)。其缺點(diǎn)是對(duì)變壓器內(nèi)部不嚴(yán)重的匝間短路反映不夠靈敏。</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)主要包括短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)兩種類型。短路保護(hù)的特點(diǎn)是整定電流大、瞬時(shí)動(dòng)作，過(guò)載保護(hù)的特點(diǎn)是整定電流較小、反時(shí)限動(dòng)作。系統(tǒng)存在故障或異常時(shí)，電流異常增大，過(guò)流保護(hù)在電

23、流大于整定值時(shí)動(dòng)作，自動(dòng)切除故障設(shè)備或?qū)⒈Ｗo(hù)設(shè)備脫離系統(tǒng)。故過(guò)流保護(hù)能起到保護(hù)設(shè)備，將故障設(shè)備脫離系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張寶會(huì),尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).[M]北京:中國(guó)電力出版社,2005.</p><p>　　[2] 崔家佩,孟慶炎,陳永芳等.電力系統(tǒng)

24、繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算. [M]北京:中國(guó)電力出版社,1993.</p><p>　　[3] 于永源,楊綺雯.電力系統(tǒng)分析(第三版). [M]北京:中國(guó)水利水電出版社,2007.</p><p>　　[4] 許建安主編.繼電保護(hù)整定計(jì)算. [M]北京:中國(guó)水利水電出版社,2001.</p><p>　　[5] 呂繼紹主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理. [M]北