繼電保護課程設計--對變壓器進行主保護和后備保護的設計

1、<p>　　電力系統(tǒng)繼電保護課程設計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 　 </p><p>　　姓 名： 　　 </p><p>　　學 號： 2009 　　 </p&

2、gt;<p>　　指導教師： 　　 </p><p>　　2012 年 7月 7日</p><p><b>　　1 設計原始資料</b></p><p><b>　　1.1 具體題目</b></p><p>　　一臺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。求差動保護的動作電流。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 。試對變壓器進行相關保護的設計。</p><p>　　1.2 要完成的內(nèi)容</p><p>　　對變壓

4、器進行主保護和后備保護的設計、配置、整定計算和校驗。</p><p>　　2 分析要設計的課題內(nèi)容</p><p>　　2.1 本設計的保護配置</p><p>　　2.1.1 主保護配置</p><p>　　為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的要求，當變壓器發(fā)生故障時，要求保護裝置快速切除故障。通常變壓器的瓦斯保護和縱差動保護構(gòu)成雙重化快速保護。&

5、lt;/p><p><b>　　(1) 瓦斯保護</b></p><p>　　變電所的主變壓器和動力變壓器，都是用變壓器油作為絕緣和散熱的。當變壓器內(nèi)部故障時，由于短路電流和電弧的作用，故障點附近的絕緣物和變壓器油分解而產(chǎn)生氣體，同時由于氣體的上升和壓力的增大會引起油流的變化。利用這個特點構(gòu)成的保護，叫做瓦斯保護。瓦斯保護主要由瓦斯繼電器、信號繼電器、保護出口繼電器等構(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為輕瓦斯保護，由上開口杯控制，整定值為當瓦斯繼電器內(nèi)上部積聚250~300cm3氣體時動作，動作后發(fā)信號。</p><p><b>　　(2) 縱差動保護</b></p><p>　　電流縱差動保護不但能區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其他元件的保護配合，可以無延時的切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有明顯的優(yōu)點。本設計中變

7、壓器主保護主要選電流縱差動保護，差動保護是變壓器內(nèi)部、套管及引出線上發(fā)生相間短路的主保護，同時也可以保護單相層間短路和接地短路，不需與其他保護配合，可無延時的切斷內(nèi)部短路，動作于變壓器高低壓兩側(cè)斷路器跳閘。為了保證動作的選擇性，差動保護動作電流應躲開外部短路電流時的最大不平衡電流。</p><p>　　2.1.2 后備保護配置</p><p>　　變壓器的后備保護選擇過電流保護和低電壓啟動

8、的過電流保護以及過負荷保護。</p><p>　　低電壓啟動的過電流保護主要是為了保護外部短路引起的變壓器過電流，同時也可以作為變壓器差動保護以及饋線保護的后備保護。</p><p>　　變壓器的不正常工作包括過負荷運行，對此配置過負荷保護。正常時，變壓器不過負荷，電流小于整定值，過負荷保護不動作。當三相負荷對稱時，可僅在一相裝設過負荷保護。</p><p>　　3

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

10、定計算</p><p>　　4.1.1 動作值(如動作電流)</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>　?、?35kV側(cè)：</b></p><p><b>　　② 6.6kV側(cè)：&l

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

12、><p><b>　?、?35kV側(cè)：</b></p><p><b>　　② 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)動作電流：</p><p>　　a. 按躲過外部短路條件：</p><p>　　b.按躲過勵磁涌流：</p><p>　　c. 按TA二次斷線條件：</p><p><b>　　選一次動作電流</b></p><p>　　② 確定基本側(cè)動作線圈匝數(shù)：</p

14、><p>　　a. 二次動作電流：</p><p><b>　　選，。</b></p><p>　　b. 繼電器實際動作電流：</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>　　計算</b></p><p>　　所以不必重算動作電流。</p><p>　　4.1.2 動作時間</p><p>　　由于是主保護，動作時間t=0s。</p><p>　　4.1.3 靈敏度校驗</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 后備保護的整定計算</p><p>　　4.2.1 動作值(如動作電流)</p><p>　　過電流保護采用三相式接線，且保護應安裝在電源側(cè)，保護的動作電流應按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流來整定，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 動作時間</p>

18、<p>　　動作時間t=0.5s。</p><p>　　4.2.3 靈敏度校驗</p><p>　　是最小運行方式下，在靈敏度校驗點發(fā)生兩相短路時，流過保護裝置的最小短路電流。</p><p><b>　　變壓器靈敏度校驗：</b></p><p><b>　　靈敏度符合要求。</b>&

19、lt;/p><p>　　5 繼電保護設備的選擇</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及其參數(shù)</p><p>　　5.2 繼電器的選擇</p><p>　　本設計選用BCH-2型差動

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型繼電器相應參數(shù)</p><p>　　6 二次展開原理圖的繪制</p><p>　　6.1 保護測量電路</p><p>　　Yd11接線變壓器差動保護的三相原理接線圖如圖6.1所示：</p><p>　　6.2 保護跳閘電路<

21、;/p><p>　　保護跳閘電路如圖6.2所示。</p><p><b>　　7 保護的評價</b></p><p>　　差動保護作變壓器的主保護，過電流保護作變壓器的后備保護。差動保護的保護范圍為主變各側(cè)差動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單相嚴重的匝間短路；③在大電流接地系統(tǒng)中保護線圈及引出線上的接地故障。差

22、動保護可裝在變壓器、發(fā)電機、分段母線線路上。</p><p>　　差動保護的優(yōu)點是能夠迅速有選擇地切除保護范圍的故障，接線正確調(diào)試得當不發(fā)生誤動。其缺點是對變壓器內(nèi)部不嚴重的匝間短路反映不夠靈敏。</p><p>　　過電流保護主要包括短路保護和過載保護兩種類型。短路保護的特點是整定電流大、瞬時動作，過載保護的特點是整定電流較小、反時限動作。系統(tǒng)存在故障或異常時，電流異常增大，過流保護在電

23、流大于整定值時動作，自動切除故障設備或?qū)⒈Ｗo設備脫離系統(tǒng)。故過流保護能起到保護設備，將故障設備脫離系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張寶會,尹項根主編.電力系統(tǒng)繼電保護.[M]北京:中國電力出版社,2005.</p><p>　　[2] 崔家佩,孟慶炎,陳永芳等.電力系統(tǒng)

24、繼電保護與安全自動裝置整定計算. [M]北京:中國電力出版社,1993.</p><p>　　[3] 于永源,楊綺雯.電力系統(tǒng)分析(第三版). [M]北京:中國水利水電出版社,2007.</p><p>　　[4] 許建安主編.繼電保護整定計算. [M]北京:中國水利水電出版社,2001.</p><p>　　[5] 呂繼紹主編.電力系統(tǒng)繼電保護設計原理. [M]北