1、電力系統繼電保護課程設計 指導教師評語報告（30）總成績修改（40）平時（30）專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電 氣093 姓 名： 學 號： 200909240 指導教師： 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2012 年 7月7日1設計原始資料1.1具體題目一臺雙繞組降壓變壓器的容量為20MVA，電壓比為35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11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A ；35kV側電流互感器變比為600/5，6.6kV側電流互感器變比為1500/5；可靠系數取。試對變壓器進行相關保護的設計

2、。1.2要完成的內容對變壓器進行主保護和后備保護的設計、配置、整定計算和校驗。2分析要設計的課題內容2.1設計規(guī)程針對各種工況，可設置以下保護裝置來保證變壓器運行的可靠性及安全性。1.主保護：變壓器縱差動保護、瓦斯保護；2.相間短路后備保護：過電流保護；3.接地短路后備保護：零序電流保護；2.2本設計的保護配置2.2.1主保護配置為了滿足電力系統穩(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成雙重化快速保護。(1) 瓦斯保護電力變壓器中絕緣物質以及變壓器油在變壓器工作于故障或不正常運行狀態(tài)下會分解并產生大量氣體，為此可以利用釋放的氣體量來構成

3、保護。按氣體量的多少可以將保護分成輕瓦斯和重瓦斯保護。瓦斯保護可以保護變壓器油箱內的各種輕微故障，輕瓦斯動作與信號，重瓦斯動作于跳閘。瓦斯保護主要借助于氣體繼電器來實現的。工作原理是：輕微故障時，油箱內產生較少的氣體且速度慢，氣體沿管道上升，使繼電器內的油面下降，當降到動作門檻時，輕瓦斯動作，發(fā)出警報聲；嚴重故障時，氣體量大且速度快，氣體繼電器感受到的油速達到動作門檻時，重瓦斯動作于跳閘回路，切除變壓器。(2)縱差動保護流入差動保護的不平衡電流與變壓器外部故障時的穿越電流有關，穿越電流越大，不平衡電流也越大，具有制動性的差動繼電器即利用這個特點。繼電器的動作電流就可以根據制動電流自動調整。2.

4、2.2后備保護配置變壓器的后備保護選擇過電流保護和低電壓啟動的過電流保護以及過負荷保護。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。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。3保護的配合及整定計算3.1主保護的整定計算3.1.1差動保護的動作電流1.計算變壓器各側的一次及二次電流值（在額定容量下）并選擇電流互感器的變比可按表1計算。由于6.6kV側二次電流大，因此以6.6kV側為基本側。表1 變壓器的相關參數數

5、值名稱各側數值 額定電壓（kv）356.6額定電流（A）3301749電流互感器接線Y電流互感器計算變比n1（330/5）×1749/5電流互感器實際變比n2600/51500/5流入差動回路的電流（A）330/（600/5）×=4.761749/（1500/5）=5.83不平衡電流（A）0-1.07(1)計算差動保護一次動作電流a.躲過電流互感器二次回路斷線引起的差動電流： (3.1) b.躲過外部短路故障時的最大不平衡電流： (3.2) 由以上計算可知：按躲過外部短路最大不平衡電流計算可得到動作電流為(2) 計算差動線圈匝數及實際動作電流： 實際動作電流 (3.3)線圈

6、匝數： (3.4)實際取匝數為2繼電器實際動作電流為(3.5)3.1.2靈敏度校驗靈敏度校驗： (3.6)所以該保護裝置符合要求。 3.2后備保護的整定計算3.2.1過電流保護Krel可靠系數，取1.3；Kre返回系數，取0.850.95；IL.-max變壓器可能出現的最大負荷電流，取變壓器額定電流IN=1749( A)；Kss綜合負荷的自啟動系數，取Kss =1.5 。所以整定電流 (3.7)靈敏度校驗： (3.8)滿足要求。3.2.2 低電壓啟動的過電流保護電流繼電器的整定：Krel可靠系數，取1.11.2；Kre低電壓繼電器的返回系數，取1.151.25。采用低電壓繼電器后，電流繼電器的

7、整定值就可以不再考慮并聯運行變壓器切除或電動機自啟動時可能出現的最大負荷，而是按大于變壓器的額定電流整定，即 (3.9) 則有 低電壓繼電器的動作電壓按以下條件整定，并取最小值。(1)按躲過正常運行時可能出現的最低工作電壓整定， (3.10)(2)按躲過電動機自啟動時的電壓整定：當低壓繼電器由變壓器低壓側 互感器供電時，計算式為 (3.11)當低壓繼電器由變壓器高壓側互感器供電時，計算式為 (3.12) 對于降壓變壓器，負荷在低壓側，電動機自啟動時高壓側電壓比低壓側高了一個變壓器壓降（標幺值）。所以高壓側取值比較高，但仍按式(3.21)整定，原因是發(fā)電機在失磁運行時低壓母線電壓會比較低。 (3

8、.13) 電流繼電器靈敏度的校驗方法與不帶低壓啟動的過電流保護相同。低電壓繼電器的靈敏系數按下式校驗 (3.14)Uk.min靈敏度校驗點發(fā)生三相金屬性短路時，保護安裝處感受到的最大殘壓。要求Ksen1.25，當27.5kV側母線處短路時保護安裝處的殘壓等于零，顯然： (3.15)滿足要求，可見用低電壓啟動的過電流保護可作為后備保護。 3.2.3 輔助保護輔助保護可以采用過負荷保護。4二次展開原理圖的繪制4.1保護測量電路圖1瓦斯保護原理圖圖2 Y,d11接線變壓器差動保護的三相原理接線圖 4.2保護跳閘電路圖3低電壓啟動的過電流保護原理圖5結論5.1 對主保護的評價電流縱差動保護不但能正確區(qū)分區(qū)內外故障，而且不需要與其它元件的保護配合，可以無延時的切除區(qū)內各種故障，具有明顯的獨特的優(yōu)點。其靈敏度高 選擇性好，在變壓器保護上運用較為、成功。5.2 對后備保護的評價后備保護可以防止由外部故障引起的的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護的后備以及在可能的條件下變壓器內部故障時主保護的后備，他與變壓器的主保護一起構成變壓器的完整保護。參考文獻1 張保會，尹項根.電力系統繼電保護原理M. 北京：中國電力出