教育资料（2021-2022年收藏的）自动化

1、中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业设计（论文）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目： 学习中心： 兰州学习中心 学 号： 姓 名： 专 业： 指导教师： 年 月 日 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名： 学号： 专业： 毕业设计（论文）题目： 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1.请指导教师按以上要求填写意见，2.学生在上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.

2、当学生论文评阅成绩不及格重写时，指导教师要重新填写意见及新的指导日期。（指导教师填写指导意见时请将填写要求删除,学生论文不及格后，每次重新撰写的论文指导老师都要重新填写指导意见，否则评阅老师不予以评阅！）指导教师结论： （合格、不合格）指导教师姓名所在单位指导时间中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表 学生姓名： 学号： 专业： 毕业设计（论文）题目： 评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1

3、.请评阅教师按以上要求填写意见，2.上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，评阅教师要重新填写意见及新的评阅日期。 （评阅教师填写评阅意见时请将填写要求删除，学生论文不及格后，由论文指导老师重新提交的论文，评阅老师都要重新填写评阅意见！）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。）毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 评阅结论： （同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成

4、果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）： 日期：年月日3摘 要电力系统继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术。在电力系统升压降低压中,电力变压器得到了广泛地应用,因此设置性能良好、动作可靠的继电保护装置是电力系统工作的必要条件。 电力系统变压器是非常重要的部件,但电力变压器在实际运行中,会发生各类型的故障,影响着电力系统的安全连续

5、运行、以及经济效益的提高。因此,设置具有良好性能、动作可靠的继电保护装置是很有必要的。本文结个人经验对电力变压器继电保护及设计进行了探讨关键词： 1、电力变压器 2继电保护装置 目 录一、引言1二、继电保护相关理论知识2（一）继电保护的概述2（二） 继电保护的任务2（三）继电保护基本原理和保护装置的组成2三、变电所继电保护和自动装置规划4（一）系统分析及继电保护要求：4（二）本系统故障分析：4（三）本设计继电保护装置原理概述：41 110KV线路电流速断保护42 110KV线路过电流保护43 平行双回线路横联方向差动保护54 变压器瓦斯保护55 变压器纵联差动保护5四、短路电流计算7（一）画出

6、短路等值电路7（二） 短路电流计算7（三） 保护装置的配置（表4.1）8五、装置的整定计算9（一） 纵差保护的整定计算9（二）110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算10（三） 38.5kV侧方向过流保护11（四） 110kV零序过电流保护11（五）变压器气体保护的整定11 13中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）一、引言在电力系统运行中，外界因素(如雷击、鸟害等)、内部因素(绝缘老化，损坏等)及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有:单相接地;三相短路;两相短路;两相接地短路;断线等。电力系统非正常运行状态有:过负荷，过电压，非全相运行，振荡，

7、次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。1.继电保护的基本任务：(1)自动迅速，有选择的跳开特定的断路器。(2)反映电气元件的不正常运行状态2.电力系统对继电保护的基本要求：速动性，选择性，灵敏性，可靠性。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校

8、验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的电力系统继电保护这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥

9、善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。二、继电保护相关理论知识（一）继电保护的概述继电保护是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置.微机保护作为继电保护的最新保护,使用广泛,对电力系统起着举足轻重的作用,直接影响电力系统的安全运行研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。（二） 继电保护的任务1. 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无

10、故障部分迅速恢复正常运行。 2. 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。 3. 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。（三）继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须

11、正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护： 1. 反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流

12、与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。 2. 反映非电气量的保护 如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的瓦斯保护、温度保护等。 继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置，根据控制过程信号性质的不同，可以分模拟型(它又分为机电型和静态型)和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置，一般包括测量部分、逻辑部分和执行

13、部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值比较，以判断是否发生故障或不正常运行状态；逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作；执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行：跳闸或发信号。三、变电所继电保护和自动装置规划（一）系统分析及继电保护要求：本设计110/35KV系统为双电源35KV单母线分段接线，110KV侧单母线分段接线，所接负荷多为化工型，属一二类负荷居多。为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。（二）本系统故障分析：本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地

14、的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。电力变压器的故障，分为外部故障和内部故障两类。·变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。·变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。（三）本设计继电保护装置原理概述：1 110KV线路电流速断保护 110KV线路电流速断保护是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采用二相

15、二电流继电器的不完全星形接线方式，本设计选用无时限电流速断保护。2 110KV线路过电流保护 110KV线路过电流保护是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障，其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。3 平行双回线路横联方向差动保护 平行双回线路横联方向差动保护是通过比较两线路的电流相位和数值相同与否鉴别发生的故

16、障;由电流起动元件、功率方向元件和出口执行元件组成，电流起动元件用以判断线路是否发生故障，功率方向元件用以判断哪回线路发生故障，双回线路运行时能保证有选择的动作。该保护动作时间0S，由于横联保护在相继动作区内短路时，切除故障的时间将延长一倍，故加装一套三段式电流保护，作为后备保护。4 变压器瓦斯保护 变压器瓦斯保护是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护；故障严重时，油箱内产生大量的气体，在该

17、气体作用下形成强烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护。5 变压器纵联差动保护 变压器纵联差动保护是按照循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器并接在回路壁中，在正常运行和外部短路时，二次电流在臂中环流，使差动保护在正常运行和外部短路时不动作，由电流互感器流入继电器的电流应大小相等，相位相反，使得流过继电器的电流为零；在变压器内部发生相间短路时，从电流互感器流入继电器的电流大小不等，相位相同，使继电器内有电流流过。但实际上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响，继电器中存在不平衡电流，

18、变压器差动保护需解决这些问题，方法有：·靠整定值躲过不平衡电流·采用比例制动差动保护。·采用二次谐波制动。·采用间歇角原理。·采用速饱和变流器。本设计采用较经济的BCH-1型带有速饱和变流器的继电器，以提高保护装置的励磁涌流的能力。四、短路电流计算 用标幺值计算短路电流参数，确定短路计算点，计算短路电流值。（一）画出短路等值电路 （二） 短路电流计算 （三） 保护装置的配置（表4.1）表4.1 变压器保护装置的配置序号保护名称选择继电器型号1纵差保护BCH12110kV侧复合电压启动的过流保护DY4，DL11，DY25335kV侧方向过流保护L

19、G11，DL114110kV侧零序过电流保护DL135气体保护QJ80五、装置的整定计算（一） 纵差保护的整定计算 1.计算变压器差动臂中电流，由表5.1计算可知，110kV侧差动臂中的电流最大，故110kV侧为计算的基本侧。表5.1 计 算 结 果名称变压器各侧数据额定电压（kV）11038.511变压器的额定电流(A)TA接线方式选择TA的标准变比差动臂中的电流（A）22. 确定制动绕组的接线方式，制动绕组接入38.5kV侧，因为，该侧的外部发生故障时，穿越变压器的短路电流很大。3. 计算差动保护的一侧动作电流。(1）按躲过110kV外部故障的最大不平衡电流整定，即 = (2）按躲过变压器励磁涌流计算，即 (3）按躲过电流互感器二次回路断线，即 (4）取上述各条件中最大的作为基本侧一次动作电流即,差动继电器基本侧动作电流为 确定差动绕组匝数 匝取整定匝数匝，则继电器动作电流为A，保护装置实际动作电流为。(5）其他各侧工作绕组和平衡绕组的匝数。38.5kV侧的平衡绕组为