电力系统继电保护课程设计 (2)

1、电力系统继电保护课程设计 指导教师评语报告（30）总成绩修改（40）平时（30）专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电 气093 姓 名： 学 号： 200909240 指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月7日1设计原始资料1.1具体题目一台双绕组降压变压器的容量为20MVA，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11接线；采用BCH-2型继电器。求差动保护的动作电流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为A；35kV侧电流互感器变比为600/5，6.6kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取。试对变压器进行相关保护的设计。1

2、.2要完成的内容对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。2分析要设计的课题内容2.1设计规程针对各种工况，可设置以下保护装置来保证变压器运行的可靠性及安全性。1.主保护：变压器纵差动保护、瓦斯保护；2.相间短路后备保护：过电流保护；3.接地短路后备保护：零序电流保护；2.2本设计的保护配置2.2.1主保护配置为了满足电力系统稳定性方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护构成双重化快速保护。(1)瓦斯保护电力变压器中绝缘物质以及变压器油在变压器工作于故障或不正常运行状态下会分解并产生大量气体，为此可以利用释放的气体量来构成保护。

3、按气体量的多少可以将保护分成轻瓦斯和重瓦斯保护。瓦斯保护可以保护变压器油箱内的各种轻微故障，轻瓦斯动作与信号，重瓦斯动作于跳闸。瓦斯保护主要借助于气体继电器来实现的。工作原理是：轻微故障时，油箱内产生较少的气体且速度慢，气体沿管道上升，使继电器内的油面下降，当降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警报声；严重故障时，气体量大且速度快，气体继电器感受到的油速达到动作门槛时，重瓦斯动作于跳闸回路，切除变压器。(2)纵差动保护流入差动保护的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关，穿越电流越大，不平衡电流也越大，具有制动性的差动继电器即利用这个特点。继电器的动作电流就可以根据制动电流自动调整。2.2.2

4、后备保护配置变压器的后备保护选择过电流保护和低电压启动的过电流保护以及过负荷保护。低电压启动的过电流保护主要是为了保护外部短路引起的变压器过电流，同时也可以作为变压器差动保护以及馈线保护的后备保护。变压器的不正常工作包括过负荷运行，对此配置过负荷保护。正常时，变压器不过负荷，电流小于整定值，过负荷保护不动作。当三相负荷对称时，可仅在一相装设过负荷保护。3保护的配合及整定计算3.1主保护的整定计算3.1.1差动保护的动作电流1.计算变压器各侧的一次及二次电流值（在额定容量下）并选择电流互感器的变比可按表1计算。由于6.6kV侧二次电流大，因此以6.6kV侧为基本侧。表1 变压器的相关参数数值名称

5、各侧数值 额定电压（kv）356.6额定电流（A）3301749电流互感器接线Y电流互感器计算变比n1（330/5）×1749/5电流互感器实际变比n2600/51500/5流入差动回路的电流（A）330/（600/5）×=4.761749/（1500/5）=5.83不平衡电流（A）0-1.07(1)计算差动保护一次动作电流a.躲过电流互感器二次回路断线引起的差动电流： (3.1)b.躲过外部短路故障时的最大不平衡电流：(3.2)由以上计算可知：按躲过外部短路最大不平衡电流计算可得到动作电流为(2) 计算差动线圈匝数及实际动作电流：实际动作电流 (3.3)线圈匝数： (3.

6、4)实际取匝数为2继电器实际动作电流为(3.5)3.1.2灵敏度校验灵敏度校验： (3.6)所以该保护装置符合要求。3.2后备保护的整定计算3.2.1过电流保护Krel可靠系数，取1.3；Kre返回系数，取0.850.95；IL.-max变压器可能出现的最大负荷电流，取变压器额定电流IN=1749( A)；Kss综合负荷的自启动系数，取Kss =1.5 。所以整定电流 (3.7)灵敏度校验：(3.8)满足要求。3.2.2 低电压启动的过电流保护电流继电器的整定：Krel可靠系数，取1.11.2；Kre低电压继电器的返回系数，取1.151.25。采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考

7、虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷，而是按大于变压器的额定电流整定，即 (3.9)则有低电压继电器的动作电压按以下条件整定，并取最小值。(1)按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定， (3.10)(2)按躲过电动机自启动时的电压整定：当低压继电器由变压器低压侧互感器供电时，计算式为 (3.11)当低压继电器由变压器高压侧互感器供电时，计算式为(3.12) 对于降压变压器，负荷在低压侧，电动机自启动时高压侧电压比低压侧高了一个变压器压降（标幺值）。所以高压侧取值比较高，但仍按式(3.21)整定，原因是发电机在失磁运行时低压母线电压会比较低。 (3.13) 电流继电器灵敏度

8、的校验方法与不带低压启动的过电流保护相同。低电压继电器的灵敏系数按下式校验(3.14)Uk.min灵敏度校验点发生三相金属性短路时，保护安装处感受到的最大残压。要求Ksen1.25，当27.5kV侧母线处短路时保护安装处的残压等于零，显然： (3.15)满足要求，可见用低电压启动的过电流保护可作为后备保护。3.2.3 辅助保护辅助保护可以采用过负荷保护。4二次展开原理图的绘制4.1保护测量电路图1瓦斯保护原理图图2Y,d11接线变压器差动保护的三相原理接线图4.2保护跳闸电路图3低电压启动的过电流保护原理图5结论5.1 对主保护的评价电流纵差动保护不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其它元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的独特的优点。其灵敏度高选择性好，在变压器保护上运用较为、成功。5.2 对后备保护的评价后备保护可以防止由外部故障引起的的变压器绕组过电流，并作为相邻元件（母线或线路）保护的后备以及在可能的条件下变压器内部故障时主保护的后备，他与变压器的主保护一起构成变压器的完整保护。参考文献1 张保会，尹项根.电力系统继电保护原理M. 北京：中国电力出版