继电保护课程设计报告

电力系统继电保护课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气092姓名：石玥学号：200909110指导教师：赵峰兰州交通大学自动化与电气工程学院2012年7月7日指导教师评语平时（30）报告（30）修改（40）总成绩电力系统继电保护课程设计报告-1-1原始设计资料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9262A；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3.1relK。试对变压器进行相关保护的设计。1.2要完成的内容本课题要完成的主要内容是对变压器进行主保护和后备保护的设计，并根据给定的原始资料对所选择的各种保护进行整定计算。使之最终达到变压器在任何故障下都能迅速的切断故障，快速恢复运行。2设计方案及原理2.1设计规程(1)相关专业提供的工程设计资料；(2)国家现行有关设计规程，规范及标准，主要包括：《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）《继电保护和安全自动装置通用技术条件》（DL/T478-2001）《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（DL/T995-2006）《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T587-1996）《继电保护微机型实验装置技术条件》（DL/T624-1997）2.2本设计的保护配置2.1.1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)差动保护：电流纵差动保护不但能区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的优点。本设计中变压器主保护电力系统继电保护课程设计报告-2-主要选电流纵差动保护，差动保护是变压器内部、套管及引出线上发生相间短路的主保护，同时也可以保护单相层间短路和接地短路，不需与其他保护配合，可无延时的切断内部短路，动作于变压器高低压两侧断路器跳闸。为了保证动作的选择性，差动保护动作电流应躲开外部短路电流时的最大不平衡电流。(2)瓦斯保护：变电所的主变压器和动力变压器，都是用变压器油作为绝缘和散热的。当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，故障点附近的绝缘物和变压器油分解而产生气体，同时由于气体的上升和压力的增大会引起油流的变化。利用这个特点构成的保护，叫做瓦斯保护。瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成，瓦斯继电器装在变压器油箱和油枕的连接管上。2.1.2后备保护配置(1)低电压启动的过电流保护：其作用是为了防止又外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件保护的后备以及变压器内部故障时主保护的后备。(2)零序电流保护：在发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，因此采用零序电流保护作为变压器接地后备保护。(3)过负荷保护：变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而收到损伤。因此在本设计中，根据可能的过负荷情况，装设过负荷保护。3保护的配合及整定计算3.1差动保护整定计算变压器一、二次回路电流计算值如表3.1所示。表3.1变压器一、二次回路电流计算值数值名称各侧数值35kV侧6.6kV侧变压器一次额定电流e1I(A)9.329353200005.17496.6320000电流互感器接线方式Y选择电流互感器一次电流计算值(A)4.5719.32931749.5电力系统继电保护课程设计报告-3-续表数值名称各侧数值35kV侧6.6kV侧二次回路额定电流e2I(A)76.41209.329383.53005.1749电流互感器标准变比1205/6003005/1500差动电流一次侧动作电流：按6.6kV侧（基本侧）计算。(1)按躲过最大不平衡电流计算，有k.maxstnprelset)1.0(IKKUfKIza(3.1)式中：)A(9262k.maxI；电流互感器计算变比与实际变比不一致引起的相对误差22.031TA2TTA1zannnf；变压器分接头改变引起的相对误差kV05.0U；非周期分量系数1npK；电流互感器同型系数1stK；可靠系数3.1relK。将上述取值均代入式(3.1)，可得)A(44559262)111.005.022.0(3.1setI(2)按躲过励磁涌流条件，有)A(35.22745.91713.1e1μrelsetIKKI式中，励磁电流最大倍数1μK。(3)按躲过电流互感器二次回路断线的条件，有)A(35.22745.17493.1l.maxrelsetIKI以第一条件为最大，故)A(4455setI。3.2变压器过电流保护的整定计算动作电流：(A)23495.174995.03.1NrerelsetIKKI动作电压：(1)按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定，有)kV(96.325.12.16.69.09.0rerelNrerell.minsetKKUKKUU(2)按躲过电动机自启动时的电压整定，有电力系统继电保护课程设计报告-4-)kV)(96.3~3.3(6.6)6.0~5.0()6.0~5.0(NsetUU因此选定整定电压为)kV(96.3setU。3.3保护的配合电流纵差动保护不但能够正确区分内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障。零序过电流保护采用两段式，零序电流保护Ⅰ段与相邻元件零序电流保护Ⅰ段相配合，其Ⅱ段与相邻元件零序电流保护后备段相配合。4主要设备的选择及原理接线图4.1电流互感器的选择根据配电装置类型和整定计算结果，选择电流互感器型号及参数如表4.1所示。表4.1电流互感器基本参数型号额定电流比(A)级次组合准确级次二次负荷（Ω）10%倍数0.5级1级3级D级LAJ—10600~800/50.5/D及1/D、D/D0.51＜1011＜10D2.4≥15LCWD—3515~1500/50.5/D0.51.23D0.83354.2继电器的选择由原始设计资料可知，本设计采用BCH—2型继电器，其具体参数如表4.2所示。表4.2BCH—2型继电器基本参数交流额定电流（A）额定频率（HZ）动作电流整定范围（A）起始动作安匝可靠系数动作时间（ms）功率消耗（VA）550用于两绕组变压器或发电机时1.55~12用于三绕组变压器时3~1260±45倍动作电流≥1.352倍动作电流≥1.2三倍动作电流时≤35额定电流下,平衡绕组全部接入时单相功率消耗≤16电力系统继电保护课程设计报告-5-4.3原理接线图图1瓦斯保护装置原理接线图图2双绕组三相变压器纵差动保护装置原理接线图电力系统继电保护课程设计报告-6-图3低电压启动的过电流保护装置原理接线图图4零序过电流保护装置原理接线图图5过负荷保护装置原理接线图电力系统继电保护课程设计报告-7-5保护评价5.1对主保护的评价差动保护：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，具有独特的优点。但是变压器纵差动保护一直存在励磁涌流难以鉴定的问题，可以通过采用具有速饱和变流器或带短路线圈的速饱和变流器的差动继电器构成差动保护，或利用二次谐波制动原理构成差动保护，以及利用鉴别波形间断角原理构成差动保护等措施克服其影响。瓦斯保护：瓦斯保护的优点是简单、经济、灵敏度高，能反应变压器油箱内部的一切故障，当有大量气体产生时动作迅速。但是其缺点是不能反应变压器油箱外部套管和引出线上的故障。所以，它与差动保护共同作为变压器的主保护。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。过电流保护按躲过可能出现最大负荷电流来整定，启动电流比较大，对于升压变压器或容量较大的降压变压器灵敏度往往不能满足要求，因此本设计中采用低电压启动的过电流保护，可以提高保护灵敏度。但是低电压启动的过电流保护中有可能由于电压互感器回路发生断线，低压继电器将会误动作，因此在实际装置中还要配置电压回路断线闭锁功能。参考文献[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009:12.[2]李立群,柳占江,张道纲.电力系统继电保护[M].北京:水利电力出版社,1989:10.[3]谭秀炳.铁路电力与牵引供电系统继电保护(第二版)[M].成都:西南交通大学出版社,2011:7.[4]王士政,芮新花.电气工程类专题课程设计与毕业设计指导教程[M].北京:中国水利电力出版社,2007:6.[5]许建安,继电保护整定计算[M].北京:中国水利水电出版社,2003:1.