电力系统继电保护课程设计--变电所变压器的保护设计

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1、电力系统继电保护课程设计题目：变电所变压器的保护设计班级：　　　　姓名：　　　　　　　　　学号：　　　　　　　　指导教师：　　　　　　　　设计时间：　　2011年3月18号　评语：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　成绩　　　　　目录1设计原始资料31.1具体题目31.2要完成的内容32保护方式的确定32.1设计规程32.2本设计的保护配置42.2.1主保护配置42.2.2后备保护配置43保护的配合及整定计算53.1主保护的整定计算53.1.1额定值计算53.1.2基本侧动作电流63.1.3灵敏度校验63.2后备保护的整定计算63.2.1过电流保护63.2.2低

2、电压启动的过电流保护73.2.3辅助保护84二次展开原理图的绘制84.1保护测量电路84.2保护跳闸电路95结论105.1对主保护的评价105.2对后备保护的评价10参考文献111设计原始资料1.1具体题目某牵引变电所甲采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相平衡接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表所示。表1牵引变电所供电臂长度km端子平均电流A有效电流A短路电流A甲24.6β282363102320.4α240319874对该牵引变电所牵引变压器进行相关保护设计。1.2要完成的内容对变压器进行主保护和后备保护的设计、

3、配置、整定计算和校验。2保护方式的确定2.1设计规程根据规程规定，变压器一般应装设下列保护：（1）瓦斯保护瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障，例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等，但像变压器绝缘子闪络等油箱外的故障，瓦斯保护不能反应。规程规定对于容量为800kV·A以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油浸式变压器,应装设瓦斯保护。（2）纵差动保护或电流速断保护对于容量为6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用变压器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断保护用于对于容量为1

4、0000kVA以下的变压器，当后备保护的动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对2000kVA以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。（3）外部相间短路和接地短路时的后备保护（4）过负荷保护变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。对400kV·A以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。（5）过励磁保护高压侧电压为500kV及以上的变压器，应装设过励磁保护，在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。（6）其他非电量保

5、护对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护。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通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关。利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。瓦斯保护的主

6、要元件是气体继电器，它安装在油箱和油枕之间的连接管道上，如图1所示。气体继电器有两个输出触点：一个反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为轻瓦斯；另一个反应变压器的严重故障，称为重瓦斯。轻瓦斯动作于信号，使运行人员跳开电压器各侧断路器。气体继电器的大致原理如下：变压器发生轻微故障时，油箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在油箱的上方，气体沿管道上升，使气体继电器内的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。发生严重故障时，故障点周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲去，气体继电器感受到油速达

7、到动作门槛时，重瓦斯动作，瞬时作用于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大。（2）纵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，具有明显的独特的优点。本设计中变压器的主保护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短路故障时的主保护，不需与其它保护配合，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时的最大不平衡电流。2.2.2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反时限过负荷保护。低压过

8、电流保护主