电力变压器整定计算.docx

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1、目录1 设计原始材料11.1 具体题目11.2 要完成的内容12 分析要设计的课题内容22.1 设计规程22.2 本设计的保护配置23.主保护的整定计算33.1差动保护的动作电流33.2灵敏度校验54 后备保护的整定计算54.1过电流保护54.2低电压启动的过电流保护65辅助保护76 二次展开原理图的绘制86.1 保护测量电路86.2 保护跳闸电路97结论97.1对主保护的评价97.2对后备保护的评价98总结11参考文献12电力系统继电保护课程设计成绩评定表13指导教师签字：131 设计原始材料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3522.5%/6.6kV，Y，d1

2、1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9420A；35kV侧电流互感器变比为600/5，35kV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 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 设计规程根据设计技术规范的规定，针对变压器的各种故障、不正常工作状态和变压器容量，应装设相应的保护装置。(1)对800kVA以上的油侵式变压器：应装设瓦斯保护做为变压器内部故障的保护。(2)对于变压器的引出线、套管和内部故障：并联运行、容量为6300kVA

3、及以上,单台运行、容量为10000kVA及以上的变压器，应装设纵差动保护。并联运行、容量为6300kVA及以下，单台运行、容量为10000kVA及以下的变压器，应装设电流速断保护。2000kVA及以上的变压器，如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求，应装设纵差动保护。(3)对于由外部相同短路引起的遍野器过电流，应装设过电流保护。如果灵敏度不能满足要求，可以装设低电压启动的过电流保护。(4)对于一项接地故障，应装设零序电流保护。(5)对于400kVA及以上的变压器，应根据其过负荷的能力，装设过负荷保护。(6)对于过热应装设温度信号保护。2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置电流纵差动保护不

4、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。2.2.2 后备保护设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。

5、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，可仅在一相装设过电流。3.主保护的整定计算3.1差动保护的动作电流（一）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 变压器各侧一、二次电流名称各侧数值额定电压（kV）356.6额定电流（kA）电流互感器接线Y电流互感器变比600/51500/5二次电流（A）(二) 计算差动保护一次动作电流按6.6kV侧（基本侧）计算。按躲过外部短路时的最大不平衡电流计算，变压器6.6kV侧母线故

6、障，在系统最大运行方式下的最大三相短路电流为 Inub.max=fza+U+0.1KnpKstIk.max =1.310.1+0.05+0.059420=1884（A） （3.1） Iset=KrelInub.max=1.31884=2449(A) （3.2）上式中的f按0.05计算。由于两个电流互感器型号不相同，kst=1，当采用速饱和变流器，由于非周期分量会使其饱和，抑制不平衡输出，可取为1。按躲过变压器空投和当外部故障切除后电压恢复时，变压器的励磁涌流计算为 Iset=KrelKIN=1.31750=2275(A) （3.3）另一种是采用速饱和变流器减少励磁涌流产生的不平衡电流，采用加强

7、型速饱和变流器的差动保护（BCH2型）时，取K=1(3) 按躲过电流互感器二次回路断线计算， Iset=KrelIL.max =1.31750=2275(A) （3.4）按上面的三个条件计算纵差动保护的动作电流，并选取最大者，比较可知：选一次动作电流 Iset=2449.2(A) （3.5）（三）确定继电器基本侧线圈匝数及各线圈接法对于双绕组变压器，平衡线圈、分别接入6.6kV及35kV侧。计算基本侧继电器动作电流为Id.j.s=IsetnTA2=2249.2300=7.5(A) （3.6）基本侧继电器线圈匝数为Wd.j.s=AW0Id.j.s= 607.5=8匝 （3.7）3.2灵敏度校验计

8、算最小运行方式下6.6kV侧两相短路的最小短路电流为Id.min=94200.866=8157 （3.8）折算至35kV侧时 Id.min=3581576.6=1538 （3.9）二次侧电流为 Id.min=31538600/5=22.1(A) （3.10）灵敏度校验 Ksen=Ik.minIset （3.11） =81572249.2=3.62 满足要求4 后备保护的整定计算4.1过电流保护Krel可靠系数，取1.3；Kre返回系数，取0.850.95；Kss综合负荷的自启动系数，取Kss =1.5过电流保护整定值：Iset=KrelKreIc.max =1.30.91750=2528（A）

9、 （4.1）过电流保护灵敏度校验：Ksen=Ik.minIset =81572528=3.21.5 （4.2）满足要求4.2低电压启动的过电流保护 过电流保护按躲过可能出现的最大负荷电流整定，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。为此可以采用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 Iset=KrelKreIc.max （4.3）

10、=1.30.91750=2528（A）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 Uset=UL.minKrelKre （4.4） =0.96.60.85=6.99（KV)(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 Uset=0.50.6UN （4.5）当低压继电器由变压器高压侧互感器供电时，计算式为 Uset=0.7UN （4.6）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

11、低压母线电压会比较低 Uset=0.66.6=3.69(KV) Uset=3.69(KV) （4.7）电流继电器灵敏度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 Ksen=UsetUk.min （4.8）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 Ksen=UsetUk.min1.25 （4.9）满足要求，可见用低电压启动的过电流保护可作为后备保。5辅助保护辅助保护可以采用过负荷保护。变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而引起损伤。对400KVA以上的变

12、压器，当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。过负荷保护接于一相电流上，并延时作用与信号。对于经常无值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。对多绕组变压器，过负荷保护应能反应公共绕组和各侧过负荷的情况。6 二次展开原理图的绘制6.1 保护测量电路图1电流纵差动保护原理图6.2 保护跳闸电路图2低电压启动的过电流保护原理图7结论7.1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。 但是变压器纵差保

13、护一直存在励磁涌流。难以鉴定的问题，虽然已经有几种较为有效的闭锁方案，又因为超高压输电线路长度的增加、静止无功补偿容量的增大以及变压器硅钢片工艺的改进 磁化特性的改善等因素，变压器纵差、保护的固有原理性矛盾更加突出。7.2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。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。采用低电压启动的过电流保护可以提高灵敏度。但是低电压启动的

14、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。8总结过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检验修改环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在不懈的努力下，终于迎刃而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远

15、不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计不仅是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思路，给了我莫大的空间。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜。使我对抽象的理论有了具体的认识，不仅检验了我对知识的掌握程度，也培养了我如何有条理地做一件事情的能力。总之，认真对待每一个学习的机会，珍惜过程中的每一分一秒，学到最多的知识和方法，锻炼自己的能力，这个是我们在在本次电力系统继电保护课程设计中学到的最重要的东西，以后也将受益匪浅的！12参考文献1 张保会.电力系统继电保护原理M. 北京:中国

16、电力出版社，20052 吴必信.电力系统继电保护M. 北京:中国电力出版社，19983 许建安.继电保护整定计算M. 北京:中国水利水电出版社，20004 王瑞敏.电力系统继电保护M. 北京:科学技术出版社，19945 王维俭.电力系统继电保护基本原理M. 北京:清华大学出版社，19926 熊炳耀，电力系统继电保护与安全自动装置整定计算 M . 北京：中国电力出版社，1993电力系统继电保护课程设计成绩评定表姓 名任毅飞学 号2014215835专业班级电气工程及其自动化141班课程设计题目：变压器相关保护的设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评 定 项 目评 分 成 绩1.设计方案可行性及其选优（20分）2.设计过程及结果（40分）3.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分）4.设计报告的规范性、参考文献（不少于5篇）（10分）5.答辩（20分）总 分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2017 年 12 月 25 日