繼電保護(hù)原理課程設(shè)計距離保護(hù)

1、1 設(shè)計原始資料1.1具體題目一臺雙繞組降壓變壓器的容量為25MVA，電壓比為，Y，d11接線；采用BCH-2型繼電器。求縱差動保護(hù)的動作電流。已知：38.5kV外部短路的最大三相短路電流為9420A、最小短路電流為8000A。110kV側(cè)電流互感器變比為1000/5,38.5kV側(cè)電流互感器的變比為1500/5；可靠系數(shù)?。混`敏度校驗點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時，保護(hù)安裝處感受到的最大殘壓。試對變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)的設(shè)計。1.2要完成的內(nèi)容求該變壓器縱差動保護(hù)的動作電流，對該變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)的設(shè)計。2設(shè)計課設(shè)的內(nèi)容2.1 設(shè)計規(guī)程根據(jù)規(guī)程規(guī)定，變壓器一般應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：(1) 瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是

2、變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，從油箱向油枕流動，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同，反應(yīng)這種氣流與油流而動作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)，也叫氣體保護(hù)。規(guī)程規(guī)定：對于容量為800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。(2) 縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)。對于容量為6300kVA及以上的變壓器，以及發(fā)電廠廠用變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，10000kVA及以上的發(fā)電廠廠用備用變壓器和單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，

3、應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)。電流速斷保護(hù)用于對于容量為10 000kVA以下的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)的動作時限大于0.5s時，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。對2000kVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時，也應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)。(3) 外部相間短路和接地短路時的后備保護(hù)。除了主保護(hù)外，變壓器還應(yīng)裝設(shè)相間短路和接地短路時的后備保護(hù)。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電路，并作為相鄰元件(母線或線路)保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時主保護(hù)的后備。(4) 過負(fù)荷保護(hù)。變壓器長期運(yùn)行時，繞組會因發(fā)熱而受到損傷。對400kVA以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行，或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)

4、荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)接于一相電流上，并延時作用于信號。(5) 過勵磁保護(hù)。當(dāng)變壓器發(fā)生過勵磁故障時，鐵芯的工作磁密升高導(dǎo)致其出現(xiàn)飽和使得鐵損增加。鐵芯飽和還會使漏磁場增強(qiáng)，漏磁通在穿過鐵芯表面和相應(yīng)結(jié)構(gòu)件中引起的渦流損耗也相應(yīng)增加。由這些附加損耗引起的溫升有可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣的損壞。 由于現(xiàn)代大型變壓器的額定工作磁密接近其飽和磁密，使得過勵磁故障的后果更加嚴(yán)重。并且，對于變壓器組其電壓和頻率都會大幅度偏離額定值，有可能出現(xiàn)因電機(jī)轉(zhuǎn)速偏低而電壓接近額定值時由低頻產(chǎn)生的過勵磁故障。因此，變壓器必須要配置專門的過勵磁保護(hù)。(6) 其他非電量保護(hù)。對變壓器溫

5、度及郵箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)變壓器的標(biāo)準(zhǔn)要求，專設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的非電氣量保護(hù)。2.2本設(shè)計的保護(hù)配置2.2.1主保護(hù)配置瓦斯保護(hù)和縱差動保護(hù)。2.2.2后備保護(hù)配置低壓啟動的過電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。3 保護(hù)配合及整定計算3.1主保護(hù)的整定計算3.1.1縱差動保護(hù)動作電流的整定計算(1) 躲過外部短路故障時的最大不平衡電流式中：取，?？傻茫?則整定電流為：將歸算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值為。(2) 躲過變壓器最大的勵磁涌流將歸算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值為。(3) 躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流將歸算到電流互感器二次側(cè)的數(shù)值為。取上述3種情況的最大整定電流，則縱

6、差動保護(hù)動作電流為。3.1.2靈敏度校驗縱差動保護(hù)的靈敏系數(shù)校驗式為：。綜上可知整定的動作電流能滿足靈敏度的要求。3.1.3瓦斯保護(hù)該變壓器可以采用“輕瓦斯”，保護(hù)的動作值采用氣體容積表示。通常氣體的容積的整定范圍為250300。對于容量在10MVA以上變壓器多采用250。3.3.4動作時間變壓器的主保護(hù)都設(shè)定為當(dāng)測得的數(shù)值大于整定值時，主保護(hù)能迅速動作即動作時間為零。4.2后備保護(hù)的整定計算4.2.1變壓器低電壓啟動過電流保護(hù)的整定計算及校驗原則(1)電流繼電器的整定值的計算及校驗采用低電壓繼電器后，電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運(yùn)行變壓器切除或電動機(jī)自啟動是可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷，而是按

7、大于變壓器的額定電流整定， 即 式中，可靠系數(shù)，取1.3；返回系數(shù)，取0.850.95；變壓器額定電流。則可得： 經(jīng)過靈敏度校驗可知=滿足靈敏度要求。(2)低電壓繼電器的動作電壓按以下條件整定，并取最小值。按躲過正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定，計算式為式中，最低工作電壓，一般取0.9(為變壓器的額定電壓)；可靠系數(shù)，取1.11.2；低電壓繼電器的返回系數(shù)，取1.151.25。 則可得： 按躲過電動機(jī)自啟動時的電壓整定當(dāng)?shù)蛪豪^電器由變壓器低壓側(cè)互感器供電時，計算式為取綜上選擇。低電壓繼電器的靈敏系數(shù)按下式校驗則=，可知滿足靈敏度要求。5繼電保護(hù)電流互感器的選擇該變壓器工作于強(qiáng)電系統(tǒng)中則額定

8、二次電流為5A。(4) 一次側(cè)電流互感器的選擇按額定電壓和額定電流選擇，即則可得：，。綜上可選擇：LB-110和LB1-110型號互感器。(2) 二次側(cè)電流互感器的選擇按額定電壓和額定電流選擇，即則可得：，。綜上可選擇：LCW-110型號互感器。6 原理圖的繪制6.1 保護(hù)測量電路雙繞組三相變壓器縱差動保護(hù)原理接線圖如下圖1所示。圖1 雙繞組三相變壓器縱差動保護(hù)原理接線圖6.2保護(hù)跳閘電路保護(hù)跳閘電路附錄一所示。7 總結(jié)本次關(guān)于雙繞組降壓變壓器的相關(guān)設(shè)計，主保護(hù)采用的是瓦斯保護(hù)和縱差動保護(hù)，后備保護(hù)采用的是低壓啟動的過電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。其中過負(fù)荷保護(hù)在本課程設(shè)計沒有闡述相關(guān)的整定計算。本次課程中關(guān)于變壓器的保護(hù)的整定計算中涉及到很多公式，雖然看起來相當(dāng)麻煩，但只要理清相關(guān)的設(shè)計思路和理解各種公式的意義，會使計算過程顯得清晰明了。另外，關(guān)于電流互感器選擇這一部分，做的不是很明了。因為繼電保護(hù)的電流互感器的選擇有與其他的電流互感器的選擇依據(jù)不同，用于繼電保護(hù)的電流互感器有其特有的型號。所以，給該部分的完成造成了很大的困難?？偟膩碚f，本次課程設(shè)計讓我對變壓器的保護(hù)的設(shè)計有了一些了解，關(guān)于變壓器保護(hù)的設(shè)計這方面的內(nèi)容也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，對于這方面的東西自己也比較有興趣，在今后還要多多涉獵相關(guān)的內(nèi)容。參考文獻(xiàn)1 宋志明.繼電保護(hù)原理與應(yīng)用M.北京