電力變壓器保護畢業(yè)設(shè)計

電力變壓器保護畢業(yè)設(shè)計摘要本文主要通過分析原始資料中主要設(shè)備的參數(shù)，首先，需要對電力系統(tǒng)繼電保護原理進行全面系統(tǒng)的復(fù)習、查閱相關(guān)資料，加深理解；其次，結(jié)合相關(guān)參數(shù)和各種繼電保護原理，確定適用于變壓器的保護方案，最后，分別對變壓器的進行各種保護整定和配置計算，并且根據(jù)系統(tǒng)一次設(shè)計圖給出部分二次設(shè)計及其配置圖和一般原理圖。本次設(shè)計中主要采用的保護有瓦斯保護、變壓器縱聯(lián)差動保護、低電壓起動的過電流保護、過負荷保護、溫度保護。繼電保護是電力系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)事故時減小停電范圍、限制事故對設(shè)備損害的這樣一個領(lǐng)域。電力系統(tǒng)繼電保護的設(shè)計與配置是否合理，直接影響電力系統(tǒng)的安全運行，故選擇保護方式時，滿足繼電保護的基本要求。選擇保護方式和正確的整定計算，以保證電力系統(tǒng)的安全運行。關(guān)鍵詞繼電保護，變壓器保護，靈敏度校驗，短路電流計算，整定計算AbstractThispapermainlythroughtheanalysisoftheoriginalmaterialofmainequipmentofparameters,firstofall,needfortransformerprotectionprincipleofcomprehensivesystemreview,refertotherelevantmaterial,deepenunderstanding;Secondly,inconjunctionwiththerelevantparametersandallkindsofrelayprotectionprinciple,determinesuitablefortransformerprotectionscheme,thenrespectively,thetransformerprotectionsettingandconfigurationofcalculatedaccordingtothesystem,andgivessomesecondarydesigndrawingsonceitsconfigurationdiagramandgeneralprinciplediagram.Thisdesignmainlyadoptsatransformerprotectionofgasprotection,longitudinalleaguedifferentialprotection,overcurrentprotection,overloadprotection,temperatureprotection.TheRelayprotectioniselectricalsystemdesignrelevantaccidentreduceoutagescope,limitthedamageofequipmentaccidentssuchafield.Powersystemprotectiondesignandconfigurationwhetherreasonable,directlyaffectingthesafeoperationofthepowersystem,sochooseprotectionway,meetthebasicrequirementsoftherelayprotection.Choosetherightprotectionmodeandsettingcalculation,toensurethesafeoperationofthepowersystem.KeyWordsrelayprotection,transformerprotection,sensitivitycheck,short-circuitcurrentcalculation,settingcalculation目錄摘要Abstract引言課題背景課題研究的目的和意義2系統(tǒng)設(shè)計方案研究變電所主變壓器基本情況介紹系統(tǒng)運行方式分析系統(tǒng)運行方式分析原則煤礦變電所各種電氣運行方式的分析變壓器各種保護及其裝設(shè)條件瓦斯保護縱差動保護過電流保護過負荷保護溫度保護保護規(guī)程中對相關(guān)保護的配置要求針對本設(shè)計的規(guī)程要求同時性故障的配置方案對經(jīng)電流互感器接入保護的要求關(guān)于遠后備保護的規(guī)定系統(tǒng)振蕩對保護的要求其他相關(guān)規(guī)定3短路電流的計算一標幺值歸算短路電流的計算4保護的整定計算及靈敏度檢驗變壓器豐保護的整定計算及靈敏度檢驗411縱連差動保護的整定計算差動保護的靈敏度校驗變壓器瓦斯保護的整定相間后備保護的整定及校驗過百流保護動作曲流的整定過百流保護靈敏度校驗時位荷保護溫度保護變壓器各個保護動作時限配合5設(shè)備的詵型設(shè)計由流耳感器的詵擇繼電器的詵擇及參數(shù)介紹各種繼電器原理所詵繼由器參數(shù)介紹6總結(jié)致謝參考文獻附錄1附錄2附錄3附錄4引言課題背景電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要的電氣設(shè)備，在發(fā)電、輸電、配電環(huán)節(jié)中起著提高電壓以便于遠距離輸送電能以及降低電壓給負荷供電等關(guān)鍵作用。其故障對供電可靠性和系統(tǒng)安全運行帶來嚴重影響，同時大容量的電力變壓器本身也是十分貴重的設(shè)備。因此根據(jù)變壓器容量和電壓等級及其重要程度，裝設(shè)性能良好、動作可靠地繼電保護。在研究此課題前以修完《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電力系統(tǒng)分析》、《電路》，具備了一定的理論知識，結(jié)合相關(guān)資料文獻和自學知識，對大容量變壓器繼電保護設(shè)計做全面的分析理解，弄清其原理，再將其拆分成若干小的課題。《電力系統(tǒng)分析》上對短路電流計算的知識，《電力系統(tǒng)繼電保護》及相關(guān)知識和參考資料，對各繼電保護進行整定算，得出繼電保護的配置，最后在前面基礎(chǔ)上把變壓器繼電保護線路的設(shè)計出來，最終達到整體掌握整個課題的目的。利用所學的課本和資料，圖書館資料，維庫數(shù)據(jù)庫，萬方數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中，可以搜索到許多相關(guān)的中英文參考文獻資料，和許多知名大學發(fā)表的論文，以及指導老師的大力指導和支持，因此研究本課題已經(jīng)具備了足夠的條件。課題研究的目的和意義本設(shè)計圍繞煤礦變電所主變壓器護整定計算展開分析和討論，重點設(shè)計了短路電流的計算、繼電保護整定、校驗，以及繼電保護配置等方面。通過這次設(shè)計來鞏固《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電力系統(tǒng)分析》等課程所學的理論知識，并把所學知識運用到分析和解決生產(chǎn)實際問題中，并且建立正確的設(shè)計思想，養(yǎng)成理論聯(lián)系實際，獨立思考的能力，為今后在工作崗位打好基礎(chǔ)。本設(shè)計的研究意義：1、在這次論文的學習中，鞏固自己在大學里面所學的課程的理論知識，理論聯(lián)系實際，做到對課本理論知識的運用；2、在論文設(shè)計過程中，盡可能的多學些實際的東西，獨立完成論文設(shè)計，并主動爭取老師的指導，養(yǎng)成獨立思考的能力；3、在畢業(yè)設(shè)計中養(yǎng)成認真細致的工作作風，克服馬虎潦草不負責的弊病，為今后進入工作崗位打好基礎(chǔ)；4、掌握繼電保護設(shè)計的內(nèi)容、步驟和方法；5、同時提高計算、制圖和編寫技術(shù)文件的技能。2系統(tǒng)設(shè)計方案研究變電所主變壓器基本情況介紹本次設(shè)計的主要對象是位于某礦區(qū)變電所的兩臺主變壓器，型號為S9-6300/35（選型計算見附錄），電壓等級為35KM由兩臺變壓器并列運行，35KV為高壓側(cè)，由2#,3#兩條輸電線路與系統(tǒng)環(huán)并運行。6.3kV側(cè)的主接線形式為單母線接線，并通過兩條平行雙回線路與煤礦熱電廠相連接。本次設(shè)計變電所主接線如下圖2-1所示任務(wù)要求：根據(jù)變壓器的實際運行情況，對其進行各種保護整定，并分析各種保護情況下靈敏度的校驗過程，并繪制整個系統(tǒng)原理接線圖。2-1變電所主接線系統(tǒng)運行方式分析電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護的性能，所選用的保護方式，應(yīng)在各種系統(tǒng)運行方式下都能滿足選擇性和靈敏性的要求，所以在設(shè)計之出，就先要系統(tǒng)的對變電站的運行方式分析，以便與今后的計算和定值整定工作，另外也可以有針對性的設(shè)立短路點，簡化計算工作，提高設(shè)計效率。系統(tǒng)的最大運行方式不一定就是保護的最大運行方式，而系統(tǒng)的最小運行方式也不一定是保護的最小運行方式。對過量保護來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的整定值，以保證選擇性，因為只要在最大運行方式下能保證選擇性，其他運行方式下也一定能保護其選擇性；靈敏性的校驗則要根據(jù)最小運行方式來進行，因為在最小運行方式下，靈敏度仍然符合要求，那在其他運行方式下，靈敏度也一定能滿足要求。根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入運行以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。繼電保護中，短路時通過保護的短路電流為最大運行方式。根據(jù)系統(tǒng)最小負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備都投入相應(yīng)的發(fā)電設(shè)備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式為最小運行方式。繼電保護中，通過保護的短路電流為最小運行方式。根據(jù)系統(tǒng)正常負荷的需要，投入與之相適應(yīng)的數(shù)量發(fā)電機，變壓器和線路的運行方式稱為正常運行方式。這種運行方式在一年之內(nèi)的運行時間最長。對更復(fù)雜的系統(tǒng)，最大最小運行方式的判斷是比較困難的，有時需要經(jīng)過多次計算才能確定。對于某特殊運行方式，運行時間很短，對保證保護的選擇性或靈敏度有困難時，且在保護拒動或誤動不會引起大面積停電的情況，可不予考慮。設(shè)計題目給定的條件為：系統(tǒng)35KV母線最大及最小運行方式下的系統(tǒng)電抗分別為Xmax=0.46,Xmin=0.57(Sj=100MVA.煤礦熱電廠有兩臺發(fā)電機經(jīng)升壓后由兩條電纜線路與煤礦變電所35KV母線相連。慮變電所所有可能的運行方式，以確定繼電保護裝置整定計算和靈敏度校驗時所需要的各個短路電流運行方式1:變電所高低壓雙側(cè)單母線運行或雙側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器閉合運行，同時煤礦熱電廠兩臺發(fā)電機同時工作。變電所兩臺變壓器并列運行。運行方式2:變電所高低壓雙側(cè)單母線運行或雙側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器閉合運行，同時煤礦熱電廠兩臺發(fā)電機同時工作。變電所一臺變壓器單獨運行。運行方式3:變電所高壓側(cè)單母線運行，低壓側(cè)單母分段運行且母聯(lián)斷路器斷開運行，同時煤礦熱電廠僅一臺發(fā)電機工作。變電所兩臺變壓器并列運行。運行方式4:變電所高壓側(cè)單母線運行，低壓側(cè)單母分段運行且母聯(lián)斷路器斷開運行，同時煤礦熱電廠僅一臺發(fā)電機工作。變電所一臺變壓器單獨運行。運行方式5:煤礦發(fā)電廠兩臺發(fā)電機同時工作，并且系統(tǒng)以最大運行方式運行，變壓器高壓側(cè)短路運行方式6:煤礦發(fā)電廠僅一臺發(fā)電機工作，并且系統(tǒng)以最小運行方式運行，變壓器高壓側(cè)短路變壓器各種保護及其裝設(shè)條件在變壓器油箱內(nèi)常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個故障時，由于短路電流和短路點電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當故障嚴重時，油會迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時，回游強烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部的故障時的這一特點，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護裝置，稱之為瓦斯保護.800千伏安及以下的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。當殼內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面降低時應(yīng)瞬時作用于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，宜動作于斷開變壓器各電源側(cè)的斷路器，如降壓變壓器高壓側(cè)無斷路器且未采用第50條所列的措施時，則可作用于信號。400千伏安及以下的車間內(nèi)油浸式變壓器，也應(yīng)裝瓦斯保護。對于變壓器引出線，套管及內(nèi)部的故障，應(yīng)采用下列保護方2.3.2縱差動保護變壓器的縱聯(lián)差動保護用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護故障，是變壓器的主保護?？v聯(lián)差動保護是按比較被保護的變壓器兩側(cè)電流的大小和相位的原理實

現(xiàn)的。為了實現(xiàn)這種比較，在變壓器兩側(cè)各裝設(shè)一組電流互感TA1、TA2,其二次側(cè)接環(huán)流法連接，即若變壓器兩端的電流互感器一次側(cè)的正極性端子均置于靠近母線的一側(cè)，則將它們二次側(cè)的同極性端子相連接，再將差動繼電器的線圈按環(huán)流法接入，構(gòu)成縱聯(lián)差動保護，見圖1-3。變壓器的縱差保護與輸電線的縱聯(lián)差動相似，工作原理相同，但由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，為了保證變壓器縱差保護的正常運行，必須選擇好適應(yīng)變壓器兩側(cè)電流互感器的變比和接線方式，保證變壓器在正常運行和外部短路時兩側(cè)的二次電流等。具保護范圍為兩側(cè)電流互感TA1、TA2之間的全部區(qū)域，包括變壓器的高、低壓繞組、套管及引出線等。從圖2-2可見，正常運行和外部短路，流過差動繼電器的電流為IrI12I22,在理想的情況下，其值等于零。但實際上由于電流互感器特性、變比等因素，流過繼電器的電流為不平穩(wěn)電流。變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為IrI12I22,即為短路點的短路電流。當該電流大于KD的動作電流時，KD動作。由于變壓器各側(cè)額定電壓和額定電流不同，因此，為了保護其縱聯(lián)差動保護正確動作，必須適當選擇各側(cè)電流互感器的變比，使得正常運行和外部短路時，差動回路內(nèi)沒有電流。如圖2-2中，應(yīng)使I12I22-上(2-1)nTA1nTA2式中nTA1——高壓側(cè)電流互感器的變比；nTA2——低壓側(cè)電流互感器的變比。要實現(xiàn)雙繞組變壓器的縱聯(lián)差動保護，必須適當選擇兩側(cè)電流互感器的變比。因此，在變壓器縱聯(lián)差動保護中，要實現(xiàn)兩側(cè)電流的正確比較，必須先考慮變壓器變比的影響。實際上，由于電流互感器的誤差、變壓器的接線方式及勵磁涌流等因素的影.響，即使?jié)M足式(2-1)條件，差動回路中仍回流過一定的不平衡電流Iunb,.Iunb越大，差動繼電器的動作電流也越大，差動保護靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護的靈敏度，關(guān)鍵問題是減小或消除不平衡電流的影響(1)用于6300千伏安及以上并列運行的變壓器；(2)用于10000千伏安及以上單獨運行的變壓器；(3)用于6300千伏安及以上的廠用工作變壓器，對廠用備用變壓器可裝設(shè)電流速斷保護代替差動保護。如變壓器的縱差保護對單相接地短路靈敏性不符合要求，可增設(shè)零序差動保護?？v聯(lián)差動保護的整定值可小于額定電流。縱聯(lián)差動保護應(yīng)符合以下要求：(1)應(yīng)能躲過勵磁涌流和外部短路產(chǎn)生的不平衡電流；(2)應(yīng)在變壓器過勵磁時不誤動。差動保護范圍一般包括變壓器套管以其引出線，但在某種情況下，如母線上進，出線回路較少的發(fā)電廠和變電所，差動保護可利用變壓器套管內(nèi)部的電流互感器。過電流保護一般用于容量較小的降壓變壓器上，其單相原理接線如圖1—8所示。保護裝置的動作電流應(yīng)按躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流IL。max來整定，即I=KrelIIopILmaxKre式中K「ei一可靠系數(shù)，一般采用1.2~1.3；Kre—返回系數(shù)，一般采用0.85；Ilmax一變壓器的最大負荷電流。一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應(yīng)考慮事故時可能出現(xiàn)的過負荷。變壓器過負荷保護反映變壓器對稱過負荷引起的過電流。保護用一個電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時動作于信號。過負荷保護的安裝側(cè)，應(yīng)根據(jù)保護能反映變壓器各側(cè)繞組可能過負荷情況來選擇：(1)對于雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機側(cè)。(2)對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機電壓側(cè)和無電源側(cè)。(3)對三側(cè)有電源側(cè)電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均裝。(4)對于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)。(5)對兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。過電流保護的動作電流。應(yīng)按躲開變壓器的額定電流整定，即式中Krel一可靠系數(shù)，取1.05Kre—返回系數(shù)；取0.85400千伏安及以上變壓器，當臺數(shù)并列運行或單獨運行并作為其他復(fù)合的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況下裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護應(yīng)接于一相電流上，帶時限作用于信號。在經(jīng)常無值班人員的變電所，必要時，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。當變壓器的冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生外部短路和過負荷時，變壓器的油溫將升高。變壓器油的溫度越高，油的劣化速度越快，實用年限減少。當油溫達115-120C時，油開始劣化，而到140-150C時劣化更明顯，以致不能使用。油溫高將促使變壓器繞組絕緣加速老化影響壽命。因此《變壓器運行規(guī)程》(DLT572-1995)規(guī)定：上層油溫要進彳T監(jiān)視。凡是容量在1000kVA及以上的油浸式變壓器均要裝設(shè)溫度保護，監(jiān)視上層油溫的情況；對于車間內(nèi)變電所，凡是容量在315kVA及以上的變壓器，通常都要裝設(shè)溫度保護；對于少數(shù)用戶變電所，凡是容量在800kVA左右的變壓器，都應(yīng)裝設(shè)溫度保護，但溫度保護只動作于信號。2.2繼電保護規(guī)程中對相關(guān)保護的配置要求(1)主保護主保護是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設(shè)備和線路故障的保護。(2)后備保護后備保護是主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護。后備保護可分為遠后備和近后備兩種方式。遠后備是當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護實現(xiàn)后備。近后備是當主保護拒動時，由該電力設(shè)備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)的后備保護。(3)輔助保護輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設(shè)的簡單保護。(4)異常運行保護異常運行保護是反應(yīng)被保護電力設(shè)備或線路異常運行狀態(tài)的保護。2.4針對本設(shè)計的規(guī)程要求同時性故障的配置方案制定保護配置方案時，對兩種故障同時出現(xiàn)的稀有情況可僅保證切除故對經(jīng)電流互感器接入保護的要求在各類保護裝置接于電流互感器二次繞組時，應(yīng)考慮到既要消除保護死區(qū)，同時又要盡可能減輕電流互感器本身故障時所產(chǎn)生的影響。關(guān)于遠后備保護的規(guī)定當采用遠后備方式時，在短路電流水平低且對電網(wǎng)不致造成影響的情況下(如變壓器或電抗器后面發(fā)生短路，或電流助增作用很大的相鄰線路上發(fā)生短路等)，如果為了滿足相鄰線路保護區(qū)末端短路時的靈敏性要求，將使保護過分復(fù)雜或在技術(shù)上難以實現(xiàn)時，可以縮小后備保護作用的范圍。必要時，可加設(shè)近后備保護。(主要針對110KV及以下電壓等級保護)系統(tǒng)振蕩對保護的要求電力設(shè)備或線路的保護裝置，除預(yù)先規(guī)定的以外，都不應(yīng)因系統(tǒng)振蕩引起誤動作。使用于220kV?500kV電網(wǎng)的線路保護，其振蕩閉鎖應(yīng)滿足如下要求：(1)系統(tǒng)發(fā)生全相或非全相振蕩，保護裝置不應(yīng)誤動作跳閘；(2)系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過程中，被保護線路如發(fā)生各種類型的不對稱故障，保護裝置應(yīng)有選擇性地動作跳閘，縱聯(lián)保護仍應(yīng)快速動作；(3)系統(tǒng)在全相振蕩過程中發(fā)生三相故障，故障線路的保護裝置應(yīng)可靠動作跳閘，并允許帶短延時。2.4.5其他相關(guān)規(guī)定(1)有獨立選相跳閘功能的線路保護裝置發(fā)出的跳閘命令，應(yīng)能直接傳送至相關(guān)斷路器的分相跳閘執(zhí)行回路。(2)使用于單相重合閘線路的保護裝置，應(yīng)具有在單相跳閘后至重合前的兩相運行過程中，健全相再故障時快速動作三相跳閘的保護功能。(3)技術(shù)上無特殊要求及無特殊情況時，保護裝置中的零序電流方向元件應(yīng)采用自產(chǎn)零序電壓，不應(yīng)接入電壓互感器的開口三角電壓。(4)保護裝置在電壓互感器二次回路一相、兩相或三相同時斷線、失壓時，應(yīng)發(fā)告警信號，并閉鎖可能誤動作的保護。保護裝置在電流互感器二次回路不正?；驍嗑€時，應(yīng)發(fā)告警信號，除母線保護外，允許跳閘。(一般采用有條件閉鎖)(5)使用于220kV及以上電壓的電力設(shè)備非電量保護應(yīng)相對獨立，并具有獨立的跳閘出口回路。(6)繼電器和保護裝置的直流工作電壓，應(yīng)保證在外部電源為80%-115%額定電壓條件下可靠工作。(7)對220kV?500kV斷路器三相不一致，應(yīng)盡量采用斷路器本體的三相不一致保護，而不再另外設(shè)置三相不一致保護；如斷路器本身無三相不一致保護，則應(yīng)為該斷路器配置三相不一致保護。(8)跳閘出口應(yīng)能自保持，直至斷路器斷開。自保持宜由斷路器的操作回路來實現(xiàn)。3短路電流的計算3.1標幺值歸算選取SB=100MV?VB=Vav,算出等值網(wǎng)絡(luò)中的各電抗的標幺值如下:Sc100⑴1#架空線路的標幺值X1=Xl1*—^=0.36X9X—e=0.24Ub37⑵2#架空線路的標幺值X2=XL/學=0.36X12X粵=0.32

Ub37⑶3#架空線路的標幺值X3*=XL3*年=0.37X4X100=0.11U2b372⑷并網(wǎng)電纜的標幺值Xc*=Xc*年=0.08X0.53X空2=0.0031Ub37⑸發(fā)電機歸算的標幺值Xg=Xg**里=0.132X*」0°_=0.704Sng18.75⑹變壓器T6,丁7的標幺值計算22uk%VS35XT6*=-^xX--B-=0.0808x—100SNU2av16100372=0.45⑺主變壓器的標幺值XT1*="%x至=0.075X100=1.19100SN6.3表2.1各元件參數(shù)計算結(jié)果列表1#線線路阻抗標幺值0.24

2#線線路阻抗標幺值0.323#線線路阻抗標幺值0.11并網(wǎng)電纜的阻抗標幺值0.0031發(fā)電機歸算的阻抗標幺值0.704變壓器T6阻抗標幺值0.45變壓器T7阻抗標幺值一0.45主變壓器的阻抗標幺值1.193.2短路電流的計算低壓側(cè)短路時，穿越變壓器最大三相短路電流的計算I㈠最大運行方式下，穿越變壓器的最大短路電流計算煤礦發(fā)電廠兩臺發(fā)電機同時工作，并且系統(tǒng)以最大運行方式運行，考慮低壓側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器閉合運行，Ki點短路時，計算短路電流㈠進行網(wǎng)絡(luò)簡化，如下圖vV(0.240.11)0.32…X6=Xmax+XiIIX2=0.46+=0.63(0.240.11)0.32XXcXt6*Xg*=0.00310.450.704=059722.X「二XT1*X「二XT1*21.19=0.595㈡系統(tǒng)已對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為TOC\o"1-5"\h\zX門=X6+X「+X6XT'=0.63+0.595+0.630.595=1.855X70.59將兩臺發(fā)電機合并為一臺等值機，它對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為Xf2=X7+XT'+X7XT'=0.59+0.595+0.5950.595=1.742X60.63計算電抗為Xjs=1.742X218.75=0.653js100查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流的標幺值,結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值⑴K2點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為

IN2=218.75=3.44KAIN1=100=9.16KA,(3)max(3)max=5.24KA短路電流計算結(jié)果K2點短路0sG-1與G-2合并系統(tǒng)S短路點總電流標幺值1.6110.539有名值/KA5.5384.9410.48K2點短路時穿越T1(T2)的短路電流為n煤礦發(fā)電廠兩臺發(fā)電機同時工作，并且系統(tǒng)以最大運行方式運行，考慮低壓側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器斷開，K2點短路時，計算短路電流㈠進行網(wǎng)絡(luò)簡化，如下圖(0.240.11)0.32…X6=Xmax+X1IIX2=0.46+=0.63X7=XCXX7=XCXT6*XG=0.00310.450704=0.59Xt=Xt*=1.19㈡系統(tǒng)Ei對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Xf1=X6+XT+X6XT=0.63+1.19+0.631.19=3.09X70.59發(fā)電機G-2對短路點轉(zhuǎn)移阻抗為Xf2=X7+XT+X7XT=0.59+1.19+0.591.19=2.89X60.63計算電抗為Xjs=2.89x218.75=1.08j100查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流的標幺值,結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值⑴Ki點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為

短路電流計算結(jié)果K1點短路0sG-1與G-2合并系統(tǒng)S短路點總電流標幺值0.9400.32有名值/KA3.232.966.19IN2218.75IN2218.7536.3=3.44KAIN1=100=9.16KA

,36.3低壓側(cè)短路時，穿越變壓器最小三相短路電流的計算n㈠最小運行方式下，穿越變壓器的最小短路電流計算煤礦發(fā)電廠僅有一臺發(fā)電機工作，同時系統(tǒng)以最小運行方式運行，考慮低壓側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器閉合運行，K2點短路時，計算短路電流㈠進行網(wǎng)絡(luò)簡化，如下圖(0.240.11)0.32,X6=Xmin+X〔//X2=0.57+=0.74(0.240.11)0.32X7=Xc*+Xt7*+Xg=0.0031+0.45+0.704=1.18Xt=Xt*=1.19㈡系統(tǒng)Ei對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為"-+為廣…山07”2.68發(fā)電機G-2對短路點轉(zhuǎn)移阻抗為Xf2=X7+XT+X7XT=1.18+1.19+1.181.19=4.27X60.74計算電抗為Xjs=4.27X里至=0.80js100查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流的標幺值,結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值⑴K2點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為

IN2=18.75=1.72KAIN1=100=9.16KATOC\o"1-5"\h\z,36.336.3短路電流計算結(jié)果K2點短路0sG-2系統(tǒng)S短路點總電流標幺值1.30110.37有名值/KA2.2413.395.63n煤礦發(fā)電廠一臺發(fā)電機同時工作，并且系統(tǒng)以最小運行方式運行，考TOC\o"1-5"\h\z慮低壓側(cè)單母線分段且母聯(lián)斷路器閉合，K1點短路時，計算短路電流㈠進行網(wǎng)絡(luò)簡化，如下圖(0.240.11)0.32_\o"CurrentDocument"X6=Xmax+X1HX2=0.46+=0.63(0.240.11)0.32X7=Xc*+Xt7*+Xg=0.0031+0.45+0.704=1.18\o"CurrentDocument"XT=Xr=119=0.59522㈡系統(tǒng)日對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為Xf1=X6+XT+X6XT=0.74+0.595+0.740.595=1.705X71.18發(fā)電機G-2對短路點轉(zhuǎn)移阻抗為Xf2=X7+XT+X7XT=1.18+0.595+1.180.595=2.72X60.74計算電抗為Xjs=2.72X1875=0.51j100查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流的標幺值,結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值100=9.16KA⑴Ki點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為100=9.16KAIn2=18.75=1.72KAIni36.3短路電流計算結(jié)果

K1點短路0sG-2系統(tǒng)S短路點總電流標幺值2.1110.59有名值/KA3.635.379.0穿過每臺變壓器的最小三相短路電流為ImJ3）=y=4.5KA2變壓器高壓側(cè)短路時，流過最大三相短路電流計算煤礦發(fā)電廠兩臺發(fā)電機同時工作，并且系統(tǒng)以最大運行方式運行，變壓器高壓側(cè)短路（一）進行網(wǎng)絡(luò)化簡，如下圖X6=XX6=Xmax+Xi//X2=0.46+(0.240.11)0.32(0.240.11)0.32=0.63X7X7=XcXT6*XG*=0.00310.450.704=0.5922㈡系統(tǒng)已對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為Xf1=X6=0.63將兩臺發(fā)電機合并為一臺等值機，它對短路點的轉(zhuǎn)移電抗為Xf2=X7=0.59計算電抗為Xjs=0.59X218.75=0.221查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流100的標幺值，結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值⑴K1點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為In2=218.75=0.585KAIn1=100=1.56KA,337337短路電流計算結(jié)果Ki點短路0sG-1與G-2合并系統(tǒng)S短路點總電流標幺值4.938I1.587有名值/KA[2.889「2.4765.365變壓器高壓側(cè)短路時，流過最小三相短路電流計算n煤礦發(fā)電廠僅有一臺發(fā)電機工作，同時系統(tǒng)以最小運行方式運行，Ki點短路時，計算短路電流。㈠進行網(wǎng)絡(luò)簡化，如下圖(0.240.11)0.32,X6=Xmin+X1IIX2=0.57+=0.7461(0.240.11)0.32X7=XC*+XT7*+XG=0.0031+0.45+0.704=1.187CI7G㈡系統(tǒng)E1對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗為Xf1=X6=0.74發(fā)電機G-2對短路點轉(zhuǎn)移阻抗為Xf2=X7=1.18-計算電抗為Xjs=1.18X18175=0.221100查計算曲線數(shù)字表求取短路周期電流的標幺值,結(jié)果記入表中㈢計算短路點電流的有名值⑴K1點短路時，歸算到短路點電壓級的各電源的額定電流為,18.75100IN2==0.293KVIN1=^=1.56KV、337<337短路電流計算結(jié)果K1點短路0sG-2系統(tǒng)S短路點總電流標幺值4.9381.35有名值/KA1.4472.1063.553變壓器各點短路時電流數(shù)據(jù)表變壓器各點短路時電流數(shù)據(jù)表\短路點^、短路方K1K2三相先(KA)豆路兩相央(KA)i路三相國(KA?1路兩相央(KA)男路最大運行方式6.195.3610.489.08最小運行方式4.53.8975.634.88短路電流計算結(jié)果經(jīng)以上計算，比較得:(1)穿越變壓器T1或T2的最大短路電流為K2點短路時的短路電流，具有名值為6.19KA,歸算到電源側(cè)為1.05KA。(2)穿越變壓器T1或T2的最小短路電流為K1點短路時的短路電流，具有名值為4.50KA,歸算到到電源側(cè)為0.766KA。(3)變壓器高壓側(cè)內(nèi)部故障時的最大三相短路電流為5.365KA,最小三相短路電流為3.553KA。(3)35KV側(cè)最大負荷電流為1.3/S—=127.79A,歸算到低壓側(cè)為750.77A.3Un4保護的整定計算及靈敏度檢驗4.1變壓器主保護的整定計算及靈敏度檢驗(1)變壓器兩側(cè)的一次電流計算35kV側(cè)Ini=-^SN—=6300=98.3ATOC\o"1-5"\h\z3Uni337.S63006.3kV側(cè)In2=『~N一=▼=577A3Un2，36.3式中Sn——變壓器的額定容量；UN1——變壓器的一次額定電壓;UN2——變壓器的二次額定電壓(2)變壓器電流互感器的計算變比變壓器Y型側(cè)(高壓側(cè))的電流互感器變比為:KTA=33IN1=近98.3KTA=555變壓器△型側(cè)(低壓側(cè))的電流互感器變比為:K」2_577KTB=5=5選擇電流互感器的標準變比TOC\o"1-5"\h\z300800KTA=~T~KTB=-Z-55則差動保護臂中的二次額定電流為KwIN1.398.3，11=w——N1==2.838AKTA6012=KwIN2=577=3.606AKTB160Kw—為接線系數(shù)表2.3計算結(jié)果列表參數(shù)變壓器兩側(cè)的計算數(shù)值額定電壓（kV）356.3一次側(cè)額定電流（kA）98.3577電流互感器接線方式P△Y選用電流互感器變比差動保護臂中的二次額定電流（A）2.8383.606由于Ii<l2,故選取6.3KV側(cè)為基本側(cè)。平衡線圈Nbi接于6.3kV基本側(cè)，平衡線圈刈2接于35kV側(cè).（3）計算變壓器差動保護的動作電流，并將其歸算到基本側(cè)。1）確定保護裝置的一次動作電流。a.躲過變壓器的勵磁電流為：Idz=KKIni=1.3X577=750.1A式中Krei——可靠系數(shù)，查|閱工程手冊選用1.3b.躲過外部短路最大不平衡電流Idz=KKIunb.maxKK（10%kstUfza）Idmax⑶=1.3X（1X0.1+0.05+0.05）X6190=1609.4A式中Kk——可靠系數(shù)，查I閱工程手冊選用1.3;Iunbmax一—最大不平衡電流；Kst——同型系數(shù)，變壓器兩側(cè)電流互感器不同型，查閱工程手冊選1；U——由變壓器調(diào)壓引起的誤差，取0.05;fza一一平衡線圈實際匝數(shù)與計算匝數(shù)不同引起的誤差，取0.05；Idmax⑶一一外部短路流過基本側(cè)的最大短路電流。C.躲過電流互感器二次回路斷線時變壓器的最大負荷電流（用IN1代替ILmax)

Idz=KrelXIl.max=1.3X577=750.1A式中Il.max——變壓器的最大負荷電流;KrelKrel可靠系數(shù)，查閱工程手冊選用1.3。綜上所述，選取6.3kV側(cè)一次動作電流為1609.4A。(2)差動繼電器基本側(cè)(6.3kV側(cè))的二次動作電流為：Idz.jb.jsIdzIdz.jb.jsIdzkw1609.41=10.0AKTA160Kw——接線系數(shù)，電流互感器為Y型接線時為1,電流互感器為△型接線(3)確定BC+2型差動繼電器各線圈的匝數(shù)。該繼電器在保持Nk/Nk2時，其基本動作女匝為AN0604安匝，據(jù)此計算35kV側(cè)工作線圈的計算匝數(shù)為:zAN。604,Ndz===6.4Idz.jb.js10.0選用實用整定匝數(shù)6匝為了平衡得更精確，使不平衡電流影響更小，可將基本側(cè)平衡線圈Nb1作=5匝，Ndl.set=1為動作匝數(shù)的一部分，基本側(cè)的工作線圈匝數(shù)等于差動線圈和平衡線圈之和，選取差動線圈Nd與平衡線圈N=5匝，Ndl.set=1匝。即Ndz.setNdz.set=Nd.set+Ndl.set=6匝根據(jù)選取的基本側(cè)的工作線圈整定匝數(shù)，算出繼電器的實際動作電流和保護一次動作電流分別為：AN060…I1*=-=—=12ANd.Set52^=干=1920A確定非基本側(cè)平衡線圈的匝數(shù)，即I2,Ndz.fj=(Nd.setNd1.set)-Nd.set11

3.6062.838=2.624X(5+1)-5選用Ndz勺與相近的整數(shù)匝作為非基本側(cè)平衡線圈的整定匝數(shù).N3.6062.838=2.624X(5+1)-5選用Ndz勺與相近的整數(shù)匝作為非基本側(cè)平衡線圈的整定匝數(shù).Nb2set，實選才￥Ndz.set二3匝。，此時相對誤差為Ndz.fjfza=——Ndz.fjNdz2.setNdz.set*=一-所以計算結(jié)果有效。按變壓器內(nèi)部兩相短路故障時的最小短路電流校驗Ksen=t^mn=663.56=2.39>2Idz*277.1311k.min短路電流來代替。經(jīng)校驗變壓器差動保護靈敏度合格BC相短路時，有IB=-IC,IB=-ICY側(cè)的三相電流關(guān)系為ICY=-2ICY=-2IAY=-2IBY=2Ib.3nB故有IAY-IBY=0IBY-ICY=3IBY=??IICY-IAY=-3—nB對CJA對CJAIJA=0對CJB:對CJB:;IAYICYIJB= nY(2)IBIBId對CJC:?ICYIAYICIJC=對CJC:nYn

同樣由于三相CJ是采用或邏輯啟動保護，在校驗內(nèi)部故障的靈敏度時，取三?一Id()488相電流中較大者，故Ij==488=0.0305KAn160ANjs=Iirei(Nd.set+Nd1s戌)=30.5X(5+1)=183Wb.A此時接線系數(shù)為取為1senANjsANosenANjsANo=18360=3.05>2靈敏度滿足要求輕瓦斯保護的動作值采用氣體容積表示。通常氣體容積的整定范圍為250-300cm3。對于容量在10兆伏安以上的變壓器，多采用250-300cm3。氣體容積的調(diào)整可通過改變重錘位置來實現(xiàn)。重瓦斯保護的動作值采用油流流速表示。一般整定范圍在0.6-1.5m/s，該流速指的是導油管中油流的速度。對FJ3-80型復(fù)合繼電器進行油速調(diào)整時，可先松動調(diào)節(jié)螺桿，在改變彈簧的長度即可，一般整定在1m/s左右。本設(shè)計對象為S9—6300/35型變壓器，額定容量較大，因此將輕瓦斯保護動作值的氣體容積整定為300cm3,將重瓦斯保護動作值的油流流速整定為1.2m/s。4.2相間后備保護的整定及校驗(1)躲過并列運行中切出一臺變壓器時所產(chǎn)生的過負荷電流。兩臺變壓器容量相同，則另一臺變壓器的最大負荷電流為：,2Ilmax=In=2In=2X98.3=196.6A21Iset=LIN=HX196.6=254.4AKre0.85Krel_可靠系數(shù)，取1.1_1.2Kre_返回系數(shù)，取0.85In每臺變壓器的額定電流(2)考慮低壓側(cè)負荷電動機自啟動時最大電流Krel*KssLN=1.21.3*^7^=180.3AKreNT0.8537T6.3Krel_可靠系數(shù)，取1.1_1.2Kre_返回系數(shù)，取0.85Kss_自啟動系數(shù)，其數(shù)值與負荷性質(zhì)有關(guān),6~10KV側(cè)取1.5—2.5(2)靈敏度校驗I⑵Kss_自啟動系數(shù)，其數(shù)值與負荷性質(zhì)有關(guān),6~10KV側(cè)取1.5—2.5(2)靈敏度校驗I⑵Kmin663.56,

Ksen= = =3.68>1.5Iset180.3式中I2kmin——變壓器內(nèi)部最小兩相短路電流。符合繼電保護的規(guī)程要求。其動作時限與定時限過電流相同，取0.5S。? ? ? ? ?IA=-IB,IC=0,設(shè)△側(cè)各相繞組中的電流分別為IaIb?I*則? ? ?Ia-Ib=IA(1)?? ?Ib-Ic=IB(2)?? ?Ic-Ia=IC(3)分別用(1)減去(2),(2)減去(3),(1)減去(3),考慮到Ia+Ib+Ic=0,? 2?求出Ib=—-IA(4)3? ? 1?Ia=Ic=IA(5)3設(shè)變壓器的變比為Y■ ■YnT,則Ia=nTIa,Ib=nTIbIc=nTICY,代入(4)(5)? ? ? ?式，可得IAY=ICY='IA3nT? 2 ?IB= IA3nT亦即在Y側(cè)有IAY=ICYIBY=-2IAY=-2ICY低壓側(cè) 1A=IB=—I(3)min=—X5.63=4.88KA2 2IC=0....一 37Kt為線電壓，止匕處為Kt=^7=5.876.3高壓側(cè)過電流保護擬采用Y高壓側(cè)過電流保護擬采用Y接線，則IAY=ICY=—IA—，=—4.88—=0.480KAKt35.87.3Iby=21A==KeLIN=KeLIN=105X98.3=121.4AKre0.85二次動作電流為:Iset 124.1,?八Kt.35.873048=0.016330I048=0.016330流過電流互感器二次側(cè)的電流為I1rel3Ka其中其中Iset=IsetKa甯=6.01A..KjxI..KjxI1relk= sen■Iset式中Krel可靠系數(shù)，取1.05;，Iset.Iset.=q= =4.04AKta302=2.31>26.01靈敏度滿足要求(1)過負荷保護的動作電流應(yīng)按躲過變壓器的額定電流來整定選擇電流互感器的變比為Kta=150=305一次動作電流為:Kre——返回系數(shù)，取0.85;In——保護安裝側(cè)變壓器額定電流。to過負荷保護的動作時限，應(yīng)比過電流保護的最大時限增加一個階差以防止過負荷保護在外部短路故障及短時過負荷時誤發(fā)信號。to(2)過負荷保護的動作時限應(yīng)大于瓦斯保護、縱差保護和過電流保護的動作時限，因此一般整定在1s左右。溫度繼電器的工作原理：當變壓器油溫升高時，受熱元件發(fā)熱升高使連接管中的液體膨脹，溫度計中的壓力增大，可動指針向指示溫度升高的方向轉(zhuǎn)動。當可動指針與事先定位的黃色指針接觸時，發(fā)出預(yù)告信號并開啟變壓器冷卻風扇。如經(jīng)強風冷后變壓器的油溫降低，則可動指針逆時針轉(zhuǎn)動，信號和電風扇工作停止；反之，如變壓器油溫繼續(xù)升高，可動指針順時針轉(zhuǎn)動到與紅色定位指針接觸，這是未避免事故發(fā)生而接通短路器跳閘線圈回路，使短路器跳閘，切除變壓器，并發(fā)出聲響燈光信號。由于所選用的變壓器為油浸式變壓器，油浸式變壓器的測溫是用電觸點式的壓力溫度計，利用溫度計的兩個定位指針可以對給定溫度的上.下限進行兩位式調(diào)節(jié)。550C為上線位置，此時開啟變壓器冷卻風扇：450C為下線位置，此時關(guān)閉變壓器冷卻風扇。4.3變壓器各個保護動作時限配合變壓器各個保護的動作時限不同。主保護（瓦斯保護和縱聯(lián)差動保護）的動作時限很短，約0.06s左右。后備保護（過電流保護、過負荷保護、溫度保護等）較主保護動作時間逐漸延遲。表保護定值清單項目動作值動作時限變壓器瓦斯保護氣體容積整定為300cm3;油流流速整定為1.2m/s0.06s縱差保護一次動作電流為1609.4A二次動作電流為10.0A0.06s過電流保護動作電流5.56A0.5s過負荷保護一次動作電流為121.4A二次動作電流為4.05A1s5設(shè)備的選型設(shè)計電流互感器的選擇電流互感器的選型原則⑴35KV及以上配電裝置宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，而且當一次電流較小時，宜采一次繞組多匝式，以提高準確度，并且220KV以下的強電系統(tǒng)均采用5A.（2）一次回路額定電壓和電流的選擇，一次回路額定電壓Un和電流In應(yīng)該滿足Un》Usn

In>IIn>ImaxImax_最大負荷電流Usn_被測量回路電壓對于測量精度比較高的大容量發(fā)電機和變壓器，系統(tǒng)干線，發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量，宜采用0.2級。裝于重要回路中的互感器，準確級因為0.2—0.5級。(3)二次容量或二次負載的校驗為了保證互感器的準確級，互感器二次側(cè)所接實際負載Z21或所消耗的實際容量荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定負載ZN2或額定容量SN2(ZN2及SN2均可從產(chǎn)品樣本查到)，即SN2>S2=IN22Z2l(4)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗①電流互感器的熱穩(wěn)定校驗只對本身帶有一次回路導體的電流互感器進行。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1S允許通過的一次額定電流IN1的倍數(shù)Kh來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(KhIN1)2>|73(7-17)式中Kh,IN1一由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)及一次側(cè)額定電流。b,tdz一短路穩(wěn)態(tài)電流值及熱效應(yīng)等值計算時間。②電流互感器內(nèi)部動穩(wěn)定能力，常以允許通過的一次額定電流最大值的倍數(shù)Kmo一動穩(wěn)定電流倍數(shù)表示，故內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗<2KmoIN1>ish(7-18)式中Kmo,IN1一由生產(chǎn)廠給出的電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)及一次側(cè)額定電流。ish一故障時可能通過電流互感器的最大三相短路電流沖擊值差動保護電流互感器的選擇一次回路電壓：Un>Usn=37(2)一次回路電流：IN>Imax=1.3IN=1.3X98.3=127.79A二次額定電流選為5A動穩(wěn)定校驗：<2X80=113.14KA>2.55X5.36=13.7KA滿足動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱效應(yīng)[(kA)2.s]2Qk=Iw*tk=5.3642X4=115.1[(kA)2.s](in*Kh)2=31.5X31.5=992.25[(kA)2.s]CN*Kh)2>Qk滿足熱穩(wěn)定性要求綜上所述，所選的電流互感器LZZB735(300/5)滿足要求。過電流保護電流互感器的選擇一次回路電壓：UN>Usn=37(2)一次回路電流：In>Imax=1.3In=1.3X98.3=127.79A二次額定電流選為5A動穩(wěn)定校驗：及x62.5=88.4KA>2.55乂5.36=13.7KA滿足動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱效應(yīng)[(kA)2.s]2.一22Qk=Iw*tk=5.3642X4=115.1[(kA)2.s](In*Kh)2=25x25=625[(kA)2.s]/(IN*Kh)2>Qk滿足熱穩(wěn)定性要求綜上所述，所選的電流互感器LZZB735(150/5)滿足要求。電壓互感器的選擇過負荷電流保護中電流互感器采用LZZB735(150/5)顯然滿足要求。5.2繼電器的選擇及參數(shù)介紹電流繼電器原理：當繼電器線圈回路中有電流流過時，產(chǎn)生電磁力矩，它克服彈簧的反作用力矩，使舌片向磁極趨近。舌片所受的電磁力與電流平方成正比。當繼電器線圈中的電流所產(chǎn)生的電磁力矩大于彈簧及可動系統(tǒng)重力和摩擦力產(chǎn)生的阻力矩時，繼電器動作；當繼電器線圈中的電流中斷或減小到一定數(shù)值時，因彈簧反作用力矩的作用，繼電器返回。用于電極變壓器和輸電線的過負荷和短路保護電路中作為起動元件。時間繼電器原理：當工作線圈加入動作電壓后，銜鐵被吸下，扇形齒曲臂被釋放，扇齒手鐘表彈簧拉力而轉(zhuǎn)動，帶動傳動齒輪經(jīng)棘輪是同軸的主傳動齒輪帶動鐘表機構(gòu)轉(zhuǎn)動，因鐘表機構(gòu)鐘擺和擺錘的作用使動觸點以恒速轉(zhuǎn)動，經(jīng)一定時限與靜觸點接觸，繼電器動作。改變靜觸電的位置，可調(diào)整其時限。當電源斷開時，銜鐵被返回彈簧頂回原位，同時扇形齒曲臂亦被銜鐵頂回原處，并使鐘表彈簧重新拉伸，以備下次動作。作為輔助元件用于各種保護及自動裝置中使被控制元件的動作得到可調(diào)的延伸。中間繼電器原理：在繼電保護裝置中，如果需要同時閉合和斷開幾個回路或要求比較大的觸點容量動作與跳閘等情況時，必須使用中間繼電器來實現(xiàn)，當線圈加上工作電壓后，電磁鐵產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸合，帶動常開觸點閉合，常動常開觸點閉合，常閉觸點斷開。當外加電壓消失后，銜鐵受彈簧的拉力而返回。DJ47型中間繼電器用于自動裝置、繼電保護裝置和通訊設(shè)備中，作為信號指示和啟閉電路的元件，并可頻繁起動三相380V、1KWX下的電動機。信號繼電器原理：在正常情況下，繼電器線圈中沒有電流通過，銜鐵被彈簧拉住，銜鐵的邊緣支持著信號牌。當線圈中通過電流時銜鐵被吸向鐵心，于是連接在固定軸上的信號牌因其一端失去支持落下。這時在繼電器外面觀察孔可以看見信號牌。在信號牌落下時它左面的支持軸同時轉(zhuǎn)動90度,使固定在轉(zhuǎn)軸上的可動觸點同時轉(zhuǎn)動，當與靜觸點接觸時，導致觸點閉合，將信號回路接通，發(fā)出信號。繼電器信號牌的復(fù)歸和它兩個常開觸點的斷開，必須用手轉(zhuǎn)動在外殼上的復(fù)歸把手才能實現(xiàn)。用于直流操作的控制和保護電路中，作為動作信號指示器。5.2.2所選繼電器參數(shù)介紹（一）BCH-2E型差動繼電器（1）額定值（輸入激勵量）交流頻率為50Hz;交流額定電流為5A。(2)動作值無直流分量時，繼電器的動作安匝AW=60±4。(3)電流整定有效范圍當繼電器用于保護三繞組電力變壓器時，其動作電流可在3-12A的范圍內(nèi)進行整定(AW=60)。當用于保護兩繞組電力變壓器或交流發(fā)電機時，其動作電流可以在1.55-12A的范圍內(nèi)進行整定。(4)動作特性繼電器直流助磁特性e=f(k)可以用改變短路繞組匝數(shù)的方法進行分階調(diào)整。當K=0.4時，所有e值均應(yīng)小于2.5;當K=0.6時，e值應(yīng)不低于下表的規(guī)定短路繞組A-AB-BC-CD-De1.6-0.133-0.245-0.47-0.56(5)可靠系數(shù)五倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.35;TOC\o"1-5"\h\z二倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.2。(6)動作時間三倍動作電流時，繼電器的動作時間不大于35ms(7)功率消耗工作繞組和一個平衡繞組全部串聯(lián)接入，當在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障，且電流等于5A時，繼電器的單相功率消耗不超過16VA(8)觸電斷開容量220V/1A/50W(9)介質(zhì)強度2kV/50Hz/1min(10)絕緣電阻不小于300MQ(在交變濕熱條件下不小于4MQ)。(11)重量約為4kg。(二)DL-21CE型電流繼電器DL-20CE系列電流繼電器用于電機、變壓器及輸電線路的過負荷與短路保護線路中，作為起動元件。(1)DL-21CE型電流繼電器有一個動合觸點，動作于過電流。(2)動作值極限誤差為6%(3)動作時間倍實測動作值時不大于0.12s；2倍實測動作值時不大于0,04s。(4)動作一致性不大于5%(5)環(huán)境溫度引起的變差不大于5%(6)過載能力電流繼電器測定最大整定值和最小整定值兩點，測最小整定值時，繼電器線圈串聯(lián)；測最大整定值時，繼電器線圈并聯(lián)，輸入電流分別從最小和最大整定值上升到表4所列的相應(yīng)試驗電流，經(jīng)5次試驗，繼電器的動合觸點不應(yīng)有不能工作的抖動，取出輸入電流時不應(yīng)有不返回現(xiàn)象，每次試驗時間不大于5s。附加電阻表面溫度不超過150c。(7)絕緣電阻不小于300MQ0(8)介質(zhì)強度為2kV/50Hz/1min。(9)動作可靠性a.當對線圈突然施加整定值的1.75倍激勵量時，繼電器的動合觸點應(yīng)無抖動地閉合；b.當無外來的碰撞和振動，繼電器的整定值在刻度盤的中值時，過電流繼電器激勵量為整定值的0.6倍時，繼電器的動斷觸點應(yīng)可靠閉合，動合觸點應(yīng)可靠斷開。c.在動作值或返回值下，繼電器動作過程中的可動系統(tǒng)不應(yīng)當停滯在中間位置。(10)觸點斷開容量DC250V/2A/50WAC250V/2A/250VA(11)電壽命為5X102次。(12)機械壽命為104次。(13)重量為0.8kg。(三)DS-26E型時間繼電器DS-20E系列時間繼電器作為輔助元件用于各種保護盒和動控制線路中，使被控制元件的動作可得到調(diào)節(jié)的延時。(1)時間整定范圍1.2-5S,額定電壓220V。(2)觸點形式一副瞬時轉(zhuǎn)換觸點、一副滑動動合觸點和一副終止動合主觸點。(3)動作值和返回值在基準條件下，繼電器的可靠動作電壓，對于DS-26E不大于85%!定電壓。繼電器的可靠返回電壓不小于5%額定電壓。(4)整定誤差在基準條件下，繼電器延時主觸點整定誤差±1.05o(5)延時一致性在基準條件下，繼電器延時主觸點延時一致性見下表。整定時間/s延時一致性/s1.50.0750.16100.26200.5(6)溫度變化對性能的影響環(huán)境溫度為標稱范圍極限值時，繼電器應(yīng)可靠動作，且應(yīng)滿足以下要求。a.任一延時整定點的變差，對于前兩點刻度整定值，應(yīng)不超過最大延時整定值的土5%(可換算成絕對值)，其余各點刻度整定值，應(yīng)不超過最大延時整定值的±10%(可換算成絕對值)；b.此時繼電器的動作電壓，直流繼電器不大于80%額定電壓，交流繼電器不大于95癡定電壓；c.繼電器的延時一致性不大于上表規(guī)定值的1.5倍。(7)功率消耗在額定電壓下，繼電器的功率消耗為35VA(8)絕緣電阻不小于300MQ0(9)介質(zhì)強度2kV/50Hz/1min(10)沖擊電壓為5kV.(11)觸點斷開容量DC250V/1A/50WAC250V/1A/250VA(12)繼電器延時主觸點長期允許接通電流為5A,瞬時觸點長期接通電流為5A。(13)電壽命為5X103次。(14)機械壽命為104次。(15)重量約為1kg。(四)DX-8E型信號繼電器DX-8E型信號繼電器用于直流操作的保護和自動控制裝置中，作為實現(xiàn)機械保持手動復(fù)歸的動作指示器。(1)動作值電壓型不大于70%!定電壓；電流型不大于90%!定電流。(2)動作時間電壓型繼電器施加額定電壓，電流型繼電器施加120%?定電流時，繼電器的動作時間不大于30ms(3)觸點的斷開容量DC250V/2A/50WAC250V/2A/200VA(4)觸點的長期允許閉合電流為2A。(5)功率消耗電壓型不大于3W電流型不大于0.3W。(6)觸點形式為三副動合觸點。3.(7)電壽命為10次。(8)機械壽命為104次。(9)介質(zhì)強度2kV/50Hz/1min(10)重量約為0.4kg。(五)DZS-11CE型延時中間繼電器DZS-10CEI(歹I」延時中間繼電器用于電力系統(tǒng)各種保護和自動控制線路中，以增加保護和控制線路的觸點數(shù)量和觸點容量。(1)繼電器的額定電壓220V,觸點形式為二動合三轉(zhuǎn)換。(2)動作值為額定值的30%-70%(3)延時動作的繼電器返回值不小于3%m定值。(4)保持值具有電流保持繞組的繼電器,保持電流不大于80%!定保持值。(5)動作時間不小于0.06s。(6)功率消耗輸入激勵量為額定值時，電壓繞組的功率消耗不大于5W電流繞組的功率消耗不大于4W(7)介質(zhì)強度2kV/50Hz/1min(8)觸點斷開容量DC250V/1A/50WAC250V/3A/250V(9)長期允許閉合電流為5A。(10)機械壽命為2.5X104次。(11)重量約為0.7kg。6總結(jié)繼電保護整定計算是電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行中一項重要的工作。隨著變壓器容量的不斷擴大，絕緣要求日益提高，變壓器整定計算的工作量和復(fù)雜程度也越來越大。在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，通過查閱相關(guān)書籍，使我對保護的原理有了更深的理解，擴充了我的知識；在畫二次回路圖時，通過請教同學和老師，使我更加熟練的運用AutoCAD^件畫出了規(guī)范的二次回路圖。從總體上來說，我對自己的成果還是比較滿意的，基本上達到了老師的要求。這段時問我翻閱了許多的書籍，從對變壓器的生疏，到了解，再到深入研究，使我第一次完成了一件實際應(yīng)用的設(shè)計。不過由于本人經(jīng)驗、閱歷、實際操作能力有限，本文并沒有對差動保護裝置的內(nèi)部控制作深入的研究，只是通過閱讀大量的文獻對差動保護內(nèi)部控制理論作了大概的了解，今后需要不斷的努力，對這個領(lǐng)域作更加深入的了解和研究。另外，雖然本次設(shè)計的短路計算和整定是手算的，但潮流計算和次暫態(tài)分析都是通過計算機計算分析的，所以在今后的工作學習中，仍需不斷努力，深入研究繼電保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制，使得理論和實際能夠更好的聯(lián)系起來，更加充實自己的理論和實踐知識。在變壓器繼電保護研究的道路上，人們依然要繼續(xù)去探索繼續(xù)驗證，相信隨著新的控制理論的出現(xiàn)和繼電器技術(shù)的發(fā)展，變壓器繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將會越來越來重要。致謝本次接近兩個多月的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成離不開杜兆文老師的盡責輔導和同學們的熱心幫助。在老師的悉心輔導下，成功的完成了本次設(shè)計。在設(shè)計過程中，無論是在構(gòu)思步驟，分析系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，配置保護，還是保護的整定計算和靈敏性校驗上，老師都給與了我極大的幫助，在我設(shè)計遇到困難無法進行時，給予幫助和引導。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、盡責無私的奉獻精神使我深受啟迪。我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的輔導老師杜老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。大學四年來，老師們在學習上、生活上給與了我無微不至的關(guān)懷和照顧，是他們讓我逐步成長起來的，沒有他們的幫助就不會有現(xiàn)在今天知性的我，自信的我。沒有他們也就不會有我今天的成績，在這里我表示由衷的感謝。老師，您辛苦了！最后，衷心感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師。參考文獻[1]電力工業(yè)部西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)備手冊.電氣二次部分.北京:中國電力出版社，1998[2]賀家李，李永麗.電力系統(tǒng)繼電保護原理.北京：中國電力出版社，2010[3]劉介才，工廠供電設(shè)計指導.北京：機械工業(yè)出版社，2008[4]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析.武漢：華中科技大學出版社，2002[5]熊信銀，朱永利.發(fā)電廠電氣部分.北京：中國電力出版社，2009[6]李宏任.實用繼電保護..北京：機械工業(yè)出版社，2002□顧純谷，電機及拖動基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社，1992[8]尹項根，曾克娥.電力系統(tǒng)繼電保護原理與應(yīng)用.武漢：華中科技大學出版社，2005[9]居榮，吳薛紅.供配電技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社，2004[10[11附錄1主變壓器的選型主變壓器的選擇設(shè)備名稱電動機型式電動機額止容量kW安裝臺數(shù)/工作臺數(shù)設(shè)備容量kW需用系數(shù)cos。計算容量安裝容量工作容量啟功功率kW無功功率kvar視在功率kVA地向局壓繞線8001/18008000.90.85720446841主井提升機付并提升機繞線5501/15505500.80.8440330550壓風機同，步2503/27505000.80.8400300500主扇繞線57011405700.970.85553325651地面低壓115/110116811400.560.68638694943工業(yè)廣場工人村變壓器93.593.510.80.7574.816699.7礦區(qū)醫(yī)院1/111.510.410.614.8井卜圖壓主排水泵最大涌水量）鼠籠8505/3425025500.850.8216816252709主排水泵正常涌水量）鼠籠8505/2425017000.850.8144510841806井下低壓

一米區(qū)變電所41/406616510.630.7410418586二米區(qū)義電所83/6811701970P0.610.7592P604P846石門義電所9/92602600.50.7130133186井底車場12/101651480.60.788.690.3127全礦總計算負荷622550338005I變壓器選擇：cos1=—P1■=6224.5=0.78不滿足功率因數(shù)達到0.95的要S18004.96求，需做無功補償。cos2=0.95需要補償?shù)臒o功功率為4Q=p(tan1-tan2)=6224.5*(0.81-0.33)=2987.76kvar選用電容器BWF6.3-40-1選用的個數(shù)為n=2987.76=74.7選用75個40Q補=5033.38-75*40=2033.38補償后視在功率為S=%2033.826224.52=6548.2KVAcos=—=6224.5=0.95由主變壓器容量選擇的條件S6548.2⑴裝有一臺主變壓器的變電所主變壓器容量不應(yīng)小于總的計算負荷，即SN.T》S⑵裝有兩臺主變壓器的變電所每臺主變壓器的容量不應(yīng)小于總的計算負荷的60370%即SN.T>(0.6—0.7)S同時每臺主變壓器的容量不應(yīng)小于全部一.二級負荷的計算負荷之和，即Sn.t>S(In)=0.85S=0.85*6548.2=5565.97KVA綜合考慮，選取兩臺變壓器并列運行，型號及參數(shù)如下表額止電壓組合(kv)聯(lián)接損耗(kw)空載電流重量(kg)短路阻抗外形尺寸(mm規(guī)夕1(mm縱向X橫向容高分低組空(%器油總(%長X寬量壓接壓標載身重重x高(范號重kv圍

A)63±6.YN[36.900.4：7.0477026137.53100X[1070X10703553di5000102420火0%1036000附錄2變壓器保護配置及繼電器選型表項目主保護后備保護輔助保護縱聯(lián)差動保護瓦斯保護過電流保護過負荷保護溫度保護保護范圍構(gòu)成縱聯(lián)差動保護的兩側(cè)電流互感器之間的范圍可以反映油箱內(nèi)的一切故障反映變壓器外部相間短路引起的過電流，及主保護的后備反映變壓器各繞組的過負荷情況反映油溫安裝地占八、、變壓器兩側(cè)變壓器油枕與油箱問電源側(cè)高壓側(cè)變壓器所用繼電器BCH-2E型差動繼電器，QJ80型氣體繼電器，LZZB735(150/5)DS-26E型時間繼電器，DX-8E型信號繼電LZZB735(150/5)DS-26E型時間繼電器溫度繼電器型DX-8EDX-8E器，與號型信型信DZS-11CE?延時變號繼號繼中間繼電器壓電器電器器，成DS-26套E型時提問繼供電器附錄3附錄4RelayProtectionofPowerTransformerAbstract:Thetransformeristhemoreimportantpowersystemelectricaloriginals,ithasafaultissmall,thecharacteristicsofreliablestructure,butintheactualrunning,orwillhavesomefailuresandanomalies.Therefore,inordertoreducethefailureimpactonthepowersystem,protectionofthesafeoperationofpowersystems,mustbebasedonthecapacityofelectricpowersubstation,thevoltagelevelofthesituation,installamorereliableAbstract:Thetransformeristhemoreimportantpowersystemelectricaloriginals,ithasafaultissmall,thecharacteristicsofreliablestructure,butintheactualrunning,orwillhavesomefailuresandanomalies.Therefore,inordertoreducethefailureimpactonthepowersystem,protectionofthesafeoperationofpowersystems,mustbebasedonthecapacityofelectricpowersubstation,thevoltagelevelofthesituation,thehigherthereliabilityofprotectiondevicesinstalled.Withthecontinuousdevelopmentofpowerelectronicstechnology,computerhasbeeninpowertransformerprotectionplaysacrucialroleinthisconnectiononthepowertransformerabriefanalysisofrelayprotection.Keywords:powertransformer;protection;computerElectricitysubstationisanormalpowersystem,anintegralpartofsafeoperation,itisconducivetopowertransmissionlinesinthesameparagraph,tothesamelevelofpower,thevoltageinthetransmissionprocess,afterstepafterstep-uptransformercanbereducedtransmissionofelectriccurrent,sotominimizethelossoflinestoachievetheobjectiveoflong-distancedeliverypointstomeettheneedsofusers.RelayOverviewInpowersystemoperation,inordertoensurethefundamentalpowersupplyreliabilityandsystemoperation,itmustmaketheappropriateprotection.Whenthepowersystemfailureorabnormalconditions,intheshortestpossibletimeandthesmallestintheregion,faultyequipmentautomaticallyremovedfromthesystem,orasignalfromthedutytoeliminaterootcausesofabnormalworkingconditions,toreduceoravoiddamagetotheequipmentandthepoweroftheadjacentareas.Protectiondevicemusthavefourbasicproperties:sensitivity,reflectingtheabilityoffailure,usuallyexpressedsensitivitycoefficient.Reliability,intheaction,refusetomovedoesnotoccur.Fast,theshortesttimetofailureoranexceptionwillbeeliminated.Selectiveremovalofthesmallestpossiblerangeoffailure,ensuringmaximumcomponentcontinuedtotrouble-freesupply.Selectprotectionprograms,inadditiontotheabovefoursetwillneedtomeetbasicperformance,wemustalsopayattentiontotheeconomy.Protectiondevicethatnotonlytakeintoaccounttheinvestmentandoperationandmaintenancecostsmustalsobeconsideredimperfectbecauseofdevicemalfunctionoccurs,orrefusetomovetothenationaleconomyandsociallifelosses.andtheeffectoftransformerprotectionGasProtectionGasprotectionmeasuresofprotectionasthemaintransformer,whichcanreflectthefailureofthetransformertankandtheoilsurfacedecreased.Whenaminorfaultwhentheoillevelwillgodowninthecase,thelightgasmovesinthesignal,thetimewhenaseriousfault,itwillproducelargeamountsofgas,heavygaswillproducetrip,trippedcircuitbreakersoneachsideofthemaintransformer.Forsomeoftheloadvoltageofthetransformerwithavoltageregulatordevice,generallysettheloadofgas,andthesamereaso