【正文】 . . . .=====================================電力變壓器保護(hù)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(hù)原理進(jìn)行全面系統(tǒng)的復(fù)習(xí)、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(hù)原理，確定適用于變壓器的保護(hù)方案，最后，分別對變壓器的進(jìn)行各種保護(hù)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(hù)有瓦斯保護(hù)、變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)、低電壓起動的過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、溫度保護(hù)。繼電保護(hù)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(hù)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(hù)方式時，滿足繼電保護(hù)的基本要求。選擇保護(hù)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(hù)，變壓器保護(hù)，靈敏度校驗，短路電流計算，整定計算 AbstractThis paper mainly through the analysis of the original material of main equipment of parameters, first of all, need for transformer protection principle of prehensive system review, refer to the relevant material, deepen understanding。 Secondly, in conjunction with the relevant parameters and all kinds of relay protection principle, determine suitable for transformer protection scheme, then respectively, the transformer protection setting and configuration of calculated according to the system, and gives some secondary design drawings once its configuration diagram and general principle diagram. This design mainly adopts a transformer protection of gas protection, longitudinal league differential protection, over current protection, overload protection, temperature protection.The Relay protection is electrical system design relevant accident reduce outage scope, limit the damage of equipment accidents such a field. Power system protection design and configuration whether reasonable, directly affecting the safe operation of the power system, so choose protection way, meet the basic requirements of the relay protection. Choose the right protection mode and setting calculation, to ensure the safe operation of the power system. Key Words relay protection，transformer protection，sensitivity check，shortcircuit current calculation，setting calculation目錄摘要 1Abstract 1引言 1 課題背景 1 課題研究的目的和意義 12系統(tǒng)設(shè)計方案研究 2 2 3 3 4 變壓器各種保護(hù)及其裝設(shè)條件 5 5 縱差動保護(hù) 5 8 8 9 9 10 同時性故障的配置方案 10 對經(jīng)電流互感器接入保護(hù)的要求 10 關(guān)于遠(yuǎn)后備保護(hù)的規(guī)定 11 系統(tǒng)振蕩對保護(hù)的要求 11 其他相關(guān)規(guī)定 113短路電流的計算 12 12 144保護(hù)的整定計算及靈敏度檢驗 28 28 28 33 36 36 36 37 39 40 415設(shè)備的選型設(shè)計 42 42 45 45 所選繼電器參數(shù)介紹 466總結(jié) 51致謝 53參考文獻(xiàn) 54附錄1 55附錄2 57附錄3 59附錄4 60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(yuǎn)距離輸送電能以及降低電壓給負(fù)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(yán)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(hù)。在研究此課題前以修完《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《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(xiàn)和自學(xué)知識，對大容量變壓器繼電保護(hù)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?！峨娏ο到y(tǒng)分析》上對短路電流計算的知識，《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》及相關(guān)知識和參考資料，對各繼電保護(hù)進(jìn)行整定算，得出繼電保護(hù)的配置，最后在前面基礎(chǔ)上把變壓器繼電保護(hù)線路的設(shè)計出來，最終達(dá)到整體掌握整個課題的目的。利用所學(xué)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(xiàn)資料，和許多知名大學(xué)發(fā)表的論文，以及指導(dǎo)老師的大力指導(dǎo)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(hù)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(hù)整定、校驗，以及繼電保護(hù)配置等方面。通過這次設(shè)計來鞏固《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電力系統(tǒng)分析》等課程所學(xué)的理論知識，并把所學(xué)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：在這次論文的學(xué)習(xí)中，鞏固自己在大學(xué)里面所學(xué)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；在論文設(shè)計過程中，盡可能的多學(xué)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(dǎo)，養(yǎng)成獨立思考的能力；在畢業(yè)設(shè)計中養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，克服馬虎潦草不負(fù)責(zé)的弊病，為今后進(jìn)入工作崗位打好基礎(chǔ)；掌握繼電保護(hù)設(shè)計的內(nèi)容、步驟和方法；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 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S96300/35(選型計算見附錄)，電壓等級為35KV，由兩臺變壓器并列運行，35KV為高壓側(cè)，由，兩條輸電線路與系統(tǒng)環(huán)并運行。，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21所示任務(wù)要求：根據(jù)變壓器的實際運行情況，對其進(jìn)行各種保護(hù)整定，并分析各種保護(hù)情況下靈敏度的校驗過程，并繪制整個系統(tǒng)原理接線圖。21變電所主接線電力系統(tǒng)運行方式的變化，直接影響保護(hù)的性能，所選用的保護(hù)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(hù)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(hù)的最小運行方式。對過量保護(hù)來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護(hù)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(hù)其選擇性；靈敏性的校驗則要根據(jù)最小運行方式來進(jìn)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(fù)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(hù)中，短路時通過保護(hù)的短路電流為最大運行方式。根據(jù)系統(tǒng)最小負(fù)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(hù)中，通過保護(hù)的短路電流為最小運行方式。根據(jù)系統(tǒng)正常負(fù)荷的需要，投入與之相適應(yīng)的數(shù)量發(fā)電機(jī)，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(hù)的選擇性或靈敏度有困難時，且在保護(hù)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=，=（=100MVA）.煤礦熱電廠有兩臺發(fā)電機(jī)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(hù)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(hù)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(dāng)故障嚴(yán)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(hù)裝置，稱之為瓦斯保護(hù).800千伏安及以下的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)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(dāng)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(hù)。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(hù)方式。 縱差動保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動保護(hù)用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路保護(hù)故障，是變壓器的主保護(hù)。縱聯(lián)差動保護(hù)是按比較被保護(hù)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TATA2，其二次側(cè)按環(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(hù)，見圖13。變壓器的縱差保護(hù)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(hù)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。其保護(hù)范圍為兩側(cè)電流互感TATA2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22可見，正常運行和外部短路，流過差動繼電器的電流為，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，即為短路點的短路電流。當(dāng)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(hù)其縱聯(lián)差動保護(hù)正確動作，必須適當(dāng)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22中，應(yīng)使 （21） 式中——高壓側(cè)電流互感器的變比； ——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(hù)，必須適當(dāng)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(hù)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（21）條件，差動回路中仍回流過一定的不平衡電流 , 越大，差動繼電器的動作電流也越大，差動保護(hù)靈敏度就越低。因此，要提高變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)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