【正文】 高，使繼電保護技術沿著網(wǎng)絡化、智能化、自適應和保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信于一體的方向不斷發(fā)展。 由于網(wǎng)絡的發(fā)展與電力系統(tǒng)中的大量采用，微機硬件和軟件功能的空前強大并成為維護電力系統(tǒng)整體安全穩(wěn)定運行的計算機自動控制系統(tǒng)的基本組成單元。除了實現(xiàn)保護功能外，還可兼 有故障錄波、故障測距、事件順序記錄和保護管理中心計算機及調(diào)度自動化系統(tǒng)通信等功能，這對于保護的運行管理、電網(wǎng)事故分析及事故后的處理等均有重 6 要意義。這種由計算機技術構成的繼電保護稱為數(shù)字式繼電保護。在 20 世紀 70 年代后期，便出現(xiàn)了性能比較完善的微機保護樣機并投入運行。 20 世紀 70 年代，晶體管保護在我國被大量采用。經(jīng)歷了機電式保護裝置、靜態(tài)保護裝置和數(shù)字式保護裝置三個發(fā)展階段。顯然，隨著光纖通信將在電力系統(tǒng)中的大量采用，利用光纖通道的繼電保護必將得到廣泛的應用。在 1927 年前后，出現(xiàn)了高頻保護裝置。 1908 年提出了電流差動保護原理。 1890 年后出現(xiàn)了電磁型過電流繼電器。 繼電保護技術發(fā)展簡 介 繼電保護的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)和自動化技術的發(fā)展而發(fā)展的。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。所謂信賴性是要求繼電保護在規(guī)定的保 護范圍內(nèi)發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。 四、可靠性 可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。 三、靈敏性 靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。 二、速動性 速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。此時保護P5 所起的作用就稱為相鄰元件的后備保護。 考慮后備 保護的問題。當 d2 點發(fā)生短路故障時，應由線路的保護 P6動作，使斷路器 6QF 跳閘，將故障線路 WL4 切除，這時只有變電所 D 停電。 對 繼電保護裝置的 基本要求 一、選擇性 選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。交流操作電源的優(yōu)點是投資少、維護簡便，但缺點是可靠性差。按操作電源性質(zhì)的不同，可以分為直流操作電源和交流操作電源。 遠后備是指主保護或斷路器拒絕時，由相鄰元件的保護部分實現(xiàn)的后備； 近 后備是指當主保護拒絕動作時，由本元件的另一套保護來實現(xiàn)的后備，當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現(xiàn)后備。 后備保護是指當主保護或斷路器拒絕動作時，用以將故障切除的保護。 按作用的不同繼電保護又可分為主保護、后備保護和輔助保護。 電力系統(tǒng)的繼電保護根據(jù)被保護對象不同，分為發(fā)電廠、變電所電氣設備的繼電保護和輸電線路的繼電保護。 4 （ 5）故障時被保護元件兩端電流相位和大小的變化 ，構成差動保護 。 （ 3）電流與電壓之間的相位角改變 ，構成功率方向保護。 故障后，工頻電氣量變化的主要特征及可以構成的保護 （ 1）電流增大，構成電流保護。 （ 3）繼電保護裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統(tǒng)運行的可靠性。 測量部分邏輯部分執(zhí)行部分故障參數(shù)量 輸出信號整定值圖1 —3 繼電保護裝置的原理結構圖 繼電保護裝置 基本任務 （ 1） 發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運行。 繼電保護裝置 組成 繼電保護裝置：就是指反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。因此 ,為了減少故障對電力系統(tǒng)造成的影響 ,保護電力系統(tǒng)的安全運行 ,必須根據(jù)電力變電站的容量、電壓的等級情況 , 從反應各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)， 安裝可靠性較高的繼電保護裝置。 變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要組部分，由電 氣設備及配電網(wǎng)絡按一定的連接方式所構成，它從電力系統(tǒng)中取得電能，通過變換、分配、運輸與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設備的專設場所。 第四章 電力變壓器保護及主接線圖 ........... 40 所有保護接線配置圖 ......................................... 40 變電所主接線圖 ............................................. 41 致謝詞 ................................... 42 參考文獻 ................................. 42 2 摘 要 ： 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術經(jīng)濟狀況‘供電的可靠性也日漸提高，因此對供電系統(tǒng)的設計也有了更高、更完善的要求。 1 目 錄 摘 要 .................................... 2 第一章 繼電保護綜述 ....................... 3 繼電保護綜述 ................................................ 3 繼電保護裝置組成 ............................................ 3 繼電保護裝置基本任務 ........................................ 3 對繼電保護裝置的基本要求 .................................... 4 繼電保護技術發(fā)展簡介 ........................................ 5 第二章 電力變壓器保護方案 .................. 6 短路電流及其計算 ............................................ 6 變壓器的故障和不正常運行狀態(tài)分析 ........................... 21 電力變壓器的保護方案分析 ................................... 22 電力變壓器的保護方案確定 ................................... 24 第三章 電力變壓器的保護原理 ............... 25 電力變壓器的保護原理分析 .................................. 25 瓦斯保護原理 .............................................. 25 瓦斯 繼電器選型 ........................................ 28 定時限過流保護原理及整定計算 ............................... 29 各種繼電器選型 ........................................ 31 變壓器的縱差動保護其原理 及計算 ............................. 31 構成變壓器縱差動保護基本原則 .......................... 32 不平衡電流產(chǎn)生的原因與消除方法 ............................. 33 躲過勵磁涌流 ............................................... 35 整定計算及靈敏度校驗 ....................................... 35 電流互感器選擇及差動繼電器選型 ............................. 37 過負荷保護原理 ............................................. 38 過負荷保護整定計算 .................... 錯誤 !未定義書簽。 各種繼電器選型 ............................ 錯誤 !未定義書簽。設計是否合理，不僅直接影響投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設備人生安全密切相關。 變壓器是電力系統(tǒng)中較為重要的電氣原件 , 且作為變電所的核心設備， 它具有故障小 ,結構可靠的特點 ,但是在實際的運行過程中 ,還是會產(chǎn)生一定的故障和異常情況。 關鍵詞： 設計 ； 方案 ； 變壓器 ； 繼電保護 3 第一章 繼電保護綜述 繼電保護 綜述 對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。 繼電保護裝置的組成 : 繼電保護一般由三個部分組成 :測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，其原理結構如下圖所示。 （ 2）反應電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件而動作于信號，以便值班員及時處理，或由裝置自動進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設備予以切除。 繼電保護的基本原理 ： 繼電保護的原理是利用被保護線路或設備故障前后某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值時，起動邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應的跳閘脈沖或信號。 （ 2）電壓降低，構成低電壓保護。 （ 4）測量阻抗發(fā)生變化，構成距離保護。 （ 6）不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，構成零序電流保護、負序電流保護和負序功率方向保護 。前者是指發(fā)電機、變壓器、母線和電動機等元件的繼電保護，簡稱為元件保護；后者是指電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)中輸電線路的繼電保護，簡稱線路保護。 主保護是指被保護元件內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障時，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全要求的、有選擇地切除被保護設備或線路故障的保護。后備保護可分為遠后備和近后備保護兩種。 繼電保護裝置需有操作電源供給保護回路，斷路器跳、合閘及信號等二次回路。通常在發(fā)電廠和變電所中繼電保護的操作電源是由蓄電池直流系統(tǒng)供電，因蓄電池是一種獨立電源，最大的優(yōu)點是工作可靠，但缺點是投資較大、維護麻煩。因此，交流操作電源的繼電保護適合于小型變電所使用。 當 d1 點發(fā)生短路故障時，應由故障線路上的保護 P1 和 P2動作，將故障線路 WL1 切除，這時變電所 B 則仍可由非故障線路 WL2 繼續(xù)供電。由此可見，繼電保護有選擇性的動作可將停電范圍限制到最小，甚至可以做到不中斷對用戶的供電。當?shù)?d2點發(fā)生短路故障時，距短路點最近的保護 P6應動作切除故障，但由于某種原因，該處的保護或斷路器拒動，故障便不能消除，此時如其前面一條線路 (靠近電源測 )的保護 P5 動作，故障也可消除。同理保護 P1 和 P3 又應該作為保護 5 P5的后備保護。 故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動 作時間為～ ，最快的可達 ～ ，一般斷路器的跳閘時間為 ～，最快的可達 ～ 。保護裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護的靈敏度就越高，反之就越低。所謂安全性是要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。 以上四個基本要求是設計、配置和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結構和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。熔斷器就是最早的、最簡單的過電流保護。 1901 年出現(xiàn)了感應型過電流繼電器。 1910 年方向電流保護開始 得到應用， 1920 年后距離保護裝置出現(xiàn)。 20世紀 70 年代誕生了行波保護裝置。 繼電保護裝置的元件、材料、保護裝置的結構形式和制造工藝也發(fā)生了巨大的變革。 20世紀 50 年代，隨著晶體管的發(fā)展，出現(xiàn)了晶體管保護裝置。隨著集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了體積更小、工作更可靠的集成電路保護。進入 90 年代，微機保護已在我國大量應用，主運算器由 8位機、 16 位機發(fā)展到目前的 32 位機；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理器件由 A/D 轉(zhuǎn)換器、壓頻轉(zhuǎn)換器 (VFC)，發(fā)展到數(shù)字信號處理器 (DSP)。 這種保護可用相同的硬件實現(xiàn)不同原理的保護，使制造大為簡化，生產(chǎn)標準化、批量化，硬件可靠性高；具有強大的存儲、記憶和運算功能，可以實現(xiàn)復雜原理的保護，為新原理保護的發(fā)展提高了實現(xiàn)條件。另外它可以不斷地對本身的硬件和軟件自檢，發(fā)現(xiàn)裝置的異常情況并通知運行維護中心。微機保護不僅要能實現(xiàn)被保護設備的切除、或自動重合，還可作為自動控制系統(tǒng)的終端，接收調(diào)度命令實現(xiàn)跳、合閘等操作，以及故障診斷、穩(wěn)定預測、安全監(jiān)視、無功調(diào) 節(jié)、負荷控制等功能。 第二章 電力變壓器保護方案 短路電流及其計算 短路：是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。短路的危險后果一般有以下幾個方面。 （ 2）發(fā)熱 短路電流使設備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時間較長時，設備可能過熱以致?lián)p壞。這是短路故障的最嚴重后果。 短路計算的目的 ： （ 1） 選擇電氣設備的依據(jù)； （ 2） 繼電保護的設計和整定； （ 3） 電氣主