继电保护课程设计报告

电力系统继电保护课程设计

专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气092 姓 名： 石 玥 学 号： 200909110 指导教师： 赵 峰

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2012 年 7月 7日

1 原始设计资料 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35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11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9262A；35kV侧电流互感器变比为600/5，6.6kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取Krel 1.3。试对变压器进行相关保护的设计。

1.2 要完成的内容

本课题要完成的主要内容是对变压器进行主保护和后备保护的设计，并根据给定的原始资料对所选择的各种保护进行整定计算。使之最终达到变压器在任何故障下都能迅速的切断故障，快速恢复运行。

2 设计方案及原理

2.1 设计规程

(1) 相关专业提供的工程设计资料；

(2) 国家现行有关设计规程，规范及标准，主要包括：

《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285-2006） 《继电保护和安全自动装置通用技术条件》（DL/T 478-2001） 《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（DL/T 995-2006） 《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T 587-1996） 《继电保护微机型实验装置技术条件》（DL/T 624-1997）

2.2 本设计的保护配置

2.1.1 主保护配置

为了满足电力系统稳定性方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护构成双重化快速保护。

(1) 差动保护：电流纵差动保护不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) 瓦斯保护：变电所的主变压器和动力变压器，都是用变压器油作为绝缘和散热的。当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，故障点附近的绝缘物和变压器油分解而产生气体，同时由于气体的上升和压力的增大会引起油流的变化。利用这个特点构成的保护，叫做瓦斯保护。瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成，瓦斯继电器装在变压器油箱和油枕的连接管上。 2.1.2 后备保护配置

(1) 低电压启动的过电流保护：其作用是为了防止又外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件保护的后备以及变压器内部故障时主保护的后备。

(2) 零序电流保护：在发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，因此采用零序电流保护作为变压器接地后备保护。

(3) 过负荷保护：变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而收到损伤。因此在本设计中，根据可能的过负荷情况，装设过负荷保护。

3 保护的配合及整定计算

3.1 差动保护整定计算

变压器一、二次回路电流计算值如表3.1所示。

表3.1 变压器一、二次回路电流计算值

数值名称

变压器一次额定电流Ie1(A) 电流互感器接线方式

选择电流互感器一次电流计算值(A)

35kV侧

各侧数值

6.6kV侧

20000

329.9

35

Y

20000

1749.5

6.6

1749.5

329.9 571.4

续表

数值名称

二次回路额定电流Ie2(A) 电流互感器标准变比

35kV侧

各侧数值

6.6kV侧

329.9

4.76 1201749.5

5.83 300

600/5 120 1500/5 300

差动电流一次侧动作电流：按6.6kV侧（基本侧）计算。 (1) 按躲过最大不平衡电流计算，有

Iset Krel( fza U 0.1KnpKst)Ik.max

(3.1)

式中：Ik.max 9262(A)；电流互感器计算变比与实际变比不一致引起的相对误差

fza

nTA1nT

0.22；变压器分接头改变引起的相对误差 U 0.05kV；非周期分量TA2

系数Knp 1；电流互感器同型系数Kst 1；可靠系数Krel 1.3。将上述取值均代入式(3.1)，可得

Iset 1.3 (0.22 0.05 0.1 1 1) 9262 4455(A)

(2) 按躲过励磁涌流条件，有

Iset KrelKμIe1 1.3 1 17 9.5 2274.35(A)

式中，励磁电流最大倍数Kμ 1。

(3) 按躲过电流互感器二次回路断线的条件，有

Iset KrelIl.max 1.3 1749.5 2274.35(A)

以第一条件为最大，故Iset 4455(A)。

3.2 变压器过电流保护的整定计算

动作电流： 动作电压：

(1) 按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定，有

Iset

Krel1.3

IN 1749.5 2349(A) Kre0.95

Uset

Ul.min0.9UN0.9 6.6 3.96(kV)

KrelKreKrelKre1.2 1.25

(2) 按躲过电动机自启动时的电压整定，有

Uset (0.5~0.6)UN (0.5~0.6) 6.6 (3.3~3.96)(kV)

因此选定整定电压为Uset 3.96(kV)。

3.3 保护的配合

电流纵差动保护不但能够正确区分内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障。零序过电流保护采用两段式，零序电流保护Ⅰ段与相邻元件零序电流保护Ⅰ段相配合，其Ⅱ段与相邻元件零序电流保护后备段相配合。

4 主要设备的选择及原理接线图

4.1 电流互感器的选择

根据配电装置类型和整定计算结果，选择电流互感器型号及参数如表4.1所示。

表4.1 电流互感器基本参数

型号 LAJ—10

LCWD—35

额定电流比

(A) 600~800/5

15~1500/5

级次 组合 0.5/D及1/D、D/D 0.5/D

准确 级次 0.5 1 D 0.5 D

二次负荷（Ω）

0.5级 1 1.2

1级 1 3 0.8

3级

D级 2.4 3

10% 倍数 ＜10 ＜10 ≥15 35

4.2 继电器的选择

由原始设计资料可知，本设计采用BCH—2型继电器，其具体参数如表4.2所示。

表4.2 BCH—2型继电器基本参数

交流额定额定频率电流（A） （HZ）

5

50

动作电流整定范围

（A） 用于两绕组变压器或发电机时1.55~12用于三绕组变压器时3~12

起始动 作安匝

可靠系数

动作时间（ms）

功率消耗（VA）

5倍动作电流≥额定电流下,平衡

三倍动作电

60±4 1.35 2倍动作电绕组全部接入时单

流时≤35

流≥1.2 相功率消耗≤16

4.3 原理接线图

图1 瓦斯保护装置原理接线图

图2 双绕组三相变压器纵差动保护装置原理接线图

图3 低电压启动的过电流保护装置原理接线图

图4 零序过电流保护装置原理接线图

图5 过负荷保护装置原理接线图

5 保护评价

5.1 对主保护的评价

差动保护：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 …… 此处隐藏：2146字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……