1．設(shè)計(jì)通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握和應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、整定計(jì)算、資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法過程中培養(yǎng)學(xué)生對各門專業(yè)課程整體觀的綜合能力，通過較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下一定的基礎(chǔ)。本課程主要設(shè)計(jì)變壓器繼電保護(hù)的原理、配置及整定計(jì)算，給今后繼電保護(hù)的工作打下良好的基礎(chǔ)。2術(shù)件計(jì)要求等1、原始資料：在電氣上距離電源較遠(yuǎn)的變電所（如下圖）所示已知：（1容量相同的連接的三相變壓器并列運(yùn)行參數(shù)為7500KVA35/、Ud％，變壓器的最大負(fù)荷電流為倍的額定電流。（２）系統(tǒng)在35KV母線上的最大短路容量為83MVA最小短路容量為78MVA，本變電站最小運(yùn)行方式為單臺變壓器運(yùn)行方式。（３）低壓側(cè)母線無專門的保護(hù)。書(文)、圖紙、（1）選擇變壓器保護(hù)所需的電流互感器變比、計(jì)算短路電流。（2）設(shè)置變壓器保護(hù)并對其進(jìn)行整定計(jì)算。（3）繪制出變壓器繼電保護(hù)展開圖。（4）繪制出變壓器屏屏面布置圖及設(shè)備表。（5）寫出說明書。

（6）選出所需繼電器的規(guī)格、型號。

1引言電力系統(tǒng)運(yùn)行中常會出現(xiàn)故障和一些異樣運(yùn)行狀態(tài)，而這些現(xiàn)象會進(jìn)展成事故，使整個系統(tǒng)或其中一部份不能正常工作，從而造成對用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量降低到不能允許的境界，乃至造成設(shè)備損壞和人身傷亡。而電力系統(tǒng)各元件之間是通過電或磁成立的聯(lián)系，任何一元件發(fā)生故障時，都有可能當(dāng)即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，切除故障元件的時刻常常要求短1/10s乃至更短。而那個任務(wù)靠人完成是不可能的，所以要有一套自動裝置來執(zhí)行這一任務(wù)。繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍（這是首要任務(wù)），還要保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)固運(yùn)行。這就要求每一個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。如此，繼電保護(hù)裝置能夠取得的系統(tǒng)故障信息愈多，對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確，大大提高保護(hù)性能和靠得住性。繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù)，必需在技術(shù)上知足選擇性、速動性、靈敏性和靠得住性四個大體要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù)，應(yīng)同時知足四個大體要求，而對于作用于信號和只反映不正常的運(yùn)行情形的繼電保護(hù)裝置這四個大體要求中有些要求能夠降低。1）選擇性：是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。2）速動性：是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時刻，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)固性。3）靈敏性：是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情形時，保護(hù)裝置的反映能力。）靠得住性：包括安全性和信賴性，是對繼電保護(hù)最根本的要求。安全性：要求繼電保護(hù)在不需要它動作時靠得住不動作，即不發(fā)生誤動。信賴性：要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時靠得住動作，即不拒動。2設(shè)計(jì)任務(wù)與目的課設(shè)要在電氣上距離電源較遠(yuǎn)的變電所圖所示

圖原路圖已知：（1）有兩臺容量相同的Yd，11連接的三相變壓器并列運(yùn)行，變壓器參數(shù)為7500KVA、35/、Ud＝％，變壓器的最大負(fù)荷電流為倍的額定電流。（2）系統(tǒng)在35KV線上的最大短路容量為，最小短路容量為78MVA，本變電站最小運(yùn)行方式為單臺變壓器運(yùn)行方式。（3）低壓側(cè)母線無專門的保護(hù)。設(shè)計(jì)任（1）選擇變壓器保護(hù)所需的電流互感器變比、計(jì)算短路電流。（2）設(shè)置變壓器保護(hù)并對其進(jìn)行整定計(jì)算。（3）繪制出變壓器繼電保護(hù)展開圖。（4）繪制出變壓器屏屏面布置圖及設(shè)備表。（5）寫出說明書。（6）選出所需繼電器的規(guī)格、型號。3設(shè)計(jì)原理線路電速斷保護(hù)按照短路時通過保護(hù)裝置的電流來選擇動作電流以動作電流的大小來控制保護(hù)裝置的保護(hù)范圍；有無時限電流速斷和延時電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設(shè)計(jì)選用無時限電流速斷保護(hù)。線途經(jīng)流保護(hù)利用短路時的電流比正常運(yùn)行時大的特征來辨別線路發(fā)生了短路故障其動作的選擇性由過電流保護(hù)裝置的動作具有適當(dāng)?shù)难訒r來保證有按時限過電流保護(hù)和反時限過電流保護(hù)；本設(shè)計(jì)與電流速斷保護(hù)裝置共用兩組電流互感器，采用二相二繼電器的不完

全星形接線方式，選用按時限過電流保護(hù)，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，來切除電流速斷保護(hù)范圍之外的故障，其保護(hù)范圍為本線路全數(shù)和下段線路的一部份。程序平雙回線路橫方向差保護(hù)通過比較兩線路的電流相位和數(shù)值相同與否辨別發(fā)生的故障；由電流起動元件、功率方向元件和出口執(zhí)行元件組成，電流起動元件用以判斷線路是不是發(fā)生故障，功率方向元件用以判斷哪回線路發(fā)生故障，雙回線路運(yùn)行時能保證有選擇的動作。該保護(hù)動作時刻0S由于橫聯(lián)保護(hù)在接踵動作區(qū)內(nèi)短路時切除故障的時刻將延長一倍故加裝一套三段式電流保護(hù)，作為后備保護(hù)。變壓器斯保護(hù)利用安裝在變壓器油箱與油枕間的瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，郵箱內(nèi)氣體緩慢產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里使油面下降繼電器動作接點(diǎn)閉合這是讓其作用于信號，稱為輕瓦斯保護(hù)；故障嚴(yán)峻時，郵箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流沖擊繼電器使繼電器動作接點(diǎn)閉合這時作用于跳閘并發(fā)信稱為重瓦斯保護(hù)。變壓器聯(lián)差動保護(hù)依照循環(huán)電流的原理組成。在變壓器雙側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二I繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動繼電器并接在回路壁中，在正常運(yùn)行和外部短路時，二次電流在臂中環(huán)流，使差動保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時不動作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有電流流過。但實(shí)際上由于變壓器的勵磁涌流、接線方式及電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中存在不平衡電流，變壓器差動保護(hù)需解決這些問題，方式有：靠整定值躲過不平衡電流；采用比例制動差動保護(hù)；采用二次諧波制動；采用間歇角原理；采用速飽和變流器。本設(shè)計(jì)采用較經(jīng)濟(jì)的BCH-2型帶有速飽和變流器的繼電器，以提高保護(hù)裝置的勵磁涌流的能力。4短路電流計(jì)基準(zhǔn)參選定S=100MVA，U=U，35kV側(cè)U=37kV，側(cè)U=；BBAVBBI

B

SU

B

k1**X//k1**X//I

B

SU

B

379又變壓器的阻抗X

T

*

為，X

*

U75kS7500N短路電計(jì)算最大運(yùn)行方式下：因已知側(cè)的短路容量=83MVA，且=37kV，現(xiàn)在2變壓器并列運(yùn)行，可求短路電I

.max.1

Sk13U

c1

83kA又I3

k

IBX1∴X1

I

IBk.max.1

1.561.30則側(cè)的短路電流可求得:

max

***1T

1//11.70I

k

I8.37B24.924Xmax系統(tǒng)等效圖所示:2/13/1圖系等效圖(2)最小運(yùn)行方式下:因已知35kV側(cè)的短路容量S=78MVA,且U=,現(xiàn)在只有一臺運(yùn)行,可求短路電流k2c2I

k.min.1

S2kA側(cè)短路電流可求得3U3c1

min

**1

1.20

I

k.min.2

I8.37B2kAXmin系統(tǒng)等效圖如圖所示:

2/1圖系等效圖5主變繼電保整定計(jì)算繼電器選擇瓦斯保輕瓦斯保護(hù)的動作值按氣體容積為250～300

2

整定，本設(shè)計(jì)采用

2

。重瓦斯保護(hù)的動作值按導(dǎo)油管的油流速度為cm

2

整定本，本設(shè)計(jì)采cm

2

。瓦斯繼電器選用FJ。瓦斯保護(hù)原理圖如圖所示圖瓦保護(hù)原理圖縱聯(lián)差保護(hù)選差動繼電器縱聯(lián)差動保護(hù)原理圖如圖所示

圖縱差動保護(hù)原理圖計(jì)算Ie及電流互感器變比表5-1變器縱差動保護(hù)用互感器變比選擇名

稱

各側(cè)數(shù)據(jù)額定電流變壓器接線方式CT接線方式CT計(jì)算變比

Y（35kV)I3U=1eY△3I/5=51

△（）I=S/3U=ec△YI/5=5e實(shí)選CT變比n

250/5800/5實(shí)際額定電流不平衡電流Ibp確定基本側(cè)肯定大體側(cè)動作電流

3I/5=1基本側(cè)

I/5=e非基本側(cè)（1）躲過外部故障時的最大不平衡電流I

dz

Ikbp利用實(shí)用計(jì)算式

I

1

(Kf)ktxiza

式中K—靠得住系數(shù)，采用；kK

—非同期分量引發(fā)的誤差，采用；K—同期系數(shù)，CT號相同且處于同一情形時取，型號不同時取，本設(shè)計(jì)取1；tx△U—變壓器調(diào)壓時所產(chǎn)生的相對誤差，采用調(diào)壓百分?jǐn)?shù)的一半，本設(shè)計(jì)??；△—繼電器整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差，暫無法求出，先采用中za間值；f—電流互感器的最大相對誤差，取；i代入數(shù)據(jù)得I

=（1×1×++）×=（2）躲過變壓器空載投入或外部故障后電壓恢復(fù)時的勵磁涌流I

dz

Ie式中K—靠得住系數(shù)，采用kI—變壓器額定電流e代入數(shù)據(jù)得I

=×=（3）躲過電流互感器二次回路短路時的最大負(fù)荷電流I

=×=比較上述（1），（2），（3）式的動作電流，取最大值為計(jì)算值，即I肯定大體側(cè)差動線圈的匝數(shù)和繼電器的動作電流

將雙側(cè)電流互感器別離結(jié)于繼電器的兩組平衡線圈，再接入差動線圈，使繼電器的實(shí)用匝數(shù)和動作電流更接近于計(jì)算值；以二次回路額定電流最大側(cè)作為大體側(cè)，大體側(cè)的繼電器動作電流及線圈匝數(shù)計(jì)算如下：大體側(cè)（35kV）繼電器動作值

eIeII

KJXdzn1代入數(shù)據(jù)得I

30.33850

11.7A大體側(cè)繼電器差動線圈匝數(shù)WcdjsI

AI式中為繼電器動作安匝，應(yīng)采用實(shí)際值，本設(shè)計(jì)中采用額定值，取得安匝。wo代入數(shù)據(jù)得cdjsI

11.7

選用差動線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和。即實(shí)際整定匝數(shù)5匝cdz繼電器的實(shí)際動作電流

小而相近的數(shù)值為差動線圈整定匝數(shù)I

60A5保護(hù)裝置的實(shí)際動作電流I

dzI

Idzj1jx

12A3肯定非大體側(cè)平衡線圈和工作線圈的匝數(shù)平衡線圈計(jì)算匝數(shù)

5cdzIcdz5.155.361

故，取平衡線圈實(shí)際匝數(shù)

=0工作線圈計(jì)算匝數(shù)

0+5=5

計(jì)算由于整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差△f

za

0.20.2

0.038此值小于原定值，取法適合，不需從頭計(jì)算初步肯定短線路圈的抽頭按照前面對BCH-2差動繼電器的分析慮到本系統(tǒng)主變壓器容量較小磁涌流較大，故選用較大匝數(shù)的C-C”抽頭，實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)考慮繼電器所接的電流互感器的型號、性能等，抽頭是不是適合，應(yīng)通過變壓器空載投入實(shí)驗(yàn)最后肯定。保護(hù)裝置靈敏度校驗(yàn)差動保護(hù)靈敏度要求值

lm

本系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下，側(cè)出口發(fā)生兩相短路時，保護(hù)裝置的靈敏度最低。本裝置靈敏度lm

IdlminIdzI

3.800.338

知足要求。過電流護(hù)過電流繼電器的整定及繼電器選擇：電路圖如圖所示圖過流保護(hù)原理圖（1）保護(hù)動作電流按躲過變壓器額定電流來整定

dzdzdzdzKIIkKh式中K--靠得住系數(shù)，采用；KK

--返回系數(shù)，采用代入數(shù)據(jù)得：I

1.2

174.64A繼電器的動作電流I

Idz6.05A電流繼電器的選擇：DL-21C/10，電流整定值為。（2）靈敏度按保護(hù)范圍結(jié)尾短路進(jìn)行校驗(yàn)，靈敏度不小于。靈敏系數(shù)Klm

0.866

知足要求。過負(fù)荷護(hù)其動作電流按躲過變壓器額定電流來整定。動作帶延時作用于信號。KIIk1152.8KfIIn延不時限取10s，以躲過電動機(jī)的自起動。當(dāng)過負(fù)荷保護(hù)啟動后，在達(dá)到時限后仍未返回，則動作裝置。冷卻風(fēng)自起動I86.59dz1I

86.5933.0n1即，當(dāng)繼電器電流達(dá)到時，冷卻風(fēng)扇自起動。

6總結(jié)這次課設(shè)我在同窗的幫忙下和對參考文獻(xiàn)的參照下完成的。在課程設(shè)計(jì)進(jìn)程中