電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)-2

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。試對(duì)牽引變壓器進(jìn)行相關(guān)保護(hù)的設(shè)計(jì)。1.2要完成的內(nèi)容本設(shè)計(jì)要完成的主要內(nèi)容是對(duì)變壓器進(jìn)行主保護(hù)和后備保護(hù)的選擇，并根據(jù)給定的原始資料對(duì)所選擇的各種保護(hù)進(jìn)行整定及算。使之最終達(dá)到變壓器在任何故障下都能迅速的切斷故障，快速恢復(fù)運(yùn)行。2分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容2.1設(shè)計(jì)規(guī)程電網(wǎng)、變壓器等對(duì)繼電保護(hù)的基本要求是可靠性、選擇性、快速性、靈敏性。可靠性即對(duì)繼電保護(hù)最基本的性能要求。選擇性，是指在對(duì)電網(wǎng)影響可能最小的地方，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或電網(wǎng)事故的發(fā)展。對(duì)于速動(dòng)性，是指繼電保護(hù)應(yīng)以允許的可能最快的速度動(dòng)作于斷路器跳閘，以斷開(kāi)故障或終止異常狀態(tài)的發(fā)展。對(duì)于靈敏性，是指繼電保護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動(dòng)作的能力。2.2本設(shè)計(jì)的保護(hù)配置2.2.1主保護(hù)配置由于變壓器的瓦斯保護(hù)不能反應(yīng)變壓器油箱外部套管和引出線上的故障，故還需增加差動(dòng)保護(hù)，以保護(hù)套管以及引出線上的故障，同時(shí)差動(dòng)保護(hù)也可以保護(hù)單相層間短路和接地短路。其原理接線圖如圖2.1所示。正常運(yùn)行或保護(hù)范圍外部短路時(shí)，如圖2.1(a)所示，，，流入差動(dòng)繼電器的電流為，繼電器不動(dòng)作。保護(hù)范圍內(nèi)部短路時(shí)，如圖2.1(b)所示，流過(guò)繼電器的電流(在變壓器副邊沒(méi)有電源的情況下，，），數(shù)值很大，繼電器動(dòng)作。（a）正常運(yùn)行或外部短路時(shí)（b）內(nèi)部短路時(shí)圖2.1變壓器差動(dòng)保護(hù)單相原理接線圖2.2.2后備保護(hù)的配置后備保護(hù)是為了防止有外部故障引起的變壓器繞組過(guò)電流，并作為相鄰原件保護(hù)的后備以及在可能的條件下作為變壓器內(nèi)部故障時(shí)主保護(hù)的后備。雙繞組變壓器，后備保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)，根據(jù)主接線情況，保護(hù)可帶一段或兩端時(shí)限，以較短的時(shí)限縮小事故影響范圍，跳母聯(lián)或分段斷路器。3變壓器短路點(diǎn)選取在進(jìn)行整定保護(hù)及計(jì)算時(shí)，往往要考慮短路點(diǎn)的位置，在本題中，短路點(diǎn)的選擇如圖2.1所示。4保護(hù)的配合及整定計(jì)算4.1主保護(hù)的整定計(jì)算4.1.1差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定及校驗(yàn)原則(1)躲過(guò)外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流，整定式為， (4.1)式中,—可靠系數(shù)，取1.3.—外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流。包括電流互感器和變壓器變比不完全匹配產(chǎn)生的最大不平衡電流和互感器傳遍誤差引起的最大不平衡電流。(4.2)式中,—外部短路故障時(shí)最大短路電流；—由于電流互感器計(jì)算變比和實(shí)際變比不一致引起的相對(duì)誤差，Y，d11接線三相變壓器的計(jì)算式為；—由變壓器分接頭改變引起的相對(duì)誤差；—電流互感器同型系數(shù)，取為1；—非周期分量系數(shù),可取為1。(2)躲過(guò)變壓器最大的勵(lì)磁涌流，整定式為，(4.3)式中,—可靠系數(shù)，?。弧儔浩鞯念~定電流；—?jiǎng)?lì)磁涌流的最大倍數(shù)，取4～8。對(duì)于速飽和變壓器取1。(3)躲過(guò)電流互感器二次回路斷線時(shí)變壓器的最大負(fù)荷電流：(4.4)式中,—可靠系數(shù)，取1.3；—變壓器的最大負(fù)荷電流，當(dāng)無(wú)法確定時(shí)，可用變壓器的額定電流。按上面三個(gè)條件計(jì)算縱差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，并選取最大者。(4)校驗(yàn)原則：縱差保護(hù)校驗(yàn)公式為(4.5)在實(shí)際中一般不低于2。4.1.2計(jì)算基本項(xiàng)變壓器額定電流110kV側(cè)：27.5kV側(cè)：電流互感器變比110kV側(cè)：27.5kV側(cè)：電流互感器二次側(cè)電流110kV側(cè)：27.5kV側(cè)：最大負(fù)載電流動(dòng)作電流：按躲過(guò)外部最大電流計(jì)算由題：(2)按躲過(guò)變壓器最大勵(lì)磁電流計(jì)算由題：(3)按二次斷線計(jì)算由題：靈敏度：滿足要求，可以用縱差保護(hù)做主保護(hù)。4.2后備保護(hù)的整定計(jì)算4.2.1變壓器過(guò)電流保護(hù)的整定及校驗(yàn)原則(1)起動(dòng)電流的計(jì)算保護(hù)的啟動(dòng)電流按躲過(guò)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，即 (4.6)式中，—可靠系數(shù)，取1.3；—返回系數(shù)取=0.85～0.95；—變壓器器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。對(duì)降壓變壓器，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)的最大電流，計(jì)算式為 (4.7)式中，—正常工作時(shí)的最大負(fù)荷電流(一般為變壓器的額定電流)；—綜合負(fù)荷的自啟動(dòng)系數(shù)，對(duì)于110kV的降壓變電所，低壓6～10kV側(cè)取=1.5～2.5，中壓35kV側(cè)取=1.5～2。(2)校驗(yàn)原則縱差保護(hù)校驗(yàn)公式為(4.8)在后備保護(hù)中一般大于1.25。4.2.1計(jì)算動(dòng)作電流由題：靈敏度：大于1.25，滿足要求。5繼電保護(hù)設(shè)備的選擇電流互感器選擇原則變壓器差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器，在最大穿越性短路電流時(shí)其誤差超過(guò)10%，此時(shí)應(yīng)采取下列措施：(1)適當(dāng)?shù)卦黾与娏骰ジ衅鞯淖兞鞅龋?2)將兩組電流互感器按相串聯(lián)使用；(3)減小電流互感器二次回路負(fù)載。6二次展開(kāi)原理圖的繪制保護(hù)測(cè)量電路如圖6.1所示圖6.1保護(hù)測(cè)量電路7保護(hù)的評(píng)價(jià)一旦變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)能否正確反映出來(lái)，這與它們的設(shè)計(jì)原理是密切相關(guān)的。主變差動(dòng)保護(hù)是按循環(huán)電流原理設(shè)計(jì)制造的。差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為主變各側(cè)差動(dòng)TA之間的一次電氣部分，即：①主變引出線及變壓器線圈發(fā)生多相短路；②單相嚴(yán)重的匝間短路；③在大電流接地系統(tǒng)中保護(hù)線圈及引出線上的接地故障。差動(dòng)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速有選擇地切除保護(hù)范圍的故障，接線正確調(diào)試得當(dāng)不發(fā)生誤動(dòng)。其缺點(diǎn)是對(duì)變壓器內(nèi)部不嚴(yán)重的匝間短路反映不夠靈敏。參考文獻(xiàn)[1]張寶會(huì),尹項(xiàng)根主編電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京:中國(guó)電力出社,2005.[2]崔家佩,孟慶炎,陳永芳等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)