浅谈变压器和线路的继电保护整定计算
摘要
电力变压器是电力系统中的重要设备，其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定地工作。作为电力系统重要设备之一的变压器，其主保护主要差动保护和瓦斯保护。差动保护作为变压器的电气量主保护，其性能决定着变压器保护的性能，本文对变压器的差动保护基本原理做了介绍，同时对作为主变后备保护的复压过流保护进行了简单介绍，并结合应用实际以兴荣变主变保护的整定为例详细介绍了主变差动保护和后备保护的计算过程。
除了对变压器保护整定计算的介绍，本文还针对厂内存在线路保护整定的一些弊端所导致的越级跳闸事件频发的现状，结合厂内几种常见的线路供电方式，对线路保护的整定配合问题做了简要的分析，以利于线路保护的整定配合，避免因越级跳闸导致的事故范围扩大。关键词：变压器保护；线路保护；整定配合
一、变压器的差动保护
1、配置要求
一般要求电压等级10KV以上、容量为10MV A以上的变压器要装设差动保护。
2、用途
变压器差动保护反映变压器内部绕组相间短路和接地故障以及外部引出线到电流互感器之间的相间短路，且在一定程度上可以反映变压器内部的绕组匝间短路。
差动保护反映匝间短路故障不理想的原因：匝间短路特别是小匝数的匝间短路，虽然在匝间短路形成的环路中有很大的短路电流，但是反映在外部的差流却不大，甚至引起的差流都不大于因有载调压而产生的差流（都是由于匝数的变化引起的差流）。因此匝间短路主要是通过瓦斯继电器保护，即利用匝间短路内部很大的环流产生的热量，使变压器油发热膨胀，推动气体继电器动作。
3、原理
1）传统电磁继电器式的差动保护
差动继电器整定值固定为6A ，一方面考虑有足够灵敏度，一方面要大于5A ，主要是防止因一侧CT 断线，差流等于负荷电流，而CT 在一次侧为负荷电流时，二次侧电流不会大于5A ，因此整定为6A ，可以可靠躲过因CT 断线时最大负荷电流引起的差流。 比较上面两图可知，差动保护能够很好地判别区内故障和区外故障。
2）微机保护原理的差动保护（数字式保护）
规定正方向：变压器两侧均以母线指向变压器为正方向。
三段式比率制动特性曲线图如下（横坐标为制动电流，纵坐标为差动动作电流）：
其动作方程为： ()()()22112cd 11cd cd S I I S I I I I S I I I I I I res res res res cdqd res res cdqd cdqd
?-+?-+≥?-+≥≥ 2211r e s
r e s r e s r e s r e s r e s r e s I I I I I I I ≥≤≤≤
)(21)(1
res 1
cd 各侧电流标量和的一半各侧电流相量和∑∑====
m i i m i i I I I I
式中：S1为第二段折线的斜率；S2为第三段折线的斜率；Icdqd 为差动启动电流；Icdsd 为差动速断电流。
由上图可知随着制动电流的增大，动作电流先是不变（Ires<拐点电流Ires1），然后在启动电流的基础上以斜率S1增加，当制动电流大流拐点电流2时，差动动作电流会变得更大，即采用固定门槛值加浮动门槛值。动作电流不断增大的原因是为了防止外部短路时电流很大，可能造成两侧CT 饱和程度不同，会有差流，可能误动，因此利用差动动作电流随制动电流的增大而增大，来防止区外故障误动。
由以上可知，决定三段式差动保护比率制动特性的参数有：差动启动电流、拐点电流1、拐点电流2、比率制动系数1、比率制动系数2。
（1）参数的整定
差动启动电流Icdqd ：一般为0.4~0.8Ie ；
拐点电流Ires1：一般为0.5~1Ie ；
拐点电流Ires2：一般为3~4Ie ；
比率制动系数S1：基本都取为0.5；
比率制动系数S2：可取0.6~0.8；
差流告警定值：一般取门槛值（差动启动电流）的一半左右（建议投入，且不能大于启动定值）；
二次谐波制动系数：0.15~0.20；
二次谐波制动系数是指在流入保护装置的差流中，当二次谐波分量与基波分量的比值大于某一值时，将此差流判定为励磁涌流，将保护装置闭锁。
对于二次谐波制动系数的整定既不能过大，过大会造成保护误动，过小则会导致涌流闭锁元件太过灵敏，造成保护拒动，因为正常的短路电流中也含有部分的二次谐波分量。因此在空充变压器时，如果出现保护动作，而变压器本身无故障，很有可能使二次谐波制动系数整定过大。
综上所述：二次谐波制动系数的选择应该根据试验时的临界值来确定。因此，趋利避害，二次谐波定值不宜取过小，稍大点比小点好，因为在空充变压器时，宁可保护误动，也不能让其拒动。
注意问题：当空充变压器时，如果差动保护动作，绝不可以单一的判定为励磁涌流的原因，此时要结合其他的一些辅助因素进行综合判定：
A)若比率差动保护动作时伴随有压力释放动作、压力突变动作、轻瓦斯等信号时，可能是变压器内部存在故障。
B)一般情况下两套不同涌流闭锁原理的保护同时动作的情况下，就可以排除不是励磁涌流的原因，因为两套不同闭锁原理的保护同时制动失败的可能性基本为零。
C) 如果差动速断也动作，也可以基本排除励磁涌流的原因，因为差动速断就是靠躲励磁涌流整定的，它动作，说明差流非常大，可能是内部短路故障（当然，也不排除是因为差动速断定值过小，无法躲过最大励磁涌流的可能）。
因此综上所述：如果空充变压器时差动保护动作，不管是不是励磁涌流的原因，都要求试验人员对差动保护范围内的设备进行检查，确定是否存在故障。
（2）纵差保护的灵敏度校验
保证小方式下保护区内变压器低压侧两相相间故障灵敏度大于2。
（3）差动速段保护
1）采用差动速断保护的原因
差动速断保护作为比率差动保护的辅助保护，主要是由于在空投变压器和外部短路切除时会产生很大的励磁涌流，该励磁涌流会成为差流从而使纵差保护误动，为此变压器纵差保
护都设置了涌流闭锁元件，利用波形畸变或谐波分量来区分励磁涌流和故障电流，若判别为励磁涌流，则将纵差保护闭锁。
但是在变压器内部严重故障时如果CT 暂态饱和，CT 二次电流波形将发生严重畸变，并含有大量的谐波分量，从而使涌流闭锁元件误判定为励磁涌流将保护闭锁，致使差动保护拒动，造成变压器严重损坏。
为了克服纵差保护的缺点，设置差动速断，它的动作电流很大，比最大励磁涌流还大，只需要差流达到其整定值，就会瞬时动作，而不再经涌流闭锁。
2)差动速断保护定值的整定
按躲空充变压器时的最大励磁涌流整定，一般取8~10Ie 。
二、变压器保护实例（兴荣变主变保护整定）
参数：容量SN=63MV A ，短路电压百分比11.9%，额定电流高压侧330A 、低压侧3464A ， 兴荣变110KV 母线正序短路阻抗标幺值（忽略东荣线线路阻抗）：
;9144.0;8406
.0m 1m a x 1==in Z Z
兴荣变10KV 母线正序短路阻抗标幺值：
;
8234.2;
7296.2m 1max 1==in Z Z
1、差动保护
差动启动电流Icdqd ：取0.6Ie ；即200A/1a 。
拐点电流Ires1：取0.5 Ie ；即166A0.83a 。
拐点电流Ires2：取4Ie ；即1320A/6.6a 。
比率制动系数S1： 0.5；
比率制动系数S2： 0.8；
差流告警：取值70A/0.35a ，时限5s 。 TA 断线闭锁差动控制字置“0”（TA 断线不闭锁差动保护，仅母差保护投入，其他差动保护不投）。
2、差动速断定值
按躲空投变压器时的励磁涌流整定。变压器空投时产生的励磁涌流一般为6～8倍变压器额定电流 ，330×8=2640A ，差动速断保护定值取值：即2640A/13.2a 。
说明：在整定差动速断保护定值时，以前要求考虑躲过大方式下变压器低压侧（三绕组变压
器躲中压侧）三相短路时流过高压侧的短路电流，主要是考虑到低压侧（中压侧）故障时，一侧CT 完全饱和，从而导致差动速断动作。现在一般不再考虑此条件，主要是因为低压侧（中压侧）短路时，CT 不可能完全饱和，只要不完全饱和，就会有电流进行中和，所以差动速断可不以这一条件整定，定值相比而言可以更低。
3、灵敏度校验
小方式下变压器低压侧两相短路时电流为：
A 154011531000238234.21min
.d )2(=???I 此时的制动电流为：A I I d res 77015402
121min .)2(=?== 对应的动作电流为：A I cd 5025.0)166770(200=?-+=
则灵敏度为：207.3502
1540min .)2(sen >===cd d I I K 满足灵敏度要求。 三、主变后备保护
1、主变高后备保护
（1）复压过流保护简介：复压过流保护一般用于升压变压器、发电机以及过电流保护灵敏系数达不到要求的降压变压器的后备保护，是由一个负序电压继电器（相或线）和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的复合电压元件，两个继电器只要有一个动作，同时电流继电器也动作，整套保护装置即能启动。其主要是用来解决系统在线路终端两相短路（负序元件起作用）或三相短路（低电压元件起作用）时，故障电流达不到速断值或保护灵敏度不够，过流保护的延时时间又太长，因而引入复合电压回路，来降低过流的动作值。另一方面采用复压过流还可以区分故障电流和过载电流（主要由于备自投的作用，一台主变故障，负荷全部转移到另一台主变上，使另一台主变严重过负荷），即利用故障时（三相故障电压降低，低电压元件动作；两相短路时出现负序电压，负序电压继电器动作）电压的变化，而过载时仅有电流增大，电压变化不大的特点区分故障电流和严重过负荷电流。
（2）整定原则
A) 高后备保护的范围要保证变压器低压侧故障灵敏度≥1.4~1.5，一般取2Ie ，即660A/3.3a ，然后再校验灵敏度。取2Ie 原因：为了不采用复压。采用复压的原因是因为过流保护的灵敏度无法满足要求，当过流保护灵敏度满足要求时，复压最好不用，如果用的话就会增加拒动的可能性。（前面已经算得低压侧两相短路的电流为1540A ，考虑1.5倍的灵敏
度，为1020A ，即只要取值小于1020A 肯定满足灵敏度要求。）
B) 时限：由于东荣线距离Ⅲ段的保护范围也覆盖到兴荣变低压侧母线，因此高后备保护时间上要比距离Ⅲ段时间小一个时间差，即取1.7s 。
C) 说明：对于单线带单变压器而言，高后备保护可不与距离Ⅲ段配合，因为上下级开关跳闸性质一样。但对于兴荣变而言，由于采用双母线，且以后有可能出现单线带双变压器的情况，这样一来，上下级开关跳闸的性质和断电范围是不同的，因此必须要求配合。此外不管带单变压器还是带双变压器，配合的另一个好处就是有利于运行人员根据跳闸位置来判断故障在哪一段，即可以缩小寻找故障的范围。
（3）过负荷告警按1.24Ie 整定，定值取值：400A/2 a ，时限5s ；
2、低后备保护
（1）低后备保护的整定
1）过流元件定值要满足下面两点：
A)要作为低压侧母线的近后备（灵敏度大于等于1.5）；
B)要作为所有出线的远后备（即要保证下级出线中最长的一条末端在小方式下发生故 障有灵敏度。
由于厂区内采用全线电缆，且长度较短，因此线路阻抗可忽略不计，则只要第一点可以满足，第二点肯定可以满足。为了和高后备保护配合，一般取1.5~1.8Ie （配合系数取1.1~1.2，考虑有载调压的影响）。因此取1.8 Ie ，即6235，取整6240A/7.8a ，延时1.4s （比高后备小一个时间差，此处低后备时间也可以小于1.4s ，之所以设置为1.4s ，主要是为了给下级线路留出足够的时间级差）。
2）灵敏度校验：
低压侧两相短路时电流为：
A 168665.1031000238234.21min
.d )2(=???I ，灵敏度满足要求。5.17.26240
16866≥==
sen K 3）电压元件 复压闭锁相间低电压：取值 60V （线电压）；
复压闭锁负序相电压：取值 3.46V （相电压）；
说明：复压元件一般在灵敏度达到1.8以上时，可以不投。此处高后备复压不投，而低后备
复压投入（可以不投）是考虑到应用复压的利与弊（用可能会拒动，不用可能会误动）。
4）低后备增设一段保护
理由：上述低后备时间为1.4s ，如果母线发生故障，以1.4s 的延时切出故障，时间太长，可能会导致严重发热，导致事故范围增大（可能导致更多的开关柜烧坏），因此增设一段时间更短的保护作为低后备保护的Ⅰ段，1.4s 的保护作为低后备保护的Ⅱ段。
由上面的计算可得低压侧两相短路电流为：
A 168665
.1031000238234.21min .d )2(=???I 因此可将定值取为10000A/12.5a ，时间取0.6s （数值要与下级出现中速断的最大值相配合，时限比下级出线的速断保护大一个时间差，113炼钢线的速断保护定值最大，7500A/25a ，时间0.2s 。）。
灵敏度校验：
，灵敏度满足要求。5.169.110000
16866≥==sen K 说明：当涉及到电流保护定值之间的大小配合问题时，上下级的配合系数相较于距离保护定值之间的配合系数（1.1）要大一点，一般要大于 1.25。理由：电流保护受运行方式的影响比较大（即需要考虑负荷电流的叠加问题）。例如：兴荣变10kV 出线中，113炼钢线的速断保护定值最大，为7500A/25a ，时间0.2s ，而113线的负荷电流有可能在1000A 以上（电流叠加后在9000左右，并不大于10000A ），因此如果低后备Ⅰ段定值选取的较小，可能就不能保证保护的选择性（即电流叠加后可能大于低后备Ⅰ段定值）。
四、10kV 出线保护整定
以兴荣变10kV 出线保护为例，10kV 线路保护通常配置两段式过流流保护（速切和过流）。
1. 整定原则：
过流I 段：躲所带最大配变低压侧母线故障时的最大短路电流。
过流II 段：按躲最大负荷电流整定，时间上和兴荣变主变低后备相配合，不能超过1.4s 。
2. 三种常见供电线路的整定介绍
①出线“一带一”的情况，如图（1）
图（1）
假设10kV 出线下面只带一台配变，容量为2MVA ，短路阻抗百分数为5.6%，则 A kV
MVA I fh 1105.10310002=??=，定值取200A ，过流I 段整定为：2821000%6.5=?=*MVA
MVA X 配变， A kA I d 178999.54287295.21max .=?+=
考虑可靠系数Krel=1.5，A A I I 26845.11789=?=，因为只带一台配变，时间可以整0s ，
车间开关跳和兴荣变出线开关跳效果是一样的。
过流II 段整定为：时间整为0.5~0.9s ，因为取0.3s 的话要考虑车间下面有没有冲击负荷，如有冲击负荷，0.3s 有可能躲不过将导致误动，所以时间需要取得折中一点。
车间10kV 进线保护不投，若必须投，定值和兴荣变出线保护定值取一样。
注：a .如果下面出线带的是电动机，则冲击电流应该取电动机额定电流的6~7倍。
b .当不知道下面出线的具体情况时，可以按CT 一次值的1.5倍来整定，时间0.5s~0.9s ，这里的CT 指的是这条支路上的所有保护用CT 中的最小值（在电缆载流量满足要求的前提下）。
②出线“一带多”的情况，见图（2）
图（2）
过流I段：躲所带最大配变低压侧母线故障时的最大短路电流，Kk≥1.5，并可靠躲过所供配变启动时产生的励磁涌流。时间与上级主变低后备I段配合，取0.15s~0.2s，取有时限是为了与下级配合，防止所供某条出线发生故障使进线开关也跳闸导致母线失电，扩大故障范围。
过流II段：按躲最大负荷电流整定，在不清楚下面负荷情况时，可以按CT的1.5倍整定，时间0.5s~1.1s（通常取0.9s）。如果下面所带配变算出的额定电流比CT一次值还要大，就直接按CT值来算。
注：关于躲励磁涌流的问题，如果是一台变压器，一般涌流取8倍的变压器额定电流；如果是多台变压器，先算出所有变压器的总容量，再求出一个额定电流，这里额定电流乘以3~5倍就足够躲过励磁涌流了。
③出线“一带多再串”的情况,见图（3）
图（3）
保护1和保护2之间配合关系：
保护1的过流I段：躲下面所带最大配变低压侧故障时的短路电流，时间取0.3s，给下级馈出线留有裕量；
保护1的过流II段：时间要用足，同样是为了给馈出线留有裕量，取1.1s。
保护2的过流I段：I段为普通的速动段，时间取0s；
保护2的过流II段：与保护1的II段配合，时间取0.8s。
上述三种常见的供电线路拓扑结构，同样也适用于35kV线路保护的三段式过流保护的整
定计算。
结论
本文对变压器差动保护和后备保护的原理进行了简要介绍和分析，重点简述了变压器差动保护和后备保护的整定计算方法，并结合实例对整定计算过程进行了较为详细的描述。针对出线的保护整定，特别是多级串供的线路供电模式，本文结合厂内实际，总结了三种常见的供电模式在继保整定计算过程中的注意事项以及上下级之间相互配合的问题，基本解决了串供线路特别是“一带多”模式的线路因整定过程中考虑不周致使一点故障上下级连跳的问题。针对在实际应用中遇到的保护整定配合问题，我们要做到多思考，所总结，要灵活多变而不能照搬照用，要能够做到根据运行方式的需要灵活地调整相关定值。
参考文献
1.刘学军．继电保护原理．第三版．中国电力出版社．2012年
2.刘介才．工厂供电．第五版．机械工业出版社．2009年
3.国家电网继电保护培训教材．中国电力出版社．2009年
电力变压器继电保护设计 Final revision on November 26, 2020
课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计 院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 57_______ 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期
课程设计任务书 一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术
资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。 （4）继电保护装置整定计算。 （5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。
2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、 强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =；电压为110±4×2．5％／ ±2×2．5％／11 kV；接线为Y N /y/d 11 （Y /y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%） =，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV侧的中性点只有一台 接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条长的110kV高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护按一台变压器单独运行为保护的计算方式。变压器的后备保护（定时限过电流电流）作为线路的远后备保护。 图1 主接线图 注： 学号尾号为1、2、3的同学，用图中S kmax =1010MVA，S kmin =510 MVA进行计 算； 学号尾号为4、5、6的同学，用图中S kmax =1100MVA，S kmin =520 MVA进行计 算； 学号尾号为7、8、9、0的同学，用图中S kmax =1110MVA，S kmin =550 MVA进行 计算。 三、时间、地点安排
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
1.摘要 继电保护在电力的生产、输送及使用过程中都起到了至关重要的作用，为保证供电的可靠性做出了极大的贡献。其中对变压器的保护是重要的一部分，在电力的传输中变压器是至关重要的设备，完成电压等级的变换。对变压器的保护是电力系统继电保护的重要组成部分。 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计是对某三绕组变压器继电保护的设计，气体保护和总差动保护组成了变压器的主保护，过电流保护是变压器的后备保护，另外还涉及了零序电流保护。设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 关键词：继电保护变压器短路电流整定计算
2.设计基本资料 已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路 电压：5.10(%)=HM U ；6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地；若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（图中的L1的参数改为L1=20km ） 电气主接线图 图2.1 电气主接线图 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 ～
郑州煤炭工业（集团）有限责任公司( 函) 郑煤机电便字【2016】14号 关于下发井下供电系统继电保护整定方案 (试行)的通知 集团公司各直管矿井及区域公司： 为加强井下供电系统安全的管理，提高矿井供电的可靠性，必须认真做好供电系统继电保护整定工作。结合郑煤集团公司所属矿井的实际情况，按照电力行业的有关标准和要求，特制定《井下供电系统继电保护整定方案》（试行），请各单位根据井下供电系统继电保护整定方案，结合本单位的实际情况，认真进行供电系统继电保护整定计算，并按照计算结果整定。在实际执行中不断完善，有意见和建议的，及时与集团公司机电运输部联系。 机电运输部 二〇一六年二月二十九日 井下供电系统继电保护整定 方案（试行） 郑煤集团公司
前言 为提高煤矿井下供电继电保护运行水平，确保井下供电可靠性,指导供电管理人员对高低压保护整定工作，集团公司组织编写了《井下供电系统继电保护整定方案》（试行）。 《井下供电系统继电保护整定方案》共分为六章，第一章高低压短路电流计算，第二章井下高压开关具有的保护种类，第三章矿井高压开关短路、过载保护整定原则及方法，第四章井下供电高压电网漏电保护整定计算，第五章低压供电系统继电保护整定方案，第六章127伏供电系统整定计算方案。 由于煤矿继电保护技术水平不断提高，技术装备不断涌现，加之编写人员水平有限，编写内容难免有不当之处，敬请各单位在今后的实际工作中要针对新情况新问题不断总结和完善，对继电保护的整定计算方案提出改进意见和建议。 二〇一六年二月二十九日 目录 第一章高低压短路电流计算............................................................ 第一节整定计算的准备工作...................................................... 第二节短路计算假设与步骤...................................................... 第三节各元件电抗计算............................................................ 第四节短路电流的计算............................................................ 第五节高压电气设备选择......................................................... 第六节短路电流计算实例......................................................... 第二章高压配电装置所具有的保护种类 ............................................ 第一节过流保护装置............................................................... 第二节单相接地保护............................................................... 第三节其它保护种类...............................................................
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
电力变压器继电保护技术的应用与发展 【摘要】本文首先论述了电力变压器的继电保护措施，继而分析了继电保护装置在电力变压器故障中的应用，接着就继电保护装置在实际应用中应考虑的问题和应对措施进行了简要阐述，最后对继电保护的未来发展趋势谈了一点看法，仅供参考。 【关键词】电力变压器；继电保护技术；应用；发展 继电保护是一个自动化的装置设备，它的目的是当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时，这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作，使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理，以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏，使被保护系统稳定运行。在电力系统中，电力变压器作为其大量使用的关键设备，其运行的可靠性是整个电力系统安全运行的重要保证。一旦其发生故障，却又无相应的保护装置对其进行保护，就会使整个电力系统无法正常运行。为此，应用继电保护装置对其进行保护显得尤为重要。 1.电力变压器的继电保护措施 1.1瓦斯保护 瓦斯保护是大中型变压器不可缺少的安全保护，其分为轻瓦斯保护动作于信号、重瓦斯保护动作于断路器跳闸。（1）轻瓦斯保护动作：当变压器局部产生击穿或短路故障时，其变压器内会产生气体，这时继电保护装置会根据气体的速度、特征以及成分等，来推测其故障的原因、部位和严重程度。当因为是滤油、加油或气动强油循环装置而产生气体，或是因温度下降或漏油使油面下降，再或是因为变压器轻微故障而产生气体等原因时，保护装置会发出瓦斯信号。（2）重瓦斯保护动作：当变压器内油面剧烈下降或保护装置二次回路故障，或是检修后油中空气分离太快等，均会导致瓦斯动作于跳闸。 1.2差动保护 差动保护是电力系统中，被保护设备发生短路故障，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，从而产生差电流，当产生的差电流大于差动保护装置的整定值时而动作的一种保护装置。 1.3后备保护 当回路发生故障时，回路上的保护将在瞬间发出信号断开回路的开断元件（如断路器），这个立即动作的保护就是主保护。当主保护因为各种原因没有动作，在延时很短时间后（延时时间根据各回路的要求），另一个保护将启动并动作，将故障回路跳开。这个保护就是后备保护。
摘要 电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系统正常运行，就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置相应的继电保护装置。本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置配置原则和设计方案。 关键词：电力变压器继电保护装置保护配置
Abstract Power transformer is very important in power system,power components in order to power supply reliability and system normal operation,you must see the size of its capacity,voltage and important degree of on any account,set up corresponding relay protection device.This paper according to the operation of power transformer fault and analyzed the power transformer longitudinal differential peotection,gas protection and over-current protection rely protection device configuration principle and design scheme. Keywords: Power transformer Relay protection device Protection configuration
第一部分：整定计算准备工作 一、收集电站有关一、二次设备资料。如一次主接线图，一次设备参数（必 须是厂家实测参数或铭牌参数）；二次回路设计，继电保护配置及原理接线图，LH、YH变比等。 二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。 三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编（第二版）、专 业规章制度；电力工程设计手册及参数书等。 第二部分：短路电流的计算 为给保护定值的整定提供依据，需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外，为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合，也需要计算系统的短路故障电流。 一、短路电流的计算步骤： 1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。 通常在计算的系统中，包含有发电机、变压器、输电线路等元件，变压器各侧的电压等级不同。为简化计算，在实际计算过程中采用标幺值进行。 在采用标幺值进行计算之前，尚需选择基准值，将各元件的阻抗换算成相对某一基准值下的标幺值，再将各元件的标幺阻抗按实际的主接线方式连接起来，绘制出相应的标幺阻抗图。 2、简化标幺阻抗图。 为计算流经故障点的短路电流，首先需将各支路进行串、并联简化及D、Y换算，最终得到一个只有一个等效电源及一个等效阻抗的等效电路。 3、求出总短路电流。 根据简化的标幺阻抗图，计算总短路电流。计算方法有以下两种，即查图法和对称分量法。 （1）查图法计算短路电流：首先求出发电机对短路点的计算电抗，然后根据计算电抗及运行曲线图查出某一时刻的短路电流。所谓运行曲线图是标征短路电流与计算电抗及经历时间关系的曲线图。 （2）用对称分量法计算短路电流：首先根据不对称故障的类型，绘制出与故障相对应的各序量网路图，然后根据序量图计算出各短路序量电流，最后求出流经故障点的短路电流。 4、求出各支路的短路电流，并换算成有名值。 求出的电流为标幺值电流，可按下式换算成有名值电流。 I=I*×S B/√3U B 式中：I—有名值电流单位为安培 I*—标幺值电流 —基准容量； S B —该电压等级下的基准电压。 U B
电力系统继电保护装置变压器保护分类以及概述 另外还有些非电气量保护，比如轻、重瓦斯保护，压力释放保护，冷却器全停保护，油温高保护，绕组温度高保护等。 针对其中一部分做了简单的概述！ 纵差保护：包括纵差、高阻抗纵差、零序纵差、发电机变压器组纵差、引线差动保护。 1 变压器的差动保护、电流速断保护： 保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。 6300kV A及以上并列运行的变压器，10000kV A及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300kV A及以上重要的变压器，应装设纵差保护。其他电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5S。 对于2000kV A以上的变压器，当电流速断保护灵敏度不能满足要求时，也应装设纵差保护。 纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 2 瓦斯保护 它主要保护变压器内部短路和油面降低的故障。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，亦应装设瓦斯保护。 变压器一般采用的保护方式二：纵联差动保护或电流速断保护反应变压器引出线、套管及内部短路故障的纵联差动保护或电流速断保护。保护瞬时动作于断开变压器的各侧断路器。
轻瓦斯保护反应于气体容积，动作于信号。 重瓦斯保护反应于油流流速，动作于跳闸。 瓦斯保护可作为变压器内部故障的一种主保护，但不能作为防御各种故障的唯一保护。 3、变压器的过电流保护： 保护外部相间短路，并作为瓦斯保护和差动保护(或电流速断保护)的后备保护。 包括负序过流、低压过流、复合电压过流、方向过流保护，如发电机变压器组共用，装设在发电机侧的低压过流保护按发电机保护统计。 4、接地保护：包括间隙接地保护、零序电流电压、零序电流保护。 零序电流保护：保护大接地电流系统的外部单相接地短路。利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置，叫零序电流保护。在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。将零序电流互感器套地三芯电缆上，电流继电器接在互感器的二次线圈上，在正常运行或无接地故障时，由于电缆三相电流的向量之和等于零，零序互感器二次线圈的电流也为零(只有很小的不平衡电流)，故电流继电器不动作。当发生接地故障时，零序互感器二次线圈将出现较大的电流，使电流继电器动作，以便发出信号或切除故障。 主变零序保护适用于110kV及以上电压等级的变压器。由主变零序电流、零序电压、间隙零序电流元件构成，根据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式：中性点直接接地保护方式、中性点不直接接地保护方式、中性点经间隙接地的保护方式。 防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。 5、过励磁保护 过励磁保护：保护变压器的过励磁不超过允许的限度。 超高压大型变压器需要装设过励磁保护，由于变压器铁心中的磁通密度B与电压和频率的比值U/f成正比，因此当电压升高和频率降低时会引起变压器过励磁，使得励磁电流增大，造成铁损增加，铁心温度和绕组温度升高，严重时要造成局部变形和损伤周围的绝缘介质。过励磁保护反映于实际工作磁密和额定工作磁密之比(过励磁倍数)而动作。在变压器允许的过励磁范围内，过励磁保护作用于信号，当过励磁超过允许值时可动作于跳闸。 6、过负荷保护： 保护对称过负荷，仅作用于信号。
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021年电力变压器运行的安全 与继电保护 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2021年电力变压器运行的安全与继电保护 1电力变压器的故障分为内部和外部两种故障。内部故障指变压器油箱里面发生的各种故障，主要靠瓦斯和差动保护动作切除变压器;外部故障指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，一般情况下由差动保护动作切除变压器。速动保护(瓦斯和差动)无延时动作切除故障变压器，设备是否损坏主要取决于变压器的动稳定性。而在变压器各侧母线及其相连间隔的引出设备故障时，若故障设备未配保护(如低压侧母线保护)或保护拒动时，则只能靠变压器后备保护动作跳开相应开关使变压器脱离故障。因后备保护带延时动作，所以变压器必然要承受一定时间段内的区外故障造成的过电流，在此时间段内变压器是否损坏主要取决于变压器的热稳定性。因此，变压器后备保护的定值整定与变压器自身的热稳定要求之间存在着必然的联系。
2变压器设计热稳定指标 文献[1]中要求“对称短路电流I的持续时间：当使用部门未提出其它要求时，用于计算承受短路耐热能力的电流I的持续时间为2s。注：对于自耦变压器和短路电流超过25倍额定电流的变压器，经制造厂与使用部门协商后，采用的短路电流持续时间可以小于2s。” 按以上设计考虑，一台220kV/120MVA普通三卷变压器，取变压器典型参数(高低压阻抗比为22.4)计算可知：低压侧能够承受的热稳定电流标幺值约为0.51。当两台这样的变压器并列运行，低压侧母线故障本侧分段开关跳开时，变压器低压绕组中可能的短路电流可达到0.75倍标幺值，比设计值增大了近50%。若三台这样的变压器并列运行，变耦变压器，按技术规程[2]要求，装设瓦斯保护、过激磁保护、双重差动保护，同时在其高、中压侧均装设了阻抗保护及零序方向电流保护，低压侧装设过流保护。这些保护均作用于跳闸。高、中压侧的阻抗保护和低压侧过流保护属变压器的相间后备保护。由于500kV变压器多为单相式变压器，所以变压器本体不会
10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况： 两路10kV电源进线，一用一备，负荷出线6路，4台630kW电动机，2台630kVA变压器，所以采用单母线分段，两段负荷分布完全一样，右边部分没画出，右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据：最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A，最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A，变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定：根据计算，2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短，50米以内，这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算
采用GL型继电器，取消瞬时保护，过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合：电机速断一次动作电流360A，动作时间10S，则母联过流与此配合，360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限，瞬动部分无法配合，所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计 院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 2014511057_______ 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期 2017.6.12-2017.6.23__
课程设计任务书 一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。 （4）继电保护装置整定计算。 （5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。
2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =31.5MVA ；电压为110±4×2．5％／38.5±2×2．5％／11 kV ；接线为Y N /y/d 11（Y 0/y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%）=10.5，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条6.5km 长的110kV 高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护按一台变压器单独运行为保护的计算方式。变压器的后备保护（定时限过电流电流）
附录一 1、电网元件参数计算及负荷电流计算 1.1基准值选择 基准容量：MVA S B 100= 基准电压：V V V B k 115av == 基准电流：A V S I B B B k 502.03/== 基准电抗：Ω==25.1323/B B B I V Z 电压标幺值：05.1=E 1.2电网元件等值电抗计算 线路的正序电抗每公里均为0.4Ω/kM ；负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为1.2Ω/kM ；线路阻抗角为80o。 表格2.1系统参数表
1.2.1输电线路等值电抗计算 （1）线路AB 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=41534.0x 1AB AB L X 标幺值: 1059.025 .1324 1=== * B AB AB Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=42532.1x 0.0AB AB L X 标幺值: 3176.025 .13242 .0.0=== * B AB AB Z X X （2）线路B C 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=42064.0x 1BC BC L X 标幺值: 5181.025 .1324 2=== * B B C BC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=72062.1x 0.0BC BC L X 标幺值: 5444.025 .13272 .0.0=== * B B C BC Z X X （3）线路AC 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=11.2284.0x 1AC AC L X 标幺值: 8470.025 .13211.2 ===* B A C AC Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=33.6282.1x 0.0AC AC L X 标幺值: 2541.025 .13233.6 .0.0=== * B A C AC Z X X （4）线路CS 等值电抗计算： 正序电抗：Ω=?=?=20504.0x 1CS CS L X 标幺值: 1512.025 .13220 === * B CS CS Z X X 零序阻抗：Ω=?=?=60502.1x 0.0CS CS L X
电力变压器继电保护设 计 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期 2017.6.23__
课程设计任务书
一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。
（4）继电保护装置整定计算。（5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。
2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、 强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =31.5MVA；电压为110±4×2．5％／ 38.5±2×2．5％／11 kV；接线为Y N /y/d 11 （Y /y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%）=10.5，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV侧的中性点 只有一台接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条6.5km长的110kV高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护
继电保护整定计算公式汇编 为进一步规范我矿高压供电系统继电保护整定计算工作，提高保护的可靠性快速性、灵敏性，为此，将常用的继电保护整定计算公式汇编如下，仅供参考。有不当之处希指正： 一、电力变压器的保护： 1、瓦斯保护： 作为变压器内部故障（相间、匝间短路）的主保护，根据规定，800KV A以上的油浸变压器，均应装设瓦斯保护。 （1）重瓦斯动作流速：0.7～1.0m/s。 （2）轻瓦斯动作容积：S b＜1000KV A：200±10%cm3；S b在1000～15000KV A：250±10%cm3；S b在15000～100000KV A：300±10%cm3；S b＞100000KV A：350±10%cm3。 2、差动保护：作为变压器内部绕组、绝缘套管及引出线相间短路的主保护。包括平衡线圈I、II及差动线 圈。 3、电流速断保护整定计算公式： （1）动作电流：Idz=Kk×I(3)dmax2
继电器动作电流：u i d jx K dzj K K I K K I ???=2 max ) 3( 其中：K k —可靠系数，DL 型取1.2，GL 型取1.4 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 I (3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流 K i —电流互感器变比 K u —变压器的变比 一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为： i e jx K dzj K I K K I 1??= 其中：K k —可靠系数，取3～6。 K jx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 I 1e —变压器一次侧额定电流 K i —电流互感器变比 （2）速断保护灵敏系数校验：
L63 紫光测控有限公司企业标准 Q/12BS 0659-2016 DCAP-710T1-DA-G 变压器主后一体保护装置 2016年2月22日发布2016年2月23日实施 紫光测控有限公司发布
前言 本标准依据本部分按GB/T 1.1—2009《标准化工作导则》第1部分：标准的结构和编写制定。本标准由紫光测控有限公司提出、起草并负责解释。 本标准主要起草人：尹明铉、成怀宁、魏玉洁。 本标准于2016年2月首次发布。
1 范围 本标准规定了DCAP-710T1-DA-G变压器主后一体保护装置的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存以及质量保证。 本标准适用于DCAP-710T1-DA-G变压器主后一体保护装置，并作为本装置设计、制造、试验和应用 的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于本文件。 GB/T 2423.1-2008 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法 GB/T 2887-2011 电子计算机场地通用规范 GB/T 2900.1 电工术语基本术语 GB/T2900.15 电工术语变压器、互感器、调压器和电抗器 GB/T 2900.17 电工术语量度继电器 GB/T 2900.49 电工术语电力系统保护 GB/T 2900.50 电工术语发电、输电及配电通用术语 GB/T 2900.57 电工术语发电、输电及配电运行 GB/T 4207—2003 固体绝缘材料在潮湿条件下相比漏电起痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法 GB 4208—2008 外壳防护等级(IP代码) GB/T 7261—2008 继电保护和安全自动装置基本试验方法 GB/T 7268-2005 电力系统二次回路控制、保护装置用插箱及插件面板基本尺寸系列 GB/T 8367-1987量度继电器直流辅助激励量的中断及交流分量 GB/T 9361-2011 计算机场地安全要求 GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书总则 GB/T 11287—2000 电气继电器第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震 试验第1篇：振动试验（正弦） GB/T 13729-2002 远动终端设备 GB/T 14598.2-2011 量度继电器和保护装置第一部分：通用要求 GB/T 14598.3—2006 电气继电器第5部分：量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验
发电厂继电保护整定计算 北京中恒博瑞数字电力有限公司 二零一零年五月
目录 继电保护基本概念 (4) 一、电力系统故障 (4) 二、继电保护概念 (4) 三、对继电保护提出的四个基本要求（四性）及其相互关系 (4) 标幺值计算 (7) 一、定义 (7) 二、基准值选取 (7) 三、标幺值计算 (7) 元件各序等值计算 (9) 一、设备类型： (9) 二、等值原因 (9) 三、主要元件等值 (9) 1．输电线路及电缆 (9) 2．变压器 (11) 3．发电机 (14) 4．系统 (14) 5．电容器 (15) 6．电抗器 (16) 不对称故障计算 (16) 一、原理（求解方法） (17) 二、各种不对称故障故障点电气量计算 (18) 三、保护安装处电气量计算 (20) 四、举例 (23) 阶段式电流保护 (26) 一、I段（电流速断保护） (26) 二、II端（延时速断） (26) 三、III端（延时过流） (27) 阶段式距离保护 (31) 一、基础知识 (31) 二、阶段式相间距离保护 (32) 三、阶段式接地距离 (33) 阶段式零序电流保护 (35) 一、基础知识 (35) 二、阶段式零序电流保护整定 (35) 发电厂继电保护整定计算概述 (37)
1、典型接线 (37) 2、发电厂接地方式 (37) 3、元件各序参数计算 (37) 4、故障计算 (38) 5、电厂保护配置特点 (39) 发电机差动保护（比率制动式） (40) 1. 原理 (40) 2．不平衡电流 (40) 3．比率制式差动保护 (41) 变压器（发变组）差动保护（比率制动） (43) 1．原理 (43) 2．平衡系数问题 (43) 3．相移问题 (44) 4．零序电流穿越性问题 (45) 5．变压器的励磁涌流及和应涌流 (45) 6．不平衡电流的计算 (47) 7．整定计算 (48) 发电机失磁保护 (49) 1. 基本知识 (49) 2. 失磁后果 (50) 3. 失磁过程 (50) 4. 保护 (52) 发电机失步保护 (53) 1、发电机失步原因 (53) 2、振荡时电气量的变化 (53) 3、失步保护原理及整定 (55) 发电机定子接地保护 (56) 1．故障分析 (56) 2. 基波零序电压保护 (57) 3. 三次谐波电压保护 (57) 厂用电保护 (58) 一、低压厂用电保护（400V接地，电网的最末端） (58) 二、低压厂变保护（6kV/400V） (60) 三、高压电动机 (64) 四、高厂变（启备变）保护 (66) 五、励磁变电流保护 (69) 六、励磁机保护（主励磁机） (70) 七、高压馈线保护 (71)