摘要
继电保护是电力系统设计有关事故时减小停电范围、限制事故对设备损害的这样一个领域。电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统的安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。选择保护方式和正确的整定计算，以保证电力系统的安全运行。
本文主要通过分析原始资料中主要设备的参数，首先，需要对电力系统继电保护原理进行全面系统的复习、查阅相关资料，加深理解；其次，结合相关参数和各种继电保护原理，确定适用于变压器的保护方案，最后，分别对变压器的进行各种保护整定和配置计算，并且根据系统一次设计图给出部分二次设计及其配置图和一般原理图。本次设计中主要采用的保护有瓦斯保护、变压器纵联差动保护、低电压起动的过电流保护、过负荷保护、温度保护。
关键词继电保护，变压器保护，灵敏度校验，短路电流计算，整定计算
Abstract
The Relay protection is electrical system design relevant accident reduce outage scope, limit the damage of equipment accidents such a field. Power system protection design and configuration whether reasonable, directly affecting the safe operation of the power system, so choose protection way, meet the basic requirements of the relay protection. Choose the right protection mode and setting calculation, to ensure the safe operation of the power system. This paper mainly through the analysis of the original material of main equipment of parameters, first of all, need for transformer protection principle of comprehensive system review, refer to the relevant material, deepen understanding; Secondly, in conjunction with the relevant parameters and all kinds of relay protection principle, determine suitable for transformer protection scheme, then respectively, the transformer protection setting and configuration of calculated according to the system, and gives some secondary design drawings once its configuration diagram and general principle diagram. This design mainly adopts a transformer protection of gas protection, longitudinal league differential protection, over current protection, overload protection, temperature protection.
KeyWords relay protection，transformer protection，sensitivity check，short-circuit current calculation，setting calculation
目录
摘要 (1)
Abstract (1)
绪言 (1)
1.1 课题背景 (1)
1.2 课题研究的目的和意义 (1)
2系统设计方案研究 (2)
2.1变电所主变压器基本情况介绍 (2)
2.2系统运行方式分析 (3)
2.2.1系统运行方式分析原则 (3)
2.2.2煤矿变电所各种电气运行方式的分析 (4)
2.3 变压器各种保护及其装设条件 (5)
2.3.1瓦斯保护 (5)
2.3.2 纵差动保护 (5)
2.3.3过电流保护 (7)
2.3.4过负荷保护 (8)
2.3.5温度保护 (9)
2.2继电保护规程中对相关保护的配置要求 (9)
2.4针对本设计的规程要求 (10)
2.4.1 同时性故障的配置方案 (10)
2.4.2 对经电流互感器接入保护的要求 (10)
2.4.3 关于远后备保护的规定 (10)
2.4.4 系统振荡对保护的要求 (11)
2.4.5 其他相关规定 (11)
3短路电流的计算 (12)
3.1标幺值归算 (12)
3.2短路电流的计算 (14)
4保护的整定计算及灵敏度检验 (28)
4.1变压器主保护的整定计算及灵敏度检验 (28)
4.1.1纵连差动保护的整定计算 (28)
4.1.2差动保护的灵敏度校验 (33)
4.1.3变压器瓦斯保护的整定 (34)
4.2相间后备保护的整定及校验 (35)
4.2.1过电流保护动作电流的整定 (35)
4.2.2过电流保护灵敏度校验 (36)
4.2.3过负荷保护 (37)
4.2.4温度保护 (39)
4.3变压器各个保护动作时限配合 (39)
5设备的选型设计 (40)
5.1电流互感器的选择 (40)
5.2继电器的选择及参数介绍 (43)
5.2.1各种继电器原理 (43)
5.2.2 所选继电器参数介绍 (45)
6总结 (50)
致谢 (51)
参考文献 (52)
附录1 (53)
附录2 (56)
附录3 (57)
附录4 (57)
绪言
1.1 课题背景
电力变压器是电力系统中的重要的电气设备，在发电、输电、配电环节中起着提高电压以便于远距离输送电能以及降低电压给负荷供电等关键作用。其故障对供电可靠性和系统安全运行带来严重影响，同时大容量的电力变压器本身也是十分贵重的设备。因此根据变压器容量和电压等级及其重要程度，装设性能良好、动作可靠地继电保护。
在研究此课题前以修完《电力系统继电保护》、《电力系统分析》、《电路》，具备了一定的理论知识，结合相关资料文献和自学知识，对大容量变压器继电保护设计做全面的分析理解，弄清其原理，再将其拆分成若干小的课题。《电力系统分析》上对短路电流计算的知识，《电力系统继电保护》及相关知识和参考资料对各继电保护进行整定算得出继电保护的配置最终达到整体掌握整个课题的目的。利用所学的课本和资料,图书馆资料，维库数据库，万方数据库，在数据库中，可以搜索到许多相关的中英文参考文献资料，和许多知名大学发表的论文，以及指导老师的大力指导和支持，因此研究本课题已经具备了足够的条件。
1.2 课题研究的目的和意义
本设计围绕煤矿变电所主变压器护整定计算展开分析和讨论，重点设计了短路电流的计算、继电保护整定、校验，以及继电保护配置等方面。通过这次设计来巩固《电力系统继电保护》、《电力系统分析》等课程所学的理论知识，并把所学知识运用到
分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后在工作岗位打好基础。
本设计的研究意义：
1、在这次论文的学习中，巩固自己在大学里面所学的课程的理论知识，理论联系实际，做到对课本理论知识的运用；
2、在论文设计过程中，尽可能的多学些实际的东西，独立完成论文设计，并主动争取老师的指导，养成独立思考的能力；
3、在毕业设计中养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后进入工作岗位打好基础；
4、掌握继电保护设计的内容、步骤和方法；
5、同时提高计算、制图和编写技术文件的技能。
2系统设计方案研究
2.1变电所主变压器基本情况介绍
本次设计的主要对象是位于某矿区变电所的两台主变压器，型号为S9-6300/35(选型计算见附录)，电压等级为35KV，由两台变压器并列运行，35KV为高压侧，由#2，#3两条输电线路与系统环并运行。6.3kV侧的主接线形式为单母线接线，并通过两条平行双回线路与煤矿热电厂相连接。
本次设计变电所主接线如下图2-1所示
任务要求：根据变压器的实际运行情况，对其进行各种保护整定，并分析各种保护情况下灵敏度的校验过程，并绘制整个系统原理接线图。
2-1变电所主接线
2.2系统运行方式分析
2.2.1系统运行方式分析原则
电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能，所选用的保护方式，应在各种系统运行方式下都能满足选择性和灵敏性的要求，所以在设计之出，就先要系统的对变电站的运行方式分析，以便与今后的计算和定值整定工作，另外也可以有针对性的设立短路点，简化计算工作，提高设计效率。
系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行方式，而系统的最小运行方式也不一定是保护的最小运行方式。
对过量保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性，其他运行方式下也一定能保护其选择性；灵敏性的校验则要根据最小运行方式来进行，因为在最小运行方式下，灵敏度仍然符合要求，那在其他运行方式下，灵敏度也一定能满足要求。
根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大
运行方式。继电保护中，短路时通过保护的短路电流为最大运行方式。
根据系统最小负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入相应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式为最小运行方式。继电保护中，通过保护的短路电流为最小运行方式。
根据系统正常负荷的需要，投入与之相适应的数量发电机，变压器和线路的运行方式称为正常运行方式。这种运行方式在一年之内的运行时间最长。对更复杂的系统，最大最小运行方式的判断是比较困难的，有时需要经过多次计算才能确定。对于某特殊运行方式，运行时间很短，对保证保护的选择性或灵敏度有困难时，且在保护拒动或误动不会引起大面积停电的情况，可不予考虑。
2.2.2煤矿变电所各种电气运行方式的分析
设计题目给定的条件为：系统35KV 母线最大及最小运行方式下的系统电抗分别为max X =0.46，min X =0.57（j S =100MVA ）.
煤矿热电厂有两台发电机经升压后由两条电缆线路与煤矿变电所35KV 母线相连。虑变电所所有可能的运行方式，以确定继电保护装置整定计算和灵敏度校验时所需要的各个短路电流
运行方式1：变电所高低压双侧单母线运行或双侧单母线分段且母联断路器闭合运行，同时煤矿热电厂两台发电机同时工作。变电所两台变压器并列运行。
运行方式2：变电所高低压双侧单母线运行或双侧单母线分段且母联断路器闭合运行，同时煤矿热电厂两台发电机同时工作。变电所一台变压器单独运行。
运行方式3：变电所高压侧单母线运行，低压侧单母分段运行且母联断路器断开运行，同时煤矿热电厂仅一台发电机工作。变电所两台变压器并列运行。
运行方式4：变电所高压侧单母线运行，低压侧单母分段运行且母联断路器断开运行，同时煤矿热电厂仅一台发电机工作。变电所一台变压器单独运行。
运行方式5：煤矿发电厂两台发电机同时工作，并且系统以最大运行方式运行，变压器高压侧短路
运行方式6：煤矿发电厂仅一台发电机工作，并且系统以最小运行方式运行，变压器高压侧短路
2.3变压器各种保护及其装设条件
2.3.1瓦斯保护
在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压绕组对地绝缘破坏引起的单相接地。变压器油箱内发生的任何一个故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们就要从油箱里流向油枕的上部，当故障严重时，油会迅速膨胀并有大量的气体产生，此时，回游强烈的油流和气体冲向油枕的上部。利用油箱内部的故障时的这一特点，可以构成反映气体变化的保护装置，称之为瓦斯保护.
800千伏安及以下的油浸式变压器，应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面降低时应瞬时作用于信号；当产生大量瓦斯时，宜动作于断开变压器各电源侧的断路器，如降压变压器高压侧无断路器且未采用第50条所列的措施时，则可作用于信号。400千伏安及以下的车间内油浸式变压器，也应装瓦斯保护。对于变压器引出线，套管及内部的故障，应采用下列保护方式。
2.3.2纵差动保护
变压器的纵联差动保护用来反映变压器绕组、引出线及套管上的各种短路保护故障，是变压器的主保护。
纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电流的大小和相位的原理实现的。为了实现这种比较，在变压器两侧各装设一
组电流互感TA1、TA2，其二次侧按环流法连接，即若变压器两端的电流互感器一次侧的正极性端子均置于靠近母线的一侧，则将它们二次侧的同极性端子相连接，再将差动继电器的线圈按环流法接入，构成纵联差动保护，见图1-3。变压器的纵差保护与输电线的纵联差动相似，工作原理相同，但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，为了保证变压器纵差保护的正常运行，必须选择好适应变压器两侧电流互感器的变比和接线方式，保证变压器在正常运行和外部短路时两侧的二次电流等。其保护范围为两侧电流互感TA1、TA2之间的全部区域，包括变压器的高、低压绕组、套管及引出线等。
从图2-2可见，正常运行和外部短路，流过差动继电器的电流为2212I I I r -=，在理想的情况下，其值等于零。但实际上由于电流互感器特性、变比等因素，流过继电器的电流为不平稳电流。变压器内部故障时，流入差动继电器的电流为2212I I I r +=，即为短路点的短路电流。当该电流大于KD 的动作电流时，KD 动作。
由于变压器各侧额定电压和额定电流不同，因此，为了保护其纵联差动保护正确动作，必须适当选择各侧电流互感器的变
比，使得正常运行和外部短路时，差动回路内没有电流。
如图2-2中，应使2
2112212TA TA n I n I I I ===（2-1） 式中1TA n ——高压侧电流互感器的变比；
2TA n ——低压侧电流互感器的变比。
要实现双绕组变压器的纵联差动保护，必须适当选择两侧电流互感器的变比。因此，在变压器纵联差动保护中，要实现两侧电流的正确比较，必须先考虑变压器变比的影响。
实际上，由于电流互感器的误差、变压器的接线方式及励磁涌流等因素的影响，即使满足式（2-1）条件，差动回路中仍回流过一定的不平衡电流unb I ., unb I .
越大，差动继电器的动作电流也越大，差动保护灵敏度就越低。因此，要提高变压器纵联差动保护的灵敏度，关键问题是减小或消除不平衡电流的影响
（1）用于6300千伏安及以上并列运行的变压器；
（2）用于10000千伏安及以上单独运行的变压器；
（3）用于6300千伏安及以上的厂用工作变压器，对厂用备用变压器可装设电流速断保护代替差动保护。
如变压器的纵差保护对单相接地短路灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。纵联差动保护的整定值可小于额定电流。
纵联差动保护应符合以下要求：
（1）应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；
（2）应在变压器过励磁时不误动。
差动保护范围一般包括变压器套管以其引出线，但在某种情况下，如母线上进，出线回路较少的发电厂和变电所，差动保护可利用变压器套管内部的电流互感器。
2.3.3过电流保护
过电流保护一般用于容量较小的降压变压器上，其单相原理接线如图1—8 所示。保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流I L 。max 来整定，即
I op =Kre
Krel max L I 式中 rel K —可靠系数，一般采用1.2~1.3；
re K —返回系数，一般采用0.85；
max L I —变压器的最大负荷电流。
一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。
2.3.4过负荷保护
变压器过负荷保护反映变压器对称过负荷引起的过电流。保护用一个电流继电器接于一相电流，经延时动作于信号。
过负荷保护的安装侧，应根据保护能反映变压器各侧绕组可能过负荷情况来选择：
（1）对于双绕组升压变压器，装于发电机侧。
（2）对一侧无电源的三绕组升压变压器，装于发电机电压侧和无电源侧。
（3）对三侧有电源侧电源的三绕组升压变压器，三侧均装。
（4）对于双绕组降压变压器，装于高压侧。
（5）对两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设。 过电流保护的动作电流。应按躲开变压器的额定电流整定，即
B N rel op I K K I re
. 式中rel K —可靠系数，取1.05
re K —返回系数；取0.85
400千伏安及以上变压器，当台数并列运行或单独运行并作为其他复合的备用电源时，应根据可能过负荷的情况下装设过负荷保护。过负荷保护应接于一相电流上，带时限作用于信号。在
经常无值班人员的变电所，必要时，过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。
2.3.5温度保护
当变压器的冷却系统发生故障或发生外部短路和过负荷时，变压器的油温将升高。变压器油的温度越高，油的劣化速度越快，实用年限减少。当油温达115-120℃时，油开始劣化，而到140-150℃时劣化更明显，以致不能使用。油温高将促使变压器绕组绝缘加速老化影响寿命。因此《变压器运行规程》（DLT572-1995）规定：上层油温要进行监视。凡是容量在1000kVA及以上的油浸式变压器均要装设温度保护，监视上层油温的情况；对于车间内变电所，凡是容量在315kVA及以上的变压器，通常都要装设温度保护；对于少数用户变电所，凡是容量在800kVA左右的变压器，都应装设温度保护，但温度保护只动作于信号。
2.2继电保护规程中对相关保护的配置要求
(1)主保护
主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
(2)后备保护
后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。
远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。
近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。
(3)辅助保护
辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
(4)异常运行保护
异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
2.4针对本设计的规程要求
2.4.1同时性故障的配置方案
制定保护配置方案时，对两种故障同时出现的稀有情况可仅保证切除故障。
2.4.2对经电流互感器接入保护的要求
在各类保护装置接于电流互感器二次绕组时，应考虑到既要消除保护死区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。
2.4.3关于远后备保护的规定
当采用远后备方式时，在短路电流水平低且对电网不致造成影响的情况下（如变压器或电抗器后面发生短路，或电流助增作
用很大的相邻线路上发生短路等），如果为了满足相邻线路保护区末端短路时的灵敏性要求，将使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可以缩小后备保护作用的范围。必要时，可加设近后备保护。
（主要针对110KV及以下电压等级保护）
2.4.4系统振荡对保护的要求
电力设备或线路的保护装置，除预先规定的以外，都不应因系统振荡引起误动作。使用于220kV～500kV电网的线路保护，其振荡闭锁应满足如下要求：
（1）系统发生全相或非全相振荡，保护装置不应误动作跳闸；
（2）系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路如发生各种类型的不对称故障，保护装置应有选择性地动作跳闸，纵联保护仍应快速动作；
（3）系统在全相振荡过程中发生三相故障，故障线路的保护装置应可靠动作跳闸，并允许带短延时。
2.4.5其他相关规定
（1）有独立选相跳闸功能的线路保护装置发出的跳闸命令，应能直接传送至相关断路器的分相跳闸执行回路。
（2）使用于单相重合闸线路的保护装置，应具有在单相跳闸后至重合前的两相运行过程中，健全相再故障时快速动作三相跳闸的保护功能。
（3）技术上无特殊要求及无特殊情况时，保护装置中的零序电流方向元件应采用自产零序电压，不应接入电压互感器的开口三角电压。
（4）保护装置在电压互感器二次回路一相、两相或三相同时断线、失压时，应发告警信号，并闭锁可能误动作的保护。 保护装置在电流互感器二次回路不正常或断线时，应发告警信号，除母线保护外，允许跳闸。（一般采用有条件闭锁）
（5）使用于220kV 及以上电压的电力设备非电量保护应相对独立，并具有独立的跳闸出口回路。
（6）继电器和保护装置的直流工作电压，应保证在外部电源为80%～115%额定电压条件下可靠工作。
（7）对220kV ～500kV 断路器三相不一致，应尽量采用断路器本体的三相不一致保护，而不再另外设置三相不一致保护；如断路器本身无三相不一致保护，则应为该断路器配置三相不一致保护。
（8）跳闸出口应能自保持，直至断路器断开。自保持宜由断路器的操作回路来实现。
3短路电流的计算
3.1标幺值归算
选取B S =100MVA 和B V =av V ，算出等值网络中的各电抗的标幺值如下：
⑴#1架空线路的标幺值*1X =1L X *B
B U S 2=0.36×9×237100=0.24 ⑵#2架空线路的标幺值 *2X =2L X *
B
B U S 2=0.36×12×2
37100=0.32
⑶#3架空线路的标幺值 *3X =3L X *
B
B U S 2=0.37×4×237100=0.11 ⑷并网电缆的标幺值 *
C X =C X *
B
B U S 2=0.08×0.53×237100=0.0031 ⑸发电机归算的标幺值G X =*G X *
NG
B S S =0.132×*75.18100=0.704 ⑹变压器6T ,7T 的标幺值计算 *6T X =100%k u ×N
N S V 2×av
U S B 2=0.0808×16352×237100=0.45 ⑺主变压器的标幺值 *1T X =100%k u ×N
B S S =0.075×3.6100=1.19
3.2短路电流的计算
低压侧短路时，穿越变压器最大三相短路电流的计算
Ⅰ㈠最大运行方式下，穿越变压器的最大短路电流计算
煤矿发电厂两台发电机同时工作，并且系统以最大运行方式运行，考虑低压侧单母线分段且母联断路器闭合运行，1K点短路时，计算短路电流
㈠进行网络简化，如下图
6X =max X +*1X ∥*2X =0.46+32
.011.024.032.0)11.024.0(++?+）（=0.63 7X =2
**6G T C X X X ++*=2704.045.00031.0++=0.59 'T X =2
*1T X =219.1=0.595 ㈡系统1E 对短路点的转移阻抗为
1f X =6X +'T X +7
'6X X X T ?=0.63+0.595+59.0595.063.0?=1.855 将两台发电机合并为一台等值机，它对短路点的转移电抗为 2f X =7X +'T X +
6'7X X X T ?=0.59+0.595+63.0595.0595.0?=1.742 计算电抗为js X =1.742×
100
75.182?=0.653 查计算曲线数字表求取短路周期电流的标幺值
，结果记入表中
变压器主保护定值整定计算 以下差动保护采用二次谐波制动，以二圈变压器为例,所有计算均为向量和。 ①不平衡电流产生的原因和消除方法： a．由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流； （Y/Δ-11）Y.d11 接线方式——两侧电流的相位差30°。 消除方法：相位校正。 * 二次接线调整 变压器Y侧CT（二次侧）：Δ形。Y.d11 变压器Δ侧CT（二次侧）：Y形。Y.Y12 * 微机保护软件调整 b．由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流； c．由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流；(CT变换误差) d．由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流；(一般取额定电压) e．暂态情况下的不平衡电流； 当变压器电压突然增加的情况下(如:空载投入,区外短路切除后).
会产生很大的励磁涌流.电流可达2-3 In，其波形具有以下特点 * 有很大的直流分量.(80%基波) * 有很大的谐波分量,尤以二次谐波为主.(20%基波) * 波形间出现间断.(削去负波后) 可采用二次谐波制动，间断角闭锁，波形对称原理 f．并列运行的变压器，一台运行，当令一台变压器空投时会产生和应涌流 所谓“和应涌流”就是在一台变压器空载合闸时，不仅合闸变压器有励磁涌流产生，而且在与之并联运行的变压器中也出现涌流现象，后者就称为“和应涌流”。其波形特点与励磁涌流差不多。 4、主变保护整定计算 （1）计算变压器两侧额定一次电流
—该侧CT变比。 注意：Kjx只与变压器本身有关，而与保护装置的CT接线形式无关。传统的差动保护装置中，变压器Ｙ形绕组侧的CT多采用△接线，新的微机型差动保护装置中，变压器Ｙ绕组侧的CT可以采用Ｙ接线，微机型差动保护在装置内部实现了CT的△接线，因此在保护定值计算时可完全等同于外部△接线。 对于Ｙ/△-11接线方式：Ia`=Ia - Ib,Ib`= Ib - Ic, Ic `= Ic –Ia 对于Ｙ/△-1接线方式：Ia`=Ia - Ic,Ib`= Ib - Ia, Ic `= Ic - Ib （3）计算平衡系数 设变压器两侧的平衡系数分别为和，则： ①降压变压器：选取高压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为 Kh=1 Kl=Inh`/Inl` ②升压变压器：选取低压侧（主电源侧）为基本侧，平衡系数为
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
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。
变压器差动保护整定计算 1. 比率差动 装置中的平衡系数的计算 1）．计算变压器各侧一次额定电流： n n n U S I 113= 式中n S 为变压器最大额定容量，n U 1为变压器计算侧额定电压。 2）．计算变压器各侧二次额定电流： LH n n n I I 12= 式中n I 1为变压器计算侧一次额定电流，LH n 为变压器计算侧TA 变比。 3）．计算变压器各侧平衡系数： b n n PH K I I K ?= -2min 2，其中)4,min(min 2max 2--=n n b I I K 式中n I 2为变压器计算侧二次额定电流，min 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最小值，max 2-n I 为变压器各侧二次额定电流值中最大值。
平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数ph K 为，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。 差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。 变压器各侧TA 二次电流相位由软件调整，装置采用Δ->Y 变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Yo/Δ-11的接线，其校正方法如下： Yo 侧： )0('I I I A A ? ??-= )0(' I I I B B ? ? ? -= )0('I I I C C ? ??-= Δ侧： 3/ )('c a a I I I ? ??-=
35KV变电站继电保护课程设计(同名16366)
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
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。
变压器保护的整定计 算
电力变压器的保护配置与整定计算 重点：掌握变压器保护的配置原则和差动保护的整定计算，理解三绕组变压器后备保护及过负荷保护配置 难点：变压器差动保护的整定计算 能力培养要求：基本能对变压器的保护进行整定计算方法。 学时：6学时 2.1 电力变压器保护配置的原则 一、变压器的故障类型与特征 变压器的故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路，以及铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险，由于油箱内充满了变压器油，故障后强大的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性瓦斯气体，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。 电力变压器不正常的运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等。 二、变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护:
800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器，轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器，10000KVA及以上单独运行的变压器，发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA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2000KVA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。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器，并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。 4、接地短路的零序保护: 对于中性点直接接地系统中的变压器，应装设零序保护，零序保护用于反应变压器高压侧（或中压侧），以及外部元件的接地短路。 5、过负荷保护:
第五章主变压器保护 第一节概述 电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。现在较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。 电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。 电力变压器是电力系统当中十分重要的供电元件，它的故障将对供电系统的可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的电力元器件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑其装设性能良好和工作可靠的继电保护装置布置。 变压器的内部故障可以分为油箱内和油箱外的故障两种。油箱内的故障，包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等，对变压器来讲这些故障是十分危险的，因为油箱内故障时产生的电弧，将引起绝缘质的剧烈气化，从而可引起爆炸，因此，这些故障应尽快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。上述接地短路均系对中性点直接接地电力网的一侧而言。 变压器的不正常运行状态主要有：由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。 此外，对于大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当接近于铁心的饱和磁通密度，因此，在过电压和低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。电力变压器继电保护装置的配置原则一般为： 应装设反映内部短路和油面降低的瓦斯保护； 应装设反映变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵差联动保护和电流速断保护； 应装设作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（者带有负荷电压启动的过电流保护或抚恤电流保护）；
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
( 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
1、计算机构成保护与原有继电保护有何区别？ 主要区别在于原有的保护输入是电流、电压信号，直接在模拟量之间进行比较处理，使模拟量与装置中给定阻力矩进行比较处理。而计算机只能作数字运算或逻辑运算。因此，首先要求将输入的模拟量电流、电压的瞬间值变换位离散的数字量，然后才能送计算机的中央处理器，按规定算法和程序进行运算，且将运算结果随时与给定的数字进行比较，最后作出是否跳闸的判断。 2、零序电流保护的各段保护范围是如何划分的？ 零序电流I段躲过本线路末端接地短路流经保护的最大零序电流整定；不能保护线路的全长，但不应小于被保护线路全长的15%～20%；零序II段一般保护线路的全长，并延伸到相邻线路的I段范围内，并与之配合。零序III段是I,II段的后备段，并与相邻线路配合。 3、什么是重合闸的后加速？ 当线路发生故障时，保护按整定值动作，线路开关断开，重合闸马上动作。若是瞬时性故障，在线路开关断开后，故障消失，重合成功，线路恢复供电；若是永久性故障，重合后，保护时间元件被退出，使其变为0秒跳闸，这便是重合闸动作后故障未消失加速跳闸，跳闸切除故障点。 4、错误操作隔离开关后应如何处理？ （1）错拉隔离开关时，刀闸刚离开静触头便发生电弧，这时立即合上，就可以消弧，避免事故，若刀闸已全部拉开，则不许将误拉的刀闸再合上；（2）错拉隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准再拉开，因为带负荷刀闸会造成三相弧光短路。 5、什么叫R、L、C并联谐振？
电阻、电感和电容相并联的电路，在一定频率的正弦电源作用下，出现电路端电压和总电流同相，整个电路呈阻性的特殊状态，这个状态叫并联谐振。 6、射极输出器的主要特点是什么？ 输入电阻较大，输出电阻较小，电压放大倍数近似等于1，但小于1，输入电压与输出电压相同。 7、保护装置符合哪些条件可评定位一类设备？ 一类设备的所有保护装置，其技术状况良好，性能完全满足系统安全运行要求，并符合以下主要条件：（1）保护屏、继电器、元件、附属设备及二次回路无缺陷。（2）装置的原理、接线及定值正确，符合有关规定、条例的规定及反事故措施求。（3）图纸资料齐全，符合实际。（4）运行条件良好。 8、对控制开关的检查项目及其内容有哪些？ 对控制开关的检查内容有：（1）外壳清洁无油垢，完整无损。（2）安装应牢固，操作时不活动。（3）密封盖密封良好。（4）各接线头联接应牢固，不松动，不锈蚀。（5）转动灵活，位置正确，接触良好。（6）打开密封盖，用手电筒照着检查，内部应清洁，润滑油脂不干燥，接触点无烧损。用绝缘棍试压触片，压力应良好。 9、变压器差动保护在变压器空载投入时民营检查哪些内容？ 变压器的差动保护，在新安装时必须将变压器在额定电压下做5次空载试验。在作空载投入之前，应对二次接线进行检查，并确保正确无误。空载投入试验应在变压器的大电源侧和低压侧进行，这是因为系统阻抗及变压器饿漏抗能起限制励磁涌流的作用，而大电源侧系统阻抗小，且一般变压器低压绕组绕在里面，漏抗较小，故在大电源和低压侧投入时涌流较大。在试验中，保护装置一次也不应动
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。 ～
电力变压器继电保护设 计 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
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
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
脱硫变保护定值计算书 批准： 审核： 初审： 计算：
脱硫73B 、74B 保护采用南京东大金智电气有限公司生产的WDZ-400系列综合保护。 一、脱硫变73B 保护定值计算书 1.脱硫变73B 基本参数 1.1额定容量：Se=2500KV A 1.2额定电压：Ue=6300/400V 1.3额定电流：Ie=229.1/3608.4A 1.4阻抗电压：Ud=6.17% 1.5连接组别：DYn11 1.6高压侧CT 变比：300/5 1.7低压侧CT 变比：5000/1 1.8低压侧零序CT 变比：5000/5 2、脱硫变73B 保护定值计算 2.1、WDZ －440EX 低压变压器综合保护测控装置定值计算 1）高压侧速断保护定值： 73B 折算至100MV A 的阻抗为：3X ＝ 5 .2100 10017.6?＝2.468 a ：变压器低压母线三相短路电流max .)3(K I 计算： 由#2厂高变供电时短路电流最大，故： max .)3(K I ＝ 03334.0468.272527.029410.09160+++＝0.03334 2.774669160 ＋＝3262A b ：变压器高压侧出口三相短路电流计算： max .)3(K I ＝ 0.0333472527.029410.09160＋+＝34 .09160 ＝26941A c ：变压器低压母线单相接地短路电流计算： K I ）（1＝ ∑ ∑+?0123X X I bs =468.292.808291603???＋＝27.82827480 ＝987A 高压侧短路保护定值整定原则；
a ：按躲过低压母线三相短路电流计算： op I ＝rel K max .)3(K I ＝1.3×3262＝4240.6A b ：按躲过励磁涌流计算： op I ＝K TN K =12×229.1＝2749.2A c ：高压侧短路保护二次动作电流计算。一次动作电流取4240.6A ，则二次动作电流为： op I ＝4240.6/60＝70.67A ，取71A 。 灵敏度检验：变压器高压侧入口短路时灵敏度为： ） （2sen K ＝0.866× 60 7126941 ?＝6.32＞2，满足要求。： 高压侧短路保护时间op t ，取装置最低值0.04S 。 2）高压侧过流保护定值： 按躲过最大负荷电流整定，Idz ＝ a f K n K Ifh K max . a ：对并列运行变压器，应考虑切除一台时所出现的过负荷 max .Ifh ＝1*-n Ie n ＝1 21 .229*2-＝458.2A Idz ＝ a f K n K Ifh K max .＝60*9.02 .458*2.1＝10.2A 灵敏度检验：按低压母线上发生两相短路时产生的最小短路电流来校验 K lm =op I I ) 2(min = 5.173.460 2.10)468.227725.09160 866.0≥=??+?（ 式中 )2(op I ------低压母线两相短路电流。 满足要求。 高压侧过流保护时间：1S 3）高压侧过负荷保护定值： 高压侧定时限过负荷保护定值： a ：按躲过变压器额定电流整定：
110k v变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0摘要....................................................................第一章电网继电保护的配置...............................................21.1电网继电保护的作用..................................................21.2电网继电保护的配置和原理............................................21.335kV线路保护配置原则................................................3第二章3继电保护整定计算.................................................2.1继电保护整定计算的与基本任务及步骤..................................32.2继电保护整定计算的研究与发展状况....................................4第三章线路保护整定计算.................................................53.1设计的原始材料分析...................................................53.2参数计
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
变压器保护 一、变压器可能发生的故障和异常情况 (一)变压器的内部故障：指变压器油箱里面发生的各种故障。 (1)主要故障类型： 各相绕组之间的相间短路 油箱内部故障单相绕组部分线匝之间的匝间短路 单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障 (2)内部故障的危害：因为短路电流产生的高温电弧不仅会烧毁绕 组绝缘和铁芯，而且会使绝缘材料和变压器油受热分解而产生大量气体，有可能使变压器外壳局部变形破裂，甚至发生油箱爆炸事故。因此，当变压器内部发生严重故障时，必须迅速将变压器切除。 (二)变压器的外部故障：系指油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。 (1)主要故障类型： 引出线之间发生的相间短路 油箱外部故障 绝缘套管闪络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路 (三)变压器的异常情况：由于外部短路或过负荷而引起的过电流、油箱漏油而造成的油面降低、变压器中性点电压升高、由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁等。 二、变压器保护的配置 (一)瓦斯保护:防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低
重瓦斯跳闸 轻瓦斯信号 (二)差动保护或电流速断保护:防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路 (三)相间短路的后备保护：防御变压器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。 (四)零序电流保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路。 (五)过负荷保护：防御变压器对称过负荷 (六)过励磁保护：防御变压器过励磁 三、变压器纵差动保护 (一)变压器纵差动保护的作用及保护范围 变压器纵差动保护作为变压器的主保护，其保护区是构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。包括变压器本身、电流互感器与变压器之间的引出线。 (二)变压器纵联差动保护的原理
1 引言 电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。应根据审定的电力系统设计原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保护和安全自动装置设计。 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流整定计算是重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 电力系统和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。
2 继电保护的相关知识 2.1 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。 2.2 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。 2.3 继电保护基本原理 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。 2.4 对继电保护装置的要求 继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。 （1）选择性 选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。 （2）速动性 速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。（3）灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情