搜档网
当前位置:搜档网 › 某电力变压器继电保护设计(继电保护)

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

某电力变压器继电保护设计(继电保护)
某电力变压器继电保护设计(继电保护)

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。

(2)反映非电气量的保护

如反应温度、压力、流量等非电气量变化的可以构成电力变压器的瓦斯保护、温度保护等。

继电保护相当于一种在线的开环的自动控制装置,根据控制过程信号性质的不同,可以分模拟型(它又分为机电型和静态型)和数字型两大类。对于常规的模拟继电保护装置,一般包括测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号,再与给定的整定值比较,以判断是否发生故障或不正常运行状态;逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合,进行逻辑判断,以确定保护是否应该动作;执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行:跳闸或发信号。

2 变电所继电保护和自动装置规划

2.1系统分析及继电保护要求

本设计110/35KV系统为双电源35KV单母线分段接线,110KV侧单母线分段接线,所接负荷多为化工型,属一二类负荷居多。

为保证安全供电和电能质量,继电保护应满足四项基本要求,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

2.2本系统故障分析

本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲,其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。

电力变压器的故障,分为外部故障和内部故障两类。

变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障,它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。

变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。

变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。

2.3 本设计继电保护装置原理概述

2.3.1 110KV线路电流速断保护

110KV线路电流速断保护是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的,以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围;有无时限电流速断和延时电流速断,采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式,本设计选用无时限电流速断保护。

2.3.2 110KV线路过电流保护

110KV线路过电流保护是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障,其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证,有定时限过电流保护和反时限过电流保护;本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器,采用二相二继电器的不完全星形接线方式,选用定时限过

电流保护,作为电流速断保护的后备保护,来切除电流速断保护范围以外的故障,其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。

2.3.3 平行双回线路横联方向差动保护

平行双回线路横联方向差动保护是通过比较两线路的电流相位和数值相同与否鉴别发生的故障;由电流起动元件、功率方向元件和出口执行元件组成,电流起动元件用以判断线路是否发生故障,功率方向元件用以判断哪回线路发生故障,双回线路运行时能保证有选择的动作。该保护动作时间0S,由于横联保护在相继动作区内短路时,切除故障的时间将延长一倍,故加装一套三段式电流保护,作为后备保护。

2.3.4 变压器瓦斯保护

变压器瓦斯保护是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障;当变压器内部发生故障时,电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时,油箱内气体缓慢的产生,气体上升聚集在继电器里,使油面下降,继电器动作,接点闭合,这时让其作用于信号,称为轻瓦斯保护;故障严重时,油箱内产生大量的气体,在该气体作用下形成强烈的油流,冲击继电器,使继电器动作,接点闭合,这时作用于跳闸并发信,称为重瓦斯保护。

2.3.5 变压器纵联差动保护

变压器纵联差动保护是按照循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器,其二次绕组按环流原则串联,差动继电器并接在回路壁中,在正常运行和外部短路时,二次电流在臂中环流,使差动保护在正常运行和外部短路时不动作,由电流互感器流入继电器的电流应大小相等,相位相反,使得流过继电器的电流为零;在变压器内部发生相间短路时,从电流互感器流入继电器的电流大小不等,相位相同,使继电器内有电流流过。但实际上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响,继电器中存在不平衡电流,变压器差动保护需解决这些问题,方法有:

·靠整定值躲过不平衡电流

·采用比例制动差动保护。

·采用二次谐波制动。

·采用间歇角原理。

·采用速饱和变流器。

本设计采用较经济的BCH-1型带有速饱和变流器的继电器,以提高保护装置的励磁涌流的能力。

3 短路电流计算

用标幺值计算短路电流参数,确定短路计算点,计算短路电流值。

3.1 画出短路等值电路

如图3.1所示:

图3.1 短路等值电路图

计算各元件电抗参数,取基准容量MVA S d 100=,基准电压为kV U d 5.101=,

kV U d 372=;基准电流为: A I d 55005.1031010031=??=

A I d 156037

3101003

2=??=

(1) 计算电源系统基准电抗的标幺值。 1.01000

100

max

.min .==

=

k d s S S X ,

2.0500

100

min

.max .==

=

k d s S S X (2) 变压器各侧阻抗标幺值。

()75.106175.1021

001=-+=k U ,()25.06175.1021002-=+-=k U

()25.66175.1021

03

=++-=k U ,3413.05.3110010075.10100001.=?==TN d k H T S S U X 007937.05

.3110010025.0100002.-=?-==TN d k M

T S S U X 1984.05

.3110010025.6100003.=?==TN d k L

T S S U X (3) 线路的基准电抗标幺值。 442.55.10100

154.02

221

121=??===d d l l U S l X X X 023.137

100

154.02

233

142=??===d d l l U S l X X X 3.2 短路电流计算

由主接线分析可知,变压器的主保护为一台变压器单独运行为保护的计算方式,保护时,变压器后备保护作保护线路的远后备保护时,要校验k3、k4两点的灵敏系数,因此,除需要计算k1、k2两点最大、最小运行方式短路电流外,还需计算k3、k4两点的最小短路电流。 (1)求k1点短路电流计算

A X I I k d k 85971984

.03413.01.05500

min ).1(1)

3(max .1=++=

=

A X I I k d k 74357397

.05500

1984.03413.02.05500max

).1(1

)

3(min .1==++=

=

()

A I I k k 64397435866.02

33min .1)

2(min .1=?==

(2)求k2点短路电流

A X I I k d k 35994334

.01560

0079.03413.01.01560min

).2(2)

3(max .2==-+=

=

()A I I k k 25335334

.01351

0079.03413.02.01560866.0233min .2)

2(min .1==-+?==

(3)求k3点短路电流

A X I I k d k 8685564

.1866

.01560023.10079.034.02.0866.01560866.0max ).3(2)

2(min .3=?=+-+?==

(4)求k4点短路电流

A X I I k d k 783082

.64763

442.56397.0866.05500866.0max ).4(1)

2(min .4==+?==

3.3 保护装置的配置(表3.2)

4 各保护装置的整定计算

4.1 纵差保护的整定计算

(1)计算变压器差动臂中电流,由表4.1计算可知,110kV 侧差动臂中的电流最大,故110kV 侧为计算的基本侧。

表4.1 计 算 结 果

(2)确定制动绕组的接线方式,制动绕组接入38.5kV 侧,因为,该侧的外部发生故障时,穿越变压器的短路电流很大。 (3)计算差动保护的一侧动作电流。

1)按躲过110kV 外部故障的最大不平衡电流整定,即

()()'

3max .kl err st rel op I m U K K K I ?+?+=

=()A 255785325.078505.01.01.013.1=?=?++? ()()A K I I av kl kl 78595

.1085975.101158597'

3max .'

3max

.==== 2)按躲过变压器励磁涌流计算,即 A I K I H TN rel op 2481655.1.=?== 3)按躲过电流互感器二次回路断线,即 A I K I H T N rel op 5.2141653.1.=?==

4)取上述各条件中最大的作为基本侧一次动作电流即A I op 255=,差动继电

器基本侧动作电流为 A K I K I H

TA op con r op 36.760

255

3..=?=

= 确定差动绕组匝数 15.836

.74

60.=±==

r op op I AN W 匝 取整定匝数8.=set op W 匝,则继电器动作电流为5.78

60

.==r op I A ,保护装置实际动作电流为A I op 8.259603

5.7=?=

5)其他各侧工作绕组和平衡绕组的匝数。 38.5kV 侧的平衡绕组为 ()

()()()22.1812.412.475.4.5.3825.38211025.38=???? ??-=???

? ??-=set op N n N b W I I I W 匝 11kV 侧的平衡绕组为

()()()()27.181.41.475.4.112112110211=???? ??-=???

? ??-=set op N n N b W I I I W 匝 取平衡绕组整定匝数 ()()1115.38==set b set b W W 匝

去工作绕组匝数 ()()918115.38=+==set w set w W W 匝 6)整定匝数与计算匝数不等引起的相对误差为 ()()()()05.0024.0822.11

22.1.11.111111<=+-=

--=

?set

op b set b b W W W W m

()()()()05.0029.08

27.11

27.1.5.38.5.385.385.38<=+-=

--=

?set

op b set b b W W W W m

7)制动系数和制动绕组匝数计算。由于系单侧电源,故制动系数计算为 ()()()()5.385.38110m U U K K K K err st rel res ?+?+?++= =363.0)029.005.01.01.01(3.1=+++? 制动绕组的计算匝数 63.39

.09

363.0=?==αtg W K W w res

res 匝 取整定匝数 4.=s e t r e s W 匝

8)校验灵敏系数

k 1点最小短路电流折算到110kV 基本侧为 ()

()A K I I TV k k 58895.1064392min .12min

.1=== 对11kV 侧工作安匝 ()

()2.13560

58833.'

2min .111=?==H TA k W K I AW 匝

()38.1004200

300

35.38=+??=

W AW 匝 由继电器特性曲线查得()2.13511=AW 匝,38.10=res AW 安匝时,动作安匝整定为66=op AW 安匝,则灵敏性205.266

2

.135min .>==

s K 满足要求。 4.2 110kV 侧复合电压启动过电流保护整定计算

(1)电流元件的动作电流

A I K K I TN re rel op 35.25216585

.03

.1=?==

A I r op 2.460

35

.252.==

(2)电压元件的动作电压

()()V V U U N r op 70601007.06.07.06.02.-=?-=-=,取V 70 (3)负序电压元件的动作电压

()V U U N op 1262.106.02.2-=-=,取V 10 (4)校验灵敏系数 ()5.133.235

.2525882min .1min

.>===op k s I I K 作11kV 线路后备保护()

3.11.335

.2527832min .4min

.>===op k s I I K 满足要求。

电压元件装设在11kV 侧,故仅需校验作为线路的后备保护即可 3.164.146980

77000

111107834.01510011000070min .>==????=

s K 满足要求。

需要说明,若110kV 侧仅采用单独过电流保护,则A I op 7.50416585

.02

3.1=??=,则灵敏系数3.117.17

.504588

min .<==

s K ,不满足要求,这正说明采用复合电压启动过流保护可提高保护的灵敏性。

4.3 38.5kV 侧方向过流保护

功率方向元件的动作方向,为自变压器指向35kV 母线方向,方向元件的动作电流为 A I K K K K I TN TA re SS rel r op 7.4473200

85.03

.13.1.=???==

()5.169.2940

25332007.425332min .2min

.>==?==op k s I I K

作线路l3后备保护灵敏系数()

3.1940

8682min .3min

.=<==op k s I I K 不合要求。

4.4 110kV 零序过电流保护

由主接线图可知,该变电所为终端变电所,接地保护不需要与下级配合,故零序过电流保护的动作值按躲开最大不平衡电流,即 ()

A K I K K K I H TA k err

st rel r op 5.4498.460

359975.06035991.05.05.1.3max

.2.≈=?=???== 电压元件的动作电压为

()

V K U U TV

ON

r op 20301.005.0.=-= ()270

8

.145397.05318.023105.38360

5.4233

1min .?+???=

?+=

Z Z E K ph s

5.14.10270280027073

.231068.663

>==?=

2238.5

14.82100

d d d U X S ===Ω

动作时限整定:①以s 5.0跳中性点不接地运行的变压器;②以s 1跳中性点

接地运行的变压器。

4.5 变压器气体保护的整定

采用QJ —80型开口杯挡板式气体继电器,轻瓦斯按气体容量整定 3250cm V set = 重瓦斯按汽油流的流速整定:

s m V set 1.1=(对导油管直径mm 80=φ)

附录A 三段式电流保护接线图

附录B 保护配置原理接线图

总结

两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。在设计过程中,与同学分工设计,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。学会了合作,学会了运筹帷幄,学会了宽容,学会了理解,也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.通过这次课程设计,本人在多方面都有所提高,体现出自己单独设计能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。

致谢

通过这次课程设计,我学到了很多新的知识获得了新的经验。我从中学会了如何去做,学会知道团队精神的重要性在这次的课程设计当中,在一些材料的选用,与其他同学进行了交流,提高了自己的工作效率。

在如此短的时间,依靠个人能力是不可能完成如此繁琐的资料查找与收集。所以,通过这次课程设计,加强了同学之间的交流,大大增进了我们的凝聚力,写作的精神更强了。而且自己也学到了很多实际的有用的东西,相信对以后的工作一定会大有益处。

在此对竟静静老师都帮助表示深深的谢意。

参考文献

[1] 《电力系统继电保护原理》第三版,贺家李宋从矩,北京:中国电力出版社

[2] 《工厂供电设计指导》刘介才,北京:机械工业出版社

[3] 《电气工程基础》刘笙,北京:科学出版社

[4] 《电力系统分析》第三版,何仰赞,温增银武汉:华中科技大学出版社

[5] 《电力系统继电保护设计原理》吕继绍,水利电力出版社,1992.10

[6] 《电力系统继电保护原理与应用》宋从矩,华中理工大学,2003.5

[7] 《电力系统继电保护与安全自动装置整定计算》崔家佩,中国电力出版,1997.1

[8] 《电力系统继电保护》税正中,重庆大学出版社,1997.5

[9] 《电力系统暂态分析》李光琦,中国电力出版社,2002.6

[10]《电力工程电气设计手册》西北电力设计院水利电力出社,1990年出版

[11]《继电保护整定计算与实验》吕继绍,华中理工大学,1988.12

[12]《电气工程专业毕业设计指南:继电保护分册》韩笑主编中国水利水电出版社

[13]《电力系统继电保护设计指导》钟松茂、李火元合编中国电力出版社。

[14]《继电保护整定计算》许建安主编中国水利水电出版社。

[15]《电力系统分析》于永源杨绮雯编中国电力出版社。

[16]《发电厂及变电站二次接线》陈景惠主编。

[17]《电力系统继电保护和自动装置设计规范GB50062-1992》

[18]《发电厂变电所电气设备》湖南省电力学校主编水利水电出版社。

[19]《电力系统继电保护》张保会主编中国电力出版社。

[20]《变电站综合自动化》张晓春主编高等教育出版社。

变压器保护毕业设计论文

摘要 变压器作为联系不同电压等级网络的设备,是电力系统中非常重要的元件。变压器的安全运行关系到整个电力系统供电的可靠性。随着变压器电压等级和容量的提高,变压器本身也越来越贵重。因此变压器保护显得尤为重要,如何能够快速准确的切除变压器故障,使损失降低到最小,同时又要保证有足够的可靠性,就成了变压器保护的主要问题。 本文就此问题对当前变压器出现的各种故障及相应的保护原理进行了简要分析,并在此基础上对变压器保护装置进行了简单设计。该设计的硬件部分以ATmega16为系统的核心,通过对温度、电压及电流进行数据采集并送入信号处理电路,从而准确地得到控制系统可以识别的数字信号。 该设计的软件部分介绍了三种A VR单片机的应用软件,并对系统的主要流程作出了说明,讲述了单片机如何对处理得到的数字信号进行监视、判断处理,及时对各种保护装置发出声光报警或跳闸信号,进而更好地提高变压器运行的安全性和可靠性,确实做好变压器保护工作。 关键字:变压器保护微机保护单片机差动保护

Applications of Single chip in Transformer Protection Abstract As the equipment contacts various voltage grade networks, the transformer is one of the important elements in the electrical power system. The transformer running whether in security has relation to the reliability of whole electrical power system. With transformer voltage grade and capacity increase year after year, the transformer more and more expensive. Thus transformer protects bulk more important. In order to reduce the losses to the minimum and ensure there is sufficient reliability, how to clear the transformer faults quickly and accurately becomes the main problem of transformer protection. On this issue, the paper gives a brief analysis to the faults of transformer and the corresponding protection principle. And on the basis of this, carry out a simple design of transformer protective device. The design of hardware takes ATmega16 as the core, collecting the temperature, voltage and current and sending to signal processing circuit to obtain the digital signal that control system can identify accurately. The design of software introduces three kinds of application software and shows the main flow chart of the system, explains how the SCM to monitor and judge the digital signals had handled, send sound and light alarm or tripping signal to the protective device promptly, which serves to improve the operation of the transformer safely and reliability better, really do a good job on transformer protection. Keywords:transformer protection microcomputer-based protection SCM differential protection

电力变压器保护毕业设计

毕业设计 设计题目电力变压器保护设计系(部)电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日

工程学院毕业设计任务书

工程学院毕业设计成绩表

摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备,他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的元件,因此,必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下,按照指导老师所给的原始资料,通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障,变压器,继电保护,整定计算

ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system.Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation.At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment.Therefore.We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree. The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article.At the same time the massive specialized materials was consulted by me. It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers.And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay

电力变压器继电保护设计

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

电力变压器继电保护技术的应用与发展

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。

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

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。

继电保护设计

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

某电力变压器继电保护设计说明书

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

2021年电力变压器运行的安全与继电保护

( 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

浅谈电力变压器继电保护设计 妥志鹏 杜航

浅谈电力变压器继电保护设计妥志鹏杜航 发表时间:2017-07-17T11:41:26.390Z 来源:《电力设备》2017年第8期作者:妥志鹏杜航 [导读] 摘要:电力变压器是主要的电力设施之一,现代电力输送,均需要通过电力变压器对电压进行处理后才能进行使用,但受各种未知因素的影响,电力变压器的故障时有发生,降低了电力输送的效率,影响了电力资源的正常使用。 (国网青海省电力公司检修公司青海省西宁市 810000) 摘要:电力变压器是主要的电力设施之一,现代电力输送,均需要通过电力变压器对电压进行处理后才能进行使用,但受各种未知因素的影响,电力变压器的故障时有发生,降低了电力输送的效率,影响了电力资源的正常使用。继电保护作为变压器的有效保护措施,是提高变压器安全稳定使用的关键所在,优化继电保护的设计,对于提高电力变压器的稳定运行,有着不可替代的重要作用。 关键词:电力变压器;继电保护;设计; 1电力变压器继电保护的工作原理 电力变压器继电保护系统主要是根据电力系统所出现的电力数值的变化情况以实现电力变压器继电系统的自我调节功能。电力变压器继电系统存在的目的是,无论电力变压器继电系统中的电力变压器继电保护系统的工作状态如何,或是处于什么样的情形都要保证整个系统的安全。按照电力变压器继电系统是否处于正常运行的状态,其继电保护的基本原理并不相同。为了确认电力变压器继电系统处于什么样的运行状态,则需要对电力变压器继电系统的运行状态进行测量并进行分析。 2电力变压器继电保护的基本构成 经过长时间的发展与演变,如今电力变压器继电保护系统已逐步发展到了微机型的继电保护系统的状态,该类型的电力变压器继电保护系统主要由3部分组成。①电力系统信号采集部分。其主要功能是收集并整理电力系统内部的电力数值的情况,然后将其收集整理的数据通过有效的传递方式提交给电力系统继电保护部分。②电力系统的信号处理部分。其能够对电力系统信号采集整理的信号进行处理,并以有效的方式对相关问题进行分类与处理。③信号输出部分。该部分是十分重要的一环节,信号输出部分可以有效地将输出信号的指令精准无误地发送给电力系统,从而保障调节工作的顺利进行。 3.电力变压器继电保护系统常见故障类型 3.1电力变压器继电保护系统中电压互感器的二次回路故障 系统的电压互感器部分属于继电保护系统的核心组成部分,是电力变压器继电保护系统的心脏部分,其主要功能是将电力系统中过高的电压排除。在通常情况下,电压互感器在承受相对数值较大的电阻负载的同时,其承受的二次电压数值与其所承受的一次电压数值还以正比的关系存在。因此,在这样的情况下,一旦发生电阻数值减小等相关现象,那么极容易造成电压互感器出现短路现象。在开口三角电压数值不稳定的情况下,通常就会引起以上原因造成的故障与问题。因为在电压互感器内部的铁芯中极易发生由于电压的升高所造成的线性不稳限次,所以在处理这类力变压器继电保护系统故障的时候,应当格外注意电压互感器的短路以及回路等问题。 3.2电力变压器继电保护系统电流互感器的故障 因为电力变压器继电保护系统内的电流互感器是根据电磁感应的相关原理制作设计的,因此,将原有的较大数值电流转换成为较小的数值电流是设计电流互感器的主要功能,也是电流互感器存在的价值。基于以上原因很容易知道,一旦电流互感器内部的绝缘部分发生破裂或类似现象,则极容易引起电流的窜出等系列问题,则给电力系统的安全、稳定、正常运行造成了严重的阻碍,严重时还可能引发安全事故。 3.3计算机型电力变压器继电保护装置的故障 在现代信息技术迅速发展、计算机技术迅速提升的时代背景下,计算机型电力变压器继电保护装置已经逐渐开始运用于继电保护工作。然而,在实际操作、运用的过程中,如果发生了输入功率不足的现象,则极易引起计算机系统控制所输出的电压数值减少等现象,该问题会对电力系统电力数值的正常运行带来十分不利的影响。 4.电力变压器继电保护设计优化方法 4.1差动保护设计 将变压器两侧的电流互感器二次侧按正常时的“环流接线”是变压器差动保护动作电流设计的原则。如果变压器处于正常运行的状态,那么差动继电器中的电流为其两侧电流互感器CT的二次电流之差,其数值趋于0。如果差动继电器不发生任何动作,那么其保护也不会有任何作为。也就是说,如果在电流互感器二次回路端线,并且变压器处于最大负荷的状态下,差动保护是不会产生任何动作的。随着计算机芯片性能的提升,对位于变压器1套保护装置中所具有的主保护以及各侧全部后备保护的两套主变压器微机型保护装置进行了全力开发,其成果已经被广泛应用于实际工程中。所以,在330kV及以上高压侧电压的变压器可以采用安装双重差动保护的方法对电力变压器引出线、套管及其内部短路故障进行反应,从而实现有效反应电力变压器绕组及其引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护,同时也可以将电流速断保护作为主保护,另外也能达到将瞬时动作于断开各侧断路器的目的。 4.2瓦斯保护设计 除了瓦斯保护可以动作,像差动保护以及其他有关保护设计通常是都不能进行动作的。瓦斯保护主要是依靠气体继电器来实现动作的,其位于变压器油箱和油枕之间的连接导油管中。瓦斯保护主要有两种:①首先轻瓦斯保护动作于信号,然后依照气体的属性,包括:颜色、可燃性、数量以及化学成分来判断保护的理由以及电力变压器继电保护装置故障的性质。根据此有关工作人员则可以及时察觉故障的发生并有针对性地对故障进行相关处理。②首先重瓦斯保护动作于断路器跳闸,然后通过监视确定气体发生的速度,并对气体的不同特征以及相关成分进行剖析,从而根据有关分析间接地推测、判断造成故障发生的原因、故障出现的部位和以及故障的严重程度。 4.3过电流保护设计 ①低压变压器过电流保护设计。三相式三卷变压器通常用于变压器低压侧,而在压侧短路时高、中压侧的阻抗保护通常无法发挥作用,起不到保护功能,因此难以达成作为相邻元件所具有的后备保护需求。在这种情况下可以在低压侧安置复合电压闭锁过流保护,并同时在其高、中压侧都设计并安装复合电压闭锁过流保护以及零序方向过电流保护或间隙保护等。②高压变压器的保护设计。在电力变压器高压侧的过电流保护对低压侧母线规定有灵敏系数的时候,可以在电力变压器低压侧断路器和电力变压器高压侧短路器上设计安装有关的过电流保护装置。如果电力变压器低压侧母差保护发生校验停运现象,或者是因为故障出现拒动问题以及开关与TA间出现不正常现象的时

电力变压器继电保护设计

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

电力变压器继电保护设计修订版

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

电力变压器保护设计规范说明

电力变压器保护设计规范说明 电力变压器保护设计规范(GB/T50062—2008) 4·0·1电压为3~110kV,容量为63MV·A及以下的电力变压器,对下列故障及异常运行方式,应装设相应的保护装置: 1,绕组及其引出线的相问短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地短路。2,绕组的匝间短路。 3,外部相间短路引起的过电流。 4,中性点直接接地或经小电阻接地的电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。5,过负荷。 6,油面降低。 7,变压器油温过高、绕组温度过高、油箱压力过高、产生瓦斯或冷却系统故障。 4.0.2容量为0.4MV·A及以上的车间内油浸式变压器、容量为0.8MV·A及以上的油浸式变压器,以及带负荷调压变压器的充油调压开关均应装设瓦斯保护,当壳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。 瓦斯保护应采取防止因震动、瓦斯继电器的引线故障等引起瓦斯保护误动作的措施。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时,保护动作后应作用于信号并发出远跳命令,同时应断开线路对侧断路器。 4.0.3对变压器引出线、套管及内部的短路故障,应装设下列保护作为主保护,且应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器,并应符合下列规定: 1,电压为10kV及以下、容量为10MV·A以下单独运行的变压器,应采用电流速断保护。 2,电压为10kV以上、容量为10MV·A及以上单独运行的变压器,以及容量为6.3MV·A及以上并列运行的变压器,应采用纵联差动保护。 3,容量为10MV·A以下单独运行的重要变压器,可装设纵联差动保护。 4,电压为10kV的重要变压器或容量为2MV·A及以上的变压器,当电流速断保护灵敏度不符合要求时,宜采用纵联差动保护。 5,容量为0.4MV·A及以上、一次电压为10kV及以下,且绕组为三角一星形连接的变压器,可采用两相三继电器式的电流速断保护。 4.0.4变压器的纵联差动保护应符合下列要求: 1,应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。 2,应具有电流回路断线的判别功能,并应能选择报警或允许差动保护动作跳闸。 3,差动保护范围应包括变压器套管及其引出线,如不能包括引出线时,应采取快速切除故障的辅助措施。但在63kV或110kV电压等级的终端变电站和分支变电站,以及具有旁路母线的变电站在变压器断路器退出工作由旁路断路器代替时,纵联差动保护可短时利用变压器套管内的电流互感器,此时套管和引线故障可由后备保护动作切除;如电网安全稳定运行有要求时,应将纵联差动保护切至旁路断路器的电流互感器。 4.0.5对由外部相间短路引起的变压器过电流,应装设下列保护作为后备保护,并应带时限动作于断开相应的断路器,同时应符合下列规定: 1,过电流保护宜用于降压变压器。 2,复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护,宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。 4.0.6外部相间短路保护应符合下列规定:

变压器的保护配置

电力变压器的保护配置 随着企业的快速发展,供电可靠性的要求不断提高,变压器的安全运行更是必不可少的条件。而合理可靠的保护配置是变压器安全运行的必备条件。现代生产的变压器,虽然在设计和材料方面有所改进,结构上比较可靠,相对于输电线路和发电机来说,变压器故障机会也比较少,但在实际运行中,仍有可能发生备种类型的故障和异常运行情况,这会对供电可靠性和系统的正常运行带来严重影响。为了满足电力系统稳定方面的要求,当变压器发生故障时,要求保护装置快速切除故障。 第一章电力变压器的故障及不正常工作状态 (一)变压器的故障 变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。油箱外的故障,主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。油箱内故障时产生的电弧,不仅会损坏绕组的绝缘、烧毁铁芯,而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量气体,有可能引起变压器油箱的爆炸。因此,当变压器发生各种故障时,保护装置应能尽快的将变压器切除。实践表明,变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式,而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。 (二)变压器的不正常运行状态 变压器的不正常运行状态主要有变压器外部短路和过负荷引起的过电流;中性点直接接地电力网中,外部接地短路引起的过电流及中性点过电压;风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁,引起铁芯和其他金属构件过热。变压器处于不正常运行状态时,继电保护应根据其严重程度,发出告警信号,使运行人员及时发现并采取相应的措施,以确保变压器

发电厂电气部分变压器保护设计

Title: 变压器保护设计 作者: 刘金帛电气102班201000307075 广西科技大学(筹)电气学院,广西柳州545006 摘要:变压器是电力系统中十分重要的供电设备。它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响,因此,为了保证电力系统安全连续地运行,并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范 围,必须根据变压器容量大小、电压等因素装设必要的、动作可靠的继电保护装置。本文就从一般火 力发电厂电气部分变压器的保护设计角度详细阐述了变压器保护的类别及设计特点。 关键词:变压器保护分类零序过电流 一、发电厂电气部分常见变压器故障及不正常运行状态 (一)发电厂电气部分常见变压器的故障类型主要有: 1、油箱内故障:包括绕组的接地短路、相间短路、匠间短路以及铁心的烧损等,这些故障将产生电弧,烧坏绕组绝缘及铁心,引起绝缘材料及变压器油的强烈气化,甚至造成油箱的爆炸。 2、油箱外的故障:主要是套管和引出线上发生接地短路、相间短路等。 (二)发电厂电气部分常见变压器的不正常运行状态 不正常运行状态主要有: 1、由于变压器外部相间短路引起的过电流和中性点过电压。 2、由于负荷超过额定容量而引起的过负荷。 3、由于漏油等原因而引起的油面降低。 二、发电厂电气部分变压器保护装置 鉴于以上故障类型和不正常运行状态,应装设下列保护装置: (一)瓦斯保护 当在变压器内部发生故障时,由于故障点电流和电弧的作用,将使变压器油及其它绝缘材料因局部受热而分解产生气体,因气体比较轻,它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时,油会迅速膨胀并产生大量的气体,此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障时的这一特点,可以构成反应于上述气体而动作的保护装置,称为瓦斯保护。反应变压器油箱内部故障和油面降低的保护,容量为800KVA及以上的油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。 一般瓦斯气体容积整定范围为250-300cm3,变压器容量在10000KVA以上时,一般正常整定值为250cm3,气体容积整定值是利用调节重锤的位置来改变的。重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6-1.5m/s,在整定流速时均以导油管中的流速为准,而不依据继电器处的流速。但是,在变压器外部故障时,由于穿越性故障电流的影响,在导油管中的流

电力变压器的继电保护整定值计算

电力变压器的继电保护整定值计算 一.电力变压器的继电保护配置 注1:①当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时,应采用低电压闭锁的 带时限的过电流保护。 ②当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时,应装 设变压器中性线上的零序过电流保护。

③低压电压为230/400V的变压器,当低压侧出线断路器带有过负荷保护时,可不装 设专用的过负荷保护。 ④密闭油浸变压器装设压力保护。 ⑤干式变压器均应装设温度保护。 注2:电力变压器配置保护的说明 (1)配置保护变压器内部各种故障的瓦斯保护,其中轻瓦斯保护瞬时动作发出信号,重瓦斯保护瞬时动作发出跳闸脉冲跳开所连断路器。 (2)配置保护变压器绕组和引线多相短路故障及绕组匝间短路故障的纵联差动保护或者电流速断保护,瞬时动作跳开所连断路器。 (3)配置保护变压器外部相间短路故障引起的过电流保护或复合电压启动过电流保护。 (4)配置防止变压器长时间的过负荷保护,一般带时限动作发出信号。 (5)配置防止变压器温度升高或冷却系统故障的保护,一般根据变压器标准规定,动作后发出信号或作用于跳闸。 (6)对于110kV级以上中性点直接接地的电网,要根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护或零序电压保护,一般带时限动作 作用于跳闸。 注3:过流保护和速断保护的作用及范围 ①过流保护:可作为本线路的主保护或后备保护以及相邻线路的后备 保护。它是按照躲过最大负荷电流整定,动作时限按阶段原则选择。 ②速断保护:分为无时限和带时限两种。 a.无时限电流速断保护装置是按照故障电流整定的,线路有故障时,它能瞬时动作, 其保护范围不能超出本线路末端,因此只能保护线路的一部分。 b.带时限电流速断保护装置,当线路采用无时限保护没有保护范围时,为使线路全长 都能得到快速保护,常常采用略带时限的电流速断与下级无时限电流速断保护相配 合,其保护范围不仅包括整个线路,而且深入相邻线路的第一级保护区,但不保护 整个相邻线路,其动作时限比相邻线路的无时限速断保护大一个时间级。 二.电力变压器的继电保护整定值计算 ■计算公式中所涉及到的符号说明 在继电保护整定计算中,一般要考虑电力系统的最大与最小运行方式。 最大运行方式—是指在被保护对象末端短路时,系统等值阻抗最小,通过保护装置的 短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式—是指在上述同样短路情况下,系统等值阻抗最大,通过保护装置的 短路电流为最小的运行方式。

相关主题