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1、本本 科科 生生 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 题 目： 学习中心：层 次：专 业：年 级：学 号：学 生：指导教师：完成日期：继电保护原理与应用内容摘要电力变压器是电力系统中极其重要的电气设备它在整个电力系统中起着能量和电压转换的作用。它的运行是否安全直接关系到电力系统能否连续稳定地运行。鉴于电力变压器在系统中的重要性电力变压器的保护一直受到世人的重视和关注。现如今随着电力系统规模的不断扩大和它在国民经济中地位的不断提升对其保护也提出了更高的要求尤其在可靠性和快速性方面。本论文针对变压器保护的要求,围绕着变压器微机保护系统的研究展开设计工作。论文首先介绍了微机继电保护的基本要求、
2、微机保护技术和电力变压器保护。接下来在三相电力变压器的保护方式以差动保护、瓦斯保护、电流速断保护、变压器过负荷保护详细分析了电力电压器的保护。在保护配置与整定计算详细分析、从实际运行中变压器的各种故障和不正常状态出发介绍了变压器保护的基本要求和配置在此基础上确定了本电力变压器微机保护系统的保护配置并讲述了所配置的变压器保护的基本原理和具体参数。 关键词：电力变压器；继电保护；整定计算继电保护原理与应用目 录内容摘要.I1 绪论.11.1 课题的背景及意义.11.2 国内外发展现状.11.2.1 国外继电保护原理与应用发展现状.11.2.2 我国继电保护原理与应用发展现状.31.3 本文的主要内
3、容.32 继电保护概况.42.1 继电保护基本概念及工作原理.42.2 继电保护性能要求.42.3 继电保护分类.52.4 继电保护运行与维护.63 变压器继电保护应用.83.1 变压器的故障类型及保护方式.83.2 变压器保护的配置情况.83.2.1 变压器纵差保护.93.2.2 变压器瓦斯保护.133.2.3 变压器电流速断保护.143.2.4 变压器相间短路后备保护.153.2.5 变压器的过负荷保护.183.2.6 变压器零序电流保护.183.3 电力变压器保护中存在的问题.193.4 电力变压器继电保护发展趋势.194 结 论.21参考文献.22继电保护原理与应用11 绪论1.1 课
4、题的背景及意义 继电保护的主要任务是自动、迅速地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它部分迅速恢复运行。继电保护对电力系统的安全运行具有重要意义。继电保护装置作用是起到反事故的自动装置的作用，电力变压器的保护必须正确的区分“正常”与“不正常”运行状态，被保护原件的“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原件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别，依据反应物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护。（1）反应电气量的电气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和他们之间的相位角改变等现象。因此，在被保
5、护元件的一端装设种种变换器可以检测、比较并鉴别出故障时这些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。（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。本文通过对电力变压器继电保护以及变压器继电保护原理分析。通过本次论文掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的配置原则，整定计算方法，并提高在实践工作中的应用能力、创新能力和独立工作能力。电力变压器是电力系统的重要电气设备,其安全运行关系到整个电力系统的安全工作。随着电力工业的迅速发展，微机化保护得到普遍应用，对电力变压器保护提出了更高的要求。1.2 国
6、内外发展现状1.2.1 国外继电保护原理与应用发展现状电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段 继电保护原理与应用2微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。它起源于 20 世纪 60 年代中后期,60 年代中期,有人提出用小型计算机实现继电保护的设想,但是由于当时计算机的价格昂贵,同时也无法满足高速继电保护的技术要求,因此没有在保护方面取得实际应用,但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究,为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在 70 年代初期和中期出现了重大突破,大规模集成
7、电路技术的飞速发展, 使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降,可靠性、运算速度的大幅度提高,促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在 70 年代后期, 出现了比较完善的微机保护样机, 并投入到电力系统中试运行。80 年代, 微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟,并已在一些国家推广应用。90 年代,电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代,它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。从 8 位单 CPU结构的微机保护问世,不到 5 年时间就发展到多 CPU 结构,又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用,
8、后又发展到以工控机核心部分为基础的 32 位微机保护。采用 32 位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受 A/D转换器分辨率的限制,超过 16 位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是 32 位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU 的寄存器、数据总线、地址总线都是 32 位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在 CPU 内。 电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通
9、信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台 PC 机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。继电保护原理与应用31.2.2 我国继电保护原理与应用发展现状我国从 70 年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科院起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电
10、力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984 年原华北电力学院研制的输 电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方 面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机、变压器组保护也相继于 1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991 年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通 大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于 1993、1996 年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路
