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1、学号:电力系统继电保护课程设计（2012级本科）题目电力变压器整定计算学院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：完成日期： 2015年 12月25日110KV10KVL=20KmL2=2Km 电气主接线35KJ电力系统继电保护课程设计任务书学生姓名学号专业方向电气工程及其自动化班级12级(2)班题目名称电力变压器整定计算一、设计内容及技术要求: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：SN= MVA, 电压：11O4X%/2X%/11 kV,接线：YN/y/dll,Ydy(Y0/y/All-12)。短路电 压：UHM(%)=10. 5, UHL(%
2、)=17, UML(%)=6。两台变压器同时运行，llOkV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。试对图中两台变压器进行继电保护的设置及整定。(110母线短路容量:=800MVA，=400MVA,Kss二.L3=40KmQ4 :ZL4=40Km二、课程设计说明书撰写要求：1绘制电力系统接线图;2. 电力系统阻抗图;3. 建立电力系统设备参数表;4. 建立各种继电保护整定计算表;5确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度；6. 电力系统各点短路计算的结果列表；7. 按继电保护功能分类绘制整定值；8编写整定方案报告书（包括封面，目
3、录，设计任务书，着重说明整定原 则问题、整定结果评价、存在的问题及采取的对策，总结体会）。三、设计进度周次日期内容安排第16周周三2014/12/17讲解设计目的、要求、方法，任务分工第16周周四2014/12/18查资料，熟悉任务要求第16周周五2014/12/19方案的设计比较，确定主保护方案第16周周六2014/12/20短路电流的计算第16周周日2014/12/21查阅资料进行设备校验第17周周一2014/12/22绘制继电保护单相配置原理图第17周周二2014/12/23查阅资料绘制继电保护单相配置展开图第17周周三2014/12/24成果整理及总结第17周周四2014/12/25任
4、务验收，编写设计说明书及答辩四、参考文献1 电力系统继电保护和自动装置设计规范GB50062-922；2 电力工程设计手册二册3 电力系统继电保护原理及新技术第二版，李佑光主编，科学出版 社；4 小型水电站机电设计手册 电气二次分册水利水电出版社；5 于永源、杨绮雯.电力系统分析北京：中国电力出版社，20076 刘介才工厂供电北京：机械工业出版社，20047 电力工程设计手册第二分册西北电力设计院8 电力系统继电保护整定计算四川大学指导老师签字：前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。应根据审定的电力系统设计（二次部分
5、） 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。设计应满足继 电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）、110220kV电网继电保护与安全自动 装置运行条例等有关专业技术规程的要求。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
6、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。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的电 力系统继电保护这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题 的能力。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。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
7、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。目录前言 错误!未定义书签。1 设计内容及要求 错误!未定义书签设计基本资料错误!未定义书签电气主接线图错误!未定义书签继电保护的任务错误!未定义书签2 继电保护理论知识 错误!未定义书签继电保护概述错误!未定义书签基本原理和保护装置的组成错误!未定义书签对继电保护装置的要求错误!未定义书签3 电力变压器继电保护设计 错误!未定义书签故障分析错误!未定义书签本设计继电保护装置原理概述错误!未定义书签变压器瓦斯保护错误!未定义书签平行双回线路横联方向差动保护错误!未定义书
8、签纵差动保护错误!未定义书签复合电压启动的过电流保护错误!未定义书签变压器中性点直接接地零序电流保护错误!未定义书签4 短路电流计算和继电保护设计整定 错误!未定义书签短路电流错误!未定义书签画出短路等值电路错误!未定义书签短路电流计算错误!未定义书签保护装置的配置错误!未定义书签各保护装置的整定计算错误!未定义书签纵差保护的整定计算错误!未定义书签llOkv侧复合电压启动过电流保护整定计算错误!未定义书签。侧方向过电流保护错误!未定义书签llOkv零序过电流保护错误!未定义书签。变压器气体保护整定错误!未定义书签5 总结 错误!未定义书签参考文献错误!未定义书签附录 保护配置原理接线图错误!
9、未定义书签。1设计内容及要求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： SN= MVA，电压：1104X%/2X% /II kV,接线：YN/y/dll,Ydy(Y0/y/All-12)。短路电压：UHM(%)=10. 5，UHL(%)=17, UML(%)=6。两台变压器同时运行，llOkV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。试 对图中两台变压器进行继电保护的设置及整定。 (110 母线短路容量： =800MVA，皿kV35WT1灵Qkn1211ai1hV(13%(D(111 v=400MVA,Kss=电气主接
10、线图图 电气主接线图L4=40kmL2_?0km/L1=2(km/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 继电保护理论知识继电保护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，使之免遭 损害，所以沿称继电保护。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
11、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。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
12、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 判断得出的结果予以执行：跳闸或
13、发信号。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。（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。对于反应不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择 性的条件，带延时地发出信号。（3）灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保
14、护范围内发生短路故障或不正常运行情况时， 保护装置的反应能力。保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置 的短路电流为最大运行方式；系统最小运行方式：在同样短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装 置的短路电流为最小的运行方式。（4）可靠性 可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。 安全性：要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。 信赖性：要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动 作，即不拒动。以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电保护 的基础。这四个基
15、本要求之间是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工 作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。3 电力变压器继电保护设计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高压侧中性点接地的电力变压 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、油温上升及油面下 降、产生气体等故障都有可能会让继电保护动作。本设计继电保护装置原理概述变压器瓦斯保护变压器瓦斯保护的主要元件就是瓦斯继电器，变压器瓦斯保护是利用
