电力系统继电保护课程设计

课程设计报告

题目二次系统课程设计

专业电气工程及其自动化班级电气2011-01班

学号2011

姓名

指导教师韩正庆

电气工程学院

二〇一四年十一月至二〇一四年十二月

课程设计任务书

附图1 牵引变电所主接线示意图

注：图中仅画出了一台牵引主变压器，接在27.5kV母线的并联电容补偿装置附图2给出。

附图2 并联电容补偿装置接线示意图

27．5kV（A）27．5kV（B）

摘要

本次课程设计训练了我们对电力系统继电保护课程基础知识和基本理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在继电保护配置、整定计算分析、变电所二次系统与一次系统之间的接口设计等方面得到进一步训练，牵引变电所中的主变压器是非常重要的电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统安全运行带来严重的影响。因此为提高继电保护装置的可靠性，我们配备了电量保护和非电量保护，在电量保护中，差动速断保护主保护，三相低电压过电流保护、单相低电压过电流保护、零序过电流保护作为后备保护；在非电量保护中，我们配备了瓦斯保护和主变过热保护。

结合电力系统继电保护课程基础知识，查阅相关资料和标准规范，实现了对牵引供电系统中主变压器、电容补偿装置、馈线的继电保护配置、整定计算分析、变电所二次系统与一次系统之间的接口设计

关键字：继电保护配置，整定计算，二次系统，主变保护

目录

第一章保护配置方案及设计 (8)

1.1主变压器的保护特点： (1)

1.2主变压器保护的配置方案： (1)

1.2.1 主变压器的主保护 (1)

1.2.2 主变压器的后备保护 (1)

1.2.3 配置方案： (2)

1.3主变压器保护的整定计算： (2)

第二章并联电容补偿保护装置的配置方案及设计 (7)

2.1、并联电容补偿保护配置方案： (7)

2.1.1 电容补偿装置保护简述 (7)

2.1.2 电容补偿装置主保护 (7)

2.1.3 电容补偿装置后备保护 (7)

2.1.4 配置方案： (8)

2.2、并联补偿电容的整定计算： (8)

第三章馈线保护配置方案及设计 (11)

3.1馈线保护的配置方案： (11)

3.1.1 馈线保护简述 (11)

3.1.2 馈线的主保护 (12)

3.1.3 馈线的后备保护 (12)

3.1.4 配置方案： (12)

3.3馈线保护的整定计算： (12)

3.3.1、A相馈线保护整定计算： (12)

3.3.2、B相馈线保护整定计算： (15)

第四章主变压器保护的原理图、展开图及说明 (1)

4.1主变压器保护原理： (17)

4.2主变压器保护配置图： (21)

4.3主变压器保护原理图： (22)

4.4主变压器保护展开图： (25)

参考文献资料 (28)

一、保护配置方案及设计

1.1主变压器的保护特点

110kV变压器的工作电压高，通过容量大，在电网中地位重要；若变压器故障或其继电保护误动造成主变停电将引起重大经济损失，而且主变组装、拆卸工作量大，检修时间长。这就要求变压器内部故障切除时间尽可能短，以缩小损失。110kV电力变压器保护应有很高的可靠性、灵敏度及速动性。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相间短路以及接地短路。油箱内的短路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。

所以应该通过电量和非电量两种保护对其进行配置。

1.2 主变压器保护的配置方案

1.2.1 主变压器的主保护

以瓦斯保护和差动保护作为主变压器的主保护。瓦斯保护是变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。其中重瓦斯保护动作于跳闸，轻瓦斯保护动作于信号。差动保护是变压器内部绕组，绝缘套管及引出线相间短路的主保护。

1.2.2 主变压器的后备保护

1、外部相间短路

由于外部相间短路会引起变压器很大的过电流，因此增加后备保护对变压器的正常工作是十分必要的。外部相间短路时，采用三相低电压过电流保护和单相低电压过电流保护作为后备保护。

2、外部接地短路

外部接地短路时，主要采用零序过电流保护作为后备保护，也常采用二次谐波制动的比率差动保护、过负荷保护、重瓦斯保护、主变过热保护、主变通风启动、主变通风停止作为后备保护。

1.2.3 配置方案

①、差动速断保护

②、二次谐波制动的比率差动保护

③、高压侧三相低电压启动过电流保护

④、低压侧单相低电压启动过电流保护

⑤、零序过电流保护

⑥、过负荷保护

⑦、重瓦斯保护

⑧、主变过热保护

1.3主变压器保护的整定计算

（1）差动速断保护

原理框图：

Y/D-11主变压器的接线原理图：

整定原则

一般按躲过变压器空载投入时的最大励磁涌流整定，需考虑接线系数。

.max sd k YL I K I =⋅，max YL N I K I μ=

代入数据得： 1.25104.98629.88sd I A =⨯⨯= 灵敏度校验

按最小运行方式下，电源侧发生两相短路的短路电流进行校验：

.min d lm dz I K I =

由材料得，最小运行方式变压器电源侧三相短路电流为1775.89A ，转换为二次侧两相短路数据为：

min 1775.891538d I A ==

代入得：

1538

2.4422

629.88lm K =

=>满足要求。

经过一次侧CT 转化后，考虑接线系数，差动速断保护值为：