三绕组电力变压器继电保护设计

电力系统继电保护课程设计题目：三绕组电力变压器继电保护设计姓名：XXXXXX所在院系：工学院电气与电子工程系所学专业：电气工程及其自动化班级：电气工程XXXX学号：XXXXXXXXXXXX指导教师：XXXXXXX完成时间：XXXXXXXXX继电保护课程设计要求继电保护课程设计是学生在学完继电保护课程之后的实践性教学环节，是学生运用所学专业知识对实际问题进行设计（研究）的综合性训练，通过课程设计可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，培养工程观念，以便更好的适应工作需要。

一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：电气工程1204二、课程设计的目的要求1、熟悉国家能源开发的策略和有关技术规程、规定。

2、巩固和充实所学专业知识，能做到灵活运用，解决实际问题。

3、初步掌握继电保护工程设计的流程和方法，能独立完成工程设计、工程计算、工程绘图、编写工程技术文件等相关设计任务。

4、培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风，锻炼学生自主学习的能力、独立工作的能力。

5、培养学生创新精神，创新精神和科学态度相结合，设计构思、方案确定，尽量运用新技术新理论，设计内容有一定的新颖性。

利用计算机绘图。

三、课程设计的依据课程设计应根据“设计任务书”和国家有关政策以及有关技术规程、规定进行。

四、进度安排课程设计共安排1周，具体时间分配如下：原始资料分析半天确定保护方案半天电流互感器的选择半天根据原始资料进行保护的整定计算2天画出保护的原理图和展开图1天撰写设计说明书半天五、考核方法课程设计的考核方式为考查。

出勤10%，过程考核20%，说明书质量70%。

90~100分优秀80~89分良好70~79分中等60~69分及格60分以下不合格六、设计成品设计说明书一份（含计算），万字以上，格式符合要求，图形和符号符合标准，A4纸打印，装订成册，设计说明书内容应包括：封面继电保护课程设计要求设计任务书摘要目录正文第一章绪论继电保护发展趋势对原始资料的分析第二章对继电保护的基本要求第三章电力变压器常见故障和继电保护配置第四章电力变压继电保护整定计算, 原理图第五章电流互感器与继电器的选择总结参考文献附录：继电保护展开图课程设计任务书一、题目三绕组电力变压器继电保护设计二、原始资料1.变电所电气主接线图2.技术数据（1）110KV 母线短路容量MVA S k 1000max =MVA S k 500min =⋅（2）变压器参数1T ，2T ：MVA S N 5.31=.电压为110±4×%∕±2×%∕11kv ，联结组110D y YN ， 5.10%=高中K U % ，17%=高中K U %，5.6%=中低K U %（3）线路参数 Ω／km（4）中性点接地方式T1，T2同时运行，110KV侧的中性点只有一台直接接地；只有一台运行，运行变必须直接接地三、设计内容（1）短路电流计算（2）变压器保护的增益（3）保护装置的整定计算（4）绘出变压器保护装置原理展开图摘要三绕组电力变压器的继电保护设计。

设计内容分为两部分，主保护和后备保护。

首先介绍了继电保护国内的现状和未来的发展趋势，对原始资料进行分析，然后是电力变压器继电保护的设计。

设计主要包括了短路电流计算、变压器保护装置的配置的分析、纵差保护的整定计算、110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算、侧方向过流保护、110kV零序过电流保护、变压器气体保护的整定、电流互感器的选择和继电器的选择，绘制保护装置原理图和展开图。

关键词：继电保护纵联差动保护电力变压器目录第1章绪论1继电保护发展趋势1对原始资料分析 2第2章对继电保护的基本要求3第3章电力变压器常见故障和继电保护配置4电力变压器常见故障4继电保护主保护 4瓦斯保护 4纵差保护或电流速断保护 5继电保护后备保护5过电流保护 5零序保护 6过负荷保护 6过励磁保护 7第4章电力变压器继电保护整定计算及原理图8短路电流计算8画出短路等值电路8短路电流计算8短路电流计算10变压器保护装置的配置10各保护装置的整定计算11纵差保护的整定计算11110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算15侧方向过流保护16110kV零序过电流保护16变压器气体保护的整定17第5章电流互感器和继电器的选择 18电流互感器的选择18继电器的选择18总结19参考文献20附录21第1章绪论继电保护发展趋势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。

国内继电保护技术得天独厚，在40余年时间里飞速发展，共经历4个阶段。

第一阶段：在上世纪50年代，我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。

这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础；第二阶段：自上世纪50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。

运行于葛洲坝500kV线路上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代；第三阶段：上世纪70年代中期，基于集成运算放大器的集成电路保护，已开始研究。

在多条220kV和500kV 线路上运行；第四阶段：计算机继电保护的研究[2]，高等院校和科研院所起着先导的作用。

随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面，也取得了很多理论成果。

可以说从上世纪90年代，我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

随着电力工业化的不断发展,继电保护装置除了具有继电保护的基本功能外,还应具备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,强大的通信功能,与其他保护,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,同时还可以进行远方监控,微机保护装置具有串行与以太网通信功能,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

因此,继电保护计算机化是继电保护技术发展的一个必然趋势。

随着电力系统发展的要求及通信技术在继电保护领域应用的深入,继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。

随着计算机网络和数据通信工具的发展,继电保护技术人员已提出系统保护的概念,要求通过装置网络化使每一故障数据,各个保护单元和重合闸装置在分析这些数据和信息的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行,提高系统的保护性能和可靠性。

同时以实现这种系统保护的基本条件是实现微机保护装置的网络化,使保护装置能得到更多的系统故障信息,这对电力系统故障性质,故障位置判断和故障测距的准确性尤为重要。

因此,实现微机性保护装置的网络信息化,是电力系统发展的必然趋势.在实现继电保护的计算机化和网络化条件下,继电保护装置实际上就是高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。

随着科学技术的不断进步.新型保护装置也会不断出现,保护装置也将更成熟,这将给继电保护工作者和电力系统安全运行带来更美好的前景。

对原始资料分析 （1）110KV 母线短路容量MVA S k 1000max =MVA S k 500min =⋅（2）变压器参数1T ，2T ：MVA S N 5.31=.电压为110±4×%∕±2×%∕11kv ，联结组110D y YN ， 5.10%=高中K U % ，17%=高中K U %，5.6%=中低K U %（3）线路参数 Ω／km（4）中性点接地方式T 1，T 2同时运行，110KV 侧的中性点只有一台直接接地；只有一台运行，运行变必须直接接地本设计包含了对两台三绕组变压器继电保护设计，按照短路电流的计算整定定，变压器差动保护采用型号BCH -1继电器；110kV 侧复合电压启动的过流保护采用型号DY -1、DL – 11、DY -25继电器；35kV 侧方向过流保护采用型号LG -11、DL - 11继电器；110kV 侧零序过电流保护采用型号DL - 13继电器；气体保护采用型号QJ - 80继电器。

从而构成主变压器的继电保护。

第2章对继电保护的基本要求对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

动作选择性：首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。

上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。

切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

动作速动性：保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

动作灵敏性：在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。

通过继电保护的整定值来实现。

整定值的校验一般一年进行一次。

动作可靠性：继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。

任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

在保护设计中要正确处理好四项基本要求之间既矛盾又统一的辩证关系。

对继电保护装置的四项基本要求，不是一套保护装置所能完成的，可能通过多套保护装置来互相弥补，如电流保护简单、可靠，具备了可靠性选择性，但速动性差；而高频保护具备了速动性、灵敏性、选择性，但其装置复杂，相对而言可靠性较差。

第3章电力变压器常见故障和继电保护配置电力变压器常见故障变压器可能发生的故障及异常运行情况有绕组及其出线引出的相间短路、中性点直接接地侧的单相接地短路、绕组匝间短路、外部相间短路引起的过电流、中性点直接接地的电力网中外部接地短路引起的过电流、中性点过电压、过负荷、油面降低、变压器温度升高及冷却系统故障等。

继电保护主保护瓦斯保护瓦斯保护是变压器的主要保护，能有效地反应变压器内部故障。

轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成，作用于信号。

重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成，作用于跳闸。

正常运行时，瓦斯继电器充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置，干簧触点断开。

当油浸式变压器油箱内部发生故障时，由于故障点电流和电弧的作用，使变压器油及其他绝缘材料分解，产生气体，它们将从油箱流向油枕。

故障程度越严重，产生气体越多；流速越快，甚至气流中还夹杂着变压器油。

利用这种气体实现的保护称为瓦斯保护。

变压器的瓦斯保护原理如图图瓦斯保护原理图(1)应用范围：及以上的油浸式变压器和及以上的车间内油浸式变压器。