10kV变电站继电保护设计—课程设计论文

10kV变电站继电保护设计—课程设计论文

110/10kV变电站继电保护课程设计姓名:

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目录

1 设计目的- 1 -

2 设计内容- 1 -

2.1 继电保护的分类- 1 -

2.2 继电保护的基本要求- 1 -

2.3 设计方案的要求- 2 -

3 设计步骤- 2 -

3.1 电力变压器故障及不正常运行状态- 2 -

3.2 电力变压器继电保护的配置原则- 2 -

3.3 设计选用的继电保护装置- 3 -

3.3.1 变压器的差动保护 - 3 -

3.3.2 变压器的瓦斯保护- 5 -

3.3.3 变压器的后备过电流流保护 - 7 -

3.3.4 变压器的过负荷保护- 9 -

3.3.5 变压器的零序电流保护- 9 -

3.3.6 变压器的温度保护- 10 -

4 各保护装置的整定计算- 11 -

4.1变压器纵差保护整定计算及其校验 - 11 -

4.1.1 差动继电器的选型- 11 -

4.1.2 纵差动保护的整定计算- 12 -

4.1.3 纵差动保护灵敏系数的校验 - 13 -

4.2 变压器过电流保护的整定计算 - 14 -

4.2.1 DL-21CE型电流继电器 - 14 -

4.2.2 过电流保护整定原则- 14 -

4.2.3 过电流保护整定的动作时限 - 15 -

4.2.4 保护装置的灵敏校验- 15 -

4.2.5 过电流保护整定计算- 16 -

4.3 过负荷保护的整定计算- 17 -

4.3.1 DX-8E型信号继电器- 17 -

4.3.2 过负荷保护整定计算- 17 -

4.4 变压器一次侧零序过电流保护的整定计算- 18 - 4.4.1 DS-26E型时间继电器- 18 -

4.4.2 零序电流的整定计算- 19 -

5 心得体会- 21 -

谢辞- 22 -

参考文献- 23 -

1 设计目的

课程设计是本课程的重要实践环节,通过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、保护配置、整定计算、资料整理查询和电气绘图等方法,安排在理论教学结束后进行。做好课程设计,对巩固所学知识,提高实际工作能力具有重要作用。通过本课程设计,使学生掌握电力系统继电保护的设计内容、步骤、方法,熟悉常见电气保护设备,提高学生编写技术文件的能力,锻炼学生独立思考、运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。

2 设计内容

2.1 继电保护的分类

(1)按被保护的对象分类:输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等;

(2)按保护原理分类:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等;

(3)按保护所反应故障类型分类:相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等;

(4) 按继电保护装置的实现技术分类:机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等;

(5)按保护所起的作用分类:主保护、后备保护、辅助保护等;

主保护 :满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护;

后备保护:主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种;

①远后备保护:当主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护;

②近后备保护:当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护;当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现后备保护;

③辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

2.2 继电保护的基本要求

继电保护技术上一般应满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性四个基本要求。1可靠性;要求保护装置动作可靠,既不误动也不拒动。宜选择最简单的保护方式,应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置,便于检测调试、整定和维护。2选择性;首先由故障设备或线路本身的保护(本级保护)切除故障。当本级保护拒动时,才允许由相邻元件保护(上一级保护)切除故障。为保证选择性,相邻元件的动作电流和动作时间应相互配合。3速动性; 保护装置应尽快地切除故障,以提高系统稳定性、减轻故障设备或线路的损坏程度、缩小故障波及范围。4灵敏性;在设备或线路保护区内发生故障时,保护装置反应故障能力,保护装置应具有必要的灵敏系数。各类短路保护的灵敏系数应不小于GB50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的要求。

2.3 设计方案的要求

根据所给变电站的基本数据(如表2-1),并结合一次回路的数据,选择相应的继电保护装置。

表2-1 变电站基本数据

序号容量(MVA) 电压等级kV 负荷类型负荷功率因数

3 250 110/10 二类0.6,三类0.

4 COSφ0.8

给出各保护装置的控制回路图、保护回路图、测量回路图、信号回路图,了解各回路图的工作原理,结合一次回路数据对各保护装置进行整定计算。

3 设计步骤

3.1 电力变压器故障及不正常运行状态

电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一,它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性,以及电能质量起着决定性的作用,同时大容量电力变压器的造价也是十分昂贵。针对电力变压器可能发生的故障和不正常的运行状态进行分析,然后重点研究应装设的继电保护装置,以及保护装置的整定计算。

变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类,油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险,由于变压器内充满了变压器油,故障时的短路电流使变压器油急剧的分解气化,可能产生大量的可燃性气体(瓦斯),很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常和运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流,负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低,以及过电压、过砺磁等。

3.2 电力变压器继电保护的配置原则

针对电力变压器的故障类型及不正常运行状态,应对变压器装设相应的