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1、繼電保護原理課程設計報告1設計原始資料1.1具體題目一臺雙繞組降壓變壓器的容量為25MVA,電壓比為,Y,d11接線;采用BCH-2型繼電器。求縱差動保護的動作電流。已知:38.5kV外部短路的最大三相短路電流為9420A、最小短路電流為8000A。110kV側電流互感器變比為1000/5,38.5kV側電流互感器的變比為1500/5;可靠系數(shù)取;靈敏度校驗點發(fā)生三相金屬性短路時,保護安裝處感受到的最大殘壓。試對變壓器進行相關保護的設計。1.2要完成的內容求該變壓器縱差動保護的動作電流,對該變壓器進行相
2、關保護的設計。2設計課設的內容2.1設計規(guī)程根據(jù)規(guī)程規(guī)定,變壓器一般應裝設下列保護:(1)瓦斯保護。瓦斯保護是變壓器內部故障的主保護,對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內部故障、繞組內部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器的內部發(fā)生故障時,由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體,從油箱向油枕流動,其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同,反應這種氣流與油流而動作的保護稱為瓦斯保護,也叫氣體保護。規(guī)程規(guī)定:對于容量為800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA及以上的車間內油浸式
3、變壓器,應裝設瓦斯保護。(2)縱差動保護或電流速斷保護。對于容量為6300kVA及以上的變壓器,以及發(fā)電廠廠用變壓器和并列運行的變壓器,10000kVA及以上的發(fā)電廠廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器,應裝設縱差動保護。電流速斷保護用于對于容量為10000kVA以下的變壓器,當后備保護的動作時限大于0.5s時,應裝設電流速斷保護。對2000kVA以上的變壓器,當電流速斷保護的靈敏性不能滿足要求時,也應裝設縱差動保護。(3)7繼電保護原理課程設計報告外部相間短路和接地短路時的后備保護。除了主保護外,變壓器還
4、應裝設相間短路和接地短路時的后備保護。后備保護的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電路,并作為相鄰元件(母線或線路)保護的后備以及在可能的條件下作為變壓器內部故障時主保護的后備。(2)過負荷保護。變壓器長期運行時,繞組會因發(fā)熱而受到損傷。對400kVA以上的變壓器,當數(shù)臺并列運行,或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時,應根據(jù)可能過負荷的情況,裝設過負荷保護。過負荷保護接于一相電流上,并延時作用于信號。(5)過勵磁保護。當變壓器發(fā)生過勵磁故障時,鐵芯的工作磁密升高導致其出現(xiàn)飽和使得鐵損增加。鐵芯飽
5、和還會使漏磁場增強,漏磁通在穿過鐵芯表面和相應結構件中引起的渦流損耗也相應增加。由這些附加損耗引起的溫升有可能導致設備絕緣的損壞。由于現(xiàn)代大型變壓器的額定工作磁密接近其飽和磁密,使得過勵磁故障的后果更加嚴重。并且,對于變壓器組其電壓和頻率都會大幅度偏離額定值,有可能出現(xiàn)因電機轉速偏低而電壓接近額定值時由低頻產(chǎn)生的過勵磁故障。因此,變壓器必須要配置專門的過勵磁保護。(6)其他非電量保護。對變壓器溫度及郵箱內壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障,應按現(xiàn)行有關變壓器的標準要求,專設可作用于信號或動作于跳閘的非電氣量保護。2
6、.2本設計的保護配置2.2.1主保護配置瓦斯保護和縱差動保護。2.2.2后備保護配置低壓啟動的過電流保護和過負荷保護。3保護配合及整定計算3.1主保護的整定計算3.1.1縱差動保護動作電流的整定計算(1)躲過外部短路故障時的最大不平衡電流式中:7繼電保護原理課程設計報告取,,,。可得:則整定電流為:將歸算到電流互感器二次側的數(shù)值為。(2)躲過變壓器最大的勵磁涌流將歸算到電流互感器二次側的數(shù)值為。(3)躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流將歸算到電流互感器二次側的數(shù)值為。取上述3種情況的最大整定電流,則
7、縱差動保護動作電流為。3.1.2靈敏度校驗縱差動保護的靈敏系數(shù)校驗式為:。綜上可知整定的動作電流能滿足靈敏度的要求。3.1.3瓦斯保護該變壓器可以采用“輕瓦斯”,保護的動作值采用氣體容積表示。通常氣體的容積的整定范圍為250~300。對于容量在10MVA以上變壓器多采用250。3.3.4動作時間變壓器的主保護都設定為當測得的數(shù)值大于整定值時,主保護能迅速動作即動作時間為零。7繼電保護原理課程設計報告4.2后備保護的整定計算4.2.1變壓器低電壓啟動過電流保護的整定計算及校驗原則(1)電流繼電器的整定值的
8、計算及校驗采用低電壓繼電器后,電流繼電器的整定值就可以不再考慮并聯(lián)運行變壓器切除或電動機自啟動是可能出現(xiàn)的最大負荷,而是按大于變壓器的額定電流整定,即式中,—可靠系數(shù),取1.3;—返回系數(shù),取0.85~0.95;—變壓器額定電流。則可得:經(jīng)過靈敏度校驗可知=滿足靈敏度要求。(2)低電壓繼電器的動作電壓按以下條件整定,并取最小值。按躲過正常運行時可能出現(xiàn)的最低工作電壓整定,計算式為式中,—最低工作電壓,一般取0.9(為變壓器的額定電壓);—可