1、编号 0714XXX 课 程 设 计（ 200X 级本科）题 目： 电力变压器保护设计 系（部）院： 机 电 工 程 系 专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 作者姓名： X X X 指导教师： X X X 职称： 教授 完成日期： 2010 年 7 月 1 日二 一 年 七 月河 西 学 院 本 科 生 课 程 设 计 任 务 书论 文 题 目 电 力 变 压 器 保 护 设 计作 者 姓 名 XXX 所 属 系 、 专 业 、 年 级 XXXXXXXXXXX指 导 教 师 姓 名 、 职称 XXX 教 授 任 务 下 达 日 期 2010 年 6 月 1 日一 、 设 计 的 主
2、要 内 容1.1设 计 内 容通过对电力系统继电保护原理的学习，掌握电机变压器继电保护的基本原理，学习电动机变压器继电保护课程设计的基本方法，掌握继电保护整定值的确定原则和保护的配置原理。1、确定电力变压器保护方案；2、根据原始资料进行保护的整定计算；3、画出电力变压器保护的原理图和展开图。1.2 原始资料：一台双绕组降压变压器，容量为 20MVA，电压比为 kv，Yd11 接线，102.5%/1=10.5%，归算到平均电压 10.5kv 的系统最大电抗和最小点抗分别为 0.44 和kU 0.22 ,10kv 侧最大负荷电流为 900A。二 论 文 （ 设 计 ） 的 基 本 要 求1、设计的
3、基本要求1、设计及计算说明书（1）说明书要求书写整齐，条理分明，表达正确、语言正确。（2）计算书内容：为各设计内容最终成果、确定提供依据进行的技术分析、论证和定量计算，如供电线路短路电流的计算、电气设备选择、及继电保护的配置等。（3）计算书要求：计算无误，分析论证过程简单明了，各设计内容列表汇总。2、图纸（1）绘制分析所需的必要图纸（2）图纸要求：用标准符号绘制，布置均匀，设备符号大小合适，清晰美观。三. 论文( 设计) 进度安排阶段 论文（设计）各阶段名称 起止日期1 熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料 6 月 18 日2 查阅有关资料 6 月 19 日6 月 20 日3 阅读设计要求必
4、读的参考资料 6 月 21 日6 月 23 日4 书写设计说明书 6 月 24 日3 月 30 日5 上交设计成果 7 月 1 日四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）1: 贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理第二版M，北京，水利电力出版社，19852：马长贵.高电网继电保护原理M，北京：水利电力出版社，19873：毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答 第二版M，北京：中国电力出版社 19994：范锡普发电厂电气部分M，北京，中国电力出版社，19875：许建安.电力系统微机继电保护M，北京，中国水利水电出版社，20016: 何仰赞，温增银.电力系统分析第三版M，武汉,华中科技大学出版
5、社，20027:陈悦.电气工程毕业设计指南电力系统分册M，北京，中国水利水电出版社，20088:芮静康.现代工业与民用供配电设计手册M，北京，中国水利水电出版社，20049:胡虔生，胡敏强.电机学M，北京，中国电力出版社，200510:刘介才， 工厂供电第四版M，北京，机械工业出版社，2004 教研室意见负责人签名： 年 月 日系（部）意见负责人签名：年 月 日设计及计算说明书一 摘要及关键词摘要： 变压器差动保护是电力变压器的主保护之一，差动保护的理论依据是基尔霍夫电流定律 。对于在发电机和线路保护的应用中，差动保护表现出了良好的选择性 、 高灵敏度和高速动性。 但对于变压器而言，由于内部磁
6、路的联系， 其本质上不再满足基尔霍夫电流定律 ，变压器励磁电流成 了差动保护不平衡电流的一种来源。 在正常运行时 ， 变压器励磁电流通常低于额定电流的 1 ，所以设定差动保护动作值可准确区分变压器内部故障与外部故障。 但是，电力变压器运行条件复杂， 当变压器过励磁运行时， 励磁电流可达到变压器额定 电流的水平 ，将引起差动保护误动作。在变压器空载合闸或者变压器外部短路被切除而变压器电压突然恢复时，励磁涌流达到额定电流的 6 倍 8 倍，可与短路电流相比拟。而励磁涌流流经电源侧， 造成变压器两侧电流的不平衡， 从而在差动回路内产生不平衡电流，导致差动保护误动作。为解决由于励磁涌流而使变压器差动保
7、护经常出现误动作的问题，寻求正确识别变压器内部故障和励磁涌流的方法 ，笔者对各种差动保护方案的原理、 优缺点及应用情况进行了分析和评价。 关键字： 差动保护 原理及展开图二 引 言电力系统继电保护作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有
8、比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。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。三 设计原理采用 BCH
9、-2 型差动继电器构成的纵联差动保护。纵联差动保护是反应被保护变压器各段流入和流出电流的相量差。由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵联差动保护的正确工作就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等。在保护范围内故障时，流入差动回路的电流为短路点的二次值，保护动作。纵联差动保护动作后，跳开变压器两侧的断路器。例如，在图 1-1 中应使图 1-1或 212 TANIITTAnI12式中：-高压侧电流互感器的变化1TA-低压侧电流互感器的变化2-变压器变比Tn由此可知，要实现变压器的纵联差动保护，就必须适当的选择两侧电流互感器的变比，使其比值等
10、于变压器的变比 。Tn四 计算说明已知： =20MAV 电压比为 11022.5%11KVNS=10.5% =0.44 =0.22dUmax.SXmin.SX1.确定基本侧电流（1）变压器一次额定电流1）110KV 侧： AIN05322）11KV 侧：AIN10532注:求额定电流应用变压器实际额定电压（2）电流互感器变比：1)110KV 侧计算变比及选用变比; 选用 5103calTAn520TAn注： 是由于变压器高压侧采用星形接线2）11KV 侧：； 选用 510calTAn5120TAn(3) 电流互感器二次电流1）110KV 侧：IN6.3508.1/23注： 为接线系数2）11K
11、V 侧： AIN2.4501名称 一次侧数值 二次侧数值额定电压（KV） 110 11额定电流（A） 105)3/(20105)3/(20变压器接线 Y 电流互感器接线 Y电流互感器计算变比 53105电流互感器实际变比 2120二次电流 (A) 6.35/01.45所以，选用变压器低压侧作为基本侧注：选用二次电流大的一侧作为基本侧(4)求低压母线三相短路归算到基本侧的短路电流 4.0maxsX2ins579.02.110%2NTdTSUXAId 6)579(33)3(max2.基本侧动作电流计算值确定（1）按躲过外部短路条件： )(. phunbunbTAunbrelOPIIKI A5632
12、8.760542503. ）-可靠系数，取为 1.3；rel-两侧电流互感器电流误差引起的不平衡电流；TAunbI.-变压器调分接头引起的不平衡电流；.（2）按躲过励磁涌流： TNrelOPIKI.A13650（3）按躲过电流互感器二次短线条件：IcalOP79.选一次计算动作电流： AIcalP563注：计算动作电流应取条件的最大值。3.确定基本侧差动线圈匝数二次计算动作电流：IcalOP54.20563工作线圈匝数： 98.7.calnW注：为防止保护误动作工作线圈匝数应小于或等于计算值。选用差动线圈整定为 匝，平衡线圈整定为 6setdW1setbW继电器实际动作电流 AIrOP56.8
13、70注：由于计算值与整定值不同，所以实际动作动作电流不等于计算值。二次电流为： AIOP214056.84.确定 110KV 侧平衡线圈及工作线圈匝数： 2.6).3(72 sedsewnbcalnbWI注：按四舍五入法确定非基本侧平衡线圈匝数，这样产生的不平衡才是最小的。按四舍五入原则取非基本侧的平衡线圈匝数为 匝2senbW非基本侧工作线圈为 匝628setnw5.计算 ；phf= ；setcdphrW-平衡线圈的计算匝数；cph.-平衡线圈实际匝数；prh.-差动线圈整定匝数；setcdW. 05.24.6.r注：相对误差应取绝对值。6.校验灵敏度：在 6.6KV 侧两相短路最小短路电流
14、为： AXEITsd 4907)5.4.0(312)(323max)(min 归算至 110KV 侧的短路电流为： AId4510ax注：因电源在高压侧，所以单电源变压器求灵敏度系数时，应归算至电源侧。110KV 侧流入继电器的电流为IT 1.507.54311KV 侧继电器动作电流： AIrOP.86保护的灵敏度为201.257/.1senK满足要求。五 设计总结通过两周的继电保护课程设计，虽然时间不长，但期间有许多事情让我难忘，我从中学到了很多宝贵的经验和知识。对距离保护设计的过程有了一个很大程度了解，为以后的工作打下了一个坚实的基础。在实际操作中我们应该学会如何和同学一起合作，以提高工作
15、效率。合作之间其实并不是单纯的操作，相互呼应，还可以提高我们的实际解决问题的能力。通过这次设计，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神。从而，为自己以后学习和工作打下基研。只有自己亲手做了，才会明白其实很多事是很简单的，只要你敢做，就没有你做不到的事。谁都有第一次，谁都会认为第一次是最难的。通过这次课程设计，我对距离保护设计整定计算过程有了一个大致的了解，对设计的思路、基本方法、步骤有了深刻的认识。尽管在这次设计中遇到了很多困难，但老师指导给了我们很大的帮助，自己对距离保
16、护设计有了大概的了解，也是学习继电保护原理理论知识的一次实际应用，把我们的理论和实际联系了起来，在这次的设计过程中，我们组先根据派发的任务收集，调查有关的资料书籍，然后进入起草方案阶段，其间与同组同学进行方案的讨论，修改。有不懂的地方向老师请教，大家都有很大的收获时间过得真快，为期一周半的继电保护课程设计就已经结束。在这段时间里，我学到了很多以前学不到的东西，也认识到了自己很多的不足感觉收益非浅。最后，感谢老师对我们的教诲和指导！附件 1：双绕组变压器纵联差动保护原理图BCH-2 展开图项目 课程设计 姓名 李 荣型号 BCH-2 学号图名 纵联差动保护原理及展开图参考文献：1: 贺家李、宋从
17、矩.电力系统继电保护原理第二版M，北京，水利电力出版社，19852：马长贵.高电网继电保护原理M，北京：水利电力出版社，19873：毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答 第二版M，北京：中国电力出版社 19994：范锡普发电厂电气部分M，北京，中国电力出版社，19875：许建安.电力系统微机继电保护M，北京，中国水利水电出版社，20016: 何仰赞，温增银.电力系统分析第三版M，武汉,华中科技大学出版社，20027:陈悦.电气工程毕业设计指南电力系统分册M，北京，中国水利水电出版社，20088:芮静康.现代工业与民用供配电设计手册M，北京，中国水利水电出版社，20049:胡虔生，胡敏强.电机学M，北京，中国电力出版社，200510:刘介才， 工厂供电第四版M，北京，机械工业出版社，2004
