电力系统继电保护课程设计
题目：牵引变压器相关保护的设计
班级：
：
学号：
指导教师：
设计时间：
1.设计原始资料
1.1 具体题目
一台双绕组牵引变压器的容量为15MVA，电压比为110±2×2.5%/27.5kV，Y，d11接线；已知：27.5kV外部短路的最大短路电流为2400A、最小短路电流为2000A，110kV 侧电流互感器变比为300/5，27.5kV侧电流互感器变比为900/5；可靠系数3.1
K。试
rel
对牵引变压器进行相关保护的设计。
1.2 要完成的容
(1) 保护的配置及选择；
(2) 保护配合及整定计算；
(3) 保护原理展开图的设计；
(4) 对保护的评价。
2.保护方式的确定
2.1 设计规程
2.1.1 保护分类
电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助保护。
(1) 主保护
主保护是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。
(2) 后备保护
后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。
2.1.2 异常运行保护
异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
2.1.3 对继电保护性能的要求
继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
(1) 可靠性
可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案，应采用由可靠的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动检测、闭锁、告警等措施，以及便于整定、调试和运行维护。
(2) 选择性
选择性是指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、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。
(3) 灵敏性
灵敏性是指在设备或线路的被保护围发生故障时，保护装置具有的正确动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。
(4) 速动性
速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，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，缩小故障波及围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。
2.2 本设计的保护配置
2.2.1 牵引变压器的运行状态
牵引变压器存在空载合闸、正常运行、短路故障、不正常运行几种状态。分析牵引变压器的运行状态是为了更好地研究继电保护装置的构成原理及其整定计算。
(1) 牵引变压器的空载合闸
牵引变电所建成投运、变压器检修后投运及采用固定备用方式的运行变压器故障后备用变压器的投入，均进行空载合闸。变压器空载合闸时，有如下特点。
①产生较大的冲击性励磁电流，简称为励磁涌流。励磁涌流只流过变压器电源侧绕组。
②励磁涌流的大小，与变压器合闸瞬间电源电压的初相角及铁芯中的剩磁大小有关，严重时可达变压器额定电流的6～8倍。
③励磁涌流波形的波宽较窄，且有很大的间断区（80电角度以上），并含有大量的二次谐波电流分量和衰减性直流分量（非周期分量）。
(2) 变压器的短路故障
根据短路地点的不同，分为油箱部短路故障和油箱外部套管及引出线上的短路故障。当油箱部出现各种类型的短路故障时，短路点处的高温电弧将会损坏线圈的绝缘，也会使绝缘物剧烈气化，产生大量的瓦斯气体，造成油箱压力剧增。当发生油箱外短路故障时，将导致供电电压的严重降低并导致变压器线圈的过热，加速线圈绝缘老化。
(3) 变压器的不正常运行状态
包括变压器过负荷运行、变压器外部负荷侧短路故障引起的线圈过电流、油箱严重漏油、变压器过热等。
2.2.2 牵引变压器的保护方式
牵引变压器在牵引供电系统中具有十分重要的作用，运行中会发生危害特别严重的短路故障，因此必须对牵引变压器设置性能完善的保护装置。牵引变压器保护装置的设置必须满足以下要求：
(1) 当变压器正常运行和空载合间以及外部故障被切除时，保护装置不应动作。
(2) 当变压器发生短路故障时，保护装置应可靠而迅速地动作。
(3) 当变压器出现不正常运行状态时，保护装置应能给出相应的信号。根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置主保护、后备保护和辅助保护。
2.2.3 主保护配置
主保护由瓦斯保护和纵联差动保护构成，用于反应变压器上的短路故障。瓦斯保护用于反应变压器油箱部的短路故障。纵联差动保护既能反应变压器油箱的短路故障，也能反应油箱外引出线及母线上发生的短路故隐。主要保护为瞬时动作，且动作后变压器各侧断路器均跳闸，变压器退出运行。
2.2.4 后备保护配置
(1) 过电流保护
作为变压器短路故障的后备保护。当主要保护拒动时，由后备保护经一定延时后动作，变压器退出运行。过电流后备保护包括变压器110kV侧过电流保护和中性点零序过电流保护。110kV侧过电流保护实际采用低电压起动的过电流保护，以提高过电流保护的灵敏度。中性点零序过电流保护作为变压器高压侧接地短路故障及相邻元件（110kV 进线）接地短路故障的后备保护。
(2) 变压器外部短路故障的电流保护
该保护设于变压器的27．5kV侧，作为27．5kV母线短路故障的保护和牵引网短路故障的后备保护。为提高过电流保护的灵敏度，实际也采用低电压启动的过电流保护。需要指出的是，当变压器外部发生短路故障时，主要保护是不动作的，若27.5kV侧低压起动过电流保护拒动，则可由110kV侧低压起动过电流保护经延时后动作，变压器退出运行。但故障影响围扩大了。
2.2.5 辅助性保护
辅助性保护包括变压器的过负荷保护。过热保护和轻瓦斯保护。保护动作后，只发出相应的信号。过负荷保护用于监视变压器的过负荷运行，设于变压器110kV侧两重负荷相上。过热保护用于监视变压器油箱上层的油温。当油温超过允许值时，过热保护动
作，发出“变压器过热”信号。轻瓦斯保护用于反应变压器油箱的轻微短路故障和油面的严重降低。由瓦斯继电器的“轻瓦斯”接点实现。轻瓦斯保护动作后，发公“轻瓦斯动作”信号。
3.保护的配合及整定计算
3.1 主保护的整定计算
3.1.1 动作电流计算值的确定
(1) 躲开变压器的励磁涌流
t n rel OP I K I ?= (3.1) 式中：rel K 为可靠系数，取rel K =1.3；
T N I ?为变压器基本侧额定电流。
(2) 躲开电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流：
max ?=L rel OP I K I (3.2)
式中：rel K 为可靠系数，取rel K =1.3；
max ?L I 为变压器基本侧的最大负荷电流，当无法确定时，可用变压器的额定电流。
(3) 躲开外部短路时的最大不平衡电流
)(3.2.1.unb unb unb rel OP I I I K I ++= (3.3) 其中：
max 1.??=K T is unp unb I f K K I
max max 2..?????+?=m K m h K h unb I U I U I
式中：max ?K I 为最大外部短路电流周期分量；
T f ?为电流互感器相对误差，取T f ?=0.1；
unp K 为非周期分量系数；
max .2.2.max .1.1.3..k er K er unb I f I f I ?+?=
is K 为电流互感器同型系数；
h U ?、m U ?为变压器高、中压侧分接头改变而引起的误差； max ??h K I 、max ??m K I 为在外部短路情况下，流经相应调压侧最大短路电流的周期分量；
max .1.K I 、max .2.K I 为在外部短路时流过所计算的Ⅰ、
Ⅱ侧相应电流互感器的短路电流； 1.er f ?、2.er f ?为继电器整定匝数与计算匝数不等引起的相对误差。 题目所计算变压器为双绕组变压器所以上式可改为：
max max )(3.1???+?+?==K er T is unb rel OP I f U f K I K I (3.4)
式中：max ?K I 为外部短路时流过基本侧的最大短路电流；
is K 为同型系数；
T f ?为电流互感器10%误差；
er f ?为继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差，求计算动作电流时先用0.05进行计算。
(4) 基本侧工作线圈的匝数
基本侧工作线圈匝数的计算公式为
???????
==???TA OP con r
OP r OP cal W n I K I I AW W 0 (3.5) 式中：cal W W ?为基本工作线圈计算匝数；
0AW 为继电器动作安匝；
r OP I ?为继电器动作电流；
TA n 为基本侧电流互感器变比；
按继电器实际抽头选用差动线圈的整定匝数时应该cal W se W W W ??≤。根据选用的基本侧工作线圈匝数se W W ?算出继电器的实际动作电流r OP I ?和保护的一次动作电流：
变压器定值整定说明 注：根据具体保护装置不同，可能产品与说明书有不符之处，以实际产品为主。 差动保护 （1）、平衡系数的计算 1 2 3 4 5 侧的二次电流。如果按上述的基准电流计算的平衡系数大于4，那么要更换基准电流I b，直到平衡系数满足 0.1 I n 为变压器的二次额定电流， K rel 为可靠系数，K rel =1.3—1.5； f i(n)为电流互感器在额定电流下的比值误差。f i(n)=±0.03（10P ），f i(n)=±0.01（5P ） ΔU 为变压器分接头调节引起的误差（相对额定电压）； Δm 为TA 和TAA 变比未完全匹配产生的误差，Δm 一般取0.05。 一般情况下可取： I op.0=（0.2—0.5）I n 。 （3） I res.0（4） a I Δm 2=0.05； b 、 式中的符号与三圈变压器一样。 最大制动系数为： K res.max =res unb.max rel I I K Ires 为差动的制动电流，它与差动保护原理、制动回路的接线方式有关，对对于两圈变压器I res = I s.max 。 比率制动系数： K= res.max res.0res.max op.0res.max /I I -1/I I -K 一般取K=0.5。 （5）、灵敏度的计算 在系统最小运行方式下，计算变压器出口金属性短路的最小短路电流I s.min ,同时计算相应的制动电流I res ；在动作特性曲线上查出相应的动作电流I op ；则灵敏系数K sen 为： K sen = op I I 要求K sen ≥（6）（7 式中：I K I e （81、低电压的整定和灵敏度系数校验 躲过电动机自起动时的电压整定： 当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时， U op=(0.5～0.6)U n 当低电压继电器由变压器高压侧电压互感器供电时， U op=0.7U n 灵敏系数校验 摘要 变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中非常重要的元件。变压器的安全运行关系到整个电力系统供电的可靠性。随着变压器电压等级和容量的提高，变压器本身也越来越贵重。因此变压器保护显得尤为重要，如何能够快速准确的切除变压器故障，使损失降低到最小，同时又要保证有足够的可靠性，就成了变压器保护的主要问题。 本文就此问题对当前变压器出现的各种故障及相应的保护原理进行了简要分析，并在此基础上对变压器保护装置进行了简单设计。该设计的硬件部分以ATmega16为系统的核心，通过对温度、电压及电流进行数据采集并送入信号处理电路，从而准确地得到控制系统可以识别的数字信号。 该设计的软件部分介绍了三种A VR单片机的应用软件，并对系统的主要流程作出了说明，讲述了单片机如何对处理得到的数字信号进行监视、判断处理，及时对各种保护装置发出声光报警或跳闸信号，进而更好地提高变压器运行的安全性和可靠性，确实做好变压器保护工作。 关键字：变压器保护微机保护单片机差动保护 Applications of Single chip in Transformer Protection Abstract As the equipment contacts various voltage grade networks, the transformer is one of the important elements in the electrical power system. The transformer running whether in security has relation to the reliability of whole electrical power system. With transformer voltage grade and capacity increase year after year, the transformer more and more expensive. Thus transformer protects bulk more important. In order to reduce the losses to the minimum and ensure there is sufficient reliability, how to clear the transformer faults quickly and accurately becomes the main problem of transformer protection. On this issue, the paper gives a brief analysis to the faults of transformer and the corresponding protection principle. And on the basis of this, carry out a simple design of transformer protective device. The design of hardware takes ATmega16 as the core, collecting the temperature, voltage and current and sending to signal processing circuit to obtain the digital signal that control system can identify accurately. The design of software introduces three kinds of application software and shows the main flow chart of the system, explains how the SCM to monitor and judge the digital signals had handled, send sound and light alarm or tripping signal to the protective device promptly, which serves to improve the operation of the transformer safely and reliability better, really do a good job on transformer protection. Keywords:transformer protection microcomputer-based protection SCM differential protection 某中心牵引变电所电气系统设计 某中心牵引变电所电气系统设计毕业设计任务书题目某中心牵引变电所电气系统设计 学生姓名学号 5 班级专业电气工程及其自动化 承担指导任务单位电气工程系导师 姓名 导师 职称 讲师 一、主要内容 1.按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线。 2.短路电流计算。 3.牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4.母线(导体)和主要一次电气设备选择。 5.配置所需的二次系统。 6.进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1.设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2.绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标(或研究方法) 1.包含有A、B、C三个牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。 图1 牵引供电系统示意图 图1中对每个牵引变电所而言，220kV线路为一主一备。待建牵引变电所为牵引变电所A，220kV线路向220kV地区变电所供电，供电容量为2000MVA。图1中L1、L2、L3、L4长度分别30km、15km、15km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km，平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 2.气象资料：本地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。 3.地质水文资料：本地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。 4.电源短路容量：电力系统容量分别为3000MVA 、2800MVA。选取基准容量为100MVA，在最大运行方式下，电力系统的综合电抗标幺值为0.21、0.23；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值为0.30、0.35。 5.负荷资料： 1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。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。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求 通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地；若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图 配电变压器安装使用说明书 三相树脂绝缘干式电力变压器 适用范围 二、 环氧树脂浇注干式变压器的特点 (2) 三、 使用条件 (2) 四、 产品主要规格型号 (2) 五、 产品结构概述及主要技术原理 (3) 六、产品主要技术参 数 ...................................... . (6) 七、运输和起吊 ......................................... .... (10) 丿八、 ............................................ 验收、保管和储存 .. (11) 沈阳 安装使用说明书 殳备制造有限公司 目 录 九、产品安装 ............................................. ?. (12) 十、现场交接试验 ....................................... .. (13) 十~、变压器试运行15 十二、变压器的维护 (18) 十三、安全注意事项......................................................... . (18) 一、适用范围 本说明书适用于我公司生产的额定容量20000kVA及以下，电压等级为35kV及以下无 励磁和有载调压环氧树脂浇注薄绝缘干式变压器的装卸、运输、仓储保管、安装、使用及维护。 二、环氧树脂浇注干式变压器的特点 环氧树脂浇注干式变压器具有低损耗、低局放、防爆、难燃、环保无污染、免维护、抗短路能力强等特点。 三、使用条件 1. 环境温度不高于40 °C，海拔高度不超过1000m若环境温度高于40 °C或海拔超过1000m时，应按GB6450的有关规定作适当的定额调整。 2.外壳防护等级有IP20、IP23等型式。The protection degree of enclosure is IP20 、IP23. 3.冷却方式有空气自冷（AN和强迫风冷两种。对空气自冷（AN和强迫风冷（AF）的变压器，均需保证变压器的安装环境具有良好的通风能力，当变压器安装在地下室或其他通风能力差 0 引言 在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介 图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。 图1 典型牵引变电所电气主接线参考图 图2 双边供电接触网分区段示意图 图3 短路电流与列车运行电流示意图 2牵引变电所内直流保护的配置 牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时一些电气参数的变化引起保护装置误跳闸。后备保护的存在增加了故障切除的可靠性，同时也增加了与主保护配合的难度，所以保护的配置也不宜过多。不同的牵引变电所其电气特性不同，运行要求不同，所以保护装置的整定值不同，甚至保护的配置亦不相同。通常，牵引变电所内的直流保护安装于开关柜中，其可能的配置如下： A．馈线柜（图1中对应211，212，213，214开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．电流上升率保护（di/dt protection）； c．定时限过流保护（definite-time over-current protection）； d．低电压保护（under-voltage protection）； e．双边联跳保护（transfer intertrip protection）； f．接触网热过负荷保护（cable thermal overload protection）； g．自动重合闸（automatic re-closure）。 B．进线柜（图1中对应201，202开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．逆流保护（reverse current protection）。 C．负极柜： a．框架保护（frame fault protection）。 D. 轨道电压限制装置 ING-6024 变压器后备保护装置技术及使用说明书 1. 概述 ING-6024变压器后备保护装置（以下简称装置），主要适应于6KV-220KV变压器的后备保护和测控。 主要功能 保护功能： a) 速断保护 b) III段复合电压闭锁过流保护 c) 过负荷保护 d) 零序电流保护 e) 过电压保护 f) 低电压保护 g) PT断线告警 h) 控制回路断线告警 遥测功能： 三相电流、三相电压、三线电压、频率，功率、功率因数、零序电流、零序电压 遥控功能： 断路器分合闸，装置信号复归，保护软压板投退 遥信功能： 8路遥信开入量 其它： 网络对时和手动对时功能 全隔离RS-485通讯接口，国际标准ModBUS-RTU通讯协议 2.技术数据 AC输入电流 额定5A：15A连续；短时250A 1秒 极限动态范围：625A持续1周波（正弦波） 功耗：5A 时0.16V A，15A时1.15V A 额定1A：3A连续；短时100A 1秒 极限动态范围：250A 持续1周波（正弦波） 功耗：1A 时0.06V A，3A时1.18V A 输出接点 符合IEC 255-0-20：1974，采用简单评估法 5A持续 30A接通符合IEEC C37.90：1989 100A持续1秒 启动/返回时间：<5ms 分断能力（L/R = 40ms）： 24V 0.75A 10,000次 48V 0.50A 10,000次 125V 0.30A 10,000次 250V 0.20A 10,000次 循环能力（L/R = 40ms）： 24V 0.75A 每秒2.5次 48V 0.50A 每秒2.5次 125V 0.30A 每秒2.5次 250V 0.20A 每秒2.5次 光隔输入 在额定控制电压下，每个光隔输入的电流为5mA。 额定电源 110伏：88 - 132Vdc或88 – 121Vac 220伏： 176 - 264Vdc或176 - 242Vac 额定5.5瓦, 最大8.5瓦 例行绝缘 试验电流输入端：500Vac 60秒不小于10M 电源、光隔输入及输出接点：500Vac 60秒不小于10M 带CE标志的装置进行下列IEC255-5：1977绝缘测试； 模拟输入：500Vac 60秒不小于10M 电源、光隔输入及输出接点：500Vac 60秒不小于10M 工作温度-10℃～+55℃（+14°F～+131°F）。 老化从室温到+75℃（+167℉）每次48小时以上。一共二十（20）次温度循环。 装置重量 2.5kg（5磅8盎司）。 电力变压器继电保护设计 Final revision on November 26, 2020 课程设计报告书 题目：电力变压器继电保护设计 院（系）电气工程学院_______ 专业电气工程及其自动化____ 学生姓名冉金周__________ 学生学号 57_______ 指导教师张祥军蔡琴______ 课程名称电力系统继电保护课程设计 课程学分 2____________ 起始日期 课程设计任务书 一、目的任务 电力系统继电保护课程设计是一个实践教学环节，也是学生接受专业训练的重要环节，是对学生的知识、能力和素质的一次培养训练和检验。通过课程设计，使学生进一步巩固所学理论知识，并利用所学知识解决设计中的一些基本问题，培养和提高学生设计、计算，识图、绘图，以及查阅、使用有关技术 资料的能力。本次课程设计主要以中型企业变电所主变压器为对象，主要完成继电保护概述、主变压器继电保护方案确定、短路电流计算、继电保护装置整定计算、各种继电器选择、绘图等设计和计算任务。为以后深入学习相关专业课、进行毕业设计和从事实际工作奠定基础。 二、设计内容 1、主要内容 （1）熟悉设计任务书，相关设计规程，分析原始资料，借阅参考资料。 （2）继电保护概述，主变压器继电保护方案确定。 （3）各继电保护原理图设计，短路电流计算。 （4）继电保护装置整定计算。 （5）各种继电器选择。 （6）撰写设计报告，绘图等。 2、原始数据 某变电所电气主接线如图1所示，已知两台变压器均为三绕组、油浸式、 强迫风冷、分级绝缘，其参数如下：S N =；电压为110±4×2．5％／ ±2×2．5％／11 kV；接线为Y N /y/d 11 （Y /y/Δ-12-11）；短路电压U HM （%） =，U HL （%）=17，U ML (%)=6。两台变压器同时运行，110kV侧的中性点只有一台 接地，若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图1。 3、设计任务 结合系统主接线图，要考虑两条长的110kV高压线路既可以并联运行也可以单独运行。针对某一主变压器的继电保护进行设计，即变压器主保护按一台变压器单独运行为保护的计算方式。变压器的后备保护（定时限过电流电流）作为线路的远后备保护。 图1 主接线图 注： 学号尾号为1、2、3的同学，用图中S kmax =1010MVA，S kmin =510 MVA进行计 算； 学号尾号为4、5、6的同学，用图中S kmax =1100MVA，S kmin =520 MVA进行计 算； 学号尾号为7、8、9、0的同学，用图中S kmax =1110MVA，S kmin =550 MVA进行 计算。 三、时间、地点安排 1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 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（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。 国电南自 WBZ-500H 系列 微机变压器保护装置 第一部分 技术说明书 目次 4.4 非电量保护 摘要 电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系统正常运行，就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置相应的继电保护装置。本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置配置原则和设计方案。 关键词：电力变压器继电保护装置保护配置 Abstract Power transformer is very important in power system,power components in order to power supply reliability and system normal operation,you must see the size of its capacity,voltage and important degree of on any account,set up corresponding relay protection device.This paper according to the operation of power transformer fault and analyzed the power transformer longitudinal differential peotection,gas protection and over-current protection rely protection device configuration principle and design scheme. Keywords: Power transformer Relay protection device Protection configuration NEP983 数字式变压器测控保护装置 说明书 国电南京自动化股份有限公司 2003年3月 NEP983 数字式变压器测控保护装置 说明书 编写：于剑东 审核：陈雪峰 批准：郭效军 版本号：Ver 3.0 国电南京自动化股份有限公司 二00三年三月 目次 1 装置概述 (1) 2 主要技术指标 (2) 3 功能介绍 (3) 4装置出口配置 (4) 5原理 (4) 6 操作说明 (7) 6.1 键盘排列及显示 (7) 6.2 键的功能 (7) 6.3 液晶显示及键盘操作说明 (7) 7 订货须知 (10) 附图一装置面板布置图 (11) 附图二装置电原理图 (13) 附图三装置出口原理图 (14) 附图四装置背板端子图 (17) 附图五装置安装尺寸图 (18) ·装置概述· 1 装置概述 NEP983数字式变压器测控保护装置是在消化吸收国内外先进经验的基础上专门为发电厂、变电站开发（可与各类综合自动化配套）的产品。该类产品可将变压器的测量、保护、操作回路集成在一个机箱内，结构小巧，可在恶劣的工业环境下（如高温、低温、震动、有害气体、灰尘、强电磁干扰等）长期可靠地运行。产品可集中组屏组柜运行，也可按功能就地安装在开关柜上，并具有远传、记忆各种操作或故障信息等功能，同时亦提供独立的中央信号空接点。 特点： ●采用Motorola高性能32位单片机。 ●采用一对一的方式，调试、安装及维护均非常便利。 ●人机界面友好，液晶中文显示。显示信息丰富、直观、各种操作亦非常方便。 ●完善的自我诊断功能，不需人为干预，故障可定位到某集成块。 ●最近100条事件记录(记录事件时间和类型)、10条事故记录（包含故障前360毫秒，故障后600毫秒，记录事故时间、类型、定值、控制字、交流量幅值及采样点）及200条遥信变位信息（记录遥信变位时间和类型），方便分析。 ●集保护、遥测、遥信、遥控四项功能于一体，可按功能就地安装，同时亦可提供独立的中央信号空接点。 ●高测量精度： I、U精度：0.2级 P、Q、Cosφ精度：0.5级（特殊要求精度可达到0.2级） ●高抗干扰性能，能满足： GB/T 14598.10-1996 快速瞬变干扰试验Ⅳ级 GB/T 14598.13-1998 脉冲群干扰试验Ⅲ级 GB/T 14598.14-1998 静电放电干扰试验Ⅲ级 功能：速断、定(或反)时限过流保护；过电压保护；低电压保护；定(或反)时限零序电流保护；零序电压保护；过负荷保护；本体保护；手动（遥控）跳合闸以及两瓦特表或三瓦特表法测量有功、无功、功率因素、电度量及各种开关量变位信息等功能。 通信：本装置具有422或485及CAN通讯网络可供选择，通信协议请见NEP980通信协议说明书。 【中国变压器交易网】小编报道，牵引变压器在牵引供电系统中具有十分重要的作用，运行中会发生危害特别严重的短路故障，因此必须对牵引变压器设置性能完善的保护装置。 牵引变压器保护装置的设置必须满足以下要求： (1)当变压器正常运行和空载合间以及外部故障被切除时，保护装置不应动作。 (2)当变压器发生短路故障时，保护装置应可靠而迅速地动作。 (3)当变压器出现不正常运行状态时，保护装置应能给出相应的信号。 根据电力设计规程的规定，牵引变压器应设置如下保护： A、主要保护 主要保护由瓦斯保护和纵联差动保护构成，用于反应变压器上的短路故障。瓦斯保护用于反应变压器油箱内部的短路故障。 纵联差动保护既能反应变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线及母线上发生的短路故隐。 主要保护为瞬时动作，且动作后变压器各侧断路器均跳闸， 变压器退出运行。 B、后备保护 后备保护分为如下三种： 过电流保护： 作为变压器短路故障的后备保护。当主要保护拒动时，由后备保护经一定延时后动作，变压器退出运行。后备保护包括变压器110kV侧过电流保护和中性点零序过电流保护。110kV 侧过电流保护实际采用低电压起动的过电流保护，以提高过电流保护的灵敏度。中性点零序过电流保护作为变压器高压侧接地短路故障及相邻元件(110kV进线)接地短路故障的后备保 护。 变压器外部短路故障的电流保护： 该保护设于变压器的27.5kV侧，作为27.5kV母线短路故障的保护和牵引网短路故障的后备保护。 为提高过电流保护的灵敏度，实际也采用低电压启动的过电流保护。需要指出的是，当变压器外部发生短路故障时，主要保护是不动作的，若27.5kV侧低压起动过电流保护拒动，则可由110kV侧低庵起动过电流保护经延时后动作，变压器退出运行。但故障影响范围扩大了。 一、简介 1.概述 DMP300型微机变压器差动保护测控装置，适用于110KV及以下电压等级的三圈变或两圈变，具有开入采集、脉冲电度量采集、遥控输出、通讯功能。其中DMP321适用于三圈变，DMP322适用于两圈变。 保护功能：a）差电流速断保护 b）二次谐波制动的比率差动保护 c）CT断线识别和闭锁功能 d）过负荷告警 e）过载启动风冷 f）过载闭锁有载调压 遥信量采集：a）本体轻、重瓦斯信号 有载轻、重瓦斯信号 压力释放信号 变压器超温告警 b）主变一侧开关的弹簧未储能、压力异常闭锁、报警 c）从主变一侧开关操作箱中采集开关跳、合位，手跳、手合开关量 脉冲电量：一路有功脉冲电度、一路无功脉冲电度 遥控：遥控主变一侧开关 2.特点： 1）差动保护中各侧电流平衡补偿由软件完成，中低压侧电流不平衡系数均以高压侧为基准。变压器各侧CT二次电流相位也由软件自动校正，即变压器各侧CT二次回路可接成丫型（也可选择常规接线），这样简化了CT二次接线，增加了可靠性。 1)变压器保护的差动保护与后备保护完全独立，各侧后备也完全独立，独立 的工作电源、CPU实现真正意义上的主、后备保护，极大地提高了主变保护的可靠性。 2)通过菜单可直接查看主变各侧电流值的大小、相位关系，差电流大小，方 便用户调试与主变投运。 3)选用高性能、高可靠性的80C196单片机，高度集成的PSD可编程外围芯 片；宽温军用、工业级芯片；高精度阻容元件；进口密封继电器。 4)抗干扰、抗震动的结构设计 全封闭金属单元机箱，箱内插板间加装隔离金属屏蔽板；高可靠性的进口接插件，加装固定挡条。 5)独到的多重抗干扰设计 单元装置采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、智能诊断各种开放闭锁控制，ALL IN ONE的主板电路设计原则，新型结构设计等多种抗干扰措施，取得了良好的效果。 6)体积小、模块化，既可安装于开关柜，构成分散式系统，又可集中组屏。 7)大屏幕液晶汉字显示运行参数、菜单，具有极好的人机界面，操作简单、 直观、易学、易用。 8)所有保护功能均可根据需要直接投退，操作简单。 9)软件实现交流通道的模拟量精度调整，取消了传统的采保通道的误差补偿 电位器，不但简化了硬件，更方便了现场调试、校验，还提高了精度。 10)独到的远动试验菜单功能。装置中设有“远动试验”菜单,通过菜单按钮进 行远动信息传输试验,如“差动速断动作”、“高压侧CT断线告警”等，无需试验接点真正闭合，可在线试验，方便了远动调试。 11)多层次的PASSWORD：运行人员口令、保护人员口令、远动人员口令。 12)事件记录分类记录32条故障信息，32条预告信息，8条自检信息，并具掉 电保持功能。 变压器保护设计 摘要：针对常见的变压器故障类型，给出工程设计中常用的保护方法，并概括了保护整定计算的一般思路及相应的规范依据。 关键词：变压器，继电保护，整定计算 Protection designation for Transformers Yu Tao （Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute） Abstract：Common protections for transformers are introduced，according to different transformers fault types. Calculating settings of relay protection for transformers are summarized and the related standards are introduced. Keywords：Transformer，Relay protection，calculating settings 引言 变压器是电力系统中的重要电气设备，其本身造价昂贵。变压器的故障不仅危及本身安全，影响其使用寿命，还会给整个电力系统造成严重影响[1]。因此，对电力变压器的保护尤为重要。 变压器故障分为不同类型，相应的保护措施各有不同。针对变压器保护的规范很多，本文主要依据相关规范，将变压器保护方法进行汇总，方便变压器保护设计。 1 变压器故障类型 变压器故障主要有以下几种[2]： （1）变压器绕组及引出线相间短路、接地短路； （2）变压器绕组匝间短路； （3）外部相间短路引起的过电流； （4）外部接地短路引起的过电流及中性点过电压； （5）过负荷； （6）过励磁； （7）油面降低、油温过高、绕组温度过高及油箱压力过大等故障。 2 变压器保护方法 针对不同的变压器故障类型，根据变压器的电压等级、容量及冷区方式等，应采取不同的保护措施。《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285）对变压器的保护配置做了详细规定[2]。 针对内部绕组及引出线短路故障，应根据变压器的电压等级，容量及保护灵敏度，选择配置纵差保护或电流速断保护。 针对外部短路故障引起的变压器过电流，应装设后备保护，宜选择复合电压启动的过电流保护。 针对变压器的接地故障，可配置灵敏度更高的零序纵差保护。与有效接地系统连接的变压器尚应配置零序过电流保护作为接地故障后备保护，对于可能失地的变压器，全绝缘变压器应增加配置零序过电压保护，分级绝缘变压器应增设中性点放电间隙和零序过电压保护。 除上述保护之外，330kV及以上变压器还应配置过励磁保护，油浸变压器还应配置瓦斯保护。 3 变压器保护整定 变压器保护整定内容包括保护动作值整定、动作时间整定及灵敏度校验等。一般应先根据变压器及系统已知参数，如额定电压、额定容量、短路阻抗等计算 NS 913 低压变压器保护测控装置 说明书 V1.1 南京南自科技发展有限公司 2003年12月 *本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料 目录 1．概述 (1) 2．主要技术参数 (3) 3．保护功能 (6) 4．测量、控制以及事件记录功能 (8) 5．硬件结构说明 (9) 6．使用操作说明 (11) 7．装置参数一览 (13) 1 概述 NS 913S低压变压器保护测控装置适用于低压变压器的保护、测量及控制。可以在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。 1.1 装置主要特点 ?高速的DSP处理器 采用高性能DSP芯片，提供了高速的数据处理能力，保证了高性能实时算法的实现，提高了装置的可靠性和整体性能。 ?快速、高精度采样 采用快速14位高精度采样芯片，并采用频率自动跟踪技术，保证了很高的保护和测量计算精度。 ?强大的通讯功能 采用CAN网作为主通讯接口，传输速率可达1Mb/s，系统响应速度快。 ?可靠的操作箱功能 独立的跳、合闸启动和保持回路设计。 ?高可靠的电磁兼容设计 标准背插式工业机箱，电路板采用表面贴装技术以及多层板工艺，选用快速瞬变电压抑制器件，使装置具有很强的电磁兼容能力。 1.2 保护功能配置 ?相间过流保护 ◆速断保护 ◆定时限过流保护 ◆反时限过流保护 ◆过负荷保护 ?高压侧零序过流保护 ?低压侧零序过流保护 1.3 数据采集功能 ?实时采集电流、电压、有功、无功、功率因数、频率 ?8路遥信量 1.4 事件记录及故障录波 ?保护动作记录 ?告警事件记录 ?遥信变位记录 ?操作命令记录 1.5 控制功能 ?就地/远方分闸、合闸控制 ?远方定值修改 ?远方保护投/退 1.6 操作箱功能 ?跳位、合位指示 ?可靠的自保持及防跳设计 1.7 通信功能 ?CAN总线 ?RS-485总线 毕业设计 设计题目电力变压器保护设计系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日 工程学院毕业设计任务书 工程学院毕业设计成绩表 摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算 ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system．Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment．Therefore．We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree． The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article．At the same time the massive specialized materials was consulted by me． It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers．And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay变压器保护毕业设计论文
某中心牵引变电所电气系统设计_毕业设计
某电力变压器继电保护设计
变压器说明书
地铁牵引变电所保护原理
ING-6024变压器后备保护装置技术及使用说明书
电力变压器继电保护设计
某电力变压器继电保护设计(继电保护)
WBZ-500H变压器保护装置技术说明书
Q/GDNZ.J.09.44-2002
WBZ-500H 微机变压器保护装置
技术说明书 使用说明书
国电南京自动化股份有限公司
GUODIAN NANJING AUTOMATION CO. LTD
技术说明书 使用说明书
V 2.5
国电南京自动化股份有限公司
2002 年 12 月
*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料 *国电南自技术部监制
1 装置概述
1
2 技术参数
2
2.1 工作环境
2
2.2 额定参数
2
2.3 主要技术指标
2
2.4 保护动作精度
3
2.5 绝缘性能
3
2.6 抗电磁干扰
4
3 硬件说明
5
3.1 概述
5
3.2 机箱结构
5
3.3 AC 交流输入模件
6
3.4 AD 转换模件
6
3.5 主 CPU 模件
6
3.6 出口跳闸模件
6
3.7 信号模件
6
3.8 打印管理模件
7
3.9 显示模件
7
4 保护原理
8
4.1 启动算法
8
4.2 差动保护
8
4.3 后备保护
11
17
4.5 分差保护
17
4.6 短引线保护
17
5 整定值的计算及整定
18
5.1 定值清单
18
5.2 变压器各侧的额定电流 TA 二次电流 Ie
18
5.3 差动保护
18
5.4 分差保护
18
5.5 短引线保护
18
5.6 分差保护
21
5.6 短引线保护
22继电保护设计
983变压器说明书.
牵引变压器的保护方式分哪些
dmp300型微机变压器差动保护测控装置说明书(1)
变压器保护设计
NSS低压变压器保护说明书V
电力变压器保护毕业设计
相关主题
文本预览