继保课程设计--110kV三卷变压器继电保护设计

西南交通大学课程设计 课程设计（实训）报告课程设计（实训）报告 题题目目 专专业业 班班级级 学学号号 姓姓名名 指导教师指导教师 110kV110kV 三卷变压器继电保护设计三卷变压器继电保护设计 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 电气工程学院电气工程学院 二〇一二年二〇一二年 十一月十一月 至至二〇一二二〇一二 年年 十二十二 月月 1 西南交通大学课程设计 目录目录 第一章：概述.3 1.1 继电保护的概述3 1.2 继电保护的要求.3 1.3继电保护装置的组成 .3 第二章：短路计算.4 2.1 等效网络图4 2.2短路电流计算6 第三章：保护整定设计.7 3.1 主保护7 3.1.1——变压器瓦斯保护 7 3.1.2——纵联差动保护 8 3.3复合电压启动的过电流保护. 11 3.3.1 110kv 侧的低压启动过电流保护 12 3.4变压器中性点直接接地零序电流保护. 13 3.5 设备选型 14 附录一： 变压器瓦斯保护接线图.15 附录二：三绕组变压器差动保护单相原理图.15 附录三：复合电压启动的过电流保护原理图.16 2 西南交通大学课程设计 第一章：概述 1.1 继电保护的概述 当电力系统发生故障或异常工况时，保护装置在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， 避免故障区域扩大， 最快地恢复供电。 1.21.2 继电保护的要求继电保护的要求 （1）选择性 选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时， 其继电保护仅将故障 的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应 由相邻设备或线路的保护将故障切除。 （2）速动性 速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电 流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。 （3）灵敏性 灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情 况时，保护装置的反应能力。保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。 能满足灵敏性要求的继电保护， 在规定的范围内故障时，不论短路点的位置 和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能正确反应动作，即要求不 但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作， 而且在系统最小运行方式下经 过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。 （4）可靠性 要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。继电保 护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不拒动。 1.3继电保护装置的组成 3 西南交通大学课程设计 一般情况而言， 整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分 组成 。 （1）测量比较部分：测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理 参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是” “非”性质的一组 逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。 （2）逻辑部分：逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和 范围，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等，并将 对应的指令传给执行输出部分。 （3）执行输出部分：执行输出部分根据逻辑传过来的指令，最后完成保 护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，而在正 常运行时不动作等。 第二章：短路计算 2.1 等效网络图 某变电所的电气主接线如图 2.1 所示。 其参数均为:S=31.5MVA，电压：110±4*2.5%/38.5±2*2.5%/11kV，接线： YNY0d11 短路电压 U k1-2%=10.5%，Uk1-3%=17%，Uk2-3%=6% 4 西南交通大学课程设计 图 2.1 根据电气主接线画出等效正序如图 2.2 所示。 图 2.2短路等值电路图 计算各元件电抗参数，取基准容量S B 100MVA，基准电压为U B  U av 。 5 西南交通大学课程设计 （1）变压器标幺值计算 11 U k1 0 0   10.517  610.75，U k2 0 0   10.517  6 0.25 22 1 U k3 0 0  10.517  6 6.25 2 高中低压侧阻抗标幺值分别为： X TG U k1 00S B 10.75100  0.3413 100 S N 10031.5 U k2 00SB0.25100  0.007937 100 S N 10031.5 U k3 00SB6.25100  0.1984 100 S N 10031.5 X TZ X TD （线路的基准电抗标幺值 X l1  X l2  X 2l2 S B 100  0.415 5.442 22U av 10.5 S B 100  0.4151.023 22U av 37 X l3  X l4  X 1l3 2.2 2.2短路电流计算短路电流计算 由主接线分析可知， 变压器的主保护为一台变压器单独运行为保护的计算方 式，保护时，变压器后备保护作保护线路的远后备保护时，要校验 k3、k4 两点 的灵敏系数，因此，除需要计算 k1、k2 两点最大、最小运行方式短路电流外， 还需计算 k3、k4 两点的最小短路电流。 （1）k3 点短路电流计算 )I k (3 3.max  S B 3U av X (k3).min S B 3U av X (k3)max 100000 310.5 8465A 0.110.34130.1984 100000 310.5  7435A 0.200.34130.1984 )I k (3 3min  6 西南交通大学课程设计 )I k (2 3.min  3 3 I k3.min  0.8667435  6439A 2 （2）求 k1 点短路电流 3)I k ( 1.max  S B 3U av X (k1).min S B 3U av X (k1)max 100000 337 3599A 0.110.34130.1984 100000 310.5  2533A 0.200.34130.0079 3)I k ( 1min  2)I k ( 1min  3 3 I k1min  0.8667435  6439A 2 （3）求 k2 点短路电流 3S B 23U av )I k (2868A 2min X (k2)max （4）求 k4 点短路电流 3S B 23U av )I k (2596A 4min X (k4)max （5）求 K5 点短路电流 )I k (2 5min 3S B 23U av 783A X (k5)max 第三章：保护整定设计 3.1 主保护 3.1.1——变压器瓦斯保护 变压器瓦斯保护的主要元件就是瓦斯继电器， 变压器瓦斯保护是利用安装在 变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障； 当变压器内部发生故 障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生， 气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时