315MW变压器纵差动保护设计.doc

辽 宁 工 业 大 学 题目： 31.5MW变压器纵差动保护设计（1） 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字） 起止时间： 2012.12.26-2013.1.11 本科生课程设计（论文） 课程设计（论文）任务及评语 本科生课程设计（论文） 续表 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 1 本科生课程设计（论文） 摘 要 电力系统中的变压器，它利用电磁感应原理，把输入的交流电升高或降低为同一频率的交流输出电压。譬如通过变压器升压，可以降低输送的电能损失，把电能送到远方。通过变压器把高压电降为适用的电压供用户使用。变压器在电力系统中是十分重要的电气设备，而对变压器的继电保护在整个系统中占有重要的地位，长期以来变压器一直采用差动保护作为内部故障的主保护，因此差动保护的性能好坏将直接影响到系统安全稳定运行和能否安全、稳定地供电。 本次课程设计就是有关于变压器的纵差动保护整定计算，紧密贴合电气专业的课程主要重点知识，可以对变压器保护的知识有更深入的了解和学习，并且融合了其他课程知识，涉及到正序、负序、零序网络的建立、保护原理图的绘制与动作过程分析，变压器在最大及最小运行方式下短路电流的计算以及对变压器纵差保护继电器的整定、计算及校验，利用MATLAB建立了仿真模型，对变压器在不同工作条件下进行了大量的仿真，仿真结果表明，阻抗继电器与变压器纵差动保护相配合的方式在检测变压器内部故障时有很高的灵敏度，在外部故障时又有很强的制动作用，具有一定的实用价值，最后分析动作过程并采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析输出系统正常状态和故障状态下的电流和电压波形，判断系统是否会出现继电器的误动作并分析其动作，用准确的数据来验证计算的准确性和实用性。 关键词：变压器；差动保护；MATLAB；阻抗继电器 2 本科生课程设计（论文） 目 录 第1章 绪论 ......................................................... 4 第2章 变压器纵差动保护整定计算 ..................................... 5 2.1 变压器保护规划配置 ............................................ 5 2.2 确定系统运行方式 .............................................. 6 2.3动作电流整定计算及校验 ......................................... 6 第3章 保护原理图的绘制与动作过程分析 .............................. 14 第4章 MATLAB建模仿真分析 .......................................... 17 第5章 课程设计总结 ................................................ 19 参考文献 ........................................................... 20 3 本科生课程设计（论文） 第1章 绪论 1、变压器纵差保护基本原理 纵差保护作为变压器内部故障的主保护将有许多特点和困难。变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成。 由于纵差保护的构成原理是基于比较变压器各侧电流的大小和相位，受变压器各侧电流互感器以及诸多因素影响，变压器在正常运行和外部故障时，其动差保护回路中有不平衡电流，使纵差保护处于不利的工作条件下。 2.纵差保护不平衡电流分析 2.1 稳态情况下的不平衡电流 变压器在正常运行时纵差保护回路中不平衡电流主要是由电流互感器、变压器接线方式及变压器带负荷调压引起。 （1） 由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。正常运行时变压器各侧电流的 大小是不相等的。为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。 （2） 由变压器两侧电流相位不同而产生。变压器常常采用两侧电流的相位相差 30°的接线方式（对双绕组变压器而言）。 （3） 由变压器带负荷调整分接头产生。在电力系统中，经常采用有载调压变压器， 在变压器带负荷运行时利用改变变压器的分接头位置来调整系统的运行电压。