继电保护牵引变压器设计课程设计优质.doc

继电保护原理课程设计 评语： 考勤 （10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气1103班 姓 名： 杜伟静 学 号： 201109340 指导教师： 李彦哲 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014年7月 10日 1 设计原始资料 1.1 具体题目 某牵引变电所甲采用直接供电方式牵引变压器类型为110/27.5V，接线， 供电臂 长度km 端子 平均电流A 有效电流A 短路电流A 24.6 β 282 363 1023 20.4 α 240 319 874 试对该牵引变电所牵引变压器进行相关保护设计。 1.2 要完成的内容 通过对题目的分析，将该牵引变电所变压器的保护设计分为以下几个部分： (1) 选择变压器的主保护的配置，并对上述保护进行说明与分析； (2) 根据题目所述接线方式和额定电压，为牵引变压器选型，确定变压器的额定容量； (3) 根据题目要求以及所选变压器的参数，完成对该牵引变压器保护的整定计算以及灵敏度校验； (4) 选择保护的设备，如继电器以及电流互感器； (5) 根据变压器保护原理绘制保护的原理图； (6) 对本次课程设计进行总结与评价。 2 设计的课题内容 2.1 设计规程 根据《继电保护和自动装置设计技术规程》的规定，中、低压变压器应对主保护进行配置。 2.2 本设计的主保护配置 (1) 差动保护：对于牵引变电所内的牵引变压器，均应装设差动保护。电流纵差动保护不但能够正确区分区内区外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优点，被广泛地用作变压器的主保护。 (2) 瓦斯保护：电力变压器是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器油箱故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出的速度与变压器的故障程度有关。利用这种气体来实现保护的装置成为瓦斯保护。瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障，但像变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。 3 主保护的配合及整定计算 3.1变压器的选型及参数计算 根据题目要求，变压器类型为110/27.5kV，三相平衡接线，此设计选择变压器容量为12500KVA的变压器。变压器参数计算如下： (1) 变压器各侧的额定电流： 110kV侧：(A) 27.5kV侧：(A) (2) 选择各侧电流互感器的变比： 110kV侧：，选择：。 27.5kV侧：，选择：。 3.2 动作值的计算 (1) 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，整定式为： 式中，是可靠系数，取1.3；是外部短路故障时的最大不平衡电流；变比差系数是电流互感器计算变比与实际变比不一致引起的相对误差，其值为： (A) 式中，指外部短路故障时最大短路电流；是变压器分接头改变引起的相对误差0.05；0.1为电流互感器容许的最大稳态相对误差；非周期分量系数，取1.5~2,当采用速饱和电流器时，由于非周期分量会使其饱和，抑制不平衡输出，可取为1；是电流互感器同型系数，取1。 故由整定式可得(A) (2) 躲过变压器最大的励磁涌流，整定式为： 式中，为可靠系数，取1.3~1.5；为励磁涌流的最大倍数，采用加强型速饱和变流器的差动保护时，取1；为变压器的额定电流。 故可得(A) (3) 躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流： 式中，为可靠系数，取1.3；为变压器的最大负荷电流。 故可得(A) 按上面三个条件计算差动保护的动作电流，并选最大者，即(A)。 3.3 灵敏度校验 27.5kV侧两相短路最小电流为874A。 差动保护的灵敏度系数校验式为： 式中，为各种运行方式下流经差动继电器的最小差动电流。 灵敏度系数一般不低于2，故满足灵敏度要求。 3.4后备保护的整定计算 3.4.1过电流保护的整定计算 (1) 保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定即 (6) 式中 ——可靠系数，取1.2～1.3； ——返回系数，取0.85～0.95； ——变压器可能出现的最大负荷电流，可取变压器额定电流。 对于降压变压器，应考虑电动机自启动时的最大电流，计算式为 (7) 式中 ——正常工作时的最大负荷电流(一般为变压器的额定电流)； ——综合负荷的自启动系数，取=1.5。 将式(7)代入式(6)得： 灵敏度校验 灵敏度校验式为