修改版2.docx

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修改版2

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1设计原始资料

1.1具体题目

一台双绕组降压变压器的容量为20MVA，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11接线；采用BCH-2型继电器。

求差动保护的动作电流。

试对变压器进行相关保护的设计。

已知：

6.6kV外部短路的最大三相短路电流为9420A；35kV侧电流互感器变比为600/5，35kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取

。

1.2要完成的内容

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。

变压器的内部故障可分为油箱内部和油箱外部故障两种。

油箱内部的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等，对变压器来讲，这些故障是十分危险的，因为油箱内故障时产生的电弧，将其绝缘物质剧烈气化，可以引起爆炸，因此，这些故障应该尽快切除。

油箱外的故障主要是绝缘套管和引出线发生相间短路和接地短路。

变压器的不正常运行状态主要有：

由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因引起的油面下降。

此外对大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度接近于铁芯饱和磁通密度，因此，在过电压或低频率等异常运行方式下还会发生变压器的过励磁故障。

针对变压器上述故障类型及不正常运行状态，应对变压器装设相应的继电保护装置。

2分析要设计的课题内容（保护方式的确定）

本设计要完成的内容主要是针对于怎样对变压器进行主保护和后备保护进行的。

最终达到变压器在任何故障下都能迅速的切断故障，快速恢复运行。

下面就分别对其主保护和后备保护做一简单介绍。

变压器的主保护，电力变压器的主保护均采用瓦斯保护，当壳内故障产生轻瓦斯或油面下降时，应瞬时动作与信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。

对于6.3MVA及以上变压器和并列运行的变压器，应装设纵联差动保护。

纵联差动保护应能躲过励磁涌流和外部产生的不平衡电流，应在变压器过励磁时不误动。

变压器的后备保护，变压器的相间短路后备保护首先考虑采用过电流保护，当过电流保护满足不了灵敏度要求时，可采用复合电压启动的过电流保护，若仍不满足灵敏度的要求。

则可选择阻抗保护。

双绕组变压器，后备保护应装在主电源侧，根据主接线情况，保护可带一段或两端时限，以较短的时限缩小事故影响范围，跳母联或分段断路器；较长的时限断开变压器各侧断路器。

2.1设计规程

2.2本设计的保护配置

2.2.1主保护配置

瓦斯保护是变压器的主保护，能有效地反应变压器内部故障。

对于6.3MVA及以上变压器和并列运行的变压器，应装设纵联差动保护。

2.2.2后备保护配置

变压器的后备保护，变压器的相间短路后备保护首先考虑采用过电流保护，当过电流保护满足不了灵敏度要求时，可采用复合电压启动的过电流保护，若仍不满足灵敏度的要求。

则可选择阻抗保护。

双绕组变压器，后备保护应装在主电源侧，根据主接线情况，保护可带一段或两端时限，以较短的时限缩小事故影响范围，跳母联或分段断路器；较长的时限断开变压器各侧断路器。

3短路电流及残压计算

3.1等效电路的建立

图3.1双绕组变压器的等值电路和空载相量图

3.2保护短路点的选取

4保护的配合及整定计算

4.1主保护的整定计算

4.1.1动作值（如动作电流）

变压器各侧参数如表1

表1变压器各侧参数

名称

各侧数值

额定电压（kV）

35

6.6

额定电流（A）

电流互感器接线

△

Y

电压互感器变比

二次电流（A）

基本侧动作电流：

（1）按躲过外部短路条件：

（2）按躲过励磁涌流：

（3）按TA二次断线条件：

选一次动作电流

4.1.2动作时间

由于是主保护，动作时间t=0s

5继电保护设备的选择

5.1互感器的选择

电流互感器选择原则

（1）电路互感器的二次额定电流有1A和5A两种，强电系统用5A；

（2）当电流互感器用于测量时，其一次额定电流尽量选择的比回路正常工作电流大1/3左右；

（3）35kV及以上配电装置一般采用油侵瓷箱式式绝缘结构的独立电流互感器，常用LCC7系列；

（4）电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应大于变压器允许的不平衡电流的选择，一般情况下，可以按照变压器额定电流的1/3进行选择。

（5）关于准确度，用于电度计量的电流互感器，准确度不应低于0.5级，用于电流电压测量的准确度不低于1级，非重要回路可采用3级；用于继电保护的电流互感器，应用D级B级；

电流互感器的选择及其参数如表2所示。

表2电流互感器的选择型号及其参数

型号

额定电流比

准确级组合

二次额定输出

额定绝缘水平

LZZBW-10

5～2000／5Ａ

0.5/、10P10、0.2/10P10

0.2（0.2Ｓ）级30VA；Ｐ１级40VA；Ｐ2级30VA

12/42/75KV

LCWD2-35

5～1000／5Ａ

0.2（0.2Ｓ）／10P

0.2（0.2Ｓ）级30VA；10P级50VA

40.5/95/185KV

变压器差动保护用的电流互感器，在最大穿越性短路电流时其误差超过10％，此时应采取下列措施：

（1）适当地增加电流互感器的变流比；

（2）将两组电流互感器按相串联使用；

（3）减小电流互感器二次回路负载；

（4）在满足灵敏度要求的前提下，适当地提高保护动作电流；

5.2继电器（或微机保护装置、测控保护单元）的选择

本设计选用BCH-2型差动继电器，继电器的选择及其参数如表3所示。

表3BCH—2型继电器相应参数

额定电流

动作安匝

可靠系数

整定范围（A）

动作时间（s）

功率消耗（VA）

触点型式

5A

（50Hz）

60±4

5倍动作流≥1.35；2倍动作流≥1.2

两绕组变压器1.55-12三绕组变压器3-12

3倍动作电流≤0.035

在额定电压下，平衡绕组（Ⅰ或Ⅱ）合部接入时单相功耗≤16

一动合

6二次展开原理图的绘制

6.1保护测量电路

6.2保护跳闸电路

7保护的评价（结论）

参考文献

[1]张宝会，尹项根主编.电力系统继电保护（第二版）.北京：

中国电力出版社，2005.

[2]于永源，杨绮雯.电力系统分析（第三版）.北京：

中国水利水电出版社，2007.