电力变压器的综合保护与研究.doc

1、电力变压器的综合保护与研究摘 要：电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。电力系统的正常运行也变得由为的重要。这就要求我们对电力系统要配备完善的继电保护系统，在选择保护方式时，应希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。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。关键词：电力系统； 变压器； 继电保护； 整定计算Abstract

2、： Composition of the power system more than the number of components, structures vary, the operation of complex, covering a vast territory.Thus, by natural conditions, equipment and human factors, may be a variety of faults and abnormal operation.The normal operation of power systems has become impo

3、rtant from the order.This requires us to be equipped on the power system relay protection system, the choice of protection mode, should hope to fully meet the reliability, selectivity, sensitivity and speed of mobility requirements. The transformer is the essential equipment in the electrical power

4、system Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operationAt the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment ThereforeWe must install the reliable relay protection installment according to the transfor

5、mer capacity rank and the important degreeKey words：Power System , Power Transformer, Relay Protection, Setting Calcula目录第1章 绪论11.1电力变压器保护的意义11.2课题背景11.2.1变压器的工作环境11.2.2各电气元件参数21.2.3短路电流表3第2章 变压器继电保护52.1对电力系统进行继电保护的必要性52.2继电保护技术的发展52.3电力变压器故障和不正常运行状态62.4电力变压器常用的继电保护配置72.4.1瓦斯保护72.4.2变压器的电流速断保护72.4.3

6、变压器纵联差动保护82.4.4过电流保护82.4.5 过负荷保护82.4.6零序过电流保护92.4.7 过励磁保护92.5 微机保护9第3章 电力变压器资料及无功补偿11第4章 保护配置13第5章 保护的整定计算145.1 110KV线路保护方案145.2 线路保护的整定计算145.3 距离保护的评价及应用范围215.4 零序电流保护的评价及使用范围225.5 变电站变压器保护整定规定235.6 变压器保护的整定245.7主变压器保护的配合31第6章 电力变压器的防雷与接地326.1 直击雷保护326.2雷电侵入波保护326.3 接地保护336.4 电力变压器的消防33第7章 电力变压器微机保

7、护方案347.1微机保护硬件结构系统347.2 微机保护软件系统34第8章 设计说明书408.1设计必要性外部环境408.1.1 设计的必要性408.1.2 设计规模408.1.3 变电站环境情况408.1.4 短路电流418. 1.5 设计的主要内容和目的418.2保护方案418.2.1 主变压器规范 （选用三相三绕组有载调压降压变压器）418.2.2 110KV线路的保护418.2.3 110KV设备428.2.4 变压器保护428.2.5 各保护的配合428.2.6 防雷保护438.2.7接地保护438. 2.8 主变压器消防448.2.9 微机保护448.3主要材料清单45结束语46致

8、 谢47参考文献48第1章 绪论1.1电力变压器保护的意义电力变压器是电力系统中十分重要的电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统的安全运行产生严重的影响。而电力变压器作为电业系统中重要的变换电压、联络系统、传送功率的设备之一是组成电力系统非常重要的部分。受自然条件、设备老化及人为因素等的影响，可能出现各种故障和不正常的运行状态。故障和不正常状态如果不及时正确处理，都可能引起事故，对用户减少送电或停止供电，电能质量降低，甚至达不到允许要求的程度，造成人身伤亡及电气设备损坏等。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应该根据其严重程度，发出告警信号，使运行人员及时发现并采取相应的措施。作为它的保护装置

9、，要求更加可靠和快速。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。从而保护相关的电气设备，保证操作人员的人身安全，确保供电安全、可靠、优质、经济。1.2课题背景1.2.1变压器的工作环境贵州省毕节头步桥110kV变电站位于毕节市东南面的纸厂(现复烤厂)东侧约150237m，距毕节市约9km左右，所址周围为丘陵地带、海拔高程约1463.8m，南面平行于贵阳至毕节公路在下寨分支去鸭池的公路北侧10m。110kV进出线共4回，全部向南出线。地形呈两端低，中部高的形态，地形相对高差在55m以下，属高原形低山地貌，沿线地质为泥页岩及土层，全线地质情况良好，未发现煤层及煤窑采空

10、区、滑坡等不良地质情况，地下水埋藏较深，本线路沿线不交叉跨越通信线，不存在干扰影响和危险影响。总之，建设本工程是可行的。本工程全线所经过地区，地震烈度小于度。全线粘土占40%，松砂石占30%，岩石占30%。基岩电阻率平均为500m。头部桥110KV变电所所在电网中主线结构模型如图1.1所示。 图1.1 头部桥110KV变电所所在电网中主线结构模型 1.2.2各电气元件参数头步桥110KV变电所所在网络中各电气元件的参数如下：1、发电机F1、F2、F3、F4：QFSN-300-2,KV, ,YY接线2、变压器B1、B2、B3、B4：SFPQ-370000/220，24222.5%/220KV，接

11、线B5： SFPS-120000/220，242/121/35KV，YN.yn0.d11接线，B6、B7：SFPS-180000/220，242/121/35KV，YN.yn0.d11接线，B8、B9：SSZ11-31500/110，11581.25%/38.522.5%/10.5，YN.Yn0.d11接线；，3、线路L1、L2：2LGJQ-300，长度为23.19公里， L3、L4：2LGJQ-300，长度为14.8公里， L5：LGJ-185，长度为10.78公里，L6：LGJ-120，长度为13.1公里，L7：LGJ-120，长度为13.5公里， L8：LGJ-185，长度为27.8公里

12、，L9：LGJ-185，长度为9公里， L10：LGJ-185，长度为21.5公里。对:2LGJQ-300导线：X1 = 0.42/KM；LGJ-185导线：X2 = 0.427/KM；LGJ-120导线：X3 = 0.409/KM。1.2.3短路电流表本次设计主要保护头部桥110KV变电所的变压器，同时对110KV的进线进行保护为目的，通过设计采用必要的保护方式确保变压器安全，供电质量。现已知短路电流如下表1-1所示。表1-1 短路电流短路电流短路类型 运方I（1）(110KV)（A）I（2）(35KV)（A）I（3）(10KV)（A）IME（E）（A）IMF（F）（A）IME（G）（A）I

13、MF（H）（A）最大运行方式三相短路854.9854.9568.3两相短路单相接地短路1007.71767.4675.61571.2两相接地短路790.11954.38781768.9最小运行方式三相短路两相短路591.8591.8421.8单相接地短路1218.8960.6197.31220两相接地短路1503.5772.3162.81196.3第2章 变压器继电保护2.1对电力系统进行继电保护的必要性电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。电力系统中，最常见同时也是最危险的故障是相与相或相与地之间的非正常连接，及短路。其中以单相接地短路最为常见，而三相短路是比较少见的。与

14、其他电气元件比较，输出线路所处的条件决定了它是电力系统中最容易发生故障的一环。在输电线路上，还可能发生断线及几种故障同时发生的复合故障。短路总要伴随产生很大的短路电流，同时使系统中电压大大降低。短路点的短路电流及短路电流的热效应和机械效应会直接损坏电气设备。电压下降影响用户的正常工作，影响产品质量。短路更严重的后果，是因为电压下降可能导致电力系统发电厂之间并列运行的稳定性遭受破坏，引起系统振荡，直至使整个系统瓦解。最常见的异常运行状态是电气元件的电流超过其额定值，即过负荷状态。长时间的过负荷使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备绝缘老化，或者损坏设备，甚至发展成事故。此外，由于电流系统出现功率缺额而引起的频率降低，水轮发电机组突然甩负荷引起的过电压以及电力系统振荡，都属于异常运行状态。故障和异常运行状态都可能发展成系统的事故。整个系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，以至造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不能容许的地步，甚至造成设备损坏和人员伤亡。电力系统各元件之间是通过电或磁的联系，任一元件发生故障时，都可能立即在不同程度上影响到系统的正常运行。因此，切除故障元件的时间常常要求短