1、继电保护原理课程设计报告 1 1 设计原始资料设计原始资料 1.1 具体题目 一台双绕组降压变压器的容量为 25MVA， 电压比为%/38.5kA5.22110， Y， d11 接线；采用 BCH-2 型继电器。求纵差动保护的动作电流。已知：38.5kV 外部 短路的最大三相短路电流为 9420A、 最小短路电流为 8000A。110kV 侧电流互感器 变比为 1000/5,38.5kV 侧电流互感器的变比为 1500/5；可靠系数取3.1K rel ；灵敏 度校验点发生三相金属性短路时，保护安装处感受到的最大残压kV5.17 min. k U。 试对变压器进行相关保护的设计。 1.2 要完成
2、的内容 求该变压器纵差动保护的动作电流，对该变压器进行相关保护的设计。 2 设计课设的内容设计课设的内容 2.1 设计规程 根据规程规定，变压器一般应装设下列保护： (1) 瓦斯保护。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护，对变压器匝间和层间短 路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能 灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产 生大量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同， 反应这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护，也叫气体保护。规程规定：对 于容量为 800kVA 及以上的油浸式变压器和 400kVA 及以上的车
3、间内油浸式变压 器，应装设瓦斯保护。 (2) 纵差动保护或电流速断保护。对于容量为 6300kVA 及以上的变压器，以及 发电厂厂用变压器和并列运行的变压器，10000kVA 及以上的发电厂厂用备用变压 器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断保护用于对于容量为 10 000kVA 以下的变压器， 当后备保护的动作时限大于 0.5s 时， 应装设电流速断保护。 对 2000kVA 以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设 纵差动保护。 (3) 外部相间短路和接地短路时的后备保护。除了主保护外，变压器还应装设 继电保护原理课程设计报告 2 相间短路和接地短路时的后备保
4、护。后备保护的作用是为了防止由外部故障引起 的变压器绕组过电路， 并作为相邻元件(母线或线路)保护的后备以及在可能的条件 下作为变压器内部故障时主保护的后备。 (4) 过负荷保护。变压器长期运行时，绕组会因发热而受到损伤。对 400kVA 以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应 根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上，并延时 作用于信号。 (5) 过励磁保护。当变压器发生过励磁故障时，铁芯的工作磁密升高导致其出 现饱和使得铁损增加。铁芯饱和还会使漏磁场增强，漏磁通在穿过铁芯表面和相 应结构件中引起的涡流损耗也相应增加。由这些附加损耗引起的
5、温升有可能导致 设备绝缘的损坏。 由于现代大型变压器的额定工作磁密接近其饱和磁密，使得过 励磁故障的后果更加严重。并且，对于变压器组其电压和频率都会大幅度偏离额 定值，有可能出现因电机转速偏低而电压接近额定值时由低频产生的过励磁故障。 因此，变压器必须要配置专门的过励磁保护。 (6) 其他非电量保护。对变压器温度及邮箱内压力升高和冷却系统故障，应按 现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电气量保护。 2.2 本设计的保护配置 2.2.1 主保护配置 瓦斯保护和纵差动保护。 2.2.2 后备保护配置 低压启动的过电流保护和过负荷保护。 3 保护配合及整定计算保护配合及整定计算
6、 3.1 主保护的整定计算 3.1.1 纵差动保护动作电流的整定计算 (1) 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流 max.max.unb )1.0f( kstnpza IKKUI 式中：0997.0)3003()5.38110(200-13/1f 21 TATTAza nnn 继电保护原理课程设计报告 3 取%5U，1 np K，1 st K，)A(9420 max. k I。 可得： )A(174.23529420)1.005.00997.0( max. unb I 则整定电流为：)A(8262.3057174.174.23523.1 max. nubrelset IKI 将 set I归算到电流互感器二次侧的数值为)A(193.10 300 8262.3057 set I。 (2) 躲过变压器最大的励磁涌流 )A(374.487 5.383 25000 13.1 Nrelset IKKI 将 set I归算到电流互感器二次侧的数值为)A(62458.1 300 374.487
