电力变压器保护毕业设计

毕 业 设 计设计题目 电力变压器保护设计 系（部） 电力工程系 学科专业 供用电技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师 二一六年四月二十三日工程学院毕业设计任务书学 生 姓 名专 业 班 级设 计 题 目电力变压器保护设计接受任务日期完成任务日期指 导 教 师指导教师单位设计目标利用计算机控制技术实现对电力变压器的保护，了解三相电力系统电力变压器的保护方法，并分析电力变压器微机保护的特点，设计出保护装置的总原理图及模拟信号到数字信号的转换过程。设计要求2016年3月1日选题2016年3月2日-16日 查找资料与搜集数据2016年3月17日-4月14日设计报告2016年4月15日-4月26日修改报告教师指导过程记录2016年3月1日讲解各报告大纲分组2016年3月14日解答各组所遇到的问题2016年3月27日学生教师会面查看进度2016年4月12日查看所有人员报告，并提出修改建议。2016年4月26日答辩参考资料【1】 贺家李 宋从距.电力系统继电保护原理.第三版【2】 刘介才.工厂供电设计指导.【3】 刘笙.电气工程基础.【4】 何仰赞 翁增银.电力系统分析.第三版工程学院毕业设计成绩表学 生 姓 名专 业 班 级设 计 题 目电力变压器保护设计考 核 项 目考 核 内 容满分评分一、指导教师评分1、工作态度与纪律102、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平103、独立工作能力、分析和解决问题能力104、完成任务的情况与水平（论文与实物硬件质量）10指导教师签字： 年 月 日二、评阅教师评分1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）152、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）15评阅教师签字： 年 月 日三、答辩小组评分1、完成任务书所规定的内容和要求52、论文与实物的质量53、课题设计内容的讲述104、回答问题的正确性10答辩组长签字： 年 月 日四、答辩小组成绩评定：负责人签字： 年 月 日五、答辩委员会意见：答辩委员会主任签字： 年 月 日 摘 要 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。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。关键词 电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power 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 transformer capacity rankand the important degree The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the articleAt the same time the massive specialized materials was consulted by meIt is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer.Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay Protection, Setting Calculation目录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.2电力变压器的型号11.3电力变压器的故障类型和不正常工作状态1第二章 电力变压器保护的类型32.1 电力变压器的保护类型32.1.1 变压器瓦斯保护32.1.2 变压器纵联差动保护32.1.3电流速断保护62.1.4过电流保护72.1.5零序电流保护72.1.6过负荷保护72.1.7过励磁保护8第三章 短路电流计算103.1 画出短路等值电路103.2 短路电流计算113.2.1 保护装置的配置12第四章 各保护装置的保护配置与整定计算134.1电力变压器保护配置134.2电力变压器的整定计算164.2.2 110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算184.2.3 38.5kV侧方向过流保护194.2.4 110kV零序过电流保护194.2.5 变压器气体保护的整定20致谢22参考文献23第一章 绪论1.电力变压器简要介绍及型号1.1电力变压器的简要介绍 在电力系统中广泛地用电力变压器来升高或降低电压，故电力变压器是电力系统中不可缺少的重要电气设备之一。它的安全运行是电力系统可靠工作的必要条件。电力变压器有别于发电机，它无旋转部件，是一种静止的电气设备，是连续运行的，停电机会很少，而且绝大部分安装在室外，受自然环境影响较大。另外，电力变压器时刻受到外接负荷的影响，特别是受电力系统短路故障的威胁较大。因此，电力变压器在运行中，仍然可能发生各种类型故障或出现不正常的工作状态。它的故障对电力系统的安全连续运行会带来严重影响，特别是大容量变压器的损坏，对系统的影响更为严重。尤其是随着电力事业的发展，超高压输电线路在我国的建设越来越普遍，大容量超高压的大型电力变压器的应用也随之扩大，其运行正常直接关系到整个电网可靠性。因此必须根据电力变压器容量的大小、电压的高低和重要程度，设置性能良好、动作可靠的继电保护装置。要求电力变压器继电保护不仅可靠，而且要快速。1.2电力变压器的型号 电力变压器的型号有35kV级S9-系列油浸式电力变压器 S(B)H-M非晶合金卷铁芯电力变压器 20KV级SC(B)10系列环氧树脂浇注干式变压器 SGB11-R卷铁芯H级非包封线圈干式电力变压器 SG10型H级绝缘干式电力变压器 SC(B)9/10干式变压器 10KV级ZPSG系列干式整流变压器 SG-系列三相干式隔离变压器 KBSG矿用防爆干式变压器 QZB系列自耦变压器 双电压无励磁调压干式配电变压器 20KV级S11系列油浸式电力变压器 35KV级ZS系列油浸整流变压器 10kV级S9、S11系列油浸式电力变压器 10kv S13型级超低损耗三角形卷铁心无励磁调压油浸式配电变压器 CKSC系列串联电抗器等。1.3电力变压器的故障类型和不正常工作状态 要完成电力系统继电保护的基本任务，首先必须“区分”电力系统的正常、不正常工作和故障三种运行状态，“甄别”出发生故障和出现异常的元件。而要进行“区别和甄别”，必须寻找电力元件在这三种运行状态下的可测参数量(继电保护主要测电气量)的“差异”，提取和利用这些可测参数量的“差异”，实现对正常、不正常工作和故障元件的快速“区分”。依据可测电气量的不同差异，可以构成不同原理的继电保护。（1）电力变压器的故障类型 电力变压器的故障通常可以分为油箱内部故障和油箱外部故障两种。油箱内部故障主要是指发生在变压器油箱内包括高压侧或低压侧绕组的相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路以及铁芯的绕损等。变压器内部故障是很危险的，因为故障时产生的电弧，不仅会损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯，而且由于绝缘材料和变压器油因受热分解而产生大量的气体，有可能引起变压器油箱的爆炸。所以，继电保护应快地切除这些故障。油箱外部故障最常见的主要是变压器绕组引出线和绝缘套管上发生的相间短路和接地短路(直接接地系统侧)。（2）电力变压器的不正常工作状态 变压器的不正常运行状态主要有：变压器外部相问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；负荷长超过额定容量引起的过负荷：油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高。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的饱和磁通密度，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。这些不正常的运行状态会使绕组、铁芯和其他金属构件过热，威胁变压器绝缘。第二章 电力变压器保护的类型2.1 电力变压器的保护类型 针对电力变压器的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。其任务就是反应上述故障或异常运行状态，并通过断路器切除故障变压器，或发出信号告知运行人员采取措施消除异常运行状态。同时，变压器保护还应能作相邻电气元件的后备保护故根据DL400-91继电保护和安全自动装置技术规程的规定，电力变压器应装设如下保护：瓦斯保护、纵连差动保护、电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、过负荷保护、过励磁保护2.1.1 变压器瓦斯保护 变压器瓦斯保护是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护；故障严重时，油箱内产生大量的气体，在该气体作用下形成强烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护。2.1.2 变压器纵联差动保护1）构成变压器纵联差动保护的基本原则 所谓变压器的纵联差动保护，是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置，一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障，通常只作后备保护。纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的，变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。2）不平衡电流产生的原因和消除方法1.不平衡电流产生的原因： 不平衡电流产生的原因主要有：变压器的励磁涌流。变压器两侧电流相位不同。计算变比与实际变比的不同。两侧电流互感器型号不同。变压器带负荷调整分接头。2.对差动保护的影响和消除方法：由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流 变压器的励磁涌流仅流经变压器的某一侧，因此，它通过电流互感器反应到差动回落中不能被平衡，在正常运行情况下，此电流很小，一般不超过额定电流的2-10。在外部故障时，由于电压降低，励磁涌流减小，它的影响就很小。但是在变压器空载投入和外部故障切除恢复时，由于变压器的铁芯严重饱和，励磁电流将剧烈增大，这时出现数值很大的励磁电流，可达额定电流的510倍。（通常称为励磁涌流）励磁涌流中含有大量的非周期分量和高次谐波分量（以二次谐波为主）它不是正弦波。而是尖顶波，往往使涌流偏于时间轴的一侧。励磁涌流的大小和衰减速度、合闸瞬时外加电压的相位铁芯中剩磁的大小和方向、电流容量的大小、回路的阻抗、变压器的容量和铁芯性质等有关系。例如，正好在电压瞬时值为最大时合闸，就不会出现励磁涌流，而只有正常时的励磁电流。对于三相变压器而言，无论在任何瞬间合闸，至少有两相要出现程度不同的励磁涌流。 变压器差动保护中减小励磁涌流影响的方法：防止励磁涌流的影响，采用BCH型具有速饱和变流器的继电器是国内目前广泛采用的一种方法。当外部故障时，所含非周期分量的最大不平衡电流能使速饱和变流器的铁芯很快单方面的饱和，致使不平衡电流难以传变到差动继电器的差动线圈上，保证差动保护不会误动。内部故障时，速饱和变流器的一次线圈中虽然也有非周期分量，但它的衰减速度相当快，一般2个周期衰减完毕，以后变流器中通过的全是周期性的短路电流，所以继电器能灵敏动作。鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别，它是利用整流后的波形在动作整定值下存在时间长短来判定是内部故障还是励磁涌流。利用二次谐波制动，差动保护在变压器空载投入和外部故障切除电压恢复时，利用二次谐波进行制动，内部故障时，利用比例制动回路躲过不平衡电流。由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流 由于变压器通常采用Y，d11的接线方式，因此，其两侧电流的相位相差30度，即使变压器两侧的电流大小相等，反映到差动继电器中也回出现不平衡电流。为了消除这种不平衡电流的影响，可用相位补偿法，通常将变压器的星形侧的三个电流互感器接成三角形，而将变压器三角形侧的三个电流互感器接成星形，并适当考虑联接方式后可把二次电流的相位校正过来。相位补偿后，在互感器接成三角形侧的差动一臂中，电流又增大了1.732倍。为了保证在正常运行及外部故障情况下差动回路中没有电流，就必须将该侧电流互感器的变比加大1.732倍（在微机保护中，通过程序中的平衡系数来平衡），以减小二次电流，使之与另一侧的电流相等。由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流 由于变压器两侧的电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比，而变压器的变比也是一定的，因此，两侧互感器的变比与变压器的变比很难满足要求，此时差动回路中将有电流流过。在实际选择互感器时，通常是根据互感器的定型产品来确定一个比较接近的变比。 为了消除此不平衡电流，常采用具有速饱和铁芯的差动继电器利用它的平衡线圈来消除此差电流的影响。一般平衡线圈接于保护臂电流小的一侧，因为平衡线圈和差动线圈共同绕在继电器的中间磁柱上。适当选择平衡线圈的平衡匝数，使它产生懂得磁势与差流在差动线圈中产生的磁势相抵消。因此在铁芯中没有磁通，继电器不可能动作。但实际上平衡线圈只能按整匝数进行选择，所以还会有一残余的不平衡电流存在，在整定计算时应加以考虑。由两侧电流型号不同而产生的不平衡电流 由于变压器两侧电流互感器的型号不同，它们的饱和特性、励磁电流（归算到同一侧）也就不同，因此在外部故障时差动回路中所产生的不平衡电流就较大。此时应采用电流互感器的同型系数，并适当提高差动保护的动作电流。由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流 带负荷调整分接头是电力系统中采用带负荷调压的变压器来调整电压的常用方法，实际上改变分接头就是改变变压器的变比，假如差动保护已按某一变比调整好（如利用平衡线圈），则当分接头改变时就会产生新的不平衡电流流入差动回路，此时不可能再用重新选择平衡线圈的方法来消除这个不平衡电流，为了避免不平衡电流的影响，在整定保护的动作电流时应予以考虑，通常是提高保护的动作整定值。 综上所述，由变压器两侧电流相位不同和计算变比与实际变比的不同产生的不平衡电流可适当地选择电流互感器二次线圈的接法和变比、以及采用平衡线圈的方法，可使其降到最小。但由励磁涌流、互感器的型号不同和带负荷调整分接头而产生的不平衡电流是不可能消除的。因此变压器的纵差动保护必须躲过这不平衡电流的影响。不平衡电流越小，保护的灵敏度就越高，从而保证变压器安全可靠运行。2.1.3电流速断保护1）电流速断保护的原理分析电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，侧保护装置 动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长（为避免失去选 择性），即存在保护的死区为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护 线路全长时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护 的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差 电流速断保护的特点 接线简单，动作可靠，切除故障快，但不能保护线路全长，保护范围受到系统运 行方式变化的影响较大。 速断保护是一种短路保护， 为了使速断保护动作具有选择性， 一般电力系统中速断保护其实都带有一定的时限，这就是限时速断，离负荷越近的开 关保护时限设置得越短，末端的开关时限可以设置为零，这就成速断保护，这样就能 保证在短路故障发生时近故障点的开关先跳闸，避免越级跳闸。定时限过流保护的目 的是保护回路不过载，与限时速断保护的区别在于整定的电流相对较小，而时限相对 较长。这三种保护因为用途的不同，不能说各有什么优缺点，并且往往限时速断和定 时限过流保护是结合使用的。2.1.4过电流保护 当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。过电流保护主要包括短路保护和过载保护两种类型。短路保护的特点是整定电流大、瞬时动作。电磁式电流脱扣器(或继电器)、熔断器常用作短路保护元件。过载保护的特点是整定电流较小、反时限动作。热继电器、延时型电磁式电流继电器常用作过载保护元件。 在没有太大冲击电流的情况下，熔断器也常用作过载保护元件。在TN系统中，采用熔断器作短路保护时，熔体额定电流应小于单相短路电流的1/4；用断路器保护时，断路器瞬时动作或短延时动作过电流脱扣器的整定电流应小于单相短路电流的2/3。2.1.5零序电流保护 中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。2.1.6过负荷保护 过负荷是指电气设备或导线的功率和电流超过了铭牌规定值，它是设备或线路的一种运行状态。导体、电磁铁心、绝缘介质在电流及其磁场的作用下都会产生热量，发热程度可以用温度物理量来表征。正常情况下电气设备或线路的保护装置，在选型得当、整定值正确时，能够过负荷设备或线路从电源切除，设备和线路不会过热，温度升高，就不会引发火灾危险。但是，出现电气设备容量或导线截面选择的小，使用中负荷会增加，保护装置拒懂，设备线路长期处于过负荷故障状态的情况下，温度会升高到约160度以上，绝缘软化、老化加速，寿命缩短，由过负荷形成的过热温度就可能将绝缘或周围可燃材料点燃着火。 在电路中，当回路电流超过过负荷保护装置预设值时，过负荷保护装置自动断开电流回路，起到保护有效负载的作用。过负荷、过电流的区别。过负荷，顾名思义就是超过了额定的负荷，即电力系统中用电负荷超出发电机的实际功率或变压器的额定功率，引起设备过载。由于短时过负荷不会引起系统或电力设备的安全问题，但长时间会引起系统或电力设备本身的安全或稳定问题，或用电设备的安全故过负荷一般保护延时作用于信号和跳闸。过电流，即大于回路导体额定载流量的回路电流都是过电流。它包括过载电流和短路电流。 一定要区分高压和低压系统，这里只谈前者。高压过负荷保护，本质上针对于设备本身的热容量，对于高压输电线路，还是要针对系统稳定的。一般的哇，就相当于低压系统里的长延时保护，即低压系统的过载保护。一般变压器过负荷保护的整定时间也是9 15秒，动作电流要略大于变压器额定电流。此外高压电容器和电动机也可能用到过负荷保护。对线路而言一般不用。在选择性配合及动作出口上它与设备的热载能力进行配合，一般不会启动重合闸，有时可能还有有联切的设计。高压过电流保护，一般是针对于短路故障的保护，线路出现了故障，但又不在速断的保护范围内而设置的。如单相接地等，要求在一定的时间内跳闸。类似于低压系统里的短延时保护。在选择性配合及动作出口上它要与相邻装置中针对短路故障的保护段进行配合 最终出口是把保护范围隔离出来，对于线路，有时还会启动重合闸。一般而言，低压系统不谈“过电流保护”而经常说“短路保护”高压系统不提“过载保护”而代之以“过负荷保护”。过负荷保护的定值比过流保护的定值要低得多，但要大于正常负荷，防止设备过载运行，而且为了躲过设备起动电流还要加入一定的延时。当某种原因使过流保护拒动时，过负荷保护还可作为过流保护的后备。2.1.7过励磁保护 磁通的交联、互感是变压器原边、副边传递功率的原理。空载变压器原边线圈在接通电源电压时，流入的电流是励磁电流也叫激磁电流，这个电流的大小与漏磁、线圈直流电阻成正比。如果忽略这两个因素，则U0=E0=4.44NF ，激磁电流=0 。式中U0是电源电压，E0是线圈自感电势。但是由于实际上线圈电阻虽然很小，漏磁也很小，毕竟不是0，因此，U0稍微大于E0，这个差值就造成了激磁电流不是0. 对于民用小型号小功率变压器来说，一个40瓦的6灯电子管收音机变压器空载时的电流只有二十几个毫安。对于满负荷的约200毫安来说只占十分之一左右。 当变压器次级带负载时，激磁电流仍然存在，还是原来那么大，初级的总电流等于激磁电流+次级折算到初级的电流。 只要初级接通电源，不论空载还是带负荷，励磁电路总是存在的。 对于双绕组变压器，后备保护可以只配置一套，装于降压变压器的高压侧（或升压变压器的低压侧）；三绕组变压器，后备保护可以配置两套；一套装于高压侧做为变压器的后备保护，另一套装于中压侧或低压的电源侧，作相邻后备保护。第三章 短路电流计算 用标幺值计算短路电流参数，确定短路计算点，计算短路电流值。3.1 画出短路等值电路 如图3.1所示，图3.1 短路等值电路图 计算各元件电抗参数，取基准容量，基准电压为，；基准电流为： ， （1） 计算电源系统基准电抗的标幺值。 ，（2） 变压器各侧阻抗标幺值。 ， ， （3） 线路的基准电抗标幺值。 3.2 短路电流计算 由主接线分析可知，变压器的主保护为一台变压器单独运行为保护的计算方式，保护时，变压器后备保护作保护线路的远后备保护时，要校验k3、k4两点的灵敏系数，因此，除需要计算k1、k2两点最大、最小运行方式短路电流外，还需计算k3、k4两点的最小短路电流。（1） k1点短路电流计算 （2） 求k2点短路电流 （3） 求k3点短路电流 （4） 求k4点短路电流 3.2.1 保护装置的配置（表3.1） 表3.1 变压器保护装置的配置序号保护名称选择继电器型号1纵差保护BCH12110kV侧复合电压启动的过流保护DY4，DL11，DY25335kV侧方向过流保护LG11，DL114110kV侧零序过电流保护DL135气体保护QJ80第四章 各保护装置的保护配置与整定计算4.1电力变压器保护配置 根据变压器不同的故障和容量情况我们一般按下面介绍来选取保护方案：当容量为0.8MAV及以上的油侵式变压器和0.4MAV以上的车间内油侵式变压器，均应该安装瓦斯保护，当油面下降的时候应该瞬时动作于跳闸信号；当产生大量瓦斯时，应该动作于跳闸，使其变压器撤除运行，达到保护目的。当引出线、及套管内部的短路故障，应按下列方案进行保护，保护瞬时动作于断开变压器的各侧短路器。1）6.3MVA以上的厂用电系统和并列变压器，以及10MVA以下的厂用备用变压器和单独运行的变压器，当后备保护时限大于0.5S时，装设电流速断保护。2） 对于6.3MVA以上的厂用电系统和并列变压器，以及10MVA以下的厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2MVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护。3） 对于高压侧电压330KV及以上的变压器，要装设双重差动保护。4） 对于发电机变压器组，当发电机与变压器之间没有短路时，按发电机变压器组的方法来处理。纵联差动保护应符合下列要求：1） 装设纵联差动保护时应该躲过变压器的励磁涌流和外部产生的不平衡电流。2） 应该在变压器过励磁时不误动作。3） 差动保护应该考虑变压器的套管及引出线。对外部相间短路引起的变压器过电流，应按照下列装设相应的保护和后备保护。保护动作后，应带时限动作于跳闸。1） 过电流保护一般用于降压变压器，保护整定值应考虑事故可能出现的过负荷。2） 负荷电压启动的过电流保护，一般用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。3） 序电流和单向式低压启动的过电流保护，一般用于63MVA及以上的升压变压器。4） 当采用复合电压启动过电流保护及负序电流和单相式低压过电流保护不能满足灵敏性和选择性时，可采用阻抗保护。外部相间短路保护应该装设于变压器下列各侧，各项保护的接线，应该考虑要能反映电流互感器与断路器之间的故障。1) 双绕组变压器，应装于主电源侧，根据接线情况，保护可带一段或两段时限，较小的时限用于缩小故障的影响范围；较长一段用于断开变压器各侧断路器。2) 三绕组变压器和自耦变压器，宜装设于主电源侧和主负荷侧，主电源侧的保护应带两个时限，以较短的时限断开未装保护侧的断路器。当上述法是不符合灵敏性要求时，可在所有各侧均装设保护，各侧保护应该根据选择性的要求装设方向元件。3) 有分支，并接至分开运行母线端的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个支路装设保护。4) 对发电机变压器组，在变压器低压侧，不应该另设保护，而利用发电机反应外部短路的后备保护。在厂用分支线上，应装设单独的保护，并使发电机的后备保护带两段时限，以便在外部短路时，仍能保证厂用负荷的供电。对多绕组变压器的外部相间短路保护，根据其形式及接线的不同，可按下述原则进行简化。1）220KV及以下三相多绕组变压器，除主电源侧外，其他各测保护可仅作为本测相邻电路设备和线路的后备保护。2） 保护对母线的各种故障应该符合灵敏性的要求。保护作为相邻线路的远后备时，可适当降低对保护灵敏系数的要求。110KV及以上中性点直接接地的电力系统中，如变压器的中性点直接接地运行，对外部单相接地引起的过电流，应该装设零序电流保护。零序电流保护可以分为两段组成。1）110、220KV中性点直接接地的变压器，每段可带两个时限，并均以较小的时限动作缩小故障的影响范围，或动作与本测断路器，以较长的时限动作于断开变压器各侧断路器。2） 对于自耦变压器和高、中压测中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，应该装设方向性元件。3） 双绕组及三绕组变压器的零序过电流保护，应接到中性点引出线上的电流互感器上，零序电流方向保护也可接入高、中压侧电流互感器的零序回路。自耦变压器的电流零序保护，应接入高、中压侧电流互感器的零序回路。当自耦变压器断开一侧后，内部又发生单相接地时，若零序电流保护的灵敏性不符合要求，则可在中性点增设零序过电流保护。110、220KV中性点直接接地的变压器，如低压侧有电源的变压器中性点可能接地运行或不接地运行时，则对于外部单相接地引起的过电流，以及对因失去接地中性点引起的电压升高，应按下列规定装设保护。1） 绝缘电压应按第点的规定装设零序电流保护，并装设零序过电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3-0.5S时限动作于断开变压器各侧的断路器。2） 分级绝缘变压器：a.中性点装设放电间隙时，应按第点的规定装设零序电流保护，并增设反映零序电压和放电间隙放电电流的零序电流电压保护。当电力网单相接地且失去接地中性点时，零序过电压保护经0.3-0.5S时限动作于断开变压器各侧的断路器。b.中性点不装设放电间隙时，应装设两段零序电流保护和一套零序电流电压保护。零序电流第一段装设一个时限，第二段装设两个时限，当每组母线上至少有一台中性点接地变压器时，第一段和第二段的较小时限动作缩小故障的影响范围，零序电流电压保护用于变压器中性点不接地时保护变压器，其动作时限与零序保护第二段时限相配合，用于先切除中性点不接地变压器，此时零序电流保护可采用一段，并带一个时限。一次电压为10KV及以上绕组为星形星形连接，低压侧中性点接地变压器，对低压侧单相接地短路应装设下列保护之一：1） 接在低压侧中性线上的零序电流保护。利用高压侧的过电流保护，保护宜采用三项式，以提高灵敏性。2） 护带两个时限动作于跳闸。当变压器低压侧有分支时，宜用分支过电流保护，有选择性的切除各分支回路故障。0.4MVA及以上变压器，当数台并列或单独运行，并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能的过负荷情况，装设过负荷保护。对自耦变压器和多绕组变压器，保护应能反映公共绕组及各侧过负荷的情况。同时在过负荷保护采用单项式，带时限动作于信号。另外在无人经常值班的变电所，必须时过负荷可动作于跳闸或断开部分负荷。其次对于变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行电力变压器标准要求，装设可作用于信号或动作与跳闸的装置。4.2电力变压器的整定计算4.2.1 纵差保护的整定计算 （1）计算变压器差动臂中电流，由表4.2计算可知，110kV侧差动臂中的电流最大，故110kV侧为计算的基本侧。 表4.2 计 算 结 果名称变压器各侧数据额定电压（kV）11038.511变压器的额定电流(A)TA接线方式选择TA的标准变比差动臂中的电流（A）2（2）确定制动绕组的接线方式，制动绕组接入38.5kV侧，因为，该侧的外部发生故障时，穿越变压器的短路电流很大。（3）计算差动保护的一侧动作电流。1）按躲过110kV外部故障的最大不平衡电流整定，即 = 2）按躲过变压器励磁涌流计算，即 3）按躲过电流互感器二次回路断线，即 4）取上述各条件中最大的作为基本侧一次动作电流即,差动继电器基本侧动作电流为 确定差动绕组匝数 匝取整定匝数匝，则继电器动作电流为A，保护装置实际动作电流为。5）其他各侧工作绕组和平衡绕组的匝数。38.5kV侧的平衡绕组为 匝11kV侧的平衡绕组为 匝取平衡绕组整定匝数 匝去工作绕组匝数 匝6）整定匝数与计算匝数不等引起的相对误差为 7）制动系数和制动绕组匝数计算。由于系单侧电源，故制动系数计算为 = 制动绕组的计算匝数 匝 取整定匝数 匝8）校验灵敏系数k1点最小短路电流折算到110kV基本侧为 对11kV侧工作安匝 匝 匝由继电器特性曲线查得匝，安匝时，动作安匝整定为安匝，则灵敏性满足要求。4.2.2 110kV侧复合电压启动过电流保护整定计算（1） 电流元件的动作电流 （2） 电压元件的动作电压 ，取（3） 负序电压元件的动作电压 ，取（4） 校验灵敏系数 作11kV线路后备保护 满足要求。电压元件装设在11kV侧，故仅需校验作为线路的后备保护即可 满足要求。需要说明，若110kV侧仅采用单独过电流保护，则，则灵敏系数，不满足要求，这正说明采用复合电压启动过流保护可提高保护的灵敏性。4.2.3 38.5kV侧方向过流保护 功率方向元件的动作方向，为自变压器指向35kV母线方向，方向元件的动作电流为 作线路l3后备保护灵敏系数 不合要求。4.2.4 110kV零序过电流保护 由主接线图可知，该变电所为终端变电所，接地保护不需要与下级配合，故零序过电流保护的动作值按躲开最大不平衡电流，即 电压元件的动作电压为 动作时限整定：以跳中性点不接地运行的变压器；以跳中性点接地运行的变压器。4.2.5 变压器气体保护的整定 采用QJ80型开口杯挡板式气体继电器，轻瓦斯按气体容量整定 重瓦斯按汽油流的流速整定： （对导油管直径）结论 六个星期的毕业设计结束了，在这次的毕业设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事，如何去做一件事，又如何去完成一件事。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会从事职业工作前一个必不可少的过程，通过这次毕业设计，本人在很多方面都有所提高，体现出自己单独设计能力以及综合运用知识能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。致谢 三年的大学生活还有一个多月就要结束了。回顾这三年，最让我难以忘怀的是那些可亲可敬的老师和善良友好的同学。我真的很感谢他们，是他们帮助我成长，是他们帮助我解决一个又一个的困难。在此我衷心的祝愿你们一切顺利、事事顺心。 参考文献【5】 贺家李 宋从距.电力系统继电保护原理.第三版【6】 刘介才.工厂供电设计指导.【7】 刘笙.电气工程基础.【8】 何仰赞 翁增银.电力系统分析.第三版