范例电力营销课程设计报告

新能源与动力工程学院课程设计报告电力营销课程设计专业电力工程与管理班级电 力 1101姓名张 三学号指导教师李 四2014 年7 月兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：指导教师（签名）：班级：姓名：学号：一、课程设计题目二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：二、课程设计的目的三、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）四、工作进度安排五、主要参考文献审核批准意见系主任（签字）年月日指导教师评语及成绩指导教师评语设计过程设计报告小组答辩总成绩（40）（50）（10）（100 ）成绩指导教师签字：年月日目录1设计原始资料 .11.1具体题目 .11.2要完成的任务 .12设计的课题内容 .12.1设计规划 .12.2本设计的保护装置 .1.1.23保护的整定计算 .33.1主保护的整定计算 .33.1.1 基本额定参数的计算3443.2 后备保护的整定计算4444 二次开展原理图的绘制54.1 主保护电路54.2 后备保护电路65 结论7参考文献81 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 25MVA，电压比为 11022.5%/ 38.5kV ， Y， d11 接线；采用 BCH-2型继电器。已知： 38.5kV 外部短路的最大短路电流为 2400A、最小短路电流为 2000A，110kV 侧电流互感器变比为 1000/5 ，38.5kV 侧电流互感器变比为1500/5 ；可靠系数取 K rel =1.3 。1.2 要完成的内容本设计要完成的主要内容是对变压器进行主保护和后备保护的选择， 并根据给定的原题目对所选择的各种保护进行整定计算。 使之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。2 设计的课题内容2.1 设计规程根据设计技术规范的规定， 针对变压器的各种故障、 不正常工作状态和变压器容量，应装设相应的保护装置。(1) 对 800kVA 以上的油浸式变压器：应装设瓦斯保护作为变压器内部故障的保护。发生轻瓦斯、油面异常降低时发信号，发生重瓦斯时使各侧断路器瞬时跳闸。(2) 对于变压器的引出线、套管和内部故障： 并联运行、容量为 6300kVA 及以上，单台运行、容量为 10000kVA 及以上的变压器，应装设纵差动保护。 并联运行、容量为 6300kVA 以下，单台运行、容量为 10000kVA 以下的变压器，应装设电流速断保护。 2000kVA 及以上的变压器，如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求，应装设纵差动保护。(3) 对于由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设过电流保护。如果灵敏度不能满足要求，可以装设低电压启动的过电流保护。(4) 对于一向接地故障，应装设零序电流保护。(5) 对于 400kVA 及以上的变压器，应根据其过负荷的能力，装设过负荷保护。(6) 对于过热，应装设温度信号保护。2.2 本设计的保护配置2.2.1主保护配置为了满足电力系统稳定性方面的要求，当变压器发生故障时， 要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护构成双重化快速保护。(1) 瓦斯保护变电所的主变压器和动力变压器， 都是用变压器油作为绝缘和散热的。 当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用， 故障点附近的绝缘物和变压器油分解而产生气体，同时由于气体的上升和压力的增大会引起油流的变化。 利用这个特点构成的保护，叫做瓦斯保护。如图 1 所示，瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成， 瓦斯继电器装在变压器油箱和油枕的连接管上。 瓦斯继电器的上触点为轻瓦斯保护， 由上开口杯控制， 整定值为当瓦斯继电器内上部积聚 250300cm 气体时动作，动作后发信号。下触点为重瓦斯保护，由下开口杯控制，整定值为当油流速度达到 0.6 1.0m/s 时动作，动作值后一方面发信号， 另一方面启动出口继电器，使其触点闭合， 并通过继电器本身的电流线圈自保持， 一直到变压器各侧的断路器跳闸完成为止。(2) 纵差动保护电流纵差动保护不但能区分区内外故障， 而且不需要与其他元件的保护配合， 可以无延时的切除区内各种故障， 具有明显的优点。 本设计中变压器主保护主要选电流纵差动保护， 差动保护是变压器内部、 套管及引出线上发生相间短路的主保护， 同时也可以保护单相层间短路和接地短路， 不需与其他保护配合， 可无延时的切断内部短路，动作于变压器高低压两侧断路器跳闸。 为了保证动作的选择性， 差动保护动作电流应躲开外部短路电流时的最大不平衡电流。2.2.2后备保护配置变压器的后备保护选择过电流保护和低电压启动的过电流保护以及过负荷保护。低电压启动的过电流保护主要是为了保护外部短路引起的变压器过电流， 同时也可以作为变压器差动保护以及馈线保护的后备保护。变压器的不正常工作包括过负荷运行，对此配置过负荷保护。正常时，变压器不过负荷，电流小于整定值，过负荷保护不动作。当三相负荷对称时，可仅在一相装设过负荷保护。在过电流保护中， 为保证在正常情况下各条线路上的过电流保护绝对不动作，显然保护装置的启动电流必须大于该线路上出现的最大负荷电流I L. max ；同时还必须考虑在外部切除后电压恢复， 负荷自启动电流作用下保护装置必须能返回， 其返回电流大于负荷自启动电流。 本次设计选用过电流保护作为后备保护， 如图 3 所示为变压器过电流保护原理图。3 保护的整定计算3.1 主保护的整定计算3.1.1基本额定参数的计算变压器额定电流为：2500027.5kV 侧： I N225000110kV 侧： I N1131.2A3374.9A311038.5电流互感器变比为：100027.5kV 侧： nTA21500300110kV 侧： nTA120055电流互感器二次侧电流为：3131.227.5kV 侧： I 2N2374.91.25A110kV 侧： I 2N11.14A300200最大负载电流为：3.1.2差动保护动作电流的整定(1) 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流 外部短路故障时的最大不平衡电流为：选择的参数如下：U5%K st1K np1式中I k .m ax 最大三相短路电流；f za 由于电流互感器计算变比和实际变比不一致引起的相对误差，Y,d11 接线三相变压器的计算式为fza1nTA1 nt3nTA2；U 由变压器分接头改变引起的相对误差；K st电流互感器同型系数，取为1；K np 非周期分量系数，取1.52，当采用速饱和变流器时，由于非周期分量能引起其饱和，抑制不平衡输出，可取为1。 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流整定式为：式中， I unb.max 包括电流互感器和变压器变比不完全匹配产生的最大不平衡电流和互感器传遍误差引起的最大不平衡电流。(2) 躲过变压器最大的励磁涌流整定选择的参数如下： K u 1式中I N2 变压器的额定电流；K u 励磁涌流的最大倍数，取48。由于采用速饱和变流器BCH-2 ，取 1。(3) 躲过电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流整定式中 , I L . max 为变压器的最大负荷电流，当无法确定时，可用变压器的额定电流。(4) 按上面三个条件计算纵差动保护的动作电流，并选取最大者为：3.1.3灵敏度校验在实际中 K sen 一般不低于 2。满足要求，可以用纵差保护做主保护。3.2 后备保护的整定计算3.2.1变压器过电流保护的整定(1) 保护的启动电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即：选择参数如下： K re 0.9 K ss 2式中K re 返回系数取 0.85 0.95；I L.m ax 变压器可能出现的最大负荷电流。K ss 综合负荷的自启动系数，对于 110kV 的降压变电所，低压610kV 侧取K ss =1.52.5，中压 35kV 侧取 K ss =1.5 2。(2)灵敏度校验在后备保护中 K sen 一般大于或等于1.25。满足要求，可以用过电流保护。3.2.2低电压启动的过电流保护过电流保护按躲过可能出现的最大负荷电流整定， 启动电流比较大， 对于升压变压器或容量较大的降压变压器， 灵敏度往往不能满足要求， 为此可以采用低电压启动的过电流保护。(1) 采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷， 而是按大于变压器的额定电流整定， 即：式中， K re 低电压继电器的返回系数，取 1.151.25。(2) 低电压继电器的动作电压按以下条件整定： 按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定，计算式为：式中 U最低工作电压，一般取0.9UN；L . m i nK re 低电压继电器的返回系数，取1.151.25。 按躲过电动机自启动时的电压整定：当低压继电器由变压器低压侧互感器供电时，计算式为：由上式得：(3) 灵敏度的校验灵敏系数校验式为：当 38.5kV 侧母线处短路时保护安装处的残压U k.min 等于零，显然 K sen1.25 满足要求，可见用低电压启动的过电流保护可作为后备保护。4 二次展开原理图的绘制4.1 主保护电路KG 瓦斯继电器；KS 信号继电器；XB 切换片； KME 出口继电器图 1 瓦斯保护原理图图 2 双绕组三相变压器纵差动保护原理接线图4.2 后备保护电路图 3 变压器过电流保护原理图图 4 低电压启动的过电流保护原理图5 结论(1) 主保护评价主变压器纵差动保护是按循环电流原理设计制造的。 纵差动保护优点是， 其不但能正确区分区内外故障， 而且不需要与其它元件的保护配合， 可以无延时的切除区内各种故障，灵敏度高、选择性好，在变压器保护上运用较为成功。其缺点是对变压器内部不严重的匝间短路反映不够灵敏。瓦斯保护是根据变压器的内部故障时会产生或分解出气体， 针对这一点设计制造的。瓦斯保护的优点是， 瓦斯保护不仅能反映变压器的油箱和内部各种故障， 而且还能反映出差动保护反映不出来的不严重的匝间短路， 和任何继电器不能发觉的铁芯故障，及内部进入空气等，因此是灵敏度高、结构简单，且是动作迅速的保护。其缺点是：它不能反映变压器外部故障 ( 套管和引出线 ) ，因此瓦斯保护不能作为变压器各种故障的唯一保护； 瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差， 比如：地震时就容易造成误动作； 如果装置瓦斯电缆时， 不能很好处理防油或瓦斯继电器不能很好处理防水的问题，有可能因漏油腐蚀电缆绝缘或漏水造成误动作。差动和瓦斯保护一般是相互配合来完成保护主变压器任务的。 在变压器内部故障时( 除不严重的匝间短路 ) ，差动和瓦斯保护都能反映出来。(2)后备保护评价后备保护可以防止由外部故障引起的的变压器绕组过电流， 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变压器内部故障时主保护的后备， 它与变压器的主保护一起构成变压器的完整保护。 过电流保护按躲过可能出现最大负荷电流来整定，启动电流比较大， 对于升压变压器或容量较大的降压变压器灵敏度往往不能满足要求。若要提高灵敏度，可以采用低电压启动的过电流保护。参考文献1 张保会 .电力系统继电保护 M. 北京 :中国电力出版社 ,2009:166-194.2崔家佩 .电力系统继电保护与安全自动装置整定计算M. 北京 :中国电力出版社 ,1990:548-589.3李骏年 .电力系统继电保护M. 北京 :中国电力出版社 ,1992:189-218.