某降压变电站变压器继电保护的配置与整定计算Word下载.docx
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(5)写出说明书。
(6)选出所需继电器的规格、型号。
1引言
电力系统运行中常会出现故障和一些异样运行状态,而这些现象会进展成事故,使整个系统或其中一部份不能正常工作,从而造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不能允许的境界,乃至造成设备损坏和人身伤亡。
而电力系统各元件之间是通过电或磁成立的联系,任何一元件发生故障时,都有可能当即在不同程度上影响到系统的正常运行。
因此,切除故障元件的时刻常常要求短到l/10s乃至更短。
而那个任务靠人完成是不可能的,所以要有一套自动装置来执行这一任务。
继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证系统的安全稳固运行。
这就要求每一个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。
如此,继电保护装置能够取得的系统故障信息愈多,对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确,大大提高保护性能和靠得住性。
继电保护装置为了完成它的任务,必需在技术上知足选择性、速动性、灵敬性和靠得住性四个大体要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时知足四个大体要求,而对于作用于信号和只反映不正常的运行情形的继电保护装置,这四个大体要求中有些要求能够降低。
1)选择性:
是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时,应山相邻设备或线路的保护将故障切除。
2)速动性:
是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时刻,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳固性。
3)灵敏性:
是指电气设备或线路在被保护范兩内发生短路故障或不正常运行情形时,保护装置的反映能力。
4)靠得住性:
包括安全性和信赖性,是对继电保护最根本的要求。
安全性:
要求继电保护在不需要它动作时鼎得住不动作,即不发生误动。
信赖性:
要求继电保护在规定的保护范用内发生了应该动作的故障时靠得住动作,即不拒动。
2设计任务与目的
课设要求
在电气上距离电源较远的变电所图所示
r~x
图原电路图
(1)有两台容量相同的Yd,11连接的三相变压器并列运行,变压器参数为7500KVA.
35/、Ud=%,变压器的最大负荷电流为倍的额定电流。
(2)系统在35KV母线上的最大短路容量为83MVA,最小短路容量为78MVA,本变电站最小运行方式为单台变压器运行方式。
(3)低压侧母线无专门的保护。
设计任务
(1)选择变压器保护所需的电流互感器变比、计算短路电流。
(6)选出所需继电器的规格、型号。
3设计原理
线路电流速断保护
按照短路时通过保护装置的电流来选择动作电流,以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围;
有无时限电流速断和延时电流速断,采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式,本设汁选用无时限电流速断保护。
线途经电流保护
利用短路时的电流比正常运行时大的特征来辨别线路发生了短路故障,其动作的选择性山过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证,有按时限过电流保护和反时限过电流保护;
本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器,采用二相二继电器的不完全星形接线方式,选用按时限过电流保护,作为电流速断保护的后备保护,来切除电流速断保护范围之外的故障,其保护范围为本线路全数和下段线路的一部份。
程序平行双回线路横联方向差动保护
通过比较两线路的电流相位和数值相同与否辨别发生的故障;
山电流起动元件、功率方向元件和出口执行元件组成,电流起动元件用以判断线路是不是发生故障,功率方向元件用以判断哪回线路发生故障,双回线路运行时能保证有选择的动作。
该保护动作时刻OS。
山于横联保护在接踵动作区内短路时,切除故障的时刻将延长一倍,故加装一套三段式电流保护,作为后备保护。
变压器瓦斯保护
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,邮箱内气体缓慢产生,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,这是让其作用于信号,称为轻瓦斯保护;
故障严峻时,邮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。
变压器纵联差动保护
依照循环电流的原理组成。
在变压器双侧都装设电流互感器,其二次I绕组按环流原则串联,差动继电器并接在回路壁中,在正常运行和外部短路时,二次电流在臂中环流,使差动保护在正常运行和外部短路时不动作,山电流互感器流入继电器的电流应大小相等,相位相反,使得流过继电器的电流为零;
在变压器内部发生相间短路时,从电流互感器流入继电器的电流大小不等,相位相同,使继电器内有电流流过。
但实际上山于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响,继电器中存在不平衡电流,变压器差动保护需解决这些问题,方式有:
靠整定值躲过不平衡电流;
采用比例制动差动保护;
采用二次谐波制动;
采用间歇角原理;
采用速饱和变流器。
本设讣采用较经济的BCH-2型带有速饱和变流器的继电器,以提高保护装置的励磁涌流的能力。
4短路电流计算
基准参数选定
Sb二100MVA,U尸Uav,35kY侧UB=37kV,侧IV;
=1.56
/_几_100
V3x6.9
乂变压器的阻抗X,为,
¥
—4%Sd_7.5x100000
7一100x7500
短路电流计算
(1)最大运行方式下:
因已知35kV侧的短路容量Ski=83MVA,且Uc】=37kV,现在2台变压器并列运行,
可求短路电流人max.1=代口=石乙7M=1MM乂冇AmaxJ=g
•••X;
=-^=—=1.20
hmWI"
则侧的短路电流可求得:
Xmax=x/+x///x/=1.20+1/71=1.70
系统等效图所示:
3/1
图系统等效图
(2)最小运行方式下:
因已知35kV侧的短路容量Sn二78MVA,且Uc2=,现在只有一台运行,可求短路电流
Xmin=X/+X/=1.20+1=2.20
K.8.37
匕min.2"
=脆一-3.8OM
X讪2.20
5主变继电保护整定计算及继电器选择
瓦斯保护
轻瓦斯保护的动作值按气体容积为250〜300c/»
2整定,本设计采用280cm2。
重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为〜整定本,本设计•釆用c/n2o瓦斯继电
器选用FJ3-8O型。
瓦斯保护原理图如图所示
纵联差动保护
选用BCH-2型差动继电器
纵联差动保护原理图
如图所示
JDL
2DL
图纵联差动保护原理图
计算及电流互感器变比
表5-1变压器纵差动保护用互感器变比选择
名称
各侧数据
Y(35kV)
△()
额定电流
人.=S/a/3U\e-
Q二S/y/3U2c=
变压器接线方式
Y
△
CT接线方式
CT计算变比
V3/k/5二5
Q/5二5
实选CT变比n
250/5
800/5
实际额定电流
凤/5=
Q/5二
不平衡电流Ibp
确定基本侧
基本侧
非基本侧
肯定大体侧动作电流
(1)躲过外部故障时的最大不平衡电流
利用实用计•算式
=Kk(K凭qKgfi+△〃+A/:
a)X^J21max
式中位一靠得住系数,采用;
Kg—非同期分量引发的误差,采用1;
K“一同期系数,CT型号相同且处于同一情形时取,型号不同时取1,本设计取1;
△U—变压器调压时所产生的相对误差,采用调压百分数的一半,本设计取;
△/“一继电器整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差,暂无法求出,先采用中间值;
电流互感器的最大相对误差,取;
代入数据得
/如二(1X1X4-+)X二
(2)躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流
式中心一靠得住系数,采用
人一变压器额定电流
(3)躲过电流互感器二次回路短路时的最大负荷电流
怙二X二
比较上述
(1),
(2),(3)式的动作电流,取最大值为计算值,即/血=
肯定大体侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流
将双侧电流互感器别离结于继电器的两组平衡线圈,再接入差动线圈,使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值;
以二次回路额定电流最大侧作为大体侧,大体侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下:
大体侧(35kV)继电器动作值
/如=肋=11.74
大体侧继电器差动线圈匝数
式中人和为继电器动作安匝,应釆用实际值,本设计中采用额定值,取得60安匝。
VV,,=—=5.13
咖11.7
选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较比加小而相近的数值,作为差动线圈整定匝数叱诚。
即实际整定匝数5匝
继电器的实际动作电流
aAn
...=^=—=\2A鉄hiw5
保护装置的实际动作电流
=WV.=12x50=3464A
肯定非大体侧平衡线圈和工作线圈的匝数平衡线圈计算匝数
W5
W・r=欣_W=-5=02
怙口//%5.15/'
/*e\
故,取平衡线圈实际匝数
e/i/5.36
%口二0
工作线圈计•算匝数
叫十%河+%"
+5二5匝
计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差△A
此值小于原定值,取法适合,不需从头计算
初步肯定短线路圈的抽头按照前面对BCH-2差动继电器的分析,考虑到本系统主变圧器容量较小,励磁涌流较大,故选用较大匝数的“C-C”抽头,实际应用中,还应考虑继电器所接的电流互感器的型号、性能等,抽头是不是适合,应通过变压器空载投入实验最后肯定。
保护装置灵敏度校验
差动保护灵敏度要求值Khn>
2
本系统在最小运行方式下,侧出口发生两相短路时,保护装置的灵敏度最低。
本装
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