论文--配电变压器继电保护设计

黄冈职业技术学院毕业设计 配电变压器继电保护设计学院名称 * 专 业 * 班 级 * 学 号 * * 姓 名 张本府 指导教师 姜永豪 、徐鹏 完成日期 * 年 10 月25 日目 录摘 要1关键词1引 言31 设计原始资料41.1 课题背景41.2 设计依据41.3 设计原始参数41.4 本次设计的任务42 配电变压器及其继电保护概述52.1 配电变压器的发展趋势52.2 配电变压器的现状52.3 继电保护的基本要求63 配电变压器继电保护83.1 配电变压器的故障和不正常运行状态83.2 配电变压器瓦斯保护83.3 配电变压器纵联差动保护93.4 配电变压器的电流速断保护原理103.5 配电变压器的过电流保护113.6 配电变压器的过负荷保护134 短路电流计算144.1 短路电流计算步骤144.2 变压器保护配置方案165 配电变压器继电保护相关校验175.1 常规调试及检验接线的安全措施175.2 输入系统检验175.3 保护装置各逻辑功能检查18结 论20致 谢21参考文献22配电变压器继电保护设计【摘 要】 城市低压配电网和工业用户供用电网电压等级为 110 kV、35 /63 kV、10 /6 kV、380 /220 V。不是每台变压器都需要设置以下所有的保护 ,而是根据变压器的等级和实际运行情况 ,以继电保护和安全自动装置技术规程 为依据 ,有选择地实施保护。本设计对一般配电变压器的继电保护进行了保护方式设计和保护装置的方案配置，同时有相关短路电流计算整定计算。根据配电变压器在电网中的特点和运行要求，在满足继保护“四性”要求的前提下，求得最佳方案，分别配置了瓦斯保护、纵联差动保护、电流速断保护、过电流和过负荷保护，最后对全套保护进行了评价。 【关键词】 继电保护 变压器 短路电流计算Pick to the city low voltage distribution network and industrial users power supply network of 110 kV voltage level, 35/63 kV, 10/6 kV, 380/220 V. Not every transformer are need to set up the following all the protection, but according to the level of the transformer and the actual operation, with "relay protection and safety automatic device technical regulation for the basis, to selectively enforce the protection. This design to general distribution transformers relay protection to protect way of protection device design and configuration scheme, at the same time, have related short-circuit current calculation setting calculation. According to the characteristics of distribution transformer in the power grid and operation requirements, and to meet the protection "four sex" the precondition of, get the best solutions, with the gas protection, respectively the league differential protection, electricity flow velocity over current protection, broken and load protection, finally to full protection configuration and evaluation.Keywords relay protection transformer short-circuit current calculation引 言电能与国民经济各部门和人民生活关系密切。现代工业、农业、交通运输业以及居民生活等都广泛的利用电作为动力、热量、照明等能源。供电的中断或不足，将直接影响生产，造成人民生活混乱，在某些情况下，甚至会造成极其严重的社会性灾难。改革开放以来，我国经济的快速发展刺激电网的快速发展，尤其是近几年，我国各个地区出现的缺电现象直接促进了大规模机组的投产和电网建设进程的急剧加快。 随着现代社会对电网供电可靠性的要求的不断提高，就需要我们继电保护装置发挥更重要的作用，针对系统出现的故障能及时切除，确保电网的安全、稳定、经济的运行。在当前电力电网中，变压器是配电系统的核心，对它的继电保护也就成为了重中之重。电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系统正常运行，就必须视其容量的大小做相应的继电保护。配电变压器的故障又分为内部和外部故障两种。油箱内部的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的线损等。外部故障有套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。变压器发生故障，必将对电网和变压器带来危害，特别是发生内部故障时，如此，则短路电流产生的高温电弧不仅烧坏绕组绝缘和铁芯，而且使绝 缘材料和变压器油受热分解产生大量气体，导致变压器外壳局部变形、甚至引起爆炸。因此变压器发生故障时，必须将其从电力系统中切除。配电变压器继电保护的实现和配电网的安全、稳定、经济运行是坚强电网建设的重要内容之一。作为供配电环节的重要设备组件,无论是城市低压配电网变压器,还是工业用户供用电网配电变压器,其运行的经济性和保护的可靠性、便捷性,都是相关企业和用户实现安全生产和节能减排目标的前提条件。 1 设计原始资料1.1 课题背景电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，配电变压器继电保护设计的意义在于当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。变压器是配电网的主要设备,应用面广量大,其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前,配电变压器继电保护配置方面还存在许多问题,其中配电变压器与其继电保护不匹配或存在动作死区,造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多。因此,加强配电变压器继电保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器继电保护动作的可靠性,有效防止主线路出口断路器保护误动。1.2 设计依据本次课题主要是针对配电变压器继电保护设计的研究，研究任务的是体现自己对本专业各科知识的掌握程度，培养自己对本专业各科知识进行综合运用的能力，它是检验专业学习三年以来的学习结果，是毕业前的一次综合性训练，是对在大学几年所学知识的全面检查。通过本次毕业论文，既有助于提高自己综合运用知识的能力，同时也有助于今后在工作岗位能很快的适应工作环境。1.3 设计原始参数某配电所，变压器容量SN=630kVA 电压10/0.4KV。UK%=4.5。电源进线长度为400米。采用电缆线路进线，电源高压侧有少油断路器，低压侧出口处装有低压断路器，以母线方式向车间送电，无限大容量电力系统出口断路器的断流容量SOC=200MVA。1.4 本次设计的任务(1) 设计依据，原始资料和设计范围内容；(2) 短路电流计算；(3) 继电保护方案分析和论证及继电保护配置的确定；(4) 整定计算；(5) 继电保护的相关校验。 2 配电变压器及其继电保护概述配电变压器指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。通常装在电杆上或配电所中，一般能将电压从610千伏降至400伏左右输入用户。配电变压器是配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到了电力系统运行的可靠性和运营效益。2.1 配电变压器的发展趋势配电变压器中我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的;进入20世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展。(1) 油浸式配电变压器油浸式的有S9系列配电变压器、S11系列配电变压器、卷铁心配电变压器、非晶合金铁心变压器。为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性。目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性变形做补偿。(2) 箱式变压器 箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10 kV、35kV电网中大量应用。我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱变和美式箱变，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压受电部分三位一体。后者结构分为前后两部分，前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁心、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱体内。目前有些厂家，已将卷铁心变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声级。(3) 高压、超高压变压器 目前，我国已具备了110 kV、220kV、330kV和500kV高压、超高压变压器生产能力。超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主，根据电网发展的需要，变压器的生产技术正在不断提高。SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发。2.2 配电变压器的现状目前，我国配电变压器技术处于国际20世纪90年代初的水平，少量的处于世界20世纪90年代末的水平，与国外先进国家相比，还存在一定的差距。(1) 铁心材料方面在20世纪70年代，武汉钢铁公司在引进消化吸收日本冷轧硅钢片制造技术生产冷轧硅钢片的基础上，于20世纪90年代又引进了日本高导磁晶粒向冷轧硅钢片(HI-B)制造技继电保护测试仪器术，制造出了节能效果更好的变压器'电力变压器铁心材料。但是由于产品数量不能满足需求及生产工艺两方面的问题，仍然要从日本、俄罗斯以及西欧等国进口部分冷轧硅钢片。在研制配电变压器铁心用非晶合金材料方面继电保护测试仪器，我国于20世纪90年代初曾由原机械部、原冶金部、原电力部、国家计委、国家经贸委、原国家科委组成了专门工作组，对非晶合金铁心材料和非晶合金铁心变压器的设计和制造工艺开展了深入研究，研制的非晶合金铁心材料基本达到