电流电压保护设计Word文件下载.docx

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参考文献9

第1章引言

在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害呢）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：

单相接地；

三相接地；

两相接地；

相间短路；

短路等。

电力系统非正常运行状态有：

过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。

电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。

电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。

变压器的基本概念：

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。

当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。

二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。

主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。

额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。

第2章变压器

2.1变压器简介

变压器（指较大容量的变压器而言）一般是由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等五个主要部分所组成。

铁心是变压器中主要的磁路部分。

变压器的铁芯结构其基本形式有两种，一种叫芯式铁芯，也叫内铁式铁芯。

另一种叫壳式铁芯，也叫外铁式铁芯。

绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成。

油箱是油浸式变压器的外壳，器身就放在此油箱内，箱内灌满了变压器油，变压器油有两种作用，一方面作为绝缘介质，另一方面作为散热的介质，即通过变压器油的循环，将绕组和铁芯中散发出来的热量，带给箱壁和散热器、冷油器进行却。

变压器的绝缘套管是将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘且担负着固定引线的作用。

因此，必须具有制造标准中规定的电气电气强度和机械强度。

变压器的冷却系统的冷却方式按其容量的大小可以分为：

油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环冷却式。

2.2变压器的运行方式

变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。

变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。

其意义是：

当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；

或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。

又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。

变压器并列运行最理想的运行情况是：

当变压器已经并列起来，但还没有带负荷时，各台变压器之间应没有循环电流；

同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷，即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。

因此，为了达到理想的运行情况，变压器并列运行时必须满足下面条件：

（1）各台变压器的电压比（变比）应相同

（2）各台变压器的阻抗电压应相等

（3）各台变压器的接线组别应相同。

第3章选型

10kV电流互感器变比的选型：

在10kV配电所设计的过程中，10kV电流互感器变比的选择是很重要的。

10kV电流互感器按使用用途可分为两种，一为继电保护用，二为测量用；

它们分别设在配电所的进线、计量、出线、联络等柜内。

在设计实践中，笔者发现在配变电所设计中，电流互感器变比的选择偏小的现象不在少数。

例如笔者就曾发现：

在一台630kVA站附变压器（10kV侧额定一次电流为36.4A）的供电回路中，配电所出线柜内电流互感器变比仅为50/5（采用GL型过电流继电器、直流操作）,这样将造成电流继电器无法整定等一系列问题。

对于继电保护用10kV电流互感器变比的选择，至少要按以下条件进行选择:

一为一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例;

二为按继电保护的要求;

三为电流互感器的计算一次电流倍数mjs小于电流互感器的饱和倍数mb1;

四为按热稳定;

五为按动稳定。

而对于测量用10kV电流互感器的选择,因其是用作正常工作条件的测量，故无上述第二、第三条要求；

下面就以常见的配电变压器为例，说明上述条件对10kV电流互感器的选择的影响，并找出影响电流互感器变比选择的主要因素。

第4章保护方式

1、对于6～10kV车间变电所的主变压器，通常装设带时限的过电流保护，如果过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。

2、瓦斯保护：

容量在800kV．A及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护，作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。

3、电流速断保护：

与瓦斯保护相互配合，可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障，均为变压器的主保护。

4、过电流保护：

是为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。

5、温度保护：

作为变压器油温升高和冷却系统工作不良的保护装置。

6、单相接地保护：

由零序电流互感器及与之连接的电流继电器构成。

作为变压器高压侧出现单相接地故障的保护。

第5章整定计算

继电保护整定计算公式 

1、负荷计算（移变选择）：

式中 

Sca--一组用电设备的计算负荷，kVA；

∑PN--具有相同需用系数Kde的一组用电设备额定功率之和，kW。

综采工作面用电设备的需用系数Kde可按下式计算 

Pmax--最大一台电动机额定功率，kW；

wmcos--一组用电设备的加权平均功率因数

2、电流速断保护整定计算公式：

动作电流：

Idz=Kk×

I（3）dmax2

3、继电器动作电流：

其中：

Kk—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4 

Kjx 

—接线系数，接相上为1，相差上为√3 

I（3）dmax2—变压器二次最大三相短路电流 

Ki—电流互感器变比 

Ku—变压器的变比 

一般计算公式：

按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为：

Kk—可靠系数，取3～6。

I1e—变压器一次侧额定电流

Ki—电流互感器变比

继电器动作电流：

其中：

Kk—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）。

Kjx—接线系数，接相上为1，相差上为√3

I1e—变压器一次侧额定电流

Kf—返回系数，取0.85

第6章结束语

通过论文设计,我深刻体会到要做好一个完整的事情，需要有系统的思维方式和方法，对待要解决的问题，要耐心、要善于运用已有的资源来充实自己。

同时我也深刻的认识到，在对待一个新事物时，一定要从整体考虑，完成一步之后再作下一步，这样才能更加有效。

本文通过对变压器的概述,使我所学知识得到巩固和发展;

并且学习了电力系统继电保护的一般方法和步骤。

我学到了很多,我感到最重要的就是严谨的精神,不放过一丝的错误,对图的每一个环节都要严谨,反复检查、修改。

总之，在这论文设计中我受益非浅，对我以后的工作也是有很大的帮助的，在这次课设中也暴露了自己的一些缺点，基础知识不够扎实，我会在以后的日子里加以改正，来提高自己综合能力。

参考文献

[1]陈堂等编著《配电系统及其自动化技术》中国电力出版社2004.8

[2]《电力变压器手册》编写组．电力变压器手册[M]．沈阳：

辽宁科学技术出版社，1990．201-202．

[3]何仰赞等编著《电力系统分析》武汉：

华中理科技学出版社，2002.3

[4]《变压器》杂志编辑部．电力变压器设计计算方法[M]．沈阳：

辽宁科学技术出版社，1988．45-46 

[5]王士政主编《电网调度自动化与配网自动化技术》中国水利水电出版社2007.3

[6]梅丽凤等编著《单片机原理及接口技术》清华大学出版社2009.7

[7]刘学军编著《电力系统继电保护》机械工业出版社2011.9

[8]A.T. 

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[9]张保会尹项根编著《电力系统继电保护》北京：

中国电力出版社,2005、

[10]PowerSystemRelaying（ThirdEdition）StanleyH.Horowitz