双城电厂变压器继电保护部分初步设计

双城电厂变压器继电保护部分初步设计摘 要 此毕业设计论文是双城电厂变压器继电保护部分初步设计。本篇论文包含了摘要、毕业设计书，以及对各种继电设备配置的最基本的要求和原则原理。通过大学期间的课程设计学习专业课学习以及各种实训，对本次设计的研究书写进行编排与完善，在此期间提升自己的专业水平与职业素养，为将来的工作做好铺垫。前部分章节介绍了继电保护的概念、继电保护设备的种类以及短路的危害等基本概念。变压器的配置有：主变压器的台数选择、容量选择以及型号等主要技术数据的选择。同时总结性章节也阐明了继电保护的基本要求以及这些要求的重要性。电气主接线重点说明了了其重要性、设计根据与基本的要求、还有每样接线方式的特点与他们之间的比较选择，之后还设定了符合需要的主接线。短路电流的计算是电力系统中相当需要重视的关键，本论文详细说明了短路电流计算的目的、假设条件、一般规定、标幺值计算，还有对短路点的短路计算与保护整定计算，对设备进行继电保护配置。 在这样充实而快乐的过程中自然也会遇到很多问题。每到这个时候便去书中，网络中乃至自己的记忆中寻找关于答案的蛛丝马迹，然后对这些问题进行分析处理同时向老师请教，以此一一解决它们。本次毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸组成。内容覆盖了变电厂继电保护部分较为完整的分析计算，对今后变电厂的改造有着不可忽视的意义。与此同时，论文的某些角落填充有各种图纸及表格以方便读者预览。 本次设计，是在注重了可靠性和发展性安全性等各种要点的情况下，同时保证电力系统安全稳定运行，尽可能的追求其经济性。设计说明书中所使用到的专业术语、符号等也都符合行电力工业标准中所规定的术语和符号。关 键 词 变电所, 短路计算，继电保护，保护配置IAbstract This thesis is a preliminary design of the relay protection part of Shuangcheng Power Plant. This paper contains abstracts, graduation design books, and the basic requirements for a variety of relay equipment configuration and principles of principle. Through the course design and study of specialized courses and various training, the design of this design writing and preparation, during this period to enhance their professional level and professionalism, for the future work of the bedding. The previous section describes the basic concepts of relay protection, the type of relay protection equipment, and the hazards of short circuits. Transformer configuration: the number of main transformer selection, capacity selection and model and other major technical data selection. Concluding chapters also illustrate the basic requirements for relay protection and the importance of these requirements. The electrical main wiring highlights its importance, the design according to the basic requirements, as well as the characteristics of each way of wiring with their comparison between the choice, and then set the need to meet the main wiring. The calculation of short-circuit current is the key that needs to be paid much attention in the power system. This paper elaborates the purpose, assumptions, general regulations, per unit value calculation and short-circuit calculation and protection setting of short-circuit current. Equipment for relay protection configuration.In such a full and happy process will naturally encounter a lot of problems. Every time this time will go to the book, the network and even their own memories to find the answers to the clues, and then analyze these issues to the teacher at the same time to ask, in order to solve them one by one. The graduation design thesis consists of design instruction book, design calculation book, a set of drawings. The content covers the substation relay protection part of the more complete analysis and calculation, the transformation of the future power plant has a significance can not be ignored. At the same time, some corners of the paper filled with a variety of drawings and forms to facilitate the reader preview.This design is to focus on the reliability and development of security and other key points in the case, while ensuring the safe and stable operation of the power system, as far as possible the pursuit of its economy. The terminology and symbols used in the design manual also conform to the terms and symbols specified in the power industry standard.Keywords substation, short circuit calculation, relay protection, protection configurationI目 录摘 要IAbstractII1 引言11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义12 关于继电保护的简述22.1 继电保护的概念22.2 系统发生短路时可能产生的一些问题22.3 继电保护的基本要求22.4 继电保护装置的种类32.5 继电保护的工作回路32.6 基本任务33 变压器继电保护53.1 变压器继电保护电气设计53.1.1 保护设计规划53.1.2 变压器主保护设计配置53.1.3 变压器后备保护设计配置63.1.4 变压器保护配置规程63.2 不同继电保护的简介与其部分配置情况73.2.1 瓦斯保护73.2.2 变压器纵差动保护83.2.3过电流保护103.2.4复合电压起动的过电流保护113.2.5 过负荷保护133.2.6 过励磁保护133.2.7 负序过电流保护143.2.8 低电压起动的过电流保护143.2.9油温监测144 短路电流计算说明154.1 短路电流的概述154.2 短路计算原则及计算步骤164.2.1短路的计算原则164.2.2 短路电流计算的基准值164.2.3 三相短路电流电抗计算公式164.2.4 三相短路最大有效值电流和冲击电流174.3 短路计算的一般规定及短路点的选择175 短路电流的计算195.1 短路点在高压侧的短路等值电力路195.2 标幺值计算195.3 短路电流计算205.3.1 正序短路阻抗各元件参数205.3.2 负序短路阻抗各元件参数215.4 高压侧两相短路电流的计算226 变压器继电保护整定计算236.1 变压器瓦斯保护236.2 变压器差动保护整定236.2.1 电流互感器的选择236.2.2 变压器差动保护设计原理246.3 过电流保护的整定计算266.4 过负荷保护的整定计算266.5 温度保护27结 论28参考文献29致 谢30附 录311 引言1.1 课题背景 电力变压器是电力系统中的重要的电气设备，在发电、输电、配电环节中起着提高电压以便于远距离输送电能以及降低电压给负荷供电等关键作用。其故障对供电可靠性和系统安全运行带来严重影响，同时大容量的电力变压器本身也是十分贵重的设备。因此根据变压器容量和电压等级及其重要程度，装设性能良好、动作可靠地继电保护。 在研究此课题前以修完电力系统继电保护、电力系统分析、电路，具备了一定的理论知识，结合相关资料文献和自学知识，对大容量变压器继电保护设计做全面的分析理解，弄清其原理，再将其拆分成若干小的课题。电力系统分析上对短路电流计算的知识，电力系统继电保护及相关知识和参考资料，对各继电保护进行整定算，得出继电保护的配置，最后在前面基础上把变压器继电保护线路的设计出来，最终达到整体掌握整个课题的目的。 利用所学的课本和资料,图书馆资料，维库数据库，万方数据库，在数据库中，可以搜索到许多相关的中英文参考文献资料，和许多知名大学发表的论文，以及指导老师的大力指导和支持，因此研究本课题已经具备了足够的条件。1.2 课题研究的目的和意义 本设计围绕煤矿变电所主变压器护整定计算展开分析和讨论，重点设计了短路电流的计算、继电保护整定、校验，以及继电保护配置等方面。通过这次设计来巩固电力系统继电保护、电力系统分析等课程所学的理论知识，并把所学知识运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后在工作岗位打好基础。 本设计的研究意义：在这次论文的学习中，巩固自己在大学里面所学的课程的理论知识，理论联系实际，做到对课本理论知识的运用；在论文设计过程中，尽可能的多学些实际的东西，独立完成论文设计，并主动争取老师的指导，养成独立思考的能力；在毕业设计中养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后进入工作岗位打好基础。III双城电厂变压器继电保护部分初步设计2 关于继电保护的简述2.1 继电保护的概念 继电保护装置指的是如果系统出现故障，能确保系统能够有选择性的、快速的把故障切除的装置；由于以前是用继电器组合来完成此操作，因此又被叫作继电保护装置，如今，各种各样的设备不断更新换代，但依旧将这个名字惯用至今。2.2 系统发生短路时可能产生的一些问题 （1）从故障的地方出现了比较强烈的短路电流与他所出现的电弧，这样引起了对出现问题的地方造成了更大的伤害； （2）短路电流从非故障元件流过，因为热跟电动力的关系，使得它们的影响更为剧烈或者说使他们的使用年限缩短； （3）在电力系统的某些地方的电压出现了明显的下降，使得用户的使用环境的安全可靠性收到了影响； （4）对电力系统并列运行的稳定性造成了很大的影响，使系统震荡发生，更可怕的是分解了全部的系统。2.3 继电保护的基本要求 继电保护装置有这几个部分：逻辑环节、测量原件、和执行输出 。继电保护装置的四个本质内容为速动性、选择性、灵敏性和可靠性。（1）选择性 这个命题就是说要是电力系统突发故障的时候，继电保护装置能够把出了问题的地方从系统中切除，如此的具有选择性。与此同时又可以确保正常工作的地方的正常工作，从而可以缩小停电面积。它的运行过程就是先把故障线路，或者说元件自己出了问题的地方利用保护切除掉，要是之前的开关或者保护不听从命令时，这样才发出指令使隔壁的保护动作。（2）速动性 速动性就是说如果电力系统出现了故障，那么系统中的电流就会变大。电压会变低。要是在此情况下保护装置可以及时跳掉。那么便可以尽可能的使设备所受损害变得更小，为装置腾出尽快恢复的条件，这样就可以加强发电机并列运行的稳定性。（3）灵敏性 如果在保护装置的保护范围里出现问题，保护所体现的灵敏程度就叫做灵敏性，一般来说我们把它叫灵敏度。灵敏性是由灵敏系数来确定的。灵敏系数就是说如果需要保护地方的一个特定点(一般说是需要保护地方的后段)出现了金属性短路，故障量跟整定值的比值(体现故障参量变大的，举个例子：过电流保护)确定的数跟故障量的比(比较故障参数值下降的，比如说低电压保护)。（4）可靠性 可靠性就是说对电力系统继电保护来说最为本质的条件，它由依赖需要与安全需要两个方面组成。 安全性：使得继电保护在不用它启动时可以正常地不启动，就是说不会出现误动。 依赖性：使得保护元件在如果某种情况，系统出问题了，这时候需要保护动作的时候，此保护可以很灵敏很正确的进行操作。 其实无论上诉那种情况出现，给咱们带来的伤害，全为不可忽视的。就算是电网高速进步发展了，这些操作问题带来的危害都会对系统造成一些必不可少的变化。 因此，我们将这些要点分为了四个。这四个基本是电力系统的内在要求，他们各个关键且相互关联。所以，在实际操作中，我们要根据实际情况客观要求，对电力系统的继电保护进行合理分配与划分。2.4 继电保护装置的种类 我们将继电保护装置的类型分为四类：对物理量的体现不一样、对需要保护对象的区别、对其所构成的元件的区别。还有作用也是有差别的：（1）根据保护装置映射物理量的不同可分为：电压保护，电流保护，距离保护。瓦斯保护。以及差动保护等。（2）由需要保护对象的区别来对待有这些：母线保护，输电线保护，变压器保护、发电机保护，电动机保护等。（3）根据保护装置的组成元件不同可分为：半导体型。电磁型。字型还有微机保护装置等。（4）根据保护装置的作用不同可分为：主保护。后备保护。还有如果要进化保护装置的特定功力。而特别配置的辅助保护等。 主保护就是在一个电气设备中能够做到独当一面的关键电气设备。但是如果当主保护设备出现了问题需要由某些保护的保护装置就被叫做后备保护。后备保护可以用远后备保护还有近后备保护来概括。近后备保护就是说在一个气设备上上有其他的很多种的保护装置，他们之间相互依存相互帮助。相邻的电气保护装置其实就是远后备保护的被保障品。2.5 继电保护的工作回路 与此同时，单纯的继电装置的配置的完成往往来说是不够的，那么安全可以信赖的继电保护的工作回路是完成这项任务又一重要的一部分。只有完成了这些，电力系统才可以在受到问题信号后切除有毛病的线路以此来维护其正常运行。 继电保护工作回路通常有：拥有将流经电力一次设备的电压电流转换为二次设备所要求的变量，并可以让两个设备彼此分开的东西，如跳闸线圈还有跟保护连接电缆，保护装置有关联的电缆或者电压互感器等。信号回路设备的工作电源还有保护装置的跳闸等。 2.6 基本任务 电力系统继电保护的基本任务是：（1）如果说需要保护的电力系统元件发生了问题，需要这个原件的继电保护设备可以及时的精准地给最近的断路器给出跳闸的信号，让除了的出了问题的部件能够顺利及时的从中脱离开来，从而能够最大程度地减少对设备自己的伤，减少对电力系统安全供电的影响。（2）还有就是他能够体现系统的不正常，这样就提醒了维护人员对系统做出调整，把那些有问题的地方处理掉，保障供电。3 变压器继电保护3.1 变压器继电保护电气设计3.1.1 保护设计规划 变压器作为系统中极其关键的部分，其功能就是将电压进行高低之间的变化。所以变压器的安全稳定工作是维持电力系统稳定正常工作的必要条件。电力是一种静止的电气设备，这是它与其他的电气设备的区别。它工作时是不间断工作的，所以丧失工作能力的情况几乎没有，而它几乎所有部分都配置在外边，因此外界条件对他的影响也很小。但是，由于外界负载的干扰因素的存在，尤其是当电力系统出现短路故障时，变压器的影响会很大。所以，电力变压器在工作中，依旧会出现不同情况的故障与不正常的工作状态。由于这样那样的原因，对电力系统的安全稳定运行就将造成不可忽视的打击。因为电力行业日益的强大，我国也从而争取了超高压输电线路的普遍化，那么其中大容量超高压的大型电力变压器也进一步的站稳脚跟，它的关键程度可以体现到它的运行对我们系统的可靠性的影响上。所以呢一定要依从电力变压器的容量的程度、电压的情况和依赖程度，配置动作安全可靠，性能良好的继电保护设备。对电力变压器继电保护的稳定安全提供更有难度的要求。3.1.2 变压器主保护设计配置 变压器主保护由瓦斯保护，纵差保护，微机保护等。对于不同的保护，会有不同的保护配置方法。他们在电力系统中是保护的主体与关键，对系统稳定性有着意味深长的作用，是不可缺少的一部分。比如说瓦斯保护：如果变压器故障出现在油箱里(其中有影响不是很大的匝间短路与绝缘破坏所生产的经电弧电阻的接地短路)，瓦斯保护是变压器的主保护。因为故障点电流与电弧的关系，变压器油还有其它绝缘材料就会由于部分区域受热从而分解生成得分气体，由于气体的重量很小，它们便会从油箱流到油枕的上部分。但如果故障严重时，油就会马上撑起然后生成很大一部分的气体，这个时候会充斥着强大的气体。这些气体中还加有油投入油枕的上方。通过油箱内部故障时会出现这一情况，形成作用在之前所诉气体之后动作的保护被称为瓦斯保护。轻瓦斯继电器的组成部分有开口杯、干簧触点等，作用在信号。 6.3MVA或者在这之上的变压器与并列运行的变压器，就可以配置纵联差动保护了，变压器纵联差动最为令人关注的能力就是他优越的性能了。 关于不平衡电流，生成不平衡电流的原由是相当丰富的。不平衡电流及它的消除办法：（1）两边的电流互感器由于型号的不一样从而出现了不平衡的电流，这需要由10%的误差确定两侧的电流互感器；加上一个同型系数stK，如果这一侧电流互感器的型号相同，stK定为0.5，如果两侧电流互感器的型号不相同那么就取stK为1。（2）电流互感器的由于计算出来的变比跟实际中的不太相符所出现的不平衡电流，电流互感器实际变比跟计算变比不同时所生成的不平衡的电流，可由自耦变流器或差动继电器的平衡线圈加以补偿。3.1.3 变压器后备保护设计配置 作为变压器本身的近后备与其线路母线的远后备保护的变压器后备保护，也占据这非常重要的分量。双绕组变压器，这样的后备保护需要配置于主电源侧，依从主接线，保护可允许有一段或两段的时限，这样对故障范围的影响就会变小，跳母联与分段断路器；稍长点的时限切掉变压器每一侧的断路器，自耦变压器、三绕组变压器，后备保护需要不同的配置在主负荷侧还有主电源侧。主电源侧的保护有两段时限，由更短的时限断开还未装设保护侧的断路器，主负荷侧保护就则要动作于本侧的断路器。但如果即使是按照如此的情况还没有办法满足灵敏度的需要时，就可以在各侧配置后备保护。各侧保护需要依从选择性而配置方向元件。3.1.4 变压器保护配置规程 我们知道电力变压器在电力系统中占有相当重要的分量。它一旦出了问题就会对供电安全和系统的可靠性带来相当大的影响。以为相当大数量的设备安装在户外，受自然条件的影响很大，与此同时又会受连接负荷的影响与电力系统短路故障的胁迫，变压器在运行中也有发生不同情况的故障或者说不正常的运行状态。所以，一定要依从变压器容量与大程度配置性能优越、动作靠谱的保护。变压器不正常运行状态大部分说的是油箱漏油产生的油面降低过负荷或者说还有外部短路引起的过电流。对于那些容量比较大的变压器，由于他的铁芯额定工作磁通密度与饱和磁通密度靠的会近一些，因此系统电压过高或系统频率降低时，会比较简单的出现过励磁。过励磁也一样 ，要是它出现了了问题就会发出信号。为确保电力系统安全稳定运行，且把故障或者说不正常运行状态的影响降低到尽可能的小范围，我们遵从GB 142581993继电保护和安装自动装置技术规程的规定，变压器需要配置下面几种保护装置。对电力变压器的下列故障及异常运行状态，需要遵从本节的规定装设相应的保护装置。（1） 绕组还有他的引出线的相间短路。还有在中性点直接接地侧的单相接地短路。（2） 绕组的匝间短路；（3） 外部相间短路引起的过电流；（4） 在中性点直接接地电力网络里。外部分的接地短路产生的过电流还有中性点过电压；（5） 过负荷；（6） 过励磁；（7） 油面降低；（8） 变压器温度还有油箱压力升高与冷却系统出现了问题； 3.2 不同继电保护的简介与其部分配置情况 3.2.1 瓦斯保护 变压器内部故障的主保护为瓦斯保护。它能较为灵敏的映射变压器内的多种复杂故障。其中有对变压器还有套管内部故障，层间短路还有匝间短路，铁芯故障。绕组内部断线，油面下降和绝缘劣化。瓦斯保护的操作机制是这样的，因为发生故障时由于内部绝缘材料分解而出现的气体，这些气体映射的力度将作为重要的指标被保护所用来映射故障的严重程度，因此这种靠从油箱流向油枕的气体来做出映射的保护装置称为瓦斯保护，也叫气体保护。 瓦斯保护由装有密封水银连接的一个一块金属板与密封浮筒组成，浮筒在上，金属板在下。他们可以围绕着他们自身的轴而转动。设备的使用过程中，挡板会向下走，继电器里面充斥着油，浮筒沉在油里，水银接点是断开状态的。对于轻瓦斯保护来说，要是内部发生了只要稍微一点问题，气体生成的就会出现的相当不快，跑到到储油柜的路上的气体从头要维定在机子的上面，这样的话油面就会下降，由于下降的浮筒而使水银接点闭合，连接上延时信号。当变压器里出现的故障十分严重时，代替他的就将是更多更剧烈的瓦斯气体，油箱内的压力将会突然增大，转而造成某种冲击力对其部件形成冲击，在一连贯的过程后，这样水银触点就会闭合，跳闸回路也就闭合，机器跳开，这就是所谓的“重瓦斯”。 配置情况：需要装设气体保护的情况是针对0.8MVA及以上油侵式变压器和0.4MVA及以上车间内油侵式变压器。如果出现了大量气体，则要动作于断开变压器各侧断路器。如果装置里发生故障导致某些气体或者油面下降时，保护立即启动并发送信号。还有一种需要装设气体保护的装置为带有负荷调压的油侵式变压器的调压装置。图2.1 瓦斯保护结构图3.2.2 变压器纵差动保护 要是区内出现短路性故障，那么，某些特定的电流就会产生在变压器的每个电流互感器里，如果说这些相位不同大小却相同的短路电流的向量和临近某个特征点的时候，断路器就会行动，变压器差动保护就是这样的。 图2.2变压器差动保护示意图 图2.21所示：为一两圈变变压器，我们可以看到某些数据：主变低压侧电压为110KV，主变高压侧电压为220KV主变高压侧电压为220KV。Sn=240000KVA，I1：流过变压器高压侧的一次电流；I”：流过变压器低压侧的一次电流；I2：流过变压器高压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；I2”：流过变压器低压侧所装设电流互感器即CT1的二次电流；nh：高压侧电流互感器CT1变比；nl：低压侧电流互感器CT2变比；nB：变压器的变比；各参数之间的关系：I1/I2=nhI”/I2”=nlI2=I2”I1/I”=nh/nl=1/nB区内：CT1到CT2的范围之内。反映故障类型：高压侧内部相间短路故障，高压侧（中性点直接接地）单相接地故障以及匝间、层间短路故障。图2.3 比率制动为差动保护的特性关于差动保护的不平衡电流，其出现原由有：来自于变压器励磁涌流Ily而生成的不平衡电流；励磁涌流一般来说是由于在变压器空投时而发生的带有非常多的由二次谐波为重点构成的高次谐波含量的电流。我们的变压器差动保护里包括“二次谐波制动系数”这个参数，二次侧电流会由于其各自的不一样的相位，出现一个差流通到电力系统的保护设备里。所以要注意到要尽量避免这样的不平衡电流造成的不良因素。因此，要是两边的电流互感器要是还是将从前的接线形式作为根本，这样的话二次侧电流会因为相位的不同，进而出现一个差流通到电气保护设备里。由于要重视避免这种不平衡电流带来的伤害，之前都是将变压器三角形侧的电流互感器改为星形，还有，将变压器星侧的电流互感器改成三角形，于此同时注意方其元件接线的方式。具体接线方法如2.2.3图所示：图2.4 关于差动保护的不平衡电流 保护配置：根据容量定。10MVA及以上容量单独运行的变压器，6.3MVA及以上容量的并联运行变压器或工业企业中的重要变压器，应装设纵差动保护。3.2.3过电流保护变压器的过电流保护主要是装设在降压变压器的高压侧。当三绕组变压器外部发生短路故障时，为尽可能缩小停电范围，过电流保护应有选择地跳开故障侧的断路器，以保证其他两侧继续运行。如果变压器内部发生短路故障，则过电流保护应起到后备作用。所以三绕组变压器的过电流保护应按如下原则配置。 过电流的整定:（1）动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即 （2.1）式中 可靠系数，一般取1.21.3；返回系数，一般取0.85；变压器的最大负荷电流，其值可按以下情况考虑。（2）对并列运行的变压器，应考虑切除一台时所产生的过负荷，如各台变压器容量相等，可按下式计算 （2.2）式中 并列运行变压器的最少台数； 每台变压器的额定电流。（3）对降压变压器应考虑电动机自启动时的最大电流，即 （2.3）式中 自启动系数，取1.5； 正常的最大负荷电流。（4） 灵敏度校验 （2.4）保护配置：需要条件检测外部相间短路产生的过电流当做是气体，纵差保护的后备保护，就要安设过电流保护。3.2.4复合电压起动的过电流保护 复合电压起动的过电流保护宜用于升压变电器、系统联络变压器和过电流保护不满足灵敏度要求的降压变压器。保护的三相原理接线图如图2.2.4：复合电压起动的过电流保护由电流继电器 1KA、2KA、3KA，低电压继电器KVU、负序电压继电器KVN和中间继电器KM、时间继电器KT、信号继电器KS、出口继电器KCO组成。保护区内发生三相短路故障时，因为负序电压，所以KVN不动作，同时三相电压均降低，低电压继电器处于动作状态，起动中间继电器KM。KM起动后，动作情况与不对称短路相同。应当指出，即使三相短路故障时出现负序电压，也不会影响保护的正确动作。当电压互感器二次回路发生断线时，低电压继电器动作，而整套保护装置不会动作，故只通过中间继电器发出断线信号，由运行人员进行处理。根据以下规定：对由外部相间短路引起的变压器过电流应按规定装设相应的保护作为后备保护。保护动作后，应带时限动作于跳闸。过电流保护宜用于降压变压器，保护的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷。外部相间短路保护应装于变压器下列各侧，各项保护的接线，宜考虑能反应电流互感器与断路器之间的故障。双绕组变压器，应装于主电源侧。根据主接线情况，保护可带一段或两段时限，较短的时限用于缩小故障影响范围，较长的时限用于断开变压器各侧断路器。变压器后备保护设计原则：最终采用复合电压起动的过电流保护。因为过电流保护的动作电流按最大负荷电流整定，灵敏度往往满足不了要求。低电压起动的过电流，它的电流元件可按变压器额定电流整定，保护的灵敏度有所提高，但若低电压继电器只装在变压器一侧，当在另一侧发生相间短路时，低电压继电器的灵敏度往往不够，为此在变压器两侧都需要装设低电压继电器，这就使其接线复杂化了，这里也不采用。而负序过电流保护虽然也满足设计要求，但其整定计算比较复杂，一般只用于大容量升压变压器和系统联络变压器，不符合此次设计的具体要求，因此也不予以考虑。复合电压起动的过电流保护，其电压起动元件是由低电压继电器和负序电压继电器组成。当发生三相短路时，短路初瞬总会出现负序电压，负序电压继电器动作，断开加在低压继电器上的电压，从而使其动作。图2.5 复合电压启动的过流保护3.2.5 过负荷保护 过负荷保护：保护区要是出现了比要求的负荷大的负荷时的保护手段。这样的话在电路中，如果说过负荷保护装置预设值比回路电流要小，过负荷保护就要配置自动断开电流的回路，这样会产生使保护负载有效化。 保护配置：如果说是多台并列运行或者说是单独运行。其他负荷的电源时，需要依从会发生的过负荷的情形，配置过负荷保护。还有自耦变压器与多绕组变压器，保护可以反射出同有绕组还有每一侧过负荷的关系。过负荷保护需要可以映射出变压器每个绕组的过负荷状态。对双绕组升压变压器需要配置在发电机电压侧。对双绕组降压变压器需要配置在高压侧，当三侧都有电源时。则三侧。都应装过负荷保护。对于单侧电源的三绕组降压变压器。要是三侧绕组容量都一样，那么过负荷保护就只会配置于电源侧；要是说三绕组容量无法一样。那么在电源侧和容量相对来说的一边不同的配置过负荷保护。对于双侧电源这样的三绕组降压变压器或者说联络变压器，三侧则都一样配置在过负荷保护。2.6 过负荷保护原理图3.2.6 过励磁保护 保护由两段组成，低定值段动作于信号，高定值段确保动作于跳闸。对于高压侧的变压器来说，过高的工作磁密度是由压增与频减产生的。 保护配置：高压侧电压500KV的变压器，保护由两段组成。低定值段动作于信号。高定值段动作于跳闸。对频率降低和电压升高引起的变压器工作磁密过高，应装设过励磁保护。3.2.7 负序过电流保护电流起动元件由虑过式负序电流继电器（包括负序电流虑过器和电流继电器）组成，由于不能反应三相对称短路，因此另外装设单相式低电压起动的过电流保护，用以反应三相对称故障。负序电流保护的整定计算比较复杂，所以通常在63MVA及以上容量的升压变压器和系统联络变压器上应用。3.2.8 低电压起动的过电流保护 通常用低电压继电器与电流继电器作为起动元件。低电压继电器他的动作电压需要作为躲过正常运行时最低工作电压来整定。中间继电器的作用时因为要避免由电压互感器二次回路出现问题而发生的感器二次回路断线，低电压继电器动作，紧接着起动中间继电器，并放出电压回路保护误动作。电流继电器的动作电流按躲过变压器的额定电流整定。所以它的动作电流比护与负序电流保护在很长一过电流保护的起动电流小，保护的灵敏度也因此提升电压回路出现问题的信号。但因为这种情况的接被更频繁的运用。3.2.9油温监测我们知道变压器油的使用年限是与其温度密切相关的。当140时则劣化加剧，研究显示115时的油温，是开始劣化的临界温度，将造成变压器油无法使用。高油温是使变压器内部零件严重劣化并影响其使用年限的罪魁祸首。经规定，变压器最高上限上层油温度为，标准值为，所以对油的温度进行关注是必不可少的。电力变压器油温是影响油浸式变压器安全稳定运行的一项重要因素，如果油温状态不能实时监控，变压器运行异常也就无法及时发现。4 短路电流计算说明4.1 短路电流的概述 所谓短路,就是说两相间或者相与地中由某种因素而连在了一起。平时，除了中性点，这些情况都是不会发生的。图3.1将短路的种类区别出来。由电力系统的统计数据阐明，出现最多的是单相短路。除此之外还有接地短路，三相短路，两相短路。但之前的各种短路都是发生在同一点的,而在实际上则相当有机会是在不同地点同时刻出现短路，比如说两相在不同地点短路。 出现短路的基本因素是由于电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被破坏。比如说架空输电线的绝缘子可能会于因为受到过电压而发生闪络或由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电。又或者因为其它的电气设备，变压器、发电机，电缆等的载流部分的绝缘材料在运行中遭到破坏。还有一些动物的活动也会影响。除了这些，值班运行的人员在线路检修后要是没有拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障。电力系统的短路故障大多数是出现在架空线路部分。总的来说，产生短路的原因有主观的，也有的是客观的，只要运行人员认真负责，严格执行各种规章制度，那么势必可以把短路故障的出现限制在一个非常小的范围里。表3.1 短路类型表短路是一种对社会对生产特别是电力行业安全非常危险的因素。要是出现了短路。因为电源供电回路的阻抗会变小还有无法预料的短路时的暂态状态，会使短路回路中的短路电流值变得很大，这个电流值可能会是他本来的电流值的很多。短路点要是离发电机的电气距离愈近。短路电流就更大。4.2 短路计算原则及计算步骤4.2.1短路的计算原则系统运行方式为最大运行方式。（1） 磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。（2） 在系统中三相除不对称故障处以外，都认为是三相对称的。（3） 忽略对计算结果影响较小的参数，如元件的电阻、线路的电容以及网内的电容器、感性调和及高压电机向主电网的电能反馈等。过渡电阻忽略不计，短路性质为金属性短路。（4） 系统中的同步和异步电机均为理想电机。4.2.2 短路电流计算的基准值短路电流的计算通常采用标幺值进行近似计算。若取基准容量1000MVA、各级基准电压为其平均额定电压，则各电压等级的基准电流和基准电抗可以计算出，变电所220LKV侧基准电压231KV，20kV侧基准电压21KkV。计算短路电流时所用的网络模型为简化模型，即，忽略负荷电流不计个元件电阻，也不计送电线路的电纳及变压器的导纳。4.2.3 三相短路电流电抗计算公式 发电机电抗： （3.1） 变压器电抗： （3.2）线路电抗： （3.3）4.2.4 三相短路最大有效值电流和冲击电流 三相短路时，冲击电流： （3.4） 短路电流周期分量有效值 （3.5） （3.6） 式中 冲击系数，可按下表选择推荐值。表3.2 短路点冲击系数取值短路点K发电机端1.90发电厂高压母线或发电机出线电抗器之后1.85远离发电厂1.80(1) 冲击电流的有效值 （3.7）(2) 冲击电流瞬时值 （3.8）(3) 短路容量 （3.9）4.3 短路计算的一般规定及短路点的选择 检查系统的导体与动稳定程度、热稳定程度还有电气开断电流需要短路电流的大小，明白了短路电流的情况下，就可以确定出现短路电流的时候的一般接线形式。 在电气连接的网络中确定导体和电器中的短路电流,需要注意具备反馈作用的异步电动机，因为这样可能对情况造成干扰。 在确定导体和电器时，如果遇到不带电抗器回路的计算，那么计算短路点便需要是处于正常方式时短路电流为最大的地点。 导体和电器的动与热稳定稳定还有电器的开断电流则要依靠三相短路来处理。由于本设计整定保护计算的要求，我们需要系统最小运行方式下的两相短路电流，因此需要把短路点选择在在变压器的高压侧。 最大运行方式就是指系统在这样的方式下进行的时候,其中最小的短路阻抗出现了短路产生的短路电流最大的运行情况。最小运行方式就是指系统在这样的方式下运行的时候，其中最大的短路阻抗出现短路产生的短路电流最小的情况。我们的拟定工程对运行方式的目的是为了使得短路计算更为简便,这样就可以更好合理分配断路器,因为要使断路器在大电流的条件下可以迅速切断电流和灭弧,因此使用最大的运行方式进行计算。5 短路电流的计算5.1 短路点在高压侧的短路等值电力路本设计将短路点确定在高压侧以便对其进行整定图4.1 等值电路图5.2 标幺值计算 设系统为无限大系统，取基准容量,取基准电压,，则各个电路元件标幺值如下所示：主变： （4.1） 发电机： （4.2） 工作变： （4.3） 备用变： （4.4）低压厂工作变： （4.5）系统侧等值参数：Xc*=0.186 其余设备参数同上。5.3 短路电流计算5.3.1 正序短路阻抗各元件参数 图4.2 正序阻抗的短路图（1）其中各正序参数值如下：0.186 (4.