毕业设计开题报告-35KV总降压变电所主变继电保护设计.docx

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设 计 题 目：35KV总降压变电所主变继电保护设计指导教师: 2015 年 4 月 2 日毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：一、选题背景电力在现代社会各方面起着重大的作用,没有电力的支持,社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性,对电力的维护就显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护,则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转,技术运用与发展对电力系统的运行影响重大1,2。继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高3。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。继电保护及自动化是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护4。基本任务是：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，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响5,6。如何确保继电保护设施和技术的可靠性和有效性,是电力系统应该着重关注的,也是社会各界所关注的问题。变配电站继电保护能够在变配电站运行过程 中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。继电保护对我国电力系统的安全运行,起着不可替代的作用7-9。本课题研究的目的主要是通过对35KV 变电站继电保护系统设计，提高设计者对所学课程进行系统复习和再学习，巩固和加深以往的学习内容并和现场实际相结合，使得理论知识能真正用于现场实际应用。 二、文献综述继电保护装置要求能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地，有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度保证向用户安全连接供电10。继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能11,12。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护： (1)反映电气量的保护电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装设的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别就可以构成各种不同原理的继电保护装置。例如: 反映电流增大构成过电流保护；反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护；反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外,还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中13-15。 (2)反映非电气量的保护 如反应温度、压力、流量等非电气量的变化可以构成电力变压器的温度、瓦斯保护保护等。继电保护相当于一种在线开环自动控制装置，根据控制过程信号性质的不同，可以分模拟型(它又分为机电型和静态型)和数字型两大类17。对于常规的模拟继电保护装置，一般包括测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值比较，以判断是否发生故障或不正常运行状态；逻辑部分依据测量部分输出量的性质、出现的顺序或其组合，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作；执行部分依据前面环节判断得出的结果子以执行：跳闸或发信号18-23。三、参考文献1 王梅义.高压电网继电保护运行技术M.北京电力工业出版社.1981 2 韩笑.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册M.中国水利水电出版社.2003 3 许建安、连晶晶.继电保护技术M.中国水利水电出版社.2004 4 李火元.电力继电保护与自动装置（第二版）M.中国电力出版社.20065 何仰赞、温增银.电力系统分析（上）M.华中理工大学出版社.1996 6 贺家李、宋从矩.电力继电保护原理M.北京水利电力出版社.1985 7 崔家佩、孟庆炎、熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算M.北京水利水电出版社.2002 8 尹项根、曾克娥.电力系统继电保护原理与应用M.武汉.华中科技大学出版社.20019 何永华.发电厂及变电站的二次回路M.中国电力出版社.200710 都洪基.电力系统继电保护M.东南大学出版社.200711 于永源.电力系统分析（第三版）M.中国电力出版社.200712 刘介才.工厂供电M.北京.机械工业出版社.200913 马永祥.王世荣.电力系统继电保护M.北京.中国林业出版社.200814 毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答M.北京.中国电力出社.199915 陈少华.电力系统继电保护M.北京.机械工业出版社.200916 牟道槐.电力系统工程基础第三版M.北京.机械工业出版社.200217 刘介才.工厂供电第四版M.北京.机械工业出版社.200418 陈生贵.电力系统继电保护M.重庆.重庆大学出版社.200319 丁毓山.中小型变电所实用设计手册M.北京.水利电力出版社.200020 刘介才.工厂供电设计指导M.北京.机械工业出版社.200621 T.Miller.Reactive Power Control in Electric SystemsJ.New York.1982.22 Liu Jiange.Reasons and Countermeasures of Different Protection Motion by Series-transformer Sympathetic InrushJ.Jiangsu.2012.23 LI Ji.Measures to Enhance the Relay Protection Reliability in SubstationsJ.Taizhou.2009 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：一、总体方案（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。（2）系统在35KV母线上的最大短路容量为75MVA，最小短路容量为70MVA，35/6.6。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。在电气上距离电源较远的变电所（如下图）所示。图1 在电气上距离电源较远的变电所本次毕业设计力求做到系统运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性，使其更加贴合实际，更具现实意义。 电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态主要有：过负荷，过电压，频率降低，系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线，如：三相短路，两相短路，两相接地短路，单相接地短路，单相断线和两相断线等。本次毕业设计的主要完成对变压器继电保护。 主要设计部分有：第一部分：短路计算。 第二部分：整定计算。 第三部分：变压器瓦斯保护。 第四部分：变压器纵联差动保护。 第五部分：变压器过流及过负荷保护。 二、继电保护装置组成继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置的组成:继电保护一般由三个部分组成:测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理结构如下图所示。图2 继电保护装置的原理结构图三、继电保护方案确定变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，设置相应的主保护、异常运行保护和必要的辅助保护。于本设计而言，因为容量关系不采用速断保护，采用瓦斯保护，过电流保护采用定时限过流保护。具体情况如下：1主保护：瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵差动保护（以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。2后备保护：过电流保护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷保护（反应由于过负荷而引起的过电流）。四、继电保护各部分说明1瓦斯保护：对变压器内部的各种故障及油面降低，应装设瓦斯保护。对800KVA及以上油浸式变压器和400KVA及以上车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。2纵联差动保护：对变压器绕组导管及引出线上的故障，应根据容量不同，装设纵差保护。保护瞬时动作，断开变压器各侧断路器。3过电流保护：一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流。4过负荷保护：对400kVA以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。过负荷保护接于一相电流上，并延时作用于信号。对于无经常值班人员的变电站，必要时过负荷保护可动作于自动减负荷或跳闸。 毕 业