某20MAV电力变压器继电保护设计.doc
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1、编号 毕业论文 ( 2015 届本科)题 目: 某20MAV电力变压器继电保护设计 学 院: 物理与机电工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 作者姓名: 唐艳明 指导教师: 张 鹏 职称: 讲师 完成日期: 2015 年 5 月 10 日二 一五 年 五 月河西学院本科生课程设计任务书目录摘要2绪论41原始资料分析61.1系统接线图61.2系统各设备及参数:61.3系统短路前的等效电路图72短路及短路电流82.1 短路产生的原因82.2 短路的危害82.3计算短路电流的目的92.4短路计算的作用92.5防范短路电流的措施93短路计算113.1简单不对称故障的分析113.2短路电流的计算过程1
2、14用MATLAB计算短路电流154.1 MATLAB简介154.2 Simulink简介184.3短路电流计算的基本原理和方法194.4三相短路电流计算程序204.5不对称短路故障计算程序245限制短路电流的措施295.1限制短路电流的必要性295.2限制短路电流的措施29总结31致谢32参考文献33附件1对称短路源程序34附件2不对称短路源程序35河西学院本科生毕业论文(设计)诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文(设计),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
3、对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名: 二O 一五 年 五 月一八 日河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告论文题目某20MAV电力变压器继电保护设计学生姓名唐艳明所属学院物理与机电工程专业电气工程及自动化年级2011指导教师张鹏所在单位河西学院职称讲师开题日期2011.11.171.选题的背景及依据电力系统继电保护作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上,为了进一步加深对理论知识的理解,本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方
4、便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能,电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户,再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分,分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其
5、中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们本学期所学的电力系统继电保护这一课程的理论知识,能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。设计的主要内容1.1设计内容通过对电力系统继电保护原理的学习,掌握电机变压器继电保护的基本原理,学习电动机变压器继电保护课程设计的基本方法,掌握继电保护整定值的确定原则和保护的配置原理。1、确定电力变压器保护方案;2、根据原始资料进行保护的整定计算;3、画出电力变压器保护的原理图和展开图。1.2原始资料:一台双绕组降压变压器,容量为20MVA,电压比为kv,Yd11接线,=10.5%,归算到平均电压10.5kv的系统最大
6、电抗和最小点抗分别为0.44和0.22,10kv侧最大负荷电流为900A。论文(设计)的基本要求1、设计的基本要求1、设计及计算说明书(1)说明书要求书写整齐,条理分明,表达正确、语言正确。(2)计算书内容:为各设计内容最终成果、确定提供依据进行的技术分析、论证和定量计算,如供电线路短路电流的计算、电气设备选择、及继电保护的配置等。(3)计算书要求:计算无误,分析论证过程简单明了,各设计内容列表汇总。2、图纸(1)绘制分析所需的必要图纸(2)图纸要求:用标准符号绘制,布置均匀,设备符号大小合适,清晰美观。论文进度安排和采取的主要措施:11月16日-12月20日:熟悉题目要求,明确设计任务,查阅
7、相关资料。12月21日-1月1日: 开题 1月2日-2月15日: 查阅相关技术资料、进行英文资料翻译。2月16日-3月5日: 对相关数据进行计算3月6日-3月31日: 计算机软件的设计4月1日-4月15日: 初步完成初稿4月16日-5月1日: 修改论文排版,规范论文格式5月2日-5月20日: 制作答辩PPT,准备答辩主要参考资料和文献:1: 贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理第二版M,北京,水利电力出版社,1985.2:马长贵.高电网继电保护原理M,北京:水利电力出版社,1987.3:毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答 第二版M,北京:中国电力出版社1999.4:范锡普发电厂电气部分M,北
8、京,中国电力出版社,1987.5:许建安.电力系统微机继电保护M,北京,中国水利水电出版社,2001.6: 何仰赞,温增银.电力系统分析第三版M,武汉,华中科技大学出版社,2002.7:陈悦.电气工程毕业设计指南电力系统分册M,北京,中国水利水电出版社,2008.8:芮静康.现代工业与民用供配电设计手册M,北京,中国水利水电出版社,2004.9:胡虔生,胡敏强.电机学M,北京,中国电力出版社,2005.10:刘介才,工厂供电第四版M,北京,机械工业出版社,2004 .指导教师意见:签 名: (亲笔签名)年 月 日教研室意见负责人签名:年 月 日学 院 意 见负责人签名:年 月 日摘要变压器差动
9、保护是电力变压器的主保护之一,差动保护的理论依据是基尔霍夫电流定律 。对于在发电机和线路保护的应用中,差动保护表现出了良好的选择性 、 高灵敏度和高速动性。 但对于变压器而言,由于内部磁路的联系, 其本质上不再满足基尔霍夫电流定律 ,变压器励磁电流成 了差动保护不平衡电流的一种来源。 在正常运行时 , 变压器励磁电流通常低于额定电流的 1 ,所以设定差动保护动作值可准确区分变压器内部故障与外部故障。 但是, 电力变压器运行条件复杂, 当变压器过励磁运行时, 励磁电流可达到变压器额定 电流的水平 ,将引起差动保护误动作。在变压器空载合闸或者变压器外部短路被切除而变压器电压突然恢复时,励磁涌流达到
10、额定电流的6倍 8倍, 可与短路电流相比拟。而励磁涌流流经电源侧, 造成变压器两侧电流的不平衡, 从而在差动回路内产生不平衡电流,导致差动保护误动作。为解决由于励磁涌流而使变压器差动保护经常出现误动作的问题,寻求正确识别变压器内部故障和励磁涌流的方法 ,笔者对各种差动保护方案的原理、 优缺点及应用情况进行了分析和评价。 关键词: 差动保护 原理及展开图AbstractTransformer is one of the main protection of power transformer differential protection, differential protection the
11、ory was based on kirchhoffs current law.In the generator and the application of line protection, differential protection showed good selectivity, high sensitivity and high speed of movement.But for transformer, due to internal magnetic circuit connection, its essence is no longer meet the kirchhoffs
12、 current law, transformer excitation current into a source of the unbalance current differential protection.During normal operation, usually less than 1% of the rated current transformer excitation current, so the differential protection action values can be accurately distinguish between transforme
13、r internal fault and external fault. Complicated power transformer running conditions, however, when the transformer over-excitation operation, field current can reach the level of the transformer rated current will cause the differential protection misoperation.In transformer no-load closing or ext
14、ernal short circuit is removed and transformer voltage suddenly restored, excitation inrush current reaches 6 8 times of rated current, can be compared with the short circuit current.And excitation inrush current flowing through the power supply side, on both sides of the transformer current imbalan
15、ce, thus to produce unbalance current in the differential circuit, cause the differential protection misoperation.To solve the problem often occurs due to the excitation inrush current and the transformer differential protection misoperation, seeking to identify transformer internal fault and the me
16、thod of excitation inrush current, the principle, advantages and disadvantages of all kinds of differential protection scheme and its application are analyzed and evaluated.Key words: differential protection principle and expansion plan绪论随着改革开放的不断深入,我国在基础材料工业及电子元器件的引进和制造方面取得了巨大发展。电力系统的飞速发展对继电保护技术不断提
17、出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新的活力。本文回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程,概述了微机继电保护技术的成就,提出了未来继电保护技术发展的趋势是:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。在现代化的社会里,我们的日常生活离不开电,发电厂产生的电通过输送电路到达用户,而电的输送却是与电力变压器息息相关的。电力变压器广泛用于现实生活中如机床、照明、电器、机械电子、医疗设备等。电力变压器由于各种人为的或者环境的因素,在使用过程中会发生故障,对我们的日常生活造成不良的影响。因此优化设计电力变压器的继电保护装置,保障电力的顺
18、利运行就有着很重要的现实意义。我国的电力事业随着我国的经济建设快速发展而飞速前进。不断扩大的电力设施以及日益复杂的电力网络都给人们的日常生产和生活带来了极大地方便。变压器室电力系统中一种极为重要的装置,但是电力变压器在运行的过程中总会出现这样那样的故障,破坏了电力系统的正常运行。为了保证我国电力系统的顺利运作,很有必要对电力变压器的继电保护装置进行优化设计。本文就如何优化设计电力变压器的继电保护装置进行了简要的阐述。电力变压器由于各种人为的或者环境的因素,在使用过程中难免会产生这样那样的故障。广义的说常见的变压器故障分为两种类型。第一种类型是内部故障,这种故障主要发生在电力变压器的油箱里面;第
19、二种类型是外部故障,这种类型的故障在油箱外部比较常见,常发生在绝缘套管及其引出线上。在故障发生时,前者要切除变压器可以依靠差动保护动作以及瓦斯;而后者一般只能由差动保护动作实现。在故障发生的情况下,利用瓦斯和差动保护等的速动保护切除故障变压器,变压器的动稳定性则是设备是否损坏的主要因素。如果电力变压器的故障发生在两侧母线及其相连的间隙时,若故障设备的保护装置保护拒动或者故障设备未配保护,如低压侧母线保护等,这种情况下切除故障变压器只能靠变压器后备保护动。此时由于故障造成的过量电流就可能通过变压器一段时间,这是因为电力变压器的后备保护带具有延时性。在过量电流通过的时间段内,变压器的热稳定性则是设
20、备否损坏主要决定因素。电力变压器在故障发生的情况下依然工作属于不正常的工作状态,会对电力设备造成很大的损害,如设备周围的绝缘材料迅速老化导致电力设备的某些零部件热量过高。因此为了保护电力设备,在电力变压器发生故障时应及时将其切除避免其他故障的发生。1.继电保护的组成以及原则在电力系统发生故障中,继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除,从而保证电力设备安全和限制故障波及范围,最大限度地减少电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,从而满足电力系统稳定性的要求,改善继电保护装置的性能,提高电力系统的安全水平。 1.1继电保护的基本概念和组成 继电保护泛指继电保护的技术和由各种继电保护
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- 20 MAV 电力变压器 保护 设计
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