变压器继电保护中什么属于后备保护

电信学院毕业设计（论文）任务书

题目 电力变压器继电保护设计 学生姓名 张尚成 班级 电气八班 学号 09230821 题目类型 工程设计 指导教师 党存禄、肖利梅 系主任 王晓兰

1 毕业设计（论文）的技术背景和设计依据

某变电所的电气主接线如下图所示。

已知两台变压器均为三绕组、油浸、强迫风冷、分级绝缘结构，其参数均为：

额定容量：S=31.5MVA

电压等级：110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11kV 联结组别：YNyn0d11（Y0/Y0/△-11-12）

短路电压：UKH-M%=10.5%、UKH-M%=17%、UKM-L%=6%

两台变压器同时运行110kV侧的中性点只一台接地，若只一台运行，则运行的这台变压器中性点必须接地。其余参数见下图。

2 毕业设计（论文）的任务

⑴ 熟悉题目要求，查阅相关科技文献。

⑵ 设计电力变压器的继电保护，以及各种保护的整定计算。 ⑶ 撰写设计说明书，绘制图纸。 ⑷ 指定内容的外文资料翻译。

3 毕业设计（论文）的主要内容

中北大学信息商务学院课程设计说明书

1 引言

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。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。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。

继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。

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 .....................................................................................................................................

注：本节内容主要摘自《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。

16.3.1. 变压器相间短路后备保护 16.3.1.1 复合电压闭锁方向过流保护 16.3.1.1.1 电流元件的整定计算

a） 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下：

Iop?KrelIe Kr式中： Krel为可靠系数，取1.2～1.3；

Kr为返回系数，取0.85～0.95；

Ie为变压器的额定电流，下同。 b） 灵敏系数校验：

)Ik(.2min ?IopKsen)式中：Ik(.2min为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要

求Ksen?1.3（近后备），Ksen?1.2（远后备）。 16.3.1.1.2 低电压启动元件的整定计算 低电压启动元件的整定应考虑以下情况：

a）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定

Uop?Umin KrelKr式中： Krel为可靠系数，取1.1～1.2；

Kr为返回系数，取1.05～1.25；

Umin为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Ue（额定线电压，下同）

b）按躲过电动机自起动时的电压整定：

当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时

注：本节内容主要摘自《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》。

16.3.1. 变压器相间短路后备保护 16.3.1.1 复合电压闭锁方向过流保护 16.3.1.1.1 电流元件的整定计算

a） 过电流保护的动作电流计算。电流元件的动作电流应躲过变压器的额定电流，计算公式如下：

Iop?KrelIe Kr式中： Krel为可靠系数，取1.2～1.3；

Kr为返回系数，取0.85～0.95；

Ie为变压器的额定电流，下同。 b） 灵敏系数校验：

)Ik(.2min ?IopKsen)式中：Ik(.2min为后备保护区末端两相金属性短路时流过保护的最小短路电流，要

求Ksen?1.3（近后备），Ksen?1.2（远后备）。 16.3.1.1.2 低电压启动元件的整定计算 低电压启动元件的整定应考虑以下情况：

a）按躲过正常运行时可能出现的最低电压整定

Uop?Umin KrelKr式中： Krel为可靠系数，取1.1～1.2；

Kr为返回系数，取1.05～1.25；

Umin为变压器正常运行可能出现的最低电压，一般可取0.9Ue（额定线电压，下同）

b）按躲过电动机自起动时的电压整定：

当低电压继电器由变压器低压侧电压互感器供电时

中北大学信息商务学院继电保护课程设计说明书

1 引言

电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。应根据审定的电力系统设计原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保护和安全自动装置设计。

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。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。其中短路电流的计算和电流整定计算是重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。

电力系统和继

风电场110kV升压站

SVG变压器高压侧后备保护

调试报告

变电站名： 风力发电场 110kV升压站 设备名称： SVG变压器高压侧后备保护 装置型号： PST 642U 直流电压： 交流电压： 交流电流： 1A 校验类型： 整组试验 调试日期：

一、外观检查：

装置外观无破损，划伤，机箱及面板表面处理，喷涂均匀，字符清晰，紧固件无破损，安装牢固。

各回路对地及相互间绝缘电阻≥20MΩ。 二、上电检查：

1.液晶显示正常，按键灵活，定值区切换正常。 2.依次投退保护功能压板，显示器显示正确。 3.电源模件测：

三、零漂及采样线性度检查： 零漂： 采样线性度：

四、保护校验：（所有保护均传动开关; 所有带方向的保护均以UBC为基准，所指的角度是电流Ia与UBC夹角） 复压过流保护： 低压侧限时速断

低压侧零序电压保护

低压侧过负荷保护

低压侧母线充电保护

TV断线：

广东昂立继电保护测试仪ONLLY-AD461 ZC-

2、电力变压器继电保护的工作原理 2.1 变压器的故障及不正常运行状态

●故障：油箱内部故障和油箱外部故障。内部故障包括相间短路、单相接地短路、单相绕组部分线匝间发生的匝间短路以及铁心烧损等故障；外部故障指的是绝缘套管及其引出线上发生的相间短路和接地短路故障等。

●不正常运行状态：包括变压器外部短路故障引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障或漏油等原因引起冷却能力下降等。

2.2 变压器的纵联差动保护

2.2.1 定义： 差动保护是一种依据被保护电气设备进出线两端电流差值的变化构成的对电气设备的保护装置，一般分为纵联差动保护和横联差动保护。变压器的差动保护属纵联差动保护，横联差动保护则常用于变电所母线等设备的保护。 2.2.2 变压器纵联差动保护的基本原则： 变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部故障时，两个电流相等。

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1 引言

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。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。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。

继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。

在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时

目录

摘要 .................................................................................................................................................. 2 Abstract .......................................................................................................................................... 2 绪言 .................................................................................................................................................. 1

1.1 课题背景 ...............................................................