WORD格式可编辑课程题目：电力变压器保护设计系（部）院：电气工程与自动化学院专业：电气101班作者姓名：肖XX指导教师：陈XX完成日期：2023年1月7前言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。专业技术分享WORD格式可编辑1刖言
1.变压器的故障和不正常运行状态及保护方式
1.1变压器的故障
1.2变压器不正常运行状态
1.13主要的变压器保护22变压器差动保护的原理
2.21变压器的纵差保护的基本原则弹簧绳
2.22变压器的纵差保护的特点33变压器瓦斯保护
风电功率预测
4.31瓦斯保护的原理与设计44变压器后备保护
5.41电流速断保护
铜锌合金5.42过流保护65电力变压器的整定计算实例与校验
流量测量装置
6.51整定计算
6.52校验灵敏度计算11参考资料13附录：电力变压器保护的展开图14专业技术分享WORD格式可编辑
一、变压器的故障和不正常运行状态及保护方式
氯化氢压缩机
(一)变压器的故障分为油箱内故障和油箱外故障。油箱内故障主要有：绕组相间短路；绕组匝间短路；直接接地系统侧绕组接地短路。油箱内故障是很危险的，不但会烧坏绕组、绝缘和铁芯，而且可能在油箱内产生大量气体引起爆炸。油箱外故障主要是绝缘套管引出线相间短路或单相接地短路。实践表明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路时比较常见的故障形式；而变压器油箱内发生相间短路的情况比较少。
(二)变压器不正常运行状态过负荷；外部短路引起的过电流和中性点过电压；油箱漏油引起的油位下降；绕组过电压或频率降低引起的过励磁；变压器油温过高和冷却系统故障。上述这些不正常运行状态会使绕组和铁芯过热。此外，对于中性点不接地运行的星形接线变压器，外部接地短路时有可能造成变压器中性点过电压，威胁变压器的绝缘；大容量变压器在过电压或低频率等异常运行工况下会使变压器过励磁，引起铁芯和其他金属构件的过热。变压器处于不正常运行状态时，继电保护应根据其严重程度，发出告警信号，使运
行人员及时发现并采取相应的措施，以确保变压器的安全。专业技术分享WORD格式可编辑
(三)主要的变压器保护瓦斯保护电力变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关。利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障（例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等），但像变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障，瓦斯保护不能反应。差动保护或电流速断保护对容量为6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用变压器和并列运行的变压器，10OOOkVA及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断保护用于对于容量为10OOOkVA及以下的变压器，速断保护。对20kVA以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。外部相间短路和接地短路时的后备保护变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等（也有采用阻抗保护作为后备保护的情况）。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常
都是反应这些电气量构成的。
二、变压器差动保护的原理
(一)变压器的纵差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，主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障，是变压器的主保护。对双绕组变压器实现纵差保护的原理接线如图所示专业技术分享双绕组变压器正常运行时的电流分布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，就必须适当的选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行和故障时，两个二次电流相等。
微波感应开关(二)变压器的纵差保护的特点
1.由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流不难发现，理想情况下变压器变比以及各侧电流互感器的变比之间必须保持固定关系，才能够使在正常和区外故障时流入差动继电器的电流为零。而实际情况是正常和区外故障时差动继电器也存在电流，该电流为不平衡电流。稳态情况下的不平衡电流。a.各侧电流互感器的实际变比与计算变比可能不相同。b.各侧电流互感器存在变比误差和相位误差。c.变压器调节绕组分接头后实际变比与标准变比不
同。暂态过程的不平衡电流。主要是非周期分量的影响综合考虑稳态和暂态的影响总的最大不平衡电流XXX(KerKstKnp(722)式中，XXX是区外最大短路电流；Ker是电流互感器误差，取.1；Kst是各侧电流互感器的同型系数，取1；KnP是非周期分量影响系数，取
1.52,；也U是变压器调压范围，取.05.15；fs是电流互感器变比不完全匹配产生的误差，取.05。
2、励磁涌流当变压器空载投入和区外故障切除后电压恢复时，在变压器的受电一侧会出现数值很大的电流，这种暂态过程中出现的励磁电流称为励磁涌流，数值约为额定电流的68倍。励磁涌流只出现在变压器的一侧，所以流入差动继电器的电流很大，如不采取措施在此时闭锁差动保护，差动保护将会误动。励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位、剩磁大小和方向、回路阻抗、电源容量、变压器容量有关。空载投入电压幅值最小（为零），励磁涌流最大。dUmUmsntcostC令uUmsnt，根据dt，则。再根据合闸瞬间t时磁通等于剩磁r，可知。变压器空载合闸时的磁通为_=-mC0如 % 瞎，半个周期后（cot=r），磁通最大达m %，如图722所示是此情况下的励磁涌流。空载投入电压幅值最大，励磁涌流最小。td=Umcoscotubsncot C令u二U皿cos，根据dt，则。再根据合闸瞬间t时磁通等于
剩磁r，可知C=。变压器空载合闸时的磁通为=msn4r。励磁涌流的特点。a.包含大量的非周期分量，约占基波60%励磁涌流偏向时间轴的一侧。b.包含大量的高次谐波，且以二次谐波为主，约占基波30@%c.波形之间出现间断角:，可达800以上。防止励磁涌流的影响。a.采用具有速饱和铁芯的差动继电器，消除非周期分量的影响。二次谐波制动系数=二次谐波幅波幅值b.采用二次谐波制动，躲开励磁涌流。基波幅值，一般取.15。c.采用波形制动，即利用波形间断角、对称性鉴别励磁涌流。
