新疆農業大學機械交通學院
課程設計
課程名稱： 發電廠課程設計
專業班級： 電氣082 班
學號： 083736213
學生姓名： 馬超
指導教師： 李春蘭、石砦、艾海提
時間12月
目錄1 緒論 1
2 繼電保護的基本原理 1
3 變壓器的繼電保護 1
3.1變壓器故障種類 1
3.2 變壓器瓦斯保護 2
3.2.1變壓器瓦斯保護的相關概念 2
3.2.2瓦斯保護的原理 2
3.2.3瓦斯保護的組成 2
3.2.4瓦斯保護整定範圍 3
3.3 變壓器的縱聯差動保護 3
3.3.1 變壓器縱聯差動保護的原理 3
3.3,2變壓器縱聯差動保護的動作過程 4
3.3,3產生不平衡電流的原因 4
3.3.4差動保護的整定 5
3.3.5縱聯差動保護的整定計算 5
3.4 變壓器過電流保護 6
3.4.1過電流保護的原理 6
3.4.2過電流保護的整定 7
3.5 電力變壓器的過負荷保護及整定 8
3.5.1過負荷保護的工作原理 8
3.5.2過負荷保護整定 8
3.6電力變壓器的零序過電流保護 9
3.7 電力變壓器的溫度保護 9
4 變壓器各個保護動作時限配合 10
5 變壓器保護及其安裝位置 10
6 各種繼電器原理 10
6.1電流繼電器 10
6.2時間繼電器 10
6.3中間繼電器 11
6.4訊號繼電器 11
6.5斯繼電器 11
7變壓器保護用繼電器選型結果 11
7總結 12
致謝 13
參考文獻 14
1 緒論
在供配電系統中，電力變壓器是十分重要的電器元件。雖然變壓器是靜止裝置，結構簡單，執行可靠，但是它的故障將對供電可靠性和系統的正常執行帶來嚴重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據變壓器容量和重要程度考慮裝設效能良好，工作可靠的繼電保護裝置。
電力系統繼電保護的設計與配置是否合理，直接影響電力系統的安全執行，選擇保護方式時，要滿足繼電保護的基本要求。選擇保護方式和正確的整定計算，是電力系統安全執行的重要保證。
繼電保護在發電、供電和用電中處於極為重要的地位，是保證電網安全可靠執行和人們生產生活用電的關鍵技術。繼電保護的設定、整定、維護和試驗水平將直接影響供電的可靠性、質量及用電裝置的安全。
故障和不正常運**況常常是難以避免的，但事故卻可以防止。電力系統繼電保護裝置就是裝設在每乙個電氣裝置上，用來反映它們發生的故障和不正常運**況，從而動作於斷路器跳閘或發出訊號的一種有效的反事故的自動裝置。它的基本任務是：
自動、有選擇性、快速地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件損壞程度盡可能降低，並保證該系統中非故障部分迅速恢復正常執行。反映電氣元件的不正常執行狀態，並依據執行維護的具體條件和裝置的承受能力，發出訊號、減負荷或延時跳閘。
電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通訊技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術的發展得天獨厚。
2 繼電保護的基本原理
繼電保護裝置為了完成它的任務，繼電保護就必須能夠區別是正常執行還是非正常執行或故障，要想區別這些狀態，關鍵就是要尋找這些狀態下的參量情況，找出其間的差別，從而構成各種不同原理的保護。電力系統發生故障後，會引起電流的增加和電壓的降低，以及電流與電壓間相位的變化。因此電力系統中所用的各種繼電保護，大多數是利用故障時物理量與正常執行時物理量的差別來構成的。
例如，反應電流增加的過電流保護反應電流與電壓間的相位角變化的方向保護等，反應降低（或公升高）的低壓（或過電壓）保護等。除此之外，根據線路內、外部短路時，兩側電流相位差變化的特點，可以構成差動原理的保護。當然還可以根據非電氣量的變化來構成某些保護，如反應變壓器油在故障時分解產生的氣體而構成的瓦斯保護。
繼電保護原理如圖1所示：
圖1 繼電保護原理結構方框圖
3 本次設計一次部分相關資訊
4 變壓器的繼電保護
4.1變壓器故障種類
變壓器的內部故障可分為油箱內和油箱外故障兩種。
油箱內的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心的燒損等，對變壓器來講，這些故障都是十分危險的，因為油箱內故障時產生的電弧，將引起絕緣物質的劇烈汽化，從而可能引起**，因此，這些故障應該盡快加以切除。
油箱外的故障，主要是套管和引出線上發生相間短路和接地短路。上述接地短路均係對中性點直接接地電力網的一側而言。
變壓器的不正常執行狀態主要有：由於變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由於負荷超過額定容量引起的過負荷以及由於漏油等原因引起的油麵降低。
通過以上的規定和我們本次設計的已知條件，通過判斷，我們可知本次變壓器保護裝置應設以下幾種保護，它們分別是變壓器瓦斯保護，變壓器過電流保護，變壓器零序電流保護，變壓器過負荷保護，變壓器差動保護以及變壓器溫度保護。
4.2 變壓器瓦斯保護
4.2.1變壓器瓦斯保護的相關概念
變壓器瓦斯保護是用來反應變壓器內部的故障，當變壓器油箱內部發生故障，油分解產生氣體或當變壓器油麵降低時，瓦斯保護應動作。油浸式變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質的，當變壓器油箱內部發生故障，由於短路電流所產生的電弧使變壓器的絕緣材料和變壓器油分解而產生大量氣體。這些大量氣體形成氣流並與油流混合衝向油枕的上部。
故障愈嚴重，產生的氣體越多，油流速度越快。利用這種氣體來實現的保護，稱為瓦斯保護。
4.2.2瓦斯保護的原理
反應變壓器內部故障的各種保護裝置除瓦斯保護外，由於受靈敏度的限制，都不能反應變壓器內部一切形式的故障，特別是匝間短路和嚴重漏油等故障。如變壓器繞組的匝間短路，將在短路的線匝內產生環流，區域性過熱，損壞絕緣，並可能發展成為單相接地故障或相間短路故障，但在變壓器外部電路中的電流值還不足以使變壓器的差動保護或過電流保護動作，但瓦斯保護卻能動作並發出訊號，使執行人員及時處理，從而避免事故的擴大。因此，瓦斯保護時反應變壓器內部故障最有效、最靈敏的保護裝置。
瓦斯保護只反應變壓器油箱內的故障，不能反應油箱外套管與引出線上的故障，因此，它不能單獨作為變壓器的主保護，通常它與縱聯差動保護或電流速斷保護配合共同作為變壓器的主保護。
4.2,3瓦斯保護的組成
瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器（原稱瓦斯繼電器），它安裝在油箱與油枕之間的連線管道中。變壓器內部發生故障，絕緣物和油分解時油箱內產生大量氣體都要通過氣體繼電器流向油枕，為保證氣體順利進入油枕，變壓器頂蓋與水平面之間應有1%-1.5%的坡度，連線管道應有2%-4%的坡度。
氣體繼電器安裝方向是由箭頭指向油枕。
瓦斯保護主要是有瓦斯繼電器組成,它安裝在油箱與油枕之間的管道上，瓦斯保護的原理圖如圖2：
圖2 瓦斯保原理電路
工作原理：1是瓦斯繼電器；2是訊號繼電器；3是出口繼電器；4是連片。當變壓器內部發生輕微故障時，有輕瓦斯產生,瓦斯繼電器的上觸點閉合，作用於延時訊號；發生嚴重故障時，重瓦斯衝出，瓦斯繼電器的下觸點閉合，經訊號繼電器，發出報警訊號，同時通過連片使出口繼電器動作使短路器跳閘，瓦斯繼電器的下觸點閉合，也可以利用切換片xb切換位置，只給出報警訊號。
為了消除複合式瓦斯繼電器的下觸點在發生重瓦斯時可能有跳動(接觸不穩定)現象，出口繼電器有自保持觸點，只要瓦斯繼電器的下觸點一閉和,km就動作並自保持。當短路器跳閘後，短路器的輔助觸點斷開自保持迴路，使km恢復起始位置。
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