-试论变压器继电保护.doc

常州机电职业技术学院

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常州机电职业技术学院
毕业设计（论文）

作者：熊永鹏学号：40941238
作者：学号：
作者：学号：

系部：电气工程系
专业：供用电技术
题目：试论变压器继电保护

指导者：金旭栋
评阅者：
年月
摘要

UndergraduateDesign(Thesis)

RELAYPROTECTIONOFPOWERSYSTEM

BY
XiongYong-peng

Supervisedby
LecturerJinXu-dong

SchoolofElectricPowerEngineering
NanjingInstituteofTechnology
June2012

目录
一．摘要
二．变压器概述
2.1变压器原理
2.2.变压器结构与型号
三．变压器继电保护的任务与要求
3.1继电保护装置的任务
3.2继电保护的基本要求
3.3电力变压器继电保护概述
四．电力变压器继电保护装置配置原则
五．电力变压器继电保护的类型
5.1过电流保护
5.2电流速断保护
5.3过负荷保护
5.4变压器低压侧的单相短路保护
5.5变压器的纵联差动保护
5.6变压器的气体继电保护
六．电力变压器继电保护设计方案
6.1差动保护设计
6.2瓦斯保护设计
6.3过电流保护设计
6.4设计结论
七．电力变压器继电保护的意义
八．结论
九．谢词
十．参考文献

摘要

电力变压器是电力系统中极其重要的电气设备,它在整个电力系统中起转换枢纽的作用,变压器的安全运行与否,直接关系到电力系统能否连续稳定地工作。因此,为了供电的可靠性和系统正常运行,就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度,设置相应的继电保护装置。

关键词：变压器、继电保护、设计方案

Abstract

变压器原理图

一、变压器的工作原理
下面以单相双绕组变压器为例分析其工作原理：在一个闭合的铁心上缠绕两个绕组，其匝数既可以相同，也可以不同，但一般是不同的。如图2.1所示，两个绕组之间只有磁的耦合，而没有电的联系。

图2.1单相双绕组变压器原理图
与电源相连的绕组，接受交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组、一次绕组)，以A、X标注其出线端；与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边绕组(次级绕组、二次绕组)，以a、x标注其出线端。原边的匝数、电压、电动势、电流分别以N1、u1、e1、i1来表示；副边的匝数、电压、电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。
当原边绕组接通电源，便会在铁心中产生与电源电压同频率的交变磁通。忽略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，耦合系数kc=1，这样的变压器称为理想变压器。根据电磁感应定律，可写出电压、电动势的瞬时方程式分别为

（2—1）
于是可得电动势比：。若磁通、电动势均按正弦规律变化，k称为变
压器的变比，也称为匝比，通常用有效值之间的比值来表示：
（2—2）
式(2—2)表明，变压器一、二次绕组的电压比就等于一、二次绕组的匝数比。因此，要使一、二次绕组有不同的电压，只要使一、二次绕组有不同的匝数即可。
二、变压器的基本结构
变压器的主要结构部件有：铁心和绕组两个基本部分组成的器身，以及放置器身且盛满变压器油的油箱。此外，还有一些为确保变压器运行安全的辅助器件。图2.2为一台油浸式电力变压器外形图。

1—放油阀门2—绕组3—铁心4—油箱
5—分接开关6—低压套管7—高压套管
8—气体继电器9—安全气道10—油表
11—储油柜12—吸湿器13—湿度计
图2.2油浸式电力变压器
（一）铁心
表面具有绝缘膜的硅钢片铁心由铁芯柱和铁轭两部分组成，构成变压器磁路的主要部分。为了减小交变磁通在铁心中引起的损耗，铁心通常用厚度为0.3mm～0.5mm、叠装而成。图2.3(a)、(b)所示的变压器，从外面看，线圈包围铁心柱，称为心式结构；图2.4所示的变压器，从外面看，铁心柱包围线圈，则称为壳式结构。小容量变压器多采用壳式结构。交变磁通在铁心中引起涡流损耗和磁滞损耗，为使铁心的温度不致太高，在大容量的变压器的铁心中往往设置油道，而铁心则浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中产生的热量带走。
（二）绕组
绕组构成变压器电路的主要部分。原、副边绕组一般用铜或铝的绝缘导线缠绕在铁心柱上。高压绕组电压高，绝缘要求高，如果高压绕组在内，离变压器铁心近，则应加强绝缘，提高了变压器的成本造价。因此，为了绝缘方便，低压绕组紧靠着铁心，高压绕组则套装在低压绕组的外面。两个绕组之间留有油道，既可以起绝缘作用，又可以使油把热量带走。在单