目录
第一章本课程设计的主要任务 (1)
第二章课程设计任务书 (2)
第三章课程设计内容及过程 (4)
1 变电所继电保护和自动装置规划 (4)
1.1系统分析及继电保护要求： (4)
1.2本系统故障分析： (4)
1.3 10kv线路继电保护装置： (4)
1.4主变压器继电保护装置设置： (4)
1.5变电所的自动装置： (5)
1.6本设计继电保护装置原理概述： (5)
2 短路电流计算 (6)
2.1系统等效电路图： (6)
2.2基准参数选定： (7)
2.3阻抗计算（均为标幺值）： (7)
2.4短路电流计算： (7)
3 主变继电保护整定计算及继电器选择 (8)
3.1瓦斯保护： (8)
3.2纵联差动保护： (8)
3.3过电流保护： (10)
3.4过负荷保护： (11)
3.5冷却风扇自起动： (11)
第四章课程设计总结 (12)
参考文献 (13)
第一章本课程设计的主要任务
（1）本设计为35KV降压变电所。主变容量为6300KVA，电压等级为35/10KV；（2）搜集原始资料；
（3）完成对本系统的故障分析；
（4）对10kv线路继电保护装置、主变压器继电保护装置设置、变电所的自动装置的设计；
（5）对短路电流的整定与计算；
（6）主变继电保护整定计算及继电器选择；
（7）完成设计报告。
第二章 课程设计任务书
一、设计基本资料
本设计为35KV 降压变电所。主变容量为6300KVA ，电压等级为35/10KV 。 35KV 供电系统图,如图1所示。
系统参数：电源I 短路容量：max SID S = 200MVA ；电源Ⅱ短路容量：max D S =250MVA ；供电线路：L 1= L 2=15km ，L 3= L 4=10km ，线路阻抗：X L =0.4Ω/km 。
图1 35KV 系统原理接线图
35kv 变电所主接线图，如图2所示
10kv母线负荷情况，见下表：
B1、B2主变容量、型号为6300kVA之SF1-6300/35型双卷变压器，Y-Δ/11之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中Uk%=7.5。
运行方式：以SI、SⅡ全投入运行，线路L1~L4全投。DL1合闸运行为最大运行方式；以SⅡ停运，线路L3、L4停运，DL1断开运行为最小运行方式。
已知变电所10KV出线保护最长动作时间为1.5s。
二、设计内容：
1. 系统运行方式制定；
2. 短路电流计算；
选基值、计算各元件标幺值、作序网络图、计算继电保护自动装置的整定、计算所需要的电气参数、作短路电流计算结果表。
3. 继电保护配置及整定计算：
①根据继电保护设计技术规程结合本站一次电力系统接线图给35KV 线路及变压器配置相应的继电保护。
②根据继电保护整定计算原则对变压器、线路配置的继电保护进行整定计算。
4.编写设计说明书
三、设计依据:
1．设计任务书。
2．国标GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》。
四、设计成果
课程设计说明书。
第六章课程设计内容及过程
1 变电所继电保护和自动装置规划
1.1系统分析及继电保护要求：
本设计35/10KV系统为双电源35KV单母线分段接线，10KV侧单母线分段接线，所接负荷多为化工型，属一二类负荷居多。
1.1.1为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1.2本系统故障分析：
1.2.1本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。
1.2.2电力变压器的故障，分为外部故障和内部故障两类。
?变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。
?变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。
1.2.3变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。
1.3 10kv线路继电保护装置：
根据线路的故障类型，按不同的出线回路数，设置相应的继电保护装置如下：2.3.1单回出线保护：适用于织布厂和胶木厂出线。采用两段式电流保护，即电流速断保护和过电流保护。其中电流速断保护为主保护，不带时限，0S跳闸。
2.3.2双回路出线保护：适用于印染厂、配电所和炼铁厂出线。采用平行双回线路横联方向差动保护加电流保护。其中横联方向差动保护为主保护。电流保护作为横联方向差动保护的后备保护。
1.4主变压器继电保护装置设置：
变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，设置相应的主保护、异常运行保护和必要的辅助保护如下：
1.4.1主保护：瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵联差动保护（以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。
1.4.2后备保护：过电流保护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷保护（反应由于过负荷而引起的过电流）。
1.4.3异常运行保护和必要的辅助保护：温度保护（以检测变压器的油温，防止变压器油劣化加速）和冷却风机自启动（用变压器一相电流的70%来启动冷却风机，防止变压器油温过高）。
1.5变电所的自动装置：
1.5.1针对架空线路的故障多系雷击、鸟害、树枝或其它飞行物等引起的瞬时性短路，其特点是当线路断路器跳闸而电压消失后，随着电弧的熄灭，短路即自行消除。若运行人员试行强送，随可以恢复供电，但速度较慢，用户的大多设备（电动机）已停运，这样就干扰破坏了设备的正常工作，因此本设计在10KV各出线上设置三相自动重合闸装置（CHZ），即当线路断路器因事故跳闸后，立即使线路断路器自动再次重合闸，以减少因线路瞬时性短路故障停电所造成的损失。1.5.2针对变电所负荷性质，缩短备用电源的切换时间，提高供电的不间断性，保证人身设备的安全等，本设计在35KV母联断路器（DL1）及10KV母联断路器（DL8）处装设备用电源自动投入装置（BZT）。
1.5.3频率是电能质量的基本指标之一,正常情况下,系统的频率应保持在50Hz，运行频率和它的额定值见允许差值限制在0.5Hz内，频率降低会导致用电企业的机械生长率下降，产品质量降低，更为严重的是给电力系统工作带来危害，而有功功率的缺额会导致频率的降低，因此，为保证系统频率恒定和重要用户的生产稳定，本设计10KV出线设置自动频率减负荷装置（ZPJH），按用户负荷的重要性顺序切除。
1.6本设计继电保护装置原理概述：
1.6.1 10KV线路电流速断保护：
根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式，本设计选用无时限电流速断保护。
1.6.2 10KV线路过电流保护:
利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障，其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。
1.6.3平行双回线路横联方向差动保护：
通过比较两线路的电流相位和数值相同与否鉴别发生的故障;由电流起动元
障，功率方向元件用以判断哪回线路发生故障，双回线路运行时能保证有选择的动作。该保护动作时间0S，由于横联保护在相继动作区内短路时，切除故障的时间将延长一倍，故加装一套三段式电流保护，作为后备保护。
1.6.4变压器瓦斯保护：
利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护；故障严重时，油箱内产生大量的气体，在该气体作用下形成强烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护。
1.6.5变压器纵联差动保护：
按照循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器并接在回路壁中，在正常运行和外部短路时，二次电流在臂中环流，使差动保护在正常运行和外部短路时不动作，由电流互感器流入继电器的电流应大小相等，相位相反，使得流过继电器的电流为零；在变压器内部发生相间短路时，从电流互感器流入继电器的电流大小不等，相位相同，使继电器内有电流流过。但实际上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响，继电器中存在不平衡电流，变压器差动保护需解决这些问题，方法有：
（1）靠整定值躲过不平衡电流
（2）采用比例制动差动保护。
（3）采用二次谐波制动。
（4）采用间歇角原理。
（5）采用速饱和变流器。
本设计采用较经济的BCH-2型带有速饱和变流器的继电器，以提高保护装置的励磁涌流的能力。
2 短路电流计算
2.1系统等效电路图：
图
图
3系统等效电路图 （各阻抗计算见3.3）
2.2基准参数选定：
S B =1000MVA,U B = U av 即：35kv 侧U B =37kv,10kv 侧U B =10.5kv 。 2.3阻抗计算（均为标幺值）：
1） 系统：X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.4
2) 线路：L1，L2：X3=X4=l1X1SB/VB2=0.4×15×100/372=0.438 L3，L4： X5=X6=l3SB/VB2=0.4×10×100/372=0.292 3) 变压器：B1，B2：X7=X8=（Uk%/100）SB/S=0.075×100/6.3=1.19 2.4短路电流计算：
1）最大运行方式：系统化简如图4所示。 其中： X9=X2+X3∥X4＝0.719 X10= X1+X5∥X6＝0.546
X11=X10∥X9＝0.31 X12=X11+X7＝1.5
据此，系统化简如图5所示。
故知35KV 母线上短路电流：)(032.531.0/56.1/111max 1KA X I I B d === 10KV 母线上短路电流:)(667.35.1/5.5/122max 2KA X I I B d === 折算到35KV 侧:)(04.15.1/56.1/121max 21KA I I I B d === 对于d3点以炼铁厂计算:)(073.1)628.35.1/(5.5max 3KA I d =+=
图4 图5
2) 最小运行方式下:系统化简如图6所示。
因S Ⅱ停运,所以仅考虑S Ⅰ单独运行的结果；909.119.1719.07913=+=+=X X X 所以35KV 母线上短路电流： I )(17.2719.0/56.1/91min 1KA X I b d === 所以10KV 母线上短路电流： )(88.2909.1/5.5/132min 2KA X I I B B === 折算到35KV 侧: )(817.0909.1/56.1/131min 21KA X I I B d === 对于d3以炼铁厂进行计算:)(282.0)628.3909.1/(5.5min 3KA I d =+= 折算到35KV 侧：)(282.0)628.3909.1/(56.1min 31KA I d =+=
图6
3 主变继电保护整定计算及继电器选择 3.1瓦斯保护：
重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为0.6～1.53cm 整定本，本设计采用0.93cm 。
瓦斯继电器选用FJ3-80型 。 3.2纵联差动保护：
选用BCH-2型差动继电器。
1） 躲过外部故障时的最大不平衡电流 Ibp K Idz K ≥1…………………（1） 利用实用计算式：max 211)(Id fza U fi K K K I tx fzq K dz ++= 式中：K K —可靠系数，采用1.3；
fzq K —非同期分量引起的误差，采用1；
tx K — 同型系数，CT 型号相同且处于同一情况时取0.5，型号不同时取1，本设计取1。
ΔU —变压器调压时所产生的相对误差，采用调压百分数的一半，本设计取0.05。
Δfza —继电器整定匝书数与计算匝数不等而产生的相对误差，暂无法求出，先采用中间值0.05。
代入数据得 )(4.27004.1)05.005.01.011(3.11A I dz =?++???=躲过变压器空载投入
或外部故障后电压恢复时的励磁涌流
e K dz I K I =1 (2)
式中：K K —可靠系数，采用1.3； e I —变压器额定电流：
代入数据得 )(1.1359.1033.11A I dz =?= 3）躲过电流互改器二次回路短线时的最大负荷电流
式中： K K —可靠系数，采用1.3；
1dz I —正常运行时变压器的最大负荷电流；采用变压器的额定电流。 代入数据得
)(1.1359.1033.11A I dz =?=
比较上述（1），（2），（3）式的动作电流，取最大值为计算值， 即： )(4.2701A I dz =
3.2.3确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流
将两侧电流互感器分别结于继电器的两组平衡线圈，再接入差动线圈，使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值；以二次回路额定电流最大侧作为基本侧，基本侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下：
基本侧（35KV ）继电器动作值 111/n I K I dz JX dzis = 代入数据得 )(71.1140/4.27031A I dzis =?= 基本侧继电器差动线圈匝数 11/dzi s cdj s I Awo W =
式中：Aw o 为继电器动作安匝，应采用实际值，本设计中采用额定值，
取得60安匝。
代入数据得 （匝）
12.571.11/601==cdjs W 选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较1cdjs W 小而相近的数值，作为差
动线圈整定匝数cdzo W 。
即：实际整定匝数匝）(5W =cdz
继电器的实际动作电流 )(125/60/I 1A W Awo cdz dzi === 保护装置的实际动作电流 A K N I I jx dzi dz 1.2773/4012/111=?== 3.2.4确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数
平衡线圈计算匝数匝）(19.0)133.4/5.4(5W /W W 2=-?=-=cdz e cdz phis I 故，取平衡线圈实际匝数0W = phz
工作线圈计算匝数匝）(5W W =+=cdz phz gz W
3.2.5计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差m f ?
04.0)519.0/()019.0()W W /()W W (f =+-=+-=?cdz phis phz phis m 此值小于原定值0.05，取法合适，不需重新计算。 3.2.6初步确定短路线圈的抽头
根据前面对BCH-2差动继电器的分析，考虑到本系统主变压器容量较小，励磁涌流较大，故选用较大匝数的“C-C ”抽头，实际应用中，还应考虑继电器所接的电流互感器的型号、性能等，抽头是否合适，应经过变压器空载投入试验最后确定。
3.2.7保护装置灵敏度校验
差动保护灵敏度要求值2≥K
本系统在最小运行方式下，10KV 侧出口发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低。
本装置灵敏度 255.22771.0/817.01866.0I /I K 866.01min 1m 1>=??==dz d jx K 满足要求。
3.3过电流保护：
1） 保护动作电流按躲过变压器额定电流来整定
h K dz K /I K I e1= 式中：K K —可靠系数，采用1.2；
h K —返回系数，采用0.85；
代入数据得 )(7.14685.0/9.1032.1I A dz =?=
继电器的动作电流 )(35.6)3/40/(7.1461/I I A n dzj d z === 电流继电器的选择：DL-21C/10
2） 灵敏度按保护范围末端短路进行校验，灵敏系数不小于1.2。
灵敏系数：2.166.11467.0/282.01866.0I /I K 866.0K d31min 1>=??==dz jx m 满足要求。 3.4过负荷保护：
其动作电流按躲过变压器额定电流来整定。动作带延时作用于信号。
)(4.12885.0/9.10305.1/I I 1A K K f e K dz =?==
)(505640/34.128/I I 1A n dz dzJ =?==
延时时限取10s ，以躲过电动机的自起动。
当过负荷保护起动后，在达到时限后仍未返回，则动作ZDJH 装置。 3.5冷却风扇自起动：
)(74.729.1037.0I 7.0I 1A e dz =?==
)(15.3)3/40/(74.72/I I 11A n dz dz ===
即，当继电器电流达到3.15A 时，冷却风扇自起动。
第四章课程设计总结
一、完成了对变电所的自动装置、10kv线路继电保护装置、主变压器继电保护装置设置的设计；对短路电流的整定与计算以及主变继电保护整定计算及继电器选择。
二、通过本次课程设计对继电保护和电力系统自动化的课程设计有了进一步的了解和掌握，通过对课本和参考书籍的翻阅，进一步提高了利用手头资料亲自完成设计的能力，学会了分析原理接线图和展开图的分析，也学会了画电气工程图，对继电保护有了更深层次的理解和掌握。
三、在设计中必须做到明确设计目的和题目要求；细心，做到严谨、精确,反复修改,精益求精；使所学的理论知识更加透彻，从而加深对其的理解；在设计中紧扣继电保护的四要求：速动性、灵敏性、可靠性、安全性。
四、通过课程设计，本次课程设计以学生亲自动手设计为主，通过积极查阅相关资料，科学的分析问题。因此培养了学习积极性、独立分析问题、发现问题和解决问题的能力、合作沟通的能力，也增强了老师、同学的交流沟通。
五、这次课程设计不仅是我们的理论知识得到了加强和巩固，同时，也提高了我的综合思维能力，使我明白了学以致用的重要性。
参考文献
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变电站、继电保护基础知识 培训资料 二零一二二月
第一章变电站基础知识 1. 电力系统概述： 1.1 电力系统定义： 电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之，电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 1.2 电力系统的构成 动力系统是由锅炉（反应堆）、汽轮机（水轮机）、发电机等生产电能的设备，变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。 煤
1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级 我国国家标准规定的部分标准电压（额定电压）如下表： T +5% -5% 通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。 由于用电设备的允许电压偏移为±5%，而延线路的电压降落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路的105%。通常，6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机；10.5KV
用于25~100MW的发电机；13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机；15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机；18KV用于300MW的汽轮发电机。 变压器的一次额定电压：升压变压器一般与发电机直接相连，故与发电机相同，见表中有“*”降压变压器相当于用电设备，故与线路相同。 变压器的二次额定电压：考虑到变压器内部的电压降落一般为5%，故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器，采用5%。 习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。 1.3.2 电压等级的使用范围： 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线；110KV既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV，小功率电动机用220、380V；照明用220、380V。 1.4电力系统中性点的运行方式 1.4.1 中性点非直接接地系统 小电流接地系统，也称小接地短路电流系统。 供电可靠性高，但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统，绝缘费用在设备总价格中占相当大比重，故多用于60KV级以下的系统。
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，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地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的，为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备，保护发电机。由于电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后，提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时，继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代，晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期，静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度，成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末，有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代，微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期，继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理的选择保护的定值，以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，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活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。
继电保护原理课程设计报告评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1004 姓名：王英帅 学号：201009341 指导教师：赵峰 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013年7月18日
1 设计原始资料 1.1 具体题目 如下图所示网络，系统参数为： 3115/E =? kV ，G115X =Ω、G310X =Ω,160L =km ，340L =km ，B-C 50L =km ， C-D 30L =km ，D-E 20L =km ，线路阻抗0.4Ω/km ， I rel 1.2K =、III rel rel 1.15K K II ==,A 300I m ax C.-B =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =，SS 1.5K =，re 0.85K = G1 G3 98 4 51 2 3 A B C D E L1L3 1.2 要完成的任务 我要完成的是对保护5和保护3进行三段电流保护的整定设计，本次课程设计通过对线路的主保护和后备保护的整定计算来满足对各段电流及时间的要求。 2 设计的课题内容 2.1 设计规程 根据规程要求110kV 线路保护包括完整的三段相间距离保护、三段接地距离保护、三段零序方向过流保护和低频率保护，并配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能，跳合闸操作回路。在本次课程设计中涉及的是三段过流保护。其中，I 段、II 段可方向闭锁，从而保证了保护的选择性。 2.2 本设计保护配置 2.2.1 主保护配置 主保护：反映整个保护元件上的故障并能最短的延时有选择的切出故障的保护。在本设计中，I 段电流速断保护、II 段限时电流速断保护作为主保护。 2.2.2 后备保护配置
变电站继电保护及自动装置 一、对继电保护的基本要求 1、继电保护及自动装置的定义：当电力系统中的电力元 件（如线路、变压器、母线等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，能够向值班员及时发出警告信号、或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终结这些事件发展的设备。 2、继电保护的作用： （1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。 （2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 3、继电保护的基本要求： （1）选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行。即：保护装置不该动作时就不动作（如发生在下一段线路的故障，本段的保护就不应该动作跳闸）。 （2）快速性：保护装置应尽快将故障设备从系统中切除，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。 （3）灵敏性：指保护装置在其保护范围内发生故障或不正常
运行时的反应能力。 （4）可靠性：在规定的保护范围内发生应该动作的故障，保护装置应可靠动作，而在任何不应动作的情况下，保护装置不应误动。 二、变电站继电保护装置的分类： 1、根据保护装置的作用，保护可分为：主保护、后备保护、 辅助保护。 （1）主保护：为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除故障的保护。 （2）后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护又分为： 远后备保护：当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 近后备保护：当主保护或断路器拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。 （3）辅助保护：为补充主保护与后备保护的性能或当主保护与后备保护退出运行时而起作用的保护。例如：断路器三相不一致保护、充电保护等。 2、根据保护的动作原理不同，保护可分为： （1）反映电流变化的电流保护：如过流保护； （2）反映电压变化的电压保护：如低电压、过电压等； （3）同时反映电流和电压变化的保护： 1）复合电压（低电压、负序电压、零序电压）闭锁的过流保
110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速 地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算 的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0 摘 要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作 用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护
的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线 路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计 算 ................................................. 5 3.1设计的原始材 料分析 ................................................... 5 3.2 参数计 算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用 电网在运行过程中，可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式，这些都可 能在电网中引起事故，从而破坏电网的正常运行，降低电力设备的使用寿命，严重的将直接破坏系统的稳定性，造成大面积的停电事故。为此，在电网运行中，一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面，当故障 一旦发生时，应该迅速而有选择地切除故障元件，使故障的影响范围尽可能缩小，这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除，使其损坏程度减至最轻，并 保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设各的承受能 力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
目录 电力系统继电保护课程设计任务书 (1) 一、设计目的 (1) 二、课题选择 (1) 三、设计任务 (1) 四、整定计算 (1) 五、参考文献 (2) 输电线路三段式电流保护设计 (3) 一、摘要 (3) 二、继电保护基本任务 (3) 三、继电保护装置构成 (4) 四、继电保护装置的基本要求 (4) 五、三段式电流保护原理及接线图 (6) 六、继电保护设计 (7) 1.确定保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗 (7) 2.相间短路的最大、最小短路电流的计算 (8) 3.整定保护1、2、3的最小保护范围计算 (8) 4.整定保护2、3的限时电流速断保护定值，并校验灵敏度 (9) 5.保护1、2、3的动作时限计算 (11) 参考文献： (12)
电力系统继电保护课程设计任务书 一、设计目的 1、巩固和加深对电力系统继电保护课程基础理论的理解。 2、对课程中某些章节的内容进行深入研究。 3、学习工程设计的基本方法。 4、学习设计型论文的写作方法。 二、课题选择 输电线路三段式电流保护设计 三、设计任务 1、设计要求 熟悉电力系统继电保护、电力系统分析等相关课程知识。 2、原理接线图 四、整定计算 ,20,3/1151Ω==G X kV E φ
,10,1032Ω=Ω=G G X X L1=L2=60km ,L3=40km, LB-C=30km,LC-D=30km, LD-E=20km,线路阻抗0.4Ω/km, 2.1=I rel K ,=∏rel K 15.1=I ∏rel K , 最大负荷电流IB-C.Lmax=300A, IC-D.Lmax=200A, ID-E.Lmax=150A, 电动机自启动系数Kss=1.5，电流继电器返回系数Kre=0.85。 最大运行方式：三台发电机及线路L1、L2、L3同时投入运行；最小运行方式：G2、L2退出运行。 五、参考文献 [1] 谷水清．电力系统继电保护（第二版）[M]．北京：中国电力出版社，2013 [2] 贺家礼．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社，2004 [3] 能源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册（电气二次部分）．北京： 中国电力出版社，1982 [4] 方大千．实用继电保护技术[M]．北京：人民邮电出版社，2003 [5] 崔家佩等．电力系统继电保护及安全自动装置整定计算[M]．北京：水利电 力出版社，1993 [6] 卓有乐．电力工程电气设计200例[M]．北京：中国电力出版社，2002 [7] 陈德树．计算机继电保护原理与技术[M]．北京：水利电力出版社，1992
目录工程概况1 第一章35KV变电所继电保护2 1.1继电保护的重要性2 1.2继电保护的基本原理2 1.3继电保护装置的任务2 1.4对继电保护的基本要求3 第二章35KV变电所继电保护设计3 2.1三段式电流保护原理3 2.2线路的保护整定计算4 第三章继电保护装置的选择7 3.1电流互感器的确定7 3.2电压互感器的选定7 3.3中间继电器8 3.4电流继电器8 3.5时间继电器8 3.6信号继电器9 3.7熔断器9 参考文献10 致谢词11
工程概况 目前国家正致力于打造强力的电网建设力度，以实现资源优化配置，使全国的电力供应得到更好的发展。我国是产电地区主要是在西部，而西部并不发达，所以要把电力送到东部地区，使全国经济能更好的发展。为了保证电力的输送更加的可靠，就要求一次系统的坚强、科学与合理，此外对一次系统的操控需要二次系统提出了更高的要求，这就促使了二次系统的技术发展与进步。 变电所二次系统主要是由继电保护和微机监控（远动技术）所形成，发电厂与变电所自动化技术获得了显著的发展与进步。变电所综合自动化技术将继电保护、测量系统、控制系统、调节系统、信号系统和远动系统等多个独立的功能系统配成的综合系统。对于本设计中，主要是针对35KV变电所继电保护的结构、运行的设计。 主变压器型号的选定为HKSSPZ-25000-35/10，额定电流为0.412/38.49KA，所用变压器额定电压为35/0.23KV（50-100KVA）。 本设计采用两台35KV的变压器并联供电方式，总共引出线两组线进入变电室内。通过电流、电压互感器再次取电源给其相应的电气元件回路。 继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性，即通常所说的“四性”这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条件分别进行协调。 第一章35KV变电所继电保护 继电器是一种反应与传递信息的自动电气元件，是电力系统保护与生产自动化的自动、远动、遥控测和遥讯等自动装置的重要组成部分。 变电所继电保护能够在变电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯保护、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。 1.1 继电保护的重要性 电力规程规定：任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行。所有运行设备都必须有两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能有另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都有不同的熔断器供电。可见，虽然继电保护不是电力系统的一次设备，但在保证一次设备安全运行方面担负着不可或缺的重要角色。 1.2 继电保护的基本原理 电力系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理和类型的继电保护。 变电所继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。 可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，
继电保护毕业设计 课题：110kV变电所继电保护设计及分析导师： 姓名： 班级： 日期：2011年3月10日
前言 电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。随着经济的快速发展，负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求，保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验，但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。时间一长，就会无一例外地遭受破坏。而在供电系统中，要想完全杜绝电路事故是不可能的。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它能在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的，以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内，切除短路电流，使故障点脱离电源，从而保护短路回路内的一次设备，同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继
电保护技术进一步优化，大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性，大大降低运行检修人员的劳动强度，继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。
继电保护及课程设计_第二次作业 36. 电力系统发生故障时,继电保护装置应将故障部分切除 ,电力系统出现不正常工作时，继电保护装置一般应发出信号。 37. 继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动 ,不应动作时不误动。 38. 本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超出相邻下一线路电流速 断保护的保护范围，故只需带0.5s 延时即可保证选择性。 39. 检验电流保护灵敏系数时，最小短路电流I d.min是指在被保护范围末端，在最小运行方式下的两相短路电流。40. 为保证选择性，过电流保护的动作时限应按阶梯原则整定，越靠近电源处的保护，时限越长。 41. 电流继电器的返回系数过低，将使过电流保护的动作电流增 大，保护的灵敏系数降低。 42. 电流保护的接线系数定义为流过继电器的电流与电流互感器二次电 流之比，故两相不完全星形接线的接线系数 为 1 。 43. 中性点不接地电网发生单相接地后，将出现零序电压U0，其值为故障前相电压 值，且电网各处零序电压相等。44. 绝缘监视装置给出信号后，用依次断开线路方法查找故障线路，因此该装置适用于出线较少的情况。 45. 阻抗继电器根据比较原理的不同分为幅值比较式和相位比较式两类。 46. 当保护范围不变时，分支系数越大（小），使保护范围越小（大），导致灵敏性越低（高）。 47. 阻抗继电器的执行元件越灵敏，其精确工作电流越小。 48. 三种圆特性的阻抗继电器中，方向阻抗继电器受过渡电阻的影响最大，全阻抗继电器受过
渡电阻的影响最小。 49. 阻抗继电器受系统振荡影响的程度取决于两个因素，即保护的安装地点和阻抗继电器的特性。 50. 闭锁式高频方向保护在故障时启动发信，而正向元件动 作时停止发信，其动作跳闸的基本条件是正向元件动作且收不到闭锁信号。 51. 方向高频保护是比较线路两侧端功率方向，当满足功率方向同时指向线路条件时，方向高频保护动作。 52. 线路纵联保护载波通道的构成部件包括输电线 路、高频阻波器、耦合电容器、结合滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀闸和收发信机。 53. 相差高频保护是比较线路两端电流的相位，当满足电流相位同相条件时，相差高频保护动作。54. 高频保护启动发信方式有保护启 动、远方启动和手动启动。 55. 具有同步检定和无电压检定的重合闸，在线路一侧，当线路无电压时，允许该端线路的重合闸重合；而在另一侧，需检测母线电压和线路电压满足同期 条件时允许重合闸重合。 56. 在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的高次谐波分量，其中以二次谐波为主。 57. 对于变压器纵差动保护，在正常运行和外部故障时，流入差动继电器的电流为零（理论值）。 58.名词解释：选择性 答：选择性——是指首先由故障设备的保护切除故障，系统中非故障部分仍继续运行，以尽量缩小停电范围。当保护或断路器拒动时，才由相邻设备的保护或断路器失灵保护切除故障。 59.名词解释：速动性 答：速动性——是指保护装置应尽可能快的切除短路故障。 60.名词解释：灵敏性 答：灵敏性——是指在设备的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有的反应能力。 61.名词解释：系统最大（小）运行方式
景新公司变电站继电保护知识手册 编写人：唐俊 编写日期：2009年2月5号
目录 1.主变差动保护-----------------------------------（4） 2.主变气体保护-----------------------------------（5） 3.主变过流保护-----------------------------------（6） 4.中性点间隙接地保护------------------------------（6） 5.零序保护--------------------------------------（7） 6.母线差动保护-----------------------------------（9） 7.距离保护-------------------------------------（10） 8.备用电源自投----------------------------------（11） 9.重合闸---------------------------------------（13） 10.母线充电保护-------------------------------（15） 11.故障录波----------------------------------（15） 12.电流闭锁失压保护---------------------------（17） 13.低周减载----------------------------------（17） 14.过电流保护---------------------------------（17） 15.阶段式过电流保护---------------------------（18） 16.复合电压闭锁过电流保护----------------------（18） 17.过电压保护---------------------------------（19） 18.速断过流保护-------------------------------（19） 19.过负荷保护--------------------------------（19） 20.速断保护----------------------------------（19） 21.电流速断保护-------------------------------（20）
沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈 摘要：本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况，阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案，统一端子排及编号的设计原则，对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法，供设计参考。 关键词：10kV变电站继电保护设计统一原则 1 引言：沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高，二次设计标准不统一，二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快，对电气二次设备可靠性，二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高，是配电网自动化能否实现的关键因素。 将二10kV变电站次设计典型化，模块化是工程设计的方向。 2 总体思路 在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现，由于用户的需要不同主接线的形式多种多样，有单电源，双电源，有不带母线、有单母线、分段母线等等，这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定，这样我们将标准设计分块化，既以间隔为标准，将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式，不同的接线样式也是固有的间隔组成，这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。 3 保护的配置原则 对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置： （1） 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。 （2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保
1. 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110kv电网继电保护设计的任务主要包括了五大部分，运行方式的分析，电路保护的配置和整定，零序电流保护的配置和整定，距离保护的配置和整定，原理接线图及展开图。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。
2. 运行方式分析 电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能，因此，在对继电保护进行整定计算之前，首先应该分析运行方式。需要着重说明的是，继电保护的最大运行方式是指电网在某种连接情况下通过保护的电流值最大，继电保护的最小运行方式是指网在某种连接情况下通过保护的电流值最小。 图1 110kV电网系统接线图 系统接线图如图1所示，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方 式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台 也可能1台运行。参数如下： 电动势：E = 115/3kv； 发电机：= = = = 5 + (15 5)/14=， = = = = 8 + (9 8)/14=； 变压器：~ = 5 + (10 5)/14=， ~ = 15 + (30 15)/14=.， = = 15 + (20 15)/14=， = = 20 + (40 20)/14=； 线路：L A-B = 60km，L B-C = 40km，线路阻抗z1 = z2 = /km，z0 = /km， =60km× /km=24，=40km×/km=16； =60km×/km=72，=40km×/km=48； = = 300A； K ss = ，K re = ； 电流保护：K I rel = ，K II rel = ， 距离保护：K I rel = ，K II rel = 负荷功率因数角为30，线路阻抗角均为75，变压器均装有快速差动保护。
本/专科毕业设计（论文） 题目：220KV变电站继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年9月
220KV变电站继电保护设计 摘要：电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位，变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计，通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV，站内安装两台240MVA变压器，其中220kV线路为两进两出；110kV线路为8条出线；10kV线路为10条出线。 关键字：220kV 变电站继电保护
目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)
引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展，继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前，我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进，与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代， 20世纪50年代及以前，继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成； 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用；80年代,微机保护逐渐应用，继电保护逐渐走向了数字化与智能化，保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中，由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素，往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性，减少因停电造成的损失。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量进行数值整定，当突变量达到一定值时，自动启动控制环节，发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置，一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代，继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升，进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
继电保护课程设计
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电力系统继电保护原理 课程设计 班级：2008级生信1班 学号：20085097 姓名：曹学博 专业：电气工程及其自动化 指导老师：王牣 评分：A（优），B（良），C(中)，D（合格），E(不合格) 项目学生自评指导老师评定 设计内容完整性 计算公式准确性 计算数据正确性 绘图质量 文档规范性 综合评定 教师签名（盖章）： 日期：年月日
目录 第一节设计任务书 (1) 1、继电保护课程设计的目的 (1) 2、原始数据 (2) 2.1 基础数据 (2) 2.2 系统接线图 (3) 3、课程设计要求 (4) 3.1 需要完成的设计内容 (4) 3.2 设计文件内容 (5) 第二节馈线保护配置与整定计算 (6) 1、馈线保护配置 (6) 2、馈线保护整定计算 (6) 2.1 电流速断定值计算 (6) 2.2 阻抗I段定值计算 (6) 2.3 阻抗II段定值计算 (7) 2.4 过电流定值计算 (7) 第三节变压器保护配置与整定计算 (8) 1、变压器保护配置 (8) 2、变压器电量保护整定计算 (8) 2.1 差动速断保护 (8) 2.2 二次谐波制动的比率差动保护 (8) 2.3 三相低电压过电流保护 (9) 2.4 单相低电压过电流保护 (9) 2.5 零序过电流保护 (10) 2.6 过负荷保护 (10) 3、变压器非电量计算 (10) 3.1 瓦斯保护整定计算 (10) 3.2 主变过热整定计算 (10) 第四节并联电容补偿装置配置与整定计算 (11) 1、并联补偿装置保护配置 (11) 2、并联补偿装置整定计算 (11) 2.1 电流速断保护 (11) 2.2 差流保护 (11) 2.3 过电流保护 (12) 2.4 高次谐波过流保护 (12) 2.5 差压保护 (13) 2.6 低电压保护 (14) 2.7 过电压保护 (14) 第五节 B相馈线保护原理接线图和展开图 (15) 1、电流保护 (15) 2、阻抗保护 (16)
变电站继电保护相关问题的探讨沈旭 发表时间：2019-03-15T14:00:42.610Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：沈旭彭红梅张明星洪瑞[导读] 摘要：随着计算机和人工智能技术的发展，继电保护必将向综合自动化技术方向发展。 国网安徽省电力公司六安供电公司安徽省六安市 237006 摘要：随着计算机和人工智能技术的发展，继电保护必将向综合自动化技术方向发展。本文笔者通过自身实践，结合变电站继电保护进行了探讨。 关键词：变电站；继电保护；相关问题引言：继电保护技术和继电保护装置是电力系统继电保护的两个主要内容。简单地说，继电保护技术包括电力系统的故障分析、继电保护的设计与运行及维护等各种应用技术；继电保护装置就是在电力系统变电站继电保护的运行过程中所需要的各种装置，包括母线、输电器、补偿电容器、电动机等。 1、10kV线路保护TA饱和问题 1.1TA饱和对保护的影响 10kV线路出口处短路电流一般都较小，特别是农网中的变电所，它们往往远离电源，系统阻抗较大。对于同一线路，出口处短路电流大小会随着系统规模及运行方式不同而不同。随着系统规模的不断扩大，10kV系统短路电流会随之变大，可以达到TA一次额定电流的几百倍，系统中原有一些能正常运行、变比小的TA就可能饱和；另一方面，短路故障是一个暂态过程，短路电流中含大量非周期分量，又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时，由于TA饱和，感应到二次侧的电流会很小或接近于零，使保护装置拒动，故障要由母联断路器或主变后备保护来切除，不但延长了故障时间，使故障范围扩大，影响供电可靠性，而且严重威胁运行设备的安全。 1.2避免TA饱和的方法 避免TA饱和主要从两个方面人手，一是在选择TA时，变比不能选得太小，要考虑线路短路时TA饱和问题，一般10kV线路保护TA变比最好大于300／5。另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗，尽量避免保护和计量共用TA，缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；对于综合自动化变电所，10kV线路尽可能选用保护测控合一的产品，并在控制屏上就地安装，这样能有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。 2、10kV线路保护线路中励磁涌流问题 2.1线路中励磁涌流对继电保护装置的影响 励磁涌流是变压器所特有的，是由于空投变压器时，变压器铁心中的磁通不能突变，出现非周期分量磁通，使变压器铁心饱和，励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6-8倍，并且跟变压器的容量大小有关，变压器容量越小，励磁涌流倍数越大。励磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定时间系数衰减，衰减的时间常数同样与变压器容量大小有关，容量越大，时间常数越大，涌流存在时间越长。 2.2防止涌流引起误动的方法 励磁涌流有一明显的特征，就是它含有大量的二次谐波，在主变主保护中就利用这个特性，来防止励磁涌流引起保护误动作，但如果用在10kV线路保护，必须对保护装置进行改造，会大大增加装置的复杂性，因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间增加而衰减。一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，流过保护装置的电流为线路负荷电流，利用涌流这个特点，在电流速断保护加入一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作，这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造)，虽然会增加故障时间，但对于像10kV这些对系统稳定运行影响较小的地方还是适用。为了保证可靠的躲过励磁涌流，保护装置中加速回路同样要加入延时。实践摸索，在10kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15～0l2s的时限，就近几年运行来看，运行安全，并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。 3、所用变保护 3.1所用变保护存在的问题 所用变是比较特殊的设备，容量较小但对可靠性要求非常高，而且安装位置也很特殊，一般就接在10kV母线上，其高压侧短路电流等于系统短路电流，可达十几kA，低压侧出13短路电流也较大。人们一直对所用变保护的可靠性重视不足，这将对所用变直至整个10kV系统的安全运行造成很大的威胁。 传统的所用变保护使用熔断器保护，其安全可靠性还是比较高，但随着系统短路容量的增大以及综合自动化的要求，这种方式已逐渐满足不了要求。现在新建或改造的变电所，特别是综合自动化所，大多配置所用变开关柜，保护配置也跟10kV线路相似，而人们往往忽视了保护用的-rA饱和问题。由于所用变容量小，一次额定电流很小，同时因为保护计量共用TA，为确保计量的准确性，设计时-rA变比会选得很小，有的地方甚至选择10／5。这样一来，当所用变故障时，rA将严重饱和，感应N-次回路电流几乎为零，使所用变保护装置拒动。如果是高压侧故障，短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作并断开故障，如果是低压侧故障，短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护的启动值，使得故障无法及时切除，最终烧毁所用变，严重影响变电所的安全运行。 3.2解决办法 解决所用变保护拒动问题，应从合理配置保护人手，其-rA的选择要考虑所用变故障时饱和问题，同时，计量用的-rA一定要跟保护用的-rA分开，保护用的TA装在高压侧，以保证对所用变的保护，计量用-rA装在所用变的低压侧，以提高计量精度。在定值整定方面，电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定，过负荷保护按所用变容量整定。 4、变后备保护 主变10kV侧仅装10kV复合电压过流保护不能满足速动性要求。在保护整定中，三卷主变10kV侧过流的时间一般整定为2.s或3.双卷主变10kV不设过流保护，而110kV侧过流时间达2.s或2.s。现系统的容量越来越大，10kV侧短路电流也越来越大。随着10kV短线路不断增加，10kV线路离变电所近区故障机率也越来越大，由于开关拒动或保护拒动短路电流较长时间冲击变压器，对变压器构成极大威胁。 因此在主变10kV侧增设一套限时电流速断保护，作为10kV母线的后备。该保护动作于主变10kV侧开关。对于一台主变带二段10kV母线也可第一时限跳母联，第二时限跳10kV侧开关。这样不仅起到了对10kV母线及馈线电流速断的后备作用，也减少了对变压器的冲击。 5、继电保护设计的原则