继电保护课程设计报告书

广西大学电气工程学院

继电保护课程设计报告

110区域电网继电保护设计

指导老师：廖碧莲

专业班级：电气工程及其自动化093

姓名：汪超群

学号：0902100639

设计时间：2013年1月

一、根据功率平衡情况确定系统运行方式

计算短路电流时，运行方式的确定非常重要，因为它关系到所选的保护是否经济合理、简单可靠，以及是否能满足灵敏度要求等一系列问题。

保护的运行方式是以通过保护装置的短路电流的大小来区分的。

最大运行方式

根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行（或大部分投入运行）以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。对继电保护来说，是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式。

最小运行方式

根据系统最小负荷，投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式。对继电保护来说，是短路时通过保护的短路电流最小的运行方式。

对过量保护来说，通常都是根据系统最大运行方式来确定保护的整定值，以保证选择性，因为只要在最大运行方式下能保证选择性，在其他运行方式下也一定能保证选择性；灵敏度的校验应根据最小运行方式来进行，因为只要在最小运行方式下，灵敏度符合要求，在其他运行方式下，灵敏度也一定,灵敏度也一定能满足要求。

综上所述：发电机G1、G2和G3全部投入运行为最大运行方式，只投入发电机G1和G2（G3停运）为最小运行方式。

二、确定变压器中性点接地运行方式

目前我国的电力系统采用中性点运行方式主要有三种，中性点不接地，经过消弧线圈和直接接地，前两种称不接地电流系统；后一种又称为大接地电流系统。

110kV电网变压器中性点接地运行方式应尽量保持变电所零序阻抗基本不变。遇到使变电所零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据运行规程规定或根据当时的实际情况临时处理。根据《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》【1】之规定，变压器中性点的接地原则如下：

a.发电厂只有一台主变压器，则变压器中性点宜直接接地运行，当变压器检修时，按特殊情况处理。

b.发电厂有接于母线的两台主变压器，则宜保持一台变压器中性点直接接地运行。如由于某些原因，正常运行时必须两台变压器中性点均直接接地运行，则当一台主变压器检修时，按特殊情况处理。

c.发电厂有接于母线的三台及以上主变压器，则宜两台变压器中性点直接接地运行，并把它们分别接于不同的母线上，当不能保持不同母线上各有一个接地点时，按特殊情况处理。

【1】DL/T 584－95中华人民共和国电力工业部1995－11－27批准1996－06－01实施

视具体情况，正常运行时也可以一台变压器中性点直接接地运行，当变压器全部检修时，按特殊情况处理。

d.变电所变压器中性点的接地方式应尽量保持地区电网零序阻抗基本不变，同时变压器中性点直接接地点也不宜过分集中，以防止事故时直接接地的变压器跳闸后引起其余变压器零序过电压保护动作跳闸。

e.自耦变压器和绝缘有要求的变压器中性点必须直接接地运行，无地区电源的单回线供电的终端变压器中性点不宜直接接地运行。

f.当某一短线路检修停运时，为改善保护配合关系，如有可能，可以用增加中性点接地变压器台数的办法来抵消线路停运时对零序电流分配的影响。

根据上述原则本次设计的变压器中性点的接地方式为：T2、T3、T4、T5接地，T1和T6不接地。

三、发电机保护的配置

发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性作用，同时发电机本身也是十分贵重的电气设备，因此，应该针对各种不同的故障和不正常运行状态，装设性能完备的继电保护装置。主要包括以下几方面：

1、对 300MW及以上汽轮发电机变压器组，应装设双重快速保护，即装设发电机纵联差动保护、变压器纵联差动保护和发电机变压器组共用纵联差动保护; 当发电机与变压器之间有断路器时，应装设双重发电机纵联差动保护；

2、1MW 以上的发电机，应装纵联差动保护；

3、对发电机变压器组，当发电机与变压器之间有断路器时，发电机装设单 100MW 及以下发电机，独的纵联差动保护; 当发电机与变压器之间没有断路器时，可装设发电机变压器组共用纵联差动保护，100MW 及以上发电机，除发电机变压器组共用纵联差动保护外，发电机还应装设单独的纵联差动保护， 200～300MW 对的发电机变压器组可在变压器上增设单独的纵联差动保护，即采用双重快速保护；

4、对于采用发电机变压器组单元接线的发电机，容量在对 100MW 以下的，应装设保护区小于 90%的定子接地保护; 容量在 100MW 以上的，应装设保护区为 100%的定子接地保护；

5、1MW 以上的水轮发电机，应装设一点接地保护装置；

6、与母线直接连接的发电机，当单相接地故障电流大于允许值时，应装设有选择性的接地保护装置；

7、转子内冷汽轮发电机和 100MW 及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保

护装置，每台发电机装设一套;并可装设两点接地保护装置，每台发电机装设一套，对旋转整流励磁的发电机，应装设一点接地故障定期检测装置；

8、100MW 以下，不允许失磁运行的发电机，当采用半导体励磁系统时，宜装设专用的失磁保护；

9、100MW 以下的汽轮发电机，对一点接地故障，可采用定期检测装置。对两点接地故障，应装设两点接地保护装置；

10、100MW 以下但失磁对电力系统有重大影响的发电机及 100MW 及以上 的发电机应装设专用的失磁保护。对 600MW 的发电机可装设双重化的失磁保护。

11、对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一般在50MW 及以上的发电机上装设负序过电流保护。

本次课题中发电机G1和G2的额定有功功率G1N P =G2N P =N S cos ?=50?0.85=42.5MW ，G3的额定有功功率G3N P =N S cos ?=70?0.85=59.5MW ，均小于100MW ，因此根据上述原则，本次设计的发电机保护为：①反映相间短路的纵联差动保护（与发电机变压器共用）；②反映定子绕组匝间短路的匝间短路保护；③反映定子单相接地短路的定子接地保护；G3可多装设一组负序过电流保护。 四、变压器保护的配置

变压器是现代电力系统中的主要设备之一。电力变压器的可靠性要求很高。由于变压器发生故障造成的影响很大，因此应加强其继电保护装置的功能，以提高电力系统的安全运行。按技术规程的规定电力变压器继电保护装置的配置原则一般为：

（1）针对变压器内部的各种短路及油面下降应装设瓦斯保护，其中轻瓦斯瞬时动作于信号，重瓦斯瞬时动作于断开各侧断路器；

（2）应装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护作为主保护，瞬时动作于断开各侧断路器；

（3）对由外部相间短路引起的变压器过电流，根据变压器容量和运行情况的不同以及对变压器灵敏度的要求不同，可采用过电流保护，复合电压启动的过电流保护、负序电流和单相式低电压起动的过电流保护或阻抗保护作为后备保护，带时限动作于跳闸。

（4）对110kv 及以上中性点直接接地的电力网，应根据变压器中性点接地运行的具体情况和变压器的绝缘情况装设零序电流保护和零序电压保护，带时限动作于跳闸；

（5）为防御长时间的过负荷对设备的损坏，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，

带时限动作于信号（容量400kVA 以上）；

（6）对变压器温度升高和冷却系统的故障，应按变压器标准的规定，装设作用于信号和动作于跳闸的装置。

因此，根据上述原则并结合经济安全条件，变压器的主保护配置为①瓦斯保护②纵联保护，后备保护为①复合电压启动的过电流保护（相间后备）②零序电流电压保护（接地后备）③过负荷保护。

根据要求对其中一台变压器（T4）采用微机型保护，差动保护整定过程如下： （1）差动保护整定

采用二次谐波制动以躲过变压器空投时励磁涌流造成保护的误动，装置按三段折线式比率制动特性要求，其动作特性如图。

I

d

I

r1

r2

r

O

图1 动作特性

计算各侧一、二次额定电流，选择CT 变比

N1I =

N

N

U 3S =110325000?=131.2160A N2I =

N

N

U 3S =11325000?=1312.1597A 又低压侧为三角形接

?N3I =

3

1597

.1312=757.5758A

差动速断保护

I SD 为差动速断电流定值，应按躲过主变空载投入时可能出现的最大励磁涌流整定，一般为2~3Ie(Ie 为变压器高压侧的二次额定电流)。

I SD =2.6244A

比率差动保护

按三段折线实现比率制动差动保护。

Icd 为差动电流，一般选取0.2~0.3Ie ，并应实测最大负载时差动回路中的不平衡电流。可通过装置菜单查看三相差电流，Icd 应大于此电流。

Icd=0.3937A

Ir1、Ir2为两拐点对应的制动电流。对于Ir1一般选取等于Ie ，或实际整定范围取0.8~1.2Ie ；对于Ir2应大于Ir1，实际整定范围取1.2Ie 以上。

Ir1=1.050A Ir2=1.5746A

K1、K2对应折线斜率1和折线斜率2。K1一般取0.3~0.7,但应满足K1≤Icd/Ir1；K2一般大于K1，实际取0.5以上。

K1=0.3； K2=0.5

Kd2为涌流时二次谐波制动比，一般实际整定为0.15~0.2。

Kd2=0.2

综上所述，保护动作方程为：

d I >0.3937A ，r I ≤1.050A

d I >0.3(r I －1.050) + 0.3937A ，1.050A

d I >0.5(r I －1.5746) + 0.5511A ，r I >1.5746A

平衡系数计算

各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成,中、低压侧平衡补偿均以高压侧二次电流不变为基准，平衡系数计算公式如下：

K PM =Ihe/Ime K PL =Ihe/Ile

式中：K PM ——中压侧平衡系数； K PL ——低压侧平衡系数；

Ihe 、Ime 、Ile ——分别为变压器高、中、低压侧二次额定电流。

低压侧=0.3464

（2）复合电压启动的过电流保护整定

● 采用低电压继电器后，电流继电器的整定值就可以不再考虑并联运行变压器切除

或电动机自启动时可能出现的最大负荷，而是按大于变压器的额定电流整定，即

=?==

2160.13185

.02

.1N re rel set I K K I 185.2461A ● 按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定，计算式为

7391.7115

.12.1110

9.0min .=??==

re rel L set K K U U KV

式中min .L U —最低工作电压，一般取0.9N U ；

rel K —可靠系数，取1.1~1.2；

re K —低电压继电器的返回系数，取1.15~1.25。

● 负序过电压继电器的动作电压按躲开正常运行时负序过滤器出现的最大不平衡电

压来整定，通常取

N .2)U 12.0~06.0(=set U

本次取0.06，则6.611006.0.2=?=set U KV ，灵敏度校验略。 五、110kv 线路保护配置

线路上的故障一般分为相间故障和接地故障。小电流接地系统（35kv 及以下）输电线路采用三段式电流保护反应相间故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监视装置发信号，由运行人员分区停电寻找接地设备。但是它们的保护范围和灵敏度受系统运行方式变化的影响很大，难以满足更高电压等级复杂网络的要求。

110kv 输电线路一般采用三段式相间距离保护作为相间短路故障的保护方式，采用阶段式零序电流保护作为接地短路的保护方式。对极个别非常短的线路，如有必要也可以考虑纵差保护作为主保护。

注意：在双侧电源的输电线路上，当反方向短路时，如果保护可能失去选择性，就应该增设方向元件。

本系统中采用相间距离保护作为反映相间短路的保护装置；反映接地短路的保护装置采用接地距离保护并辅之以阶段式零序电流保护。

六、发电机、变压器、线路参数计算

取B S = 100MVA av B U U ==115kv 则基准值B Z =B B

S U 2

=100

1152=132.2500Ω

（1） 发电机阻抗计算

标幺值：*11G X =*

21G X ="d

X N

G B

S S 1=0.125?50100=0.2500

*31G X ="d

X N

G B

S S 3=0.135?70100=0.1929

有名值：11G X =21G X =*

11G X B Z =0.25?132.25=33.0625Ω 31G X =*

31G X B Z =0.1929?132.25=25.5110

Ω （2） 变压器阻抗计算

标幺值：*11T X =*

21T X =

N T k S U 1B 100%S =60

100100

5.10??=0.1750

*

20T X =0.8*

21T X =0.8?0.1750=0.1400

*31T X =

N T k S U 3B 100%S =63

100100

75.9??=0.1548

*30T X =0.8*

31T X =0.8?0.1548=0.1238

*

41T X =

N T k S U 4B 100%S =25

100100

5.13??=0.5400

*

40T X =0.8*

41T X =0.8?0.5400=0.4320

*51T X =*61T X =

N

T k S U 5B 100%S =31.5100100

5.10??=0.3333 *50T X =0.8*

51T X =0.8?0.3333=0.2666

有名值：11T X =21T X =*

11T X B Z =0.1750?132.25=23.1438Ω

20T X =*

20T X B Z =0.1400?132.25=18.5150Ω 31T X =*

31T X B Z =0.1548?132.25=20.4723

Ω

30T X =*

30T X B Z =0.1238?132.25=16.3726Ω 41T X =*

41T X B Z =0.5400?132.25=71.4150

Ω 40T X =*

40T X B Z =0.4320?132.25=57.1320Ω 51T X =61T X =*

51T X B Z =0.3333?132.25=44.0789Ω 50T X =*

50T X B Z =0.2666?132.25=35.2579

Ω （3） 线路阻抗计算

MN X 1=1x MN l ?=0.4?60=24Ω *

1MN

X

=MN X 1/B B

S U 2

=24/1001152=0.1815(单回)

MN X 0=0x 'MN l ?=1.4?60=84Ω *

0MN

X =MN X 0/B

B

S U 2

=84/1001152=0.6352

MP X 1=1x MP l ?=0.4?40=16Ω *1MP

X

=MP X 1/B B

S U 2

=16/1001152=0.1210

MP X 0=0x MP l ?=1.2?40=48Ω *

0MP

X

=MP X 0/B

B

S U 2

=48/1001152=0.3629

计算结果如下表：

表1 电力系统设备参数表

七、输电线路TA 、TV 的选择 （1）电流互感器的作用：

①电流互感器将高压回路中的电流变换为低压回路中的小电流，并将高压回路与低压回路隔离，使他们之间不存在电的直接关系。额定的情况下，电流互感器的二次侧电流取为5A ，这样可使继电保护装置和其它二次回路的设计制造标准化。

②电保护装置和其它二次回路设备工作于低电压和小电流，不仅使造价降低，维护方便，而且也保证了运行人员的安全。

电流互感器二次回路必须有一点接地，否则当一，二次击穿时，造成威胁人身和设备的安全。 （2） 电流互感器的选择和配置

①型号：电流互感器的型号应根据作用环境条件与产品情况选择。 ②一次电压：Ug = Un

Ug---电流互感器安装处一次回路工作电压 Un---电流互感器的额定电压 ③一次回路电流：I1n ≥Igmax

Igmax —电流互感器安装处一次回路最大电流 I1n —电流互感器一次侧额定电流。

④准确等级：用于保护装置为0.5级，用于仪表可适当提高。 ⑤二次负荷：S2≤Sn S2---电流互感器二次负荷 Sn---电流互感器额定负荷ф 输电线路上TA 的选择： ● 线路MN 最大工作电流av

max .3U S I N L =

=85.01153120

??=0.7088kA

故单条线路最大工作电流为0.3544kA ● 线路MP

最大工作电流av

max .3U S I N

L =

=80.0115380??=0.5020kA

表2 电流互感器额定一次电流标准值（单位A ）

注：表中括号内为老产品。 选择结果如下：

表3 电流互感器变比选择

（3）电压互感器的作用

①电压互感器的作用是将一次侧高电压成比例的变换为较低的电压，实现了二次系统与一次系统的隔离，保证了工作人员的安全。

②电压互感器二次侧电压通常为100V,这样可以做到测量仪表及继电器的小型化和标准化。 （4）电压互感器的配置原则：

①型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择，在需要检查与监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有三绕组的单相互感器组。 ②一次电压的波动范围：1.1Un>U1>0.9Un ③二次电压：100V

④准确等级：电压互感器应在哪一准确度等级下工作，需根据接入的测量仪表.继电器与自动置及设备对准确等级的要求来确定。 ⑤二次负荷：S2≤Sn

（5）输电线路上TV 变比的选择

线路电均为110KV,故选用三相屋外的TV ，变比为TV n =110/0.1。 八、序网络图

（1）正序网络：由电力系统正序网络拓扑和元件的正序参数确定的计算网络。

图2 系统正序网络图

（2）零序网络：由电力系统零序网络拓扑和元件的零序参数确定的计算网络。

图3 系统零序网络图

九、距离保护的整定

以线路NM 为例对保护1进行整定计算 ①距离保护Ⅰ段的整定

距离保护Ⅰ段为瞬时动作的速断保护，按选择性要求，其保护区不能延伸出本线路末端，所以其测量元件的整定阻抗，应该按躲过本线线路末端短路时的测量阻抗来整定。

Ⅰ1.set Z =Ⅰ

rel K 1z L MN =0.85

4.060??=20.4Ω 式中1z —被保护线路单位正序阻抗，Ω/km ；

11G x 11T x S

x 1变电所2

I

rel K —可靠系数，由于距离保护为欠量动作，所以考虑到继电器误差、互感器误

差和参数测量误差等因素，一般取0.8～0.85。

②距离保护Ⅱ段的整定

1） 与相邻线路距离保护Ⅰ段相配合

Ω=??==6.134.04085.015.z L K Z MP rel set Ⅰ

Ⅰ

图4 分支系数计算图

22/)//()//()(111313*********?+++++=

S

S

MN T G T G T G b x x x x x x x x x K

故min .b K 在G1、G2和G3全部投入且S x 1为最大值时才能取到。

245

.045

.01815/2.0)1548.01929.0(//)1750.02500.0(//)1750.02500.0(min .?+++++=

b K

=2.9895

max .b K 在只投入G1和G2且S x 1为最小值时才能取到。

4260.4225

.025

.021815/.0)1750.02500.0)//(1750.02500.0(max .=?++++=

b K

保护定值为

Ⅱ1.set Z =)(5.min .1Ⅰ

Ⅱset b MN rel Z K Z K +=0.8)6.139895.224(?+?=51.7258Ω 式中 II

rel K —可靠系数，一般取0.8

min .b K —最小分支系数，为相邻线路距离保护Ⅰ段保护范围末端短路时，流过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电流实际可能的最小比值。

2） 与相邻的变压器配合

()2466.166)4150.71958.9224(7.040min .11.=?+?=+=II II T b MN rel set Z K Z K Z Ω 式中 II rel K —可靠系数，考虑变压器阻抗误差较大，一般取0.7～0.75；

min .b K —变压器低压侧母线故障时，实际可能的最小分支系数。

3） 综上所述，Ⅱ1.set Z 应取两者中较小值即51.7258

Ω。 4） 灵敏度检验：

距离保护Ⅱ段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足

25.11552.224

7258

.5111.>===MN set sen

Z Z K Ⅱ 如果sen K 不满足要求，则距离保护1的Ⅱ段应改为与相邻线路的保护Ⅱ段相配合。 距离保护II 段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差t ?即

()

220.5x

t t t s =+?=

式中 ()

x t 2—与本保护配合的相邻元件保护段（x 为Ⅰ或Ⅱ段）最大的动作时间。

③距离保护第Ⅲ段的整定

1）按躲过正常运行时最小负荷阻抗整定

考虑到电动机自启动的情况下，保护Ⅲ段必须立即返回的要求，若采用全阻抗特性，则

整定为

min .1

.L re

ss rel set Z K K K Z

ⅢⅢ

= Ω=??==

2801.1613544

.03110

9.0max .min .min .L L L I U Z 故：Ω=??=

6014.772801.1611.15

5.183

.01.Ⅲ

set Z

若采用方向圆特性的阻抗继电器，由躲开的负荷阻抗换算成整定阻抗值，即

Ω=????==7634.987883.3170(cos 15.15.12801

.16183.0)(cos min .1

.）

－－ⅢⅢL set re ss L rel set K K Z K Z

?? 式中Ⅲ

rel K —可靠系数，一般取0.8~0.85，本次取0.83；

set ?—整定阻抗的阻抗角，本次取70°；

L ?—负荷阻抗的阻抗角，本次取。

?=7883.31)85.0(cos 1- 2) 按与相邻下级线路距离保护Ⅱ或Ⅲ段配合整定 与Ⅱ段配合

)2/(51min .15.T b MP rel set Z K Z K Z +=Ⅱ

Ⅱ=0.7Ω=?+?6276.26)2/0789

.44116( 注：此处没有助增或外汲分支的影响，因而min .b K 取1。 距离Ⅲ段整定为

)(5.min .11.II

III +=set b MN rel set Z K Z K Z Ⅲ=Ω=?+?9907.85)6276.269895.224(83.0 可靠系数II

rel K 的取法与Ⅱ段整定类似，分支系数min b K 应取各中情况下的最小值。

如果与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻下级线路距离保护III 段配合。（从灵敏度计算可知与Ⅱ段配合不满足要求，应与Ⅲ段配合。） 与Ⅲ段配合

Ω=??==

8600.113.5020

03110

9.0max .min .min .L L L I U Z 全阻抗圆特性：Ω=??==7848.548600.11315

.15.183.0min ..5

L re ss rel set Z K K K Z

ⅢⅢ

方向圆特性：Ω=????==65.42008699.3670(cos 15.15.113.8600

183.0)(cos min ..5

）

－－ⅢⅢ

L set re ss L rel set K K Z K Z

?? 式中L ?—负荷阻抗的阻抗角，本次取。

?= 6.869930)8.0(cos 1- (83.0)(5.min .11.?=+=III Ⅲ

Ⅲset b MN rel set Z K Z K Z 24+2.98954200).65?=182.2457

Ω 3）综上所述，Ⅲ

1.set Z 应取两者中较小值即98.7634

Ω。（采用方向圆特性） 4）灵敏度校验

距离保护的Ⅲ段，既作为本线路Ⅰ、Ⅱ段保护的近后备，又作为相邻下级设备保护的远后备，灵敏度应分别进行校验。 ①作为近后备

5.11151.424

7634.9811.)

1(>===MN set sen Z Z K Ⅲ

②作为远后备

线路MP 末端短路灵敏度校验

2.10416.116

4260.4247634.981max .11

.)2(<=?+=+=

MP b MN

set sen Z K Z Z K Ⅲ

不满足要求，因此不能作为线路MP 的远后备保护。解决办法是线路MP 增加近后备保护。 相邻变压器T4低压侧出口短路灵敏度校验

2.12904.04150

.714260.4247634.9841max .11

.)2(<=?+=+=

T b MN

set sen Z K Z Z K Ⅲ

不满足要求，变压器需增加近后备保护，整定计算略。 式中 max .b K ——分支系数最大值 动作时间

t t t x set ?+=Ⅲ1.

式中 x

t —与本保护配合的相邻元件保护段最大的动作时间；

t ?—一般取0.5S 。

补充:保护2的b K 计算

图5 分支系数计算图

1) 当T1低压侧短路时

G2和G3都投入运行

2)

//()()

2/()()(313121211131312121?+++++++=

T G T G S MN T G T G b x x x x x Z x x x x K

代入数据计算得=min .b K 11.6444，max .b K =13.7360。

G2投入运行G3停运

2)

()

2/()(2121112121?++++=

T G S MN T G b x x x Z x x K

代入数据计算得=min .b K 3.6035，max .b K =4.5447。 2) 当T2低压侧短路时（与T1一致，计算略） 3) 当T3低压侧短路时（此时G1和G2均投入运行）

2)

//()()

2/()()(212111111121211111?+++++++=

T G T G S MN T G T G b x x x x x Z x x x x K

代入数据计算得=min .b K 11.2071，max .b K =13.0894。

)(11min .1.2T b MP rel set Z K Z K Z +=Ⅱ

Ⅱ=0.7=?+?)1438

.236035.324(75.1790Ω 计算结果如下表：

注：保护6无需整定。

表4 距离保护整定结果

十、接地短路保护整定计算 以保护1为例 ① 零序电流Ⅰ保护

躲开下级线路出口处单相或两相接地短路时可能出现的最大零序电流3max .0I ，引入 可靠系数Ⅰrel K （一般取为1.2~1.3）

，即 max .01.03I K I rel set ?=Ⅰ

Ⅰ

G1、G2和G3均投入运行时M 母线上的零序电流计算

S MN T G T G T G M x Z x x x x x x Z 113131212111111//)2/))//()//(((++++=

代入数据得到=min .1M Z 0.1178、=max .1M Z 0.1489。

G1和G2投入运行时M 母线上的零序电流计算

S MN T G T G M x Z x x x x Z 11212111111//)2/))//(((+++=

代入数据得到=min .1M Z 0.1370（15.5791）、=m a x .1M Z 0.1812(23.9637)。 零序阻抗计算

)))//(//)//((2///(500400030200T MP T S MN T T M x x x x x x x Z ++=

代入数据得到=min .0M Z 0.0606（8.0092）、=ax .0m M Z 0.1038(13.7276)。 综上所述M Z 1>M Z 0,故两相接地短路零序电流大于单相接地短路零序电流。 3max .0M I =0298.60092

.825791.153

/11032301=?+?=+?

M M

Z Z E ?KA

3min .0M I =7054.37276

.1329637.233

/11032301=?+?=+?

M M

Z Z E ?KA

5271.02/2

/)//())//(//()

)//(//(3303020500400500400max .0max .0=++++?

=MN T T T MP T S T MP T S M Z x x x x x x x x x x I I KA

.292702/2

/)//())//(//()

)//(//(3303020500400500400min .0min .0=++++?

=MN T T T MP T S T MP T S M Z x x x x x x x x x x I I KA

max .01.03I K I rel set ?=Ⅰ

Ⅰ=1.2?0.5271=0.6325KA

② 零序电流Ⅱ段保护

ⅠⅡ

Ⅱ

5.0.01

.0set b

rel set I K K I

= MP S MN T G T G T G P x x Z x x x x x x Z 111313*********min .1//)2/))//()//(((+++++==0.2388 =max .1P Z 0.3022

50040003020min .0)//)//)//(2///((T MP T S MN T T P x x x x x x x Z ++==0.1646

max .0P Z =0.1723

5363.27684.2125813.313

/110323301max .0=?+?=+?=P P P Z Z E I ?KA

2273.27867

.2229660.393

/110323301min .0=?+?=+?

=P P P Z Z E I ?KA

0742.1)//)//(2///(335

00400030205

0max .0max 5.0=+++?

=T MP T S MN T T T P x x x x x x x x I I KA

7878.0)//)//(2///(335

00400030205

0min .0min 5.0=+++?

=T MP T S MN T T T P x x x x x x x x I I KA

2890.10742.12.13max 5.05.0=?=?=I K I rel set Ⅰ

ⅠKA

4406.112////2/)//(4

004

0003020max .0=?++=

T S T S MN T T b x x x x x x x K

1239.02890.14406

.111.15

.0.01

.0=?==ⅠⅡⅡset b rel set I K K I

KA 灵敏度校验：按被保护线路末端短路时，流过保护的最小三倍零序电流校验

3624.21239.02927

.031

.0min .0===

Ⅱset sen I I K >1.5,满足要求。 ③ 零序电流Ⅲ段保护

此段保护一般是起后备保护作用。III 段保护通常是作为零序电流保护II 段保护的补充作用。对后备保护的要求是在相邻下一级线路末端达到规定的灵敏系数。零序电流保护III 段保护按躲开下级线路出口处三相短路时所出现的最大不平衡电流整定：

max .1.0unb rel set I K I Ⅲ

Ⅲ=

式中max .max .k st er np unb I K K K I =

np K —非周期分量系数，取1.5； er K —电流互感器10%误差系数，取0.1；

st K —同型系数，在两侧电流互感器同型号时取0.5，不同型号时取1。 b S

MN T G T G T G k K x x x x x x x x E I /)//2/))//()//(((11313121211111max .++++=

?

=

.921304260.4/15.5744

3

/110=KA

max .max .k st er np unb I K K K I ==1.5.921305.01.0???=0.0691KA

max .1.0unb rel set I K I ⅢⅢ==1.1?0.0341=0.0760KA

灵敏度校验： 近后备

按被保护线路末端短路时，流过保护的最小三倍零序电流校验

8513.30760.02927

.031

.0min .0===

Ⅲ

set sen I I K >1.5，满足要求。

远后备

按相邻线路末端短路时，流过保护的最小三倍零序电流校验

1702.62////2/)//(4004

0003020min .0=?++=

T S T S MN T T b x x x x x x x K

1277.01702

.67878

.033min .0min 5.0min .0

==='b K I I KA

6803.10760.01277.031

.0min .0

=='=

Ⅲ

set sen I I K >1.2，满足要求。 表5 零序电流保护整定表

十一、整定结果评价

从上述距离保护与零序电流保护结果可知：110KV 网络由于运行方式变化较大，电流保护受到灵敏度的限制，因而采用距离保护。距离保护利用电压电流同时变化的特征，具有较好的灵敏度和较大的保护范围。在距离保护的远后备校验中，灵敏度不满足要求，因而要在相应设备或线路上加装近后备保护。零序电流保护整定值小，灵敏度高，动作时限较短且不受系统非正常运行状态的影响如系统振荡、过负荷等，因而对接地故障具有较好的保护。综上所述，距离保护与零序电流保护的整定基本负荷继电保护选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。 十二、心得体会

本次课程设计的内容是110KV 电网继电保护配置与整定计算的部分设计，在这次设计中，我对系统的运行方式、变压器的运行方式及中性点接地方式的选择，以及短路点的选取方法、阻抗计算与短路电流计算、零序电流计算等有了更深入的认识，对继电保护的“四性”有了更深刻的理解；另外在这次课程设计中，初步培养了自己独立思考、学习以及解决问题的能力，为未来的学习和工作打下了坚实的基础。

十三、参考文献

1 张保会，尹项根.电力系统继电保护.北京：中国电力出版社，2005

2 姚春球.发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社，2004

3 李光琦.电力系统暂态分析. 北京：中国电力出版社，2007

继电保护课程设计(完整版)

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

110KV线路继电保护课程设计15431汇编

第1章绪论 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。因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。 随着计算机硬件的迅速发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护。 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号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。 这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。 1.1 继电保护 电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的各种短路。发生短路时可能会产生以下后果： 1、电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。 2、故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。 3、电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。 4、破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。 因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性，一旦发生故障，必须迅速而有选择性的切除故障，且切除故障的时间常常要求在很短的时间内（十分之几或百分之几秒）。实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要求，而这种装置在目前使用的大多数是由单个继电器或继电器及其附属设备的组合构成的，因此称为继电保护装置，它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状

继电保护课程设计

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

电力系统继电保护课程设计

课程设计报告 课程名称电力系统继电保护 设计题目110kV线路距离保护的设计 设计时间2016-2017学年第一学期 专业年级电气134班 姓名王学成 学号 2013011983 提交时间 2016年12月19日 成绩 指导教师何自立许景辉 水利与建筑工程学院

第1章、概述 (2) 1.1距离保护配置 (2) 1.1.1主保护配置 (2) 1.1.2后备保护配置 (3) 1．2零序保护配置 (4) 1.2.1零序电流I段（速断）保护 (4) 1.2.2零序电流II段保护 (5) 第2章、系统分析 (5) 2.1故障分析 (5) 2.1.1故障引起原因 (5) 2.1.2故障状态及其危害 (5) 2.1.3 短路简介及类别 (6) 2.2输电线路保护主要形式 (7) （1）电流保护 (7) （2）低电压保护 (7) （3）距离保护 (7) （4）差动保护 (7) 2.3对该系统的具体分析 (8) 2.3.1对距离保护的分析 (8) 2.3.2对零序保护的分析 (8) 2.4整定计算 (8) 2.4.1距离保护的整定计算 (8) 2.4.2零序保护的整定计算 (14) 2.4.3结论 (20) 2.5原理图及动作分析 (20) 2.5.1原理图 (20) 2.5.2动作分析 (22) 第3章、总结 (22)

摘要 距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置，又称阻抗保护。当系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流为负载电流，而发生短路故障时，其电压降低、电流增大。因此，电压和电流的比值，在正常状态下和故障状态下是有很大变化的。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映了保护安装处到短路点的距离。所以可按照距离的远近来确定保护装置的动作时间，这样就能有选择地切除故障。 本设计为输电线路的距离保护，简述了输电线路距离保护的原理具体整定方法和有关注意细节，对输电网络距离保护做了详细的描述，同时介绍了距离保护的接线方式及阻抗继电器的分类，分析了系统振荡系统时各发电机电势间的相角差随时间周期性变化和短路过渡电阻影响。最后通过MATLAB建模仿真分析本设计的合理性，及是否满足要求。 关键词：距离保护；整定计算；

继电保护及课程设计_第二次作业

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

继电保护课程设计

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。

电力系统继电保护课程设计

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。

1 所做设计要求 电网接线图 × × × ×cosφ=0.85X〃＝0.129 X〃＝0.132 cosφ=0.85cosφ=0.8cosφ=0.8cosφ=0.8 图示110kV 单电源环形网络：（将AB 线路长度改为45km,CD 长度改为20km ） （1)所有变压器和母线装有纵联差动保护，变压器均为Ｙn ，d11接线； （2）发电厂的最大发电容量为（2×25+50）ＭＷ，最小发电容量为2×25ＭＷ； （3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行； （4）允许的最大故障切除时间为； （5)线路AC 、BC 、AB 、CD 的最大负荷电流分别为250、150、230和140Ａ，负荷自起动系数5.1 ss K ；

继电保护课程设计

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)

电力系统继电保护原理课程设计

电力系统继电保护原理课程设计 姓名：邓义茂 班级：电气1班 学号： 201028009 2013年12月

《电力系统继电保护原理课程设计》 任务书 一、课程设计的目的 课程设计是本课程的重要实践环节，安排在理论教学结束后进行。搞好课程设计，对巩固所学知识，提高实际工作能力具有重要作用。经过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、整定计算、设备选型、资料整理查询和电气绘图等使用方法，安排在理论教学结束后进行。搞好课程设计，对巩固所学知识，提高实际工作能力具有重要作用。通过本课程设计，使学生掌握新型继电保护设计的内容，步骤和方法，提高学生编写技术文件的技能，锻炼学生独立思考，运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。 二、原始资料 某企业供电系统如图所示： 图1.1 某企业供电系统图 三、设计要求 1)AB段设三段式保护（速断、限时速断、过流），BC段设两段式保护（速断、 过流），CD段设过流保护； 2)计算出各保护的整定值，校验其保护范围和灵敏度系数是否符合要求，并完 成主要电气设备的型号选择。 3)画出A段和B段的保护接线原理图和展开图。 四、原始参数 1)速断可靠系数取1.2 2)限时速断可靠系数取1.1 3)过流可靠系数取1.2 4)接线系数取1 5)返回系数取0.85 6)自起动系数取1

7)线路均阻抗Km = z/ 4.0Ω 课程设计时间分为二周，合计共10个工作日，时间分配可参考如下； 参考文献： 〈1〉《电力系统继电保护和自动装置设计规范》GB50062—922； 〈2〉《电力工程设计手册》二册； 〈3〉《电力系统继电保护原理及新技术》第二版，李佑光主编，科学出版社； 〈4〉《电力系统分析》，于永源,杨绮雯，北京：中国电力出版社，2007 〈5〉《供变电工程》第二版，翁双安，北京：机械工业出版社,2012 五、设计效果评价与考核 设计成绩按学生在课程设计中的表现，对知识的掌握程度，分析问题和解决问题的能力及创新能力，完成任务的质量，课程设计成果及设计等综合评定，共分五级评定。设计成绩综合后按优秀(90- 100分)，良好(80-90分)，中等(70一79)，及格(60～69分)，不及格(60分以下)五级计分制评定。 六、备注 最终成绩按照平时表现和设计说明书为主要参考依据，最后总评以优、良、中、及格、不及格记。若发现有抄袭，取消参加考核的资格，成绩以零分记录。

继电保护及课程设计-第一次作业

继电保护及课程设计 四、主观题(共26道小题) 32.继电保护的选择性是指继电保护动作时,只能把故障元件从系统中切除无故障部分继续运行。 33.电力系统切除故障的时间包括时间和的时间。 参考答案：电力系统切除故障的时间包括继电保护动作时间和断路器跳闸的时间。 34.继电保护装置一般是由、和组成。 参考答案： 继电保护装置一般是由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件组成。 35. 电流速断保护的动作电流按大于本线路末端整定，其灵敏性通常 用表示。 参考答案： 电流速断保护的动作电流按大于本线路末端最大短路电流整定，其灵敏性通常用保护范围的大小表示。 36.中性点直接接地电网发生接地短路时，零序电流的大小和分布主要取决于变压器接地中性点 的和。 参考答案：中性点直接接地电网发生接地短路时，零序电流的大小和分布主要取决于变压器接地中性点 的数目和分布。 37.中性点不接地电网发生单相接地后，可继续运行，故保护一般作用 于。 参考答案：中性点不接地电网发生单相接地后，可继续运行一段时间，故保护一般作用于发信号。 38.距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定 的一种保护。 参考答案：距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护。 39. I、II、III段阻抗元件中，段元件可不考虑受振荡的影响，其原因 是。 参考答案：I、II、III段阻抗元件中， III 段元件可不考虑受振荡的影响，其原因是靠时间整定躲过振荡周期。 40.纵联保护的通道主要有以下几种类 型、、和。参考答案： 纵联保护的通道主要有以下几种类型电力线载波、微波、光纤和导引线。 41.高频保护通道传送的信号按其作用不同，可分为信号、信号、

继电保护课程设计完整版

课程设计任务书 110KV 单电源环形网络相间短路电流保护的设计 110KV 单电源环形网络接地短路电流保护的设计 一、已知条件 1．网络接线图 图1.1 b=20 c=30 d=40 e=40 2．网络中各线路均采用带方向或不带方向的电流电压保护，所有变压器均 采用纵差动作为主保护，变压器采用11/-?Y 接线。 3．发电厂最大发电容量为360MW ?，最小发电容量为260MW ?。 4．网络正常运行方式为发电厂容量最大且闭环运行。 360cos 0.850.129d MW x φ?=''= 26010.5% K MVA U ?= % 5.1060=K U MVA 231.510.5% K MVA U ?= 10.5% MVA = 31.510.5% K MVA U = 8DL 7DL 6DL 5DL A D B 1.5S 1.5S e KM d KM Pmax=20MV A Cos Φ=0.8 Pmax=30MV A Cos Φ=0.8 Pmax=28MV A Cos Φ=0.8

5．允许最大故障切除时间为0.9S . 6．110千伏断路器均采用1102-DW 型断路器，它的跳闸时间为0.05S ，Ⅱ 段保护动作时间0.4 S 。 7．线路AB 、BC 、AD 和CD 的最大负荷电流请自行计算，负荷自启动系数为 1.5。 8．各变电所引出线上后备保护的动作时间如图所示，S t 5.0=?。 9．线路的正序电抗均为KM /4.0Ω。 10． 主保护灵敏系数的规定：线路长度200公里以上不小于1.3，线路长 度50~200公里不小于1.4，50公里以下不小于1.5。 11． 后备保护灵敏系数的规定：近后备保护不小于1.3；远后备保护不小 于1.2。 二、设计任务 1．确定保护1、3、5、7的保护方式（三段式）、各段保护整定值及灵敏度。 2．绘制保护1的接线图（包括原理图和展开图）。 3．撰写说明书，包括短路计算过程（公式及计算举例）、结果和保护方式的 选择及整定计算结果（说明计算方法）。 三、设计要点 1．短路电流及残压计算，考虑以下几点 1.1 运行方式的考虑 1.2 最大负荷电流的计算 1.3 短路类型的考虑 1.4 曲线绘制 2．保护方式的选择和整定计算 1.1 保护的确定应从线路末端开始设计。 1.2 优先选择最简单的保护（三段式电流保护），以提高保护的可靠性。当 不能同时满足选择性、灵敏性和速动性时，可采用较为复杂的方式，比如采用电流电压连锁保护或方向保护等。 1.3 将最终整定结果和灵敏度校验结果列成表格。 四 说明：

继电保护电流保护课程设计

1.设计原始资料 1.1 题目 如下图所示网络，系统参数为： ； ，，85.0,5.1150,200,300, 15.1,2.1,km 20km 30,km 50, km 40,km 5.59,10,15,k 3/ 115max max max 313 1=============Ω=Ω==------re ss E D D C C B III rel II rei I rel E D D C C B G G K K A I A I A I K K K L L L L L X X V E ? 线路阻抗km /4.0Ω。 G1 G3 A B C D E 1 234 5 8 9 L1 L3 试对线路进行三段电流保护的设计。（说明：可让不同的学生做123456789处一至二处保护设计） 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。 2.分析课题内容 2.1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。 在本题中涉及的是三段过流保护。其中， I 段、II 段可方向闭锁，保证了保护的选择性。 各段电流及时间定值可独立整定，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相启动方式。 2.2本设计保护配置

1 2.2.1 主保护 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、I I 段限时电流速断保护为主保护。 2.2.2 后备保护 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时近后备保护，也作为过负荷是的保护，一般采用过电流保护。 而在本设计中，III 段定时限过电流保护为后备保护。 3.短路电流的计算 3.1等效电路的建立 G1 G2 1 G X 3 G X 1 L Z 3 L Z BC Z CD Z DE Z 等效电路图 3.2短路点的选取 当供电网络中任意点发生三相或两相短路时，流过短路点与电源线路中的短路电流可近似计算式为 ;K S K Z Z E K I +=?? 其中，?E —系统等效电源的相电动势； K Z —短路点至保护安装处之间的阻抗； S Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； ?K —短路类型系数，三相短路取1，两相短路取 2 3；

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继电保护原理课程设计报告 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 max C.-B =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =，SS 1.5K =，re 0.85K = 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 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护

河南理工继电保护课程设计报告书

理工大学电气工程及其自动化专业 《继电保护课程设计》报告（2016 ——2017 学年第二学期） 姓名： 专业班级：电气本1603 学号： 理工大学电力系

课程设计任务：根据以上资料，对本变电站进行保护配置与整定计算。1课程设计的目的 （1）加深课堂理论的学习和理解； （2）得到一定的工程实践锻炼； （3）获得将基础理论知识与具体工程实例相结合，从而解决实际问题的能力。 2保护配置分析 2.1变压器保护配置分析 电力变压器是电力系统量使用的重要电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，它的安全运行是电力系统稳定运行的必要条件。由于量的电力变压器是十分昂贵的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度来考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。 变压器的部故障可以分为油箱和油箱外故障两种。油箱故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧毁等。对于变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为油箱部发生故障所产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起爆炸，因此这些故障应该尽快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。上述接地短路均是对中性点直接接地的电力网的一侧而言。 变压器的不正常工作状态主要有：由于变压器外部相间短路引起

的过电流，外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷产国额定容量引起的过负荷，以及由于漏油等原因而引起的油面降低。 此外，对于大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当接近于铁芯的饱和磁通密度，因此在过电压或者低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。 对于上述故障和异常工作状态及容量等级和重要程度，根据《规程》的规定，变压器应装设相应保护装置。 2.1.1变压器保护配置原则 （1）电压在 10kV 以上、容量在 10MVA 及以上的变压器，采用纵差保护。对于电压为 10kV 的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。 （2）纵联差动保护应满足下列要求：a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；b.在变压器过励磁时不应误动作；c.在电流回路断线时应发出断线信号，电流回路断线允许差动保护动作跳闸；d.在正常情况下，纵联差动保护的保护围应包括变压器套管和引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。在设备检修等特殊情况下，允许差动保护短时利用变压器套管电流互感器，此时套管和引线故障由后备保护动作切除。 （3）对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用过电流保护、复合电压（负序电压和线间电压）启动的过电流保护或复合电流保护（负序电流和单相式电压启动的过电流保护）。

继电保护课程设计报告

‘ 南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题目某110kV电网继电保护配置 与整定计算的部分设计 课程名称电力系统继电保护Ａ 院（系、部、中心）电力工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名 学号 设计地点工程实践中心9-322 指导教师

设计起止时间：2011年12月5日至2011年12月16日

目录 1 课程设计任务及实施计划错误!未定义书签。 已知条件错误!未定义书签。 参数选择与具体任务错误!未定义书签。 保护配置及整定计算任务分析错误!未定义书签。 实施计划错误!未定义书签。 2 零序短路电流计算 (4) 各元件电抗标幺值计算错误!未定义书签。 各序阻抗化简错误!未定义书签。 各序等值电抗计算错误!未定义书签。 零序电流计算错误!未定义书签。 互感器的选择错误!未定义书签。 3继电保护整定计算 (9) 距离保护错误!未定义书签。 零序电流保护错误!未定义书签。 RCS941线路保护装置的整定错误!未定义书签。 4 结论错误!未定义书签。 参考文献错误!未定义书签。

1 课程设计任务及实施计划 已知条件 本次所接受的课程设计的任务为选题一，接线简图如图所示。图中BC 线路为开环运行，本人整定AB 线路的A 侧保护。已知参数如下： 发电厂 B G G 图 110kV 系统接线简图 线路AB 、BC 、CA 、BS 的负荷的自起动系数5.1=ss K ； 发电厂各发电机组的次暂态电抗均为'' d X =（按自身额定容量的标么值）；功率因数为 均为。最大发电容量为3台同时投运，最小发电容量为投入最小容量的一台发电机。 变电所引出线上后备保护动作时间如图，后备保护时限级差△t ＝； 线路的正序电抗每公里均为Ω/KM ；零序阻抗为Ω/KM ；发电机，变压器参数按照图示额定值计算；变压器零序阻抗是正序阻抗的80%。 电压互感器的变比1.0/110=TV n kV ，线路电流互感器变比可根据线路额定电流选择。 系统最大及最小的正序、零序等值阻抗都已折算到100MVA 标准容量下，变压器的短路电压百分比按本变压器额定容量给出，两台主变的变电所，正常运行时只投入一台，高峰负荷时才投入两台。具体参数见任务安排表。 参数选择与具体任务 对应《继保081课程设计任务具体参数安排》，本次设计所涉及的具体参数如表所示。

继电保护课程设计论文

继电保护课程设计（论 文） 题目 110KV电网线路保护设计 学院名称电气工程学院 指导教师 职称教授 班级电力1201班 学号 学生姓名 2016年 1 月 21 日 摘要 (3) 1. 继电保护设计任务和要求 (4)

1.1 继电保护装置及其任务 (4) 1.2 对继电保护的基本要求 (4) 2.设计资料分析与参数计算 (5) 2.1基准值选择 (5) 2.2电网各元件等值电抗计算 (5) 3.短路电流计算 (7) 3.1流经保护2的短路计算 (7) 3.2流经保护3的短路计算 (12) 3.3流经保护5的短路计算 (16) 4.电流保护整定计算 (21) 4.1保护1的电流保护整定 (21) 5.电网线路继电保护整定计算 (22) 5.1距离保护的整定计算 (22) 5.1.1保护6的距离保护整定计算 (23) 5.1.2保护2的距离保护整定计算 (26) 5.1.3保护3的距离保护整定计算 (28) 5.1.4保护5的距离保护整定计算 (30) 6.继电保护零序电流保护的整定计算和校验 (33) 6.1整定结果 (33) 7.输电线路的自动重合闸装置 (34) 7.1自动重合闸概述 (34) 7.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸装置 (35)

7.3双侧电源线路的自动重合闸 (35) 7.4自动重合闸与继电保护的配合 (35) 8.综合评价 (36) 8.1对电流保护的综合评价 (36) 8.2对零序电流保护的评价 (36) 8.3对距离保护的综合评价 (36) 9.结束语 (37) 参考文献 (38) 摘要: 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，也使得继电保护得以飞速的发展。继电保护装置必须具备继电保护的“四性”要求，即安全性，可靠性，迅速性，灵敏性。继电保护能够在系统运行过程中发生故障和出现不正常现象时，迅速有选择性

继电保护课程设计对变压器进行主保护和后备保护

电力系统继电保护课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 2009 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 7日

1 设计原始资料 1.1 具体题目 一台双绕组降压变压器的容量为20MVA，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Yd11接线；采用BCH-2型继电器。求差动保护的动作电流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为8920(1+50%)=13380A；35kV侧电流互感器变比为600/5，66kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取错误！未找到引用源。。试对变压器进行相关保护的设计。 1.2 要完成的内容 对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。 2 分析要设计的课题内容 2.1 本设计的保护配置 2.1.1 主保护配置 为了满足电力系统稳定性方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护构成双重化快速保护。 (1) 瓦斯保护 变电所的主变压器和动力变压器，都是用变压器油作为绝缘和散热的。当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，故障点附近的绝缘物和变压器油分解而产生气体，同时由于气体的上升和压力的增大会引起油流的变化。利用这个特点构成的保护，叫做瓦斯保护。瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成，瓦斯继电器装在变压器油箱和油枕的连接管上。瓦斯继电器的上触点为轻瓦斯保护，由上开口杯控制，整定值为当瓦斯继电器内上部积聚250~300cm3气体时动作，动作后发信号。 (2) 纵差动保护 电流纵差动保护不但能区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的优点。本设计中变压器主保护主要选电流纵差动保护，差动保护是变压器内部、套管及引出线上发生相间短路的主保护，同时也可以保护单相层间短路和接地短路，不需与其他保护配合，可无延时的切断内部短路，动作于变压器高低压两侧断路器跳闸。为了保证动作的选择性，差动保护动作电流应躲开外部短路电流时的最大不平衡电流。

电力系统继电保护课程设计---变压器的保护设计

电力系统继电保护课程设计 题目：变压器的保护设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩

1设计原始资料： 1.1具体题目 一台双绕组降压变压器的容量为15MV A，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11接线；采用BCH-2型继电器。求差动保护的动作电流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为9420A；35kV侧电流互感器变比为600/5，35kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数错误！未找到引用源。。 试对变压器进行相关保护的设计。 1.2要完成的内容 对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。 2分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 2.1设计规程 根据设计技术规范的规定，针对变压器的各种故障、不正常工作状态和变压器容量，应装设相应的保护装置。 （1）对800kV A以上的油浸式变压器：应装设瓦斯保护作为变压器内部故障的保护。发生轻瓦斯、油面异常降低时发信号，发生重瓦斯时使各侧断路器瞬时跳闸。 （2）对于变压器的引出线、套管和内部故障： ①并联运行、容量为6300kVA及以上，单台运行、容量为10000kVA及以上的变压器，应装设纵差动保护。 ②并联运行、容量为6300kV A以下，单台运行、容量为10000以下的变压器，应装设电流速断保护。2000kV A及以上的变压器，如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求，应装设纵差动保护。 （3）对于由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设过电流保护。如果灵敏度不能满足要求，可以装设低电压启动的过电流保护。 （4）对于一向接地故障，应装设零序电流保护。 （5）对于400kV A及以上的变压器，应根据其过负荷的能力，装设过负荷保护。 （6）对于过热，应装设温度信号保护。

继电保护课程设计(完整版)

. .. 继电保护原理课程设计报告 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：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 max C.-B =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =，SS 1.5K =，re 0.85K = 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 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护