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、
信号三类。
参考答案：高频保护通道传送的信号按其作用不同，可分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号三类。
42.变压器故障的主要类型有：各相绕组之间发生的，单相绕组部分线匝之间发生
的，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
参考答案：变压器故障的主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路，单相绕组部分线匝之间发生的匝间短路，单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障等。
43.变压器轻瓦斯保护动作于，重瓦斯保护动作于。
参考答案：
变压器轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳闸。
44.变压器短路故障的后备保护，主要是作为及的后备保护。
参考答案：变压器短路故障的后备保护，主要是作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护。
45.名词解释：继电保护装置
参考答案：继电保护装置——是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
46.名词解释：可靠性
参考答案：可靠性——是指保护装置该动作时不拒动，不该动作时不误动。
47.名词解释：继电特性
参考答案：继电特性——无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，不可能停留在某一个中间位置，这种特性称之为“继电特性”。
48.名词解释：精确工作电流
参考答案：精确工作电流——是指当?J = ?sen，对应于Z dz = 0.9Z ZD时，通入继电器的电流。
49.继电保护的基本任务是什么？
参考答案：
继电保护的基本任务是：(1)自动、快速、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行；
(2)反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件而动作于发出信号或跳闸。
50.三段式电流保护是如何实现选择性的？为什么电流III段的动作最灵敏？
参考答案：
电流I段是靠电流动作值来实现动作选择性的，因为动作电流大于本线路末端短路时可能通过保护的最大短路电流，保证了区外短路时不会误动。
电流II段是通过动作电流和动作时限共同实现选择性的，因为II段的动作电流大于相邻线路电流I段的动作电流，因此相邻线路I段以外的范围短路，保护不会误动，而I段范围内的短路，则因为其动作时限大于相邻线路I段的动作时限而不会误动。
电流III段是通过动作电流和动作时限实现选择性的，因为III段的动作值满足灵敏度逐级配合关系，且动
作时限是按阶梯原则整定的，则距离电源最远的保护动作时限最短，然后逐级增加一个时限级差△t。
由于电流III段的动作电流是按躲过最大负荷电流整定的，因此动作值最小，从而动作最灵敏。
51.在如图所示的双侧电源网络中，拟定在各断路器上装设方向性过电流保护。已知时限级差为0.5s，试确定过电流保护1-8的动作时限。
参考答案：
52.反映相间短路的阶段式距离保护与阶段式电流保护相比，有哪些优点？
参考答案：
突出的优点是灵敏性好。距离I段可保护被保护线路全长的80%～85％，且保护范围不随运行方式变化；距离Ⅱ段的保护范围也较电流Ⅱ段大，且保护范围基本上不随运行方式变化；距离Ⅲ段也因阻抗继电器同时反应电流增大和电压降低而比电流Ⅲ段灵敏。
53.简述高频闭锁式保护的基本原理。
参考答案：
高频闭锁式保护的基本原理为：保护区外故障，接受反方向功率的那一侧发高频信号，保护收到高频信号不动作；被保护线路故障，两侧高频保护均接收正方向功率。因此，两侧均不发信，保护可靠地动作，这种保护的高频信号起的是闭锁作用。
54.继电保护与重合闸有哪几种配合方式？各有何特点？
参考答案：
继电保护和重合闸有两种配合方式：重合闸前加速和重合闸后加速。采用前加速有以下优点
（1）能够快速切除瞬时性故障；（2）可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高了重合闸的成功率；（3）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6－0.7倍额定电压及以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；（4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单，经济。前加速的缺点是：断路器的工作条件恶劣，动作次数较多；重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；另，如果重合闸装置或断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。后加速的优点是：（1）第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正；（3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般来说是有利而无害的。后加速的缺点是：每个断路器上都需要加装一套重合闸，与前加速相比，略为复杂；第一次切除故障可能带有延时。
55.变压器纵差动保护中，不平衡电流产生的原因是什么？
参考答案：
不平衡电流产生的原因是：
（1）变压器两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致；
（2）变压器带负荷调节分接头；
（3）电流互感器有传变误差；
（4）变压器的励磁电流。
56.简述计算机继电保护的基本原理？
参考答案：
（1）当电力系统正常运行时，计算机建立与运行人员之间的联系，可作整定值修改、时钟校正、打印整定值或显示当前的运行量。
（2）当电力系统出现短路故障时，计算机立即中断当前的工作，转入执行事故分析处理程序。由模拟量的转换通道完成对电流、电压模拟量故障信号的变换，再经采样和A/D变换器变成数字量信号送入计算机。计算机按预定的分析处理程序进行保护的运算，运算结果与整定值比较，判断是否发生了短路故障。为了保证保护动作的正确性，还需要把断路器位置及其它辅助开关的状态由开关量输入通道送入计算机。最后由开关量输出通道送出断路器事故跳闸的命令。
57.
参考答案：
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
答：系统最大（小）运行方式——在同一地点发生相同类型短路时，流过保护装置的短路电流最大（小），对保护装置而言称为系统最大（小）运行方式。
62.名词解释：相继动作
答：相继动作——是指只有在另一端保护动作的前提下，本端保护才能动作的现象。
63.名词解释：励磁涌流
答：励磁涌流——是指当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，相应侧可能出现的很大的励磁电流。
64.继电保护的基本原理有哪几种？
答：基本原理有利用故障前、后电气量的显著变化如I、U；同时反应电压与电流之间的数值变化如Z = U/I或相位变化φ= arg ù/ì；被保护设备两边电流相位（或功率方向）或大小的变化；故障时才出现的某些对称分量电流、电压或功率；非电气量变化如温度、气体等以及电气量波形和时域、频域分析上的特点等。
65.何谓主保护和后备保护？什么叫近后备和远后备，有何区别？什么情况下采用断路器失灵保护？
答：
主保护是指在设备的被保护范围内任何地点发生故障时，都能以最短时限动作于跳闸的保护。后备保护是指由于某种原因使故障设备保护装置或断路器拒动时由故障设备的另一套保护或相邻设备的保护动作。
近后备是指某一设备同时装设两套保护，当该设备故障时，一套保护万一不工作，由另一套保护动作于跳闸。
远后备是指故障设备保护或断路器拒动时，由相邻的上一级保护动作于跳闸来实现后备作用。相比较之下，近后备是同属一地故障设备的另一套设备来动作，此时要求断路器不能拒动。
当采用近后备时，若断路器拒动，则必须通过装在断路器上的失灵保护，切除该线路连接母线上的所有电源线路。
66.为什么说“四性”有时它们是互相矛盾的？又如何求得统一？
答：对继电保护的基本要求是具有“四性”，即选择性、可靠性、灵敏性、速动性。它们之间相互紧密联系，但有时又互相矛盾，如为保证选择性，有时本线路保护要和相邻线路保护在时间上配合，即不能采用同一时限，这样保护动作会带延时，不能满足速动性的要求。又如为保证速动性，保护有时不能保护线路全长，即不能满足灵敏性的要求，为此需要采用较复杂的保护测量，则又降低了可靠性。再如为保证灵敏性，有时允许保护非选择性动作，再由自动重合闸装置来纠正，显然降低了选择性要求。因此，须从电力系统实际情况出发，分清主次，参照部颁《继电保护和安全自动装置技术规程》要求，进行优化，求得统一。
67.在整定电流保护第III段时，为什么必须考虑返回系数？在整定第I、II段时是否需要考虑？为什么？
答：过电流保护（III段）在整定动作电流时，不仅应大于该线路可能出现的最大负荷电流，同时还应考虑在外部短路切除后，保护装置应能可靠返回，即外部故障时，该保护在短路电流下起动，但在延时未到时，故障已被故障线路保护切除，此时，即使在电动机自起动电流下（大于负荷电流），也应可靠返回（不会动作跳闸），因此，III段过电流保护要考虑返回系数。返回电流I h=k k*I dz值越高，越能够可靠返回。
根据I、II段的整定原则可知，它们的定植较高。在外部故障时，I段根本就不起动，II
段即使起动，在外部故障切除后，电动机自起动电流下，也会因其较高的定值而可靠返回，所以I、II段的整定不需要考虑返回系数。
68.试确定下图所示的网络中电流保护7的最大、最小运行方式。
答：电流保护7的最大运行方式：电源处于最大运行方式（即系统阻抗为Zs.min），且线路L3停运，其它线路全部运行；
电流保护7的最小运行方式：电源处于最小运行方式（即系统阻抗为Zs.max），且线路L1或L2停运，其它线路全部运行。
69.何谓大接地电流电网？何谓小接地电流电网？
答：变压器中性点直接接地的电网称为大接地电流电网；中性点非直接接地的电网称为小接地电流电网。
70.中性点非直接接地系统绝缘监视装置的作用是什么？是如何实现的？
答：绝缘监视装置的作用是监视该装置所在电网是否发生了接地故障。通过发电厂或变电所母线上的三相五柱式电压互感器二次开口三角形侧所接的过电压继电器，来反应接地故障时出现的零序电压，并动作于信号。
71.什么是阻抗继电器？
答：阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定值进行比较，以确定保护是否应该动作。
72.阻抗继电器接线方式应满足的基本要求？
答：（1）继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离；
（2）继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是保护范围不随故障类型而变化。
73.为什么偏移特性阻抗继电器不能作为距离保护I段的测量元件？
答：偏移特性阻抗继电器为消除死区，通常取偏移度а=10%～20%，若а选择过大，就会造成反相保护区太长，使保护之间不易配合。保护范围一般不超过反方向距离I段的保护范围，且动作时间必须大于反相距离I段的动作时间。因此，不能作为距离I段的测量元件。74.试说出下图所示的具有方向特性的四边形阻抗继电器动作特性图中四条边AB、BC、CD、DA及倾斜角а所代表的含义和作用。试分析四边形阻抗动作判据各块区的作用。
答：
线段AB是电抗线，决定了阻抗继电器正方向的电抗（X）值；线段AD是电阻线，Rs的定值决定了反应阻抗继电器克服过渡电阻的能力和躲负荷的能力；线段BC和线段CD共同决定了
阻抗继电器的方向区；X定值随过渡电阻增大加而降低的下斜线（倾斜角а）是为了克服由过渡电阻的影响造成保护的超越。
第I象限区：正方向动作区，X、R均为正，电抗线和电阻线共同确定了阻抗继电器是在该区域内的动作范围。
第II象限区：是为了克服正方向发生金属性故障，由于电流、电压互感器误差使阻抗计算的电阻不为零而为负值造成保护拒动。
第IV象限区：X为负，R为正，是为了克服出口经过渡电阻短路，由于电流、电压互感器误差使阻抗计算的电抗不为零而为负值造成保护拒动。
75.有一方向阻抗继电器，其整定阻抗为ZZD=7.5∠60°Ω，若测量阻抗为ZJ=7.2∠30°Ω，试问该继电器能否动作？为什么？
解：
76.何谓高频保护?在我国广泛应用的高频保护有哪几种?
答：
采用高频(一般为50～300kHz)电流信号，以输电线路本身为通道构成的保护，称为高频保护。广泛采用的有高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护、高频闭锁零序电流保护和电流相位差动高频保护。
77.输电线路及牵引网为什么要装设自动重合闸装置？
答：
运行经验表明，在电力系统中发生的故障很多都属于暂时性的，如雷击过电压引起的绝缘子表面闪烁、大风时的短时碰线、通过鸟类身体的放电、风筝绳索或树枝落在导线上引起的短路等。对于这些故障，当被继电保护迅速断开电源后，电弧即可熄灭，故障点的绝缘可恢复，故障随即自行消除。这时，若重新合上短路器，往往能恢复供电，因而减小停电时间，提高供电的可靠性。当然，重新合上断路器的工作可由运行人员手动操作进行，但手动操作时，停电时间太长，用户电动机多数可能停转，重新合闸取得的效果并不显著。为此，在电力系统中，通常用自动重合闸装置代替运行人员的手动合闸。
78.对自动重合闸有哪些基本要求？
答：
对自动重合闸基本要求：
（1）动作迅速
（2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定，如一次或两次。
（3）动作后应能自动复归，准备好再次动作。
（4）手动跳闸时不应重合（手动操作或遥控操作）。
（5）手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）。
79.单相自动重合闸有什么特点？
答：
（1）需要装设故障判别元件和故障选相元件。
（2）应考虑潜供电流的影响。
（3）应考虑非全相运行状态的各种影响。
80.什么是瓦斯保护？有何作用？
答：
利用变压器油箱内部故障时产生气体来实现的保护，称为瓦斯保护。
它的作用是反应油箱内部故障及油面降低。其中轻瓦斯保护作用于信号，重瓦斯保护作用于跳闸。
81.励磁涌流是怎么产生的？与哪些因素有关？单相变压器的励磁涌流有什么特点？
答：变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器电压从零或很小的数值上升到运行电压，该过程中，由于铁心磁通不能突变，当铁心中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时，其总磁通量远远超过铁心的饱和磁通量，因此产生较大的涌流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。
励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器容量的大小和铁心性质等都有关系。单相变压器励磁涌流的特点：含有很大成分的非周期分量，偏于时间轴的一侧；含有大量的高次谐波，而以二次谐波为主；波形之间出现间断。
82.变压器的瓦斯保护和纵差动保护能否相互代替？为什么？
答：不能。因为瓦斯保护只能反应油箱内部的故障，不能反应油箱外部的故障。纵差动保护虽然能反应油箱内部和外部的故障，但对油箱内部轻微的故障(如绕组的匝间短路且短路匝数很少)有可能不动作，而重瓦斯保护却能灵敏地动作。因此，二者不能相互代替。
83.画出“两折线”制动特性差动继电器的动作特性曲线，写出制动曲线的数学表达式，并在图中标明制动区、比率差动动作区、速断动作区。
解：
84.
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
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
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
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 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
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。
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
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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 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 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、
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：
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；
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
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）。
‘ 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） 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
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 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