电力系统继电保护配
置原则
电力系统继电保护配置原则
一、概述
电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节（一次设备）所构成的有机整体，也包括相应的通信、继电保护（含安全自动装置）、调度自动化等设施（二次设备）。
电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行(强调充裕性)。不安全的后果可能导致电力设备的损坏，大面积停电。
2003年8月14日下午，美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸，另外一条线路因安全自动装置误动，导致第二条线路跳闸，最终导致各个子电网潮流不能平衡，最终系统解列。
可见，要保证电力的安全稳定运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备，同时能够让电力系统继续安全稳定运行。
二、基本要求
继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求，并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
1）要根据保护对象的故障特征来配置。
继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量，来判断保护对象是否存在故障或异常工况并采取相应的措施的自动装置。用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随电力系统周围条件而异。使用最普遍的工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。
2）根据保护对象的电压等级和重要性。
不同电压等级的电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保护。220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸，此外还要考虑断路器失灵保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备的方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。
3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。
继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可。二次回路虽然不是主体，但它在保证电力生产的安全，保证继电保护装置正确工作发挥重要的作用。但复杂的二次回路可能
导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不正确动作。因此在选择保护装置是，在可能条件下尽量简化接线。
4）要注意相邻设备保护装置的死区问题
电力系统各个元件都配置各自的保护装置不能留下死区。在设计时要合理分配的电流互感器绕组，两个设备的保护范围要有交叉。同时对断路器和电流互感器之间的发生的故障要考虑死区保护。
三、线路保护
输电线路在整个电网中分布最广，自然环境也比较恶劣，因此输电线路是电力系统中故障概率最高的元件。输电线路故障往往由雷击、雷雨、鸟害等自然因素引起。线路的故障类型主要是单相接地故障、两相接地故障，相间故障，三相故障。
不同电压等级的输电线路保护配置不同。35kV及以下电压等级系统往往是不接地系统，线路保护要求配置阶段式过流保护。由于过流保护受系统运行方式比较大，为了保证保护的选择性，对一些短线路的保护也需要配置阶段式距离保护。110kV线路保护要求配置阶段式相过流保护和零序保护或阶段式相间和接地距离保护辅以一段反映电阻接地的零序保护。110kV及以下线路的保护采用远后备的方式，当线路发生故障时，若本线路的瞬时段保护不能动作则由相邻线路的延时段来切除。根据系统稳定要求，有些110kV双侧电源线路也配置一套纵联保护（全线速动保护）。为了保证功能的独立性，110kV线路保护装置和测控装置是完全独立的。220kV及
以上线路保护采用近后备的方式，配置两套不同原理的纵联保护和完整的后备保护。全线速动保护主要指高频距离保护、高频零序保护、高频突变量方向保护和光纤差动保护。后备保护包括三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护。此外220kV线路保护还要配置三相不一致保护。
输电线路的故障大多数是瞬时性的，因此装设自动重合闸可以大大提高供电可靠性。
选用重合闸的方式必须根据系统的结构及运行稳定要求、电力设备承受能力，合理地选定。凡是选用简单的三相重合闸方式能满足具体系统实际需要的线路都能当选用三相重合闸方式。当发生单相接地故障时，如果使用三相重合闸不能保证系统稳定，或者地区系统会出现大面积停电，或者影响重要负荷停电的线路上，应当选用单相或综合重合闸方式。在大机组出口一般不使用三相重合闸。我省220kV线路基本采用单相重合闸，110kV线路采用三相重合闸方式。
四、变压器保护
电力变压器是电力系统中使用相当普遍和十分重要的电器设备，它若发生故障将给供电和电力系统的运行带来严重的后果。为了保证变压器的按安全运行防止扩大事故，按照变压器可能发生的故障，装设灵敏、快速、可靠和选择性好保护装置。
变压器可能发生的故障有：各向绕组之间的相间短路；单相绕组部分线匝之间匝间短路，单相绕组和铁芯绝缘损坏引起的接地短
第一章 填空题： 1.电力系统继电保护应满足(选择性)( 速动性)(灵敏性) ( 可靠性)四个基本要求。 2.电力系统发生骨子后，总伴随有电流（增大）电压（降低）线路始端测量阻抗的（减小）电压与电流之间相位角（变大） 3.电力系统发生故障时，继电保护装置应（切除故障设备），继电保护装置一般应（发出信号） 4.电力系统切除故障时的时间包括（继电保护动作）时间和(断路器跳闸)的时间 5.继电保护灵敏性指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力 6.继电保护装置一般由测量部分，逻辑环节和执行输出组成。 7.继电保护装置的测量部分是由被保护原件的（某些运行参数）与保护的整定值进行比较。 选择题： 8我国继电保护技术发展过了五个阶段，其发展顺序是C A机电型晶体管型整流型集成电路型微机型 B机电型整流型集成电路型晶体管型微机型 C机电型整流型晶体管型集成电路型微机型 9电力系统最危险的故障C A单相接地B两相短路 C 三相短路 10电力系统短路时最严重的后果是C A电弧使故障设备损坏B使用户的正常工作遭到破坏C破坏电力系统运行的稳定性
11.继电保护的灵敏度系数K1m要求（C） (A)K1m<1 (B)K1m=1 (C)K1m>1 12.线路保护一般装设两套，它们是(B) (A)主保护 (B)一套为主保护，另一套为后备保护 (C)后备保护 判断题： 13.电气设备过负荷时，继电保护应将过负荷保护设备切除。（错） 14.电力系统继电保护装置通常应在保护选择性的前提下，使其快速动作。（对） 15.电力系统在不正常工作状态时，继电保护不但发出信号，同时也把不正常工作的设备切除（错）16.能使电流继电器从释放状态改变至动作状态的最大电流称为继电器的动作电流。（错） 第二章 1.瞬时电流速断保护的保护范围随运行方式和故障类型而变。 2.瞬时电流速断保护的保护范围在被保护线路始端，在最小运行方式下，保护范围最小。
继电保护灵敏系数 灵敏性是指在电力设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。灵敏系数应满足有关设计规范与技术规程的要求，当不满足要求时，应对保护动作电流甚至保护方案进行调整。 灵敏系数K m为保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流I k ·min 与保护装置一次动作电流I dz 的比值，即：K m＝I k·min／I dz。 式中：I k·min 为流过保护安装处的最小短路电流，对多相短路保护，I k ·min 取两相短路电流最小值I k2·min；对66KV、35KV、6~10kV 中性点不接地系统的单相短路保护， 取单相接地电容电流最小值I c·min；对110kV 中性点接地系统的单相短 路保护，取单相接地电流最小值I k1·min；I dz 为保护装置一次动作电流。 各类短路保护的最小灵敏系数列于表 1.1 表1.1 短路保护的最小灵敏系数 注：（）保护的灵敏系数除表中注明者外，均按被保护线路（设备）末端短路计算。 （2）保护装置如反映故障时增长的量，其灵敏系数为金属性短路计算值与保护整定值之比；如反映 故障时减少的量，则为保护整定值与金属性短路计算值之比。 3）各种类型的保护中，接于全电流和全电压的方向元件的灵敏系数不作规定。 4）本表内未包括的其他类型的保护，其灵敏系数另作规定。
电力变压器保护 1 电力变压器保护配置 电力变压器的继电保护配置见表 4.1 －1 表4.1 －1 电力变压器的继电保护配置 注：（）当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限的过电流； 2）当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器低压侧中性线上安装电流互感器的零序过电流保护； 3）低压侧电压为230/400V 的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护； 4）密闭油浸变压器装设压力保护； 5）干式变压器均应装设温度保护。
1.1 220KV 系统介绍 KV 220系统由水电站1W ，2W 和两个等值的KV 220系统1S 、2S 通过六条 KV 220线路构成一个整体。整个系统最大开机容量为MVA 29.1509，此时1W 、2W 水电厂所有机组、变压器均投入，1S 、2S 两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位MVA 77,1007,此时1W 厂停MVA 302 机组，2W 厂停 MVA 5.77机组一台，1S 系统发电容量为MVA 300，2S 系统发电容量为MVA 240。 KV 220系统示意图如图1.1所示。 1.2 系统各元件主要参数 (1) 发电机参数如表1.1所示： 表1.1 发电机参数 电源 总容量（MVA ） 每台机额定功率 额定电压 额定功率 正序 图1.1 220kV 系统示意图
最大 最小 （MVA ） （kV ） 因数cos φ 电抗 W 1厂 295.29 235.29 235.29 15 0.85 0.35 2*30 11 0.83 0.25 W 2厂 310 232.5 4*77.5 13.8 0.84 0.3 S 1系统 476 300 115 0.5 S 2系统 428 240 115 0.5 对水电厂12 1.45X X =，对于等值系统12 1.22X X = (2) 变压器参数如表1.2所示： 表1.2 变压器参数 变电站 变压器容量（MVA ） 变比 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ A 变 20 220/35 10.5 B 变－1 240 220/15 12 B 变－2 60 220/11 12 C 变 3*120 220/115/35 17 10.5 6 D 变 4*90 220/11 12 E 变 2*120 220/115/35 17 10.5 6 (3) 输电线路参数 KM AB 60=，上端KM BC 250=，下端KM BC 230=，KM CD 185=， KM CE 30=，KM DE 170=；KM X X /41.021Ω==，103X X =，080=ΦL 。 (4) 互感器参数 所有电流互感器的变比为5/600，电压互感器的变比为100/220000。由动稳定计算结果，最大允许切除故障时间为S 2.0。 2 整定计算 2.1 发电机保护整定计算 2.1.1 纵联差动保护整定计算 （1）发电机一次额定电流的计算 式中 n P ——发电机额定容量； θ c o s ——发电机功率因数； n f U 1——发电机机端额定电压； （2）发电机二次额定电流的计算 式中 f L H n ——发电机机电流互感器变比； （3）差动电流启动定值cdqd I 的整定：
电力系统继电保护课程设计三段式距离保护集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
电力系统继电保护课程设计选题标号：三段式距离保护 班级： 14电气 姓名： 学号： 指导教师：谷宇航 日期： 2017年11月8日 天津理工大学 电力系统继电保护课程设计
天津理工大学 目录
一、选题背景 选题意义 随着电力系统的发展，出现了容量大，电压高，距离长，负荷重，结构复杂的网络，这时简单的电流，电压保护已不能满足电网对保护的要求。 在高压长距离重负荷线路上，线路的最大负荷电流有时可能接近于线路末端的短路电流，所以在这种线路上过电流保护是不能满足灵敏系数要求的。另外对于电流速断保护，其保护范围受电网运行方式改变的影响，保护范围不稳定，有时甚至没有保护区，过电流保护的动 作时限按阶梯原则来整定，往往具有较长时限，因此，满足不了系统快速切除故障的要求。对于多电源的复杂网络，方向过电流保护的动作时限往往不能按选择性要求来整定，而且动作时限长，不能满足电力系统对保护快速性的要求。 设计原始资料 ?=E ,112G Z =Ω、220G Z =Ω、315G Z =Ω，12125L L km ==、370L km =， 42B C L km -=，25C D L km -=，20D E L km -=，线路阻抗0.4/km Ω，' 1.2rel K = 、''''' 1.15rel rel K K ==，.max 150B C I A -= ，.max 250C D I A -=，.max 200D E I A -=， 1.5ss K = ， 0.85re K =
电力系统继电保护、安全自动装置概述参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
电力系统继电保护、安全自动装置概述 参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1．什么是继电保护装置? 答：当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电 力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向 运行值班人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止这些事件发展的一种自动化措施 和设备，一般通称为继电保护装置。 2．继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务： (1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元 件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路
器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 (2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 3．简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油
电力系统继电保护配置原则 一、概述 电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节（一次设备）所构成的有机整体，也包括相应的通信、继电保护（含安全自动装置）、调度自动化等设施（二次设备）。 电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行（强调充裕性）。不安全的后果可能导致电力设备的损坏，大面积停电。 2003年8月14日下午，美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸，另外一条线路因安全自动装置误动，导致第二条线路跳闸，最终导致各个子电网潮流不能平衡，最终系统解列。 可见，要保证电力的安全稳定运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备，同时能够让电力系统继续安全稳定运行。 二、基本要求 继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求，并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
1）要根据保护对象的故障特征来配置。 继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量，来判断保护对象是否存在故障或异常工况并米取相应的措施的自动装置。用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随电力系统周围条件而异。使用最普遍的工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。 2）根据保护对象的电压等级和重要性。 不同电压等级的电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保 护。220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸，此外还要考虑断路器失灵保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备的方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。 3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。 继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可。二次回路虽然不是主体，但它在保证电力生产的安全，保证继电保护装置正确工作发挥重要的作用。但复杂的二次回路可能导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不正确动作。因此在选择保护装置是，在可能条件下尽量简化接线。 4）要注意相邻设备保护装置的死区问题
电力系统继电保护的基本任务与要求 它的基本任务是： （1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供 电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 （2）反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 4.1.2对继电保护的基本要求 （1）可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。 （2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。
（3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。继电保护的 可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。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。220KV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、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，能由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，要求这套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。（4）速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，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，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。
110kV环形网络继电保护配置与整定（二） 摘要：继电保护是保证电力系统安全稳定运行的重要组成部分，而整定值是保证保护装置正确动作的关键。本文结合给定110kV电网的接线及参数，对网络进行继电保护设计，首先选择电流保护，对电网进行短路电流计算，确定电网的最大、最小运行方式，整定电流保护的整定值。在电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算。本设计最终配置的保护有：电流速断保护、瓦斯保护、纵差动保护等。关键词：继电保护，短路电流，整定计算 Abstract:Relay protection is important part to guarantee the safe and stable operation of the power system, and setting value is the key to ensure the protection correct action. In this paper, with given the wiring and the parameters of 110kV power grid to design 110KV network protection of relay, first ,select the current protection, calculate short circuit current on the grid, determine the Maximum and minimum operating mode of the grid, set the setting value of the current protection. Second ,Selecting the distance protection if the current protection does not meet the case, the phase fault choose the distance protection and the ground fault select zero sequence current protection .while setting calculation the distance protection and zero sequence current protection, . The final configuration of the protection of this design include: current speed trip protection, gas protection, the longitudinal differential protection and so on. Keywords: protection of relay, short-circuit current, setting calculation
220kv电网继电保护设计
目录 一、题目 (1) 二、系统中各元件的主要参数 (2) 三、正序、负序、零序等值阻抗图 (4) 四、继电保护方式的选择与整定计算 (6) （A）单电源辐射线路（AB）的整定计算 (6) （B）双回线路BC和环网线路主保护的整定计算 11 （C）双回线路CE、ED、CD主保护的整定计算（选做）12 （D）双回线路和环网线路后备保护的整定计算（选做） 14 五、220kV电网中输电线路继电保护配置图 (22)
一、题目 选择图1所示电力系统220kV线路的继电保护方式并进行整定计算。图1所示系统由水电站W、R和两个等值的110kV系统S、N，通过六条220kV线路构成一个整体。整个系统的最大开机总容量为1509.29MVA，最小开机总容量为1007.79 MVA，两种情况下各电源的开机容量如表1所示。各发电机、变压器容量和连接方式已在图1中示出。 表1 系统各电源的开机情况
图1 220kV系统接线图 二、系统中各元件的主要参数 计算系统各元件的参数标么值时，取基准功率S b=60MVA，基准电压U b＝220kV，基准电流I b=3 b b S U=0.157kA，基准电抗x b = 806.67。 (一)发电机及等值系统的参数 用基准值计算所得的发电机及等值系统元件的标么值参数见表2所列。 表2 发电机及等值系统的参数 发电机或系统发电机及系统的总 容量MVA 每台机额定 功率MVA 每台机额 定电压 额定功 率因数 正序电抗负序电抗
cos 注：系统需要计算最大、最小方式下的电抗值；水电厂发电机2 1.45d x x '=，系统2 1.22d x x '=。 (二) 变压器的参数 变压器的参数如表3所列。 表3 变压器参数
1 绪论 1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？ 答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。 1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。 1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么? 答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。 1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？ 答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，本线路首端的电气量差别不大。所以，为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作，这种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。 1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？ 答：利用电力元件两端电流的差别，可以构成电流差动保护；利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护；利两侧功率方向的差别，可以构成纵联方向比较式保护；利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别，可以构成纵联距离保护。 1.6 如图1-1所示，线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？ 答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叠，使得任意点的故障都处于保护区内。 母线 线路 TA1TA2 图1-1 电流互感器选用示意图 1.7 结合电力系统分析课程的知识，说明加快继电保护的动作时间，为什么可以提高电力系统的稳定性？ 答：由电力系统分析知识可知，故障发生时发电机输出的电磁功率减小二机械功率基本不变，从而使发电机产生加速的不平衡功率。继电保护的动作时间越快，发电机加速时间越短，功率角摆开幅度就越小，月有利于系统的稳定。 由分析暂态稳定性的等面积理论可知，继电保护的动作速度越快，故障持续的时间就越短，发电机的加速面积就约小，减速面积就越大，发电机失去稳定性的可能性就越小，即稳定性得到了提高。 1.8后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。 答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。 远后备保护的优点是：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，它能解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。 远后备保护的缺点是：（1）当多个电源向该电力元件供电时，需要在所有的电源侧的上级元件处配置远后备保护；（2）动作将切除所有上级电源测的断路器，造成事故扩大；（3）在高压电网中难以满足灵敏度的要求。近后备保护的优点是：（1）与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作；（2）动作时只能切除主保护要跳开的断路器，不造成事故的扩大；（3）在高压电网中能满足灵敏度的要求。 近后备保护的缺点是：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失去作用，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用。 - 1 -
黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目110KV电网继电保护设计 专业班级: 姓名: 学号:
2017年月日
摘要 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。中国的电力工业作为国家最重要的能源工业，一直处于优先发展的地位，电力企业的发展也是令人瞩目的。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。电力系统继电保护是电力系统的重要组成部分，没有继电保护的电力系统是不能运行的。电力系统继电保护的设计电网直接影响到电力系统的安全稳定运行。如果设计与配置不当，继电保护将不能正确动作，从而会扩大事故的停电范围。因此，要求继电保护有可靠性、选择性、快速性和灵敏性四项基本性能,需要整定人员针对不同的使用条件,分别进行协调。 本次设计以对110kV单电源环形网络的继电保护配置，整定计算。设计内容包括：系统主要元件的参数，短路电流的计算，中性点接地的选择，距离保护方式选择和整定计算，零序电流保护方式配置与整定计算，及主变压器保护的设计。 关键词：110kV继电保护;短路电流计算;变压器保护
目录 第1章绪论 (1) 1.1什么是继电保护 (1) 1.2 继电保护整定计算的目的及基本任务 (1) 1.2.1整定计算的目的 (1) 1.2.2 整定计算的基本任务 (1) 第2章电力系统继电保护概论 (3) 2.1 电力系统继电保护的作用 (3) 2.2电力系统继电保护的基本要求 (3) 2.3 继电保护的发展现状 (4) 第3章线路保护的整定计算 (6) 3.1 110kV线路保护的配置 (6) 3.1.1 110~220kV线路保护的配置原则 (6) 3.2 相间距离保护 (6) 3.2.1 距离保护的基本概念和特点 (6) 3.2.2 相间距离保护整定计算 (7) 3.2.3 相间距离保护II段整定计算 (8) 3.2.4 相间距离保护III段整定计算 (9) 3.2.3 线路A-BD2,B-BD2 相间距离保护整定计算结果： (10) 3.2.4相间距离保护装置定值配合的原则 (11) 3.3 零序电流保护方式配置 (12) 3.3.1 110中性点直接接地电网中线路零序电流保护的配置原则 (12) 3.4 零序电流保护整定计算的运行方式分析 (12) 3.4.1 接地短路电流、电压的特点 (12) 3.4.2 接地短路计算的运行方式选择 (12) 3.4.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择 (13) 3.4.4 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择 (13) 3.4.5 零序电流保护的整定计算 (13) 3.4.6零序电流保护整定计算结果表 (16) 第4章线路保护整定 (17) 4.1电力系统短路计算的目的及步骤 (17) 4.1.1 短路计算的目的 (17) 4.1.2 计算短路电流的基本步骤 (17) 4.2 运行方式的确定 (18) 4.2.1 最大运行方式 (18) 4.2.2 最小运行方式 (18) 第5章主变压器保护的设计 (19) 5.1 主变压器保护的配置原则 (19) 5.2 本设计的主变保护的配置及说明 (19) 5.3 纵差保护的整定计算 (20)
电力系统继电保护—考前辅导资料 一、说明 电力系统继电保护作用是反应电力系统中各设备元件及线路各种故障而动作控制断路器切除故障部分，对不正常运行状态发出相应信号。电力系统的保护基本上分两大类：输电线路三段式保护及设备的差动保护。电力系统所有高压设备及线路在电源侧加装断路器，加装断路器就要加装保护，且加装反应各种故障的主保护和后备保护。每种保护应掌握动作原理、整定计算和接线图。所以保护的题型也是：问答题、计算题、画图题和判断题。 开卷考试 教材：电力系统继电保护（王瑞敏、王毅华编著网院讲义） 复习要领：各种继电保护的原理、整定计算和接线图 二、各章重点串讲及例题解析 第一章概述重点掌握：电力系统及其中性点的运行方式，短路及其计算，继电 保护原理、作用及组成，对继电保护的基本要求。举几个例： 1、电力系统故障的原因、种类及后果是什麽？ 答：原因——绝缘损坏和误操作。 种类——单相短路约占83%；两相短路约占8%；三相短路约占5%；两相短 路接地约占4%。 后果－－电流增大，造成电器设备动热不稳定；电压降低，破坏电力系统的 正常供电；破坏电力系统的稳定运行。 2、何谓大接地电流系统？何谓小接地电流系统？小接地电流系统的优缺点是什 麽？ 答：中性点直接接地叫大接地电流系统。 中性点不接地或经消弧线圈接地叫小接地电流系统。 小接地电流系统优点：单相接地没有短路电流，只有对地电容电流，一般系统 可以带接地点运行2小时，提高了电力系统运行的可靠性。 缺点：设备及线路的主绝缘应按线电压设计，提高了造价。 对称三相电路计算：对称三相电路就是三个单相电路，如图1-1所示的三相对称电路，电源和负载中性点电压O、O，等电位，所以，一相电压降落在一相负载阻抗上。可用欧姆定律
电力系统继电保护的基本任务与要求 对继电保护的基本要求（1）可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。（2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。（3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。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。220KV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、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，能由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，要求这套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。（4）速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，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，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。
一继电保护灵敏系数 灵敏性是指在电力设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常（含正常检修）运行方式和不利的故障类型计算，但可不考虑可能性很小的情况。灵敏系数应满足有关设计规范与技术规程的要求，当不满足要求时，应对保护动作电流甚至保护方案进行调整。 灵敏系数K m为保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流I k·min与保护装置一次动作电流I dz的比值，即：K m＝I k·min／I dz。 式中：I k·min为流过保护安装处的最小短路电流，对多相短路保护，I k·min取两相短路电流最小值I k2·min；对66KV、35KV、6~10kV中性点不接地系统的单相短路保护， 取单相接地电容电流最小值I c·min；对110kV中性点接地系统的单相短路保护， 取单相接地电流最小值I k1·min；I dz为保护装置一次动作电流。 各类短路保护的最小灵敏系数列于表1.1 表1.1 短路保护的最小灵敏系数 注：（1）保护的灵敏系数除表中注明者外，均按被保护线路（设备）末端短路计算。 （2）保护装置如反映故障时增长的量，其灵敏系数为金属性短路计算值与保护整定值之比；如反映故障时减少的量，则为保护整定值与金属性短路计算值之比。 （3）各种类型的保护中，接于全电流和全电压的方向元件的灵敏系数不作规定。 （4）本表内未包括的其他类型的保护，其灵敏系数另作规定。
二电力变压器保护 1电力变压器保护配置 电力变压器的继电保护配置见表4.1－1 表4.1－1 电力变压器的继电保护配置 注：（1）当带时限的过电流保护不能满足灵敏性要求时，应采用低电压闭锁的带时限的过电流； （2）当利用高压侧过电流保护及低压侧出线断路器保护不能满足灵敏性要求时，应装设变压器低压侧中性线上安装电流互感器的零序过电流保护； （3）低压侧电压为230/400V的变压器，当低压侧出线断路器带有过负荷保护时，可不装设专用的过负荷保护； （4）密闭油浸变压器装设压力保护； （5）干式变压器均应装设温度保护。
如何书写开题报告，以下内容可以作为参考。 一、选题背景与意义 注意不要加编号，分两段，一段讲背景，一段讲意义。背景段，回答几个问题，（1）110kV 属于什么类型的电网？是主干网么？（2）传统的110kV电网是单侧电源网还是双侧电源网？（3）现在的110kV电网存在分布式电源问题……（4）110kV电网一般配置有距离与零序电流保护，但在配置、整定与运行中中出现过什么问题？ 意义段，针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题，通过……工作，……研究，解决……问题。将对电网的安全稳定运行产生积极的意义。 二、课题关键问题及难点 关键问题： （1）等值阻抗计算与网络简化问题 ……………… （2）短路电流计算问题 ……………… （3）保护整定配合问题 ……………… （4）PSCAD仿真验证问题 …………………… 难点： （1）分支系数求取的问题 （2）系统运行方式确定的问题 （3）PSCAD仿真验证问题 等，自由发挥 三、文献综述 围绕上述问题进行综述，字数要够，格式正确，引用正确。具体方法：在《中国电机工程学报》、《电力系统保护与控制》、《电力自动化设备》、《电力系统自动化》、《中国电力》等杂志上下载20篇相关论文，注意要限定期刊，关键词为：距离保护、零序保护、分布式电源等。 四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证 根据个人的任务，确定以下内容： （1）运行方式的论证 具体说明对于本课题，的大运行方式及小运行方式。…………………… （2）短路点的论证 以哪些点为短路点，为什么？准确求取什么类型的短路故障？为什么 （3）短路电流求取 求出短路点的短路电流后，将要求出哪些支路的短路电流？ （4）整定计算方案 说明一下。 （5）仿真任务 ……该条泛泛地说下即可。 五、工作计划
第一章绪论 1.电力系统继电保护一般应满足速动性、灵敏性、选择性、可靠性四个基本要求。 2.继电保护的灵敏性是指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。 3.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,使系统非故障部分继续运行。 4.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。 5.电力系统相间短路的形式有三相短路和两相短路。 6.电力系统发生短路故障后，总伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减小和电压与电流之间相位角的变化。 7.电力系统发生故障时,继电保护装置应动作于断路器跳闸，电力系统出现不正常工作时, 继电保护装置一般应根据运行条件，发出告警信号，减负荷或跳闸。 8.电力系统最危险的故障是______。C （A）单相接地； （B）两相短路； （C）三相短路。 9.继电保护的基本任务？ 答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常；（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。 10.对继电保护的基本要求？ 答：（1）选择性：仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，保证系统中非故障部分的正常工作。 （2）速动性：保护装置能迅速动作切除故障。 （3）灵敏性：指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。（4）可靠性：指对于该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时它不拒动，而在任何其它该保护不应动作的情况下，则不应误动。 第二章电流保护 1.在三段式电流保护中，电流I段又称为电流速断保护，电流II段又称为限时电流速断保护，电流III段又称为定时限过电流保护。 2.中性点经消弧线圈接地根据补偿程度可分为完全补偿、欠补偿和过补偿三种方 式，实际应用中都采用过补偿方式，其中 ∑∑ -= C C L I I I P称为过补偿度，一般取P=5%~10%。 3.线路装设过电流保护一般是为了作本线路的近后备保护及作相邻下一线路的远后备保护。
目录 摘要 (3) 关键词 (3) 1 运行方式的选择 (3) 1.1 运行方式的选择原则 (3) 1.2 本次设计的具体运行方式的选择 (4) 2．电网各个元件参数计算及负荷电流计算 (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电网等效电路图 (7) 3.2短路电流计算 (7) 4 继电保护距离保护的整定计算和校验 (25) 4.1 断路器1距离保护的整定计算和校验 (25) 4.2断路器2距离保护的整定计算和校验 (28) 4.3断路器3距离保护的整定计算和校验 (30) 4.4断路器4距离保护的整定计算和校验 (30) 4.5断路器5距离保护的整定计算和校验 (32) 4.6断路器6距离保护的整定计算和校验 (34) 4.7断路器7距离保护的整定计算和校验 (34) 5继电保护零序电流保护的整定计算和校验 (35) 5.1断路器1零序电流保护的整定计算和校验 (35)
5.2断路器2零序电流保护的整定计算和校验 (37) 5.3断路器3零序电流保护?段的整定计算和校验 (38) 5.4断路器4零序电流保护的整定计算和校验 (39) 5.5断路器5零序电流保护的整定计算和校验 (41) 5.6断路器6零序电流保护?段的整定计算 (42) 5.7断路器7零序电流保护?段的整定计算和校验 (43) 6对所选择的保护装置进行综合评价 (43) 6.1 对零序电流保护的评价 (43) 6.2 电流保护的综合评价 (44) 6.3 距离保护的综合评价 (44) 结束语 (45) 参考文献 (46)
摘要： 为给110KV单电源环形电网进行继电保护设计，首先选择过电流保护，对电网进行短路电流计算，包括适中电流的正序、负序、零序电流的短路计算，整定电流保护的整定值。在过电流保护不满足的情况下，相间故障选择距离保护，接地故障选择零序电流保护，同时对距离保护、零序电流保护进行整定计算，并用AUOCAD绘制出保护配置原理图。 关键词：继电保护、短路电流、整定计算 1 运行方式的选择 1.1 运行方式的选择原则 1.1.1 发电机、变压器运行方式选择的原则 (1)一个发电厂有两台机组时，一般应考虑全停方式，一台检修，另一台故 障；当有三台以上机组时，则选择其中两台容量较大机组同时停用的方式。对水电厂，还应根据水库运行方式选择。
电力系统继电保护配 置原则
电力系统继电保护配置原则 一、概述 电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节（一次设备）所构成的有机整体，也包括相应的通信、继电保护（含安全自动装置）、调度自动化等设施（二次设备）。 电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行(强调充裕性)。不安全的后果可能导致电力设备的损坏，大面积停电。 2003年8月14日下午，美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸，另外一条线路因安全自动装置误动，导致第二条线路跳闸，最终导致各个子电网潮流不能平衡，最终系统解列。 可见，要保证电力的安全稳定运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备，同时能够让电力系统继续安全稳定运行。 二、基本要求
继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求，并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 1）要根据保护对象的故障特征来配置。 继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量，来判断保护对象是否存在故障或异常工况并采取相应的措施的自动装置。用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随电力系统周围条件而异。使用最普遍的工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。 2）根据保护对象的电压等级和重要性。 不同电压等级的电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保护。220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸，此外还要考虑断路器失灵保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备的方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。 3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。 继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可。二次回路虽然不是主体，但它在保证电力生产的安全，保证继电保护装置正确工作发挥重要的作用。但复杂的二次回路可能