渭河变电所继电保护设计
渭河变电所继电保护设计
Relay Protection Design For Weihe Substation
系别名称：电气工程系
专业班级：农业电气化与自动化061
学生姓名：李刚
学号： 2006208120
指导教师：李晶
沈阳工程学院毕业设计
沈阳工程学院
毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)题目：
渭河变电所继电保护设计
系别电气工程系班级农电本061
学生姓名李刚学号2006208120
指导教师李晶职称副教授
毕业设计(论文)进行地点：校内
任务下达时间：2010 年 3 月15 日
起止日期：10年3月15 日起——至10 年6 月25 日止（共十二周）
教研室主任王月志2010年3 月6 日批准
渭河变电所继电保护设计
一、设计（论文）的原始资料及依据;
新建变电所简要介绍：
为适应工农业发展的需要，新建渭河变电所，安装10，000KV A 变压器两台，66KV 侧由新城电厂，新华变两条输电线路与系统环并运行,互为备用.
电气主接线图见附图1
二、电气主要设备参数：
1、1、2号变压器：
型号：SJL－7500／66 冷却方式：强油冷却
额定频率：50HZ 额定容量：7500KV A
额定电压：66／10.5KV 短路损耗：57KW
空载损耗：9.6KW 空载电流：0.9%
短路电压：7.5% 接线：Y／△－11
生产厂家：沈阳变压器厂出厂日期：1999年10月
2、系统运行情况：
（1）66kV系统：
=420MV A X＊= 0.453
新城电厂：S
＊t
=320MV A X＊= 0.669
新华变电所：S
＊t
（2）各66kV送电线和10kV配电线路长度见附
三、设计（论文）主要内容及要求；
1、开题报告
2、外文电类科技文献翻译。
3、参数及短路电流计算。
4、选定主变的继电保护方案（包括相间和接地短路保护），进行保护定值整定计算及灵敏度校验。
5、选定线路的继电保护方案（包括单电源辐射网、双回平行线路、短距离重要线路），进行保护定值整定计算及灵敏度校验。
6、选定母线的继电保护方案，进行保护定值整定计算及灵敏度校验。
7、选定各保护所用的继电器型号。
8、绘制下列图纸
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（1）变电所一次主接线图
（2）主变保护配置图
（3）主变保护装置原理图
（4）主变继电保护装置展开图
（5）线路保护原理图
四、设计成品要求：
1、开题报告应能反应当前保护新动态，内容鲜明。
2、说明书：
（1）运行方式分析。
（2）保护装置配置说明及保护配置图、所配保护原理说明。
（3）各元件参数及短路电流计算结果表。
（4）保护定值清单。
（5）各保护时限配合图。
3、计算书:
（1）各元件参数及短路电流计算（手算）或短路电流计算仿真模型（机算）
（2）保护整定计算
4、说明书与计算书在内容上应保证顺序对应，章节划分合理，条理清晰，内容完整。说明书撰写设计原则、依据、方法、方案、结论，计算书撰写设计内容中详细的计算过程。
5、所有图纸要求使用“电子图版”绘制在A4图纸上，答辩时制成胶片。
6、外文文献内容应完整，不可拼凑。
五、时间进度安排：
渭河变电所继电保护设计
六、主要参考资料（文献）。
1、电力工程电气设计手册
2、发电厂及变电站主接线和布置
3、电气设备实用手册
4、继电保护和安全自动装置设计技术规程 SDJ6—83
5、火力发电厂厂用电设计技术规程 SDGJ17—88
6、供用电设备
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7、供用电工程
8、电力系统继电保护和安全自动装置评价规程
9、供电系统继电保护
10、电力系统继电保护
11、供用电系统
12、电力系统分析
渭河变电所继电保护设计
摘要
本次毕业设计的题目是渭河变电所继电保护设计。包括主接线和运行方式分析、短路计算、整定计算，通过对变压器以及线路保护配置的选择，来保证电力系统的安全运行。
其主要采用的继电保护有变压器瓦斯保护、纵联差动保护、过电流保护、过负荷保护和各种线路保护等。
本次设计是我们在校期间进行的最后一个非常重要的综合性实践环节，也是我们学生全面运用所学基础理论、专业知识对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练，同时还是我们为走向工作岗位而奠定的基础。通过本次设计可以增强我们运用所学知识解释实际问题的能力，以便更好地适应工作的需要。电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统的安全运行，故选择保护方式时，一定要满足继电保护的基本要求。
近年来，电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长，它已成为现代社会实用最广、需要最快的能源。变电所的合理设计与建设是一个极其重要的组成部分。本次设计是根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识，在指导老师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。
关键词：电力系统，继电保护、变压器瓦斯保护, 差动保护, 过电流保护。
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Abstract
This important task of this design is protective relaying design of sabstation through the pootective distribution of the tramsformer and lines. Ensure the Electric power system’s safe operation.
Mainly uses the protection has the gas to protect, the transformer differential motion protection, the electric current, the load, the distance protection. This design is we in school period carries on last the count for much comprehensive practice teaching link, also is our student comprehensively utilizes studies the basic theory, the specialized knowledge carry on the design to the actual problem (or research) the comprehensive training, simultaneously or we future will move towards the basic practice which the work post will establish. May strengthen us through this design to utilize studies the knowledge explanation actual problem the ability and the innovation ability, in order to meets the work need well.
The Electric power system’s protective relaying design and distribution whether is rational directly affect safe operation whon selecting protective duty. Should satisfy basic requires of protectivc relaying selecting protective detty and right calculated setting ensures the electric power system’s safe operation
Key Words: electric power system. protection ,Transformer differential motion protection , Crosses the electric current , Crosses the load
渭河变电所继电保护设计
目录
摘要............................................................................................................................................ I Abstract......................................................................................................................................... II 第一篇说明书 (1)
1 引言 (1)
2 继电保护概述 (2)
2.1 继电保护的任务 (2)
2.2 继电保护的基本原理 (2)
2.3 对继电保护的基本要求 (2)
2.3.1 选择性 (3)
2.3.2 速动性 (3)
2.3.3 灵敏性 (3)
2.3.4 可靠性 (4)
2.4 常用继电器 (4)
2.4.1 继电器的作用 (4)
2.4.2 继电器的分类 (5)
2.4.3 继电器的型号 (5)
2.4.4 与继电器有关的概念 (5)
2.5 常用继电器的原理 (6)
2.5.1 电磁式过电流继电器 (6)
2.5.2 电磁式电压继电器 (6)
2.5.3 时间继电器 (6)
2.5.4 信号继电器 (6)
2.5.5 中间继电器 (6)
2.5.6 阻抗继电器 (7)
2.5.7 BCH—2型差动继电器 (7)
3 运行方式分析 (9)
3.1 最大运行方式 (9)
3.2 最小运行方式 (9)
3.3 正常运行方式 (9)
4 电气主接线选择 (10)
4.1 主接线设计的基本要求 (10)
4.2 主接线的选择 (10)
5 全所（厂）保护配置说明 (12)
5.1 电力变压器保护配置的方案 (12)
5.1.1 气体保护(瓦斯保护) (12)
5.1.2 纵差动保护或电流速断保护 (13)
5.1.3 过电流保护 (13)
5.1.4 过负荷保护 (13)
5.1.5 零序电流保护 (14)
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5.1.6 过励磁保护 (14)
5.1.7 本所采用变压器保护 (14)
5.2 线路保护配置的方案 (14)
5.2.1 相间短路保护应按下列原则设计 (14)
5.2.2 对相间短路，应按下列规定装设保护装置 (14)
5.2.3 对单相接地故障，应按下列规定装设保护装置 (15)
5.2.4 对线路单相接地，可利用下列电流构成的电流保护 (15)
6 全所（厂）保护原理说明 (16)
6.1 变压器气体保护（瓦斯保护） (16)
6.1.1 变压器气体保护（瓦斯保护）的原理及组成 (16)
6.1.2 气体保护的工作原理 (16)
6.1.3 瓦斯保护原理电路 (17)
6.1.4 瓦斯保护的原理接线图 (18)
6.1.5 变压器瓦斯保护的范围 (19)
6.1.6 瓦斯保护评价 (19)
6.2 变压器纵联差动保护 (19)
6.2.1 变压器纵差保护原理 (19)
6.2.2 变压器差动保护的整定计算原则 (20)
6.2.3 纵差动保护的接线 (23)
6.3 变压器过负荷保护 (25)
6.4 变压器过电流保护 (26)
6.5 低电压起动的过电流保护 (27)
6.6 负序过电流保护 (28)
6.7 零序电流保护 (29)
6.8 复合电压起动的过电流保护 (29)
6.9 变压器的温度信号装置 (30)
6.10 线路保护原理 (31)
6.10.1 无限时电流速断保护 (31)
6.10.2 限时电流速断保护 (32)
6.10.3 定时限过电流保护 (32)
6.10.4 阶段式电流保护 (33)
6.10.5 三段式距离保护 (33)
6.10.6 单回线纵联差动保护 (36)
6.10.7 变压器纵联差动保护与线路纵差保护的区别 (38)
第二篇短路电流计算与整定计算 (39)
1 渭河变电所简要介绍 (39)
2 短路点的选择及参数计算 (40)
2.1 参数计算 (40)
2.1.1 元件参数计算 (40)
2.2 线路参数部分 (41)
2.3 各种系统运行方式下系统阻抗计算 (43)
2.4 各种运行方式下短路电流计算 (46)
2.5 整定计算部分 (70)
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2.5.1 变压器的整定计算原则及其整定计算 (70)
2.5.2 变压器瓦斯保护整定 (70)
2.5.3 变压器差动保护整定 (70)
2.6 变压器负荷保护的整定计算 (74)
2.7 过电流保护整定 (74)
2.8 复合电压起动过电流保护整定 (75)
2.8.1 电流继电器动作电流 (75)
2.8.2 低电压继电器动作电压 (75)
2.8.3 过负荷保护整定 (76)
设计总结 (80)
致谢 (81)
参考文献 (82)
附录 (83)
渭河变电所继电保护设计
第一篇说明书
1 引言
电力系统在运行中，各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态是指电力系统中电气设备中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障运行状态。如过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线，如三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间短路、单相断线、两相断线等。其中最常见最危险的是各种类型的短路，会给电力系统的运行带来严重的后果，使用户造成不必要的损失。
为了正确处理故障和不正常运行状态，避免事故发生，就产生了继电保护，它是一种重要的反事故措施。继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。继电保护装置是完成继电保护的核心。
继电保护技术是一个完整的体系，它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置是完成继电保护功能的核心。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件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。继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
在设计前期，我对继电保护的作用及意义进行了较全面的分析，并在开题中进行了详尽的说明。在短路电流计算中，我对每一点发生短路都进行了细致的计算，对继电保护配置方案进行了具体的说明。此次设计中，我严格遵守设计规定，认定对待本次设计，最终完成了设计任务。
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2继电保护概述
2.1继电保护的任务
继电保护装置是一种能反应电力系统电气设备发生故障或不正常状态而作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置。为了保证对用电单位的连续供电，故障切除以后，应尽快地使电气设备再次投入运行或由其他电源和设备替代工作。因此，电力系统中除了安装继电保护以外，还需装设各种自动装置，如自动重合闸、备用电源自动投入装置以及自动低周波减载装置等。
继电保护的任务：当电力系统中电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。当系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。
2.2 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压以及电流与电压间相位的变化，因此电力系统中所应用的各种继电保护，大多数是利用故障时物理量与正常时物理量的差别来构成。继电保护原理的结构方框图，如图所示。由三大部分组成，分别为：测量部分：用来测量被保护设备输入的有关信号，并和已给定的整定值进行比较判断是否应该启动；逻辑部分：根据测量部分输出量的大小或性质及其组合或输出性质，使保护按照一定的逻辑程序工作，并将信号传输给执行部分：执行部分：根据逻辑部分传输的信号，最后去完成保护装置所负担的任务，给出跳闸或信号脉冲。
跳闸或
图2-1继电器基本原理
2.3对继电保护的基本要求
根据继电保护在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求，即选择性、快速性、灵敏性和可靠性。一般情况下，作用于断路器跳闸的继电保护装置，应当同时满足这四个要求，而反应不正常工作状态并作用于信号的继电保护装置，则某一部分的要求（如快速性），可以降低一些。
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2.3.1 选择性
系统发生故障时，继电保护装置应该有选择性地切除故障部分，使非故障部分继续运行。这种性能称为继电保护装置的选择性。
2.3.2 速动性
故障切除的时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和。快速地切除故障，可以提高电力系统的稳定性，减少对用电单位的影响，迅速恢复系统的正常运行。 故障切除的时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和。目前油断路器的跳闸时间约0.1——0.15s ，空气断路器和SF6断路器的跳闸时间约0.05——0.06s 。一般快速保护装置的动作时间约0.08——0.12s ，高压电网中快速保护装置的最小动作时间约0.02——0.03s 。所以切除故障的最小时间可达0.07——0.09s ，对不同电压等级和不同结构的电力网络，切除故障的最小时间有不同要求。一般对220——330kV 的电力网络为0.04——0.1s ，对110kV 的电力网络为0.1——0.7s ，对配电网络为0.5——1.0s 。目前生产的继电保护装置，一般都可满足电力网络对快速切除故障的要求。
对动作于信号的保护装置，如过负荷保护，不要求速动性。
2.3.3 灵敏性
即在保护范围内发生故障和不正常运行状态时，继电保护装置的反应能力。也就是保护范围内故障时，不论短路点的位置以及短路的类型如何，都能敏锐且正确的反应。继电保护的灵敏性以灵敏系数来衡量。
2.3.3.1 .对于反应故障时参数量增加的保护装置
灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数量最小计算值保护装置动作参数的整定值
例如：过电流保护的灵敏系数为
.min .K sen K act
I K I (2-1) 式中 .m i n
K I ——保护区末端金属性短路时的最小短路电流二次值； .K act I —— 保护装置的二次动作电流。
2.3.3.2 对于反应故障时参数量降低的保护装置
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灵敏系数= 保护装置动作参数的整定值保护区末端金属性短路时故障参数量最小计算值
例如：低电压保护的灵敏系数为
..max
K act sen resd U K U (2-2) 式中 .K a c t
U ——保护装置动作电压的二次值； .max resd U ——保护区末端短路时，在保护安装处母线上的最大残余电压二次值。
对不同作用的保护装置和被保护设备，所要求的灵敏系数是不同的，在《继电保护和自动装置设计规程》中都有规定。一般的过电流保护装置，要求灵敏系数为1.5——2。
2.3.4 可靠性
保护装置的可靠性是指在其保护范围内、外发生故障时，该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。保护装置工作的可靠性是非常重要的，因为不可靠的保护装置轻则误发警告信号，重则将扩大事故或直接造成事故。
保护装置不能可靠工作的主要原因是安装调试质量不高、运行维护不当、继电器质量差及设计不合理等。为了提高保护工作的可靠性，必须注意以下几个方面：保护装置应该采取质量高、动作可靠的继电器元件和器件；保护装置的接线应尽可能地简化，尽量减少继电器及串联接点；提高保护装置的安装和调试质量，并加强经常性的维护管理。
保护装置的选择性、灵敏性、快速性、可靠性这四大基本要求是相互联系而有时又互相矛盾的。在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。一般来说，在可靠性的前提下，首先要满足选择性，非选择性动作是绝对不允许的。但是为了保证选择性，有时可能使故障的时间延长从而要影响到整个系统的安全稳定，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。应该指出，这暂时牺牲选择性的部分，尽量用自动重合闸或备用电源自动投入或其他措施予以补救。
一套保护装置，在满足选择性的前提下，应有较高的灵敏度。然而有时为了保证选择性，往往需要适当地降低一些灵敏度。例如，有些保护在计算其动作值时，为了保证选择性，就需要考虑保护装置间灵敏度的配合，这往往要适当增加其动作值而降低其灵敏度。总之，要处理好这四大要求之间的关系，必须根据实际情况合理地确定保护方案及正确地选择保护动作值。
2.4 常用继电器
2.4.1 继电器的作用
继电保护装置由若干继电器组成，继电器是一种能自动动作的电器，只要施加一个物理量或当施加的物理量达到一定数值时，它就动作，这种动作特性称为继电特性。
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继电器一般由三个主要部分组成：感受元件，比较元件和执行元件。
2.4.2 继电器的分类
继电器的种类很多，目前一般分类方法如下：按动作和构成原理分：电磁型、感应型、整流型、热力型等。按反应物理量的性质分：电流、电压、功率方向、阻抗等。
这些继电器又隶属于反应电气量上升和反映电气量下降两大类。前者为过量继电器如过电流继电器等，后者为低量继电器如低电压继电器等。还有反应非电器量参数而动作的一类继电器，如瓦斯继电器，温度继电器等。
2.4.3 继电器的型号
我国继电器型号的编制是以汉语拼音字母表示的，由动作原理代号，主要功能代号，设计序号及主要规格代号所组成，其表示形式如下(图2-2) ：
2.4.4 与继电器有关的概念
2.4.4.1 动作电流使用电流继电器动作的最小电流值，称该继电器的动作电流，用Ik..act 表示。
2.4.4.2 返回电流使过电流继电器返回的最大电流值，称该继电器的返回电流，用Ik..re 表示。
2.4.4.3 返回系数返回电流与动作电流的比值，返回系数是继电器的重要质量指标之一，对于反应参数增加的继电器，返回系数总是小于一，反应系数减小的继电器，返回系数总是大于一。
图2-2继电器型号说明
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2.5常用继电器的原理
2.5.1 电磁式过电流继电器
电磁式过电流继电器是反应被保护元件电流升高而动作的一种继电器。它是采用转动舌片式结够，具有一对动合触点，所谓动合触点是指继电器线圈没带电时打开的触点，又称为常开触点；相对应的还又一对动断触点，又称为常闭触点。
电磁式过电流继电器在继电保护中作为测量元件，它的作用是测量被保护元件所流过的电流大小并与整定值比较，决定其是否动作。即当其线圈通以电流时产生电磁转矩，当电磁转矩满足前面关系时，继电器就动作或返回。
2.5.2电磁式电压继电器
电磁式电压继电器分为低电压继电器和过电压继电器，过电压继电器的工作情况与过电流继电器类似，电磁式低电压继电器是反应被保护元件电压降低而动作的一种继电器。它也是采用转动舌片式结构，它一般具有一对动合触点和一对动断触点。
电压继电器作为测量元件，它的作用是测量被保护元件所接入的电压大小并与其整定值比较，决定其是否动作。
2.5.3时间继电器
时间继电器是辅助继电器，它由一个电磁起动机构带动一钟表机构成。电磁起动机构采用螺杆线圈式结构，由于保护的操作电源一般采用直流电源，因此时间继电器多为电磁式直流继电器。
2.5.4 信号继电器
信号继电器是辅助继电器，一般是吸引衔铁式结构。当保护动作时，明显标志出继电器或保护装置动作状态，或接通灯、声、光信号电路以便分析保护动作行为和电力系统故障性质。
2.5.5 中间继电器
中间继电器作为辅助继电器一般是衔铁式结构。用于保护装置中以扩展前级继电器触点对数或触点容量。该继电器触点可以作成瞬时动作的，也可做成带有较小时间动作的或延时返回的。
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2.5.6 阻抗继电器
2.5.6.1 全阻抗继电器 全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆心、以整定阻抗为半径所作的一个园。园内为动作区，园外为非动作区，圆周是动作边界。
全阻抗继电器具有以下特点：
(1)起动阻抗等于整定阻抗；
(2)全阻抗继电器没有方向性会误动作。
2.5.6.2 方向阻抗继电器 方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。
方向阻抗继电器有如下特点：
(1)当测量阻抗的阻抗角不同时，方向阻抗继电器的起动阻抗也不相同，因此应调整继电器的最大灵敏角，以使继电器工作在最灵敏的条件下。
(2)方向阻抗继电器在第三象限误动作区，即继电器本身具有方向性，因此称之为方向阻抗继电器。
2.5.7 BCH —2型差动继电器
BCH —2型差动继电器工作原理是由一个DL/0.2型电流继电器和一个带短路线圈的速饱和变流器组成。中间B 柱上绕有差动线圈d N 、平衡线圈1b N 、2b N 和短路线圈k N '；左边A 柱上绕有一个短路线圈k N ''，其中k N '和k N ''是同向串联的，右边C 柱上绕有一个二次线圈2N ，2N 接有作为执行元件的电流继电器。如下图所示，
图2-3 BCH —2型差动继电器结构原理图
当差动电流1i 通过差动线圈时，在B 柱中产生磁通1Φ，经A 柱、C 柱构成回路，其中在A 柱中的磁通为1BA Φ，在C 柱中的磁通为1BC Φ。1Φ与1BA Φ在短路线圈中感应出电动势，并产生电流k i 。k k i N '磁动势在B 柱中的磁通为k 'Φ，经A 柱、C 柱构成回路，C 柱
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中的磁通为KBC 'Φ；k k i N ''磁动势在A 柱中的磁通为k Φ''，经A 柱、C 柱构成回路，C 柱中的磁通为KAC Φ''。于是C 柱中的合成磁通可表示为
1C BC KAC KBC '''Φ=Φ+Φ-Φ (2-5)
在合成磁通C Φ中，KBC 'Φ与1BC Φ的方向相反，起去磁作用；而KAC ''Φ与1BC Φ的方向相同，起助磁作用。如不计铁芯磁轭磁阻，B 柱截面积是A 柱、C 柱的两倍，在铁芯未饱和时，A 、B 、C 柱的磁阻关系为2A C B R R R R ===。于是，在不计2N 线圈负载情况下，可推导出
()1112d k k d k k A BC KBC
B A
C A C i N i N i N i N R R R R R R R
'''--Φ-Φ=?=+//+ (2-6) ()4k k k k B KAC A B C B C i N i N R R R R R R R
''''''Φ=?=+//+ (2-7)
所以，C 柱中的合成磁通为
1224d k k k k C i N i N i N R R R
'''Φ=-+ (2-8)
电力装置的继电保护和自动装置设计规范 中华人民共和国国家标准 GB 50062－92 条文说明 前言 根据国家计委计综[1986] 2630号文的要求，由能源部东北电力设计院对《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GBJ62-83进行了修订，经建设部建标[1992] 425号文批准发布。名称改为《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 500062-92。 为便于广大设计、施工、科研、学校等有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，规范编订组根据国家计委关于编制规范条文说明的统一要求，按规范的章、节、条顺序编制了条文说明，供有关人员参考。在使用中如遇有问题，请将意见和有关材料寄交能源部电力规划设计总院和东北电力设计院《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》修订组。 本条文说明仅供国内有关部门和单位执行本规范时使用，不得翻印。 1992年7月
目录 第一章总则 第二章一般规定 第三章发电机的保护 第四章电力变压器的保护 第五章 3～63KV中性点非直接接地电力网中线路的保护 第六章 110kV中性点直接接地电力网中线路的保护 第七章母线的保护 第八章电力电容器的保护 第九章 3KV及以上电动机的保护 第十章自动重合闸 第十一章备用电源和备用设备的自动投入装置 第十二章自动低频减载装置 第十三章同步并列及解列 第十四章二次回路 第一章总则 第1．0．1条说明制定本规范的目的。本规范作为国家标准，是全国各地区、各部门共同遵守的准则和依据。制定本规范的目的在于贯彻执行国家的技术经济政策，使继电保护和自动装置的设计，做到安全可靠、技术先进和经济合理。
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
摘要 电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，为了供电的可靠性和系统正常运行，就必须视其容量的大小、电压的高低和重要程度，设置相应的继电保护装置。本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置配置原则和设计方案。 关键词：电力变压器继电保护装置保护配置
Abstract Power transformer is very important in power system,power components in order to power supply reliability and system normal operation,you must see the size of its capacity,voltage and important degree of on any account,set up corresponding relay protection device.This paper according to the operation of power transformer fault and analyzed the power transformer longitudinal differential peotection,gas protection and over-current protection rely protection device configuration principle and design scheme. Keywords: Power transformer Relay protection device Protection configuration
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；
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。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。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
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。
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。
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)
1 绪论 如今，随着科学技术的飞速发展，继电保护器在35kV变电站中的应用也越来越广泛，他不仅保护着设备本身的安全，而且还保障了生产的正常进行，因此，做好继电保护的整定对于保障设备安全和生产的正常进行是十分重要的。继电保护装置广泛应用与电力系统，农网和小型发电系统，是电网及电气设备安全可靠运行的保证。加强继电保护管理，健全沟通桥梁，加强继电保护定值正定档案管理是提高继电保护定值整定的必要措施。 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置，继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 继电保护发展现状，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。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。国外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
2 继电保护相关理论知识 2.1 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。 2.2 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，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。 2.3 继电保护基本原理 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“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。 2.3.1 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。 电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是： （1）电流增大：短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。 （2）电压降低：当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。 （3）电流与电压之间的相位角改变：正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°（-60°～-85°)。
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、
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。
银川能源学院 课程设计 课程名称：电力系统继电保护原理 设计题目：110kv变电站变压器保护设计 院（部）：电力学院 专业： _电气工程及其自动化_________ 班级：____1203班_________________ 姓名：_____罗昊___________________ 学号：____1210240094______________ 成绩：____________________________ 指导教师：李莉李静 日期：2015年6月8日—— 6月21日
前言 变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，影响整个电力系统的安全与运行。所以变压器是变 电所的核心设备，变压器是变压所继电保护设计的重要环节。当电力系统发生 故障时或有异常状况，继电保护可以在最短时间和最小区域内自动将故障设备 从系统中切除，或者给值班人员发出信号，减轻避免设备损坏。从而实现对电 力系统的故障保护、故障切除、故障报警，为电力系统的安全运行提供保障。 电力系统会发生各种故障和不正常运行状态。如:过负荷,过电压,频率降低, 系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两 相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。 电力系统中除了输电线路，还有大量的电力主设备，如发电厂内的发电机、升压变、母线，变电所内的降压变、母线等。这些设备发生故障或异常运行情 况时，同样也需要继电保护装置正确动作，切除故障、发出信号。配置在变压器、发电机、母线上的继电保护装置分别成为变压器保护、发电机保护、母线 保护，统称为元件保护或电力主设备保护。 本次设计为110kV变电所变压器的继电保护的初步设计，对变压器的容量选择，继电保护，计算，等方面进行设计
继电保护及自动装置部分的设计设计
前言 为了进一步提高工程建设集约化、精细化管理水平，根据《35-110KV 变电所设计规范》（GB50059-1992）、《江苏省35kV-220kV变电所设计技术导则（试行）》做好待设计变电所的设计工作。设计要求有利于运行维护和备品备件管理，有利于新技术推广应用，有利于提高工程建设集约化管理水平，能进一步提高供电可靠性。 设计原则：安全可靠、自主创新、技术先进、注重环保、节约资源、降低造价，努力做到统一性与可靠性、适应性、先进性、经济性和灵活性的协调统一。 一、对待设计变电所在电力系统中的地位、作用及电力用户的分析 待设计变电所在城市近郊，变电所110kV有2回线路分别与系统和发电厂相连；在低压侧10kV有10条线路向用户供电，该变电所的建成能保障该地区新增负荷的电力供应。另外变电所的所址范围内场地开阔，地势平坦，交通方便。 二、设计目的及主要任务 本次设计的主要目的是结合一实际变电所的一次参数作系统继电 保护 及自动装置部分的设计，主要任务有：1）主变台数、容量及型式的选择；2）电气主接线方案的确定；3）短路阻抗及短路电流的计算；4）选择系统保护用的电流、电压互感器型号；5）保护的配置及原理；6）保护的整定计算。 本次第一章主要介绍一次设备选型及短路电流及短路阻抗计算。第二、第三章中介绍了保护配置及整定计算。第四章介绍了变电站二次回路设计。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制
前言 继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。 自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器（1901年）在电力系统应用以来，继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里，各种新的继电保护原理相继出现，如差动保护（1908年）、电流方向保护（1910年）、距离保护（1923年）、高频保护（1927年），这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护，但是这些保护的基本原理并没有变，至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。 继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。 50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。 自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年
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：