摘要
继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它在电力系统中的功用相当于公安人员在人类社会中的作用，地位十分重要，可以说没有继电保护技术的发展，就没有现代电力系统的今天。
电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行。如果设计与配置不当，保护将不能正确工作（误动或拒动），从而会扩大事故停电范围，给国民经济带来严重的恶果，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行有非常重要的意义。
选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。当同时满足四个基本要求有困难时，根据电力系统的具体情况，在不影响系统安全运行的前提下，可以降低某一要求。
选择保护方式时，应力求采用最简单的保护装置来满足系统的要求。只有当最简单的保护装置不能达到目的时，才考虑采用较复杂的保护装置。运行经验证明，采用简单的保护装置，不仅调整试验方便，而且运行的可靠性也较高。
为便于运行管理和有利于保护性能的配合，同一电力网或同一厂、站内的继电保护型式，不宜品种过多。本设计就是按上述基本原则而配置各种继电保护装置。
继电保护设计
1.概述：
1．1继电保护的基本原理和构成方式
电力系统各元件都有它的额定参数（额定电流、电压、功率等），当发生短路或异常工况时，这些运行参数就偏离额定值，构成对电气设备和电力系统安全运行的威胁。
故障的一个显著特征就是电流剧增，从力和热等方面损坏电气设备。继电保护的最初原理即反应电流剧增这一特征，这就是熔断器保护和过电流保护。
故障的另一特征就是电压锐减，相应的就有低电压保护。
同时反应电压降低和电流增加的一种保护原理就是阻抗（距离）保护，它阻抗（Z=U/T）的降低多少反应故障点距离的远近，决定其动作与否。
随着电力系统的发展，电网结构日益复杂、机组容量不断增大、电压等级越来越高，对继电保护的要求必然相应提高，即要求选择性更好、可靠性更高、动作速度更快。这一生产发展背景，促进了继电保护技术的发展，使保护的新原理、新装置不断问世。
为了更确切地区分正常运行状况与故障（或异常）状态，可以利用正常运行时没有或很少而故障状态却很大的电气量，如负序或零序的电流、电压和功率。
断电保护利用的不仅限于电气量，也有其它的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置将包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分图（1.1）。测量部分从被保护对象输入有关信号，再与给定的整定值相比较，决定保护是否动作。根据测量部分各输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定保护应有的动作行为，由执行部分立即或延时发出警报信号或跳闸信号。
图1.1继电保护装置的原理框图
1.2 继电保护技术发展简史
电力系统生产的发展决定着继电保护技术的发展。解放前，由于我国电力工业极不发达，因而国内几乎没有继电保护装置制造业。解放后，随着电力工业的迅速发展，建立了自己的继电器制造工厂，继电保护制造业走上了独立发展的道路。1955年我国开始大量生产机电型继电器。
不算19世纪末期的熔断器，第一台机电型继电器是1901年问世的感应式过电流继电器，1908年出现差动继电器，1910年有了电流方向保护，1920年初制成了距离保护，1927年开始了高频保护的研究。机电型继电器迄今仍为广大用户所采用。
随着半导体器件的生产，人们将其用于保护装置，构成了整流型
继电保护继电器，使维修工作大为减轻。这是60年代的一代新产品。
晶体管的出现，带动了静态型继电器的研制，1970年初在我国形成高潮，但由于元、器件质量问题和生产工艺问题，严重地影响了晶体管型继电器的可靠性，经1972年的整顿，使质量逐步稳定，成为与机电型、整流型并立的一种产品。
微电子学的飞速发展，大规模集成电路的生产，使分立元件的晶体管保护逐渐为集成电路保护所取代，成为第二代静态型保护，是目前最新的模拟式保护装置。
微型计算机和微处理器的出现，为继电保护数字化开辟了美好前景，微机保护正处于方兴未艾的阶段。
由上述可知，继电器和保护装置的发展与其它新兴技术和工业的发展密切相关，新技术、新元器件的应用，给继电保护的发展流入了新的活力。
1.3 对继电保护的基本要求
作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求，即可靠性、选择性、快速性和灵敏性。
1.3．1可靠性
这是指在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，它不拒绝动作；在任何其它该保护不应该动作的情况下，则不应误动作。
可靠性与保护装置本身的设计、制造、安装质量有关；也与运行
维护水平有关。一般说来，保护装置组成元件的质量越好、接线越简单、回路中继电器的触点数和接插件数越少，保护装置的工作就越可靠。正确的调整试验、良好的运行维护对提高保护可靠性有重要作用。
保护的误动和拒动都将给被保护设备和电力系统造成严重后果，但提高不误动和不拒动的可靠性措施常常是互相矛盾的。例如采用二中取二的双重化（原理不同或相同的两套保护都动作才作用于跳闸）措施，无疑提高了不误动的可靠性，却同时降低了不拒动的可靠性。在系统有充分旋转备用容量、各元件之间联系十分紧密的情况下，应着重强调不拒动的可靠性；反之则应强调不误动的可靠性。
许多作者称不误动的可靠性为“安全性”（security），称不拒动和不会非选择性动作的可靠性为“可信赖性”(reliability)。显然，安全性和可信赖性属于可靠性的两个方面。
1．3．2.选择性
所谓选择性，是要继电保护在可能最小的范围内将故障部分自电网中断开，最大限度保证非故障部分继续供电。
1．3．3.快速性
所谓快速性，是指继电保护以可能最短的时限将故障或异常工况自电网中切除或消除。快速性不仅能减轻故障设备的损坏程度，加快非故障部分的恢复供电，更重要的是提高超高压电网系统运行的稳定性。
保护动作的快速性必然使保护装置遭受电力系统短路暂态特性
的影响，因为大容量机组的时间常数较大，非周期暂态电流衰减相当慢，加上电流互感器和电容式电压互感器的暂态过程，快速保护容易产生误动或拒动。
目前保护动作速度最快的约一个周期（0.02s），个别情况下也有半个周斯的。包括断路器动作灭弧在内的切除故障时间，最快约0.1s 左右。
1．3．4.灵敏性
保护装置反应故障的能力称为灵敏性，通常也称为灵敏度。灵敏性以灵敏系数定量表示，其值为：常见不利运行方式和不利故障类型下的故障参数与整定动作值之比。
其所以要具有一定的灵敏系数，是因为在故障计算、整定、试验等工作中，必须存在与故障实际情况的差别，在这些差别的条件下，仍然应保证装置在预期的不利情况下可靠动作。
在继电保护基本要求的“四性”之间经常是矛盾的。例如强调快速性时，有时会影响可靠性、选择性和灵敏性，强调选择性时又会影响快速性和灵敏性。如何处理“四性”之间的矛盾以求得一个比较完善的保护方案？重要的是正确地了解被保护对象，明确矛盾的主次，取得具体问题的矛盾统一。这需要经过实践的锻炼才能真正有所体会。通过本次课程设计，对上述“四性”有了可更深刻的理解
1.1设计依据:
1.1.1继电保护设计任务书。
1.1.2国标GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》。
1.1.3《电力系统继电保护》。
1.2设计规模：
本设计为35KV降压变电所。主变容量为6300KV A，电压等级为35/10KV。
1.3设计原始资料：
1.3.1 35KV供电系统图,如图1所示。
13.2系统参数：电源I短路容量：S I Dmax=200MV A；电源Ⅱ短路容量：SⅡDmax=250MV A；供电线路：L1=15km，L2=10km，线路阻抗：X L=0.4Ω/km。
S I S II
图1 35KV系统原理接线图
1.3.3 35KV变电所主接线图，如图2所示
图2 35KV 变电所主接线图
1.3.4 10KV 母线负荷情况，见下表： 1.3.5 B 1、B 2主变容量、型号为6300kV A 之SF1-6300/35型双卷变压器，Y-Δ/11之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中U k %=7.5。
1.3.6运行方式：以S I、SⅡ全投入运行，线路L1、L2全投。DL3合闸运行为最大运行方式；以SⅡ停运，线路L2停运，DL3断开运行为最小运行方式。
1.3.7已知变电所10KV出线保护最长动作时间为1.5s。
2 变电所继电保护和自动装置规划：
2.1系统分析及继电保护要求：
本设计35/10KV系统为双电源35KV单母线分段接线，10KV侧单母线分段接线，所接负荷多为化工型，属一二类负荷居多。
2.1.1为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
2.2本系统故障分析：
2.2.1本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。
2.2.2电力变压器的故障，分为外部故障和内部故障两类。
2.2.2.1变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。
2.2.2.2变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。
2.2.3变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。
2.3 10KV线路继电保护装置：
根据线路的故障类型，按不同的出线回路数，设置相应的继电保护装置如下：
2.3.1 单回出线保护：适用于织布厂和胶木厂出线。采用两段式电流保护，即电流速断保护和过电流保护。其中电流速断保护为主保护，不带时限，0S跳闸。
2.3.2双回路出线保护：适用于印染厂、配电所和炼铁厂出线。采用平行双回线路横联方向差动保护加电流保护。其中横联方向差动保护为主保护。电流保护作为横联方向差动保护的后备保护。
2.4主变压器继电保护装置设置：
变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，
设置相应的主保护、异常运行保护和必要的辅助保护如下：
2.4.1主保护：瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵联差动保护（以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。
2.4.2后备保护：过电流保护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷保护（反应由于过负荷而引起的过电流）。
2.4.3异常运行保护和必要的辅助保护：温度保护（以检测变压器的油温，防止变压器油劣化加速）和冷却风机自启动（用变压器一相电流的70%来启动冷却风机，防止变压器油温过高）。
2.5 变电所的自动装置:
2.5.1 针对架空线路的故障多系雷击、鸟害、树枝或其它飞行物等引起的瞬时性短路，其特点是当线路断路器跳闸而电压消失后，随着电弧的熄灭，短路即自行消除。若运行人员试行强送，随可以恢复供电，但速度较慢，用户的大多设备（电动机）已停运，这样就干扰破坏了设备的正常工作，因此本设计在10KV各出线上设置三相自动重合闸装置（CHZ），即当线路断路器因事故跳闸后，立即使线路断路器自动再次重合闸，以减少因线路瞬时性短路故障停电所造成的损失。2.5.2针对变电所负荷性质，缩短备用电源的切换时间，提高供电的不间断性，保证人身设备的安全等，本设计在35KV母联断路器（DL1）及10KV母联断路器（DL4）处装设备用电源自动投入装置（BZT）。
2.5.3 频率是电能质量的基本指标之一,正常情况下,系统的频率应保持在50Hz，运行频率和它的额定值见允许差值限制在0.5Hz内，频率降低会导致用电企业的机械生长率下降，产品质量降低，更为严重的是给电力系统工作带来危害，而有功功率的缺额会导致频率的降低，因此，为保证系统频率恒定和重要用户的生产稳定，本设计10KV 出线设置自动频率减负荷装置（ZPJH），按用户负荷的重要性顺序切除。
2.6 本设计继电保护装置原理概述：
2.6.1 10KV线路电流速断保护：是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式，本设计选用无时限电流速断保护。
2.6.2 10KV线路过电流保护:是利用短路时的电流比正常运行时大
的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障，其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。
2.6.3 平行双回线路横联方向差动保护：是通过比较两线路的电流相位和数值相同与否鉴别发生的故障;由电流起动元件、功率方向元件和出口执行元件组成，电流起动元件用以判断线路是否发生故障，功率方向元件用以判断哪回线路发生故障，双回线路运行时能保证有选择的动作。该保护动作时间0S，由于横联保护在相继动作区内短路时，切除故障的时间将延长一倍，故加装一套三段式电流保护，作为后备保护。
2.6.4 变压器瓦斯保护：是利用安装在变压器油箱与油枕间的瓦斯继电器来判别变压器内部故障；当变压器内部发生故障时，电弧使油及绝缘物分解产生气体。故障轻微时，油箱内气体缓慢的产生，气体上升聚集在继电器里，使油面下降，继电器动作，接点闭合，这时让其作用于信号，称为轻瓦斯保护；故障严重时，油箱内产生大量的气体，在该气体作用下形成强烈的油流，冲击继电器，使继电器动作，接点闭合，这时作用于跳闸并发信，称为重瓦斯保护。
2.6.5变压器纵联差动保护：是按照循环电流的原理构成。在变压器两侧都装设电流互感器，其二次绕组按环流原则串联，差动继电器并接在回路壁中，在正常运行和外部短路时，二次电流在臂中环流，使差动保护在正常运行和外部短路时不动作，由电流互感器流入继电器的电流应大小相等，相位相反，使得流过继电器的电流为零；在变压器内部发生相间短路时，从电流互感器流入继电器的电流大小不等，相位相同，使继电器内有电流流过。但实际上由于变压器的励磁涌流、接线方式及电流互感器误差等因素的影响，继电器中存在不平衡电流，变压器差动保护需解决这些问题，方法有：
·靠整定值躲过不平衡电流
·采用比例制动差动保护。
·采用二次谐波制动。
·采用间歇角原理。
·采用速饱和变流器。
本设计采用较经济的BCH-2型带有速饱和变流器的继电器，以提高保护装置的励磁涌流的能力。
3 短路电流计算：
3.1 系统等效电路图：如图3所示
S II S I
图3 系统等效电路图（各阻抗计算见3.3）
3.2基准参数选定：
S B=100MV A，U B=Uav即：35kV侧U B=37KV，10kV侧U B=10.5KV。
3.3阻抗计算（均为标幺值）：
1）系统：X1=100/200=0.5 X2=100/250=0.4
2) 线路：L1：X3= X L L1S B/U B2=0.4×15×100/372=0.438
L2：X4= X L L2S B/U B2=0.4×10×100/372=0.292
3) 变压器：B1，B2：X5=X6=（U k%/100）S B/S=0.075×100/6.3=1.19 3.4 短路电流计算：
1）最大运行方式：
系统化简如图4所示。
其中：
X7=X2+X4＝0.692
X8= X1+X3＝0.938
X9=X7∥X8＝0.398
X10=X9+X5＝1.588
据此，系统化简如图5所示
故知35KV母线上短路电流：
I d1max=I B1/X9=1.56/0.398=3.919(KA) 10KV母线上短路电流:
I d2max=I B2/X10=5.5/1.588=3.463(KA) 折算到35KV侧:
I d21max=I B1/X10=1.56/1.588=0.982(KA) 对于d3点以炼铁厂计算
I d3max=5.5/(1.588+3.628)=1.054(KA)
图4
图5
2) 最小运行方式下:系统化简如图6所示。因SⅡ停运,所以仅考虑SⅠ单独运行的结果；X11=X7+X5=0.692+1.19=1.882
所以35KV母线上短路电流：
I d1min=I B1/X9=1.56/0.692=2.25(kA)
所以10KV母线上短路电流：
I d2min=I B2/X11=5.5/1.882=2.92(kA)
折算到35KV侧：
I d2lmin = I B1/X11=1.56/1.882=0.83 (kA)
对于d3以炼铁厂进行计算
I d3min=5.5/ (1.882+3.628)=0.998(kA)
折算到35KV侧：
I d3lmin = 1.56 /(1.882+3.628)=0.283(kA)
SⅠ
4. 主变继电保护整定计算及继电器选择
4.1瓦斯保护
轻瓦斯保护的动作值按气体容积为250~300cm2整定，本设计采用280 cm2。
重瓦斯保护的动作值按导油管的油流速度为0.6~1.5 cm2整定，本设计采用0.9 cm2。
瓦斯继电器选用FJ3-80型。
4.2纵联差动保护：选用BCH-2型差动继电器。
4.2.1 计算Ie及电流互感器变比，列表如下：
4.2.2 确定基本侧动作电流：
1）躲过外部故障时的最大不平衡电流
Idz1≥K K Ibp(1)
利用实用计算式：I dz1=K K（K fzq K tx fi+U+fza）Id2lmax
式中：K K—可靠系数，采用1.3；
K fzq—非同期分量引起的误差，采用1；
K tx—同型系数，CT型号相同且处于同一情况时取0.5，型号不同时取1，本设计取1。
ΔU—变压器调压时所产生的相对误差，采用调压百分数的一半，本设计取0.05。
Δfza—继电器整定匝书数与计算匝数不等而产生的相对误差，暂无法求出，先采用中间值0.05。
代入数据得I dz1=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05)×1.04=270.4（A）
2）躲过变压器空载投入或外部故障后电压恢复时的励磁涌流
I dz1= K K Ie （2）
式中：K K—可靠系数，采用1.3；
Ie—变压器额定电流：
代入数据得I dz1= 1.3×103.9=135.1(A)
3) 躲过电流互改器二次回路短线时的最大负荷电流
I dz1= K K Tf hmax （3）
式中：K K—可靠系数，采用1.3；
I dz1—正常运行时变压器的最大负荷电流；采用变压器的额定电流。
代入数据得I dz1=1.3×103.9=135.1(A)
比较上述（1），（2），（3）式的动作电流，取最大值为计算值，
即：I dz1=270.4（A）
4.2.2确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流
将两侧电流互感器分别结于继电器的两组平衡线圈，再接入差动线圈，使继电器的实用匝数和动作电流更接近于计算值；以二次回路额定电流最大侧作为基本侧，基本侧的继电器动作电流及线圈匝数计算如下：基本侧（35KV）继电器动作值
I dzjsI=K JX I dzI/n l
代入数据得I dzjsI= 3 ×270.4/40=11.71（A）
基本侧继电器差动线圈匝数W cdjsI=Awo/ I dzjsI
式中：Awo为继电器动作安匝，应采用实际值，本设计中采用额定值，取得60安匝。
代入数据得W cdjsI=60/11.71=5.12(匝)
选用差动线圈与一组平衡线圈匝数之和较W cdjsI小而相近的数值，作
为差动线圈整定匝数W cdZ。
即：实际整定匝数W cdZ=5（匝）
继电器的实际动作电流I dzjI=Awo/ W cdZ=60/5=12（A）
保护装置的实际动作电流I dzI= I dzjI N l/K jx=12×40/ 3 =277.1A 4.2.3确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数
平衡线圈计算匝数W phjsⅡ=W cdz/I e2JI-W cdz
=5×(4.5/4.33-1)=0.19(匝)
故，取平衡线圈实际匝数W phzⅡ=0
工作线圈计算匝数W gzⅡ= W phzⅡ+W cdz=5(匝)
4.2.4计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δf za
Δf za= (W phjsⅡ- W phzⅡ)/( W phjsⅡ+ W cdz)
=(0.19-0)/(0.19+5)=0.04
此值小于原定值0.05，取法合适，不需重新计算。
4.2.5初步确定短路线圈的抽头
根据前面对BCH-2差动继电器的分析，考虑到本系统主变压器容量较小，励磁涌流较大，故选用较大匝数的“C-C”抽头，实际应用中，还应考虑继电器所接的电流互感器的型号、性能等，抽头是否合适，应经过变压器空载投入试验最后确定。
4.2.6保护装置灵敏度校验
差动保护灵敏度要求值K lm≮2
本系统在最小运行方式下，10KV侧出口发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低。
本装置灵敏度K lm=0.866K jx I dlmin/I dzl=0.866×1×0.817/0.2771=2.55>2
满足要求。
4.3过电流保护：
4.3.1过电流继电器的整定及继电器选择：
1）保护动作电流按躲过变压器额定电流来整定
I dz=K k I e1/K h
式中：K k—可靠系数，采用1.2；
K h—返回系数，采用0.85；
代入数据得I dz=1.2×103.9/0.85=146.7(A)
继电器的动作电流Idzj=I dz/n l=146.7/(40/ 3 )=6.35(A)
电流继电器的选择：DL-21C/10
2）灵敏度按保护范围末端短路进行校验，灵敏系数不小于1.2。
灵敏系数：K lm=0.866K jx I d3lmin/I dz
=0.866×1×0.282/0.1467=1.66>1.2
满足要求。
4.4 过负荷保护：
其动作电流按躲过变压器额定电流来整定。动作带延时作用于信号。
I dz=K k I e1/K f=1.05×103.9/0.85=128.4(A)
I dzJ= I dz/n l=128.4× 3 /40=5.56(A)
延时时限取10s，以躲过电动机的自起动。
当过负荷保护起动后，在达到时限后仍未返回，则动作ZDJH装置。
4.5 冷却风扇自起动：
I dz=0.7I el=0.7×103.9=72.74(A)
I dzJ=I dz/n l=72.74/(40/ 3 )=3.15(A)
即，当继电器电流达到3.15A时，冷却风扇自起动。
变电站、继电保护基础知识 培训资料 二零一二二月
第一章变电站基础知识 1. 电力系统概述： 1.1 电力系统定义： 电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之，电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 1.2 电力系统的构成 动力系统是由锅炉（反应堆）、汽轮机（水轮机）、发电机等生产电能的设备，变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。 煤
1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级 我国国家标准规定的部分标准电压（额定电压）如下表： T +5% -5% 通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。 由于用电设备的允许电压偏移为±5%，而延线路的电压降落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路的105%。通常，6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机；10.5KV
用于25~100MW的发电机；13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机；15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机；18KV用于300MW的汽轮发电机。 变压器的一次额定电压：升压变压器一般与发电机直接相连，故与发电机相同，见表中有“*”降压变压器相当于用电设备，故与线路相同。 变压器的二次额定电压：考虑到变压器内部的电压降落一般为5%，故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器，采用5%。 习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。 1.3.2 电压等级的使用范围： 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线；110KV既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV，小功率电动机用220、380V；照明用220、380V。 1.4电力系统中性点的运行方式 1.4.1 中性点非直接接地系统 小电流接地系统，也称小接地短路电流系统。 供电可靠性高，但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统，绝缘费用在设备总价格中占相当大比重，故多用于60KV级以下的系统。
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的，为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备，保护发电机。由于电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后，提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时，继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代，晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期，静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度，成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末，有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代，微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期，继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理的选择保护的定值，以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。
35kV 变电站设计原始数据 本次设计的变电站为一座35kV 降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1500MVA。 本变电站有 8 回 10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA；其中 #1 出线和 #2 出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷， Tmax=4000h,cosφ=0.85。 环境条件：年最高温度 42℃；年最低温度 -5℃；年平均气温 25℃；海拔高度 150m；土质为粘土；雷暴日数为 30 日/ 年。
35KV变电站设计 一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿 1.负荷计算的意义和目的 所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费， 增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响 设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。 2.无功补偿的计算、设备选择 2.1无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周 期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功 率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。 S P2Q2 S——视在功率， kVA P——有功功率， kW Q——无功功率， kvar 由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数 cosφ越小则需要的无功功率越 大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变 压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用 率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该 提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电 压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相 应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因
变电站继电保护及自动装置 一、对继电保护的基本要求 1、继电保护及自动装置的定义：当电力系统中的电力元 件（如线路、变压器、母线等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，能够向值班员及时发出警告信号、或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终结这些事件发展的设备。 2、继电保护的作用： （1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。 （2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 3、继电保护的基本要求： （1）选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行。即：保护装置不该动作时就不动作（如发生在下一段线路的故障，本段的保护就不应该动作跳闸）。 （2）快速性：保护装置应尽快将故障设备从系统中切除，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。 （3）灵敏性：指保护装置在其保护范围内发生故障或不正常
运行时的反应能力。 （4）可靠性：在规定的保护范围内发生应该动作的故障，保护装置应可靠动作，而在任何不应动作的情况下，保护装置不应误动。 二、变电站继电保护装置的分类： 1、根据保护装置的作用，保护可分为：主保护、后备保护、 辅助保护。 （1）主保护：为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除故障的保护。 （2）后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护又分为： 远后备保护：当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 近后备保护：当主保护或断路器拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。 （3）辅助保护：为补充主保护与后备保护的性能或当主保护与后备保护退出运行时而起作用的保护。例如：断路器三相不一致保护、充电保护等。 2、根据保护的动作原理不同，保护可分为： （1）反映电流变化的电流保护：如过流保护； （2）反映电压变化的电压保护：如低电压、过电压等； （3）同时反映电流和电压变化的保护： 1）复合电压（低电压、负序电压、零序电压）闭锁的过流保
110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速 地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算 的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0 摘 要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作 用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护
的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线 路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计 算 ................................................. 5 3.1设计的原始材 料分析 ................................................... 5 3.2 参数计 算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用 电网在运行过程中，可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式，这些都可 能在电网中引起事故，从而破坏电网的正常运行，降低电力设备的使用寿命，严重的将直接破坏系统的稳定性，造成大面积的停电事故。为此，在电网运行中，一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面，当故障 一旦发生时，应该迅速而有选择地切除故障元件，使故障的影响范围尽可能缩小，这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除，使其损坏程度减至最轻，并 保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设各的承受能 力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
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
目录工程概况1 第一章35KV变电所继电保护2 1.1继电保护的重要性2 1.2继电保护的基本原理2 1.3继电保护装置的任务2 1.4对继电保护的基本要求3 第二章35KV变电所继电保护设计3 2.1三段式电流保护原理3 2.2线路的保护整定计算4 第三章继电保护装置的选择7 3.1电流互感器的确定7 3.2电压互感器的选定7 3.3中间继电器8 3.4电流继电器8 3.5时间继电器8 3.6信号继电器9 3.7熔断器9 参考文献10 致谢词11
工程概况 目前国家正致力于打造强力的电网建设力度，以实现资源优化配置，使全国的电力供应得到更好的发展。我国是产电地区主要是在西部，而西部并不发达，所以要把电力送到东部地区，使全国经济能更好的发展。为了保证电力的输送更加的可靠，就要求一次系统的坚强、科学与合理，此外对一次系统的操控需要二次系统提出了更高的要求，这就促使了二次系统的技术发展与进步。 变电所二次系统主要是由继电保护和微机监控（远动技术）所形成，发电厂与变电所自动化技术获得了显著的发展与进步。变电所综合自动化技术将继电保护、测量系统、控制系统、调节系统、信号系统和远动系统等多个独立的功能系统配成的综合系统。对于本设计中，主要是针对35KV变电所继电保护的结构、运行的设计。 主变压器型号的选定为HKSSPZ-25000-35/10，额定电流为0.412/38.49KA，所用变压器额定电压为35/0.23KV（50-100KVA）。 本设计采用两台35KV的变压器并联供电方式，总共引出线两组线进入变电室内。通过电流、电压互感器再次取电源给其相应的电气元件回路。 继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性，即通常所说的“四性”这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条件分别进行协调。 第一章35KV变电所继电保护 继电器是一种反应与传递信息的自动电气元件，是电力系统保护与生产自动化的自动、远动、遥控测和遥讯等自动装置的重要组成部分。 变电所继电保护能够在变电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯保护、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。 1.1 继电保护的重要性 电力规程规定：任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行。所有运行设备都必须有两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能有另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都有不同的熔断器供电。可见，虽然继电保护不是电力系统的一次设备，但在保证一次设备安全运行方面担负着不可或缺的重要角色。 1.2 继电保护的基本原理 电力系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理和类型的继电保护。 变电所继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。 可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，
继电保护毕业设计 课题：110kV变电所继电保护设计及分析导师： 姓名： 班级： 日期：2011年3月10日
前言 电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。随着经济的快速发展，负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求，保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验，但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。时间一长，就会无一例外地遭受破坏。而在供电系统中，要想完全杜绝电路事故是不可能的。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它能在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的，以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内，切除短路电流，使故障点脱离电源，从而保护短路回路内的一次设备，同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继
电保护技术进一步优化，大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性，大大降低运行检修人员的劳动强度，继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。
[目录] 前言 第一篇任务书 一、设计要求 二、原始资料 三、设计任务 四、设计成果 第二篇说明书 第一章概述 第二章主接线设计方案 第三章主变台数和容量的选择 第四章所变的选择和所用电的设计 第五章短路电流计算 第六章导体及电气设备的选择. 第三篇计算书 一、主变容量的计算 二、短路电流计算 参考资料
第一篇任务书 一、设计要求 1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法。 2、培养独立思考、解决问题的能力。 3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力，学习撰写工程设计说明书。 二、原始资料 1、某国营企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。 2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。 4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为二类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1
5、所用电的主要负荷见表1—2 交流焊机10.5 6、环境条件 1）当地最热月平均最高温度29.9°c，极端最低温度-5.9°c，最热月地面0.8m 处土壤平均26.7°c ，电缆出线净距100mm。 2）当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在 P≤500m2Ω的黄土上。 三、设计任务 1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选址主变压器的容量和台数。 2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数。 3、计算短路电流。 4、选择导体及电气设备。
智能变电站继电保护题库 第一章判断题 1．智能变电站的二次电压并列功能在母线合并单元中实现。 2．智能变电站内智能终端按双重化配置时，分别对应于两个跳闸线圈，具有分相跳闸功能；其合闸命令输出则并接至合闸线圈。 3．对于500kV智能变电站边断路器保护，当重合闸需要检同期功能时，采用母线电压合并单元接入相应间隔电压合并单元的方式接入母线电压，不考虑中断路器检同期。 4．任意两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采用级联方式时，允许短时丢失数据。5．智能变电站内双重化配置的两套保护电压、电流采样值应分别取自相互独立的合并单元。 6．双重化配置保护使用的GOOSE（SV）网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。 7．智能变电站要求光波长1310nm光纤的光纤发送功率为-20dBm ~-14dBm，光接收灵敏度为-31dBm ~-14dBm。8．智能变电站中GOOSE开入软压板除双母线和单母线接线外启动失灵、失灵联跳开入软压板既可设在接收端，也可设在发送端。 9．有些电子式电流互感器是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后迟延一定时间。此延时称为“唤醒时间”。在此延时期间，电子式电流互感器的输出为零。 10．唤醒电流是指唤醒电子式电流互感器所需的最小一次电流方均根值。 11．温度变化将不会影响光电效应原理中互感器的准确度。 12．长期大功率激光供能影响光器件的寿命，从而影响罗氏线圈原理中电子式互感器的准确度。 13．合并单元的时钟输入只能是光信号。 14．用于双重化保护的电子式互感器，其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应保护装置使用同一直流电源。 15．电子式互感器采样数据的品质标志应实时反映自检状态，不应附加任何延时或展宽。 16．现场检修工作时，SV采样值网络与GOOSE网络可以联调。 17．GOOSE跳闸必须采用点对点直接跳闸方式。 18．220kV智能变电站线路保护，用于检同期的母线电压一般由母线合并单元点对点通过间隔合并单元转接给各间隔保护装置。 19．智能变电站母线保护按双重化进行配置。各间隔合并单元、智能终端均采用双重化配置。 20．智能变电站采用分布式母线保护方案时，各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应母线保护子单元。 21．智能变电站保护装置重采样过程中，应正确处理采样值溢出情况。 22．与传统电磁感应式互感器相比，电子式互感器动作范围大，频率范围宽。
景新公司变电站继电保护知识手册 编写人：唐俊 编写日期：2009年2月5号
目录 1.主变差动保护-----------------------------------（4） 2.主变气体保护-----------------------------------（5） 3.主变过流保护-----------------------------------（6） 4.中性点间隙接地保护------------------------------（6） 5.零序保护--------------------------------------（7） 6.母线差动保护-----------------------------------（9） 7.距离保护-------------------------------------（10） 8.备用电源自投----------------------------------（11） 9.重合闸---------------------------------------（13） 10.母线充电保护-------------------------------（15） 11.故障录波----------------------------------（15） 12.电流闭锁失压保护---------------------------（17） 13.低周减载----------------------------------（17） 14.过电流保护---------------------------------（17） 15.阶段式过电流保护---------------------------（18） 16.复合电压闭锁过电流保护----------------------（18） 17.过电压保护---------------------------------（19） 18.速断过流保护-------------------------------（19） 19.过负荷保护--------------------------------（19） 20.速断保护----------------------------------（19） 21.电流速断保护-------------------------------（20）
沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈 摘要：本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况，阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案，统一端子排及编号的设计原则，对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法，供设计参考。 关键词：10kV变电站继电保护设计统一原则 1 引言：沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高，二次设计标准不统一，二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快，对电气二次设备可靠性，二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高，是配电网自动化能否实现的关键因素。 将二10kV变电站次设计典型化，模块化是工程设计的方向。 2 总体思路 在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现，由于用户的需要不同主接线的形式多种多样，有单电源，双电源，有不带母线、有单母线、分段母线等等，这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定，这样我们将标准设计分块化，既以间隔为标准，将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式，不同的接线样式也是固有的间隔组成，这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。 3 保护的配置原则 对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置： （1） 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。 （2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 设计的原始资料 (3) 1.2 设计的基本原则： (3) 1.3 本设计的主要内容 (4) 2主接线的设计 (5) 2.1 电气主接线的概述 (5) 2.2 电气主接线基本要求 (5) 2.3 电气主接线设计的原则 (5) 2.4 主接线的基本接线形式 (6) 2.5 主接线的设计 (6) 2.6 电气主接线方案的比较 (6) 3 负荷计算 (8) 3.1 负荷的分类 (8) 3.2 10kV侧负荷的计算 (8) 4 变压器的选择 (10) 4.1 主变压器的选择 (10) 4.1.1 变压器容量和台数的确定 (10) 4.1.2 变压器型式和结构的选择 (10) 4.2 所用变压器的选择 (11) 5 无功补偿 (12) 5.1 无功补偿概述 (12) 5.2 无功补偿计算 (13) 5.3 无功补偿装置 (13) 5.4 并联电容器装置的分组 (14) 5.5 并联电容器的接线 (14) 6 短路电流的计算 (15) 6.1 产生短路的原因和短路的定义 (15) 6.2 电力系统的短路故障类型 (15) 6.3 短路电流计算的一般原则 (15) 6.4 短路电流计算的目的 (16) 6.5 短路电流计算方法 (16) 6.6 短路电流的计算 (17) 7 高压电器的选择 (19)
7.1 电器选择的一般原则 (19) 7.2 高压电器的基本技术参数的选择 (20) 7.3 高压电器的校验 (20) 7.4 断路器的选择选择 (21) 7.5 隔离开关的选择 (24) 7.6 电流互感器的选择 (26) 7.7 电压互感器的选择 (28) 7.8 母线的选择 (29) 7.9 熔断器的选择 (30) 8 继电保护和主变保护的规划 (31) 8.1 继电保护的规划 (31) 8.1.1 继电保护的基本作用 (31) 8.1.2 继电保护的基本任务 (31) 8.1.3 继电保护装置的构成 (31) 8.1.4 对继电保护的基本要求 (31) 8.1.5 本设计继电保护的规划 (32) 8.2 变压器保护的规划 (33) 8.2.1 变压器的故障类型和不正常工作状态 (33) 8.2.2 变压器保护的配置 (34) 8.2.3 本设计变压器保护的整定 (34) 9 变电所的防雷保护 (36) 9.1 变电所防雷概述 (36) 9.2 避雷针的选择 (37) 9.3 避雷器的选择 (38) 结论与展望 (40) 致谢 (41) 参考文献 (42)
110k v变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校核工作的快速性和准确性，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0摘要....................................................................第一章电网继电保护的配置...............................................21.1电网继电保护的作用..................................................21.2电网继电保护的配置和原理............................................21.335kV线路保护配置原则................................................3第二章3继电保护整定计算.................................................2.1继电保护整定计算的与基本任务及步骤..................................32.2继电保护整定计算的研究与发展状况....................................4第三章线路保护整定计算.................................................53.1设计的原始材料分析...................................................53.2参数计
本/专科毕业设计（论文） 题目：220KV变电站继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年9月
220KV变电站继电保护设计 摘要：电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位，变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计，通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV，站内安装两台240MVA变压器，其中220kV线路为两进两出；110kV线路为8条出线；10kV线路为10条出线。 关键字：220kV 变电站继电保护
目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)
引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展，继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前，我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进，与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代， 20世纪50年代及以前，继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成； 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用；80年代,微机保护逐渐应用，继电保护逐渐走向了数字化与智能化，保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中，由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素，往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性，减少因停电造成的损失。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量进行数值整定，当突变量达到一定值时，自动启动控制环节，发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置，一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代，继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升，进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
K1+478～K1+5888段左侧片石混凝土挡土墙第1部分 35kV变电站设计原始数据 本次设计的变电站为一座35kV降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为1500MVA。 本变电站有8回10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为1800kVA；其中#1出线和#2出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷，Tmax=4000h,cos φ=0.85。 环境条件：年最高温度42℃；年最低温度-5℃；年平均气温25℃；海拔高度150m；土质为粘土；雷暴日数为30日/年。
K1+478～K1+5888段左侧片石混凝土挡土墙第1部分 35KV变电站设计 一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿 1.负荷计算的意义和目的 所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费，增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。 2.无功补偿的计算、设备选择 2.1无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。 S——视在功率，kVA P——有功功率，kW Q——无功功率，kvar 由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数cosφ越小则需要的无功功率越大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因素，在节约能源和提高质量具有非常重要的意义。无功补偿指的是：设备具有容性负载功率和情感力量负荷，并加入在同一电路，能量的两个负载之间的相互交换。 无功补偿装置被广泛采用在并联电容器中。这种方法容易安装并且施工周期短，成本低易操作维护。 2.2 提高功率因数 P——有功功率 S1——补偿前的视在功率