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
（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 ；
（6）时间阶梯△t ＝；
（7）线路正序电抗每公里为Ω；
任务
1、k I 计算结果，计算结果用表格列出。必须说明系统运行方式、短路点与短路类型的决定原则或依据，以及计算时考虑的其他因素。
2、保护方式的选择及整定计算结果
要求
要求说明选用保护方式的原则，各保护的整定计算条件，并用表格列出整定计算结果。整定计算时所采用的公式及各种系数的数值也应列出。
2 运行方式的选择
运行方式的选择原则
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。
(2)一个发电厂、变电站的母线上无论接几台变压器，一般应考虑其中容量最大的一台停用。
变压器中性点接地选择原则
(1)发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均要接地。
(2)自耦型和有绝缘要求的其它变压器，其中性点必须接地。
(3)T接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。
(4)为防止操作过电压，在操作时应临时将变压器中性点接地，操作完毕后再断开，这种情况不按接地运行考虑。
线路运行方式选择原则
(1)一个发电厂、变电站线线上接有多条线路，一般考虑选择一条线路检修，另一条线路又故障的方式。
(2)双回路一般不考虑同时停用。
流过保护的最大、电小短路电流计算方式的选择
(1)相间保护
对单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式；而最小短路电流，则出现在最小运行方式。
对于双电源的网络，一般（当取Z1=Z2时）与对侧电源的运行方式无关，可按单侧电源的方法选择。
对于环状网络中的线路，流过保护的电大短路电流应选取开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一线线路上。而对于电小短路电流，则应选闭环运行方式，同时再合理停用该保护背后的机组、变压器及线路。
(2)零序电流保护
对于单侧电源的辐射形网络，流过保护的最大零序短路电流与最小零序电流，其选择方法可参照相间短路中所述，只需注意变压器接地点的变化。
对于双电源的网络及环状网，同样参照相间短路中所述，其重点也是考虑变压器接地点的变化。
选取流过保护的最大负荷电流的原则
选取流过保护的最大负荷电流的原则如下：
(1)备用电源自动投入引起的增加负荷。
(2)并联运行线路的减少，负荷的转移。
(3)环状网络的开环运行，负荷的转移。
(4)对于双侧电源的线路，当一侧电源突然切除发电机，引起另一侧增加负荷。
本次设计的具体运行方式的选择
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弊之前，首先应该分析运行方式。这里要着重说明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电网在某种连接情况下通过保护的电流值最小。因此，系统的最大运行方式不一定就是保护的最大运行方式；系统的最小运行方式也不一定就是保护的最小运行方式。
现结合本次设计具体说明如下，系统的最大运行方式是所有设备全部投入运行；系统的最小运行方式为发电机G1和G2投入，发电机G3停运。对保护1而言，其最大运行方式应该是在系统最大运行方式下线路L1回路断开，其他设备全投；保护1的最小运行方式应该是：在系统的最小运行方式下线路L1+L2与L3并联运行。
3 电网各个元件参数计算及负荷电流计算
基准值选择
基准功率：S
B =100MV·A，基准电压：V
B
=115V。基准电流：I
B
=S
B
/ V
B
=100×103/
×115=；基准电抗：Z
B =V
B
/ I
B
=115×103/×502=Ω；电压标幺值：E=E
(2)
=
电网各元件等值电抗计算输电线路等值电抗计算(1) 线路L1等值电抗计算
正序以及负序电抗：X
L1= X
1
L
1
=×50=20Ω
X L1*= X
L1
/ Z
B
=20/=
零序电抗：X
L10= X
L
1
= 3X
1
L
1
=3××50=60Ω
X L10*= X
L10
/ Z
B
=60/=
(2) 线路L2等值电抗计算
正序以及负序电抗：X
L2= X
1
L
2
=×40=16Ω
X L2*= X
L2
/ Z
B
=16/=
零序电抗：X
L20= X
L
2
= 3X
1
L
2
=3××40=48Ω
X L20*= X
L20
/ Z
B
=48/=
(3) 线路L3等值电抗计算
正序以及负序电抗：X
L3= X
1
L
3
=×90=36Ω
X L3*= X
L3
/ Z
B
=36/=
零序电抗：X
L30= X
L
3
= 3X
1
L
3
=3××90=108Ω
X L30*= X
L30
/ Z
B
=108/=
(4) 线路L4等值电抗计算
正序以及负序电抗：X
L4= X
1
L
4
=×25=10Ω
X L4*= X
L4
/ Z
B
=10/=
零序电抗：X
L40= X
L
4
= 3X
1
L
4
=3××25=30Ω
X L40*= X
L40
/ Z
B
=30/=
变压器等值电抗计算
(1) 变压器T1、T2等值电抗计算
X T1= X
T2
=(U
K
%/100)×(V
N
2×103/ S
N
)≈Ω
X T1*= X
T2*
=X
T1
/ Z
B
==
(3) 变压器T4、、T6、等值电抗计算
X T4==X T6==(U K %/100)×(V N 2×103/ S N )≈Ω X T6*= X T7* = X T4*= X T5*=
发电机等值电抗计算
(1)发电机G1、G2电抗标幺值计算
X G1* = X G2*=X d1S B / S G1= X d1S B COS φ/ P G1=×100×25= (2)发电机G3电抗标幺值计算
X G3*=X d3S B / S G3= X d3S B COS φ/ P G3=×100×50=
最大负荷电流计算
(1) B 、C 母线最大负荷电流计算 最大负荷电流计算(拆算到110KV) I fhB ·max = I fhC ·max = P fhBmax V av 2 / U COS φ
=20×103/×115×≈；
各线路运行方式下流过断路器的最大负荷电流
(2) 保护2的最大运行方式：发电机Fl 、P2、F3全投入，断开L3回路；通
过保护2最大负荷电流为A I fh 34179131131max =++=?。保护2的最小运行方式；F3停，线路全部运行。
(3) 保护4的最大运行方式：Fl 、F 2、F3全投，继开线路L3；通过保护4 的最大负荷电流为A I fh 21079131max =+=?。保护4的最小运行方式：F3停，线路全部运行。
(6) 保护6因正常运行时不可能有正向电流通过，要是有正向电流
通过，一定是线路发生故障。为此，在保护3和保护7上只需判别电流(功率)的方向即可，故不用分析保护3和保护6的运行方式。
4短路电流计算
电网等效电路图
由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行
方式(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最小的一台投入,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。电网等效电路图如图所示
图电网等效电路图
短路电流计算
d1点发生短路时流过断路1
(1) d1
点短路最大运行方式下等值图如图
短路时
最大运行方式下的等值电路图
进一步简化后得图
简化图
X GT =(X G1+X T1)×(X G2+X T2)/(X G1+X T1+X G2+X T2)= X GT3=X G3+X T3=+= X L =X L1+X L2+X L3=++=
图 正序短路电路图
其中：X dT =X GT ×X GT3/(X GT +X GT3)=×+= X ff1=X dT +X L =+=
I d1·max*=E/X ff1=≈ I d1·max =I d1·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流 X ff1=X d1+X T1＋X L =++= X ff1(2)(2)=X ff1
I fa(1)(2)=V f (0)/(X ff1＋X ff1(2)(2))=V f (0)/2X ff1=2×= I f (2)*=(1)(2)=×= I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流.
图零序短路电路图
X TT(0)=X T1(0) /2= X T(0) =×+ =+×++= X TL(0) =+×++= X TLB(0) =+×++ = X ff1(0)=X L3(0)+X TLB(0)=＋= I ff1(0)*=E (0)/X ff1(0)== I ff1(0)=I ff1(0)*I B =×=
d2发生短路时流过断路2
(1)最大运行方式正序短路电流 X ff2=X dT +X L3=+=
I d2·max*=E/X ff2=≈ I d2·max =I d2·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流
X 2 =(X L1+X L2)×X L3/( X L1+X L2+ X L3)= X L3/2= X ff2=X d1+X 2=+= I f (3)*= E/2X ff1=2×= I f (3)=I f (3)*I B =×= I f (2)*=4X ff1=×4×=
流过断路器1、2、3、4、5和6的短路电流为： I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流,如图示
图短路等值电路
X BL(0) =X L1(0)×X TB(0)/(X L1(0))+X TB(0))=×+= X TL(0) =(X L4(0)+X T8(0))×X TC(0)/(X L4(0)+X T8(0)+X TC(0))= X LB(0) =(X L2(0)+X BL(0))×X TL(0)/(X L2(0)+X TBL(0)+X TC(0))= X ff2(0) =(X L3(0)+X T(0))×X LB(0)/(X L3(0)+X T(0))+X LB(0))= I ff2(0)*=E (0)/X ff2(0)== I ff2(0)=I ff2(0)*I B =×=
d3发生短路时流过断路2
(1)最大运行方式正序短路电流 X ff3=X dT +X L =+= I d3·max*=E/X ff3=≈ I d3·max =I d3·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流 X ff3=X d1+X T1＋X L =++= I f (2)*=2X ff1=×2×= I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流,如图示
图短路等值电路
X TL4(0)=(X L4(0) +X T8)×(X L3(0) +X T )/(X L4(0) +X T8+X L3(0) +X T ) =+×+/+++ =
X TL2(0) =(X L2(0)+X TC )×X TB /(X L2(0)+X TC +X TB ) =+×++ =
X BL(0) =X TL4(0)×X TL2(0)/(X TL4(0)+X TL2(0))=×+ =
X ff3(0)=X L1(0)+X BL(0)=＋= I ff3(0)*=E (0)/X ff3(0)== I ff3(0)=I ff3(0)*I B =×=
d4点发生短路时流过断路1
(1)最大运行方式正序短路电流 X ff4=X dT +X L1=+= I d4·max*=E/X ff4=≈ I d4·max =I d4·max*I B =×≈
(2)最小运行方式短路正序短路电流 X 3 =(X L3+X L2)×X L1/( X L1+X L2+ X L3) =+×++ =
X ff2=X d1+X 3=+= I f (3)*= E/X ff1==
流过断路器1、4、5的三相短路电流为： I f (3)1= I f (3)×X L1/( X L1+X L2+ X L3)
=×++ =
流过断路器2、3的三相短路电流为： I f2(3)=I f (2)*－I f1(2)= I f (2)*×X L1/( X L1+X L2+ X L3)
=×++ =
流过断路器1、4、5的短路电流为： I f1(2)=I f (2)*I B =×=
流过断路器2、3的短路电流为：
I f2(2)=I f (2)*－I f1(2)= 最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 2(0) =(X L4(0)+X T8)×X TC /(X L4(0)+X T8+X TC ) =+×++ =
X 1(0) =(X L1(0)+X T )×X TB /(X L1(0)+X T +X TB ) =+×++ =
X ff4(0) =X 1(0)×(X 2(0)+X L2(0))/(X 1(0)+X L2(0)+X 2(0)) =×+/++ =
I ff4(0)*=E (0)/X ff4(0)==
d4点发生短路时流过断路器2
(1)最大运行方式正序短路电流 其中：X ff5=X dT +X L3+X L2=++=
I d5·max*=E/X ff5=≈ I d5·max =I d5·max*I B =×≈
(2)最小运行方式短路正序短路电流 X 3 =(X L3+X L2)×X L1/( X L1+X L2+ X L3) =+×++ =
X ff2=X d1+X 3=+= I f (3)*= E/X ff1== I f (3)=I f (3)*I B =×=
流过断路器1、4、5的三相短路电流为： I f (3)1= I f (3)×X L1/( X L1+X L2+ X L3)
=×++ =
流过断路器2、3的三相短路电流为： I f2(3)=I f (2)*－I f1(2)= I f (2)*×X L1/( X L1+X L2+ X L3)
=×++ =
流过断路器1、4、5的短路电流为： I f1(2)=I f (2)*I B =×=
流过断路器2、3的短路电流为：
I f2(2)=I f (2)*－I f1(2)= 最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 50(0) =(X L4(0) +X T8)×(X L3(0) +X T )/(X L4(0) +X T8+X L3(0) +X T ) =+×+/+++ =
X 32(0) =X 50(0)×X TC /(X 50(0)+X TC )=×+ =
X ff5(0) =(X L2(0)+ X 32(0))×X TB /( X L2(0)+ X 32(0)+X TB )= I ff5(0)*=E (0)/X ff5(0)== I ff5(0)=I ff5(0)*I B =×=
d5点发生短路时流过断路器1
(1)最大运行方式正序短路电流
其中：X ff6=X dT +X L1+X L2=++=
I d6·max*=E/X ff6=≈ I d6·max =I d6·max*I B =×≈
(2)最小运行方式短路正序短路电流 X 2 =(X L1+X L2)×X L3/( X L1+X L2+ X L3)= X L3/2= X ff6=X d1+X 2=+= I f (3)*= E/2X ff1=2×=
流过断路器1、2、3、4、5和6的三相短路电流为： I f (3)=I f (3)*I B =×= I f (2)*=4X ff1=×4×=
流过断路器1、2、3、4、5和6的二相短路电流为： I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 2(0) =(X L4(0)+X T8)×X TC /(X L4(0)+X T8+X TC )= X 1(0) =(X L1(0)+X T )×X TB /(X L1(0)+X T +X TB ) = X ff5(0) =(X L2(0)+X 1(0))×X 2(0)/(X L2(0)+X 1(0))+X 2(0))= I ff6(0)*=E (0)/X ff5(0)== I ff6(0)=I ff5(0)*I B =×=
d6点发生短路时流过断路器1
(1)最大运行方式正序短路电流
其中：X ff7=X dT +X L1+X L2+X L4=+++=
I d6·max*=E/X ff7=≈ I d7·max =I d7·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流 X 2 =(X L1+X L2)×X L3/( X L1+X L2+ X L3)= X L3/2= X ff2=X d1+X 2+X L4=++= I f (2)*=4X ff1=×4×=
流过断路器1、2、3、4、5、6和7的短路电流为： I f (2)=I f (2)*I B =×= I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 1(0) =(X L1(0)+X T )×X TB /(X L1(0)+X T +X TB ) =+×++ =
X 3(0) =(X L2(0)+X 2(0))×X TC /(X L2(0)+X 2(0)+X TC ) =+×+1654+ =
X ff7(0) =(X L4(0)+X 3(0))×X T8/(X L4(0)+X 3(0)+X T8) =+×++ =
I ff7(0)*=E (0)/X ff7(0)== I ff7(0)=I ff7(0)*I B =×=
d6点发生短路时流过断路器2
(1)最大运行方式正序短路电流
其中：X ff8=X dT +X L3+X L4=++=
I d8·max*=E/X ff8=≈ I d8·max =I d8·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流
X 2 =(X L1+X L2)×X L3/( X L1+X L2+ X L3)= X L3/2= X ff2=X d1+X 2+X L4=++= I f (2)*=4X ff1=×4×=
流过断路器1、2、3、4、5、6和7的短路电流为：
I f (2)=I f (2)*I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 4(0)=(X L2(0) +X TB )×(X L3(0) +X T )/(X L2(0) +X TB +X L3(0) +X T ) =+×+/+++ =
X 5(0) =X 4(0)×X TC /(X 4(0)+X TC )=×+= X ff8(0) =(X L4(0)+X 5(0))×X T8/(X L4(0)+X 5(0)+X T8) =+×++ =
I ff8(0)*=E (0)/X ff8(0)== I ff8(0)=I ff8(0)*I B =×=
d8点发生短路时流过断路器1
(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为：
图正序短路电路图
图正序短路电路图
其中：X T45=X T4×X T5/(X T4+X T5)=X T4/2=2=
X ff9=X dT +X L1+X T45=++=
I d9·max*=E/X ff9=≈ I d9·max =I d9·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流
图短路等值电路
X 3 =(X L3+X L2)×X L1/( X L1+X L2+ X L3) =+×++ =
X ff2=X d1+X 3+X TB =++= I f (2)*=2X ff1=×2×= I f (2)=I f (2)*I B =×=
I f (2)1*= I f (2)*×X L1/( X L1+X L2+ X L3)=×++
=
流过断路器1、4、5、6的的短路电流为： I f1(2)=I f (2)*I B =×=
流过断路器2、3的的短路电流为：
I f2(2)=I f (2)*－I f1(2)= 最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路等值电路
X 6(0) =(X L4(0)+X T8)×X TC /(X L4(0)+X T8+X TC ) =+×++ =
X 7(0 )=(X L2(0) +X 6(0))×(X L1(0) +X T )/(X L2(0) +X 6(0)+X L1(0) +X T )
=+×+/+++ =
X ff9(0) =X TB +X 7(0)=+= I ff9(0)*=E (0)/X ff9(0)== I ff9(0)=I ff9(0)*I B =×=
d8点发生短路时流过断路器2
(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为：
图短路电路图
其中：X ff10=X dT +X L1+X T45=+++=
I d10·max*=E/X ff10=≈ I d10·max =I d10·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流
图短路电路图
X 3 =(X L3+X L2)×X L1/( X L1+X L2+ X L3) =+×++ =
X ff2=X d1+X 3+X TB =++= I f (2)*=2X ff1=×2×= I f (2)=I f (2)*I B =×=
I f (2)1*= I f (2)*×X L1/( X L1+X L2+ X L3)
=×++ =
流过断路器1、4、5、6的的短路电流为：
I f1(2)=I f (2)*I B =×=
流过断路器2、3的的短路电流为：
I f2(2)=I f (2)*－I f1(2)= (3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路电路图
X 8(0 )=(X L4(0) +X T8)×(X L3(0) +X T )/(X L4(0) +X T8+X L3(0) +X T ) =+×+/+++ =
X 9(0) =X 8(0)×X TC /(X 8(0)+X TC )=×+= X ff10(0) =X TB +X L2(0)+X 9(0)=++= I ff10(0)*=E (0)/X ff10(0)== I ff10(0)=I ff10(0)*I B =×=
d9点短路时流过断路器1
(1)最大运行方式正序短路电流 短路电路等效图为：
图短路电路图(a)
图短路电路图(b)
其中：X T67=X T6×X T6/(X T6+X T7)=X T6/2=2=
X ff11=X dT +X L1+X L2+X T67=+++= I d110·max*=E/X ff11=≈
I d11·max =I d11·max*I B =×≈
(2)最小运行方式两相短路正序短路电流如图
图短路电路图(c)
X 2 =(X L1+X L2)×X L3/( X L1+X L2+ X L3)= X L3/2= X ff2=X d1+X 2+X TC =++= I f (2)*=4X ff1=×4×=
流过断路器1、2、3、4、5和6的短路电流为： I f (2)
=I f
(2)
*
I B =×=
(3)最大运行方式两相短路零序短路电流
图短路电路图
X 10(0 )=(X L1(0) +X T )×X TB /(X L1(0) +X T +X TB ) =+×++=
X 11(0 ) =(X 10(0) +X L2)×(X L4(0) +X T8)/(X 10(0) +X L2+X L4(0) +X T8) =+×+/+++ ) =
X ff11(0) =X TC +X 11(0)=+= I ff11(0)*=E (0)/X ff11(0)== I ff11(0)=I ff11(0)*I B =×=
d9点短路时流过断路器2
(1)最大运行方式正序短路电流
电力系统继电保护 董双桥 2005年9月
第一部分电力系统继电保护的基本知识 电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。 电力系统运行有如下特点： 1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。 电力系统继电保护的作用。 电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3、系统中运行人员误操作。 电力系统故障的类型： 1、单相接地故障D（1） 2、两相接地故障D（1.1） 3、两相短路故障D（2） 4、三相短路故障D（3） 5 线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。 电力系统短路故障的后果： 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。 不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。
4）电力系统低频，低压。 电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。 继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。 继电保护的基本任务： 1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。 电力系统对继电保护的基本要求（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式 2）快速性：电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。 3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。 4）可靠性： ①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。 在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。
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
华南理工大学网络教育学院《电力系统继电保护原理》课程作业答案171801 20170910 作业答题注意事项： 1）本作业共含客观题48题（单选20题，判断28题），主观题5题。所有题目答案务必填写在答题页面的答题表格中，填写在 题目中间或下面空白处的答案以0分计。单项选择题填写字 母ABCD之一，判断题大写V字表示正确，大写X表示错误。 其它填写方法将不能正确判别；主观题答案写在答题纸页面内 各题的表格方框内，其内容框大小可自行调节； 2）不要把答案拍摄成图片再贴入本文档，不要修改本文件中答题表格格式，务必将答题文件命名为“[学生姓名][答案].doc”, 用word2003格式存储并上传到网页，谢谢！ 3）提交作业答案文件时请删除所有题目，答案文件应仅含个人信息表、客观题答案表和主观题答题表，不含题目； 4）不标注本人姓名的文件名无效，仅将答案拷贝到网页编辑框而没有上传答案word附件的作业，可能会造成批阅速度、格式 正确性上的较大困难，请同学们理解。 作业题目 一、单项选择题（20题） 1、电力系统继电保护的四个基本要求，不包括（）。 （A）选择性；（B）速动性；（C）灵敏性；（D）针对性。 2、使用调试最方便的保护是（）。 (A)电磁式保护；（B）分立晶体管保护；（C）集成电路保护；（D）微机保护。
3、电力系统中发生概率最大故障是（）。 （A）三相短路；（B）两相短路；（C）单相接地故障；（D）两相接地故障。 4、（）不属于影响距离保护工作的因素。 （A）短路点过渡电阻；（B）电力系统振荡； （C）电压回路断线；（D）并联电容补偿。 5、目前，（）还不能作为纵联保护的通信通道。 （A）公用无线网络通道（wireless network）； （B）输电线路载波或高频通道(power line carrier)； （C）微波通道(microwave)； （D）光纤通道(optical fiber)。 6、可以作为相邻线路的后备保护的纵联差动保护是（）。 (A)分相电流纵联差动保护；(B)电流相位比较式纵联保护； (C)方向比较式纵联保护； (D)距离纵联保护； 7、（）是后加速保护的优点之一。 (A)能够快速地切除各段线路上发生的瞬时性故障； (B)可能使瞬时性故障米不及发展成为永久性故障，从而提高重合闸的成功率； (C)使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济； (D)第一次是有选择性地切除故障，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（前加速的方式）。 8、下列方式不属于综合重合闸（简称综重）工作方式的是（）。 (A)两相重合闸方式； (B)三相重合闸方式； (C)单相重合闸方式； (D)停用重合闸方式。 9、双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了（）。 （A）保证选择性；(B)提高灵敏性；(C)加强可靠性；(D)提高速动性。 10、发电机定子绕组单相接地时，中性点对地电压（）。 （A）为零；（B）上升为线电压；（C）上升为相电压；（D）上升为线电压α倍（α表示由中性点到故障点的匝数占全部绕组匝数的百分数）。 11、互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是（）。 A 便于测量时形成回路； B 以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时,高电压对二次设备及人身的危害； C 有助于泄放雷电流； D 提高保护设备抗电磁干扰能力。 12、瞬时电流速断保护的动作电流应大于（）。
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
与发电机型式和冷却方式有关的A参数，随着发电机机组容量的增大而： A. 成周期性变化； B. 恒定不变； C. 逐步减小； D. 逐步增大； 回答错误!正确答案：C 正常、过激运行的发电机失磁后，机端测量阻抗的变化轨迹应该是 A. 从第Ⅰ象限到第Ⅳ象限 B. 从第Ⅰ象限到第Ⅲ象限 C. 从第Ⅰ象限到第Ⅱ象限 D. 从第Ⅳ象限到第Ⅱ象限 回答错误!正确答案：A 闭锁式方向纵联保护中，闭锁信号是： A. 由短路功率为正的一侧发出的 B. 由短路功率为负的一侧发出的
C. 只在负半周发信 D. 只在正半周发信 回答错误!正确答案：B 对自动重合闸前加速而言，下列叙述哪个是不正确的： A. 保护第一次切除故障可能有选择性 B. 保护第一次动作可能有延时 C. 保护第二次切除故障一定有选择性 D. 保护第二次动作可能有延时 回答错误!正确答案：B 距离Ⅲ段的灵敏度校验中应采用。 A. 最大分支系数 B. 过激分支系数 C. 最小分支系数 D. 正常分支系数 回答错误!正确答案：A
在不需要动作时保护不误动，保护范围内发生应该动作的故障时不拒动的特性是指保护的。 A. 可靠性 B. 速动性 C. 灵敏性 D. 选择性 回答错误!正确答案：A 汽轮发电机失磁后是否继续运行主要取决于下列哪个因素？ A. 系统的运行方式； B. 发电机自身的状态； C. 系统的无功储备； D. 负荷需求； 回答错误!正确答案：C 自动重合闸后加速一般适用于下列哪种情况？ A. 110kV及以上电压等级线路； B. 35kV及以下电压等级线路；
C. 系统发生永久性故障； D. 系统发生瞬时性故障； 回答错误!正确答案：A 纵联电流相差动保护中，保护装置本身的最大角度误差是多少度？ A. 0.06 B. 22 C. 15 D. 7 回答错误!正确答案：C 故障切除时间等于： A. 保护装置和断路器动作时间的总和 B. 保护的固有动作时间 C. 保护的整定时间 D. 断路器的动作时间 回答错误!正确答案：A
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 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 -
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
华南理工网络-《电力系统继电保护》课堂作业答案
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《系统工程导论》 作业题 一．判断题（正确的写“对”，错误的写“错”） 1．一般系统理论重申亚里士多德的一个观点：系统的功能可以等于系统全部要素功能的总和。 【错】 2．典型故障曲线（浴盆曲线）告诉我们：系统的故障在早期故障期和偶然故障期，其故障率都很小，到损耗故障期，故障率会逐渐升高。 【对】 3．“什么也不干”，维持现状，也是一种方案，称为零方案。 【对】 4．香农把信息定义为两次不确定性之和，即： 信息(量) = 通信前的不确定性＋通信后尚存的不确定性。 【错】 5．系统模型，是对于系统的描述、模仿或抽象。它反映系统的物理本质与主要特征。 【对】 6．系统分析一般有七个步骤，根据具体情况，有些步骤可以并行进行，但不能改变顺序。 【错】 二．单项选择题（请将你选择的字母填写在括号内） 1．80年代末，钱学森提出处理开放的复杂巨系统的方法论 是从定性到定量综合集成方法，结合系统学理论和人工智能技术的发 展，又于己于1992年提出了建设从定性到定量综合集成研讨厅体系，进一步发
展了开放的复杂巨系统的系统方法。 2．系统的所谓相关性，包含两重意思：一是系统内部各元素之间存在 着这样那样的联系；二是系统与其环境之间也存在着这样那样的联系。 “联系”又称“关系”，常常是错综复杂的。 3．指标评分法主要有：（1）排队打分法；（2）_专家打分法_；（3）两两 比较法；（4）_体操计分法_：（5）_连环比率法_；（6）_逻辑判断评分法__。 4．对模型进行修正与简化的方法通常有：（1）去除一些变量；（2）合并 一些变量；（3）改变变量的性质；（4）改变变量之间的函数关系；（5）改 变约束。 5．任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间 具有物质、能量和信息的交换。 6．系统分析的原则有那些？（1）内部因素与外部因素相结合； （2）微观效果与宏观效果相结合；（3）当前效果与长远效果相结合； （4）定量分析与定性分析相结合。 7．管理对于信息的要求是：（1）准确、（2）及时、（3）适用、（4）经济。 三简答题 1．按钱学森提出的系统新的分类方法，系统如何分类？对每一类系统举一例。 答：1）按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统； 2）按照系统结构的复杂程度分为简单系统和复杂系统。 举例：小系统：一个家庭 大系统：一个地级市 巨系统：一个国家。 简单：一个局域网 复杂：因特网。 2．简述系统与环境的关系 答：新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境；决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境；最后，系统的品质也只能放在环境中进行评价。
第一章、绪论 1、电力系统运行状态概念及对应三种状态： 正常（电力系统以足够的电功率满足符合对电能的需求等）不正常（正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继续运行一段时间的情况）故障(电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等故障) 2、电力系统运行控制目的： 通过自动和人工的控制，使电力系统尽快摆脱不正常运行状态和故障状态，能够长时间的在正常状态下运行。 3、电力系统继电保护： 泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。 4、事故： 指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户停电或少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。 5、故障： 电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等。 6、继电保护装置： 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，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 7、保护基本任务： 自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使元件免于继续遭到损坏，保障其它非故障部分迅速恢复正常运行；反应电气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。 8、保护装置构成及作用： 测量比较元件（用于测量通过被保护电力元件的物理参量，并与其给定的值进行比较根据比较结果，给出“是”“非”“0”“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应启动）、逻辑判断元件（根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分）、执行输出元件（根据逻辑判断部分传来的指令，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） 9、对电力系统继电保护基本要求： 可靠性（包括安全性和信赖性；最根本要求；不拒动，不误动）；选择性；速动性；灵敏性 10、保护区件重叠： 为了保证任意处的故障都置于保护区内。区域越小越好，因为在重叠区内发生短路时，会造成两个保护区内所有的断路器跳闸，扩大停电范围。 11、故障切除时间等于保护装置（0.06-0.12s，最快0.01-0.04s）和断路器动作时间（0.06-0.15，最快0.02-0.6）之和。 12、①110kv及以下电网，主要实现“远后备”-一般下级电力元件的后备保护安装在上级（近电源侧）元件的断路器处；②220kv及以上电网，主要实现“近后备”-，“加强主保护，简化后备保护” 13、电力系统二次设备： 对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。
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)
欢迎您：W320901121259 | 退出系统 ?在线作业 ?成绩管理 在线作业 ?进行中的 ?未开始的0 ?已过期的 成绩详细信息 序号时间成绩状态查看 1 2013-03-0 2 20:36:12 100.0 结束 2 2013-03-02 20:30:3 3 95.0 结束 3 2013-03-02 20:24:59 95.0 结束 返回 电力系统继电保护-在线作业_A用户名：W320901121259最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 单相接地短路，若，当时，接地点的零序电压为（） 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0
用户解答： 知识点： 2. 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 知识点： 3. 2/3 1/2 不确定 3/4 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 高压输电线路非全相运行计算的边界条件与哪种短路的边界条件相同（ ） 电流三段保护，电流Ⅰ，Ⅱ段电流互感器的接线采用接于A 、C 相两相两继电器式接线是为了不同出线不同相别单相接地有（ ）几率只切除一回线路
用户解答： 2/3 知识点： 4. 都无死区 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 知识点： 5. 与短路点的位置无关 短路点越远零序电压 越大 不确定 短路点越远零序电压越大 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 与短路点的位置无关 知识点： 6. 功率方向继电器采用 接线是为了（ ）短路没有死区 小接地电流系统单相接地母线零序电压的大小（ ）
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。
第一章 I. 电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态（填空） 2 .一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。 3. 对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。 4. 所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的电力系统工作 状态，称为不正常运行状态。 电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺 陷等原因会发生如短路、断线等故障。（选择） 5. 电力系统继电保护的基本任务：（1）自动、迅速、有选择性的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运行； （2）反应电气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。 6. 保护类型：过电流保护、低电压保护、距离保护、电流差动保护、瓦斯保护、过热保护 7. 继电保护装置组成由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件。 8. 电流互感器TA将一次额定电流变换为二次额定电流5A或1A，测量电流二次侧绝不开路 电压互感器TV二次测绝不短路，输出100KV以下电流。 9. 电力元件配备两套保护：主保护、后备保护。 安装位置不同，选近后备/远后备 10. 继电保护基本要求：可靠性、选择性、速动性和灵敏性 II. 四个基本要求关系：四个特性即相互统一，又相互矛盾，要根据实际情况考虑。继电保 护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辩证统一关系 进行的。相同原理的保护装置在电力系统的不同位置的元件上如何配置和配合，相同的电力 元件再电力系统不同位置安装时如何配置相应的继电保护，才能最大限度地发挥被保护电力 系统的运行效能，充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护工程实际的技术性。 第二章 1. 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为位置，这种 特性称为"继电特性” 2. 返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre=Ire/Iop过电流继电器的返回系数恒小于1 3. 在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式。 4. 对于反应于短路电流幅值增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。 5. 电流速断保护的优点是简单可靠、动作迅速，因而获得广泛的应用。缺点是不可能保护线路的全长，而且保护范围直接受运行方式的影响。 6. 灵敏度最高III段，最低1段。 7. 使用1段、II段或III段组成的阶段式电流保护，其主要优点是简单、可靠 8. 电流保护的