题目名称：35kv电网继电保护设计
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指导教师：
时间： 2010.9
摘要
在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，因为它们会破坏用户的供电和电气设备的正常工作。从电力系统的实际运行情况看，这些故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路电流计算，选择最佳保护方案，设计出可靠的继电保护装置来保护电力系统的安全稳定的运行。在本设计中采用标么值法计算，把不同电压等级中元件的阻抗，根据同一基准值进行换算，继而得出短路回路总的等值阻抗，再计算短路电流。通过电流方向不同分别对单侧电源各保护点进行保护整定并计算，然后通过短路计算和整定计算，选择利用三段式电流（电压）保护，判断各个保护方向元件的安装，最终得出该电网继电保护的配置表。通过这次35kv电网继电保护的设计来巩固所学的理论知识，并把所学知识运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后的工作岗位打好基础。
关键词：短路，标幺值，阻抗，电网
Abstract
We must consider every possible fault and abnormal operational aspect in the design and operation of our power system, because they will destroy the user's power supply and the normal work of electrical equipment. From the actual operation of power system, these breakdowns are mostly caused by the short circuit, so we not only have to have a more profound understanding of the short circuit breakdowns of the electric power system, but also be familiar with the current calculation of the power system short-circuit, and then choose the best protection program, so we can design a reliable relay protection installment to protect the secure and stable movement of the electrical power system. I use the method of the per-unit value law computation in this design. I carry on the conversion of the different voltage class in every part's impedance according to the identical datum value, and obtain the short circuit return route total equivalent impedance subsequently. Lastly, I calculate the short circuit current. I have carried on protection setting calculations and then Installation computation and short-circuit calculation through the different direction current of the protection spot of the one-sided power, then choose the protects by using the triadic electric current (voltage). I have determined and judged the installation of the direction of the various components of protection, and then I have come up the grid Relay Protection table. I want to consolidate the theoretical knowledge by the design of relay protection 35kv, and use the knowledge to analyze and solve practical problems in production and the establishment of the correct design, develop my ability to adapt my theory to the real practice and the ability of the independent thinking, and mostly importantly, I hope to lay a good and profound foundation for my future work.
Keywords：short-circuit，per-unit value，impedance，the grid
目录
摘要...................................................... I Abstract.................................................... II 1绪言
1.1 课题背景 (1)
1.4 课题的主要研究工作 (1)
2 系统设计方案的研究
2.1 系统实现的原理 (2)
2.2 系统实现方案分析 (2)
2.3 系统各种元件阻抗 (2)
3 短路电流的计算
3.1 d1点短路计算 (4)
3.1.1 三相短路电流计算 (4)
3.1.2 两相短路电流计算 (5)
3.1.3 d1点短路计算的结果 (7)
3.2 d2点短路计算 (8)
3.2.1 三相短路电流计算 (8)
3.2.2 两相短路电流计算 (9)
3.2.3 d2点短路计算的结果 (12)
3.3 d3点短路计算 (12)
3.3.1 三相短路电流计算 (10)
3.3.2 两相短路电流计算 (19)
3.3.3 d3点短路计算的结果 (20)
3.4 d4点短路计算 (20)
3.4.1 三相短路电流计算 (21)
3.4.2 两相短路电流计算 (15)
3.4.3 d4点短路计算的结果 (16)
4 继电保护整定
4.1 总电路转换图及变换成单侧电源简化图 (17)
5 变压器保护 (28)
6 方向元件的设置 (32)
参考文献 (34)
1绪言
本章阐述35kv电网继电保护设计研究背景、现状以及发展方向，明确指出了在本设计中所面临的问题。
1.1 课题背景
35kv及以上中性点非直接接地电网在我国主要是35kv~66kv电网，其中中性点为经消弧线圈接地或不接地；110kv电网绝大部分中性点直接接地，但有个别雷电活动较强的山岳、丘陵地区，其电网中性点也要经消弧线圈接地的[]3。
35kv及以上中性点非直接接地电网中的线路，对相间短路和单相接地，均应按《继电保护和安全自动装置技术规程SDJ6-83》的规定，装设相应的保护[]3。
在研究此课题前以修完《电力系统继电保护》、《电力系统分析》、《电路》，具备了一定的理论知识，结合相关资料文献和自学知识，对35kv电网继电保护设计做全面的分析理解，弄清其原理，再将其拆分成若干小的课题。《电力系统分析》上对短路电流计算的知识，《电力系统继电保护》及相关知识和参考资料，对各继电保护进行整定算，以及方向元件的设置，得出继电保护的配置，最后在前面基础上把35kv电网继电保护线路的设计出来，最终达到整体掌握整个课题的目的。
利用所学的课本和资料,图书馆资料，维库数据库，万方数据库，在数据库中，可以搜索到许多相关的中英文参考文献资料，和许多知名大学发表的论文，以及指导老师的大力指导和支持，因此研究本课题已经具备了足够的条件。1.2 课题研究的目的和意义
本设计围绕35kv线路的保护整定计算展开分析和讨论，重点设计了短路电流的计算、继电保护整定、利用三段式电流保护、方向元件的设置和线路的继电保护配置等。通过这次设计来巩固《电力系统继电保护》、《电力系统分析》等课程所学的理论知识，并把所学知识运用到分析和解决生产实际问题中，并且建立正确的设计思想，养成理论联系实际，独立思考的能力，为今后在工作岗位打好基础。
本设计的研究意义：
1、在这次论文的学习中，巩固自己在大学里面所学的课程的理论知识，理论联系实际，做到对课本理论知识的运用；
2、在论文设计过程中，尽可能的多学些实际的东西，独立完成论文设计，并主动争取老师的指导，养成独立思考的能力；
3、在毕业设计中养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊病，为今后进入工作岗位打好基础；
4、掌握继电保护设计的内容、步骤和方法；
5、同时提高计算、制图和编写技术文件的技能。
2系统设计方案的研究
2.1 系统实现的原理
论文设计的内容包括:短路电流计算、电网继电保护配置设计和输电线路继电保护设计三个部分。
短路电流计算为电网继电保护配置设计提供了必要的基础数据。电网继电保护配置部分要对35kv 输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。输电线路继电保护回路设计部分在已有控制和测量回路的条件下设计出装设在电站
2.3 系统各种元件阻抗
在计算短路电流时，首先求出短路点前各供电元件的电抗值，并通过给出的系统接线图，做出其等效电抗图，并假设有关的短路点。系统中元件包括发电机、变压器、电抗器及架空线路(包括电缆线路)等。
首先选择基准值，取全系统的基准功率A MV S B ?=100。同时在工程计算中规定，各个电压等级都以其平均额定电压av V 作为基准电压B V 。根据我国现行的电压等级，各级平均额定电压规定为：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（KV ）。通过给出的原始资料主要参数表，可以计算出发电机、主变压器和输电线路的标幺阻抗值[]8。 系统各种元件标幺阻抗值的计算如下:
最大运行方式 255.01=X 最小运行方式 35.01=X
()[]{}()492
.01010022
3
2
%%%2
=÷??÷?÷÷-+=
B B N N K K K V S S V V V V X
中低高低高中
()[]{}()
011
.01010022
3
2
%%%3=÷??÷?÷÷-+=B B N N K K K V S S V V V V X 高低中低高中
()[]{}(
)
309
.01010022
3
2
%%%4
=÷??÷?÷÷-+=
B B N N K K K V S S V V V V
X
高中中低高低
492
.025==X X 492.036==X X 492.047==X X
169.12
)(8=÷?=B B V S X X 有名值 292.02
)(9=÷?=B B V S X X 有名值
()()
1101002
3
2
%10=÷??÷?÷=B B N N k V S S V V X
11011==X X
(
)
333
.58.02
2
//12=÷??÷?=B B N N d
V S S V X
X
333
.512151413====X X X X
877.02
)(16=÷?=B B V S X X 有名值
()()
189
.0101002
3
2
%17=÷??÷?÷=B B N N k V S S V V X
189
.01718==X X
()()
75
.0101002
3
2
%19=÷??÷?÷=B B N N k V S S V V X
(
)
4
8.02
2
//20
=÷??÷?=B B N N d
V S S V X
X
420
21
==X
X
通过系统接线图和等效阻抗图的分析，来确定假定的短路点。
系统
110KV
2X20000KVA
10.5KV
中心变电所
35KV
40KM
2X7500KVA
6.3KV
4X3000KW A 电站
10KM
30KM
2X40000KVA
35KV
城关变电所
6.3KV
2X4000KW B 电站
d1
d8
d7
d6
d5
d4
d3d2
3 短路电流的计算
在电力系统和电气设备的设计和运行中，短路计算是解决一系列技术问题所不可缺少的基本计算。短路计算的目的是：（1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，必须以短路计算作为依据；（2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并正确确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析；（3）在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方
案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算；（4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算的内容。
短路电流计算是进行电网继电保护配置设计的基础，这里对各个短路点进行计算。由计算比较可知，采用传统的标么值法计算和标幺值阻抗法计算结果基本相当。
3.1 d1点短路计算
最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。 3.1.1 三相短路电流计算
最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv 母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A （35kv 侧），由A 电站供给110KA 、B 电站供给130KA 。剩余的110A 经中心变电所送入系统。
系统
4X 3000K W A 电站
中心变电所
2X 4000K W B 电站
城关变电所
1
2
3
45
6
78
9
10
11
121314
15
16
17
18
19
20
21
图3.1 d1点短路的等效阻抗图
表3.1 最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.225 0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877
0.189 0.189
0.75
4
4
城关变电所不是电源侧，对d1短路点没影响，排除城关变电所，将电站发电机阻抗标幺值的12X 和13X 、14X 和15X ，20X 和21X 合并整理其它电抗值得：
系统
A 电站
中心变电所
1
2
3
45
6
78
1011
23
22
916
19
B 电站
24
图3.2 排除城关变电所后的等效阻抗图
222022=÷=X X 665.22122423=÷==X X X
将电站侧的发电机和变压器的阻抗标幺值整理合并，因为主变压器的X3=X8=0，可以去掉，则系统图可以整理合并为：
919
.3221916925=+++=X X X X X ()833.12231026=÷+=X X X
246
.02227=÷=X X 155.02428=÷=X X
合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
313233
图3.4 三相短路最后变换的等效阻抗图
()()406.5288271827131=÷?++++=X X X X X X X X
833
.12632==X X 919.32533==X X
则：取 KV V P 37= 系统：
406.531==∑?X X 系统
081.11=∑?=
*系统
X I j
35
.273.1=?=
p
B j
V S I
134
.3max =?=*?j j s I I I
B 电站： 919.333==∑?X X B
235
.08.0=÷*?∑?=*B N B js S S X X
查表得： 816.2=*e I
444
.073.1max =÷?=*?p B e b V S I I
A 电站： 833.132==∑?X X A
242
.18.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 288.3=*e I
223.073.1//
max =÷?==*?p
B e a U
S I I
I
3.1.2 两相短路电流计算
最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV 母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A （35KV 侧），由A 电站供给40A 、B 电站供给65A 。剩余的15A 经中心变电所送入系统。
1、 两相短路电流正序电抗简化：
表3.2 最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
1X
2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.35
0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877 0.189 0.189
0.75
4
4
246.02221=÷=X X 155.02422=÷=X X
819
.5201916923=+++=X X X X X 33.6121024=+=X X X
整理、合并得：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
282930
图3.7 整理后的正序等效阻抗图
()()251
.6228211821128=÷?++++=X X X X X X X X
819
.52329==X X 33.62430==X X
2、 两相短路电流负序电抗简化：
1X
2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.35
0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877
0.189 0.189
0.75
4
4
整理、合并得：
249
.122
2
2212
1020
19169
48
218
2129
=++++++???
? ??
+++??? ??
+=X X X X X X X X X X X X X X
3.2 d2点短路计算
最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。 3.2.1 三相短路电流计算
最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv 母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A （35KV 侧），由A 电站供给110KA 、B 电站供给130KA 。剩余的110A 经中心变电所送入系统。
1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.225 0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877 0.189 0.189 0.75 4
4
表3.4 最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
313233
图3.12 三相短路最后变换的等效阻抗图
()()365.4288271827131=÷?++++=X X X X X X X X
578
.226
32==X
X 459.32533==X X
则：取 KV V P 37= 系统： 365.431==∑?X X 系统
245.01=∑?=
*系统
X I j
56
.373.1=?=p
B j
V S I
950
.0max =?=*?j j s I I I
B 电站： 459.333==∑?X X B
254
.08.0=÷*?∑?=*B N B js S S X X
查表得： 816.2=*e I
742
.073.1max =÷?=*?p B e b V S I I
A 电站： 578.232==∑?X X A
578
.28.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 288.3=*e I
380.073.1//
max =÷?==*?p
B e a U
S I I I
3.2.2 两相短路电流计算
最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV 母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A （35KV 侧），由A 电站供给40A 、B 电站供给65A 。剩余的15A 经中心变电所送入系统。
1X
2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.35
0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877 0.189 0.189 0.75 4
4
表3.5 最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
313233
图3.14 合并后的等效阻抗图
100
.531=X 568.433=X 22.433=X
则：取 kv
U
p
37=
系统： 5.10031==∑?X X 系统
230.11=∑?=
*系统
X I j
58
.173.1=?=
p
B j
V S I
255
.0=?=*j j s I I I 746
.073.1min =?=?s s I I
B 电站： 568.433==∑?X X B
212
.08.0=÷??∑?=*B N B js S S X X
查表得： 288.3=*e I
562.273.1//
=÷?=*p
N e U
S I I
215
.073.1//
min =?=?I
I b
A 电站： 22.432==∑?X X A
426
.08.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 829.3=*e I
254.173.1//
=÷?=*p
N e U
S I I
233
.073.1//
min =?=?I
I a
3.2.3 d2点短路计算的结果
计算得出的最大短路电流分别为：
950.0max =?s I （KA ） 742.0max =?b I （KA ） 38
.0max =?a I （KA ）
计算得出的最小短路电流分别为：
746.0min =?s I （KA ） 215.0min =?b I （KA ） 233
.0min =?a I （KA ）
3.3 d3点短路计算
最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。 3.3.1 三相短路电流计算
最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv 母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A （35KV 侧），由A 电站供给110KA 、B 电站供给130KA 。剩余的110A 经中心变电所送入系统。
1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.225 0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877 0.189 0.189 0.75 4
4
表3.6 最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
313233
图3.16 三相短路最后变换的等效阻抗图
()()690.3288271827131=÷?++++=X X X X X X X X
423
.126
32==X
X 568.22533==X X
则：取 KV V P 37= 系统：
690.331==∑?X X 系统
081.11=∑?=
*系统
X I j
35
.273.1=?=p
B j
V S I
711
.0max =?=*?j j s I I I
B 电站： 568.233==∑?X X B
235
.08.0=÷*?∑?=*B N B js S S X X
查表得： 816.2=*e I
621
.073.1max =÷?=*?p B e b V S I I
A 电站： 423.132==∑?X X A
242
.18.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 288.3=*e I
402.073.1//
max =÷?==*?p
B e a U
S I I I
3.3.2 两相短路电流计算
最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV 母线上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A （35KV 侧），由A 电站供给40A 、B 电站供给65A 。剩余的15A 经中心变电所送入系统。
表3.7 最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
1X
2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.35
0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877
0.189 0.189
0.75
4
4
合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图：
A 电站
B 电站
系统中心变电所
313233
图3.18 合并后的等效阻抗图
526
.331=X 103.233=X 02.633=X
则：取 kv
U
p
37=
系统： 3.52631==∑?X X 系统
212.01=∑?=
*系统
X I j
65
.173.1=?=
p
B j
V S I
166
.0=?=*j j s I I I 596
.073.1min =?=?s s I I
B 电站： 103.233==∑?X X B
189
.08.0=÷??∑?=*B N B js S S X X
查表得： 288.3=*e I
233.273.1//
=÷?=*p
N e U
S I I
185
.073.1//
min =?=?I
I b
A 电站： 02.632==∑?X X A
152
.08.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 829.3=*e I
109.373.1//
=÷?=*p
N e U
S I I
233
.073.1//
min =?=?I
I a
3.3.3 d3点短路计算的结果
计算得出的最大短路电流分别为：
711.0max =?s I （KA ） 621.0max =?b I （KA ） 40
.0max =?a I （KA ）
计算得出的最小短路电流分别为：
596.0min =?s I （KA ） 185.0min =?b I （KA ） 233
.0min =?a I （KA ）
3.4 d4点短路计算
最小运行方式下两相短路短路电流最小，最大运行方式下三相短路短路电流最大，在系统所有的运行方式下，在相同地点发生不同类型的短路时流过保护安装处的电流都介于这两个短路电流值之间。 3.4.1 三相短路电流计算
最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地110kv 母线上的系统等值标么电抗为0.225。城关变电所总负荷为240A （35KV 侧），由A 电站供给110KA 、B 电站供给130KA 。剩余的110A 经中心变电所送入系统。
表3.8 最大运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
1X 2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.225 0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877 0.189 0.189
0.75
4
4
合并、星-三角等值电抗转换，并排除城市中心变电站最终得到等效阻抗图：
A 电站
B 电站
系统
中心变电所
313233
图3.20 三相短路最后变换的等效阻抗图
()()26.4288271827131=÷?++++=X X X X X X X X
245
.126
32==X
X 546.22533==X X
则：取 KV V P 5.10= 系统： 426.031==∑?X X 系统
081.11=∑?=
*系统
X I j
35
.273.1=?=p
B j
V S I
399
.0max =?=*?j j s I I I
B 电站： 546.233==∑?X X B
235
.08.0=÷*?∑?=*B N B js S S X X
查表得： 816.2=*e I
387
.073.1max =÷?=*?p B e b V S I I
A 电站： 245.132==∑?X X A
242
.18.0=÷??∑?=*B N A js S S X X
查表得： 288.3=*e I
500.073.1//
max =÷?==*?p
B e a U
S I I I
3.4.2 两相短路电流计算
上的系统等值标么电抗为0.35城关变电所总负荷为105A （35KV 侧），由A 电站供给40A 、B 电站供给65A 最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所110KV 母线。剩余的15A 经中心变电所送入系统。
表3.9 最小运行方式下系统各种元件标幺阻抗值
1X
2X 3X 4X 5X 6X 7X 8X 9X
10X
11
X 0.35
0.492 0.011 0.309 0.492 0.011 0.309 1.169
0.292
1
1 12X 13X 14X 15X 16X 17X 18X 19X
20
X
21
X
5.333 5.333 5.333 5.333 0.877
0.189 0.189
0.75
4
4
合并两相短路电流的正负序电抗，得到电抗图：
A 电站
B 电站
系统
中心变电所
313233
图3.22 合并后的等效阻抗图
172
.431=X 917.533=X 33.633=X
则：取 kv
U
p
5.10=
系统： 4.172
31==∑?X X 系统 212.01=∑?=
*系统
X I j
65
.173.1=?=
p
B j
V S I
166
.0=?=*j j s I I I 410
.073.1min =?=?s s I I
B 电站： 917.533==∑?X X B
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：
2．对本元件主保护起后备作用的保护称为近后备保护。 3．在两相星形接线的中性线上接入一个继电器是为了提高保护的灵敏系数。 4.功率方向继电器用90°接线方式，若，则= Uab 。 5、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 7、距离I段和距离II 8.方向所占面积大的动作特性的阻抗继电器。 、目前在电力系统中，自动重合闸与继电保护配合的方式主要有两种：即 2.简述瞬时电流速断保护的优缺点。 优点：简单可靠、动作迅速。 缺点：不能保护本线路全长，故不能单独使用，另外，保护范围随运行方式和故障类型而变化。 4.纵联保护根据通信通道的不同可分为哪几类保护？ 1、电力线载波纵联保护(简称高频保护)。 2、微波纵联保护(简称微波保护)。 3、光纤纵联保护(简称光纤保护)。 4、导引线纵联保护(简称导引线保护)。 3、、定时限过流保护的特点是什么? 2、何谓继电保护装置的可靠性? 3、什么叫重合闸后加速? 4、相间方向电流保护中，功率方向继电器一般使用的内角为多少度?采用90°接线方式有什么优点?
1. 电力系统运行状态：是指电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作 状态； 2. 短路故障类型：三相故障、两相故障、两相短路接地、单相接地故障 ● 常见故障单相接地故障 3. 负荷电流与供电电压之间的相位角就是通常所说的功率因数角，一般小于 030 4. 电流速断保护：优点：简单可靠、动作迅速；缺点：不可能保护线路的全长，并且保护范围直接受运行方式变化的影响。 5. 限时电流保护：增加一段带时限动作的保护，用来切除本线路速段保护范围以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。 6. 定时限过电流保护：保护启动后出口动作时间的固定的整定时间 7. 电流保护的接线方式 是指保护中的电流继电器与电流互感器之间的连接方式。有两种：三相星型接线、两相星型接线 8. 方向性电流保护的主要特点：在原有电流保护的基础上增加一个功率方向判断元件，以保证在反方向故障时把保护闭锁使其不致误动作。 用以判断功率方向或测定电电压间相位角的元件（继电器）称为 功率方向元件（功率方向继电器） 9. 零序电流保护主要由零序电流(电压)滤过器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成 10. 整定阻抗 1set set Z z L =，1z 为单位长度线路的复阻抗；set L 整定长度 11. 距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。 12. 电压形式相位比较方程： 0090arg 90C D U U -≤≤ 13. 只有实际测量电流在最小和最大精确工作电流之间、测量电压在最小精确工作电压以上时，三段式距离保护才能准确地配合工作，其误差已被考虑在可靠系数中。最小精确工作电流是距离保护测量元件的一个重要参数，越小越好。 14. 纵联保护：将线路一侧电气量信息传到另一侧去，安装于线路两侧的保护对两侧的电气量同时比较、联合工作，就是说在线路两侧之间发生纵向的联系 15. 纵联保护按4种：导引线纵联保护；电力线载波纵联保护；微波纵联保护；光纤纵联保护。 16.电力载波通道的优点：无中继通信距离长；经济、使用方便；工地施工比较简单。缺点：通信速率低；抗干扰能力低。 光纤通信组成发射机、光纤、中继器和光端接收机 前加速优点：（1）能够快速地切除瞬时故障，（2）提高重合闸的成功率；能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；（4）只需装设一套重合闸装置，简单经济。 ●前加速的缺点：（1）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；（2）重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较多；（3）如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，则将扩大停电范围。
供电系统中继电保护问题的研究 摘要:供电系统中装设继电保护装置是通过缩小事故的X围或预报事故的发生，来保证供电的安全和可靠性。本文主要对继电保护装置的任务、发展、组成、现状及发展方向做了介绍。 关键词:供电系统；继电保护 一、引言 随着我国国民经济的不断增长，人民生活水平不断提高，人们对电力的需求不断增大，对供电质量的要求也越来越高。为了保证供电的可靠性，在供电系统发生故障时，必须有相应的保护装置将故障部分及时从系统中切除以保证非故障部分继续工作，并发出报警信号，以便提醒工作人员检查并采取相应措施。 供电系统中继电保护的任务大致有两种：一、故障时跳闸。在供电系统出现短路故障时，作用在前方最靠近的控制保护装置迅速跳闸，切除故障部分，并提醒工作人员检查，及时消除故障。二、异常状态发出报警信号。在供电系统出现过负荷等不正常工作状态时发出报警信号，提醒工作人员注意并及时处理，以免发展成故障。 电力系统的飞速发展对继电保护提出更高的要求，而电子技术、计算机与通信技术的发展为继电保护的发展注入了新的活力，使继电保护技术出现了四个发展阶段： 20世纪50年代，我国工程技术人员掌握了国外的继电保护设备运行技术，为
我国继电保护技术发展奠定了坚实的基础。 20世纪60年代中期80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代，运行于葛洲坝500kV线路上的高频保护，结束了线路保护依赖进口的时代。70年代中期，基于集成运放的集成电路保护开始研究，到80年代末，集成电路保护逐渐取代晶体管保护，到90年代初，已经处于主导地位。 从70年代末开始，我国已开始计算机继电保护的研究，所研究的成果逐渐应用于电力系统，可以说，从90年代开始我国继电保护技术进入微机保护时代。 二、供电系统中继电保护装置的组成 继电保护装置有若干个继电器组成，如图1所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间断电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。
东北农业大学成人教育学院考试题签 电力系统继电保护（B） 一、单项选择题(每小题2分，共30分) 1．电流保护I段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越( ) A.可靠 B.不可靠 C.灵敏 D.不灵敏 2．限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若( )不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 3．使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统( ) A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 4．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为( )。 A.100％ B.2／3 C.1／3 D. 0 5．按900接线的功率方向继电器，若I J =-Ic，则U J 应为( ) A.U AB B.-U AB C.U B D.-U C 6．电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需( )。 A.投入运行 B.有选择性的投入运行 C.有选择性的退出运行 D.退出运行 8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器( )的后果。 A.拒动 B.误动 C.正向故障拒动或反向故障误动 D.损坏 9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB ( ) A.原边匝数 B.副边匝数 C.原边线圈中的电阻大小 D.副边线圈中的电阻大小 10．距离II段的动作值应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保护的( )。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 11．相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如I J =I B -I A 时，U J =( )。 A.U B B.U B -U A C.U A -U B D.U A 12．差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对( )。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是( )。 A.允许信号 B.跳闸信号 C.闭锁信号 D.任意信号 14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6 8，主要是考虑( )相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。 A.正序电流 B.零序电流 C.负序电流 D.相电流 15．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以( )为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。 A.微波通道 B.光纤通道 C.输电线路 D.导引线 二、(本题每小题2分，满分20分)
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。
1.1电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果： (1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； (3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量； (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统的瓦解。 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。 系统故障的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雪击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误，检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： (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破坏，保证其它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（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。
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
继电保护复习题 第一章绪论 一、基本问答题 1．什么是继电保护装置？其基本任务是什么？ 答：继电保护装置就是指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。 继电保护装置基本任务是： （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破坏，保证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信号，以便值班员及时处理。 2．继电保护基本原理是什么？ 答：继电保护的原理就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，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。如根据短路故障时流过电气元件上的电流增大而构成电流保护，根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护，根据接地故障时出现的电流﹑电压的零序分量，可构成零序电流保护，根据电力变压器部故障产生的气体数量和速度而构成瓦斯保护。 3．什么是主保护和后备保护？ 答：主保护是指被保护元件部发生的各种故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择的切除被保护设备或线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。 远后备保护是指主保护或断路器拒绝动作时，由相邻元件的保护部分实现的后备。 近后备保护是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备。如当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现的后备。 4．对继电保护装置的基本要什么？ 答： （1）选择性：当电力系统中的设备或线路发生故障时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，尽量减小停电面积，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 （2）速动性：是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压情况下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。 （3）灵敏性：是指电气设备或线路在被保护围发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。 （4）可靠性：是指对继电保护装置既不误动，也不拒动。 5．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：继电保护装置由三个部分组成，即测量部分、逻辑部分、执行部分。测量部分的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是根据逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。
电力系统继电保护试题以及答案 电力系统继电保护试题以及答案 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分 1．过电流继电器的返回系数（B） A．等于0 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（B） A．大于2 B．大于1.3~1.5 C．大于1.2 D．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（A） A．有机会只切除一条线路B．有机会只切除一条线路 C．100%切除两条故障线路D．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（D） A．方向性B．可靠性 C．灵敏性D．选择性 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（D） A．90°接线B．3 0、3 0 C.-3 、-3 D．-3 0、3 0 6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（B） A．全阻抗继电器B．方向阻抗继电器 C．偏移特性阻抗继电器D．上抛圆阻抗继电器 7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（D） A．0°接线B．90°接线 C．3 0、3 0 D．A、A+ 3 0零序补偿电流的接线方式 8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（A） A．测量阻抗增大，保护范围减小B．测量阻抗增大，保护范围增大 C．测量阻抗减小，保护范围减小D．测量阻抗减小，保护范围增大 9．在距离保护的Ⅰ、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为了保证保护动作的（A） A．选择性B．可靠性 C．灵敏性D．速动性 10．在校验距离Ⅲ段保护远后备灵敏系数时，分支系数取最大值是为了满足保护的（C）
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)
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
第一章 1、继电保护在电力系统中的任务是什么 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，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 2、什么是故障、异常运行和事故短路故障有那些类型相间故障和接地故障在故障分量上有何区别对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别 答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。相间故障无零序分量。对称故障只有正序分量。 3、什么是主保护、后备保护什么是近后备保护、远后备保护在什么情况下依靠近后备保护切除故障在什么情况下依靠远后备保护切除故障 答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。 4、简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分 5、什么是电力系统继电保护装置 答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中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装置。 6、电力系统对继电保护的基本要求是什么 答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。3、灵敏性：继电保护的灵敏性，是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：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。 第二章 1、何谓三段式电流保护其各段是如何保证动作选择性的试述各段的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。画出三段式电流保护各段的保护范围和时限配合特性图。 答：电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。
2019年继电保护和电力电网安全试题及答案 一、填空 1. 开关非自动状态一般是在开关为或状态时使用。 答：运行热备用 2. 线路高频（或差动）保护两侧状态原则上要求。 答：始终保持一致 3. 线路高频（或差动）保护全停时，若线路仍需运行，须经华东网 调相关领导批准，本线路按整定单要求调整,同时要求相邻线路具有，不允许相邻线路的高频（或差动）保护。 答：距离II段时间全线快速保护同时停 4. 当500kV线路停运且该线路任一侧相应的开关需恢复运行状态时，应将线路的远方跳闸停用，方向高频改为，分相电流差动改为，以免误动，操作由当值调度员发布操作指令。 停用无通道跳闸信号运行开关 5. 500kV厂站均采用每组母线上有二套母差保护，在运行中同一母线的二套母差同时停用，若二套母差同时停用，则要求该母线。答：不考虑停役 6. 部分厂站的500kV开关之间，具有二套的短线保护，当网调发令操作称为短线保护时，即认为是。 答：相同二套短线保护同时操作 7. 500kV短线保护在线路或变压器闸刀拉开时，现场应将其改为跳闸，当线路或变压器闸刀合上时应将短线保护改为。正常情况下，网调
操作短线保护。 答：跳闸信号不发令 8. 500kV变压器低压过流保护是的主保护，原则上运行中不得，若 因保护异常或保护工作，导致主变低压侧无过流保护时，则应考虑。答：低压侧母线全停变压器陪停 9. 振荡指电力系统并列的两部分间或几部分间，使系统上的、、、发生大幅度有规律的摆动现象。 答：输送功率往复摆动电流电压无功 10. 变压器的主保护同时动作跳闸，未经查明原因和消除故障之前， 不得进行。 答：强送 11. 变压器的瓦斯或差动之一动作跳闸，在检查变压器外部无明显故障，检查，证明变压器内部无明显故障者，可以试送一次，有条件 时，应尽量进行零起升压。 答：瓦斯气体 12. 电压互感器发生异常情况，若随时可能发展成故障时，则不得就 地操作该电压互感器的。 答：高压闸刀 13. 220KV系统线路开关发生非全相且分合闸闭锁时，应首先拉开对 侧开关使线路处于充电状态，然后用，设法隔离此开关。 答：旁路开关代 14. 对于500KV联变220KV侧开关发生非全相且分合闸闭锁时，应首
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
《电力系统继电保护》课程教学大纲 一、课程简介 课程名称：电力系统继电保护 英文名称：Principles of Power System Protection 课程代码：0110355 课程类别：专业课 学分：4 总学时：52（52理论+12实验） 先修课程：电路、电子技术、电机学、电力系统分析 课程概要： 《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程，是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程，主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法，为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础。 二、教学目的及要求 本课程的教学目的是：本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的，并配以一定的实验。故而是一门理论与实践并重的学科。使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务，并通过本课程学习，掌握电力系统继电保护的基本原理，基本概念，考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能，为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。 通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识；通过课程教学，使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系；使学生了解电力系统各主要一次主设备（发电机、变电器、母线、送电线路）的故障类型，不正常运行状态及各自的保护方式；使学生了解各种继电器（电流、方向、阻抗）的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法，熟悉常用继电保护的实验方法。 三、教学内容及学时分配 第一章绪论（4学时） 掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。 重点：继电保护的任务、对继电保护的基本要求。
10KV供电系统的继电保护 摘要：在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。 关键词：电力系统发电变电输电配电 1. 10KV供电系统在电力系统中的重要位置 电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10KV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。 10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。 由于10KV 系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。 2. 10KV系统中应配置的继电保护 按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求，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，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护； 3）当配电变压器容量为800KV A及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护；另外尚应装设温度保护。 （3） 10KV分段母线应配置的继电保护 对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合
电力系统继电保护 一、选择题（每小题1分，共15分） 1．过电流继电器的返回系数（ B ） A ．等于0 B ．小于1 C ．等于1 D ．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（ B ） A ．大于2 B ．大于1.3~1.5 C ．大于1.2 D ．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（ A ） A ．有32机会只切除一条线路 B ．有3 1机会只切除一条线路 C ．100%切除两条故障线路 D ．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（ D ） A ．方向性 B ．可靠性 C ．灵敏性 D ．选择性 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（ D ） A ．90°接线 B ．3U 0、3I 0 C.-30 U 、-30I D ．-3U 0、3I 0 6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（ B ） A ．全阻抗继电器 B ．方向阻抗继电器 C ．偏移特性阻抗继电器 D ．上抛圆阻抗继电器 7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（ D ） A ．0°接线 B ．90°接线 C ．3U 0、3I 0 D ．U A 、I A +K 3I 0零序补偿电流的接线方式 8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（ A ） A ．测量阻抗增大，保护范围减小 B ．测量阻抗增大，保护范围增大 C ．测量阻抗减小，保护范围减小 D ．测量阻抗减小，保护范围增大 9.在双侧电源线路上，过渡电阻的存在，使测量阻抗( C ) A.增大 B.减少 C.可能增大，也可能减少 D.不变 10.使带速饱和变流器的发电机纵差保护出现死区的短路点在( B ) A.机端附近