继电保护课程设计书
继电保护课程设计书
姓名：董祥
学号：20020563
班级：2002级电气一班
指导老师：刘承志
目录
第一章.设计任务书 (2)
第一节.原始资料 (2)
第二节.设计要求及设计原则 (6)
第二章保护配置 (8)
第一节.馈线保护配置 (9)
第二节.变压器保护配置 (10)
第三节.电容器保护配置 (11)
第三章保护整定计算 (13)
第一节.馈线保护整定计算 (13)
第二节.变压器保护整定计算 (15)
第三节.电容器保护整定计算 (16)
第四章保护原理图 (17)
第五章保护展开图 (19)
参考文献 (21)
第一章设计任务书
第一节原始资料
1.1基础数据
Yn,d11牵引变压器保护
变压器名称变量值变量名称变量
值
最小运行方式变压器一次侧三相短路电流（A）1775.89 过电流保护可
靠系数
1.2
最小运行方式变压器二次侧三相短路电流（A）1429.25 低电压保护可
靠系数
1.2
最小运行方式牵引网末端短路电流（A）919.08 过电流保护返
回系数
0.95
最小运行方式27.5kv母线电压（V）24000 低电压保护返
回系数
1.05
牵引变压器容20000 牵引变压器过 1.5
量（kV A）负荷系数
牵引变压器一次侧额定电流（A）104.98 牵引变压器一
次侧母线电压
（V）
110000
牵引变压器二次侧额定电流（A）422.11 变压器中性点
CT变比
32
牵引变压器一次侧CT接线系数1.732 过负荷保护可
靠系数
1.45
牵引变压器二次侧CT接线系数1 二次谐波闭锁
条件
0.18
牵引变压器一次侧CT变比40 重瓦斯保护
（m/s）
0.6—
—1
牵引变压器二
次侧CT变比
160 主变过热（℃）75
牵引变压器一次侧PT变比1100 主变通风启动
信号（℃）
55
牵引变压器二次侧PT变比275 主变通风停止
信号（℃）
45
差流速断保护 1.2 牵引变压器变 4
可靠系数比
20MV A牵引变
压器涌流倍数
5
并联电容补偿装置保护
最小运行方式变压器二次侧两相短路电流（A）1429.25 电容器租涌流倍
数
5
A相并联电容器组容量（kVar）(4并4串连接) 1600 过电压保护返回
系数
0.95
B相并联电容器组容量（kVar）(4并4串连接) 1600 电流速断保护可
靠系数
1.3
变压器二次侧母线额定电压（V）27500 过电流保护可靠
系数
1.05
变压器二次侧母线最高电压（V）31500 谐波过电流保护
可靠系数
1.2
变压器二次侧母线PT变比275 差流保护可靠系
数
1.3
变压器组PT变比275 电压保护可靠系
数
1.2
A相电容器组CT变比10 电流保护返回系
数
0.95
B相电容器组CT变比10 差电压保护返回
系数
0.95
A相电容器组额定电流（A）38.1 电容器组同型系
数
1
B相电容器组额定电流（A）38.1 低电压保护返回
系数
1.05
电容器组额定电压（V）42000 差压保护灵敏系
数
1.5
A相馈线保护（下行）
牵引网末端最
大短路电流
（A）
1656.321 馈线CT变比126
最小运行方式牵引网近端15%处短路电流（A）2295.743 牵引变压器二次
侧母线PT变比
275
最小运行方式牵引网末端短路电流（A）919.08 阻抗保护电抗可
靠系数
1.2
供电臂最大负荷电流（A）1364 阻抗保护电阻可
靠系数
1.1
牵引变压器二次侧母线最低工作电压（V）24000 电流速断保护可
靠系数
1.3
供电臂长度（km）20.163 阻抗保护电阻偏
移值（Ω）
1
牵引网单位阻抗电抗值（Ω/km）0.509 阻抗保护电抗偏
移值（Ω）
1
阻抗保护灵敏角（°）65 阻抗保护PT断
线电流检测可靠
系数
1.2
牵引负荷阻抗角（°）36.87 牵引网单位阻抗
电抗值（Ω/km）
0.23
(不计复线牵引网互感)
B相馈线保护（上行）
牵引网末端最
大短路电流
（A）
1978.171 馈线CT变比80 最小运行方式2405.344 牵引变压器二次275
牵引网近端
15%处短路电
流（A）
侧母线PT变比
最小运行方式牵引网末端短路电流（A）1046.38 阻抗保护电抗可
靠系数
1.2
供电臂最大负荷电流（A）970 阻抗保护电阻可
靠系数
1.1
牵引变压器二次侧母线最低工作电压（V）24000 电流速断保护可
靠系数
1.3
供电臂长度（km）12.14 阻抗保护电阻偏
移值（Ω）
1
牵引网单位阻抗电抗值（Ω/km）0.509 阻抗保护电抗偏
移值（Ω）
1
阻抗保护灵敏角（°）65 阻抗保护PT断
线电流检测可靠
系数
1.2
牵引负荷阻抗角（°）36.87 牵引网单位阻抗
电抗值（Ω/km）
0.23
(不计复线牵引网互感)
1.2系统接线图
分区亭
分区亭
20QF
19QF
18QF 17QF
15QF
16QF
14QF 13QF
12QF
11QF
10QF
9QF
8QF
7QF
27.5KV 20TA220TA119TA219TA118TA218TA117TA217TA116TA216TA115TA215TA1A B
N
11TA2 差动11TA1 过流5QF
9TA2
9TA13QF 11QS 5TA 电流
零序3TA
9QS 计量
测量 遥控过流差动1QF
1TA41TA31TA21TA11QS 110KV
M
M
M
M
M
M
M
M
图1 牵引变电所示意图
注：图中仅画出了一台牵引主变压器，接在27.5kv母线的并联电容器补偿装置图2给出。
26TA
4TR2
4TR1
24TA2
24TA114QF
23TA2
23TA125TA
2TR2
2TR1
13QF
22TA2
22TA121TA2
21TA127.5kV(B相)
27.5kV(A相)
图2 并联电容补偿装置接线示意图
第二节 设计要求及设计原则
2.1需要完成的设计内容
1)完成主变、并联电容补偿装置、馈线保护的配置方案设计；
2)完成主变、并联电容补偿装置、馈线保护的整定计算；
3)学号尾数为3的学生必须画出A相馈线保护的原理接线图和展开图，
并作相应说明。
注1：展开图需包括电流电压回路接线图、控制回路接线图和信号回路接线图；
注2：不要求对电流、电压互感器的负载能力进行校验，不要求画出屏面布置图、屏后接线图和端子排图；
注3：仅要求针对一个断路器画出控制回路。
2.2设计文件应包括五部分内容：
1)设计任务书；
2)保护配置；
3)保护整定计算；
4)保护原理图；
5)保护展开图；
2.3保护原理图基本要求：
若采用机电型继电器，应画出原理接线图，在原理接线图上应包括：
①保护继电器的线圈与被保护对象的接线情况，即交流输入回路；
②保护继电器的接点，时间、中间、信号等继电器的线圈和接点与直流回路的接线情况；
③对所实现的保护进行简要工作原理说明。
2.4保护展开图基本要求：
1)总的要求
①为例满足制造、安装或调试、检修时查找电路准确、方便的需要，二次电路中每段连接导线应编以相应的数字代号作为标记，二次回路导线编号的数字划分范围如下表所示。
直流回路交流回路
回路名称控制回路信号或其
他回路保护回路电流回路电压回路控制、保护、
信号回路
编号数字001-599 701-799 01-99 401-599 601-799 001-399
编号标记方法应遵循“等电位原则”，亦即在同一电位上的不同分导线均标记同一数字代号。在交流回路中编号取为连续递增的数字，并表示出相、序别（即三项系统的A相、B相、C相与中性线N、零序回路L等）；在直流回路中的编号数字从正极起始依次编以奇数顺序的数字，当通过设备元件的线圈或灯具等负载，改变了导线电位的极性后（呈现负极性），才改换以偶数顺序的数字。
②在展开图的直流回路部分，力求按照各部件流通电流的顺序，也就是按其工作时各部件的动作次序，自上而下、由左至右地排列成行。对同一元件的不同线圈、接点等应用相同的文字标注，并在展开接线图的一侧加注文字说明，从而便于清楚地了解相应部分电路的作用。
2)交流电流、电压回路接线图
①电流回路：电流互感器的二次侧与保护装置或继电器对应端子的连接。
②电压回路：电压母线与保护装置或继电器对应端子的连接。
3)控制回路接线图
①控制方式的选择，一般采用较多的有万开控制和选线控制两种，两种控制方式各有优缺点，对自动化要求较高的变电所采用后者有一定的优势。
②无论采用哪一种控制方式，应能可靠实现对断路器的分、合闸操作（包括手动和保护动作）。
4)信号回路接线图
①应能通过指示灯区分断路器处于分闸、合闸状态或事故分闸状态；
②应能给出事故与预告信号。
2.5 设计原则简述
继电保护的设计任务主要是：根据供电系统的网络结构、接线方式及负荷性质等条件，选定系统各元件（进线、变压器、馈线等）的保护方式及各种保护装置的配合方式，进行个保护装置的整定计算及灵敏度校验，拟制出保护装置的原理图及施工接线图，选择所用继电器及辅助装置的型号，提出设备订货清单等。
对保护装置的基本要求是选择性、灵敏性、速动性及可靠性。在满足基本要求的前提下，应选用最简单的保护方式。运行经验证明，保护装置越简单，调试试验也越简单，工作可靠性也就越高。因而，只有在简单保护不能满足要求时，才考虑选用较复杂的保护装置。
对各处保护装置采用适当的配合及必要的后备，能更好的满足保护的基本要求。在大接地电流电网中，改变中性点接地变压器的台数及容量，对接地保护的正常运行有很大影响，因此必须正确考虑变压器中性点的分布。
保护装置的相互配合是保证供电系统安全运行的重要因素。在各种不同运行方式下，各元件的保护装置之间在灵敏度和动作时限上应得到配合。所谓灵敏度配合就是保护范围的配合。实现灵敏度配合后，供电系统任一点发生故障时，离故障点最近的保护装置的灵敏度最高，离故障点越远的保护装置的灵敏度越低。所谓动作时限的配合，是指元件本侧保护装置的动作时限应大于相邻元件同它相配合的保护装置的动作时限。这样，当供电系统任一点发生故障时，故障所在线路的保护装置的动作时限最短。
在继电保护中，有所谓主保护、后备保护及辅助保护。在被保护元件整个保护范围内发生故障时，能以最短的时限动作切除故障部分的保护叫做主保护。当本元件的主保护及相邻元件的保护或断路器拒绝动作时，能保证带一定延时切除故障的保护叫做后备保护。为了克服方向保护的死区，或为加速切除某部分短路故障而动作的保护叫做辅助保护。
在确定继电保护的整定值时，应按照最大运行方式计算。在校验保护的灵敏度时应按照最小运行方式计算。对于不同元件上的保护来说，最大与最小运行方式都可能有所不同。因此，在选择运行方式时应针对具体保护进行具体分析，从实际可能用到的运行方式中选择最不利的方式进行整定及校验，以保证保护的正确动作。
第二章保护配置
由于不同厂家生产的保护实现方式与动作特性的不同，配置方案与整定计算也就不同，但配置与整定的基本原则应该是相同的。
第一节馈线保护配置
1. 电流速断保护
动作电流：按被保护范围末端发生短路的最大短路电流整定。
动作时限：需考虑与电力机车断路器跳闸时间配合。
2. 距离保护
距离保护的整定计算应包括如下内容：
1) 根据所选择的成套保护装置或继电器的动作特性是否为偏移特性，确定偏移量的大小。
2) TV断线检测：对电压、电流判据进行整定计算。
3）对于任务书给定的复线电力牵引网，一般需设两段距离保护，根据所选择的成套保护装置或继电器的动作特性进行整定计算，下面以四边形动作特性为例。
①阻抗I段：
电阻动作值：按躲过最小负荷阻抗整定。
电抗动作值：按能保护被保护线路长度85% 对应的电抗整定。
动作时限：需考虑与电力机车断路器跳闸时间配合。
②阻抗II段：
电阻动作值：按躲过最小负荷阻抗整定。
电抗动作值：按能保护相邻线路全长对应的电抗整定。
动作时限：需阻抗I段配合。
3. 过电流保护
动作电流：按躲过最大负荷电流整定。
动作时限：需阻抗Ⅰ段配合。
4. 重合闸实现：一般取2s。
5. 高阻接地故障保护：作为可选项配置。
母线是电力系统的重要元件之一，当母线发生故障时，所有连在母线上的元件都会断电，甚至可能破坏并列运行的系统的稳定性，扩大系统的事故。为了排除和缩小母线上故障带来的严重后果，必需设置母线保护装置。由原始资料可知馈线最高电压小于35kv，所以在此选用电流速断保护作为馈线主保护，
过电流保护作为后备保护而构成馈线的保护。
第二节变压器保护配置
1.差流速断保护
动作电流：一般按躲过变压器空载投入时的最大励磁涌流整定，需考虑接线系数。
灵敏系数：按最小运行方式下，电源侧发生两相短路的短路电流进行效验。
2.二次谐波制动的比率差动保护
采用不同的成套保护装置或差动继电器，整定计算方法不同，在此采用微机保护为例说明。
1）动作电流：一般按变压器额定电流的0.2-1倍整定，需考虑接线系数。
2）平衡系数：对不同接线方式的变压器，平衡系数不同。
3）灵敏系数：按最小运行方式下变压器低压侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度效验。
4）二次谐波制动稀疏。
5）比率制动系数。
3.三相低电压过电流保护
动作电流：一般按躲过变压器额定电流整定。
动作电压：一般按母线最低工作电压整定。
灵敏系数：电压元件的灵敏系数按最大运行方式下，相邻元件末端发生金属性短路时，保护安装处的最大残压来效验。
动作时限：与变压器低压侧单相低电压过电流保护配合。
4.单相低电压过电流保护
1）动作电流：整定原则同三相低电压过电流保护。
2）动作电压：整定原则同三相低电压过电流保护。
3）灵敏系数：效验原则同三相低电压过电流保护。
4）动作时限：
5.零序过电流保护
由于牵引负荷为单相负荷，线路不设零序保护，因此，动作电流按70%额
定电流整定。
6.过负荷保护
动作电流：按额定电流整定。
动作时限：相对整定时间较长。
7.重瓦斯保护
8.主变过热保护
9.主变通风启动
10.主变通风停止
牵引变压器是牵引变电所的主要设备，担负着将110KV或220KV高压转为可供电力机车使用的27.5KV或2 25KV的电压，变压器的工作状态直接影响着供电的可靠性，同时变压器本身又是贵重设备，故为了保证供电的可靠性以及贵重设备不受损坏，需根据具体情况对变压器设置足够可靠的，且性能良好的保护装置。
变压器的故障一般分为内部故障和外部故障两种，其中内部故障是指油箱内所发生的故障，例如：绕组的相间短路、接地短路、匝间短路及铁心的烧损等；外部故障主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。
变压器的不正常运行状态主要有：由于变压器外部相间短路引起的过电流和外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷超过额定容量引起的过负荷以及由于漏油等原因引起的油面降低。
根据“电力设计规范”的规定，800KV A及以上的油浸式变压器和400KV A 及以上的车间内油浸式变压器需装设瓦斯保护，本例中变压器容量为2000KV A 故需装设瓦斯保护，在此选用重瓦斯保护，选用差流速断保护做主保护，单相低电压过电流保护做后备保护。
第三节电容器保护配置
1.电流速断保护
动作电流：按躲过电容器投入时产生的最大涌流进行整定。
灵敏度校验：按最小方式下变压器二次侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度效验。
2.过电流保护
动作电流：整定原则①电容器组电容有10%的偏差，是负荷增大；②电容器允许1.3倍额定电路长期运行③合闸涌流不误动。
灵敏系数：按最小运行方式下变压器二次侧发生两相短路的短路电流进行灵敏度效验。
动作时限：
3.谐波过电流保护
动作电流：按等效三次谐波电流为额定电流的1.5倍连续运行2分钟整定。
动作时限：
4.差电流保护
动作电流：按投入电容器组产生的涌流可能造成的不平衡电流整定。
灵敏系数：对于并联电容补偿支路来说，最小短路电路同额定电流，可以用流过并联电容补偿支路的额定电流来进行灵敏度效验。
动作时限：
5.差电压保护
动作电压：①确定电容器组故障后由熔丝切除的电容器台数K，此时故障电容器组端电压可能上升到1.1倍额定电压。②计算故障电容器组与非故障电容器组间的电压差值。③考虑一定的灵敏系数，计算动作电压。
动作时限：
6.低电压保护
动作电压：一般按额定电压的50-60%整定。
动作时限：
7.过电压保护
动作电压：一般按额定电压的115-120%整定。
动作时限：
并联电容电容有以下作用：1.提高功率因数；2.减少电力系统损耗；3.改善电缆系统电能质量，提高牵引变电所母线电压；4.吸收高次谐波。一般在牵引变电所内集中安装并联补偿装置，按补偿装置的安装位置的不同，可分为以下三种方案：1.牵引侧滞后相集中补偿；2.牵引侧两相等容量补偿；3.牵引侧两相不
等容量补偿。为取得补偿和滤波的综合效果，优先采用两相补偿装置，使两臂牵引负荷高次谐波均能得到吸收，并应考虑到供电臂的不同相位，实行不等量补偿。即根据两臂负荷大小确定总补偿容量，采取滞后相多补，引前项少补的原则，进行两臂的合理补偿。这样做可以在总补偿容量不变的情况下，力求各项功率因数趋于平衡，提高无功补偿的效果，同时改善滞后相电压质量和牵引负荷对电力系统的负序影响。
为保护单台电容器的内部故障，一般采用熔断器保护，而引线故障和过电压，一般采用继电器保护。两种保护需合理配合。此处选择电流速断保护作主保护，过电流保护作电流速断保护的后备保护。
第三章 保护整定计算
第一节 馈线保护整定计算
A 相（下行）：
1.电流速断保护整定计算 (1) 动作电流为
'dz I ='k K (3)
.max d.I 末端
=1.3×1656.321=2153.22 A 其中'
k K =1.3。 (2) 灵敏度校验为
km
I U Z L dz e A 6.1122.21532105.2723
.0509.01213
22min
≈???+=?=
00000000min 00155.57100163
.206
.11100≥=?=?=L L L b 满足要求。 (3)动作时限
不计人为延时，与电力机车断路器跳闸时间配合s t 1.0'
≈
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
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；
电力系统继电保护课程设计任务书 电气教研室
一、系统接线图如图： 二、课程设计的内容及技术参数参见下表 设计技术参数 工作量 ,15,3/1151Ω==G X kV E φ ,10,1032Ω=Ω=G G X X L1=L2=60km,L3=40km, LB -C=50km,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。 1.确定保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗。 2.进行C 母线、D 母线、E 母线相间短路的最大、最小短路电流的计算。 3.整定保护1、2、3的电流速断保护定值，并计算各自的最小保护范围。 4.整定保护2、3的限时电流速断保护定值，并校验灵敏度。 5.整定保护1、2、3的过电流保护定值，假定母线E 过电流保护动作时限为0.5s ， 确定保护1、2、3过电流保护的动作时限，校验 保护1作近后备，保护2、3作远后备的灵 敏度。 6．绘制三段式电流保护原理接线图。并分 析动作过程。 三、工作计划： 第一天：收集资料，确定设计方案。 第二天：等值电抗计算、短路电流计算。 第三天和第四天上午：电流I 段整定计算及灵敏度校验；电流II 段整定计算及灵敏度校验；电流III 段整定计算及灵敏度校验。第四天下午：小组答辩。 第五天：撰写课程设计说明书。 B A G1 1 2 3 L 3 L 2 L 1 E D C G2 G3 9 8 7 6 5 4 系统接线图
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
《电力系统继电保护》 课程设计任务书 适用专业：发电厂及电力系统（三年制） 电力系统继电保护及自动化（三年制） 电气工程系 2008年4月
《继电保护课程设计》任务书 一、 目的要求： 通过本课程设计，使学生掌握和应用电力系统继电保护的设计、整定计算、资料整理查询和电气绘图等使用方法。在此过程中培养学生对各门专业课程整体观的综合能力，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。本课程主要设计35KV （110KV ）线路、变压器、发电机继电保护的原理、配置及整定计算，给今后继电保护的工作打下良好的基础。 二、 设计题目： （一）双侧电源的35KV 线路继电保护的配置及整定计算。 1、 原始资料： 某双侧电源的35KV 线路网络接线如下： 已知：（1）、电厂为3台36000KW 、电压等级为6、3KV 的有自动电压调节器的汽轮发电 机，功率因数cos =0.8，X d ”=0.125, X 2 =0.15, 升压站为2台容量各为10MVA 的变压器 U d =7.5%，各线路的长度XL —1为20KM ；XL —2为50KM ；XL —3为25KM ；XL —4为14KM ；XL —5为40KMA 发 电机 系统 （2）、电厂最大运行方式为3台发电机、2台变压器运行方式，最小运行方式为2台发电机、2台变压器运行方式；XL —1线路最大负荷功率为10MW ，XL —4线路最大负荷功率为6MW 。（3）、各可靠系数设为：K I rel =1.2，K II rel =1.1，K III rel =1.2，XL —1线路自起动系数K Ms =1.1，XL —4
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)
河南城建学院 电气与信息工程学院 《电力系统继电保护》课程设计任务书 班级0914101-3 专业电气工程及其自动化 设计时间第17周 指导教师 2013年12月 一、设计时间及地点
1、2013—2014学年第一学期第17周 2、教室、图书馆及机房 二、设计目的和要求 1、继电保护课程设计是配合“电力系统继电保护原理”理论教学而设置的一门实践性课程。主要目的是通过该课程使学生初步掌握继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关“规定”和“设备手册”的使用方法，以及继电保护标准图的绘制等。 2、通过该课程设计使学生达到以下几点要求： 1）、巩固和加深对继电保护基本知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力。 2）、培养学生根据课题需要选学参考资料的自学能力。通过独立思考、钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3）、通过对实际系统的设计方案的分析比较、计算、设备选择、或数字仿真等环节，初步掌握继电保护系统的分析方法和工程设计方法。 4）、了解相关的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果、正确绘制电路图等。 5）、通过课程设计实践，培养学生建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。 三、设计题目和内容 1、双侧电源的35KV线路继电保护的配置及整定计算。 原始资料： 某双侧电源的35KV线路网络接线如下： 已知：（1）、电厂为3台3?6000KW、电压等级为6、3KV的有自动电压调节器的汽轮发电机，功率因数cos?=0.8，X d”=0.125, X2=0.15, 升压站为2台容量各为10MV A的变压器U d =7.5%，各线路的长度XL—1为20KM；XL—2为50KM；XL—3为25KM；XL—4为14KM ；XL—5为40KM
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。
电力系统继电保护课程设计任务书正文 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
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4-1所示。 图 某变电所主接线 1设计计算 短路电流计算 用标幺值计算短路电流参数，确定短路计算点，计算短路电流值。 1、画出短路等值电路 如图所示， 图 短路等值电路图 计算各元件电抗参数，取基准容量MVA S d 100=，基准电压为kV U d 5.101=， kV U d 372=；基准电流为： A I d 55005 .1031010031=??= ， （1） 计算电源系统基准电抗的标幺值。 1.01000 100 max .min .== = k d s S S X ， （2） 变压器各侧阻抗标幺值。 ()75.106175.1021 001=-+=k U ，()25.06175.102 1002-=+-=k U ()25.66175.102 1 00 3 =++-=k U ，3413.05.3110010075.10100001.=?==TN d k H T S S U X （3） 线路的基准电抗标幺值。 短路电流计算
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、
广东工业大学成人高等教育 毕业设计（论文）任务书 题目名称肇庆110kV黄岗变电站电气二次部分设计 学院自动化学院 专业发电厂及电力系统2010级 姓名 学号 一、毕业设计（论文）的内容 1、电气主接线的设计； 2、短路电流计算； 3、变压器的选择； 4、高压电气设备的选择； 5、配电装置设计； 6、继电保护的配置与整定； 7、防雷与接地装置的设计。 二、毕业设计（论文）的要求 完成变电站电气部分整体设计，重点完成110kV变电站二次部分设计工作，包括变压器保护、输电线路保护、母线保护等，学会撰写设计说明书与计算书，掌握电气工程图的绘制方法。 三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、要求完成一篇外文论文的阅读和翻译工作； 2、设计说明书一份； 3、设计计算书一份； 4、电气主接线图一份； 5、变电站平面布置图一份；
6、110kV进出线断面图一张。 四、毕业设计（论文）进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 [1]朱良镭，王萍，丁雁. 电力工程电气设计手册电气一次部分[M] . 北京：中国电力 出版社，1996. [2]李润琴，纪素青. 电力工程电气设计手册电气二次部分[M] . 北京：水利电力出版 社，1996. [3]黄纯华. 发电厂电气部分课程设计参考资料[M] . 北京：中国电力出版社，1998. [4] 姚春球. 发电厂电气部分[M] . 北京：中国电力出版社，2004. [5]刘介才. 工厂供电设计指导[M] . 北京：机械工业出版社，1999. [6]刘介才. 工厂供电[M] . 北京：机械工业出版社，2004. [7]何仰赞，温增银. 电力系统分析[M] . 武汉：华中科技大学出版社，2002. [8]贺家李，宋从矩. 电力系统继电保护原理[M] . 北京：中国电力出版社，2004. [9]吕继绍. 电力系统继电保护设计原理[M] . 北京：水利电力出版社，1992. [10] 崔定偑，孟庆炎，陈永芳，熊炳耀. 电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M]. 北京：中国电力出版社，1993. [11] 周泽存，沈其工，方瑜，王大忠. 高电压技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004. 发出任务书日期：完成期限： 指导教师：主管院领导：
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：
1.设计原始资料 1.1 题目 如下图所示网络，系统参数为： ； ，，85.0,5.1150,200,300, 15.1,2.1,km 20km 30,km 50, km 40,km 5.59,10,15,k 3/ 115max max max 313 1=============Ω=Ω==------re ss E D D C C B III rel II rei I rel E D D C C B G G K K A I A I A I K K K L L L L L X X V E ? 线路阻抗km /4.0Ω。 G1 G3 A B C D E 1 234 5 8 9 L1 L3 试对线路进行三段电流保护的设计。（说明：可让不同的学生做123456789处一至二处保护设计） 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。 2.分析课题内容 2.1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。 在本题中涉及的是三段过流保护。其中， I 段、II 段可方向闭锁，保证了保护的选择性。 各段电流及时间定值可独立整定，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相启动方式。 2.2本设计保护配置
1 2.2.1 主保护 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、I I 段限时电流速断保护为主保护。 2.2.2 后备保护 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时近后备保护，也作为过负荷是的保护，一般采用过电流保护。 而在本设计中，III 段定时限过电流保护为后备保护。 3.短路电流的计算 3.1等效电路的建立 G1 G2 1 G X 3 G X 1 L Z 3 L Z BC Z CD Z DE Z 等效电路图 3.2短路点的选取 当供电网络中任意点发生三相或两相短路时，流过短路点与电源线路中的短路电流可近似计算式为 ;K S K Z Z E K I +=?? 其中，?E —系统等效电源的相电动势； K Z —短路点至保护安装处之间的阻抗； S Z —保护安装处到系统等效电源之间的阻抗； ?K —短路类型系数，三相短路取1，两相短路取 2 3；
继电保护原理课程设计报告 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 max C.-B =、C-D.max 200A I =、D-E.max 150A I =，SS 1.5K =，re 0.85K = 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 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。作为下级主保护
理工大学电气工程及其自动化专业 《继电保护课程设计》报告（2016 ——2017 学年第二学期） 姓名： 专业班级：电气本1603 学号： 理工大学电力系
课程设计任务：根据以上资料，对本变电站进行保护配置与整定计算。1课程设计的目的 （1）加深课堂理论的学习和理解； （2）得到一定的工程实践锻炼； （3）获得将基础理论知识与具体工程实例相结合，从而解决实际问题的能力。 2保护配置分析 2.1变压器保护配置分析 电力变压器是电力系统量使用的重要电气设备，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，它的安全运行是电力系统稳定运行的必要条件。由于量的电力变压器是十分昂贵的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度来考虑装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。 变压器的部故障可以分为油箱和油箱外故障两种。油箱故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧毁等。对于变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为油箱部发生故障所产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起爆炸，因此这些故障应该尽快加以切除。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。上述接地短路均是对中性点直接接地的电力网的一侧而言。 变压器的不正常工作状态主要有：由于变压器外部相间短路引起
的过电流，外部接地短路引起的过电流和中性点过电压；由于负荷产国额定容量引起的过负荷，以及由于漏油等原因而引起的油面降低。 此外，对于大容量变压器，由于其额定工作时的磁通密度相当接近于铁芯的饱和磁通密度，因此在过电压或者低频率等异常运行方式下，还会发生变压器的过励磁故障。 对于上述故障和异常工作状态及容量等级和重要程度，根据《规程》的规定，变压器应装设相应保护装置。 2.1.1变压器保护配置原则 （1）电压在 10kV 以上、容量在 10MVA 及以上的变压器，采用纵差保护。对于电压为 10kV 的重要变压器，当电流速断保护灵敏度不符合要求时也可采用纵差保护。 （2）纵联差动保护应满足下列要求：a.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流；b.在变压器过励磁时不应误动作；c.在电流回路断线时应发出断线信号，电流回路断线允许差动保护动作跳闸；d.在正常情况下，纵联差动保护的保护围应包括变压器套管和引出线，如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。在设备检修等特殊情况下，允许差动保护短时利用变压器套管电流互感器，此时套管和引线故障由后备保护动作切除。 （3）对外部相间短路引起的变压器过电流，变压器应装设相间短路后备保护。保护带延时跳开相应的断路器。相间短路后备保护宜选用过电流保护、复合电压（负序电压和线间电压）启动的过电流保护或复合电流保护（负序电流和单相式电压启动的过电流保护）。
重庆电力高等专科学校 题目：35KV变电站继电保护配置及整定计算 院系 专业 班级继保0915 学生姓名 指导教师唐顺志 日期
重庆电力高等专科学校《课程设计》任务书课程名称：电力系统继电保护 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送实践部一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
附录一：设计基础资料 1、35KV一次系统原理接线图一张（另附） 2、系统阻抗（以100MV A、37KV为基准的标么值） Xc1=0.15/0.2 分子为最大运行方式，分母为最小运行方式 Xc2=0.2/0.25 含义同上 3、两台双绕组变压器 容量每台为：31.5MV A 接线方式：Y，d11 额定电压为：35±4×2.5%/11KV 短路电压百分数Uk%=8% 4、35KV线路X1= 0.4Ω/KM；10KV线路X=0.08Ω/KM；R=0.45Ω/KM。 5、XL-1最大负荷10MV A；XL-2最大负荷6MV A；XL-3最大负荷7MV A； XL-4最大负荷8MV A；XL-5最大负荷10MV A；XL-6最大负荷10MV A。 其中一类负荷45%；二类负荷25%；三类负荷30%。 6、10KV侧后备保护最大时限为1秒。
附录二：设计指导书 一、确定所需各种运行方式，初步配置继电保护。 二、选择短路点，计算短路电流。 三、根据整定原则结合实际条件整定计算保护的动作参数。 四、用规定的说明书纸编写说明书。 五、设计并制作变电站保护配置图及变压器保护、线路保护接线图。
附录三：课程设计计划书 本次设计进程安排如下表：（共2周，每周5天）