第1章变压器保护
1.1纵差动保护的原理
主变压器的差动保护作为变压器的主保护，能反映变压器内部相间短路故障，高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，差动保护是输入的两端电流互感器电流矢量差，当两端电压互感器电流矢量差达到设定的动作值时启动动作元件
纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
变压器纵差保护是按照循环电流原理构成的，变压器纵差保护的原理要求变压器在正常运行和纵差保护区（纵差保护区为电流互感器TA1、TA2之间的范围）外故障时，流入差动继电器中的电流为零，保证纵差保护不动作。但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差保护的正确工作，就须适当选择两侧
差动保护是保护两端电流互感器之间的故障（即保护范围在输入两端电流互感器之间的设备上），正常情况流进的电流和流出的电流在保护内大小相等方向相反，相位相同，两者刚好抵消，差动电流等于零；故障时两端故障电流向故障点流，在保护内电流叠加，故障电流不等于零。驱动保护出口继电器动作，跳开两侧的断路器，使故障设备断开电源。
如图3-2所示为变压器纵差动保护原理图。
变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件
1)应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流
2)应躲过变压器的励磁涌流
3)在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大负荷时，差动保护不应动作
其保护原理如下：在变压器正常运行或差动保护的保护区外发生短路时，TA1，TA2，TA3的二次电流与TA4，TA5，TA6的二次电流相等或近似相等，则流
I≈0 ，继电器KD不动作。当差动保护的保护区内发生短入继电器KD的电流
KA
I 路时，对于单端供电的变压器来说，则TA4，TA5，TA6的二次电流等于0，则
KA
I，使KD 等于TA1，TA2，TA3的二次电流，超过继电器KD所整定的动作电流
(d
)
op
瞬时动作，然后通过出口继电器KM使断路器QF跳闸，切除短路故障，同时通过信号继电器KS发出信号。由于变电所的主变压器采用Yd11联结组，这就造成变
压器两侧电流在30°的相位差。因此，虽然可通过恰当选择变压器两侧电流互感器的变流比，使互感器二次电流相等，但由于这两个电流之间存在30°相位差，从而在差动回路中仍然有相当打的不平衡电流2268.0I I dsp ，2I 为互感器二次电流。为了消除差动回路中的这一不平衡电流dsp I ，因此将装设在变压器星型联结一侧的电流互感器接成三角形联结，而将装设在变压器三角形联结一侧的电流互感器接成星型联结，如此连接进行相位差的相互补偿后，即可消除差动回路中因变压器两侧电流相位不同而引起的不平衡电流。
图1-1变压器纵联差动保护的原理电路图
1.2纵差动保护的整定计算
1．计算变压器各侧的一次及二次电流值（在额定容量下）并选择电流互感器的变比
可按表1-1计算。
由于10.2kV 侧二次电流大，因此以10.5侧为基本侧。
2. 计算差动保护一次动作电流 按10.5kV 侧（基本侧）计算。
（1）按躲过变压器空投和当外部故障切除后电压恢复时，变压器的励磁涌流计算为：
I e K k I bh dz ..= (1-1)
=1.3×1374=1786.2(A)
（2）按躲过外部短路时的最大不平衡电流计算，变压器10.5kV 侧母线故障，在系统最大运行方式下的最大三相短路电流为：
max 8760
9389()0.40.533d I A =
=+ (10.5kV 级) (1-2)
I f
K K I K I d i
tx k bp k bh
dz f U )
3(max
..)(?+?+?=?=
(1-3)
=1.3×(1×0.1+0.05+0.05)×9389=2441(A)
上式中的△f 按0.05计算。
（3）按躲过电流互感器二次回路断线计算，即
.max 1.3dz fh I I = (1-4)
=1.3×1374=1786.2（A ）
.2441()dz bh I A = (1-5)
按上面的三个条件计算纵差动保护的动作电流，并选取最大者，比较可知：选一次动作电流
2441d I = (1-6)
3.确定继电器基本侧线圈匝数及各线圈接法
对于双绕组变压器，平衡线圈Ⅰ、Ⅱ分别接入10.5kV 及110kV 侧。 计算基本侧继电器动作电流为：
n jb LH jx js jb dz js jb j dz K I I ....../)(?= (1-7)
=2441×2/600=8.23(A)
基本侧继电器线圈匝数为：
)(38.713
.8600..匝===I dz
W A W js jb g (1-8)
选取.7g jbz W =匝。
确定基本侧线圈之接入匝数为
617..1...+=+==W W W z cd z ph z jb g (1-9)
即平衡线圈Ⅰ取1匝，差动线圈取6匝。
4.非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈匝数计算 对于双绕组变压器
617..1...+=+==W W W z cd z ph z jb g
)(6.2675
.338
.47..2.2....匝=-?
=-=W I
I
W W z cd fj
e jb e z
jb g js fj ph (1-10)
确定平衡线圈Ⅱ实用匝数为
)(3...2.匝==W W z fj ph z ph (1-11)
5.计算由于实用匝数与计算匝数不等引起的相对误差 其相对误差计算为
0465.06
6.23
6.2..2..2..2.-=+-=
--=
?
W W
W W f
z
cd js
ph z ph js
ph zd
(1-12)
因05.0 f
zd
?，故不需核算动作电流定植。
6．选取短路线圈匝数。
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。
1.1.2灵敏度校验
计算最小运行方式下10.5kV 侧两相短路的最小短路电流为：
(2)
.m i n
87600.866
6010()0.730.533d I A ?==+ (1-13)
折算至110kV 侧时
(2)
.min 1082()d I A = (1-14)
二次侧电流为：
2.min 1082
15.6()6005
d I A =
= (1-15)
110kV 侧的保护动作电流为：
)(67.66
360
2
.0
A A W I cd
ph dz =+=
+=
(1-16)
则 .min 15.6
2.3326.67
d lm dz I K I === (1-17)
大于2，满足灵敏度要求。
1.2 过电流保护
1.2.1变压器过电流保护的原理
作用：作为保护变压器负荷侧母线短路引起的变压器过电流，这是主保护。
同时作为变压器差动保护和馈线保护的后备保护。对于变压器的差动保护来说，是近后备保护；对于馈线保护来说，是远后备。
要求： ①过电流保护装置的动作电流，应按躲过变压器的最大负荷电流进行整定。②过电流保护的灵敏系数，分主保护和后备保护进行校验。 ③过电流保护
的时限特性，应按阶梯形原则确定。
3.3.2变压器过电流保护的整定计算
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最大电流来整定
.max
K I I K rel L set re
=
（3.7） 式中 rel K —可靠系数，采用1.2； re K —返回系数，采用0.85。 代入数据得
1.22000
I 2823.50.85
set ?=
=A
继电器的动作电流
1I 2823.5I 9.41n 300
set dzj =
==A 电流继电器的选择：DL-21C/10，电流整定值为10A 。
（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
29.35
.28233.6372140866.0K >=???=lm
满足要求。
1.3变压器部分-瓦斯保护
发电机-变压器组非电量保护,主要有变压器的瓦斯保护、压力释放保护、绕组温度保护、油温和油位保护，发电机的断水保护等，而每一种非电量保护对于发电机-变压器组都是缺一不可的，若不重视非电量故障，让它发展的话，那么对于发电机和变压器将是致命的危害，甚至危及电力系统的稳定运行。所以，要做好非电量的保护工作，下面主要介绍的变压器的瓦斯保护。变压器的瓦斯保护可用来反应油浸式变压器油箱内的各种故障。当变压器油箱内故障时，瓦斯保护有着独特的、其他保护所不具备的优点。如变压器发生严重漏油、绕组断线故障或绕组匝间短路产生的短路电流值不足以使其他保护动作时，只有瓦斯保护能够灵敏的动作发出信号或跳闸。所以变压器的瓦斯保护是大型变压器内部故障的重要保护。
当变压器油箱内发生故障时，在故障点电流和电弧的作用下，变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，这些气体将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，变压器油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。根据油箱内部故障的这一特点，构成变压器的瓦斯保护。由于变压器的瓦斯保护是反应上述气流、油流而动作的，所以它是变压器的非电量保护。
变压器的瓦斯保护分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护两部分。当变压器油箱内轻微故障或严重漏油时，轻瓦斯保护动作延时作用于信号；当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作，瞬时动作跳开变压器的各侧断路器。
气体继电器变压器瓦斯保护的主要元件。它安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道上。为使气体能顺利进入气体继电器和油枕，变压器安装时，应使顶盖与水平面之间有1％~1.5％的坡度，连接管有2％~4％的升高坡度。
瓦斯保护原理图如图3-1所示，变压器正常运行状态时，瓦斯继电器的触点断开，瓦斯保护不动作。当发生轻微故障时，瓦斯继电器1KS的一对上触点闭合，构成轻瓦斯保护，它动作后，再经信号继电器发出延时预报信号。当发生严重故障时，瓦斯继电器1KS的一对下触点闭合，构成重瓦斯保护，动作后再经信号继电器2KS启动出口中间继电器KM，使变压器高低两侧的断路器QF跳闸。瓦斯保护灵敏，快速，接线简单，可以有效的反应变压器的内部故障。
图3-1 变压器瓦斯保护的接线图
第2章输电线路的保护2.1。三段式保护的原理
如图2-1所示为三段式保护原理接线图
图2-1三段式保护原理接线图
2.2三段式距离保护的整定计算和校验 2.2.1距离I 段的整定计算及校验
1.动作阻抗
对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定。
取'k K =0.85
dz Z ='k K Z L3=0.85×36=30.6Ω。
2.动作时限
距离保护?段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即t'=0s 。
考虑到系统发展时仍能适应，选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12.5～50A ，故动作电流整定值为40A 。
2. 2.1距离保护П段的整定计算和校验 1.动作阻抗：按下列三个条件选择。 ①与相邻线路L4的保护的?段配合
''dz Z =''k K (3l Z +'k K .min fh K Z L4)
式中，取'k K =0.85, ''k K =0 .8，.min fh K 为保护7的?段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护7的?段末端发生短路时，分支系数为：
.min fh K =I L3/I L4=1于是
''dz Z =''k K (3l Z +'K .min fh K Z L4)=0.8×(36+0.85×1×10)=35.6Ω；
②与相邻线路L2的保护的?段配合
''dz Z =''k K (3l Z +'K .min fh K Z L2)
式中，取'k K =0.85, ''k K =0 .8，.min fh K 为保护5的?段末端发生短路时对保护7而言的最小分支系数。当保护5的?段末端发生短路时，分支系数为：
.min fh K =I L3/I L4=1
于是''dz Z =''k K (3l Z +'K .min fh K Z L2)=0.8×(36+0.85×1×16)=39.68Ω；
③按躲开相邻变压器低压侧出口短路整定
dz Z ''=''k K (3l Z +.min fh K Z TC )
式中，取''k K =0 .8，.min fh K 为保护7的?段末端变压器低压侧出口发生短路时对变压器低压侧出口而言的最小分支系数。当保护7的?段末端发生短路时，
分支系数为：.min fh K =I L3/I L4=(X L1+X L2+X L3)/2X L1=1
于是dz Z ''=''k K (Z L3+'K .min fh K Z L4)=0.7×(36+1×63.5)=69.65Ω；
取以上三个计算值中最小者为П段整定值，即取dz Z ''=35.6Ω；
2.动作时间，与相邻保护7的?段配合，则
1''t =7't +△t =0.5 s
它能同时满足与相邻线路L2和变压器保护配合的要求。
3.灵敏性校验：
lm K = ''dz Z /3l Z =35.6/36=0.99<1.5,不满足要求。
此时，对动作阻抗重新进行整计算，取下一线路保护第П段相配合的原则选择动作阻抗，即选择断路器7的第П段相配合进行整定。
.min fh K =1
7''dz Z =''k K (Z L4+.max fh K Z TC )=0.7×(10+1×84.7)=66.29Ω
''dz Z =''k K (3l Z +.min fh K 7''dz Z )=0.8×(36+1×66.29)=81.832Ω
lm K = ''dz Z /3l Z =81.832/36=2.273>1.8,满足要求。
考虑到系统发展时仍能适应，选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的
整定范围为12.5～50A ，故动作电流整定值为22A 。 保护的动作时限2t 应与1t 配合，即：
2t =1t +2t =1.0 s
选用DS-111型时间继电器，其时间调整范围为0.1～1.3 s
2.3 距离保护Ш段的整定计算和校验 1.动作阻抗：按躲开最小负荷阻抗整定；
zq K =1, h K =1.15, '''k K =1.2，I f ·max =0.326KA
.min f Z =0.9Ue/1.732.max f I =0.9×115/1.732×0.326=183.3Ω
于是
'''dz Z = .min f Z /'''k K h K zq K =183.3/1.2×1.15×1=132.8Ω 2.动作时间
断路器5的动作时间为：5'''t = '''dz t +△t =1.5+0.5=2s
断路器5的动作时间为：7'''t = '''dz t +△t =1.5+0.5=2s
变压器保护的动作时间为：'''t = '''dz t +△t =1.5+0.5=2s
取其中较长者，于是
断路器1的动作时间为：1'''t = 5'''t +△t =2+0.5=2.5s
3.灵敏性校验
① 本线路末端短路时的灵敏系数为：
lm K = '''dz Z /3l Z =132.8/36=3.68>1.5 满足要求。
② 相邻元件末端短路时的灵敏系数为：
? 相邻线路L4末端短路时的灵敏系数为: 最大分支系数：
.max fh K =(X L1+X L2+X L3)/(X L1+X L2)=(36+16+20)/(20+16)=2
lm K ='''dz Z /(3l Z + .max fh K Z L4)= 132.8/(36+2×10)=2.37>1.2 满足要求。
П 相邻线路L2末端短路时的灵敏系数为: 最大分支系数：
.max fh K =I L3/I L4=(X L1+X L2+X L3)/X L1=(36+16+20)/20=3.6
lm K = '''dz Z /(3l Z + .max fh K 2l Z )==132.8/(36+3.6×16)=1.42>1.2 满足要求。
Ш 相邻变压器末端短路时的灵敏系数为： 最大分支系数：
.max fh K =(X L1+X L2+X L3)/(X L1+X L2)=(36+16+20)/(20+16)=2
lm K ='''dz Z /(3l Z +.max fh K 2l Z )== 132.8/(36+2×63.5/2)=1.33>1.2 满足要求。
保护的动作时限3t 应与2t 配合，即：
321.0 0.5 1.5
t t t s
=+?=+=
选用DS-112型时间继电器，其时间调整范围为0.25～3.5s
第5章输电线路的自动重合闸
在电力系统中，输电线路，特别是架空线路是最容易发生短路故障的元件。因此，设法提高输电线路供电的可靠性是非常重要的。而自动重合闸装置正是提
高线路供电可靠性的有力工具。
电力系统运行经验证明，架空线路的故障大多数是瞬时性故障，因此在线路断开以后，再进行一次重合闸，就有可能大大提高供电的可靠性。为了自动、迅速地将断开的线路断路器重新合闸，在电力系统中广泛采用自动重合闸装置。
6.1 重合闸的基本要求
（1）正常运行时，当断路器由继电保护动作或其他原因而跳闸后，自动重合闸装置均应动作，使断路器重新合上。自动重合闸动作以后，一般应能自动复归，准备好下一次动作。
（2）由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸不应启动，不能将断路器重新合上。
当手动投入断路器或自动投入断路器时，若线路上有故障，随即被继电保护将其断开时，自动重合闸不应启动，不发出重合闸脉冲。
（3）继电保护动作切除故障后，在满足故障点绝缘恢复及断路器消弧室和传动机构准备好再次动作所必须时间的条件下，自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲，以缩短停电时间，减少因停电而造成的损失。在断路器跳开之后，自动重合闸一般延时0.5—1s后发出重合闸脉冲。
（4）自动重合闸装置动作次数应符合预先规定。如一次式重合闸就应该只动作一次，当重合于永久性故障而再次跳闸以后，就不应该再动作；对二次式重合闸就应该能够动作两次，当第二次重合于永久性故障而跳闸以后，它不应该再动作。重合闸装置损坏时，不应将断路器多次重合于永久性故障线路上，以避免系统多次遭受故障电流的冲击，使断路器损坏，扩大事故。
（5）自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好地和继电保护相配合，加速故障的切除。
（6）在双侧电源的线路上实现重合闸时，重合闸应满足同期合闸条件。
（7）当断路器处于不正常状态（例如操动机构中使用的气压、液压降低等）而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。
6.2自动重合闸的配置原则
一般选择自动重合闸类型可按下述条件进行：
1．110kV及以下电压的系统单侧电源线路一般采用三相一次重合闸装置。
2．220kV、110kV及以下双电源线路用合适方式的三相重合闸能满足系统稳定和运行要求时，可采用三相自动重合闸装置。
3．220kV线路采用各种方式三相自动重合闸不能满足系统稳定和运行要求时，采用综合重合闸装置。
4．330~550kV线路，一般情况下应装设综合闸装置。
5．在带有分支的线路上使用单相重合闸时，分支线侧是否采用单相重合闸，应根据有无分支电源，以及电源大小和负荷大小确定。
6．双电源220kV及以上电压等级的单回路联络线，适合采用单相重合闸；主要的110kV双电源单回路联络线，采用单相重合闸对电网安全运行效果显著时，可采用单相重合闸。
根据自动重合闸配置原则，本题给的系统电压等级为35KV，所以一般情况采用三相一次重合闸装置。其原理图如图6-1示。
图6-1三相一次重合闸原理图
6.3自动重合闸的时限整定
现在电力系统广泛使用的重合闸都不区分故障是瞬时性的还是永久性的。对于瞬时性故障，必须等待故障点的故障消除、绝缘强度恢复后才有可能重合成功，而这个时间与湿度、风速的气候条件有关。对于永久性故障，除考虑上述时间外，还要考虑重合到永久故障后，断路器内部的油压、气压的恢复以及绝缘介质绝缘强度的恢复等，保证断路器能够再次切断短路电流。按照以上原则确定的最小时间，称为最小重合闸时间，实际使用的重合闸时间必须大于这个时间，根据重合闸在系统中所起的作用具体计算。
对于单侧电源线路的三相重合闸，其主要作用是尽可能缩短电源中断的时间，重合闸的动作时限原则上越短越好，应按照最小重合闸时间整定。其重合闸的最小时间确定原则：
（1）断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反馈电流的时间；故障点的电
弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度需要的时间；
（2）在断路器动作跳闸熄灭电弧后，其触头周围绝缘强度的恢复以及消
弧室重新充满油、气需要的时间；同时期操动机构恢复原状准备好再次动作需要的时间。
（3）如果重合闸是利用电力系统的运行经验，重合闸的最小时间为
0.3-0.4s
根据以上重合闸时限整定原则，设计时候，必需考虑和继电保护配合才能起作用。
6.4 自动重合闸与继电保护的配合
自动重合闸与继电保护的适当配合，能有效地加速故障的切除，提高供电的可靠性。自动重合闸的应用在某些情况下还可以简化继电保护。
自动重合闸与继电保护的配合方式，有重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种。重合闸前加速是，当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护先无选择性的瞬时动作于跳闸，而后再借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。重合闸后加速保护是当线路故障时，先按正常的继电保护动作时限有选择性地动作于断路器跳闸，然后AAR装置动作将断路器重合，同时将过电流保护的时限解除。这样，当断路器重合于永久性故障时，电流保护将无时限地作用于断路器跳闸。实现后加速的方法是，在被保护的各条线路上都装设有选择性的保护和自动重合闸装置。
第6章总结心得
本次课程设计是对110KV变电所在不同运行方式以及短路故障类型的情况下进行的分析计算和整定的。通过具体的设计保护变电所的设备及线路，保护变电所正常运行和故障时保护设备及电网，故根据本次设计的实际要求，以及继电保护“四性”的总要求故采用了反应相间短路的距离保护和变压器保护和系统的发电机保护。在进行设计时首先要将各元件参数标准化，然后对变压器进行保护以及距离保护阻抗的整定，并且对其进行灵敏度较验。
通过这次设计，在设计过程中遇到很多困难，在解决的同时，加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了更系统、更深层次的认识。在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。开心学校许多课堂中学不到的软件和设计思路。这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，对理论知识的理解和应用有更高的理解。着有利于以后类似课程的开放性学习。
此次课程设计在老师的指导下和同学的配合下顺利完成，在此期间懂得思考和大家讨论理解并解决问题。此次课设提高了我得理解思考能力和动手能力。
参考文献
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[4] 电力工业部. 电力规划设计院.电力系统设计手册[M].中国电力出版社.
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[6] 刘学军.继电保护原理.2版.中国电力出版社,2007.
[7] 许建安.继电保护整定计算.中国水利水电出版社,2001.
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；
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
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)
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。
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、
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）。
‘ 南京工程学院 课程设计说明书(论文) 题目某110kV电网继电保护配置 与整定计算的部分设计 课程名称电力系统继电保护Ａ 院（系、部、中心）电力工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生姓名 学号 设计地点工程实践中心9-322 指导教师
设计起止时间：2011年12月5日至2011年12月16日
目录 1 课程设计任务及实施计划错误!未定义书签。 已知条件错误!未定义书签。 参数选择与具体任务错误!未定义书签。 保护配置及整定计算任务分析错误!未定义书签。 实施计划错误!未定义书签。 2 零序短路电流计算 (4) 各元件电抗标幺值计算错误!未定义书签。 各序阻抗化简错误!未定义书签。 各序等值电抗计算错误!未定义书签。 零序电流计算错误!未定义书签。 互感器的选择错误!未定义书签。 3继电保护整定计算 (9) 距离保护错误!未定义书签。 零序电流保护错误!未定义书签。 RCS941线路保护装置的整定错误!未定义书签。 4 结论错误!未定义书签。 参考文献错误!未定义书签。
1 课程设计任务及实施计划 已知条件 本次所接受的课程设计的任务为选题一，接线简图如图所示。图中BC 线路为开环运行，本人整定AB 线路的A 侧保护。已知参数如下： 发电厂 B G G 图 110kV 系统接线简图 线路AB 、BC 、CA 、BS 的负荷的自起动系数5.1=ss K ； 发电厂各发电机组的次暂态电抗均为'' d X =（按自身额定容量的标么值）；功率因数为 均为。最大发电容量为3台同时投运，最小发电容量为投入最小容量的一台发电机。 变电所引出线上后备保护动作时间如图，后备保护时限级差△t ＝； 线路的正序电抗每公里均为Ω/KM ；零序阻抗为Ω/KM ；发电机，变压器参数按照图示额定值计算；变压器零序阻抗是正序阻抗的80%。 电压互感器的变比1.0/110=TV n kV ，线路电流互感器变比可根据线路额定电流选择。 系统最大及最小的正序、零序等值阻抗都已折算到100MVA 标准容量下，变压器的短路电压百分比按本变压器额定容量给出，两台主变的变电所，正常运行时只投入一台，高峰负荷时才投入两台。具体参数见任务安排表。 参数选择与具体任务 对应《继保081课程设计任务具体参数安排》，本次设计所涉及的具体参数如表所示。
继电保护课程设计（论 文） 题目 110KV电网线路保护设计 学院名称电气工程学院 指导教师 职称教授 班级电力1201班 学号 学生姓名 2016年 1 月 21 日 摘要 (3) 1. 继电保护设计任务和要求 (4)
1.1 继电保护装置及其任务 (4) 1.2 对继电保护的基本要求 (4) 2.设计资料分析与参数计算 (5) 2.1基准值选择 (5) 2.2电网各元件等值电抗计算 (5) 3.短路电流计算 (7) 3.1流经保护2的短路计算 (7) 3.2流经保护3的短路计算 (12) 3.3流经保护5的短路计算 (16) 4.电流保护整定计算 (21) 4.1保护1的电流保护整定 (21) 5.电网线路继电保护整定计算 (22) 5.1距离保护的整定计算 (22) 5.1.1保护6的距离保护整定计算 (23) 5.1.2保护2的距离保护整定计算 (26) 5.1.3保护3的距离保护整定计算 (28) 5.1.4保护5的距离保护整定计算 (30) 6.继电保护零序电流保护的整定计算和校验 (33) 6.1整定结果 (33) 7.输电线路的自动重合闸装置 (34) 7.1自动重合闸概述 (34) 7.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸装置 (35)
7.3双侧电源线路的自动重合闸 (35) 7.4自动重合闸与继电保护的配合 (35) 8.综合评价 (36) 8.1对电流保护的综合评价 (36) 8.2对零序电流保护的评价 (36) 8.3对距离保护的综合评价 (36) 9.结束语 (37) 参考文献 (38) 摘要: 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。继电保护装置必须具备继电保护的“四性”要求，即安全性，可靠性，迅速性，灵敏性。继电保护能够在系统运行过程中发生故障和出现不正常现象时，迅速有选择性
电力系统继电保护课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 2009 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 7日
1 设计原始资料 1.1 具体题目 一台双绕组降压变压器的容量为20MVA，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Yd11接线；采用BCH-2型继电器。求差动保护的动作电流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为8920(1+50%)=13380A；35kV侧电流互感器变比为600/5，66kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取错误！未找到引用源。。试对变压器进行相关保护的设计。 1.2 要完成的内容 对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。 2 分析要设计的课题内容 2.1 本设计的保护配置 2.1.1 主保护配置 为了满足电力系统稳定性方面的要求，当变压器发生故障时，要求保护装置快速切除故障。通常变压器的瓦斯保护和纵差动保护构成双重化快速保护。 (1) 瓦斯保护 变电所的主变压器和动力变压器，都是用变压器油作为绝缘和散热的。当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，故障点附近的绝缘物和变压器油分解而产生气体，同时由于气体的上升和压力的增大会引起油流的变化。利用这个特点构成的保护，叫做瓦斯保护。瓦斯保护主要由瓦斯继电器、信号继电器、保护出口继电器等构成，瓦斯继电器装在变压器油箱和油枕的连接管上。瓦斯继电器的上触点为轻瓦斯保护，由上开口杯控制，整定值为当瓦斯继电器内上部积聚250~300cm3气体时动作，动作后发信号。 (2) 纵差动保护 电流纵差动保护不但能区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的优点。本设计中变压器主保护主要选电流纵差动保护，差动保护是变压器内部、套管及引出线上发生相间短路的主保护，同时也可以保护单相层间短路和接地短路，不需与其他保护配合，可无延时的切断内部短路，动作于变压器高低压两侧断路器跳闸。为了保证动作的选择性，差动保护动作电流应躲开外部短路电流时的最大不平衡电流。
电力系统继电保护课程设计 题目：变压器的保护设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩
1设计原始资料： 1.1具体题目 一台双绕组降压变压器的容量为15MV A，电压比为35±2×2.5%/6.6kV，Y，d11接线；采用BCH-2型继电器。求差动保护的动作电流。已知：6.6kV外部短路的最大三相短路电流为9420A；35kV侧电流互感器变比为600/5，35kV侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数错误！未找到引用源。。 试对变压器进行相关保护的设计。 1.2要完成的内容 对变压器进行主保护和后备保护的设计、配置、整定计算和校验。 2分析要设计的课题内容（保护方式的确定） 2.1设计规程 根据设计技术规范的规定，针对变压器的各种故障、不正常工作状态和变压器容量，应装设相应的保护装置。 （1）对800kV A以上的油浸式变压器：应装设瓦斯保护作为变压器内部故障的保护。发生轻瓦斯、油面异常降低时发信号，发生重瓦斯时使各侧断路器瞬时跳闸。 （2）对于变压器的引出线、套管和内部故障： ①并联运行、容量为6300kVA及以上，单台运行、容量为10000kVA及以上的变压器，应装设纵差动保护。 ②并联运行、容量为6300kV A以下，单台运行、容量为10000以下的变压器，应装设电流速断保护。2000kV A及以上的变压器，如果电流速断保护的灵敏度不能满足要求，应装设纵差动保护。 （3）对于由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设过电流保护。如果灵敏度不能满足要求，可以装设低电压启动的过电流保护。 （4）对于一向接地故障，应装设零序电流保护。 （5）对于400kV A及以上的变压器，应根据其过负荷的能力，装设过负荷保护。 （6）对于过热，应装设温度信号保护。
. .. 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：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