[VIP专享]兰州交通大学继电保护课程设计

电力继电保护课程设计指导手册课程设计指导手册兰州交通大学自动化学院电气工程系2010-2-14继电爱护原理课程设计学院：自动化学院适用专业：电气工程及其自动化课程设计名称：继电爱护原理课程设计课程代码：学分数：1 学时数：16一、课程设计目的本课程设计是学生在学完«电力系统继电爱护原理»课程之后、进行的一个综合性的教学实践环节。

通过本课程设计一方面使学生获得综合运用学过的知识进行电力变电所、牵引变电所各要紧元件的爱护设计及整定和爱护设备的选型的差不多能力，另一方面能巩固与扩大学生的电气综合设计知识，为毕业设计做预备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。

通过本课程设计，学生能运用电气基础课程中的差不多理论和实践知识，正确地解决电力变电所、牵引变电所的要紧元件爱护设计等问题。

通过对电力变电所或牵引变电所的某一要紧设备的爱护设计的运算、整定及爱护的具体接线训练，能够提高学生继电爱护的设计能力，学会使用相关的手册及图册资料：1．把握继电爱护爱护方案的确定原那么，整定运算的一样步骤，了解系统运行方式的确定，爱护整定系数的分析与应用，前后级整定配合的差不多原那么；2．把握爱护、操纵、测量、信号回路阅读和设计差不多方法。

3．学习相关爱护设备的选择和一样的爱护。

二、课程设计的要求学生要按照课程设计指导书的要求，依照题目所给原始参数进行设计。

本课程设计的差不多步骤是：1、能依照提供网络以及条件，按照部颁继电爱护和自动装置整定运算的规范进行设计。

2、通过学习应熟悉电力系统继电爱护设计与配置的一样规定；3、正确明白得继电爱护整定运算的差不多任务；4、把握整定运算的步骤；熟悉主爱护、后备爱护和辅助爱护在电力系统中的应用；5、对继电爱护差不多要求之间，能分别地进行综合考虑；6、把握整定运算对系统运行方式的选择以及短路类型、短路点的确定；7、把握整定系数的分析与应用；把握整定运算配合的原那么。

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：阮学刚学号： 201009307指导教师：任丽苗兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月18日1 设计原始材料1.1 具体题目某牵引变电所甲采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相Y/ 接线。

两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。

表1牵引变电所供电臂长度km端子平均电流A有效电流A短路电流A甲24.6 β182 263 923 20.4 α140 219 774对该牵引变电所牵引变压器进行相关保护设计。

1.2 要完成的内容本设计要完成的内容有：对变压器进行主保护和后备保护的选择；根据给定的资料对所选择的保护进行整定及计算。

使之最终达到变压器在任何故障下都能迅速的切断故障，快速恢复运行。

2 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) 瓦斯保护电力变压器通常是利用变压器油作为绝缘和冷却介质。

当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。

气体排出的多少以及排出速度，与变压器故障的严重程度有关。

利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。

瓦斯保护的主要元件是气体继电器，它安装在油箱和油枕之间的连接管道上，气体继电器有两个输出触点：一个反应变压器内部的不正常情况或轻微故障，称为轻瓦斯；另一个反应变压器的严重故障，称为重瓦斯。

轻瓦斯动作于信号，使运行人员跳开电压器各侧断路器。

气体继电器的大致原理如下：变压器发生轻微故障时，油箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在油箱的上方，气体沿管道上升，使气体继电器内的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。

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： 20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 设计原始资料如下图所示网络，系统参数为：3115/E =ϕ kV ，Ω=15X G1、Ω=10X G3,60L L 21== km 、40L 3=km ，50L C -B =km ，30L D -C =km ，20L E -D =km ，线路阻抗0.4Ω/km ，2.1K =Irel、1.15K K IIIrel ==∏rel ,A 300I m ax C.-B =、A 200I m ax D.-C =、A 150I m ax CE -D =， 1.5K SS =，85.0K =re 电路图如图1所示:图1 原始材料电路图对线路2，9处进行三段电流保护的设计。

2 题目分析与方案设计2.1 题目分析(1)保护的配置及选择。

(2)短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）。

(3)保护配合及整定计算。

(4)保护原理展开图的设计。

(5)对保护的评价。

2.2 方案设计(1)短路电流计算在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流。

然后根据计算结果，在满足“继电保护和自动装置技术规程”和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。

(2)保护方式的考虑及整定计算采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。

能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。

3 电流保护的分析设计与计算3.1 本设计的保护配置(1)主保护配置选用三段式电流保护，Ⅰ段，Ⅱ段电流保护作为线路主保护。

(2)后备保护配置选用Ⅲ段电流保护作为线路后备保护。

3.2短路电流计算(1)等效电路的建立由已知可得X=ZL (1)其中，Z—线路单位长度阻抗；L—线路长度。

将数据代入公式(1)得L10.46024()X=⨯=ΩL30.44016()X=⨯=ΩB-C 0.45020()X =⨯=Ω C-D 0.43012()X =⨯=Ω D-E 0.4208(Ω)X =⨯=经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，如图2所示，则有两台发电机运行，线路1L ,3L 全部运行，则S.min G1L1G3L3B-C =(+)//(+)+35.6()X X X X X X =Ω其中“‖”表示取并联的意思，以后不再解释。

大学继电保护课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解继电保护的基本原理，掌握继电保护装置的构成及工作原理；2. 掌握常见电力系统故障类型及其对系统的影响，了解继电保护在电力系统中的作用；3. 学会分析继电保护装置的参数设置和调整方法，了解不同保护装置的适用范围及优缺点。

技能目标：1. 能够运用所学知识进行继电保护装置的选型、参数配置和调试；2. 掌握继电保护装置的故障诊断及处理方法，具备一定的实际操作能力；3. 能够利用相关软件进行继电保护系统的模拟与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，提高学生分析和解决问题的能力；2. 增强学生的团队合作意识，培养学生在实际工程中的沟通与协作能力；3. 激发学生对电力系统保护技术的兴趣，鼓励学生关注行业动态，为我国电力事业发展贡献力量。

本课程针对大学电气工程及相关专业高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。

通过本课程的学习，旨在使学生在掌握继电保护基本知识的基础上，具备实际操作和工程应用能力，同时培养学生的专业素养和道德品质。

后续教学设计和评估将围绕以上目标进行，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 继电保护基本原理：包括保护原理、保护装置分类及其工作特性；教材章节：第一章 继电保护原理内容：电流保护、电压保护、差动保护、方向保护等。

2. 常见电力系统故障分析：介绍故障类型、故障特征及对系统的影响；教材章节：第二章 电力系统故障分析内容：短路故障、接地故障、过电压等。

3. 继电保护装置及其选型：分析各类保护装置的构成、参数设置及适用范围；教材章节：第三章 继电保护装置内容：保护继电器、测量继电器、控制继电器等。

4. 继电保护系统参数配置与调试：学习参数调整方法、调试步骤及注意事项；教材章节：第四章 继电保护系统参数配置与调试内容：参数计算、调试方法、调试工具等。

5. 故障诊断与处理：介绍继电保护装置的故障诊断方法、处理流程及预防措施；教材章节：第五章 故障诊断与处理内容：故障诊断方法、故障处理流程、预防措施等。

关于继电保护的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解继电保护的基本概念、原理及分类。

2. 学生能够掌握继电保护的主要参数及其调整方法。

3. 学生能够了解继电保护装置的组成、功能及其在电力系统中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析简单电力系统故障，并选择合适的继电保护装置。

2. 学生能够通过实验和实践，学会使用继电保护测试仪器，进行基本的操作与调整。

3. 学生能够通过案例分析与小组讨论，提高解决问题的能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到继电保护在电力系统中的重要性，增强对电力工程领域的兴趣。

2. 学生能够养成严谨的科学态度，注重实践与理论相结合的学习方法。

3. 学生能够培养安全意识，了解继电保护在保障电力系统安全运行中的作用。

课程性质分析：本课程属于电力工程领域的基础课程，旨在帮助学生建立继电保护的基本知识体系，提高实践操作能力。

学生特点分析：高二年级的学生已具备一定的物理和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

2. 创设情境，激发学生的学习兴趣，引导学生主动探索、积极思考。

3. 强化团队合作，培养学生的沟通与协作能力。

二、教学内容1. 继电保护基本概念与原理- 介绍继电保护的定义、作用及其重要性。

- 解释继电保护的原理，包括电流保护、电压保护、差动保护等。

2. 继电保护装置及其分类- 列举常见的继电保护装置，如过电流保护装置、距离保护装置、方向保护装置等。

- 分析各种保护装置的特点和应用场合。

3. 继电保护主要参数与调整方法- 介绍继电保护的主要参数，如整定值、动作时间、返回时间等。

- 讲解参数调整的原则和方法，以及影响参数调整的因素。

4. 继电保护装置的组成与应用- 概述继电保护装置的组成，包括检测元件、逻辑元件、执行元件等。

- 分析继电保护装置在电力系统中的应用案例。

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：电气091*名：***学号： *********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设计原始资料发电机以发电机-变压器组方式接入系统，开机方式为两侧各开1台机，变压器T61台运行。

参数为：Eφ=115/√3kV, X1.G1=X2.G1=5Ω、X1.G3=X2.G3=5Ω、X1.T1=X2.T3=5Ω X0.T1=X0.T3=15Ω,X1.T6=15Ω、X0.T6=20Ω, L A−B=60.17km, L B−C=40km,线路阻抗Z1=Z2=0.4Ω/km,Z0=1.2Ω/km、K relⅠ=1.2、K relⅡ=1.15。

系统接线图如图1所示。

图1系统接线图 1试对1、4进行零序保护的设计。

1.1具体题目根据所给的资料，对上述系统中的1、4处进行零序保护的设计。

1.2题目分析所谓零序保护，是指在大短路电流接地系统中发生接地故障后,就有零序电流，零序电压和零序功率出现,利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置的统称。

三相电流平衡时，没有零序电流，不平衡时产生零序电流，零序保护就是用零序互感器采集零序电流，当零序电流超过一定值（综合保护中设定）,综合保护接触器吸合，断开电路。

零序电流互感器内穿过三根相线矢量和零线。

正常情况下，四根线的向量和为零，零序电流互感器无零序电流。

当人体触电或者其他漏电情况下：四根线的向量和不为零，零序电流互感器有零序电流，一旦达到设定值，则保护动作跳闸。

电力系统正常运行时是三相对称的，其零序、负序电流值理论上是零。

多数的短路故障是不对称的，其零、负序电流电压会很大，利用故障的不对称性可以找到正常与故障的区别，并且这种差别是零与很大值得比较，差异更为明显。

所以零序电流保护被广泛的应用在110KV 及以上电压等级的电网中[1]。

2课题的内容2.1 规程动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性 、选择性、速动性和灵敏性。

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1003姓名：马明霞学号： 200911050指导教师：王思华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 设计题目如图1所示网络，系统参数为：ϕE =115/3kV ，X G1=15Ω、X G2=10Ω、X G3=10Ω,L 1=60 km 、L 3=40 km ，L B-C =50 km , L C-D =30 km ，L D-E =20 km ，线路阻抗0.4Ω/km ，IrelK =K K relrel ∏III ==0.85，I B-C.max =300 A 、I C-D.max =200A 、I D-Emax =150A ，K ss =1.5 ，K re =0.85。

G1G2G39845123ABCDEL1L3图1 系统网络示意图试对线路L1、L2、L3进行距离保护的设计。

1.2 设计内容本设计要完成的内容是对线路距离保护的基本组成部分的设计，并对距离保护2和8进行具体的整定计算。

2 组成部分电流电压保护简单可靠，在35kv 及以下电压等级的电网中得到了广泛应用，但是它们的保护范围与灵敏度受系统运行方式变化的影响较大，难以满足更高电压等级复杂网络的要求，这就必须采用性能更加完善的继电保护装置，距离保护就是其中的一种。

而距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值则动作的保护。

距离保护一般由启动部分、测量部分、配合逻辑回路等几个部分组成。

2.1 起动部分起动部分用来判别电力系统是否发生故障。

主要由起动元件组成，起动元件可由电流继电器、阻抗继电器、负序电流继电器或负序零序电流增量继电器构成。

实践证明，负序零序电流增量继电器动作可靠、灵敏度高，同时还可兼起断线闭锁保护作用。

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：电气xxx姓名： xxxxxx学号： xxxxxxxxx指导教师：xxxxxx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 题目如下图所示网络，系统参数为:115/Eϕ=，G115X=，G210X=Ω，G310X=Ω，144kmL=，340kmL=，B C 50kmL-=，C D30kmL-=，D-E20kmL=，线路阻抗0.4/kmΩ，Irel=0.85K，IIrel=0.8K，rel =1.15K，B-C.max 300AI=，C-D.max 200AI=，D-E.max 150AI=，SS 1.5K=，re 1.2K=。

试对线路L1、L3进行距离保护的设计。

（对2、9处进行保护设计）1.2 要完成的内容本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。

2 继电保护方案设计2.1 设计原理2.1.1 主保护配置距离保护Ⅰ段和距离保护Ⅱ段构成距离保护的主保护。

距离保护的Ⅰ段图2.1 距离保护网络接线图瞬时动作，Ⅰt 是保护本身的固有动作时间。

保护1的整定值应满足：I set.1AB Z Z <考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，引入可靠系数Ιrel K (一般取0.8—0.85)，则[1]I Ιset.1rel AB Z K Z = (2.1) 同理，保护2的Ⅰ段整定值为[1]I Ιset.2rel BC Z K Z = (2.2) 如此整定后，保护的Ⅰ段就只能保护线路全长的80%—85%，这是一个严重的缺点。

为了切除本线路末端15%—20%范围以内的故障，就需要设置距离保护第Ⅱ段。

距离Ⅱ段整定值的选择和限时电流速断相似，即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护范围，同时带有高出一个t ∆的时限，以保证选择性,当保护2第Ⅰ段末端短路时，保护1的测量阻抗为[3]Ιm AB set.2Z Z Z =+ (2.3)引入可靠系数ΙΙrelK (一般取0.8)，则保护1的Ⅱ段的整定阻抗为[3]II ΙΙΙset.1rel AB set.2()Z K Z Z =+ (2.4) []AB BC 0.8(0.8~0.85)Z Z =+2.2.2 后备保护配置为了作为相邻线路的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离Ⅰ段与距离Ⅱ段的后备保护，还应该装设距离保护第Ⅲ段。

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 =ϕ 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 =G1G39845123ABCDEL1L31.2 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的近后备保护，在本次设计中，III 段定时限过电流保护作为后备保护。

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1103姓名：郭振学号：201109318指导教师：徐金阳兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年7月11日1 设计原始资料1.1 具体题目如图1.1所示网络，系统参数为ϕE =115/3kV ，1G X =15Ω，2G X =10Ω，3G X =10Ω，1L =60km ，3L =40km ，C B L -=50km ，D C L -=30km ，E D L -=20km ，线路阻抗0.4Ω/km ，Irel K =1.2，II relK =IIIrel K =1.15，max C B I -=300A ，max D C I -=200A ，max E D I -=150A ，ss K =1.5，re K =0.85。

AL1L39584BCDE321图1.1 系统网络图试对线路进行三段电流保护的设计。

（说明：本报告将完成对2和5处的保护设计）1.2 要完成的内容（1）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路类型的考虑）； （2）保护配合及整定计算； （3）对保护的评价。

2 设计要考虑的问题2.1 短路电流计算规程在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流， 然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。

其计算步骤及注意事项如下：（1）系统运行方式的考虑需考虑发电容量的最大和最小运行方式。

（2）短路类型的考虑相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。

2.2 保护方式的选取及整定计算选用保护方式时，可先选择主保护，然后选择后备保护。

通过整定计算，检验能否满足灵敏性和速动性的要求。

当灵敏度不能满足要求时，在满足速动性的前下，可考虑利用保护的相继动作，以提高保护的灵敏性。

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：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具体题目如下图所示网络，系统参数为：φE kV,G1=15ΩX ,210G X =Ω,G3=10ΩX ，L 1=40(1+49%)km,3L =40km ，B-C L =50km,C-D L =30km,D-E L =20km ，线路阻抗0.4Ω/km,rel K =1.2Ⅰ,rel rel K =K =1.15ⅡⅢ，B-Cmax I =300A,C-Dmax I =200A,C-Emax I =150A ，ss K =1.5，re K =0.85图1 系统网络图1.2要完成的内容对保护3和保护5进行电流保护的设计。

2分析要设计的课题内容2.1规程110kV 双侧电源线路符合下列条件之一时，硬装设一套全线速动保护。

(1) 根据系统稳定要求有必要时；(2) 线路发生三相短路时，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择的切断短路时；(3) 如电力网的某些线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护性能。

单侧电源线路，可装设阶段式相电流和零序电流保护，作为相间和接地故障的保护，如不能满足要求，则装设阶段式相间和接地距离保护，并辅之用于切断经电阻接地故障的一段零序电流保护。

2.2本设计保护配置(1) 主保护的配置由系统可知110kV 线路配置有众联保护，全线路上任意点故障都能快速切除。

保证系统稳定安全运行。

(2) 后备保护的配置过电流保护作为本保护的后备保护。

3短路电流计算3.1等效电路的建立由已知可得各段线路的线路阻抗分别为()L110.440149%23.84X Z L =⨯=⨯+=Ω（）L33L 0.44016()X Z =⨯=⨯=Ω BC B-C L 0.45020()X Z =⨯=⨯=Ω CD C-D L 0.43012()X Z =⨯=⨯=Ω DE D-E L 0.4208()X Z =⨯=⨯=Ω经分析可知，最大运行方式即阻抗最小时，则有两台发电机运行，线路1L 、3L 运行，由题意知1G 、3G 连接在不同的母线上，则X smin =(X G1+X L1)||(X G3+X L3)=15.57()Ω同理，最小运行方式即阻抗值最大，分析可知在只有1G 和1L 运行，相应地有s.max G1L11523.8438.84()X X X =+=+=Ω由此可得最大运行方式等效电路如图3.1所示，最小运行方式等效电路图如图3.2所示。

继电保护的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握继电保护的基本原理、分类和作用，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够运用所学知识进行继电保护的设计和调试。

具体来说，知识目标包括：了解继电保护的基本概念、分类和作用；掌握各种继电保护装置的工作原理和特点；熟悉继电保护装置的调试和维护方法。

技能目标包括：能够分析简单电力系统的故障类型和特点；能够根据故障类型选择合适的继电保护装置并进行设计；能够进行继电保护装置的调试和维护。

情感态度价值观目标包括：培养学生对电力系统的安全运行的责任感；培养学生勇于探索、创新的精神。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括继电保护的基本原理、分类和作用，各种继电保护装置的工作原理和特点，以及继电保护装置的调试和维护方法。

具体来说，首先介绍继电保护的基本概念和分类，让学生了解继电保护在电力系统中的重要性和作用；然后讲解各种继电保护装置的工作原理和特点，包括电流继电器、电压继电器、差动继电器等，让学生掌握各种继电保护装置的原理和应用；最后介绍继电保护装置的调试和维护方法，让学生了解如何保证继电保护装置的正常运行。

三、教学方法为了实现本节课的教学目标，采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

首先，采用讲授法，向学生讲解继电保护的基本原理、分类和作用，各种继电保护装置的工作原理和特点；然后，采用案例分析法，分析实际电力系统中的故障案例，让学生学会如何运用继电保护知识解决问题；接着，采用实验法，让学生亲自动手进行继电保护装置的调试和维护，增强学生的实践能力；最后，采用讨论法，学生进行小组讨论，让学生分享自己的学习心得和经验，提高学生的合作能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，准备了一系列的教学资源。

教材方面，选用我国高校普遍使用的《电力系统继电保护》作为主教材，辅助以《继电保护原理》等参考书；多媒体资料方面，制作了详细的PPT课件，展示了各种继电保护装置的原理图和工作原理，同时准备了相关的视频资料，让学生更直观地了解继电保护装置的运行情况；实验设备方面，准备了继电保护实验装置，让学生能够亲自动手进行实验操作，加深对继电保护知识的理解。

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1001班姓名：韦三学号： 201009040指导教师：王思华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1所示网络，系统参数为：kV 3115/=ϕE ，Ω=15G1X 、Ω=10G3X ，60L L 21==km 、40L 3=km ，50L C -B =km ，30L D -C =km ，20L E -D =km ，线路阻抗0.4Ω/km ， 1.2rel =IK 、1.15rel rel ==III II K K ，300A max C -B =⋅I 、200A max D -C =⋅I 、150A max E -D =⋅I ， 1.5ss =K ，0.85re =K图1 题目的线路图试对保护2和保护8进行三段电流保护的设计。

1.2 要完成的内容(1) 电流速断保护、限时速断保护以及过电流保护的动作电流、动作时限及灵敏度计算；(2) 主保护的配置，其由电路速断保护和过电流保护担任或限时速断和过电流保护担任，并根据计算分析出其是否满足动作时限和灵敏度的要求；(3) 后备保护的配置，由过电流保护担任，既可以作为本段的近后备，又可作为下段的远后备，并计算灵敏度和动作时限是否满足要求。

2 短路电流计算2.1 最大运行方式等效电路的建立及短路电流计算所谓最大运行方式，即在相同的地点发生相同类型的短路流过保护安装处的电流最大。

最大运行方式下，线路阻抗最小，即发电机G1和G3并联运行。

则有()()L3G 3L1G 1min s //Z X Z X X ++=⋅ (2.1)其中G1X ，G3X 为发电机阻抗；L1Z ，L3Z 为线路1L ，2L 的阻抗。

将数据带入(2.1)得()()()Ω=⨯+⨯+=⋅15.60.44010//0.46015min s X最大运行方式下其等效电路图如图2所示.图2 保护2最大运行方式等效图母线D 的最大短路电流D-C C -B min s max D k Z Z X E I ++=⋅⋅⋅ϕ(2.2)其中ϕE —系统等效电源的相电动势；C -B Z ，D -C Z —线路C -B L ，D -C L 的阻抗。

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： 电气092 姓 名： 惠玲霞 学 号： 200909148 指导教师： 闵永智兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 7日指导教师评语 平时（30）报告（30）修改（40）总成绩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：kV 3115=E ϕ、Ω15G1=X 、10G2=X 、Ω10G3=X ，km 601=L 、km 403=L 、错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

，线路阻抗为km Ω40.，、21I rel .K =51re .=K 、151IIIrel IIrel .K K ==，A 300Cmax B =-I 、A 200Dmax -C =I 、A 150Emax -D =I 、A 600Fmax B =-I 。

试对线路L L L 321、、进行距离保护的设计。

图1 网络接线图1.2要完成的内容本文要完成3位置和4位置的距离保护。

2分析要设计的课程内容2.1设计规程一般情况下，对动作与跳闸的继电保护在技术上有四条基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

距离保护的优点在于其灵敏度较高，其保护范围基本上不受系统运行方式的影响，而且其迅速动作的范围长。

2.2本设计的保护配置主保护配置2.2.1主保护配置距离Ⅰ段和距离II 段构成距离保护的主保护。

2.2.2后备保护的配置距离保护III 段一般作为相邻线路的的保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离Ⅰ段与距离II 段的后备保护。

3保护的整定与校验3.1对保护3的整定与校验3.1.1对保护3的距离Ⅰ段的整定(1) 整定阻抗为z L K =Z 1C -B Irel I set.3)(174050850Ω=⨯⨯=..(2) 动作时间s 0=I3t3.1.2保护3距离II 段的整定(1) 按与相邻线路L D -C 距离保护Ⅰ段配合，保护3的II 段的整定阻抗)(=D -C 1b.min Irel C -B IIrel IIset.3L z K K Z K Z +)(1624)304018504050(80Ω⨯⨯⨯+⨯⨯.=....= K b.min —线路L D -C 对线路L C -B 的最小分支系数，其1b.min =K ；(2) 零敏度校验25.1208.1206.24=C-B IIset.3sen <==Z Z K 不满足要求 改为与相邻线路的II 段配合，于是， (1) 保护3的II 段整定阻抗为)(IIset.2b.min C -B II rel II set.3Z K Z =K Z +)(03228)041514050(80Ω⨯+⨯⨯.=...=式中，)(1E -D rel b.min D -C IIrel II set.2z L K K Z =K Z +)402085014030(80....=⨯⨯⨯+⨯⨯)(0415Ω.=(2) 灵敏度系数为25.14.120032.28=C-B IIset.3sen >==Z Z K 满足要求 (3) 动作时间，与相邻线路L D -C 距离II 段配合，则s 50ΔII2II 3.t t t =+=3.1.3保护3距离III 段的整定(1) 整定阻抗，按躲开被保护线路在正常运行条件下的最小负荷阻抗Z L.min 来整定，所以有)Ω(5319030311090=..=axL.m L.min L.min.=..I U Z ⨯⨯ ()Ω==04.921.151.51.5190.5 =ss rel IIIrel L.min IIIset.3K K K Z Z 其中，5151151ss re III rel .=K ,.=K ,.=K (2) 灵敏度校验作为近后备时，按本线路末端短路校验，计算式为5.1602.42004.92=C-B IIIset.31sen >==Z Z K ）（ 满足要求作为远后备时，按相邻设备末端短路校验，计算式为Z K Z Z K D-C b.min C -B IIIset.32sen =+）（218824030140500492.....>=⨯⨯+⨯= 满足要求 (3) 动作时间s 1Δ2=III1III 3=+t t t3.2对保护4的整定与校验3.2.1对保护4的距离Ⅰ段的整定(1) 整定阻抗为z L K Z 13rel Iset.4=)Ω(6134040850...=⨯⨯=(2) 动作时间s 0I=t3.2.2保护4距离II 段的整定由于该保护的下一段为电源，其内部结构复杂，因此不与保护4的距离II 段配合。

继电保护课程设计(完整版)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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： 1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 =ϕ 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Ω/km ，I rel 1.2K =、IIIrel 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 =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。

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的近后备保护，在本次设计中，III 段定时限过电流保护作为后备保护。

3 短路电流的计算等效电路的建立本次课程设计线路等效阻抗如图1所示。

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1203姓名：路涛涛学号： 201203208指导教师：李彦哲兰州交通大学自动化与电气工程学院2015 年7月18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25MVA，电压比为kV5.2110⨯±，25.%38/Yd11接线；采用BCH-2型继电器。

求差动保护的动作电流。

已知：38.5kV外部短路的最大三相短路电流为9420A；110kV侧电流互感器变比为1000/5，38.5kV 侧电流互感器变比为1500/5；可靠系数取3.1K=。

rel1.2 要完成的内容本设计要完成的内容有：完成变压器主保护和后备保护的配置，绘制原理图并根据给定的原始资料对保护进行整定计算，使变压器在任何故障下都能快速切除故障，完成保护跳闸回路的绘制，对保护作出评价。

2 设计的课题内容2.1 设计规程针对各种工况，根据继电保护的基本要求，合理的配置保护，以保证变压器发生故障时可以自动、快速、有选择性的切除故障原件。

对该设计来说，可配置如下保护。

(1) 主保护：变压器纵差动保护；(2) 后备保护：低压启动的过电流保护。

2.2 本设计的保护配置2.2.1 主保护配置(1) 纵差动保护电流纵差动保护不但能够区分区内外故障，而且不需要与其他原件的配合，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，同时也可以保护接地短路，不需要与其他保护的配合，可无延时切断内部各种短路，动作于变压器两侧断路器跳闸。

为了保证动作的选择性，动作电流应躲开外部短路时的最大不平衡电流。

(2) 瓦斯保护电力变压器中绝缘物质以及变压器油在变压器器工作于故障或不正常运行状态下会分解产生大量气体，因此可以利用释放的气体量来构成保护。

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3.1rel K 。

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250~300cm 3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。