继电保护课程设计--110kV电网距离保护设计

大理学院课程设计报告题目：110KV线路距离保护的设计学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：设计原始资料1.1具体题目如图1.1所示系统中，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。

参数为：115/3E KV ϕ=，121222.1.1..18G G G G X X X X ====Ω，，，1.32.3 1.4 2.410G G G G X X X X ===Ω，, 0.50.640T T X X ==Ω，60km A B L -=，40km B C L -=，线路阻抗120.4Ωkm Z Z ==， 0 1.2km Z =Ω，线路阻抗角均为75°，max max ..300A A B L C B L I I --==，负荷功率因数角为30°； 1.2SS K =， 1.2re K =，0.85I rel K =，0.75II rel K =，变压器均装有快速差动保护。

G1G2G4G31234T1T2T5T6T3T4A ACB 图1.1 系统网路连接图试对1、2、3、4进行距离保护的设计。

1.2完成内容我们要完成的内容是实现对线路的距离保护和零序电流保护。

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，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

零序电流保护是指利用接地时产生的零序电流使保护动作的装置。

在电缆线路上都采用专门的零序电流互感器来实现接地保护。

摘要电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。

电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。

但是，电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。

因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态.故障中最常见，危害最大的是各种型式的短路。

因此，通过短路计算得到并设定继电器动作的整定值是继电保护不可或缺的过程。

电力系统继电保护原理课程设计设计题目110kV电网距离保护设计指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期2015年1月24日电力系统继电保护原理课程设计任务书一、设计题目110kV电网距离保护设计二、设计任务根据所提供的110kV系统接线图及原始参数，完成以下设计任务：1. 线路上各保护的运行方式；2. 相间距离保护的配置和整定；3. 接地距离保护的配置和整定；4. 系统中线路上发生各种短路时保护的动作情况。

三、设计计划本课程设计时间为一周，具体安排如下：第1天：查阅相关材料，熟悉设计任务第2天：线路上各保护的运行方式分析第3天：配置相间距离保护第4天：配置接地距离保护第5天：线路上发生各种短路时保护的动作情况分析第6天：整理设计说明书第7天：答辩四、设计要求1. 按照设计计划按时完成，设计成果包括：设计说明书一份2. 设计说明书凡有雷同者，均视为不合格，包括在答辩结束完成后被发现的情形3. 不参加答辩者，视为自愿放弃成绩指导教师：教研室主任：时间：2015年1月19日原始数据系统接线图如下图所示，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：Eϕ = 115/3kV，X1.G1 = X2.G1 = X1.G2 = X2.G2 = 15Ω，X1.G3 = X2.G3 = X1.G4 = X2.G4 = 10Ω，X1.T1 ~ X1.T4 = 10Ω，X0.T1 ~ X0.T4 = 30Ω，X1.T5 = X1.T6 = 20Ω，X0.T5 = X0.T6 = 40Ω，L AB = 60km，L BC = 40km，线路阻抗z1 = z2 = 0.4Ω/km，z0 = 1.2Ω/km，I AB.L.max = I CB.L.max = 300A，K ss = 1.2，K re = 1.2，K I rel = 0.85，K II rel = 0.75，K III rel = 0.83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。

1 引言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。

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。

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2 电力系统继电保护的作用电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。

电力系统由各种电气元件组成。

这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。

由于自然环境，制造质量运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中可能出现各种故障或不正常运行状态。

因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。

电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。

3 设计要求及参数系统示意图如图3-1所示，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。

继电保护110kv 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解110kV继电保护的基本原理，掌握其主要设备和保护功能的分类及工作原理。

2. 掌握继电保护配置原则，能够分析不同故障情况下继电保护的动作过程。

3. 了解电力系统对继电保护的基本要求，掌握相关标准和技术规范。

技能目标：1. 能够正确阅读并分析110kV电力系统的继电保护图纸，识别各种保护装置及其功能。

2. 通过案例分析，培养学生解决实际工程问题的能力，能对继电保护系统进行简单的设计和计算。

3. 能够运用继电保护知识，模拟故障分析，提出改进保护配置和参数设置的建议。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统继电保护重要性的认识，激发其学习热情和责任感。

2. 增强学生的团队合作意识，培养在实践操作中相互协作、共同解决问题的能力。

3. 引导学生形成严谨的科学态度，认识到继电保护在保障电力系统安全中的重要作用。

课程性质分析：本课程属于电力系统及其自动化专业的核心课程，具有较强的理论性与实践性，旨在通过学习，使学生能够掌握110kV继电保护的基本知识和技能。

学生特点分析：学生应为具有一定电力系统知识基础的大三或大四本科生，具有一定的理论分析能力和实际操作能力。

教学要求分析：教学过程中应注重理论与实践相结合，通过案例分析和模拟操作，提高学生解决实际问题的能力。

同时，强调安全意识与规范操作，确保学生能够达到课程所设定的具体学习成果。

二、教学内容1. 继电保护基础理论- 继电保护概述：定义、作用、发展历程。

- 继电保护原理：电流保护、电压保护、差动保护、方向保护等。

- 保护装置的类型及功能：如继电器、保护屏、综合自动化装置等。

2. 110kV继电保护系统配置与工作原理- 继电保护系统配置：线路保护、变压器保护、母线保护等。

- 继电保护动作过程：故障类型、保护动作逻辑、时间特性等。

- 典型保护装置工作原理：如纵联差动保护、距离保护、过流保护等。

3. 继电保护案例分析与实践操作- 案例分析：分析实际电力系统故障案例，理解保护动作过程。

引言电力系统继电保护是电力系统安全运行的重要保证，尤其是近年来，继电保护产品类型众多，原理不断有所突破，特别是微机保护的采用，实现了继电保护行业的革命，随之而来的网络技术又为继电保护技术的发展提供了新的手段。

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。

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距离保护的整定计算及校验是本设计的重点。

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.继电保护整定计算的基本任务和要求1.1继电保护整定计算概述继电保护装置属于二次系统，它是电力系统中的一个重要组成部分，它对电力系统安全稳定运行起着极为重要的作用，没有继电保护的电力系统是不能运行的。

继电保护要达到及时切除故障，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方面的工作，包括设计、制造、安装、整定计算、调试、运行维护等，继电保护整定计算是其中极其重要的一项工作。

电力生产运行和电力工程设计工作都离不开整定计算，不同部门整定计算的目的是不同的。

电力运行部门整定计算的目的是对电力系统中已经配置安装好的各种继电保护按照具体电力系统参数和运行要求，通过计算分析给出所需要的各项整定值，使全系统中的各种继电保护有机协调地布置、正确地发挥作用。

电力工程设计部门整定计算的目的是按照所设计的电力系统进行分析计算、选择和论证继电保护装置的配置和选型的正确性，并最后确定其技术规范。

同时，根据短路计算结果选择一次设备的规范。

继电保护原理课程设计--距离保护
距离保护是电力系统中常用的继电保护方式之一，其原理是根据故障点到保护点的距离来判断故障的发生位置，从而实现对电力系统的保护。

距离保护的基本原理是利用电力系统故障时的电流和电压特性来判断故障的位置。

在电力系统正常运行时，电流和电压的相位差是恒定不变的，而当发生故障时，故障点处的电流和电压相位差会发生变化。

通过测量故障点到保护点的电流和电压，然后根据相位差的变化来判断故障的位置，从而实现保护的目的。

距离保护的设计主要包括以下几个步骤：
1. 确定保护区域：根据电力系统的结构和保护要求，确定需要进行距离保护的区域。

2. 选择距离保护装置：根据保护区域的特点和要求，选择合适的距离保护装置。

常用的距离保护装置有整流器距离保护装置、比率距离保护装置和阻抗距离保护装置等。

3. 设置保护参数：根据电力系统的特点和距离保护装置的技术要求，设置保护参数，包括距离定标值、延时时间和动作特性等。

4. 进行仿真分析：利用电力系统仿真软件，对距离保护进行仿真分析，检验保护参数的正确性和合理性。

5. 确定保护动作准则：根据仿真分析的结果和电力系统的要求，确定保护动作的准则，即根据测量的电流和电压值来判断故障的位置，并进行相应的保护动作。

6. 进行测试和调试：对设计好的距离保护装置进行测试和调试，确保其可靠性和稳定性。

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 原始资料1.1 电网接线图(1)各变电站、发电厂的操作直流电源电压U=220V。

(2)发电厂最大发电容量50+2×25=100MW，最小发电容量为50MW，正常发电容量为50+25=75MW。

(3)线路X1=0.4Ω/km, X0=0.4Ω/km。

(4)变压器均为YN ，D11，110±2.5%/10.5KV, UK=10.5%(5)△t=0.5S,负荷侧后备保护tdz=1.5S,变压器和母线均配置有差动保护，Kzq=1.3(6)发电厂升压变中性点直接接地，其他变压器不接地。

1.2 任务(1) 电网运行方式分析。

(2) 各开关保护配置方案，计算配置各线路的保护及计算出各保护的二次动作值（设X1= X2）。

继电保护原理课程设计题目名称：110KV输电线路距离保护设计系别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导老师：日期：继电保护原理课程设计任务书原始资料：如下图所示网络，系统参数为：kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω， 85.0=IrelK ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-， 5.1=ss K ，2.1=re K ,，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。

对线路L1、L3进行距离保护的设计。

（对2、9处进行保护设计）设计要求：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。

主要参考资料：[1] 杨启逊主编.微机型继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,2009.[2] 贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,2010. [3] 张保会主编.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.[4] 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004.[5] 姚春球. 发电厂电气部分[M]. 中国电力出版社，2007. [6] 孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.目录1 设计原始资料 (1)1.1 题目 (1)1.2 设计要求 (1)2 继电保护方案设计 (1)2.1 主保护配置 (1)2.2 后备保护配置 (2)3 保护的配合及整定计算 (2)3.1 保护2处距离保护的整定与校验 (2)3.2 保护9处距离保护的整定与校验 (4)4 二次展开图的绘制 (6)4.1 保护测量电路 (6)4.1.1 绝对值比较原理的实现 (6)4.1.2 相位比较原理的实现 (7)4.2 保护跳闸回路 (8)5 总结 (9)参考文献 (10)1 设计原始资料1.1 题目如图1-1所示网络，系统参数为：kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω， 85.0=IrelK ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-， 5.1=ss K ，2.1=re K ,，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。

《电力系统继电保护原理》课程设计—110KV电网线路保护设计一、原始资料1、110KV电网接线示意图如下：2、电网参数说明(所有元件的电阻都忽略不计，并近似地取负序电抗X2=X1)(1) 线路：已知：L1=45KM,L2=50KM,L3=35KM,L4=60KM，线路阻抗按每公里0.4Ω计算，线路零序阻抗按3倍正序阻抗计算。

(2) 变压器：T1、T2、T7额定容量均为31.5MV A，T3、T4、T5、T6额定容量均为15MV A，所有变压器均为Y N,d ll接法，U K=10.5％；110／6.6KV,中性点接地方式按一般原则确定。

(3) 发电机(均为汽轮发电机)：G1,G2,G3,G4额定容量均为12MW，G5额定容量为25MW，所有发电机额定电压均为6.3KV，功率因素均为0.8。

(4)其他：所有变压器和母线均配置差动保护，负荷侧后备保护t dz=1.5s，负荷自起动系数k zq=1.3二、设计内容1、建立电力系统设备参数表2、绘制电力系统各相序阻抗图3、确定保护整定计算所需的系统运行方式和变压器中性点接地方式4、进行电力系统中潮流及各点的短路计算．5、进行继电保护整定计算三、设计成果说明书一份(含短路电流计算、整定计算、校验及保护配置图)四、参考文献1、电力工程设计手册(上、下)2、电力系统继电保护设计原理，水利电力出版社，吕继绍摘要：1、引言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。