电力系统继电保护课程设计说明书完整

1、课程设计任务书课程设计选题之一概述1.1继电保护的任务 1.2继电保护整定计算的基本任务1.3本设计继电保护内容 保护配置原则及结果 2.1 110kV电网继电保护配置原则.2.2本区域电网的运行方式说明 2.3本区域电网继电保护配置方案.整定计算3.1发电机、变压器、线路的参数的计算3.2正序、零序网路图 3.3线路距离保护的整定计算 结论错误!未定义书签。4参考文献 1 .课程设计目的巩固学生所学电力系统继电保护课程知识，培养学生运用所学知识分析问题和解决 问题的能力。对学生进行设计技能、计算绘图及编写说明书的初步训练。2. 课程设计题目110kV电网继电保护配置与线路保护整定计算3 .课

2、程设计要求(1) 课程设计的全过程表现积极主动、态度认真、遵守纪律，能按课程设计任务书 的要求独立完成课题任务，有自己的独立见解和一定的创新性。(2) 课程设计说明书应包括以下内容：课程设计任务书、保护配置、整定结果、评 价与小结、计算书等。说明书要求文字简明扼要、结论明确、字迹清楚，图纸应整洁美 观。(3) 加强对继电保护课程的复习与总结，要求在答辩时叙述和回答问题正确流畅， 表达能力强，概念清楚。4. 课程设计任务（1）熟悉任务书（一天）学习规程，继电保护、自动装置配置原则；确定系统运行方式，变压器运行方式。 必须说明系统运行方式、变压器运行方式类型和选择的依据。（2）保护方式的选择与配置

3、（一天）要求为110kV输电线路及发电机-变压器组选择合理的保护方式，并说明相应的依 据。（3）计算发电机、变压器、线路的参数；绘制正序、零序网络（一天）建立电力系统设备参数表（发电机、变压器、线路参数有一个算例，其余列表）；绘制电力系统阻抗图；建立电流、电压互感器参数表。（4）相间短路保护整定计算（二天）注意保护的配合关系、方向性、分支系数、二次定值与互感器变比等问题的考虑与 计算，将整定结果列表，计算过程列于计算书中。（5）接地短路保护整定计算（二天）注意结合变压器中性点接地运行方式进行整定计算。其它要求同（4）。（6）整理说明书（二天）根据整定计算过程整理相应资料，按设计要求完成电子文档

4、说明书。（7）课程设计考核。（一天） 答辩，交稿。注：原始参数见附录5. 主要参考文献（1）刘万顺电力系统故障分析北京：中国电力出版社,2000（2）崔家佩等.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算北京：水利电力出版社，1995（3）张保会.尹项根.电力系统继电保护北京：中国电力出版社，2005（4） 许建安.继电保护整定计算.北京：中国水利水电出版社，20016.课程设计进度安排起止日期工作内容2021 年12月13日12月14日12月15日12 月 1617 日12 月 2021 日12 月 2223 日12月24日熟悉任务书，学习规程确定系统运行方式，变压器运行方 式。各元件保护方式的选

5、择，完成相应电子文档计算发电机、变压器、线路的参数，确定保护方式及互感 器变比；绘制正序、零序网络，完成相应电子文档。相间短路保护整定计算，完成相应电子文档接地短路保护整定计算，完成相应电子文档整理资料，按设计要求完成电子文档说明书 课程设计考核。7 .成绩考核办法按课程设计表现占30%课程设计说明书占40%课程设计答辩占30%勺比例计算成 绩。教研室审查意见：教研室主任签字：年 月日院（系、部、中心）意见： 主管领导签字：年月日（一）已知条件课程设计选题之一1、110kV系统接线简图如图所示发电厂甲变电所G2Lb2 =20kmT3G3G1 T1Lbi =10kmBEd1.5sQFbQFcLB

6、3 = 15km乙变电所等效电力T6T71.0sLb4 =50km（二）参数选择与具体任务系统S最大运行方式正序阻抗0.12变压器T6（ T7）容量25MVA系统S最小运行方式正序阻抗0.3变压器T6（ T7）短路电压百分比10.5系统S最大运行方式零序阻抗0.36系统S最小运行方式零序阻抗0.90线路SC长度50km发电机G容量100MW线路AB长度10km发电机G次暂态电抗0.129线路BC长度20km电厂主变压器T容量125MVA线路CA长度15km电厂主变压器T短路电压百分比12.5选题-一-变压器T4（ T5）容量31.5MVA开环运仃位置QFb变压器T4（ T5 ）短路电压百分比1

7、0.5整定线路AC(1) 各线路的负荷自起动系数 Kss 1.5 ；其它参数按书上选择。(2) 发电厂各发电机组的次暂态电抗均为 Xd =0.129(按自身额定容量的标么值) ； 功率因数为均为 0.85 。最大发电容量为机组同时投运，最小发电容量为退出一台发电 机组。假设发电机正、负电抗相等 , 等于次暂态电抗。(3) 各变电所引出线上的后备保护动作时间如图示，后备保护的时限级差厶t二0.5s ；线路保护需整定两侧保护动作值，保护包括接地保护和相间保护。(4) 线路的正序电抗每公里均为0.4 Q/kM;负序阻抗等于正序阻抗；零序阻抗为1.2 Q /kM;线路阻抗角为800。(5) 电压互感器

8、的变比nTv 110/0.1kV，线路电流互感器变比可根据线路最大负 荷电流选择，负荷阻抗角为 300。(6) 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，系 统 S 中性点接地。变压器的短路电压百分比按本变压器额定容量给出，具体参数见任 务安排表。(7) 所有元件参数标么计算时，基准容量选择 S= 100MVA电压选择所在电压等 级的平均额定电压，各元件负序电抗均等于其正序电抗。(三) 课程设计说明书格式要求封面目录 正文(包括运行方式分析、保护配置原则及结果、参数计算结果、整定原则及结 果等)结论结论中不要出现个人体会，如“我得到锻炼提高了专业水平等”词，结论是指

9、本论文的结论成果，主要是完成了哪些具体工作，如保护如何配置，运行方式如何考 虑，保护的整定结论，本网络所采用的保护“四性”方面的评价等。结论控制在 1000 字以内。参考文献按格式列出五种及以上参考文献附录（包括计算书、任务书等）正文内容注意事项（1）注意逻辑性，不要出现内容重复及小标题套大标题的情况。（2）图、表和公式都必须有序号，且均采用二级编序，分别用阿拉伯数字按出现先后顺序分章依序编号，其中公式序号外加圆括号，例如：图2.1、表 3.2、式（ 4.1）等，附录中的图表、公式序号前增加“ A”以区别于正文中的公式，例如附录 2中第- 个公式序号为（ A2.1 ）。（3）英文不要任意缩写，

10、要注意准确性。1 概述1.1 继电保护的任务继电保护备被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有： 当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大 ; 当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择新号上传给运行人员进行处理，或 者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保 证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。1.2 继电保护整定计算的基本任务继电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值。本次设计中 只要根据任务书要求，给出电

11、力系统中部分继电保护装置的整定方案。1.3 本设计继电保护内容 计算发电机、变压器、线路的参数，确定保护方式及互感器变比，绘制正序、零序 网络； 相间短路保护整定计算，本设计选用距离保护整定； 线路零序电流保护； 整理资料，按设计要求完成电子文档说明书。2 保护配置原则及结果2.1 110kV电网继电保护配置原则1. 符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护 根据系统稳定要求有必要时； 线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值 （一般约为 70%额定电压 ）， 且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； 如电力网的某些主要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

12、善整个电网保护的性能。2. 后备保护配置原则110kV 线路宜采用远后备方式。3. 对接地短路，应按下列规定之一装设保护 宜装设阶段式或反时限零序电流保护。 可采用接地距离保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。 本设计中选择安装距离保护和零序电流保护。必须满足 : 选择性、灵敏性、快速性。2.2本区域电网的运行方式说明1. 发电机、变压器运行变化限度的选择原则系统最大运行方式是指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，对应的系统等值阻抗最小。系统最小运行方式是指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小，对应的系统等值阻抗最大。本系统的最大运行方式为三台发电

13、机 -变压器组同时投运， 四台所用变 T4，T5，T6，T7 同时投运，此时所发电容量最大，系统所对应的等值阻抗最小。因本系统的三台三台发电机 -变压器组的等值阻抗相同， T5 的等值阻抗等于 T4 的，T6的等值阻抗等于T7的,故本系统的最小运行方式为 G1, T1, G2, T2，投入运行， 此时所发电容量最小，系统所对应的等值阻抗最大。2. 变压器中性点接地的选择原则最大运行方式发电厂的三台主变选择两台接地，最小运行方式下选择的两台接地， 所用变不接地。故本系统接地方式为 T1 、 T2 接地， T4、T5、T6、T7 不接地。2.3本区域电网继电保护配置方案1. 发电机保护配置发电机是

14、电力系统的核心，要保证发电机的安全、可靠运行，就必须针对其各种 故障和异常工作情况，按照发电机容量及重要城的，装设完善的继电保护配置。主要 包括：反映相间短路的纵联差动保护；反映定子绕组匝间短路的匝间短路保护； 反映定子单相接地短路的定子接地保护；反映发电机外部相间短路的后备保护及 过负荷保护；反映励磁回路接地的励磁回路一点和两点接地保护；反映低励磁或 失磁的失磁保护；反映定子绕组过电压的过电压保护；反映发电机失步的失步保 护；反映逆功率的逆功率保护；反映低频率的低频保护等。本设计中发电机保护选择、。2. 主变部分保护配置变压器故障可分为油箱外故障和油箱内故障，本系统中变压器主保护配置瓦斯保

15、护和纵差保护，其中 :瓦斯保护用于反映变压器箱体内故障；变压器纵差动保护，是变 压器内部及引出线上短路故障的主保护， 它能反应变压器内部及引出线上的相间短路、 变压器内部匝间短路及大电流系统侧的单相接地短路故障。另外，还能躲过变压器空 充电及外部故障切除后的励磁涌流。后备保护配置相间后备保护和接地后备保护：变 压器相间后备保护采用复合电压启动的过流保护，接地后备保护采用零序电流电压保 护。此外，变压器的两侧配置过负荷保护。3. 110KV 线路保护配置距离保护是以反映从故障点到保护安装处指之间阻抗的阻抗继电器为主要元件， 动作时间具有阶梯特性的保护装置。距离保护一般装设三段，必要时也可用四段，

16、其 中第I段可以保护全线路的80%85%，其动作时间为保护装置的固有动作时间，第U 段按阶梯特性与相邻保护相配合，动作时间一般为 0.51s 通常能够灵敏而较快地切除 全线路范围内的故障。由I、U段构成线路的主要保护。第）段，其动作时间 一般在2s以上，作为后备段保护。零序电流保护反映中性点接地系统中发生接地短路时的零序电流分量，零序电流 保护接于电流互感器的零序过滤器，通常由多段组成，对于 110KV 电压等级，单侧电 源的零序电流保护一般为三段式，双侧电源线路一般采用四段式。本系统中采用相间距离保护作为反映相间短路的保护装置； 反映接地短路的保护装 置采用接地距离保护并辅之以阶段式（四段式

17、）零序电流保护。3整定计算3.1发电机、变压器、线路的参数的计算1.正序阻抗计算SB 100MVA , UB Uav 1.05U N 115kV , ZbuBSb1152100132.25发电机正序阻抗计算以发电机Pgn为例:FGn1 100MW,cos0.85, Xd 0.129SGN1FGn1100cos0.85117.65MVAX1G1 xd-SgN10.129100 0.110117.65X1G1X 1G1Zb14.5475变压器正序阻抗计算以变压器St1N1为例:STN1125MVAX U K 00 SbX1T112.5100 Stn1100 125型0.1X 1T1X 1T1Zb1

18、3.225 线路正序阻抗计算以AB为例：X 1ABX1 LabZb10kM , x10.4 / kM0.4 100.03025132.25X 1AB 42.零序阻抗计算变压器零序阻抗计算X0T1 X1T10.1X0T1乂仃113.225线路零序阻抗计算 以线路AB为例：Lab10kM,x01.2 /kMX 0ABXo Lab 1.2 100.0907 X oab12Zb 132.25表2.1系统设备正序阻抗参数表名称符 号基础参数标幺值有名值发电机1G1PGn1 100MW,cos0.85, Xd 0.129X1G10.110X1G114.5475发电机2G2FGn2 100MW,cos0.8

19、5, Xd 0.129X1G20.110X1G214.5475发电机3G3FGn3 100MW,cos0.85, Xd 0.129X1G30.110X1G314.5475变压器1T1SrN1 125MVA,Uk% 12.5X仃10.1X1T113.225变压器2T2Stn2 125MVA,Uk% 12.5X仃20.1X1T213.225变压器3T3SrN3 125MVA,Uk%12.5X1T30.1X1T3 13.225变压器4T4Stn4 31.5MVA,Uk%10.5X1T40.3333X1T 444.083变压器5T5Stn5 31.5MVA,Uk% 10.5X1T5 0.3333X1T

20、544.083变压器6T6SrN6 25MVA,Uk%10.5X1T60.42X1T655.545变压器7T7Stn7 25MVA,Uk% 10.5X仃70.42X1T7 55.545线路ABLabLab 10km,为 0.4 /kmX1AB 0.03025X1AB4线路BCL bcLbc 20km0.4 /kmX1 bc 0.0605X1 BC 8线路ACLcaLac 15 km, x-i 0.4 / kmX1AC 0.04537X1AC6线路SCLscLsc 50 km0.4 /kmX1SC 0.15123X1SC20系统SX1max 0.14X1min0.19表22系统设备零序阻抗参数表

21、名称符号基础参数标幺值有名值变压器1T1SrN1 125MVA,Uk% 12.5X0T10.1X0T1 13.225变压器2T2Stn2 125MVA,Uk% 12.5X0T20.1X0T213.225变压器3T3S 125MVA,Uk%12.5Xt30.1X0T313.225变压器4T4Stn4 31.5MVA,Uk% 10.5Xot4 0.3333XT444.083变压器5T5SrN5 31.5MVA,Uk%10.5XT50.3333XT544.083变压器6T6Stn6 25MVA,Uk% 10.5X 0T60.42X0T655.545变压器7T7STN7 25MVA,Uk%10.5X0

22、T70.42XT755.545线路ABLabLab 10km, x01.2 /kmXoab 0.0907X0ab 12线路BCL BCLbc 20 km, x01.2 /kmX0bc 0.18147X0bc24线路ACLacLac 15km, X)1.2 /kmXoac 0.1361X 0 AC 18线路SCLscLSC 50km, X)1.2 /kmX0sc 0.4537X 0SC60系统SX0max 0.36Xomin 0.903. 电流、电压互感器的选择%maxS记些1456A测量仪表用互感器的一次电流一般应取Un v3 Un 3I TA 1.251 n。查电气工程专业毕业设计指南-电力

23、系统分册附表42,可选用电流互感器变比: nTA 2000 / 5A表2.3电流、电压互感器参数表名称符号变比电流互感器TAn ta=2000/5A电压互感器TVn tv=110/0.1kv3.2正序、零序网路图甲变电所ALbi = 10kmG1K4LB2 = 20kmT3一 K5 等效 电力 系统G2T2G3QFT4TKi乙变电所QF=15kmLb3图2.1系统故障点和保护安装示意Lb4 = 50kS1.5sK41.0sAK5发电厂1.系统正常运行时的正序网络图*X 1T 1*X 1G 1*E G 1*X 1T 2*X 1G 2*G 2X 1G 3*E G 3 .X 1T 3、*X 1 AB

24、4-4*X 1 AC *X 1 sc*X 1S*X 1T4v-/IX 1T 5X 1t7图2.2系统正序网络图2.各种故障时正序、零序网路图的等值电抗表2.4各种故障下网络等值阻抗故障点运行方式正序等值阻 抗负序等值阻 抗零序等值阻 抗K1最大运行方式0.0610.0610.048K1最小运行方式0.0790.0790.047K2最大运行方式0.0920.0920.163K2最小运行方式0.0970.0970.151K3最大运行方式0.1080.1080.227K3最小运行方式0.1030.1030.2K4最大运行方式0.0670.0670.048K4最小运行方式0.0850.0850.065

25、K5最小运行方式0.0860.0860.23K6最小运行方式0.1090.1090.1383.3线路距离保护的整定计算1整定原则 距离保护I段的整定，以保护1为例(3-1)距离保护I段为零秒动作的速断保护，按选择性要求，其保护区不能延伸出本线 路末端，所以其测量元件的整定阻抗，应该按躲过本线线路末端短路时的测量阻抗来 整定。ZsetKreiZL 5.1式中Zl 被保护线路正序阻抗，Q;Krel 可靠系数，由于距离保护为欠量动作，所以考虑到继电器误差、互感器 误差和参数测量误差等因素，一般取0.80.85。 距离保护U段的整定动作阻抗1）与相邻线路距离保护I段相配合，保护定值为Zset1Krel

26、 (Z1ACKb.min Zset. SC )19.55(3-2)式中Krel可靠系数，一般取0.8Kb.min 最小分支系数，为相邻线路距离保护I段保护范围末端短路时，流过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电流实际可能的最小比值2)与相邻的变压器配合Z setK rel Z LK b.min ZT(3-3)式中Krei 可靠系数，考虑变压器阻抗误差较大，一般取0.70.75;Kb.min 变压器低压侧母线故障时，实际可能的最小分支系数。灵敏度检验：距离保护U段，应能保护线路的全长，本线路末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足Ksen 空 3.26 1.25

27、(3-4)ZL如果Ksen不满足要求，则距离保护1的U段应改为与相邻线路的保护U段相配合。动作时间距离保护 段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差t即t2 t2xt 0.5s(3-5)式中t2x 与本保护配合的相邻元件保护段(x为I或U段)最大的动作时间 距离保护第川段的整定动作阻抗与相邻线路AB距离保护U段相配合，距离川段整定为Z setK rel (Z1 ACK b. min Z set )(3-6)可靠系数Krel的取法与U段整定类似，分支系数 Kbmin应取各中情况下的最小值。如果与相邻下级线路距离保护U段配合灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻下级线路距离保护段

28、配合。灵敏度校验距离保护的川段，既作为本线路I、U段保护的近后备，又作为相邻下级设备保 护的远后备，灵敏度应分别进行校验。1)作为近后备Ksen(1) 牛 5.76 1.25(3-7)Z1AC2)作为远后备ZsetKb.max乙 AB1.5 1.2(3-8)Z1 ACKsen （2）式中Kb.max 分支系数最大值动作时间tset tx t 2s（3-9）式中tx 与本保护配合的相邻元件保护段（x为I或U段）最大的动作时间。2.线路AC的距离保护整定计算表3.1距离保护1整定计算清单计算项目动作阻抗动作阻抗（二次 值）动作时间距离保护I 段5.11.850s距离保护n段19.5536.260.

29、5s距离保护川段34.5364.042s距离保护2的计算过程与保护1完全相同，具体过程见计算书表3.2距离保护2整定计算清单计算项目动作阻抗动作阻抗（二次 值）动作时间距离保护I 段5.11.850s距离保护n段1324.10.5s距离保护川段80.03148.423s3.4零序电流保护的整定计算1.整定原则 零序电流保护I段的整定计算，以保护 1为例O.opKrel 3I 0.max6821.1(3-10)动作电流按躲过被保护线路末端接地短路时流过保护安装处的最大三倍零序电流, 即式中Krel 可靠系数，取值不小于1.3，本次整定计算中取1.3；3I 0.max 区外接地短路的最大三倍零序电

30、流，对于单回线一般取本线路末 端接地短路时的最大三倍零序电流。必须考虑正序等职阻抗乙与零序等值阻抗Zo的比值，乙 Zo时取单相接地电流，乙 Zo时取两相接地短路的电 流。保护范围保护范围应不小于线路全长的15%20%动作时间零序电流I段的动作时间为保护装置的固有动作时限。一般取ti 0S 零序电流保护U段的整定计算与相邻线路零序电流保护的I段相配合，即I 0opKrelI Oop.nKb3740(3-11)式中Krel 可靠系数，不小于1.1，本次整定计算中取1.1 ；I 0.op.n 相邻线路零序电流保护I段的动作电流二次值；Kb 分支系数，通常取常见运行方式和正常检修方式下相邻线路零序I段

31、保护 末端接地短路时，流过被保护线路零序电流与故障线路零序电流之比的最大值。灵敏系数灵敏系数的计算为(3-12)3IKsen1.41.3I 0.op式中3lmn 在被保护线路末端接地短路时，流过保护的最小零序电流Ksen 为灵敏系数取值不小于1.3，本次计算中取1.3。动作时间在相邻保护动作时限的基础上高一个时间级t (0.5s)当灵敏度不满足要求时，可采取下列方式解决：与相邻线路零序U段配合，即I 0opKrelI 0op.nKb(3-13)式中Krel 可靠系数，不小于1.1，本次整定计算中取1.1 ；I Oop.n 相邻线路零序电流保护I段的动作电流二次值;Kb 分支系数，通常取常见运行

32、方式和正常检修方式下相邻线路零序I段保护 末端接地短路时，流过被保护线路零序电流与故障线路零序电流之比的最大值。此时动作时间为在相邻保护动作时限的基础上高一个时间级t (1s)。保护范围保护本线路全长及下线路的一部分，但不超过下线零序I段的保护范围 零序电流保护川段的整定计算按本线路末端接地短路时有足够的灵敏度整定为(3-14)IIIIIIIII35456 5I 0op1 K rel I unbmax Krel K ape K eer I k max 54565式中 k rel 可靠系数，取1.21.3；I unb.max 本线路末端三相短路时，流过保护的最大不平衡电流；Kape 非周期分量系

33、数，取12,本处取1.5；Keer 电流互感器误差，取0.1；I kmax 本线路末端三相短路时，流过保护的最大短路电流。 灵敏系数灵敏系数的计算为近后备Kserrt3I 0.min13.551.5(3-15)IIII0.op远后备Ksen23I 0.min 2 I III0.op2.591.2(3-16)式中 3I 0.min1 在被保护线路末端接地短路时，流过保护的最小零序电流。3I 0.min 2 在被保护线路相邻元件末端接地短路时，流过保护的最小零序电流。K sen1 为灵敏系数取值不小于1.5。K sen2 为灵敏系数取值不小于1.2。2.线路AC的零序电流保护整定计算名称整定区段整

34、定（二次）值动作时间保护P1零序I段17.05AOS零序n段9.35A0.5S零序川段2.26A在相邻保护动作 时限的基础上咼 一个时间级 t距离保护2的计算过程与保护1完全相同，具体过程见计算书表3.4阶段式零序电流保护2整定计算结果表名称整定区段整定（二次）值动作时间保护P2零序I段31.17AOS零序n段8.274A1S零序川段4.014A3S4 结论本次课程设计的内容是110K V电网继电保护配置与整定计算的部分设计， 在这次设 计中，我主要完成了以下任务：确定系统的运行方式、 变压器的运行方式及中性点接地方式的选择， 以及短路点的 选取方法。在本次课程设计中， 是先确定系统的最大和最

35、小运行方式。 最大运行方式就是所有 发电机都投入运行，此时发电容量最大，所对应的阻抗值最小。最小运行方式是发电 容量最小，所对应的阻抗值最大，本次课程设计中选的是T2。对于变压器中性点接地方式的选择，发电厂、变电所低压侧有电源的变压器，中性点均应接地运行。T 接于线路上的变压器，以不接地运行为宜。阻抗计算与短路电流计算。 首先进行发电厂、 变压器、线路的参数计算， 以及电流、 电压互感器的选择。短路电流的计算须先选择短路点，本电网中QFB线路开环，AC线路整定，在距离保护I段整定时，须按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定，起 保护范围大约为本线路全长的 80% 85%距离U段的保护须与相邻线

36、路距离保护I段 相配合。利用 Visio 软件绘制出正序、零序网络，在绘制是须注意变压器中性点接地 与否与零序阻抗的计算密切相关，只有中性点接地才是零序电流的通路，中性点不接 地零序电流不能流通。最后计算各点短路在最大最小运行方式下的相间短路电流、接 地短路电流。综上所述，本论文主要完成了在系统QFB段开环的前提下，综合考虑系统的最大与 最小两种运行方式情况，对线路 AC段作出了继电保护配置与整定。其中线路 AC段配 置了相间距离保护作为反映相间短路的保护装置，反映接地短路的保护装置采用接地 距离保护并辅之以阶段式（四段式）零序电流保护。符合 110kV 电网继电保护配置原 则，并校验了以上所

37、述保护的灵敏度，校验结果满足系统中对继电保护可靠性，选择 性，速动性，灵敏性的要求。5 参考文献12 姚春球 . 发电厂电气部分 . 北京：中国电力出版社， 20043 李光琦 . 电力系统暂态分析 . 北京：中国电力出版社， 20074 陈跃. 电气工程专业毕业设计指南电力系统分册 . 北京：中国水利水电出版社 , 2003.56 崔家佩，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 . 北京：中国水利水电出版社， 19957 刘万顺 . 电力系统故障分析 . 北京：中国电力出版社 ,20008 许建安 . 继电保护整定计算 . 北京：中国水利水电出版社， 2001电力

38、系统继电保护课程设计题 目： 单辐射式输 电线路阶段式 电流保护设计系别：自动化学院专业：07 电气工程及其自动化（低压电力智能控制方向 ）姓 名：谭善文学 号:2007104743002指导教师：曾燕飞1设计日期：2010年6月28日一2010年7月2日、八前言电力生产发，送，变，用的同时性，决定了它每一个过程重要性。电力系统 要通过设计、组织，以使电力能够可靠、经济地送到用户。对供电系统最大的威 胁就是短路故障， 它会给系统带来巨大的破坏作用， 因此我们必须采取措施来防 范它。对于一个大电网， 故障发生的几率和故障带来的扰动是相当大的， 如果没有 切除故障的保护装置， 电网是不允许运行的。

39、 这就是继电保护在实际应用中的重 要程度。正确安装保护装置的必要性是显而易见的。 但在系统复杂的内部连接和 与电厂的关系致使很难检查正确与否。 因此有必要采取校验手段。 保护是分区域 布置的，这样整个电力系统都得到了保护，而不存在保护死区。当故障发生时， 保护应有选择地动作，跳开距离故障点最近的开关。电力系统在运行中， 可能发生各种故障和不正常运行状态。 故障和不正常运 行状态都可能在电力系统中引起事故。 故障一旦发生， 必须迅速而有选择性的切 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

40、护装置才有可能满足这个要求。 而这种保护装置直到目前为止， 大都是由单个继 电器或者继电器与其附属设备的组合构成的， 因而称之继电保护装置。 其基本任 务是：（ 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，并根据运行维护的条件，而动作于发 出信号，减负荷或跳闸。可见，继电保护对保证系统安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩大和事故 的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整定和校 核工作的快速性和准确性， 以满足现代电力系统安全稳定运行的要求， 理应得到 我们

41、的重视。目录目录 1、课程设计目的和任务 1、设计主要仪器设备和材料 3三、阶段式电流保护原理 3四、线路相同短路的阶段式电流保护装置 4五、阶段式电流保护实验参数整定计算 5六、实验验证与调整 4七、小结与展望 16八、致谢 16九、主要参考文献 16一、课程设计目的和任务设计目的： 通过设计,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念综合能力，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线路,变压器,发电机 继电保护的原理，配置及整定

42、计算，给今后继电保护的工作打下良的基础。但由于实验条件所限，我们只能用200V的单辐射式输电线路阶段式电流保护设计来模 拟上述设计。设计任务：某线路网络接线如下Es AGC图1线路网络接线图已知：Es 200/、；，Xs,max 14，Xs.min 10，Li 85km， L2 80km，乙 0.4 /km，线路正常运行时的负荷电流为 0.25A。要求：(1) 计算fl、f2、f3、f4各点的最大和最小运行方式下的短路电流；(2) 选出线路L1的电流互感器变比；(3) 选出线路L1的保护方案并作出整定计算；画出原理图 选出所需继电器的规格、型号；(6)根据选出的继电器进行实训。二、设计主要仪器

43、设备和材料表1设计主要设备序号设备名称使用仪器名称数量1控制屏12EPL-02AA站保护，B站保护13EPL-04继电器（一）一DL-21C电流继电器24EPL-05继电器（二）一DS-21时间继电器25EPL-06继电器（四）一DZ-31B中间继电器16EPL-07B继电器（五）一DX-8信号继电器17EPL-11交流电压表18EPL-11交流电流表19EPL-12光示牌110EPL-17A三相交流电源11EPL-11直流电源及母线1三、阶段式电流保护实验原理无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和定时限过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。他们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择

44、起 动电流。即速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲过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过最大 负荷电流来整定。由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相 邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择性的切除故障，常常将电流速断、 限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式过流保护。具体应用时，可以只采用速断加过流保护，或限时速断加过流保护，及构成两段式过流保护，也可以三者同时使用，及构成三段湿过流保护。四、线路相同短路的阶段式电流保护装置由无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限过电流保护相配合而构成阶段式电流保护装置。

45、这三部分保护分别叫作I、II、III段，其中I段无时限电流速断保护、II段带时限电流速断保护是主保护，III段定时限过电流 保护是后备保护。（1）阶段式电流保护的保护 范围及时限配合如图11-6所示，当在L1线 路首端fl点短路时，保护1的I、 II、III段均启动，由I段将故障 瞬时切除，II段和III段返回； 在线路末端f2点短路时，保护II 段和III段启动，II段以0.5s 时限切除故障，山 段返回。若I、 II段拒动，则过电流保护以较长 时限将QF1跳开，此为过电流保 护的近后备作用。当在线路L2上 f3点发生故障时，应由保护2动Es ABC图门-百三段式电流保护各段保护范圉&时眼配

46、合作跳开QF2但若QF2拒动，则由 保护1的过电流保护动作将QF1跳开，这是 过电流保护的远后备作用。（2）阶段式电流保护的原理图阶段式电流保护的原理图如图下所示， 图中各元件均以完整的图形符号表示， 有交 流回路和直流回路，图中所示的接线方式是 广泛应用于小接地电流系统电力线路。由继 电器 KA1 KS1 组成 I 段；KA2 KT1、KS2 组成II段；KA3 KT2 KS3组成III 段。五、阶段式电流保护实验参数整定计算5.1计算各点最大和最小运行方式下的短路电流当系统在最大运行方式下运行时有:fl的三相短路电流为:(3)1 d.f 1.MAXEsXs,MIN211.547A10fl的

47、两相短路电流为:iffl.MAX、3 I I d. f 1.MAX2亠1.547=10.000A2f2的三相短路电流为:(3)I d. f 2.MAXEsX S.MIN 乙LAB200/ , 310 0.4 852.624Af2的两相短路电流为:I If 2.MAX3 II d. f 2.MAX于 2.624=2.272A由于f3点和f2点距离很近，两者之间的阻抗值可以忽略，其短路电流几乎是相等的。故f3的三相短路电流为:(3). (3)I d. f 3.MAXI d.f 2.MAX2.624Af3的两相短路电流为:(2) (2)I d.f 3.MAXI d.f 2.MAX2.272Af4的三

48、相短路电流为:LacLab Lbc8580165kmf4I (3)I d.f 4.MAXEsX S,MINZ1 LAC200八 310 0.4 1651.519A的两相短路电流为:Id2f4.MAX-3 II d. f4.MAX-1.519=1.315A2同理，系统在最小运行方式下运行时有:fl的三相短路电流为:(3)I d.f 1.MINEsX S,MAX空8.248A14fl的两相短路电流为:iffl.MIN、3-I d. f 1.MIN2弓 8.248=7.143Af2的三相短路电流为:I (3)I d.f 2.MINEsX S.MAXZ1 LAB200/、3142.406A0.4 85

49、f2的两相短路电流为:Id2f2.MIN冷 3 I (3)I d. f 2.MIN22.406=2.084Af3的三相短路电流为:(3)I d.f 3.MIN(3)I d.f 2.MIN2.406Af3的两相短路电流为:Id2f3.MINld?2.MIN2.084Af4的三相短路电流为:(3)1 d. f 4.MINEsXS,MAXZ1 LAC200/ 、31.443 A14 0.4 165f4的两相短路电流为:Ih.MIN(3)1 d. f 4.MIN仝 1.443=1.250A2故对单侧电源辐射式线路，L1的继电保护方案可拟定为阶段式电流保护，保护采用二相二继电器接线，其接线系数Jon1，

50、电流互感器采用1:1，在最大运行方式下及最小运行方式下f1、f2、f3、f4各点短路电流值见下表：表2最大运行方式下及最小运行方式下fl、f2、f3、f4各点短路电流值短路点flf2f3f4正常最大工作电流最大运行方式下三相短路电流（A）11.5472.6242.6241.5190.25最大运行方式下两相短路电流（A）10.0002.2722.2721.315最小运行方式下三相短路电流（A）8.2482.4062.4061.443最小运行方式下两相短路电流（A）7.1432.0842.0841.2505.2对AB线路继电保护进行三段整定无时限电流速断保护在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位 置不同而变化。在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短 路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大， 短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。如图2所示图2瞬时电流速断保护的整定及动作范围曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时，线路各点短路电流变化的曲 线；曲线2则为最小运行方式下两相短路时，短路电流变化的曲线。如果要求在被保护