220kV35KV变电站继电保护课程设计
新疆农业大学机械交通学院
《发电厂电气设备》
课程设计说明书
题目 220kV/35KV变电站继电保护课程设计
专业班级：电气工程及其自动化122班
学号： 123736211 学生姓名：孔祥林
指导教师：李春兰艾海提·塞买提
时间： 2015年12月
目录
概述 (1)
1.电气主接线的设计 (1)
1.1主接线的设计原则和要求 (1)
2 主要电气器件选择汇总表 (2)
3短路电流的计算 (2)
3.1短路电流 (2)
3.1.1短路电流计算的目的 (2)
3.2 各回路最大持续工作电流 (3)
3.3短路电流计算点的确定 (3)
3.3.1 当K1点出现短路时 (5)
3.3.2当K2点出现短路时 (6)
4电保护分类及要求 (7)
5电力继电器继电保护 (8)
5.1电力变压器故障及不正常运行状态 (8)
5.2 电力变压器继电保护的配置原则 (8)
6选用变压器继电保护装置类型 (9)
7选用的母线继电保护装置类型 (9)
8各保护装置的整定计算 (10)
8.1变压器纵差保护整定计算及其校验 (10)
8.1.1差动继电器的选型 (10)
8.1.2纵差动保护的整定计算 (10)
8.1.3差动保护灵敏系数的校验 (11)
8.2变压器过电流保护的整定计算 (12)
8.2.1 DL-21CE型电流继电器 (12)
8.2.2过电流保护整定原则 (12)
8.2.3过电流保护整定的动作时限器 (13)
8.2.4保护装置的灵敏校验 (13)
8.2.5过电流保护整定计算 (13)
8.3过负荷保护 (15)
8.4变压器一次侧零序过电流保护的整定计算 (15)
8.4.2 DS-26E型时间继电器 (15)
8.4.2零序电流的整定计算 (16)
9防雷保护 (17)
10心得体会 (17)
参考文献： (18)
220/35KV变电所设计
概述
本变电站的电压等级为220/35kV。变电站由2个系统供电，荷功率因数为该地区自然条件：海拔高度为100米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－25℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为－17℃；年雷暴日数为250天。
本设计主要通过分析上述资料，以及通最大持续工作电流及短路以及变压器的额定工作电流计算，对变电站进行了设备选型和主接线选择，进而完成了变电站一次部分设计。
0.8，总容量为100MVA,一类负荷0.3，二类负荷0.7。
1.电气主接线的设计
1.1主接线的设计原则和要求
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
电气主接线的设计是发电厂或变电所电气设计的主体，它与电力系统、电厂动能参数、待建变电所基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性要求有密切的关系，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式有较大的影响。因此，主接线设计必须结合电力系统和发电厂或变电所的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理选择方案。
2 主要电气器件选择汇总表
表2-1器件选择汇总表
器件型号数量
变压器SEPZ7-90000/220 4
mm）矩形铝母线 2 母线（高压侧）截面积：2?50?4（2
mm）双槽型铜母线 2 母线（低压侧）截面积：2020（2
断路器（低压侧）S2-35IV/2000 9
断路器（低压母线）SN10-35/3150 13
隔离开关（高压侧）GW7-220/1200 32
隔离开关（低压侧）GV12-35/4000 18
电流互感器（高压侧）LCW-220 18
电流互感器（低压侧）LCW-35 4 绝缘子ZS-220 3
3短路电流的计算
3.1短路电流
短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线系统中，还指单相和多相接地。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。
3.1.1短路电流计算的目的
（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算。
（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用于校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用于校验设备的动稳定。
（3）在需按短路条件设计屋外高压配电装置时，校验软导线的相间和相对地的安全距离。
（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
（5）按地装置的设计，也需用短路电流。 3.2 各回路最大持续工作电流
各回路最大持续工作电流根据公式
I
U S
e g ?=
3max
max
（3-1）
式中m ax S —— 所统计各电压侧负荷容量
e U ——各电压等级额定电压
m ax g I —— 最大持续工作电流
U
S
I e
g ?=
3max
max （3-2）
基准电压：;2301kV U d =kV U d 372= 基准容量：MVA S d 100= 低压侧(35kV):
kVA I g 558845.135
39005.1max =??
= （3-5）
高压侧(220kV):
kVA I g 2479982.0220
39005.1max =??
= （3-4）
3.3短路电流计算点的确定
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，
都必须对短路电流进行计算。
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有2个。如图所示。
图3-1 短路点K1，K2，
图3-2 短路点的等值电路图
每公里线路的电阻为：
km s e r /07875.0400
5
.311Ω===
（3-5） 每公里电力线路的电抗, 在工程计算中对于高压架空电力线路一般可近似取.
km x /4.01
Ω=
线路电抗标么值：
0007561.0230
100
2
2*14.0=?
?=?
?=
U
S L x x
d
d l l
（3-6） 变压器电抗标么值：
07389.090
21001003.13100
(%)
*
2
*
1=
?=
?==
?S
S U x x n
d k t t （3-7）
220KV 系统归算至至变电所220KV 母线总电抗标么值2.3220*=X ，所以此降压变电站，计算电抗标幺值16.02000
100
2.3220*=?=X
3.3.1 当K1点出现短路时
图3-3 等值电路
时间常数：Ta=0.05s ，冲击系数：0.010.05
1 1.8imp K e -=+=。则：系统的转移电
抗为：
23465.016.007389.00007561.0*
***
=++=++=
∑x x x x e t l （3-9)
d1点短路电流有名值：
kA U S x I d d
d 0299.735310023465
.0131
1
1
=?=?
=?∑
(3-10) d1点短路冲击电流: kA I i d ish 8952.170299.728.128
.111===? （3-11）
d1点短路冲击电流的有效值：
kA I i d ghp
61515.100299.751.151.11
=?== （3-12）
d1点处的短路容量：
MVA S 517.4500299.7373'
=?=?
（3-13）
3.3.2当K2点出现短路时
图3-5 等值电路
系统的转移电抗为:
16.0**==∑X X e (3-19) d2点次暂态电流（短路电流有名值）：
kA U S x I d d
d 6401996.1220310016
.0131
1
1
=?=?=?∑
(3-20) d2点短路冲击电流:
kA I i d ish 1753.46401996.128.128.111
=?== (3-21)
d2点短路冲击电流的有效值:
kA I i d ghp
4767.20299.751.151.11
=?== (3-22)
d2点处的短路容量： MVA S
4091.6536401996.12303'
=?=? (3-23)
表3-2 短路点计算结果：
短路点 短路电流有名值(KA) 冲击电流(KA) 冲击电流的有效(KA) 短路容量(MVA)
K1 7.0299 17.8952 10.61515 450.517
K2 1.6401996 4.1753 2.4767 653.409
4电保护分类及要求
继电保护的分类：
（1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；
（2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；
（3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；
（4） 按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；
（5）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等； 主保护 ：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设 备和线路故障的保护；
后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种；
（1）远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保
护来实现的后备保护；
（2）近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护；
（3）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
继电保护的基本要求：
继电保护技术上一般应满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性四个基本要求。
(1)可靠性
(2)选择性
(3)速动性
(4)灵敏性
5电力继电器继电保护
5.1电力变压器故障及不正常运行状态
电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一，它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性，以及电能质量起着决定性的作用，同时大容量电力变压器的造价也是十分昂贵。针对电力变压器可能发生的故障和不正常的运行状态进行分析，然后重点研究应装设的继电保护装置，以及保护装置的整定计算。
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险，由于变压器内充满了变压器油，故障时的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性气体（瓦斯），很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常和运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过砺磁等。
5.2 电力变压器继电保护的配置原则
针对电力变压器的故障类型及不正常运行状态，应对变压器装设相应的继电
保护装置，其任务就是反映上述故障或异常运行状态，并通过断路器切除故障变压器，或发出信号告知运行人员采取措施消除异常运行状态。同时，变压器保护还应能作相邻电气元件的后备保护。故根据 DL400—1991《继电保护和安全自动装置技术规程》的规定，电力变压器应装设如下保护。
(1)瓦斯保护
(2) 纵联差动保护或电流速断保护
(3) 过电流保护
(4) 零序电流保护
(5) 过负荷保护
(6) 过励磁保护
(7) 其他保护
6选用变压器继电保护装置类型
（1）变压器的差动保护
（2）变压器的瓦斯保护
（3）变压器的电流保护
（4）变压器的过负荷保护
（5）变压器的温度保护
7选用的母线继电保护装置类型
(1)过电流保护
(2)过负荷保护
8各保护装置的整定计算
8.1变压器纵差保护整定计算及其校验 8.1.1差动继电器的选型
所选用的差动继电器的型号为BCH-2E 型，其中： (1)可靠系数
五倍动作电流时的可靠系数不小于1.35； 二倍动作电流时的可靠系数不小于1.2。 (2)动作时间
三倍动作电流时，继电器的动作时间不大于35ms 。 (3)功率消耗
工作绕组和一个平衡绕组全部串联接入，当在保护区内发生故障，且电流等于5A 时，继电器的单相功率消耗不超过16vA 。 (4)触电断开容量 220V/1A/50W (5)介质强度 2kV/50Hz/1min
(6)绝缘电阻不小于300M Ω（在交变湿热条件下不小于4M Ω）。 8.1.2纵差动保护的整定计算
选出电流互感器变比，求出电流互感器二次额定电流，计算结果如表8-1所示
表8-1 计算结果列表
参数
变压器高压侧计算数值
变压器低压侧计算数值
额定电压（kV ） 一次侧额定电流（kA ） 电流互感器接线方式 选用电流互感器变比
电流互感器二次额定电流（A ）
220
0.7872 Y 1200/5 5.0
35 4.949 D 1000/5 5.0
从上表中可以看出
12
n n I I ，所以选择较大者35kV 侧为基本侧。计算变压器
差动保护的动作电流，并将其归算到基本侧。
确定保护装置的一次动作电流： (1) 躲过变压器的最大的励磁涌流为：
I set =K re l ×I N ×K u=1.3×4.949×1= 6.434kA (8-1)
式中 Krel ：可靠系数，查阅工程手册选用1.3。 (2) 外部短路故障时的最大不平衡电流：
I unb.max =(0.1K st +△U+△f N )I K.max =(0.1×1+0.05+0.05)×4.45=0.89KA (8-2) 式中st K —电流互感器同型系数，取为1；
U ?—由变压器调压引起的误差，取为0.05；
N f ?—平衡线圈实际匝数与计算匝数不同引起的误差，取为0.05；
max
.k I —外部短路流过基本侧的最大短路电流，一次小组给的电流值为4450A 。
躲过外部短路故障时的最大不平衡电流为：
I set =K rel I umb.max =1.3×0.89=1.157KA (8-3) 式中rel K —可靠系数，取为1.3。
躲过电流互感器二次回路断线时变压器的最大负荷电流
I set =K rel ×I L.max =K rel ×I N1=1. 3×0.7872=1.023KA (8-4)
式中
max
L I ?—变压器的最大负荷电流，在最大负荷电流不确定时，可取变压
器的额定电流；
rel K —可靠系数，查阅工程手册选用1.3。 综上所述，选取Iset=1.157KA 8.1.3差动保护灵敏系数的校验 纵差动保护的灵敏系数校验式
Ksen=I k.min.r /I set =3.854/1.157=3.33>2 (8-5)
式中Ik.min.r —各种运行方式下变压器区内端部故障时，流经差动继电器的最小差动电流。动作时限由变压器供电的线路保护装置的最大时限大一时限阶段，一般取0.5s —0.7s ，这里取0.5s 比较合适。
8.2变压器过电流保护的整定计算
8.2.1 DL-21CE型电流继电器
DL-21CE系列电流继电器用于电机、变压器及输电线路的过负荷与短路保护线路中，作为起动元件。
（1）DL-21CE型电流继电器有一个动合触点，动作于过电流。
（2）动作值极限误差为6%，启动电流为18.3KA。
（3）动作时间
1.1倍实测动作值时不大于0.12s；2倍实测动作值时不大于0.04s。
（4）动作一致性不大于5%。
（5）环境温度引起的变差不大于5%。
（6）过载能力
电流继电器测定最大整定值和最小整定值两点，测最小整定值时，继电器线圈串联；测最大整定值时，继电器线圈并联，输入电流分别从最小和最大整定值上升到表4所列的相应试验电流，经5次试验，继电器的动合触点不应有不能工作的抖动，取出输入电流时不应有不返回现象，每次试验时间不大于5s。附加电阻表面温度不超过150℃。
（7）绝缘电阻不小于300 MΩ。
（8）介质强度为2kV/50Hz/1min。
（9）动作可靠性
a.当对线圈突然施加整定值的1.75倍激励量时，继电器的动合触点应无抖动地闭合；
b.当无外来的碰撞和振动，继电器的整定值在刻度盘的中值时，过电流继电器激励量为整定值的0.6倍时，继电器的动断触点应可靠闭合，动合触点应可靠断开。
c.在动作值或返回值下，继电器动作过程中的可动系统不应当停滞在中间位置。
8.2.2过电流保护整定原则
过电流保护，保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流I来整定，即
l
.max
I set =K rel I l.max /K re (8-6)
式中： K rel —可靠系数，一般采用1.2~1.3；
K re —返回系数，一般采用0.85； I l.max —变压器的最大负荷电流。
可靠系数K rel 的引入可按其字面意思理解就可以了，一般电流保护按一定的原则计算，再乘以一定的可靠系数防止保护在计算值边缘时误动，可靠系数大小的选取一般都是经验值，没有很严格的规定，大多都是1.2或1.3左右,计算准确可靠的就选小点，估算成分或不确定因素比较多的就选大点。
公式中引入返回系数K rs 的意义在于：可提高可靠性和灵敏度。因为当在最大负荷时若出现瞬时故障（时间小于保护装置的动作时限），电流达到了整定值，继电器动作。在这种情况下若考虑到了返回系数，则当瞬时故障消失后继电器会可靠返回而不至于跳闸；若不考虑返回系数，则继电器会由最大负荷电流的存在而不能反回，导致跳闸。
8.2.3过电流保护整定的动作时限器
动作时限由变压器供电的线路保护装置的最大时限大一时限阶段，取0.5s —0.7s ，这里取0.5s(当过电流保护的动作时限大于0.5s 时，增设电流速断保护）。
8.2.4保护装置的灵敏校验
s e t
s e n I I K m i n
=
(8-7) 式中Imin —最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流。
在被保护变压器受电侧母线上短路时，要求Ksen=1.5-2.0；在后备保护范围末端短路时，要求
2
.1≥sen K 保护装置的动作时限应与下一级过电流保护配合，
要比下一级保护中最大动作时限大一个时限级差 Δt 。 8.2.5过电流保护整定计算
保护的启动电流按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即
re
l rel set K I K I max
.=
(8-8)
考虑切除一台变压器后产生的过负荷，各台变压器容量相同时计算式 N l I m m
I 1
m a x .-= (8-9) 又因为
3N N N S U I = (8-10)
对于高压侧的过电流保护：
KA U S I N
N
N 7872.0220
33003=?=
=
(8-11)
A K I K I re l rel set k 2.185
.07872
.3.1max .=?==
(8-12)
应选KA 2.1I set =
220kV 最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流为1kA 27.17872
.01
I I k set min sen === (8-13)
故满足要求
所以对于低压侧的过电流保护： KA U S I N
N
N 949.435
33003=?==
(8-14)
KA K I K I re l rel set
2.17872.085
.03.1max .=?== (8-15)
应选Iset=1.2kA
35kV 最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流为1.47kA
23.12
.147
.1I I k set min sen ===
(8-16)
故选用的保护装置满足要求 8.3过负荷保护
A k I I I n OP 936.32.1240
2.7872.1=?=?
= (8-17) In ——变压器额定一次电流 K i ——电流互感器变比
过负荷保护动作时间的整定计算公式 T op =10-15s 过负荷保护无需检验
8.4变压器一次侧零序过电流保护的整定计算 8.4.2 DS-26E 型时间继电器
DS-20系列时间继电器作为辅助元件用于各种保护盒和动控制线路中，使被控制元件的动作可得到调节的延时。
（1）时间整定范围1.2-5s ，额定电压220V 。 （2）触点形式
一副瞬时转换触点、一副滑动动合触点和一副终止动合主触点。 （3）动作值和返回值
在基准条件下，继电器的可靠动作电压，对于DS-26E 不大于85%额定
电压。继电器的可靠返回电压不小于5%额定电压。 （4）整定误差
在基准条件下，继电器延时主触点整定误差±1.05。
（5）温度变化对性能的影响
环境温度为标称范围极限值时，继电器应可靠动作，且应满足以下要求:a.
任一延时整定点的变差，对于前两点刻度整定值，应不超过最大延时整定值的±5%（可换算成绝对值），其余各点刻度整定值，应不超过最大延时整定值的±10%（可换算成绝对值）；b.此时继电器的动作电压，直流继电器不大于80%额定电压，交流继电器不大于95%额定电压；c.继电器的延时一致性不大于上表规定值的1.5倍。
（6）功率消耗
在额定电压下，继电器的功率消耗为35VA 。 （7）绝缘电阻不小于300M Ω。 （8）介质强度 2kV/50Hz/1min （9）冲击电压为5kV. （10）触点断开容量 DC 250V/1A/50W AC 250V/1A/250VA
（11）继电器延时主触点长期允许接通电流为5A ，瞬时触点长期接通电流为5A 。
8.4.2零序电流的整定计算
（1）零序电流保护的一次动作电流的整定计算 A U S I I N
N
N OP 2.787220
*3300*31max ..0==
== (8-18)
2405
1200
0==TA n (8-19) A n I K K I TA op bra rel set
181.1240
2.78712.10max ..0max ..0=??=??= (8-20)
其中： I 0.OP —主变压器零序过电流保护动作电流
I 0.op.max —零序过电流保护相关段最大一次动作电流（一般为额定电流） K rel —可靠系数，一般取1.15-1.2
K 0.bra.max —系统最小运行方式时主变压器零序电流的最大分支系数 n TAO —主变压器零序电流互感器TA0的变比，其值为240
（2）零序过电流保护灵敏系数校验
)(3
10
c b a k I I I I ++= ,A I I I I c b a 94.26263
45.43
线
==
=
==`
()904.13240
*7872.096
.2626*0
.010.0==
=
TA op k sen n I I K (8-21)
其中
)1(0k I —线路出口单相接地时保护安装处零序电流最小值
K 0.sen —其值应大于等于2
（3）动作时间的整定值:
S t t t op op 9.04.05.0max ..0.0=+=?+= (8-22)
其中：
t 0.op.max —出线配合相关段零序过电流保护最长动作时间0.5S
t ?—动作时间级差，微机保护取0.3-0.4s
故保护装置满足整定要求
9防雷保护
雷电所引起的大电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生严重危害，因此，在变电所和高压输电线路中必须采取有效措施，以保证电气设备安全。
10心得体会
经过3周的课程设计，使我受益匪浅，将以前所学的知识理论和时间结合起
来，通过团队合作，同完成了这次的课程设计。在课程设计中，遇到了很多的问题，但是通过向老师询问，对变电站的设计规范，设计要求，对变压器继电保护的配置及个保护原理图和整定计算有了深刻的了解，认识了各种配电设备及其独有的功能，更重要的是提高了，自己实际动手能力和独立思考的能力。
同时更是体会到了理论与实践相结合的重要新，不仅仅只是要会书本上的知
识，更是要知道书本上的知识，如何应用在实践中。这次的课程设计使我得到了一次用专业知识、专业技能来分析解决问题的机会。同时感谢老师的指导和同学们的帮助。
参考文献：
[1] 王士正，冯金光.发电厂电气部分（第三版）.中国水利水电出版社.2004.
[2] 于永源，杨绮雯.电力系统分析.中国电力出版社.2007.
[3] 狄富清.变电设备合理选择与运行检修.机械工业出版社.2005.
[4] 宋继成.220~500KV变电所电气接线设计.中国电力出版社.2004.
[5] 卓乐友.电力工程电气设计200例.中国电力出版社.2003.
[6] 辽宁省电力有限公司用电检查处.变电所技术标准及规程规范应用手册.辽宁科学技术
出版社.2004.
[7] 王子午，徐泽植. 常用供配电设备选型手册[M]. 煤炭工业出版社，1998.
[8] 贺家李.电力系统及保护原理[M].北京:水利水电出版社，1992.
[9] 黄晞.电力技术发展史[M]. 北京：中国水利水电出版社，1985.
[10] 辽宁省电力有限公司用电检查处主编.变电所技术标准及规程规范应用手册[M].沈阳
辽宁科学技术出版社，2004.
[11] 宝会，尹项根.电力系统继电保护.中国电力出版社.2005.5
[12] 志平.供配电技术.电子工业出版.2005.1
变电站继电保护培训
变电站、继电保护基础知识 培训资料 二零一二二月
第一章变电站基础知识 1. 电力系统概述： 1.1 电力系统定义： 电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之，电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 1.2 电力系统的构成 动力系统是由锅炉（反应堆）、汽轮机（水轮机）、发电机等生产电能的设备，变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。 煤
1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级 我国国家标准规定的部分标准电压（额定电压）如下表： T +5% -5% 通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。 由于用电设备的允许电压偏移为±5%，而延线路的电压降落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路的105%。通常，6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机；10.5KV
用于25~100MW的发电机；13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机；15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机；18KV用于300MW的汽轮发电机。 变压器的一次额定电压：升压变压器一般与发电机直接相连，故与发电机相同，见表中有“*”降压变压器相当于用电设备，故与线路相同。 变压器的二次额定电压：考虑到变压器内部的电压降落一般为5%，故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器，采用5%。 习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。 1.3.2 电压等级的使用范围： 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线；110KV既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV，小功率电动机用220、380V；照明用220、380V。 1.4电力系统中性点的运行方式 1.4.1 中性点非直接接地系统 小电流接地系统，也称小接地短路电流系统。 供电可靠性高，但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统，绝缘费用在设备总价格中占相当大比重，故多用于60KV级以下的系统。
35KV变电站继电保护课程设计
广西大学行健文理学院 课程设计 题目：35kV电网的继电保护设计 学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师： 设计时间：2015年12月28日-2016年1月8日
摘要 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源之一，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。 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，按指定分区实时地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信号等措施，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。随着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。 随着电力系统的迅速发展。大量机组、超高压输变变电的投入运行，对继电保护不断提出新的更高要求。继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力系统事故扩大的根源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手段，电力系统事故具有连锁反应、速度快、涉及面广、影响大的特点，往往会给国民经济和人民生活造成社会性的灾难。 本次毕业设计的题目是35kv线路继电保护的设计。主要任务是为保证电网的安全运行,需要对电网配置完善的继电保护装置.根据该电网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给35KV的输电线路设计合适的继电保护。 关键词：35kv继电保护整定计算故障分析短路电流计算
变电站及线路继电保护设计和整定计算
继电保护科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的。电力系统发生短路是不可避免的，为避免发电机被烧坏发明了断开短路的设备，保护发电机。由于电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于1890年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19世纪初，继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端。1901年出线了感应型过电流继电器。1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理。1920年后距离保护装置的出现。1927年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置。1950稍后，提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想。1975年前后诞生了行波保护装置。1980年左右工频突变量原理的保护被大量研究。1990年后该原理的保护装置被广泛应用。与此同时，继电保护装置经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20世界50年代，出现了晶体管式继电保护装置。20世纪70年代，晶体管式保护在我国被大量采用。20世纪80年代后期，静态继电保护由晶体管式向集成电路式过度，成为静态继电保护的主要形式。20世纪60年代末，有了用小型计算机实现继电保护的设想。20世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系统试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟。进入90年代，微机保护以在我国大量应用。20世纪90年代后半期，继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入。为满足电网对继电保护提出的可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，充分发挥继电保护装置的效能，必须合理的选择保护的定值，以保持各保护之间的相互配合关系。做好电网继电保护定值的整定计算工作是保证电力系统安全运行的必要条件。 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注入新活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化、网络化保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。 随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。
继电保护课程设计(完整版)
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
变电站继电保护及自动装置
变电站继电保护及自动装置 一、对继电保护的基本要求 1、继电保护及自动装置的定义：当电力系统中的电力元 件（如线路、变压器、母线等）或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时，能够向值班员及时发出警告信号、或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终结这些事件发展的设备。 2、继电保护的作用： （1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于遭到破坏，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。 3、继电保护的基本要求： （1）选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行。即：保护装置不该动作时就不动作（如发生在下一段线路的故障，本段的保护就不应该动作跳闸）。 （2）快速性：保护装置应尽快将故障设备从系统中切除，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围。 （3）灵敏性：指保护装置在其保护范围内发生故障或不正常
运行时的反应能力。 （4）可靠性：在规定的保护范围内发生应该动作的故障，保护装置应可靠动作，而在任何不应动作的情况下，保护装置不应误动。 二、变电站继电保护装置的分类： 1、根据保护装置的作用，保护可分为：主保护、后备保护、 辅助保护。 （1）主保护：为满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除故障的保护。 （2）后备保护：当主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护又分为： 远后备保护：当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 近后备保护：当主保护或断路器拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。 （3）辅助保护：为补充主保护与后备保护的性能或当主保护与后备保护退出运行时而起作用的保护。例如：断路器三相不一致保护、充电保护等。 2、根据保护的动作原理不同，保护可分为： （1）反映电流变化的电流保护：如过流保护； （2）反映电压变化的电压保护：如低电压、过电压等； （3）同时反映电流和电压变化的保护： 1）复合电压（低电压、负序电压、零序电压）闭锁的过流保
110kv变电站继电保护课程设计
110kv变电站继电保护课程设计 110kV变电站继电保护设计 摘要 继电保护是电网不可分割的一部分，它的作用是当电力系统发生故障时，迅速 地有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统的其余部分快速恢复正常运行; 当发生不正常工作情况时，迅速地有选择地发出报警信号，由运行人员手工切除那些继续运行会引起故障的电气设备。可见，继电保护对保证电网安全、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，对于满足电力系统安全稳定的运行具有十分重要的意义。 继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作。不同的部门其整定计算 的目的是不同的。对于电网，进行整定计算的目的是对电网中已经配置安装好的各种继电保护装置，按照具体电力系统的参数和运行要求，通过计算分析给出所需的各项整定值，使全网的继电保护装置协调工作，正确地发挥作用。因此对电网继电保护进行快速、准确的整定计算是电网安全的重要保证。 关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 目录 0 摘 要 .................................................................... 第一章电网继电保护的配置 ............................................... 2 1.1 电网继电保护的作 用 .................................................. 2 1.2 电网继电保护
的配置和原理 ............................................ 2 1.3 35kV线 路保护配置原则 ................................................ 3 第二章3 继电保护整定计算 .................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤 . (3) 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况 .................................... 4 第三章线路保护整定计 算 ................................................. 5 3.1设计的原始材 料分析 ................................................... 5 3.2 参数计 算 ............................................................ 6 3.3 电流保护的整定计算 .................................................. 7 总结 .. (9) 1 第一章电网继电保护的配置 1.1 电网继电保护的作用 电网在运行过程中，可能会遇到各种类型的故障和不正常运行方式，这些都可 能在电网中引起事故，从而破坏电网的正常运行，降低电力设备的使用寿命，严重的将直接破坏系统的稳定性，造成大面积的停电事故。为此，在电网运行中，一方面要采取一切积极有效的措施来消除或减小故障发生的可能性:另一方面，当故障 一旦发生时，应该迅速而有选择地切除故障元件，使故障的影响范围尽可能缩小，这一任务是由继电保护与安全自动装置来完成的。电网继电保护的基本任务在于: 1(有选择地将故障元件从电网中快速、自动切除，使其损坏程度减至最轻，并 保证最大限度地迅速恢复无故障部分的正常运行。 2(反应电气元件的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设各的承受能 力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。
继电保护课程设计
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
变电所继电保护
目录工程概况1 第一章35KV变电所继电保护2 1.1继电保护的重要性2 1.2继电保护的基本原理2 1.3继电保护装置的任务2 1.4对继电保护的基本要求3 第二章35KV变电所继电保护设计3 2.1三段式电流保护原理3 2.2线路的保护整定计算4 第三章继电保护装置的选择7 3.1电流互感器的确定7 3.2电压互感器的选定7 3.3中间继电器8 3.4电流继电器8 3.5时间继电器8 3.6信号继电器9 3.7熔断器9 参考文献10 致谢词11
工程概况 目前国家正致力于打造强力的电网建设力度，以实现资源优化配置，使全国的电力供应得到更好的发展。我国是产电地区主要是在西部，而西部并不发达，所以要把电力送到东部地区，使全国经济能更好的发展。为了保证电力的输送更加的可靠，就要求一次系统的坚强、科学与合理，此外对一次系统的操控需要二次系统提出了更高的要求，这就促使了二次系统的技术发展与进步。 变电所二次系统主要是由继电保护和微机监控（远动技术）所形成，发电厂与变电所自动化技术获得了显著的发展与进步。变电所综合自动化技术将继电保护、测量系统、控制系统、调节系统、信号系统和远动系统等多个独立的功能系统配成的综合系统。对于本设计中，主要是针对35KV变电所继电保护的结构、运行的设计。 主变压器型号的选定为HKSSPZ-25000-35/10，额定电流为0.412/38.49KA，所用变压器额定电压为35/0.23KV（50-100KVA）。 本设计采用两台35KV的变压器并联供电方式，总共引出线两组线进入变电室内。通过电流、电压互感器再次取电源给其相应的电气元件回路。 继电保护的基本要求是可靠性、选择性、快速性、灵敏性，即通常所说的“四性”这些要求之间，有的相辅相成、有的相互制约，需要对不同的使用条件分别进行协调。 第一章35KV变电所继电保护 继电器是一种反应与传递信息的自动电气元件，是电力系统保护与生产自动化的自动、远动、遥控测和遥讯等自动装置的重要组成部分。 变电所继电保护能够在变电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯保护、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。 1.1 继电保护的重要性 电力规程规定：任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行。所有运行设备都必须有两套交、直流输入和输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能有另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要求这两套继电保护装置和断路器所取的直流电源都有不同的熔断器供电。可见，虽然继电保护不是电力系统的一次设备，但在保证一次设备安全运行方面担负着不可或缺的重要角色。 1.2 继电保护的基本原理 电力系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理和类型的继电保护。 变电所继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。 可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，
10kV变电所继电保护设计和分析报告
继电保护毕业设计 课题：110kV变电所继电保护设计及分析导师： 姓名： 班级： 日期：2011年3月10日
前言 电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。随着经济的快速发展，负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求，保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。虽然系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验，但这只能保证它们在短时间内能承受住短路电流的破坏。时间一长，就会无一例外地遭受破坏。而在供电系统中，要想完全杜绝电路事故是不可能的。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它能在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。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。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的，以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内，切除短路电流，使故障点脱离电源，从而保护短路回路内的一次设备，同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。随着变电站继
电保护技术进一步优化，大大提高了整个电网运行的安全性和稳定性，大大降低运行检修人员的劳动强度，继电保护技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。
继电保护及课程设计_第二次作业
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
变电站继电保护
景新公司变电站继电保护知识手册 编写人：唐俊 编写日期：2009年2月5号
目录 1.主变差动保护-----------------------------------（4） 2.主变气体保护-----------------------------------（5） 3.主变过流保护-----------------------------------（6） 4.中性点间隙接地保护------------------------------（6） 5.零序保护--------------------------------------（7） 6.母线差动保护-----------------------------------（9） 7.距离保护-------------------------------------（10） 8.备用电源自投----------------------------------（11） 9.重合闸---------------------------------------（13） 10.母线充电保护-------------------------------（15） 11.故障录波----------------------------------（15） 12.电流闭锁失压保护---------------------------（17） 13.低周减载----------------------------------（17） 14.过电流保护---------------------------------（17） 15.阶段式过电流保护---------------------------（18） 16.复合电压闭锁过电流保护----------------------（18） 17.过电压保护---------------------------------（19） 18.速断过流保护-------------------------------（19） 19.过负荷保护--------------------------------（19） 20.速断保护----------------------------------（19） 21.电流速断保护-------------------------------（20）
10kV变电站继电保护标准设计
沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计浅谈 摘要：本文介绍了沈阳地区10kV变电站继电保护标准设计的概况，阐述了二次设备的组合方式及10kV间隔保护的具体配置方案，统一端子排及编号的设计原则，对一些复杂的接线形式及连锁问题提出了一些解决方法，供设计参考。 关键词：10kV变电站继电保护设计统一原则 1 引言：沈阳地区由于历史原因一直存在配电网自动化水平不高，二次设计标准不统一，二次设备配置不合理等诸多问题。随着沈阳地区配电网改造步伐的加快，对电气二次设备可靠性，二次设备配置及接线合理性的要求会越来越高，是配电网自动化能否实现的关键因素。 将二10kV变电站次设计典型化，模块化是工程设计的方向。 2 总体思路 在对10kV变电站设计电气二次设计中我们发现，由于用户的需要不同主接线的形式多种多样，有单电源，双电源，有不带母线、有单母线、分段母线等等，这样如果规定变电站主接线做总体的标准设计难度非常大。在设计中我们总结出无论哪种接线样式其间隔开关柜的样式都为确定，这样我们将标准设计分块化，既以间隔为标准，将固有的间隔电气二次回路设计成标准样式，不同的接线样式也是固有的间隔组成，这样根据间隔的标准设计完成整个变电站的设计工作。 3 保护的配置原则 对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。按照工厂企业10KV供电系统和民用住宅的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置： （1） 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。 （2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保
继电保护课程设计
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。
220KV变电站继电保护设计
本/专科毕业设计（论文） 题目：220KV变电站继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年9月
220KV变电站继电保护设计 摘要：电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位，变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计，通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV，站内安装两台240MVA变压器，其中220kV线路为两进两出；110kV线路为8条出线；10kV线路为10条出线。 关键字：220kV 变电站继电保护
目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)
引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展，继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前，我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进，与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代， 20世纪50年代及以前，继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成； 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用；80年代,微机保护逐渐应用，继电保护逐渐走向了数字化与智能化，保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中，由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素，往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性，减少因停电造成的损失。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息量进行数值整定，当突变量达到一定值时，自动启动控制环节，发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置，一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代，继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升，进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。
某电力变压器继电保护设计(继电保护)
1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护：（1）反映电气量的保护 电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别．就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如：反映电流增大构成过电流保护； 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护； 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护； 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外．还可根据在被保护元件内部和外部短路时，被保护元件两端电流相位或功率方向的差别，分别构成差动保护、高频保护等。 同理，由于序分量保护灵敏度高，也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。
继电保护课程设计
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)
变电站继电保护相关问题的探讨 沈旭
变电站继电保护相关问题的探讨沈旭 发表时间：2019-03-15T14:00:42.610Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：沈旭彭红梅张明星洪瑞[导读] 摘要：随着计算机和人工智能技术的发展，继电保护必将向综合自动化技术方向发展。 国网安徽省电力公司六安供电公司安徽省六安市 237006 摘要：随着计算机和人工智能技术的发展，继电保护必将向综合自动化技术方向发展。本文笔者通过自身实践，结合变电站继电保护进行了探讨。 关键词：变电站；继电保护；相关问题引言：继电保护技术和继电保护装置是电力系统继电保护的两个主要内容。简单地说，继电保护技术包括电力系统的故障分析、继电保护的设计与运行及维护等各种应用技术；继电保护装置就是在电力系统变电站继电保护的运行过程中所需要的各种装置，包括母线、输电器、补偿电容器、电动机等。 1、10kV线路保护TA饱和问题 1.1TA饱和对保护的影响 10kV线路出口处短路电流一般都较小，特别是农网中的变电所，它们往往远离电源，系统阻抗较大。对于同一线路，出口处短路电流大小会随着系统规模及运行方式不同而不同。随着系统规模的不断扩大，10kV系统短路电流会随之变大，可以达到TA一次额定电流的几百倍，系统中原有一些能正常运行、变比小的TA就可能饱和；另一方面，短路故障是一个暂态过程，短路电流中含大量非周期分量，又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时，由于TA饱和，感应到二次侧的电流会很小或接近于零，使保护装置拒动，故障要由母联断路器或主变后备保护来切除，不但延长了故障时间，使故障范围扩大，影响供电可靠性，而且严重威胁运行设备的安全。 1.2避免TA饱和的方法 避免TA饱和主要从两个方面人手，一是在选择TA时，变比不能选得太小，要考虑线路短路时TA饱和问题，一般10kV线路保护TA变比最好大于300／5。另一方面要尽量减少TA二次负载阻抗，尽量避免保护和计量共用TA，缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；对于综合自动化变电所，10kV线路尽可能选用保护测控合一的产品，并在控制屏上就地安装，这样能有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。 2、10kV线路保护线路中励磁涌流问题 2.1线路中励磁涌流对继电保护装置的影响 励磁涌流是变压器所特有的，是由于空投变压器时，变压器铁心中的磁通不能突变，出现非周期分量磁通，使变压器铁心饱和，励磁电流急剧增大而产生的。变压器励磁涌流最大值可以达到变压器额定电流的6-8倍，并且跟变压器的容量大小有关，变压器容量越小，励磁涌流倍数越大。励磁涌流存在很大的非周期分量，并以一定时间系数衰减，衰减的时间常数同样与变压器容量大小有关，容量越大，时间常数越大，涌流存在时间越长。 2.2防止涌流引起误动的方法 励磁涌流有一明显的特征，就是它含有大量的二次谐波，在主变主保护中就利用这个特性，来防止励磁涌流引起保护误动作，但如果用在10kV线路保护，必须对保护装置进行改造，会大大增加装置的复杂性，因此实用性很差。励磁涌流的另一特征就是它的大小随时间增加而衰减。一开始涌流很大，一段时间后涌流衰减为零，流过保护装置的电流为线路负荷电流，利用涌流这个特点，在电流速断保护加入一短时间延时，就可以防止励磁涌流引起的误动作，这种方法最大优点是不用改造保护装置(或只作简单改造)，虽然会增加故障时间，但对于像10kV这些对系统稳定运行影响较小的地方还是适用。为了保证可靠的躲过励磁涌流，保护装置中加速回路同样要加入延时。实践摸索，在10kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15～0l2s的时限，就近几年运行来看，运行安全，并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。 3、所用变保护 3.1所用变保护存在的问题 所用变是比较特殊的设备，容量较小但对可靠性要求非常高，而且安装位置也很特殊，一般就接在10kV母线上，其高压侧短路电流等于系统短路电流，可达十几kA，低压侧出13短路电流也较大。人们一直对所用变保护的可靠性重视不足，这将对所用变直至整个10kV系统的安全运行造成很大的威胁。 传统的所用变保护使用熔断器保护，其安全可靠性还是比较高，但随着系统短路容量的增大以及综合自动化的要求，这种方式已逐渐满足不了要求。现在新建或改造的变电所，特别是综合自动化所，大多配置所用变开关柜，保护配置也跟10kV线路相似，而人们往往忽视了保护用的-rA饱和问题。由于所用变容量小，一次额定电流很小，同时因为保护计量共用TA，为确保计量的准确性，设计时-rA变比会选得很小，有的地方甚至选择10／5。这样一来，当所用变故障时，rA将严重饱和，感应N-次回路电流几乎为零，使所用变保护装置拒动。如果是高压侧故障，短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作并断开故障，如果是低压侧故障，短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护的启动值，使得故障无法及时切除，最终烧毁所用变，严重影响变电所的安全运行。 3.2解决办法 解决所用变保护拒动问题，应从合理配置保护人手，其-rA的选择要考虑所用变故障时饱和问题，同时，计量用的-rA一定要跟保护用的-rA分开，保护用的TA装在高压侧，以保证对所用变的保护，计量用-rA装在所用变的低压侧，以提高计量精度。在定值整定方面，电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定，过负荷保护按所用变容量整定。 4、变后备保护 主变10kV侧仅装10kV复合电压过流保护不能满足速动性要求。在保护整定中，三卷主变10kV侧过流的时间一般整定为2.s或3.双卷主变10kV不设过流保护，而110kV侧过流时间达2.s或2.s。现系统的容量越来越大，10kV侧短路电流也越来越大。随着10kV短线路不断增加，10kV线路离变电所近区故障机率也越来越大，由于开关拒动或保护拒动短路电流较长时间冲击变压器，对变压器构成极大威胁。 因此在主变10kV侧增设一套限时电流速断保护，作为10kV母线的后备。该保护动作于主变10kV侧开关。对于一台主变带二段10kV母线也可第一时限跳母联，第二时限跳10kV侧开关。这样不仅起到了对10kV母线及馈线电流速断的后备作用，也减少了对变压器的冲击。 5、继电保护设计的原则