兰州交通大学继电保护课程设计
兰州交通大学继电保护课程设计
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。
继电保护课程设计
动作时间：
(2)保护3处距离保护第 段整定
与相邻线路CD距离保护 段相配合，保护3处的 段的整定阻抗为：
式中， ______线路CD的 段整定阻抗，其值为：所以Leabharlann 灵敏度校验满足要求。
动作延时：
(3)保护3处距离保护第 段整定
按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定：
(2)后备保护配置：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，分为远后备保护和近后备的保护，距离保护第 段。
3保护3处距离保护的整定与校验
(1)保护3处距离保护第 段整定
保护3处的段的整定阻抗为：
式中 ______距离 段的整定阻抗；
______被保护线路BC的长度；
______被保护线路单位长度的阻抗；
_______距离 段整定阻抗；
_______被保护线路阻抗。
所以
( )
动作时间为：
(3)保护4的 段后备保护整定计算(由灵敏度计算)：
所以
( )
动作时间为：
保护4的 段主保护、 段后备保护均由灵敏系数整定，故无需校验。
5继电保护设备的选择
5.1电流互感器的选择
(1)一次回路额定电压和电流的选择：电流互感器一次回路额定电压不应低于安装地点的电网额定电压，即 ；其一次回路额定电流不应小于所在回路的最大持续工作电流，即 。
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 1001
继电保护课程设计报告--距离保护
继电保护课程设计报告一距离保护继电保护原理课程设计报告专业： ____________________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201年月曰继电保护原理课程设计报告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：E® =115/(3 kV, X GI=15C1、X G2=10Q . X(；3=10Q,Li=L2=60kiiix L3=40km, LB.c=50km, Lc.D=30km, Li).E=20km,线路阻抗0.4Q/km, =K "= Kj^O.85, lB-C.max=300A> IC-D.max=200A^ Il)-E.inax=150A, KsS=X.5> Kre=1.2oBG1G2L3G3图1线路网络图试对线路LI、L2、L3进行距离保护的设计（说明：可让不同的学生做1、2、3、4、5、6、8、9处一至二处保护设计）。
1.2要完成的内容对保护3和保护5进行距离保护设计。
其中包括距离保护I段、II段和in段的整定计算，及设备选型。
2设计分析2.1设计步骤其中包括四个步，第一步:保护3和保护5的I段的整定计算及灵敏度校验; 第二步：保护3和保护5的II段的整定计算及灵敏度的校验；第三部：保护3和保护5的m段的整定计算及灵敏度的校验；第四步：继电保护设备的选择和原理的分析。
继电保护原理课程设计报告2. 2本设计的保护配置距离保护在作用上分为主保护和后备保护，主保护用于对线路进行保护主要作用的装置当线路故障时，主保护首先动作。
当主保护由于故障拒动时就需要后备保护对线路起保护作用，后备保护用于对线路起后备保障作用。
线路主保护有距离保护的I段和II段保护，线路的后备是距离保护m段保护。
后备保护又分为近后备保护和远后备保护。
继电保护和电力工程课程设计-兰州交通大学
企业课程实习与实训（3）报告
关等。随着老师的讲解思维，我们逐步的了解了学校的 10KV 配变电系统。 通过这些参观实习，我了解到了，做一件东西并不是我们想象的那么简 单，不经要有拼劲，也要有脚踏实地的干劲，只有这样残能把一件事情做得 漂亮，做得完美。通过在学校所学的知识，在掌握基本理论知识和技能的基 础上， 综合运用所学基础理论知识、 基本技能和专业知识与工作实践相结合， 全面检验我们的分析问题和解决问题的能力，日常工作内容。把理论和实践 相结合，更好地巩固自己的知识。
电气 2013 级“卓班” 企业课程实习与实训（3）报告
评语：
考勤 实习报告 守纪（10） 实训过程（20） 实训报告（30） 小组答辩（10） 总成绩（100） （10） （20）
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
2016 年 7 月 16 日
0.82 1.58 1.51 0.85 0.78 1.61 0.88 0.88 0.90 0.64 0.80 0.75 0.85 0.85 0.78
①当地供电部门提供两个供电电源，供设计者选用。从某220/35kV 区域 变电所提供电源，该变电所距厂南10km。从某220/35KV 区域变电所提供电 源，该变电所距厂南侧5km。 ②电力系统短路数据如附表 2 所示。
1.2 体会
在我们开始设计变压器和电动机一段时间后，学院为我们安排了这次认 识实习。虽然时间较短，但是我们在之前设计电动机和变压器的时候，对这 些都有了较为详细的了解。有了这次的认识实习，更加加深了对相关知识的 理解。对我们的电机设计提供了很大的帮助。在这次认识实习的过程中我有 了较为深刻的体会。 首先：我们作为一名大学生，实践是学生对专业知识的进一步巩固和认 识。实践才会加深我们对知识的理解，有利于我们更好地掌握。因为我们一 直都是以学为本，社会实践的机会相对较少。因此，对于我们来讲，动手能 力是我们自身的一种历练，是对我们自生能力的一种提高。 其次：对于学校而言，学生的质量是衡量学校的一项重要指标。实习实践 作为学校人才培养的重要环节之一，课堂上毕竟提供不了一些亲手去接触它 们的机会。企业实习是学校为我们提供了一个社会实践的平台，我们在这期 间认真完成任务，以提高自身的水平和能力。 再次：对于企业单位，实习实践是一种对用人单位和学生都有益的人力 资源制度安排。对于拥有具有生产实践经验的员工而言，是企业发展储备人 力资源的措施。因此培养和锻炼具有实践经验的大学生，也不失为一种好的 办法。对于企业的发展能起到一定的促进作用。
继点保护课设
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
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。
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 =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。
继电保护课程设计--对保护3和保护5进行电流保护的设计
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：
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 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 接线。两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如下表1所示。
由式(4)得：
躲过电流电感器二次回路断线引起的差电流，整定式为
(5)
式中 ——可靠系数，取1.3；
——变压器的最大负荷电流，可取变压器的额定电流。
由式(5)得：
综合上面三个条件计算出的纵差动保护的动作电流，并选取最大值。因此整定电流值 。
(2)纵差动保护灵敏系数的校验
27.5kV侧两相短路最小电流为
0.1——电流互感器容许的最大稳态相对误差；
——电流互感器同型系数，取为1；
——非周期分量系数，采用速饱和变流器，可取1。
将式(3)代入式(2)得：
躲过变压器最大的励磁涌流，整定式为
(4)
式中 ——可靠系数，取1.3~1.5；
——变压器的额定电流；
——励磁涌流的最大倍数，采用加强型速饱和变流器的差动保护时，取 =1。
包括电流互感器和变压器变比不完全匹配产生的最大不平衡电流和互感器传变误差引起的最大不平衡电流。又有
(3)
式中 ——外部短路故障时的最大短路电流；
——由于电流互感器计算变比和实际变比不一致引起的相对误差，单相变压器按 计算；
——由变压器分接头改变引起的相对误差，一般可取调整范围的一半，因为本课程设计采用分接头电压比为110 2 2.5%，则 =0.05；
灵敏度校验式为
满足灵敏度要求。
3.3 后备保护的整定计算
3.3.1过电流保护的整定计算
(1)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
(6)
式中 ——可靠系数，取1.2～1.3；
——返回系数，取0.85～0.95；
——变压器可能出现的最大负荷电流，可取变压器额定电流。
对于降压变压器，应考虑电动机自启动时的最大电流，计算式为
图1交流回路展开图 图2直流回路展开图
5结论
本次针对牵引变电所牵引变压器进行继电保护的设计，保护分为主保护和后备保护，主保护采用纵差动保护和瓦斯保护，电流纵差动保护不但能够正确区分区内外故障，而且不需要与其他元件的保护配合，可以无延时地切除区内各种故障，具有独特的优势。对纵差动保护进行保护整定计算，得出灵敏度符合保护要求。后备保护采用过电流保护和低电压启动保护，过电流时灵敏度往往不能满足要求，因此要配合上低电压启动的电流保护，使整个系统更能满足运行的安全性，稳定性。对其进行整定计算后，灵敏度符合线路的运行要求。最后对展开图、跳闸回路进行绘制，使整个设计报告更趋于完整。
参考文献
[1]张宝会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出社,2005.
[2]于永源,杨绮雯.电力系统分析(第三版)[M].北京:中国水利水电出版社,2007.
[3]许建安.继电保护整定计算[M].北京:中国水利水电出版社.2001.
(1)
式中 ——电流互感器接线系数，星形接 ；三角形接线系为 。
由式(1)得：
110kV侧：
27.5kV侧：
3.2 主保护的整定计算
3.2.1纵差动保护的整定计算
(1)纵差动保护电流的整定原则
躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，整定式为
(2)
式中 ——可靠系数，取1.3；
——外部短路故障时的最大不平衡电流。
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。发生严重故障时，故障点周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲去，气体继电器感受到油速达到动作门槛时，重瓦斯动作，瞬时作用于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大。
2.1.2后备保护配置
除了主保护外，变压器还应装设相间短路和接地短路的后备保护。后备保护的作用设为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件保护的后备以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护，但是对于容量较大的降压变压器，为了满足灵敏度的要求，需要采用低电压启动的过电流保护。
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
β
182
263
923
20.4Hale Waihona Puke α140219
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。
3 保护的配合及整定计算
3.1 主保护的整定计算
3.1.1额定值的计算
本设计选择变压器型号为：SF—12500/110。
(1)变压器一次侧额定电流
110kV侧：
27.5kV侧：
(2)电流互感器变比
110kV侧： ，选择：120/5
27.5kV侧： ，选择：500/5
(3)电流互感器二次电流
电流互感器的二次额定电流计算公式为
(7)
式中 ——正常工作时的最大负荷电流(一般为变压器的额定电流)；
——综合负荷的自启动系数，取 =1.5。
将式(7)代入式(6)得：
(2)灵敏度校验
灵敏度校验式为
故满足要求。
4 接线图的绘制
继电保护接线图一般可以用原理接线图和展开图两种形式来表现。本设计采用展开图，因为在展开图中交、直流回路分开表示，方便进行回路的分析与检查。交、直流回路展开图分别如图1和图2所示。
(2)纵差动保护
电流纵差动保护不但能正确区分区内外故障，而且不需要与其它元件的保护配合，可以无延时的切除区内各种故障，具有明显的独特的优点。本设计中变压器的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短路故障时的主保护，不需与其它保护配合，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。对于升压变压器或者容量较大的降压变压器，灵敏度往往不能满足要求，为此可以采用低电压启动的过电流保护。