输电线路的继电保护设计

一、课程设计任务书
题目：输电线路的继电保护设计
任务：对图（2 ）中线路 AB 进行相间故障的继电保护设计，并编写设计说明书。

成果：设计说明书一份（纸质和电子版）
时间：2011年5月04日——2011年5月20日（共15天）
进度安排： 1、熟悉设计任务书，阅读相关文献； 3天
2、确定保护配制方式，进行短路计算； 4天
3、继电保护整定计算； 4天
4、整理设计说明书； 3天
任务接受人： 时间： 2011 年5 月 04日
设计指导教师(签字)：
二、设计（计算）说明书
（一）电力系统继电保护概述
1、电力系统的运行方式及故障危害
电力系统中，为使系统安全、经济、合理运行，或者满足检修工作的要求，需要经常变更系统的运行方式，由此相应地引起了系统参数的变化。

在设计变、配电站选择开关电器和确定继电保护装置整定值时，往
往需要根据电力系统不同运行方式下的短路电流值来计算和校验所选用电器的稳定度和继电保护装置的灵敏度。

最大运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。

最小运行方式，是系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。

2、继电保护的作用：
（1）在过载时，继电保护装置应发出警报信号。

（2）在短路故障时，继电保护装置应立即动作，要求准确、迅速地自动将有关的断路器跳闸，将故障部分从系统中断开，确保其他回路的正常运行。

（3）为了保证电源不中断，继电保护装置应将备用电源投入或经自动装置进行重合闸。

3、继电保护的基本要求：
（1）选择性：基本含义是保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行。

（2）速动性：速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。

这样就能减轻故障设备的损坏程度，减小用户在低电压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。

（3）灵敏性：保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度）。

灵敏性常用灵敏系数来衡量。

它是在保护装置的测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验，并满足有关规定的标准。

（4）可靠性：可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）。

而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作（即不误动）。

（二）主接线分析
1、主接线分析
根据分析该主接线采用了I段主保护和III段后备保护的接线方式。

后备保护分为近后备保护和远后备保护两种。

主保护是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。

后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。

近后备：当主保护拖动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的保护。

远后备：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力或线路的保护来实现后
备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。

2、设计对象分析
对AB线路进行分析计算，求出短路电流，对AB线路进行整定并进行校验。

（三）继电保护配置
1、线路继电保护方案确定
I段主保护，III段后备保护，不考虑接地保护。

2、变压器中性点接地确定
中性点直接接地。

3、运行方式确定
据分析可得，在最大运行方式下发电机全部投入运；在最小运行方式下停运一台发电机。

(四)、短路电流计算
1电网等效电路图：
由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此分别考虑最大运行方式(最大运行时，发电机全部投入运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(最小运行时，停运一台发电机的运行)时各线路未端短路的情况。

电网等效电路图如图一
2、统中各元件的主要参数计算
（1）标幺制及标幺值计算方法
所谓标幺制，就是把各个物理量均用标幺制来表示的一种相对单位制。

(2)系统中各元件的主要参数计算采用近似归算，计算结果如下：1、系统网络化简
等值网络图如图（1）所示：
2、AB段A侧电流保护安装的整定计算
AB线路B点在最大运行方式的等值网络图如图（1）所示，化简得：（1）由图（2）得：
·（2）由图（3）得：
（3）由图（4）得：
（4）由图（5）得：
（5）最终化简如图（6）：
AB线路B点在最小运行方式下的等值网络图如图（7）所示：化简得：
（1）由图（8）得：
（2）由图（9）得：
（3）最后化简如图（10）所示：
（4）如图（7）所示，M点在最小运行方式下的等值网络如图（11）所示：
3、短路电流计算
短路是电力系统的严重故障。

所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相
与地之间发生通路的情况。

产生短路的原因有以下几个方面：1、元件损坏 2、气象条件恶化 3、人为事故 4、其它 。

在三相系统中可能发生的短路有：1、三相短路 f(3) 两相接地短路 f(1,1)
三相短路也称为对称短路,系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。

其它类型的短路都是不对称的路。

电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路占大多数,两相短路较少,三相短路机会最少。

从短路计算方法来看,一切不对称短路的计算在采用对称分量法后,都归结为对称短路的计算。

AB线路B点最大运行方式下：
AB线路B点最小运行下：
M点在最小运行方式下：
（五）、继电保护的整定计算
保护A的整定过程：
（1）电流Ⅰ段其中，
动作电流：
动作时间：S
灵敏性校验：
（15%~20%）
所以灵敏性满足要求。

（2）电流Ⅲ段其中，
动作时间：阶梯性原则。

灵敏性校验：
近后备：
远后备：
所以灵敏性满足要求。

三、参考文献
[1] 《电力工程设计手册》（下）
[2] 《电力系统继电保护及安全自动整定计算》
[3] 吕继绍 《电力系统继电保护设计原理》 水利电力出版社
[4] 孙国凯 霍利民 柴玉华 《电力系统继电保护原理》 中国水利水电出版社
[5] 许建安 《继电保护整定计算》 中国水利水电出版社
[6] 何仰赞 《电力系统分析》（第三版） 武汉：华中科技大学出版社 2002
[7] 《发电厂电气部分》（第四版） 中国电力出版社
[8] 《电力系统继电保护》 重庆大学出版社
四、课程设计指导教师评审标准及成绩评定
序号评审项目评审指标评价
比例
实际
得分
1工作量、
工作态度
工作量完成情况，论文（设计）难易程度，有
体现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风
是否严谨。

20%
2调查论证独立查阅文献、调研情况；开题报告完成情
况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能
力。

15%
3实验、设计
方案与实验
技能
实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，
数据采集、计算、处理的能力；结构设计、工
艺、推导正确或程序运行是否可靠。

20%
4分析与解决
问题的能力
运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解
决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能
力，得出结论情况。

20%
5
设计（计
算）
说明书质量
立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正
确，分析、处理问题科学；结构格式符合论文
（设计）要求；文理、技术用语正确规范；图
表完成情况。

20%
6创 新工作有创新意识；对前人工作有改进、突破，
或有独特见解及应用价值情况。

5%
评定成绩：100%
指导教师签字：李裕
2011年6 月8 日
五、心得体会。

此次的课程设计历经了一个多月的时间，我们针对的是对AB线路的整定计算，因为不考虑接地问题和只针对I段和III段
进行计算，在设计过程中遇到的问题也不是太多。

此外在此设计中运用到除了《电力系统继电保护》的内容外还涉及到其他专业知识，例如《电力系统分析》、《电力工程设计手册》等，经过此次课程设计我对那些遗忘的知识又进行了一次系统性的复习和了解，让我为以后的更好的学习打下了坚实的基础，经过这次设计我受益匪。

我清楚的认识到我的不足之处和还需要再加强的地方，我也加强了独立思考和解决问题的
能力，这对我以后的学习、生活、工作中大有帮助。

此外，我的进步与老师和同学的帮助是分不开的，无论办什么事一个人是永远无法做得很好的，有了老师和同学的帮助使我在解决问题时能更快更好的解决。

最后，我真心的谢谢李老师的悉心教导和同学的耐心帮助，在以后的学习工作中我会更加努力和用心。