电力系统继电保护原理课程设计

电力系统继电保护原理课程设计姓名：***班级：电气1班学号： *********2013年12月《电力系统继电保护原理课程设计》任务书一、课程设计的目的课程设计是本课程的重要实践环节，安排在理论教学结束后进行。

搞好课程设计，对巩固所学知识，提高实际工作能力具有重要作用。

经过设计、使学生掌握电力系统继电保护的方案设计、整定计算、设备选型、资料整理查询和电气绘图等使用方法，安排在理论教学结束后进行。

搞好课程设计，对巩固所学知识，提高实际工作能力具有重要作用。

通过本课程设计，使学生掌握新型继电保护设计的内容，步骤和方法，提高学生编写技术文件的技能，锻炼学生独立思考，运用所学知识分析和解决生产实际问题的能力。

二、原始资料某企业供电系统如图所示：图1.1 某企业供电系统图三、设计要求1)AB段设三段式保护（速断、限时速断、过流），BC段设两段式保护（速断、过流），CD段设过流保护；2)计算出各保护的整定值，校验其保护范围和灵敏度系数是否符合要求，并完成主要电气设备的型号选择。

3)画出A段和B段的保护接线原理图和展开图。

四、原始参数1)速断可靠系数取1.22)限时速断可靠系数取1.13)过流可靠系数取1.24)接线系数取15)返回系数取0.856)自起动系数取17)线路均阻抗Km=z/4.0Ω课程设计时间分为二周，合计共10个工作日，时间分配可参考如下；参考文献：〈1〉《电力系统继电保护和自动装置设计规范》GB50062—922；〈2〉《电力工程设计手册》二册；〈3〉《电力系统继电保护原理及新技术》第二版，李佑光主编，科学出版社；〈4〉《电力系统分析》，于永源,杨绮雯，北京：中国电力出版社，2007〈5〉《供变电工程》第二版，翁双安，北京：机械工业出版社,2012 五、设计效果评价与考核设计成绩按学生在课程设计中的表现，对知识的掌握程度，分析问题和解决问题的能力及创新能力，完成任务的质量，课程设计成果及设计等综合评定，共分五级评定。

设计成绩综合后按优秀(90- 100分)，良好(80-90分)，中等(70一79)，及格(60～69分)，不及格(60分以下)五级计分制评定。

六、备注最终成绩按照平时表现和设计说明书为主要参考依据，最后总评以优、良、中、及格、不及格记。

若发现有抄袭，取消参加考核的资格，成绩以零分记录。

摘要供电系统中大量的不同类型的电气设备通过线路联结在一起。

受线路运行环境复杂，线路分布广阔等因素的制约，故障在电力系统中的发生几乎是无法避免的，而各个环节之间又是相辅相成缺一不可的关系，因此无论哪一个环节出现故障，都会对整个系统的正常运行造成影响。

输电线路是连接供电部门与用电部门的纽带，是整个店里系统的网络支撑，针对现有电力系统容量的扩大，电压等级的提高，线路输电容量的增加，为了保证电力系统运行的稳定性，本文对输电线路继电保护的任务及基本要求做简要说明，在对短路电流和继电保护动作电流进行了计算的基础上，对输电线路中继电保护配置进行了分析。

绪论1、电力系统继电保护的原理和任务继电保护原理是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。

大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

继电保护的基本任务：(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，并保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员)，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。

此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

2、对继电保护的基本要求继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

(1)可靠性是指保护该动作时应可靠动作。

不该动作时应可靠不动作。

可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。

为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

(3)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。

选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

(4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，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，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。

一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

3、概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能1. 概述所作题目的意义：我们选的这组题让我们进一步加深对电网电流保护的理解以及应用，掌握电流速断和过流保护电流值的整定，灵敏度的校验以及继电器的选型。

这对我们以后工作有很大的实用意义。

2.本人所做的工作：主要负责绪论部分的电力系统继电保护的原理和任务以及对继电保护的基本要求的确定。

3.系统的主要功能：通过测量电流的大小来反映一次电气设备的故障或异常运行状况，当电流增大时，通过三段式电流保护将故障设备从电力系统中切除或发出警告信息，以防止各电气设备因为过电流而损坏及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。

一、系统总体方案设计根据继电保护的基本要求和本设计的要求，将在AB段和BC段均设速断和过过流结合的两段式保护，CD段只设过流保护。

具体的设计方案如下：1.AB段：用无时限电流速断保护作为AB段线路上的电流I段保护；用限时电流速断保护以及配合BC段的保护作为AC段线路上的电流II段保护；并且无时限电流速断保护和限时电流速断保护为主保护，用定时限过电流保护作为该线路上的后备保护（即电流III段保护），包括对AB段线路上的近后备保护和BC 段线路上的远后备保护。

2.BC段：用无时限电流速断保护作为BC段线路上的电流I段保护；用限时电流速断保护以及配合CD段的保护作为BD段线路上的电流II段保护；并且无时限电流速断保护和限时电流速断保护作为主保护，用定时限过电流保护作为此段线路上的后备保护（即电流III段保护），包括对BC段线路上的近后备保护和CD段线路上的远后备保护。

3.CD段：用定时限过电流保护作为对CD段近后备保护。

系统总体方案示意图如下：I段保护区II段保护区I段保护区II段保护区二、短路电流和继电保护的整定计算（一）、AB 段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验1、保护1无时限电流速断保护（电流I 段）整定计算(1)求动作电流I I act 1.①求最大运行方式下AB 段线路末端B 处的三相短路电流I b k .m ax .。

由原始参数得，电力系统最大运行方式下的电力系统的电抗为：X m in =0.633Ω电力系统最小运行方式下的电力系统的电抗为：X max =0.703ΩAB 段线路的电抗：设线路采用架空线路，由表3-1得X 0=0.35Ω/kmX AB =0.35Ω/km ×3km=1.05Ω电力系统最大运行方式下总电抗为：X min .B ∑= X min + X AB =0.633+1.05=1.683Ω则 I k.max.B =min .c3U B X ∑=KA 683.136.3⨯=1.7KA②按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定，即I I act 1.= K rel I b k .m ax .=1.2×1.7KA=2.1KA（2）灵敏性校验，即求出最大、最小保护范围。

①在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为：I max =01X （I 1.act c I U －X m in ）=⨯35.01（633.01.236.3—）km=3.0km I max %=⨯AB l Imax 100%=⨯0.33.0100%=100%>50% ②在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为：I min =01X （I 1.act c I U ×23－X max ）=⨯35.01（703.0231.236.3—⨯）km=2.3kmI min %=⨯AB l m in I 100%=⨯0.32.3100%=76%>15% 2、保护1限时电流速断保护（电流Ⅱ段）整定计算。

（1）求动作电流I II1.act①同理可以求出最大运行方式下BC 段线路末端C 处的三相短路电流I ）（3.m ax .k C 。

BC 段线路的电抗：设线路采用架空线路，由表3-1得X 0=0.35Ω/kmX BC =0.35Ω/km ×5km=1.75Ω则 I ）（3.m ax .k C =min C .c3U ∑X =KA ）（75.11.23 6.3+⨯=0.94KA 按与相邻线路保护2的Ⅰ段动作电流相配合的原则整定，即I II1.act = K 'rel K rel I ）（3.m ax .k C =1.1×1.2×0.94KA=1.3KA（2）动作时限。

应比相邻线路保护2的I 段动作时限高一个时限级差△t,即t II AB= t I BC +△t=0.5s (3)灵敏系数校验。

利用最小运行方式下本线路末端发生两相短路时流过保护的电流来校验。

即K II =II act I 1.(2)k .min.B I =（AB X X +max c U ×23）/ I II1.act =（2305.1703.036.3⨯+）/1.3=1.38>1.3 故灵敏度满足要求。

3、保护1定时限过电流保护 （电流Ⅲ段）整定计算。

（1）求动作电流I III1.act ，按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即I III1.act =reMs III K K .K rel I m ax .L =85.011.2⨯×0.8KA=1.13KA （2）动作时限，应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差△t,即t III 1= t III2+△t= t III 3+2△t=1.5s (3)灵敏系数校验。

①作近后备时。

利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数，即K IIIa1=III act I 1.(2)k .min.B I =（AB X X +max c U ×23）/ I III1.act =（2305.1703.036.3⨯+）/1.13=1.59>1.5 近后备灵敏度满足要求。