TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统实验指导书
Chang Sha Tong Qing Electrical and Information Co.ltd
TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统
实验指导书
长沙同庆电气信息有限公司
目录
第1章概述 (3)
1.1 系统简介 (1)
1.2 系统特点 (1)
1.3 系统构成 (1)
1.4 实验系统配套软件 (3)
1.5 操作注意事项 (4)
第2章继电保护课程实验 (7)
2.1 继电保护课程实验概述 (7)
2.2 DL-31型电流继电器特性实验 (9)
2.3 DY-36型电压继电器特性实验 (14)
2.4 LG-11型功率方向继电器特性实验 (19)
2.5 LZ-21阻抗继电器特性实验 (24)
2.6 LCD-4型差动继电器特性实验 (31)
2.7 常规电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验 (36)
2.8 常规电流保护与三相一次重合闸综合保护实验 (40)
第3章微机保护课程实验 (44)
3.1 微机保护课程实验概述 (44)
3.2 数字式电流继电器特性实验 (47)
3.3数字式电压继电器特性实验 (51)
3.4 数字式功率方向继电器特性实验 (55)
3.5 数字式差动继电器特性实验 (59)
3.6 数字式阻抗继电器特性实验 (62)
3.7 三段式电流保护实验 (68)
3.8 三段式距离保护实验 (84)
3.9 三相一次重合闸及后加速保护实验 (97)
3.10 35kV微机线路保护实验 (103)
3.11 变压器保护实验 (107)
第4章发电厂电气课程实验 (117)
4.1 具有事故灯光控制的断路器控制回路实验 (117)
4.2具有防跳功能的断路器控制回路实验 (124)
4.3 闪光继电器构成的中央信号实验 (128)
4.4 冲击继电器构成的中央音响信号实验 (131)
第5章电力系统分析课程实验 (135)
5.1 电力系统潮流分布和线损分析实验 (135)
5.2 电力系统故障分析实验 (139)
第1章概述
1.1 系统简介
“TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统”是根据电气工程专业多门课程实验教学的需求，结合最新的继电保护及变电站自动化技术而研发的实验培训系统。既可满足《电力系统继电保护》、《电力系统微机保护》、《发电厂电气》、《电力系统分析》、《变电站综合自动化技术》等相关课程实验教学的需求，也可作为学生课程设计、毕业设计和创新研究的开放性平台，还可作为电力系统专业技术人员的上岗培训平台。
1.2 系统特点
(1) 一机多用：一套实验系统可供多门电气工程课程使用，并可作为专业课程设计、毕业设计及创新研究平台。
(2) 接近电力系统实际：采用数字化实验设备提供高精度实验信号，完全替代传统实验系统调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表等构成的“地摊“式实验设备，与电力系统进行继电保护的试验方法完全相同。
(3) 实验现象直观：配备PC机，可直观显示实验过程中的各种测试数据、动作特性曲线、波形图等。
(4) 组态灵活：利用多套实验系统可组态任意结构的电力系统网络进行专业综合实验，并方便作为课程设计平台。
(5) 接口开放：实验系统中的核心设备接口开放，可作为学生创新研究和开发平台。
1.3 系统构成
TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统采用实验台结构，实验台由TQWX-III微机型继电保护试验测试仪、TQWB-IV多功能微机保护实验装置、常规保护继电器、成组保护接线图、控制回路模块、按钮开关、万转开关、保护模式切换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件构成。实验台面板示意图如图1-1-1所示。实验台详细说明详见《TQWX-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统说明书》。
1.3.1 TQWX-III微机型继电保护试验测试仪
TQWX-III微机型继电保护试验测试仪（以下简称：“测试仪”）是同庆公司生产的高性能数字式信号源设备，它既可作为本实验系统的数字式信号源，也可单独拿出作为科研、实验使用。
测试仪可产生4路电流输出、4路电压输出，可输出8路开关量信号，具有8路开入量输入。
测试仪需要和PC机配合使用，测试仪的RS232串口必须与PC机正确连接。
测试仪详细使用说明详见《TQWX-III微机型继电保护试验测试仪用户手册》。
在本实验台中，测试仪为各种常规继电器及多功能微机保护装置提供信号进行相关实验。为方便实验接线，测试仪的所有接线插孔已连接到实验台上。为了完成成组继电保护实验，在实验台内部已经把测试仪的部分信号连接到成组保护接线图上。
图1-1-1 TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统面板图
1.3.2 TQWB-IV多功能微机保护实验装置及其接线区
TQWB-IV多功能微机保护实验装置是采用模块化硬件平台、功能可灵活配置的多功能保护测控实验装置。通过向装置硬件中下载相应的功能模块程序，可以实现各种数字式继电器、多种电压等级的线路保护、变压器保护、电容器保护、发电机保护、电动机保护、母线保护等微机保护装置等功能。装置硬件平台开放，可作为二次研究、开发平台，用户可自己开发程序下载到装置硬件中运行，构成具有任意定制功能的新装置。
TQWB-IV多功能微机保护实验装置具有4组电流输入通道，4组电压输入通道，可采集8个开关量状态，可产生7组开关量输出，并具有RS485通信接口。
装置详细使用说明详见《TQWB-IV多功能微机保护实验装置用户手册》。
为了方便实验接线，在实验台内部已经将实验装置的电压、电流输入端子、保护跳闸和合闸信号以及断路器跳、合位开入状态信号引到实验台面板上。装置电源可单独控制，见接线区左侧开关。
TQWB-IV多功能微机保护实验装置既可与测试仪进行信号连接完成实验，也可从成组保护接线图上获取信号。
1.3.3 常规保护继电器及其接线区
实验台提供了DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LZ-21型阻抗继电器、LCD-4型变压器差动继电器、DS-32时间继电器、DZY-202中间继电器等多个常规保护继电器。
为了方便实验接线，每个继电器的模拟量输入端子（电流或电压）、动作触点（常开或常闭）已引到实验台面板上。各继电器可单独使用，也可根据需要通过接线将多个继电器配合使用，如构成成组常规保护。
1.3.4 成组保护接线图
为直观反应保护在电力系统实际的接线和运行情况，在实验台面板上给出了一个典型的一次系统接线图，用来完成成组保护实验。
成组保护接线图包含一次系统模型图、断路器跳闸、合闸信号插孔、断路器辅助触点信号插孔及保护安装处的电流电压互感器二次侧信号插孔及短路按钮等。
常规继电器和TQWB-IV多功能微机保护实验装置可直接从成组保护接线图上取信号进行成组保护实验。
1.3.5 控制回路元件
断路器控制回路中可用到的元件包括TQKZM-II型断路器控制回路模块、JX-3/1闪光继电器、JC-2型冲击继电器、万能转换开关（简称万转开关）。
1.3.6 实验台其他元件
实验台提供了24V直流电源，并在实验台面上引出插孔。
为了方便指示信号，实验台中安装有红、绿两个指示灯及一个蜂鸣器，需要时可连接到实验线路中。注意连线时应注意极性。
实验台左下方按钮为实验台总电源，直接连接220V即可。
1.4 实验系统配套软件
本实验系统提供3套配套软件：《继电保护特性测试系统软件》、《电力网信号源控制系统软件》和《多功能微机保护实验装置管理程序软件》。
(1) 继电保护特性测试系统软件
用于控制测试仪发出信号，测试继电器的动作特性。包含“通用继电器特性测试”、“阻抗继电器特性测试”、“差动特性测试”,“反时限电流继电器电流时间特性测试”、“阻抗继电器精工电流测试”等几大模块。
(2) 电力网信号源控制系统软件
可灵活组态各种结构的电网系统，实现可视化电力系统潮流分析、短路计算。既可单独作为潮流分析、短路分析软件使用，还可通过接口程序，将网络中各节点电压、各线路电流信号下载到TQWX-III微机型继电保护试验测试仪中，实时输出电网的潮流或故障信号。
1.5 操作注意事项
1) 实验前必须仔细阅读《TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统说明书》、《TQWX-III微机型继电保护试验测试仪用户手册》和《TQWB-IV多功能微机保护实验装置用户手册》，熟悉测试仪和多功能微机保护实验装置的操作使用后方可进行实验。
2) 实验电流较大时，不得长期工作，尤其是系统的信号源――测试仪。
3) 在实验台上电的情况下，严禁打开实验台后门！
4) 接线完毕后，要由另一人检查线路。
第2章继电保护课程实验
2.1 继电保护课程实验概述
电力系统继电保护课程实验包括常规继电器特性实验和成组继电保护实验两部分。
本章实验需要用到的设备包括：TQWX-III微机型继电保护试验测试仪、DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LZ-21型阻抗继电器、LCD-4型变压器差动继电器及实验台上的成组保护实验模型图，另外还需要用到实验台上的24V电源及指示灯。
(1) 常规继电器特性实验
常规继电器特性实验的实验方法是：由PC机控制TQWX-III微机型继电保护试验测试仪发出各种电流和电压信号，对各种继电器的特性进行测试。
测试过程中为了方便观察继电器动作信号，利用实验台上的24V电源及指示灯构成信号指示回路。
常规继电器特性实验原理图如图2-1-1。
常规
继电器
A K 电流电压信号
测试仪一对开入端子
TQWX-III微机型继电保护试验测试仪
PC机
串口
24V+24V-
电流电压信号
指示灯
图2-1-1 常规继电器实验方式构成原理图
(2) 成组继电保护实验
成组继电保护实验的实验方法是：将多个继电器连接构成常规成组继电保护，从实验台的成组保护实验模型图上取信号进行实验。
以电流电压联锁速断保护实验为例，实验原理图如图2-1-2。
实验前注意：
由于本章实验需要用到TQWX-III微机型继电保护试验测试仪，在实验前请仔细阅读以下参考文档：
《TQWX-III微机型继电保护试验测试仪用户手册》
《电力网信号源控制系统使用说明书》
电流
继电器
I In
电压继电器
U Un
中间继电器U
Un
3TA
In
24V-
1TV
Ia 24V+
Ub
Ua
跳闸1QF A
图2-1-2 成组继电保护实验原理图
2.2 DL-31型电流继电器特性实验
2.2.1 实验目的
(1) 了解常规电流继电器的构造及工作原理。
(2) 掌握设置电流继电器动作定值的方法。
(3) 学习TQWX-III微机型继电保护试验测试仪的测试方法，并测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。
2.2.2 实验原理及实验说明
2.2.2.1 实验原理
DL-31型电流继电器用于电机、变压器及输电线的过负荷和短路保护中，作为启动元件。DL-31型电流继电器是电磁式继电器，当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开；当电流降低到0.8倍整定值左右时，继电器返回，动合触点断开，动断触点闭合。
继电器有两组电流线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成并联时，继电器动作电流可以扩大一倍。继电器接线端子见图2-2-1，串联接线方式为：将④、⑥短接，在②、⑧之间加入电流；并联接线方式为：将②、④短接，⑥、⑧短接，在②、⑧之间加入电流。做实验时可任意选择一种接线方式（出厂时电流继电器线圈默认为串联方式）。
图2-2-1 DL-31继电器接线端子
2.2.2.2 实验说明
测试方法：控制测试仪的输出，从小到大动态地改变加入电流继电器中的电流，直至其动作；再减小电流直至其返回，测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。
方法：将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试：开始实验后测试仪自动按设定步长增加发出的电流，直至电流继电器动作；再自动按所设定的步长减小电流，直至电流继电器返回。
2.2.3 实验内容
2.2.
3.1 实验接线
如图2-2-2所示，将测试仪产生的任意一相电流信号（如
I）与电流继电器的电流输入端子I，
a
n I 连接，继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上（注意接线柱的颜色要相同，图中
将继电器动作接点连接到开关量输入1上）。
I
In
In
Ia 电流
继电器测试仪
电流输出
开关量输入
1
图2-2-2电流继电器特性测试实验接线图
如果需要继电器动作时有灯光指示，按图2-2-3接线即可。
I
In
In
Ia +
电流继电器测试仪
电流输出
开关量输入
1
Un
中间继电器U
24V+
24GND
A
K
图2-2-3 电流继电器特性测试实验带指示灯接线图
2.2.
3.2 整定值设置
打开电流继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电流继电器的整定值，首先设置电流继电器整定值为3.5A 。 2.2.3.3 实验步骤
(1)测试继电器的动作值及返回值
a. 打开测试仪电源，在PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件(如图2-2-4) 。进入“通用继电器动作特性测试”模块(如图2-2-5)，进入设置界面（如图2-2-6）
图2-2-4 图2-2-5
图2-2-6 继电器特性通用测试界面
b. 在“输出参数”区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。
注意：因当前变量变化步长为正数，当前变量
I的起始值应小于设置的电流继电器动作定值，
a
终值应大于定值。建议未连线的信号有效值设为0。
c. 如图2-2-6界面的“控制操作”区选择“程控”方式。
d. 设置程控方式下的控制参数变量。“变量设置”，“开关量设置”和“程控设置”。如图2-2-7 变量设置界面, 图2-2-8开关量设置界面，图2-2-9 程控设置界面
其中“当前变量“即：实验过程中按设置规律动态变化的量，测试仪产生的其余电气量在实验过程中均保持不变。本实验中需要动态改变加入到继电器中的电流，因此把当前变量设为“
I幅值”
a
（图2-2-2中示例接入电流继电器的量为A相电流，如果接入继电器的电流为其他相电流，当前变量设为相应的电流幅值）；变量的变化步长直接影响测试精度，为提高精度，可设为0.05A。
开关量的设置：继电器出口接到测试仪的“开入量输入接口”序号，如果实际接线按图2-2-2
连接，则应选择“接点”1。
注意：如果整定值和动作值不符，则需要对电流继电器进行校验，方法：将针摆上的小螺钉左右移动，以使动作值和整定值相符合。
如果整定值和动作值相差较大，则需要确认测试仪产生的信号是否正确，方法：断开电流继电器电流输入回路，用万用表测量测试仪产生的电流大小，如果数值不正确，重新调整通道系数即可（详细操作方法参见《TQWX-III微机型继电保护试验测试仪用户手册》）。
图2-2-7 变量设置界面图2-2-8开关量设置界面
图2-2-9程控设置界面
e. 变化范围”：可界定当前设定变量变化的起点和终点，注意变化范围应能覆盖继电器的动作值和返回值。
“步长时间”：变量按其步长变化时，每一步大小的保持时间。一般地，每步时间的设置应大于继电器的动作（或返回）时间。建议不要低于0.5s。
f. 本实验中因需要测试电流继电器的动作值和返回值，应设置为“动作返回”,确保测试仪测得电流继电器动作获取动作值后，减小产生的电流从而使继电器返回，再得到返回值。
g. 点击“开始试验”,测得电流继电器的动作值，返回值，返回系数。
h. 不改变继电器整定值，在变量设置界面，改变步长（如图2-2-7），重复试验，测四组数据，分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值，并计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差＝[最小动作值－整定值] / 整定值×100%
变差＝[最大动作值－最小动作值] / 四次动作平均值×100%
返回系数＝返回平均值 / 动作平均值
将测试和计算结果填入表2-2-1
i. 改变电流继电器的整定值为4.5A，再次测继电器的动作值、返回值和返回系数，与表2-2-1结
果比较后填入表2-2-2。
表2-2-1模拟式电流继电器动作值、返回值和返回系数实验数据（整定值设为3.5A）
动作值(A) 返回值(A) 返回系数
1
2
3
4
平均值(A) /
误差(%)
变差(%)
返回系数
表2-2-2模拟式电流继电器返回系数测试数据
整定值(A) 返回系数
1 3.5
2 4.5
2.2.4 思考题
(1) 电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关？
(2) 什么是电流继电器的返回系数？返回系数的高低对电流保护的整定有何影响？
2.3 DY-36型电压继电器特性实验
2.3.1 实验目的
(1) 了解常规电压继电器的构造及工作原理。 (2) 掌握设置电压继电器动作定值的方法。
(3) 测试DY-36型电压继电器的动作值、返回值和返回系数。
2.3.2 实验原理及实验说明
2.3.2.1 实验原理
DY-36型电压继电器用于继电保护线路中，作为低电压闭锁的动作元件。DY-36型电压继电器是电磁式电压继电器，当加入继电器的电压降低到整定电压时，继电器动作，动断触点（又称常闭触点，即：错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。端子）闭合，动合触点（又称常开触点，即：①、③端子）断开；当加入继电器的电压超过整定电压时，继电器动合触点闭合，动断触点断开。如果利用电压继电器的动断触点控制断路器，则继电器工作在低电压方式；如果利用电压继电器的动合触点控制断路器，则继电器工作在过电压方式。继电器接线端子见图2-3-1。
图2-3-1 DY-36电压继电器接线端子
继电器有两组电压线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成串联时，继电器动作电压可以扩大一倍，并联和串联接法可查看继电器表面接线说明（出厂时电压继电器线圈默认为并联方式）。 2.3.2.1 实验说明
本实验测试电压继电器在两种工作方式（低电压及过电压）下的动作特性。
测试方法：控制测试仪的输出，动态地改变加入电压继电器中的电压，测试电压继电器的动作值、返回值和返回系数。可采用自动测试方法，也可采用手动测试方法。
2.3.3 实验内容
2.3.3.1 实验接线
如图2-3-2所示，将测试仪产生的任意一相电压信号（如a U ）、n U 与电压继电器的电压输入端子U ，n U 连接，继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上。
U
Un
Un Ua 电压继电器测试仪
电压输出
开关量输入
1
图2-3-2 电压继电器特性实验接线图
如果需要继电器动作时有灯光指示，按图2-3-3接线即可。
U
Un
Un
Ua +
电压继电器测试仪
电压输出
开关量输入
1
Un
中间继电器U
24V+
24GND
A
K
图2-3-3电压继电器特性实验带指示灯接线图
2.3.3.2 整定值设置
打开电压继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电压继电器整定值，首先设置电压继电器整定值为50V 。 2.3.3.3 特性测试
(1) 过电压工作方式下动作特性实验。 测试过电压继电器的动作值及返回值。
a. 按照图2-3-2的方法进行实验接线，注意应连接继电器的常开触点。
b. 打开测试仪电源，在PC机上运行“继电保护特性测试系统”软件(如图2-3-4)
，进入“通用继电器动作特性测试”模块（如图2-3-5），进入设置界面（如图2-3-6）
图2-3-4图2-3-5
图2-3-6继电器特性通用测试界面
c. 在“输出参数”区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。
U的起始值应小于设置的电压继电器动作定值，终值应大于定注意：因当前变量变化步长为正数，当前变量a
值。建议未连线的信号有效值设为0。
d. 如图2-3-6界面的“控制操作”区选择“程控”方式。
设置程控方式下的控制参数变量。“变量设置”，“开关量设置”和“程控设置”。如图2-3-7
变量设置界面, 图2-3-8开关量设置界面，图2-3-9程控设置界面
注意“当前变量”应设置为“
U幅值”。
a
图2-3-7变量设置界面图2-3-8开关量设置界面
图2-3-9程控设置界面
e. 变化范围”：可界定当前设定变量变化的起点和终点，注意变化范围应能覆盖继电器的动作值和返回值。
“步长时间”：变量按其步长变化时，每一步大小的保持时间。一般地，每步时间的设置应大于继电器的动作（或返回）时间。建议不要低于0.5s。
f. 本实验中因需要测试电压继电器的动作值和返回值，应设置为“动作返回”
g. 不改变电压继电器的整定值，改变步长，重复试验，测三组数据将结果填入表2-3-1。
表2-3-1模拟式过电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据（整定值设为50V）
动作值(V) 返回值(V) 返回系数
1
2
3
平均值(V) /
误差(%)
变差(%)
返回系数
(2) 低电压工作方式下动作特性实验
测试低电压继电器的动作值及返回值。
a. 打开电压继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电压继电器整定值，首先设置电压继电器整定值为50V。按照图2-3-10进行实验接线，注意应连接继电器的常闭触点。
U
Un
Un
Ua +
电压继电器测试仪
电压输出
开关量输入
1
Un
中间继电器U
24V+
24GND
A K
图2-3-10电压继电器低电压特性实验接线
b. 测试方法：
测试仪未发出信号前，电压继电器输入电压为0，继电器常闭接点合上，指示灯亮。
测试仪的A 相电压初值设置为55V ，步长设为–0.5V ，点“开始试验”，继电器常闭接点打开（即指示灯灭），直至继电器动作，信号灯亮。记录此时的电压，即继电器的动作电压。电压继电器动作后，继电器返回，信号灯灭。记录此时的电压，即继电器的返回电压。
c. 不改变电压继电器的整定值，改变步长，重复试验，测三组数据,将结果填入表2-3-2。
表2-3-2模拟式低电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据
动作值(V)
返回值(V)
返回系数
1 2 3 平均值(V)
误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(V)
50 2.3.4 思考题
(1) 电磁型电压继电器的动作电压与哪些因素有关？
(2) 什么是电压继电器的返回系数？返回系数的高低对电压元件的整定有何影响？ (3) 低电压与过电压返回系数有什么差别？并说明原因？
2.4 LG-11型功率方向继电器特性实验
2.4.1 实验目的
(1) 了解常规功率方向继电器的工作原理。
(2) 掌握功率方向继电器的动作特性试验方法。
(3) 测试LG-11型功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围。
(4) 测试LG-11功率方向继电器的角度特性和伏安特性，考虑出现“电压死区”的原因。
(5) 研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。
2.4.2 实验原理及实验说明
2.4.2.1 实验原理
LG-11型功率方向继电器是一种反映所接入的电流和电压之间的相位关系的继电器。当电流和电压之间的相位差为锐角时，继电器的动作转矩为正，使继电器动作，控制接点闭合，继电器跳闸；当电流和电压之间的相位差为钝角时，继电器的动作转矩为负，继电器不动作，从而达到判别相位的要求。
功率方向继电器根据其原理可分为感应型、整流型、晶体管型。本实验采用LG-11整流型功率方向继电器，它一般用于相间短路保护。这种继电器是根据绝对值比较原理构成的，由电压形成回路、比较回路和执行元件三部分组成，如图2-4-1。
图2-4-1 LG-11型功率方向继电器原理接线图
图中整流桥BZ1所加的交流电压为
?
?
?
?
+r
i
r
u
I
K
U
K，称为工作电压；整流桥BZ2所加的交流电压
为
?
?
?
?
-r
i
r
u
I
K
U
K，称为制动电压。其中r U、r I分别为加入功率方向继电器的电压和电流；u K为电压
变换器YB的匝比；
i
K为电抗变压器DKB的模拟电抗。JJ为极化继电器。当电流从JJ的“*”端流入时，JJ动作；反之JJ不动作。因此LG-11整流型功率方向继电器的动作条件是工作电压大于制动电
变电站综合自动化系统
该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。 系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站，通过系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标，提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能，在提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能等方面发挥了重要作用。 变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。 1.站控层：包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，站控层设备采用100M工业以太网连接，根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。 2.通信层：主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成，根据不同的厂站规模和用户需求，可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、
光纤环网等不同的组网模式，系统开放性好，组网灵活。 3.间隔层：以一次设备为对象，采用单元式配置，根据厂站规模和用户需求，可选择采用保护测控一体化设备，或者选择采用保护和测控相互独立的设备。各单元独立性强，系统组态灵活，具有高可靠性、高扩展性。装置维护简单方便。 变电站综合自动化系统拥有如下优点： 1、完整的变电站自动化系统解决方案，以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统; 2、系统扩展方便、功能灵活，满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求; 3、面向变电站的整体设计，将保护、测量、控制、通讯融为一体，全方位思维，大大减少了用户现场的调试量; 4、采用先进的现场总线通信方式，标准的IEC60870-5-103通讯规约，大大提高了通讯速率及系统的可靠性; 5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置，直接安装于开关柜上，既相对独立，又节省投资; 6、间隔层采用32位DSP技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证; 7、继电保护功能独立，完全不依赖于通讯网，仅通过通信层交换信息; 8、友好的人机界面，全汉化菜单操作，使用户操作更简单。
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
变电站综合自动化原理及应用
变电站综合自动化原理及应用 发表时间：2019-03-12T16:06:17.150Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：韩祥[导读] 摘要：近年来，我国的社会经济建设取得了不断的发展与进步，与经济建设密切相关的电力建设也在突飞猛进。 (国网山东省电力公司莱芜供电公司山东莱芜 271100) 摘要：近年来，我国的社会经济建设取得了不断的发展与进步，与经济建设密切相关的电力建设也在突飞猛进。变电站是电力企业的重要组成部分，其自动化水平也在同步提升，在变电站中应用综合自动化系统已经成为电力发展的必然趋势和方向。本文主要分析该系统的结构、功能、实际应用和未来发展，希望能起到抛砖引玉的作用。 关键词：变电站；综合自动化；自动化系统；原理 当前，科学技术作为第一生产力已经成为人们的共识。在电力行业当中，科学技术的作用越发重要，变电站中应用综合自动化系统（以下简称为“该系统”），可以将多种先进技术进行重新组合和优化设计，以自动状态完成原本由人工完成的监、测、量及控制协调等功能，不但效率高，而且，具备极高的准确率，其优势越来越明显，对加快电力行业发展发挥了重要作用。 1.该系统的主要结构 科学技术的快速发展，直接影响着我们生产生活方式。在电力发展方面，“该系统”与其他技术（主要是指网络信息、集成电路及通讯三种技术）的发展是相辅相承和密不可分的。从该系统整个发展历程来说，其结构包括以下几种： 1.1“集中式”。该结构的“自动化系统”主要是针对性对处理和计算各类信息（如：模拟量、开关量和脉冲量）并将得到的数据输入计算机中，达到自动化监护和保护的目的。它需要多台计算机以多重集中式结构来完成这些功能，并以通讯或监控实现彼此间联系，再以设置主机形式管理实现集中化管理和控制所有计算机。这些计算机分配是以其功能为目标进行分配的。其优点在于占用面积小，资金会相对节约，同时子结构间的联系也相对紧密且逐渐加强。它主要要求系统具有较强的监控功能，同时，在系统处理及扩展方面，会存在一定困难。 1.2“分布式”。该结构的系统，主要特征是把全部自动化功能向多台计算机分摊，其优势在于可避免因功能的过度集中给系统带来负担，可有效提高系统处理效率。而且，各台计算机之间并不会受到互相影响，即便是一台计算机出现功能性障碍，其他计算机也会正常工作。该结构的系统与集中式相比，主要缺点在于占用面积相对大且投资高。但各子部分存在独立性，可独立运行，但在信息整合方面存在部分缺陷。同时，由于其功能的独立性，也使其扩展性得到提高，有益于每个部分具有更高的提高和发展空间，使该系统整体水平得到提高。 1.3“分层式”。顾名思义，我们可以知道，该结构是将变电站实行分层次设计，顺序自上至下分别是：1、间隔层；2、站控层；3、通信层。该结构的自动化系统，将相关部分（1、数据监控；2、数据采集；3、数据保护）进行有序组合并在开关柜上固定。该结构，其好处十分明显，主要表现在：可使整个系统的层次更加分明，实现复杂功能区分的简单化，有利于工作人员、特别是新承担任务的工作人员能够“按图索骥”快速进入工作状态。它与集中式结构相比，主要特点在于以下方面。一是当变电站有二次设备配置上的要求时，可明显节约电缆长度，节约成本和便于维修，更具人文性。二是系统上延展性更强。由于各部分间是分离的，其层次感更加明显，操作更方便，同时也便于各部分独立扩展并不会因此影响其他功能。三是进一步提高了可靠性和连续性。由于各部分间是独立的，不会因某部分发生故障而影响到其他部分，还可有效提高系统的连续性，这两个优势十分重要。 2.该系统的主要功能 该系统具有的优越功能，使其在一经投入运行之后，就得到了电力行业的普遍认可。其主要具有以下几种重要功能。 2.1具有“微机保护”功能。该功能从其实际而言，主要是保护变电站相关设备。其内容广泛，主要包括变电站以下内容：1、线路保护；2、变压器保护；3、自动重合闸等。当被保护对象出现异常故障时，系统可通过监控系统，将故障部位、状况及其判断出的原因及时传至控制主机，为工作人员提供依据并及时采取应对措施。 2.2具有“数据采集和处理”功能。这两项功能在自动控制化系统当中，是一个非常重要的组成部分，其地位十分重要。从其组成来说，包括了三个部分：1、状态量采集；2、脉冲量采集；3、模拟量采集。以状态量采集为例，其内容主要包括：1、分接头型号；2、设备投用；3、事故跳闸信号等。在进行脉冲量采集时，计数器为常用工具，该检测结果可有效检测电能。而模拟量采集，其内容则包括：1、线路电压；2、有功功率3、频率；4、相位等。 3.具有“事件记录”及“故障录波测距”功能 对系统进行事件记录，其内容主要包括“开关跳”的记录和“保护动作序列”的记录。“故障录波测距”，则包括“分散型”和“集中型”两种方式。前者进行测距和记录是以微机保护装置为依托，可通过转化数字信号方式，使该数据以监控装置为桥梁，向计算机输入并进行深入化分析和储存。后者则是以“专用录渡器”为手段，并可通过监控系统加以控制，并具有排除故障更省时和省力的优势。 4.结语 综合以上所述，加快变电站发展，对加快电力行业发展作用十分重要。它可以有效提高电力供应的连续性，与社会生产生活密切相关。在国民经济实现快速增长的大背景下，传统的变电站由于效率低、故障率高，已经无法满足现代电力系统管理的新模式。在变电站中引入综合自动化系统，可以有效提高安全稳定运行水平、大幅度降低各种运行维护成本、提高电力企业的经济效益、使用户获得更高质量的服务。因此，在变电站中应用综合自动控制化系统，其具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。因此，我们应在深入了解和掌握该系统的原理内容基础上，不断加快相关人员业务联系素质的培养，以切实提高供电系统的安全性、可靠性和经济性，更好地促进我国经济社会的发展。 参考文献： [1]潘勇斌，杨绍远，申狄秋.传统集中控制方式超高压变电站综合自动化改造的设计与实施[J].科技资讯，2008（05）. [2]康登科，王福忠，张洪涛.变电站综合自动化系统应用中存在的问题与解决措施[J].科技创新导报，2010（30）. [3]黄平，张闽军，某变电站综合自动化系统设计研究[J]，中国市场，2010（28） [4]史波健，李月侠，变电站自动化及智能化发展方式展望[J]，科技与企业，2011（12）
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。
分析智能变电站自动化系统调试常见问题及解决方式
分析智能变电站自动化系统调试常见问题及解决方式 近年来，在社会生产的带动下，电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展。完善的自动化系统是智能变电站实现信息化、自动化、互动化的关键。本文通过对变电站综合自动化系统的介绍，分析了变电站自动化系统的主要功能，以及变电站自动化系统中常用的通信方式，分析了远程电能量数据终端（ERTU）调试策略以及电压无功综合自动控制系统调试策略，最后提出了自动化调试策略的应用，对实际调试工作有很强的指导作用。 标签：智能变电站、自动化系统调试、常见问题 一、智能变电站的特点 智能变电站作为智能电网的重要组成部分，为电网的安全稳定运行提供了实时运行数据，为电网的智能调节提供了重要的技术支持。与常规变电站相比，智能变电站用大量的光缆取代了电缆传递实时数据，数字采样方式代替了传统的模拟采样方式，数据的可靠性和抗干扰性大幅提高，二次接线也大幅简化。 二、智能变电站自动化系统主要功能 1 微机的保护功能，主要体现在对母线的保护、一次或多次重合闸功能、保护电容器、保护变压器等。 2 设置一些远方的整定的保定值，该功能具体指可以针对保护装置设置能够提供保护的定值，以便设备在必要时能够根据实际情况进行实时切换。 3 操作与控制的主要功能在于能够对变压器的分接头实施调控，并同时能够对隔离的开关的合与分实施控制。 4 电容器的自动调换、电压的自动调控以及备用电源的自动投入功能，这一功能的具备，可以实现电容器自动切换通过电压和功率因子的自动变压器。一旦主电源发生故障不能持续供电，将自动投入事先准备好的备用电源。 5 数据统计以及记录。可以将整点数据日报表、每日峰值以及谷值、输电线的功率、电压等数据及时地记录下来，尤其是一些脉冲量、状态量和数字量等，在对数据结果进行处理后，送往监控系统的调控中心，以对数据实施操作控制并对存现问题的结果进行修改，最后归档。 三、智能变电站自动化系统调试常见问题 智能变电站作为智能电网的重要组成部分，在电力传输中发挥着突出的作用，但是从其实际运行来看，其自动化系统会时常发生调试异常问题，该问题困扰智能变电站的具体运行，所以做好分析意义显著。
变电站综合自动化概述(精)
变电站综合自动化概述 摘要 :本文简要介绍了变电站的组成、工作原理及作用,变电站综合自动化系统的结构模式和基本功能,进一步叙述了变电站综合自动化系统的特点以及存在的问题,提出了变电站综合自动化基本概念,并变电站自动化的发展前景进行分析。 关键词 :变电站变电站综合自动化系统 1. 概述 电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。 变电站综合自动化系统是利用计算机系统、网络、数据库现代通讯技术等将变电站的二次设备(包括控制、测量、保护、自动装置等 ,经过功能组合和优化设计,对变电站实行自动监控,测量和协调来提高变电站的运行效率和稳定性。他完全取代了常规的监控仪表,中央信息系统,变送器及常规远动装置。不仅提高了变电站的可控性,而且由于采用了无人值班的管理模式,更有效地提升了劳动生产率,减少了人为误操作的可能,最大程度提高了变电站的可靠性和经济性。 2. 变电站 变电站 (Substation改变电压的场所。是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点。 2.1 变电站组成 变电站主要是有设备及安装工程、建筑工程(土建、其他项目工程等。设备及安装工程包括两部分 :既一次部分(设备、二次部分(设备。
变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站的设备有变压器、开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。 2.2 变电站工作原理 变压器是变电站的主要设备, 分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。 电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为 l00V , 电流互感器二次电流为 5A 或 1A 。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路 , 请注意 :绝不能让其开路, 否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国, 220kV 以 上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关, 送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力, 一般与高压熔断丝配合用于 10kV 及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 2.3 变电站作用
变电站综合自动化系统设计方案
变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品也越来越多，国内具有代表性的公司和产品有：北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有：瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备（包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等）以互联的方式与主机实现数据交换与处理，从而构成一种服务于电网安全与监测控制，全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500，COM500作为前置机，它是整个系统数据采集的核心，MicroSCADA用于后台监控；间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品，远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。
变电站综合自动化系统的组成和主要功能
变电站综合自动化系统的组成和主要功能； 系统概述； 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；
该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。
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。
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。
变电站综合自动化系统的通信技术
变电站综合自动化结业论文变电站综合自动化系统通信 系部：电力工程系 班级：供用电12-4 姓名：豆鹏程 学号：2012231026
【摘要】 变电站综合自动化功能的实现，离不开站内工作可靠、灵活性好、易于扩展的通信网络，以来满足各种信息的传送要求。在变电站综合自动化系统中，通信网络是一个重要的环节。本文对通信网络的要求和组成、信息的传输和交换及通信的功能作了有详细的介绍。 【关键字】 变电站综合自动化系统；信息传输；数据通信
变电站综合自动化系统的通信 引言 变电站综合自动化系统实质上是由多台微机组成的分层分布式的控制系统，包括监控、继电器保护、电能质量自动控制系统等多个子系统。在各个子系统中，往往又由多个智能模块组成，例如微机保护子系统中，有变压器保护、电容器保护和各种线路保护等。因此在综合自动化系统内部，必须通过内部数据通信，实现各子系统内部和各子系统间信息交换和实现信息共享，以减少变电站二次设备的重复配置和简化各子系统间的互连，提高整体的安全性。[2、5] 另一方面，变电站是电力系统中电能传输、交换、分配的重要环节，它集中了变压器、开关、无功补偿等昂贵设备。因此，对变电站综合自动化系统的可靠性、抗干扰能力、工作灵活性和可扩展性的要求很高，尤其是无人值班变电站。综合自动化系统中各环节的故障信息要及时上报控制中心，同时也要能接受和执行控制中心下达的各种操作和调控命令。[2] 因此，变电站综合自动化系统的数据通信包括两方面的内容：一是综合自动化系统内部各子系统或各种功能模块间的信息交换；而是变电站与控制中心的通信。 一、变电站内的信息传输[2、3、5] 现场的综合自动化系统一般都是分层分布式结构，传输的信息有以下几种： （一）现场一次设备与间隔层间的信息传输 间隔层设备大多需从现场一次设备的电压和电流互感器采集正常情况和事故情况下的电压值和电流值，采集设备的状态信息和故障诊断信息，这些信息主要是：断路器、隔离开关位置、变压器的分接头位置、变压器、互感器、避雷针的诊断信息以及断路器操作信息。 （二）间隔层的信息交换
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
变电站自动化系统调试方案
变电站监控系统调试方案 批准： 审核： 编制： 正泰电气股份有限公司 海南矿业110kV铁矿变电站工程 2014年7月13日
目录 1. 工程概况及适用范围 (1) 2. 编写依据 (1) 3. 作业流程 (2) 5. 作业方法 (3) 6. 安健环控制措施 (7) 7. 质量控制措施及检验标准 (8)
1. 工程概况及适用范围 本作业指导书适应于变电工程监控系统调试作业。 2. 编写依据
3. 作业流程 3.1 作业（工序）流程图 4. 作业准备
5. 作业方法 5.1开始 5.1.1检查屏柜安装完毕，符合试验条件。 5.1.2检查工作票完善，工作安全措施完善，二次措施单编写内因符合作业安全标准。 5.1.3试验人员符合要求，熟悉相关资料和技术要求。 5.2通电前检查： 5.2.1核对各屏柜配置的连片、压板、端子号、回路标注等，必须符合图纸要求。 5.2.2核对保护装置的硬件配置、标注及接线等，必须符合图纸要求。 5.2.3保护装置各插件上的元器件的外观质量、焊接质量应良好，所有芯片应插紧，型号正确, 芯片放置位置正确。 5.2.4检查保护装置的背板接线有无断线、短路和焊接不良等现象，并检查背板上抗干扰元件的焊接、连线和元器件外观是否良好。 5.2.5检查试验设备是否符合要求，试验设备是否完好。 5,2,6检查回路接线是否正确。 5.2.7检查保护装置电压是否与实际接入电压相符。 5.2.8检查保护装置所配模块与实际配置的PT、CT相符合。
5.2.9保护屏接地是否符合要求。 5.3绝缘检查 5.3.1分组回路绝缘检查：将装置CPU插件拔出，在屏柜端子排处分别短接交流电压回路，交流电流回路、操作回路、信号回路端子；用1000V兆欧表轮流测量以上各组短接端子间及各组对地绝缘。其阻值应大于10MΩ。 5.3.2整组回路绝缘检查：将各分组回路短接，用1000V兆欧表测量整组回路对地绝缘。其阻值应大于1MΩ。 5.4通电检查 5.4.1核对屏柜元件配置是否与设计图纸和技术规范相符。 5.4.2检查保护装置版本信息经厂家确认满足设计要求。 5.4.3按键检查：检查装置各按键，操作正常。 5.4.4装置自检正确，无异常报警信号。 5.4.5打印机与保护装置的联机试验：进行本项试验之前，打印机应进行通电自检。 5.5单机校验 5.5.1零漂检查 进行零漂检查时，应对电压端子短接,电流回路断开防止感应引起误差，应在装置上电10min以后，零漂值要求在一段时间（几分钟）内保持在规定范围内；电流回路零漂在-0.05~+0.05A范围内(额定值为5A)，电压回路在0.05V以内。 5.5.2通道采样及线性度检查 在各模拟量通道分别按规范加量，装置采样应正确，同时加入三相对称电流、三相对称电压，查看装置采样，检查电流、电压相角正常。功率显示正确。 5.5.3 时钟的整定与核对检查：调整时间，装置正常，GPS对时已完善，核对各装置时间显示一致，并与后台计算机显示相符。 5.5.4装置自检正确，无异常报警信号。 5.5.5遥信输入检查：短接开关量输入正电源和各开关量输入端子，对照图纸和说明书，核对开关量名称，装置显示屏显示各开关量名称与实际一致。 5.5.6遥控、遥调接点检查：在监控装置模拟遥控、遥调信号，用万用表测量各输出接点正确。 5.5.7监控系统同期功能检查：分别按检同期、检无压和不检方式进行模拟调试，在检同期方式下输入母线电压和线路电压，分别改变两电压间的相角、幅值、频率使之
变电站综合自动化的基本概念及发展过程
变电站综合自动化的基本概念及发展过程 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 一、发展变电站综合自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调下，电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求： (1)检测电网故障，尽快隔离故障部分。 (2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。 (3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。 (4)实现当地后备控制和紧急控制。 (5)确保通信要求。 因此，要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。 传统变电站中，其自动化系统存在诸多缺点，难以满足上述要求。例如： (1)传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。 (2)二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。 (3)由于上述两个原因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。 (4)远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。 (5)电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自
电气工程及自动化专业实验室建设方
电气工程及自动化专业实验室建设方案 结合电气工程及自动化专业的培养目标，建设3个实验室。包括：工厂供配电实验室、变电站综合自动化实验室和变配电所值班电工技能培训实验室。其中工厂供配电实验室已建设完成，拟建设变电站综合自动化实验室和变配电所值班电工技能培训实训室。 1.变电站综合自动化实验室 1.1必要性及可行性 变电站综合自动化实验室是根据《电力系统远动》、《电力系统远动及调度自动化》、《电网监控与调度自动化》、《变电站综合自动化原理及应用》、《电力系统继电保护》、《微机型继电保护》、《发电厂及变电站的二次回路》、《电力系统自动化》、《电力系统自动装置原理》等课程的实验教学内容，并结合工业实际应用和发展而设置的综合性实验平台。 实验装置拟采用天煌教仪生产的“THLBD-1型变电站综合自动化实验系统”（单价：543000），该系统全部采用微机型继电保护装置和测控装置，能上传数据，接受监控主机命令，完全满足“四遥”功能和远动的要求。该平台主要由一次系统模拟操作屏、微机保护柜、自动装置柜、监控主站组成；间隔层集中组屏。可用于电气、电力系统、供配电等专业相关课程的教学实验，又可作为各校相关课程毕业设计和科研的软件和硬件平台。 1.2实验项目 实验室建成后能进行的实验项目包括： 1)线路保护类 (1)模拟系统正常﹑最大﹑最小运行方式(10)电流电压连锁保护 (2)模拟系统短路(11)反时限保护实验
(3)保护装置静态试验(12)阶段式过电流保护与自动重合闸前加速(4)微机保护装置基本功能试验(13)阶段式过电流保护与自动重合闸后加速(5)微机定时限过电流保护(14)功率方向过电流保护 (6)微机无时限电流速断保护(15)零序电流保护 (7)微机带时限电流速断保护(16)过负荷保护 (8)阶段式电流保护(17)低压减载 (9)运行方式对保护灵敏度的影响及灵敏度校验 2)线路设计性实验（自行设计、接线、动作试验） （1）电流电压连锁速断保护与过电流保护（5）电流电压连锁保护与自动重合闸前加速（2）电流电压连锁速断﹑过电流综合保护（6）电流电压连锁保护与自动重合闸后加速与自动重合闸（7）反时限过电流与自动重合闸前加速保护（3）反时限电流保护与过电流保护（8）反时限过电流与自动重合闸后加速保护（4）反时限过电流综合保护与自动重合闸 3)线路综合保护 （1）110kV线路综合保护（中性点直接接地）（3）10kV线路综合保护（中性点不接地）（2）35kV线路综合保护（中性点通过线圈接地） 4)变压器保护 （1）系统正常运行及不平衡电流的测量（7）三绕组变压器差动保护（2）模拟变压器瓦斯保护（8）Y/Y-12双绕组变压器差动保护（3）变压器的电流速断保护（9）Y/△-11双绕组变压器差动保护（4）微机变压器纵差动保护整定（10）对比率制动特性的研究（5）变压器的二次谐波制动实验（11）双绕组变压器的过电流保护（13）变压器低电压起动过电流保护（16）部分中性点接地运行变压器零序保护（14）变压器复合电压起动过电流保护（17）双绕组变压器的过负荷保护（15）中性点直接接地运行变压器零序保护（18）三绕组组变压器的过负荷保护5)变压器设计性实验（自行设计、接线、动作试验）