《繼電保護原理》
課程設計指導手冊
蘭州交通大學
自動化學院電氣工程系
2010-2-14
繼電保護原理課程設計
學院：自動化學院適用專業：電氣工程及其自動化
課程設計名稱：繼電保護原理課程設計課程** ：
學分數：1學時數：16
一、課程設計目的
本課程設計是學生在學完《電力系統繼電保護原理》課程之後、進行的乙個綜合性的教學實踐環節。通過本課程設計一方面使學生獲得綜合運用學過的知識進行電力變電所、牽引變電所各主要元件的保護設計及整定和保護裝置的選型的基本能力，另一方面能鞏固與擴大學生的電氣綜合設計知識，為畢業設計做準備，為後續課程的學習及今後從事科學研究、工程技術工作打下較堅實的基礎。
通過本課程設計，學生能運用電氣基礎課程中的基本理論和實踐知識，正確地解決電力變電所、牽引變電所的主要元件保護設計等問題。通過對電力變電所或牽引變電所的某一主要裝置的保護設計的計算、整定及保護的具體接線訓練，可以提高學生繼電保護的設計能力，學會使用相關的手冊及圖冊資料：
1．掌握繼電保護保護方案的確定原則，整定計算的一般步驟，了解系統執行方式的確定，保護整定係數的分析與應用，前後級整定配合的基本原則；
2．掌握保護、控制、測量、訊號迴路閱讀和設計基本方法。
3．學習相關保護裝置的選擇和一般的維護。
二、課程設計的要求
學生要按照課程設計指導書的要求，根據題目所給原始引數進行設計。本課程設計的基本步驟是：
1、能根據提供網路以及已知條件，按照部頒繼電保護和自動裝置整定計算的規範進行設計。
2、通過學習應熟悉電力系統繼電保護設計與配置的一般規定；
3、正確理解繼電保護整定計算的基本任務；
4、掌握整定計算的步驟；熟悉主保護、後備保護和輔助保護在電力系統中的應用；
5、對繼電保護基本要求之間，能分別地進行綜合考慮；
6、掌握整定計算對系統執行方式的選擇以及短路型別、短路點的確定；
7、掌握整定係數的分析與應用；掌握整定計算配合的原則。
三、課程設計的主要內容及注意事項
（一）主要內容：
1、保護的配置及選擇；
2、短路電流計算及殘餘電壓的計算（系統執行方式的考慮、短路點的考慮、短路型別的考慮）；
3、保護配合及整定計算；
4、保護原理展開圖的設計；
5、對保護的評價。
（二）注意事項：
１、短路電流及殘餘電壓計算
在決定保護方式前，必須較詳細地計算各短路點短路時，流過有關保護的短路電流和保護安裝處的殘餘電壓 。然後根據計算結果，在滿足「繼電保護和自動裝置技術規程」和題目給定的要求條件下，盡可能採用簡單的保護方式。其計算步驟及注意事項如下。
（1）系統執行方式的考慮
除考慮發電廠發電容量的最大和最小執行方式外，還必須考慮在裝置檢修或故障切除的情況下，發生短路時流過保護裝置的短路電流最大和最小的系統執行方式，以便計算保護的整定值和保護靈敏度。在需採用電流電壓聯鎖速斷保護時，還必須考慮系統的正常執行方式。
（2）短路點的考慮
求不同保護的整定值和靈敏度時，應注意短路點的選擇。若要繪製短路電流、電壓與距離的關係曲線，每一條線路上的短路點至少要取三點，即線路的始端、中點和末端三點。
（3）短路型別的考慮
相間短路保護的整定計算應取系統最大執行方式下三相短路電流，以作動作電流整定之用；而在系統最小執行方式下計算兩相短路電流，以作計算靈敏度之用。 的計算選用三相短路或兩相短路進行計算均可，因為對保護所取的殘餘而言，三相短路和兩相短路的殘餘數值相同。
若採用電流電壓聯鎖速斷保護，系統執行方式應採用正常執行方式下的短路電流和電壓的數值作為整定之用。
（4）短路電流和殘餘電壓列表
為了便於整定計算時查考每一點的短路時保護安裝處的短路電流和殘餘電壓 ，將計算結果列成**。
流過保護安裝處的短路電流應考慮後備保護的計算需要，即列出本線路各短路點短路時流過保護安裝處的短路電流，還要列出相鄰線路各點短路時流過保護安裝處的短路電流。保護安裝處的殘餘電壓列表與短路電流相似。
計算短路電流和殘餘電壓時，用標麼值或用有名值均可，可根據題目的資料，用較簡單的方法計算。電壓一律用平均電壓。
２、保護方式的考慮及整定計算
採用什麼保護方式，主要視其能否滿足規程的要求。能滿足要求時，所採用的保護就可採用；不能滿足要求時，就必須採取措施使其符合要求或改用其他保護方式。
選用保護方式時，首先考慮採用最簡單的保護，以便提高保護的可靠性。當採用簡單保護不能同時滿足選擇性、靈敏性和速動性要求時，則可採用較複雜的保護方式。
選用保護方式時，可先選擇主保護，然後選擇後備保護。通過整定計算，檢驗能否滿足靈敏性和速動性的要求。
當採用的保護不能很好地滿足選擇性或速動性的要求時，允許採用自動重合閘來校正選擇性或加速保護動作。
當靈敏度不能滿足要求時，在滿足速動性的前題下，可考慮利用保護的相繼動作，以提高保護的靈敏性。
在用動作電流、電壓或動作時間能保證選擇性時，不要採用方向元件以簡化保護。
後備保護的動作電流必須配合，要保證較靠近電源的上一元件保護的動作電流大於下一元件保護的動作電流 ，且有一定的裕度，以保證選擇性。
３、繪製保護原理接線圖
要求繪製單線原理接線圖及某一元件保護原理展開圖。
４、說明書
說明書應有下列內容：
（1）題目
（2）保護整定計算結果，計算結果用**列出。必須說明系統執行方式、短路點與短路型別的決定原則或依據，以及計算時考慮的其他因素。
（3）保護方式的選擇及整定計算結果
要求說明選用保護方式的原則，各保護的整定計算條件，並用**列出整定計算結果。整定計算時所採用的公式及各種係數的數值也應列出。
（4）對保護的評價
主要根據「繼電保護和自動裝置技術規程」及題目給定的要求，從選擇性、靈敏性和速動性、可靠性四個方面來評價所採用保護的質量。當某一方面不能滿足要求時，要分析它可能產生的後果，並提出補救措施。
四、考核評估
通過計算、總結報告和學習態度綜合考評，並結合學生的動手能力，獨立分析解決問題的能力和創新精神。成績分優、良、中、及格和不及格五等。
考核標準包括：
1、課程設計的正確性。
2、學生的工作態度、動手能力、創新精神。
3、總結報告。
總成績評定：滿分為100分，總分=第一項成績×50%+第二項成績×20%+第三項成績×30%
90-100分為優秀，80-89分為良好，70-79分為中等，60-69分為及格，60分以下為不及格。
成績單上按優秀、良好、中等、及格和不及格填寫。
五、設計時間安排
本次課程設計安排1周的時間，具體安排如下：
六、課程設計實習題
1、如下圖所示網路，系統引數為：
=115/kv,ω、ω、ω,km、km,,,,線路阻抗0.4ω/km,、,,
試對線路bc、cd、de進行電流保護的設計。
2、 系統接線圖如下圖，發電機以發電機-變壓器組方式接入系統，最大開機方式為4台機全開，最小開機方式為兩側各開1台機，變壓器t5和t6可能2臺也可能1臺執行。引數為：
=115/kv,5ω、ω、～=5ω～=15ω,ω、ω,,,線路阻抗0.4ω/km,、,
試對1、2、3、4進行零序保護的設計。
3、如下圖所示系統中，發電機以發電機-變壓器組方式接入系統，最大開機方式為4台機全開，最小開機方式為兩側各開1台機，變壓器t5和t6可能2臺也可能1臺執行。引數為：
=115/kv,15ω、ω、～=10ω,～=30ω,ω、ω,,,線路阻抗0.4ω/km,線路阻抗角均為，,負荷功率因數角為，變壓器均裝有快速差動保護。
試對1、2、3、4進行距離保護的設計。
4、 一台雙繞組降壓變壓器的容量為15mva，電壓比為35±2×2.5%/6.6kv，y，d11接線；採用bch-2型繼電器。
求差動保護的動作電流。已知：6.
6kv外部短路的最大三相短路電流為9420a；35kv側電流互感器變比為600/5，35kv側電流互感器變比為1500/5；可靠係數取。
試對變壓器進行相關保護的設計。
5、如下圖所示網路，系統引數為：
=115/kv,ω、ω、ω,km、km,,,,線路阻抗0.4ω/km,、,,
試對線路l1、l2、l3進行距離保護的設計。
6、一台雙繞組牽引變壓器的容量為15mva，電壓比為110±2×2.5%/27.5kv，y，d11接線；已知：
27.5kv外部短路的最大短路電流為2400a、最小短路電流為2000a，110kv側電流互感器變比為300/5，27.5kv側電流互感器變比為900/5；可靠係數取。
試對牽引變壓器進行相關保護的設計。
7、某牽引變電所採用直接供電方式向複線區段供電，牽引變壓器型別為110/27.5kv，三相平衡接線，兩供電臂電流歸算到27.5kv側電流如下表所示。
繼電保護課程設計指導
第3章課程設計題目 3.1 相間保護整定計算 110k 單電源環形網路相間短路保護整定計算進行步驟 短路電流及殘餘電壓計算 考慮到35 110k 單電源環形網路相間短路保護可能採用帶方向或不帶方向的電流電壓保護，因此在決定保護方式前，必須較詳細地計算各短路點短路時，流過有關保護的短路電流和保護安裝處...
繼電保護課程設計
目錄第1章課程設計任務書2 1 繼電保護課程設計的目的和要求2 2 總體設計內容2 3 電氣一次部分設計的基本情況2 4 設計成果3 5 一次接線示意圖3 6 本組設計內容7 7 參考文獻7 第2章保護及裝置的配置 出口方案8 1 線路保護的配置原則8 2 本變電站的保護的配置10 3 線路保護的出...
電力系統繼電保護課程設計報告
2012 2013學年第一學期 題目 100mw發電機組繼電保護自動裝置的整定計算 系別電子與電氣工程系 專業電氣工程及其自動化 班級 0920325 學號 092032512 姓名指導教師黃新 完成時間 2012.11.26 評定成績 目錄第一章緒論 1 1.1繼電保繼電保護概述 1 1.2 課程...