課程設計報告
( 2014—2023年度第一學期)
名稱： 繼電保護整定計算
院系： 電氣與電子工程學院
班級學號
學生姓名
指導教師
設計週數： 兩周
成績日期： 2023年 12月29日
一、課程設計(綜合實驗)的目的與要求
1.課程設計的目的
1)鞏固《電力系統繼電保護原理》課程的理論知識，掌握運用所學知識分析和解決生產實際問題的能力。
2)通過對國家行業頒布的有關技術規程、規範和標準學習，建立正確的設計思想，理解我國現行的技術政策。
3)初步掌握繼電保護設計的內容、步驟和方法。
4)提高計算、製圖和編寫技術檔案的技能。
2.對課程設計的要求
1)理論聯絡實際。對書本理論知識的運用和對規程、規範的執行必須考慮到任務書所規定的實際情況，切忌機械地搬套。
2)獨立思考。在課程設計過程中，既要盡可能參考有關資料和主動爭取教師的指導，也可以在同學之間展開討論，但必須堅持獨立思考，獨自完成設計成果。
3)認真細緻。在課程設計中應養成認真細緻的工作作風，克服馬虎潦草不負責的弊病，為今後的工作崗位上擔當建設任務打好基礎。
4)按照任務書規定的內容和進度完成。
二、設計（實驗）正文
1. 某一水電站網路如圖1所示。 已知：
（1） 發電機為水輪立式機組，功率因數為0.8、額定電壓6.3kv、次暫態電抗為0.2，負序阻抗為0.24；
（2） 水電站的最大發電容量為2×5000kw，最小發電容量為5000kw，正常執行方式發電容量為2×5000kw；
（3）. 平行線路l1、l2同時執行為正常執行方式；
（4） 變壓器的短路電壓均為10％，接線方式為yd-11，變比為38.5/6.3kv。
（5） 負荷自起動係數為1.3 ；
（6） 保護動作是限級差△t ＝ 0.5s ；
（7） 線路正序電抗每公里均為 0.4 ω，零序電抗為3倍正序電抗；
圖1試求：
（1） 確定水電站發電機、變壓器相間短路主保護、後備保護的配置方式；
答：對於水電站發電機，相間短路保護的主保護採用縱聯差動保護，後備保護應配置低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、負序電流保護和阻抗保護。對於變壓器，相間短路的主保護採用縱聯差動保護，並配置復合電壓啟動的過電流保護或低電壓閉鎖的過電流保護作為後備保護。
（2） 確定6qf斷路器的保護配置方式，計算它們的動作定值、動作時限，並進行靈敏度校驗；
答：系統等值電路的引數標麼值，選取，，各部分等值引數如下：
發電機：
變壓器：
輸電線路：
系統等值阻抗圖如下：
圖26qf斷路器位於線路末端，與無窮大電網連線，執行方式變化大，三段式電流保護僅能配置ⅰ段保護。
電流ⅰ段：按躲過本線路末端發生短路時的最大短路電流整定。
d節點最大短路電流：
動作定值：
電流速斷保護保護範圍校驗：
電流ⅱ段：保護範圍延伸至下級線路，與下級線路電流ι段配。
末端節點最大短路電流：
ⅱ段動作定值：
靈敏性校驗：
相應分析：保護範圍校驗不滿足要求。由於系統執行方式變化大，故一般的電流保護不滿足靈敏性與可靠性的要求，且末端仍有一段線路，故一般配置距離保護。
距離保護ⅰ段：整定阻抗
距離保護ⅱ段：整定阻抗
靈敏度校驗： <1.25
靈敏度不滿足要求
距離保護ⅲ段：按躲過正常執行時的最小負荷阻抗整定
距離保護ⅲ段整定值
距離保護ⅲ段靈敏度校驗：
靈敏度滿足要求，且
（3） 確定平行線路l1、l2的的1qf、3qf相間短路主保護和後備保護，計算它們的動作定值、動作時限，並進行靈敏度校驗；
答：由上，易知系統運**況變化大，一般的電流保護均無法滿足要求，故採用距離保護，而距離保護ⅱ段在雙回線並列執行時線路末端短路時易誤動，故配置距離保護ⅰ段和ⅲ段。以1qf為例，整定計算如下：
距離保護ⅰ段：整定阻抗
距離保護ⅲ段：按躲過正常執行時的最小負荷阻抗整定
距離保護ⅲ段整定值
距離保護ⅲ段靈敏度校驗
靈敏度滿足要求，且ⅲ段動作時間：
3qf的整定計算過程和結果與1qf相同。
（4） 假設平行線路l1、l2兩側配置有三相重合閘，計算三相重合閘裝置的整定值。
答：按最不利情況考慮，本側先跳閘，對側保護延時跳閘
取典型值1s。
（5） 繼電保護6qf的接線圖及展開圖。
答：6qf的接線圖如圖3所示。第i段距離保護由電流繼電器ka1、ka2、中間繼電器km和訊號繼電器ks1組成。
第ii段距離保護由電流繼電器ka3、ka4、時間繼電器kt1及訊號繼電器ks2組成。第iii段距離保護由電流繼電器ka5、ka6、ka7、時間繼電器kt2及訊號繼電器ks3組成。其中，電流繼電器ka7接於a、c兩相電流之和的中性線上，相當於b相繼電器，則第iii段距離保護組成了三相式保護。
圖3展開圖如圖4所示。
圖42.已知一配電網路如圖5所示。已知：
（1） 系統中各變壓器引數如圖所示，忽略變壓器電阻；
（2） 變壓器t1與t2之間的電纜l1引數：
，，,母線la與le之間的電纜l2引數：
，，,。
（3） 變壓器t1、t2引數如圖中所示，其中變壓器t1中性線阻抗z0=20 。
（4） 高壓母線ha以上部分的在10kv電壓等級下系統阻抗為：
，（5） 低壓0.4kv開關cb510下級直接與負荷相連，400a為其額定電流。低壓開關cb504、cb505也是如此。
圖5試求：
（1） 電力系統中各斷路器所配置的電流三段式保護進行定值整定，進行靈敏性校驗；
答：選取基準容量，基準電壓為各段平均電壓。
高壓母線ha以上部分
變壓器t1和t2
電纜線路l1和l2
系統等值阻抗圖6如下：
圖6電流ⅰ段：
cb107 ：
系統最大執行方式下電纜線路l1末端三相短路時
動作電流
保護範圍校驗
cb108：系統最大執行方式下變壓器t2末端三相短路時
動作電流
cb503：系統最大執行方式下電纜線路l2末端三相短路時
動作電流
保護範圍校驗
電流ii段：
cb107 ：動作電流
動作時間
系統最小執行方式下電纜線路l1末端兩相短路時
靈敏度校驗
cb108: 動作電流
動作時間
系統最小執行方式下變壓器t2末端兩相短路時
靈敏度校驗
電流ⅲ段：
cb506：動作電流
動作時間
cb504：動作電流
動作時間
cb505：動作電流
動作時間
cb503： 動作電流
動作時間
cb108：動作電流
動作時間
cb107：動作電流
動作時間
（2） 對系統中所配置的零序電流保護進行定值整定，進行靈敏性校驗；
答：根據系統的中性點接地方式，在cb107上，可配置零序電流保護ⅰ段和ⅲ段，而降壓變壓器後無零序通路，無需配置ii段。
l1線路末端母線發生接地短路故障時，各序阻抗分別為：
在系統最大執行方式下，l1線路末端發生兩相接地短路故障時，零序電流
在系統最大執行方式下，l1線路末端發生單相接地短路故障時，零序電流
零序電流ⅰ段
零序電流ⅲ段按躲過l1線路末端三相短路的最大不平衡電流整定
零序電流ⅲ段按本線路末端單相接地短路校驗靈敏度
靈敏度滿足要求
（3） 對配置繼電保護方案進行評價，如有缺陷提出改進措施。
答：cb107電流ⅰ段在系統最小執行方式下對於相間短路故障不具有足夠的保護範圍，且電流ⅱ段的靈敏係數不滿足要求，應加入低電壓啟動元件，降低動作定值，提高靈敏度，或者採用距離保護來替代電流保護。
零序電流保護作為系統接地短路故障的主保護，由於受到系統中性點接地方式的影響，在上述配電網中，零序電流保護的作用範圍較小，且無法和相鄰的線路或變壓器配合。
3.110kv單電源環形網路如圖7所示。 已知：
（1） 線路ab、bc、ac的最大負荷電流分別為230ａ、150ａ、230ａ，負荷的自起動係數為1.5；
（2） 網路中各線路採用帶方向或不帶方向的電流電壓保護、零序電流保護或距離保護，變壓器採用縱聯差動保護作為主保護，變壓器為ｙd11 接線；
（3） 發電廠的最大發電容量為3×50mw，最小發電容量為1×50mw（2台發變組停運）；
（4） 各變電所引出線上的後備保護動作時間如圖示，後備保護的時限級差△ t ＝ 0.5s ；
（5） 線路的電抗每公里均為 0.4 ω，忽律電阻；
（6） 電壓互感器的變比110/0.1，ab、ac線路電流互感器變比300/5，其它引數如圖所示。
圖7試求：
（1） 確定繼電保護1、2、3、4、5、6的保護配置方式，以及它們的動作定值和動作時限；
答：環網由於執行模式複雜，採用電流保護易造成靈敏度低，保護範圍小等問題，因此擬用距離保護。
距離保護涉及阻抗
線路：母線b側一台變壓器：
母線c側一台變壓器：
距離保護ⅰ段：
1qf2qf3qf4qf5qf6qf動作時限均為
距離保護ⅱ段
1qf ：與3qf距離保護ⅰ段配合
按躲過母線b處變壓器電壓側出口短路整定，分支係數
取較小者，
靈敏度校驗： 滿足要求
3qf ：與5qf距離保護ⅰ段配合
按躲過母線c處變壓器電壓側出口短路整定，此處分支係數
取較小者，
靈敏度校驗： 滿足要求
6qf ：與4qf距離保護ⅰ段配合
按躲過母線c處變壓器電壓側出口短路整定，分支係數
取較小者，
靈敏度校驗： 不滿足要求
4qf ：與2qf距離保護ⅰ段配合
按躲過母線b處變壓器電壓側出口短路整定，分支係數
取較小者，
靈敏度校驗： 滿足要求
距離ⅲ段：
5qf：按照躲過正常執行時的最小負荷阻抗整定
考慮自啟動係數與返回係數後
按躲過最大振盪週期整定
近後備靈敏度校驗滿足要求
3qf:按照躲過正常執行時的最小負荷阻抗整定
考慮自啟動係數與返回係數後
動作時間
近後備靈敏度校驗滿足要求
遠後備靈敏度校驗滿足要求
1qf：按照躲過正常執行時的最小負荷阻抗整定
考慮自啟動係數與返回係數後
動作時間
近後備靈敏度校驗滿足要求
遠後備靈敏度校驗滿足要求
2qf、4qf與6qf與上相同。
（2） 保護3（或4）的繼電保護接線圖及展開圖；
答：第i段距離保護由電流繼電器ka1、ka2、中間繼電器km和訊號繼電器ks1組成。第ii段距離保護由電流繼電器ka3、ka4、時間繼電器kt1及訊號繼電器ks2組成。
第iii段距離保護由電流繼電器ka5、ka6、ka7、時間繼電器kt2及訊號繼電器ks3組成。其中，電流繼電器ka7接於a、c兩相電流之和的中性線上，相當於b相繼電器，則第iii段距離保護組成了三相式保護。
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...
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...
許繼說明書繼電保護定值計算舉例
許繼wxh 820第31頁 8 定值整定說明 10 1三段電流電壓方向保護 由於電流電壓方向保護針對不同系統有不同的整定規則，此處不一一詳述。以下內容是以一線路保護整定為例項進行說明,以做為使用者定值整定的參考 降壓變電所引出10kv電纜線路，線路接線如上圖所示 已知條件 最大執行方式下，降壓變電所...