继电保护课程设计.docx
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继电保护课程设计
新能源与动力工程学院
课程设计报告
继电保护课程设计
专业
电力工程与管理
班级
姓名
学号
指导教师
2015年7月
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计
课程名称：
继电保护课程设计指导教师（签名）：
班级：
电力工程与管理1201班姓名：
学号：
一、课程设计题目
继电保护原理课程设计
二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
1.教材
2.课程设计任务书
三、课程设计的目的
1．使学生获得综合运用学过的知识进行电力变电所各元件的保护设计、整定、保护设备的选型基本能力；
2．巩固与扩大学生的电气综合设计知识、为毕业设计做准备；
3．为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础；
四、课程设计的主要内容
1.设计原始资料；2.设计课题内容；3.短路电流及残压计算；4.保护的配合及整定计算；5.继电保护主要设备选择；6.原理图的绘制。
五、工作进度安排
日期
地点
设计内容
参加人员
7月8日
校内
由指导老师讲解课程任务及相关内容，下达任务书。
指导老师讲解设计、报告及答辩具体要求，指导学生开展设计。
全体学生
7月9—11日
校内
同学熟悉设计内容和要求，收集相关设计资料及参考书。
各组学生
7月12日
校内
检查学生的进度及完成情况，并就相关问题进行答疑和提问，并对撰写报告进行指导。
各组学生
7月13日
校内
检查学生的进度及完成情况，对撰写报告行指导，于17：
30收齐报告。
各组学生
7月14日
校内
指导老师评阅报告，不合格的报告需重新修改。
根据成绩评定标准进行成绩评定。
各组学生
六、主要参考文献
[1]《电力系统继电保护原理》张保会主编 电力出版社
[2]《电气化铁道设计手册：
牵引供电系统》 中国铁道出版社
[3]《电气化铁道施工手册：
牵引供电系统》科学出版社
审核批准意见
系主任（签字） 年 月 日
指导教师评语及成绩
指导教师评语
成绩
设计过程
（40）
设计报告
（50）
小组答辩
（10）
总成绩
（100）
指导教师签字：
年月日
1设计原始资料
1.1题目
如下图所示网络，系统参数为：
kV，
、
km、
km，
km，
km，
km，线路阻抗0.4Ω/km，
、
、
、
，
，
试对线路1处进行三段电流保护。
1.2要完成的内容
（1）选择线路保护的配置及保护装置的类型；
（2）选择线路保护用电流互感器和电压互感器的型号；
（3）线路相间保护的整定计算、灵敏度校验；（计算公式、过程、计算原则详尽，灵敏度是否满足规程要求，若不满足应采取的措施。
）；
（4）短路电流计算（绘制电力系统的阻抗图，计算结果列表）；
（5）绘制一套保护回路的交流装置展开图和直流装置展开图；
（6）设计总结。
2分析课题的内容
2.1设计规程
（1）动作与跳闸的继电保护，在技术上满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
系统运行方式对发电厂发电容量的最大和最小运行方式的考虑以及发生短路或故障时，流过保护装置的短路电流的最大和最小运行方式的考虑。
（2）短路点的选择在每一条线路上的短路点，至少选择3个，即线路的始端，中点和末端。
（3）短路类型动作电流整定时，相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三项短路电流。
灵敏度的计算时，应在系统最小运行方式下两项短路电流。
2.2本设计简单的配置
电网继电保护装置包括测量部分和定制调整部分、逻辑部分和执行部分。
测量部分从被保护对象输入有关信号，与给定的整定值相比较，决定保护是否动作。
根据测量部分个输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定保护应有的动作行为，由执行部分立即或延时发出信号或警报。
2.2.1主保护
本设计运用三段式电流保护，经灵敏度校验可得某些情况下I段和II段不能作为主保护，因而在某些保护中运用距离保护作为主保护。
2.2.2后备保护
本设计运用III段作为近后备保护和远后备保护。
3.短路电流的计算
3.1等效电路的建立
图3.1等效电路图
3.2短路点的选取
选取B.C.D.E点为短路点进行计算。
3.3短路点的计算
3.3.1最大方式
由题目知，线路的总阻抗的计算公式为
Z1:
线路单位长度的阻抗值；
L:
线路长度；
将数据带入上式公式可得：
经分析得最大运行方式即阻抗最小时，即电流最大，即两台发电机运行。
最大运行方式下流过保护元件的最大的短路电流为
对于保护1来说,若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大三项短路电流为：
3.3.2最小方式
（1）同理，经分析得最小运行方式即阻抗最大时，即电流最小时，只有G3和L3运行时，
在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为
（2）对于保护1来说,，若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大相项短路电流为：
4.保护的配合整定计算
4.1主保护整定的设计
4.1.1动作电流
电流速断的动作电流是按躲过最大运行方式下本线路末端三项短路时流过保护的最大短路电流。
限时电流速断的动作电流是按与相邻线路I段动作电流相配合的原则来整定的。
对于保护1的I段来说,等效电路图如图所示，若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大三项段路电流为：
相应的速断整定值为
对于保护1的II段整定，需要按与相邻线路I段动作电流相配合的原则来整定，而保护1没有相邻线路，所以保护1没有II断整定，即无限时电流速断整定。
4.1.2动作时间
电流速断的动作时间为保护装置的固有动作时间。
（1）对于保护1来说
1）该处电流速断保护没有保护区，所以它没有电流速断动作时间，
；
所以对于保护1来说，其主保护的动作时间为0S。
4.1.3灵敏度
电流速段的灵敏度校验即求保护范围。
限时电流速段的灵敏度校验是利用最小运行方式下本线路末端发生两相短路时流过的最小电流来校验灵敏度系数的,最小保护范围的计算公式为：
（1）对于保护1的最小保护范围根据上式中的公式可得
即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。
4.2设备保护整定计算
4.2.1动作值
（1）对于保护1来说，过电流整定值的计算公式为：
4.2.2时间值
对于保护1来说，假设母线E流过电流保护的时间为0.5S。
4.2.3灵敏度
（1）对于保护1来说，其灵敏度系数为
所以其灵敏度系数满足要求。
5．原理图连接
三段式电流保护的原理接线图如图5.1所示；
三段式电流保护的直流回路展开图如图5.2所示；
三段式电流保护的交流回路展开图如图5.3所示。
图5.1三段式电流保护的原理接线图
图5.2直流展开回路
图5.3交流展开回路
6．保护评价
本设计中采用了三段电流保护作为主保护
保护1：
由于保护1的I段不满足要求，而没有II段，所以主保护不能设距离保护，设为距离保护。
本设计采用了三段式电流保护作为保护1保护，当保护线路上发生故障线路时，主要特征为电流增加和电压降低。
主保护为电流速断保护和限时电流速断保护，后备保护为定时限过电流保护，它们都是反映电流增高而动作的保护装置，主要区别在于按照不同的原则来选择启动电流。
速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而定时限过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。
但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将I段、II段、III段保护组合在一起构成阶段式电流保护，其主要优点就是简单、可靠，并且也能满足快速切除故障的要求。
因此，在电网中特别是在35kV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应用。
总结
结合本次设计的要求，参照35KV输电线路的一些特性，我利用相关专业知识为此线路设计了一套安全、经济、可靠的继电保护自动装置。
此设计满足线路的选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求，在设计过程中，考验了我们的学习成果，同时开拓了我们的思维，学会用网络技术去收集有用的信息，在巩固知识的同时，提高了自身的学习实践能力。
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关继电保护方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也最终完成了这次设计。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！
参考文献
[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:
中国电力出版社,2005
[2]李俊年.电力系统继电保护[M].北京:
中国电力出版社,1993
[3]尹项根.电力系统继电保护原理与应用[M].武汉:
华中科技大学出版社,2004
[4]张保会.电力系统继电保护原理[M].北京：
电力出版社,2010
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