变电站继电保护课程设计Word文档格式.docx

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XXXXXXXX

课程名称

继电保护

设计题目

指导教师

XXXXX

起止时间

周数

1

设计地点

继电保护实验室

设计目的：

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，控制原理设计，提高理论知识工程应用能力、分析问题与解决问题的能力。

设计任务或主要技术指标：

共1周设计时间，第1天领取设计题目，然后小组成员利用2天时间对题目相关的继电保护的设计要求做了初步的了解，然后各个成员查阅相关书籍，搜集相关资料，利用2天的时间做了资料的整理，用2天的时间进行设计规划及设计的定稿。

然后由小组长负责，各个成员在系机房完成自己的设计报告。

设计进度与要求：

1、两天阅读设计任务并找资料

2、两天时间将资料进行整理

3、两天对资料进行分析

4、一天写报告

主要参考书及参考资料：

【1】《电力系统继电保护》马永翔编北京大学出版社2006-8

【2】《工厂供用电设计手册》刘介才编机械工业出版社2005-3

【3】《实用继电保护技术》方大千编人民邮电出版社2004-10

【4】《低压电工实用技术》郭仲札编机械工艺出版社2006-1

教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX系

课程设计评定意见

设计题目：

变电站的继电保护

XXXXXXX专业XXXXXXXXX班级XXXXXXXXXXXXXX班

评定意见：

评定成绩：

指导教师（签名）：

年月日

评定意见参考提纲：

1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。

2.学生的勤勉态度。

3.设计或说明书的优缺点，包括：

学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

摘要

本次继电保护设计是35KV电网继电保护设计。

本文首先介绍了电力系统继电保护的基础知识，根据给定35KV电网的接线图及参数，进行短路电流计算，制定出反应其输电线路上相间短路、接地短路故障的继电保护配置方案。

通过对所配置的继电保护进行整定计算和校验，论证继电保护配置的正确性。

并加装自动重合闸装置，提高供电可靠性。

并对部分输电线路继电保护回路进行了设计。

[关键词]：

继电保护、短路电流、整定计算

目录

1变电站继电保护简介1

1.1继电保护的四项基本条件1

1.2本系统故障分析1

1.2.1系统线路主要的故障1

1.2.2电力变压器的故障1

1.2.3变压器的不正常情况1

1.3线路继电保护装置1

1.4主变压器继电保护装置设置1

1.4.1主保护1

1.4.2后备保护2

1.4.3异常运行保护和必要的辅助保护2

1.5变电站的自动装置2

1.5.1瞬时故障的继电保护2

1.5.2提高供电可靠性2

1.5.3保证系统电能质量2

2电网继电保护的配置3

2.1电网继电保护的作用3

2.2电网继电保护的配置和原理3

2.2.135kV线路保护配置原则4

3继电保护整定计算5

3.1继电保护整定计算的与基本任务及步骤5

3.2继电保护整定计算的研究与发展状况5

3.3继电保护整定计算的计算机实现6

4短路电流计算及变比型号选择7

4.1短路电流计算7

4.1.1三相短路电流计算7

4.1.2两相短路电流计算9

4.1.3各短路点的最大短路电流和最小短路电流数据表9

4.2电流互感器变比型号选择10

535kv电网继电保护整定计算11

5.1对保护1进行整定计算11

5.1.1保护1电流I段得整定计算11

5.1.2保护1电流II段整定11

5.1.3保护1的III段的整定计算13

5.2对保护2进行整定计算14

5.2.1保护2的I段整定计算14

5.2.2保护2的II段电流整定15

5.2.3保护2的III段整定16

5.3继电保护配置表17

心得体会18

致谢19

参考文献20

1变电站继电保护简介

1.1继电保护的四项基本条件

为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1.2本系统故障分析

1.2.1系统线路主要的故障

本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路及中性点不接地的电力变压器等主要设备。

就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。

1.2.2电力变压器的故障

分为外部故障和内部故障两类。

·

变压器的外部故障常见的是高低压套管及引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。

变压器的内部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。

1.2.3变压器的不正常情况

变压器的不正常运行过负荷、由于外部短路引起的过电流、油温上升及不允许的油面下降。

1.3线路继电保护装置

根据线路的故障类型，按不同的出线回路数，设置相应的继电保护装置如下：

1）单回出线保护：

适用于织布厂和胶木厂出线。

采用两段式电流保护，即电流速断保护和过电流保护。

其中电流速断保护为主保护，不带时限，0S跳闸。

2）双回路出线保护：

适用于印染厂、配电所和炼铁厂出线。

采用平行双回线路横联方向差动保护加电流保护。

其中横联方向差动保护为主保护。

电流保护作为横联方向差动保护的后备保护。

1.4主变压器继电保护装置设置

变压器为变电所的核心设备，根据其故障和不正常运行的情况，从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，设置相应的主保护、异常运行保护和必要的辅助保护如下：

1.4.1主保护

瓦斯保护（以防御变压器内部故障和油面降低）、纵联差动保护（以防御变压器绕组、套管和引出线的相间短路）。

1.4.2后备保护

过电流保护（以反应变压器外部相间故障）、过负荷保护（反应由于过负荷而引起的过电流）。

1.4.3异常运行保护和必要的辅助保护

温度保护（以检测变压器的油温，防止变压器油劣化加速）和冷却风机自启动（用变压器一相电流的70%来启动冷却风机，防止变压器油温过高）。

1.5变电站的自动装置

1.5.1瞬时故障的继电保护

针对架空线路的故障多系雷击、鸟害、树枝或其它飞行物等引起的瞬时性短路，其特点是当线路断路器跳闸而电压消失后，随着电弧的熄灭，短路即自行消除。

若运行人员试行强送，随可以恢复供电，但速度较慢，用户的大多设备（电动机）已停运，这样就干扰破坏了设备的正常工作，因此应在各出线上设置三相自动重合闸装置（CHZ），即当线路断路器因事故跳闸后，立即使线路断路器自动再次重合闸，以减少因线路瞬时性短路故障停电所造成的损失。

1.5.2提高供电可靠性

针对变电所负荷性质，缩短备用电源的切换时间，提高供电的不间断性，保证人身设备的安全等，应在母联断路器（DL1）处装设备用电源自动投入装置（BZT）。

1.5.3保证系统电能质量

频率是电能质量的基本指标之一,正常情况下,系统的频率应保持在50Hz，运行频率和它的额定值见允许差值限制在0.5Hz内，频率降低会导致用电企业的机械生长率下降，产品质量降低，更为严重的是给电力系统工作带来危害，而有功功率的缺额会导致频率的降低，因此，为保证系统频率恒定和重要用户的生产稳定，应设置自动频率减负荷装置（ZPJH），按用户负荷的重要性顺序切除。

2电网继电保护的配置

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。

2.1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。

3．根据实际情况，尽快自动恢复停电部分的供电。

由此可见，继电保护实际上是一种电网的反事故自动装置。

它是电网的一个重要组成部分，尤其对于超高压，超大容量的电网，继电保护对保持电网的安全稳定运行起着极其重要的作用。

2.2电网继电保护的配置和原理

电力系统各元件都有其额定参数（电流、电压、功率等），短路或异常工况发生时，这些运行参数对额定值的偏离超出极限允许范围，对电力设备和电网安全构成威胁。

故障的一个显著特征是电流剧增，继电保护的最初原理反应电流剧增这一特征，即熔断器保护和过电流保护。

故障的另一特征是电压锐减，相应有低电压保护。

同时反应电压降低和电流增大的一种保护为阻抗（距离保护），它以阻抗降低的多少反应故障点距离的远近，决定保护的动作与否。

随着电力系统的发展，电网结构日益复杂，机组容量不断增大，电压等级也越来越高，对继电保护的要求必然相应提高，要求选择性更好，可靠性更高，动作速度更快。

因而促进了继电保护技术的发展，使保护的新原理、新装置不断问世。

一般来说，电网继电保护装置包括测量部分和定值调整部分、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。

根据测量部分各输出量的大小、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警报信号或跳闸信号。

2.2.135kV线路保护配置原则

（1）每回35kV线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护

（2）每回35kV线路应配置双套远方跳闸保护。

断路器失灵保护、过电压保护和不设独立电抗器断路器的500kV高压并联电抗器保护动作均应起动远跳。

（3）根据系统工频过电压的要求，对可能产生过电压的50