电力线路继电保护设计 开题报告（5篇）

第一篇：电力线路继电保护设计 开题报告

一

我国继电保护的发展历程和前景

1.1 我国继电保护的发展历程

电网继电保护是保证电力系统安全运行和电能质量的重要自动装置之一，继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提密切相关。我国电力系统继电保护技术经历了四个发展阶段，继电保护装置经历了机电式 整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。

50年代，我国工程技术人员创造性地吸收掌握了国外先进的继电保护设备的性能和运行技术，阿城继电器厂引进了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而，60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路在主设备保护方面。此后，这项技术不断发展，可以说我国的电力系统继电保护从上世纪90年代开始进入到微机保护的时代，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。

1.2 继电保护未来的发展前景

1.2.1 计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护基本功能外还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间、快速的数据处理功能、强大的通信功能与其他保护控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置由于当时小型机体积大成本高可靠性差，这个设想是不现实的现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能速度存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。

1.2.2 网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段 因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围 这是首要任务，还要保证全系统的安全稳定运行 这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行 显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可能的。

1.2.3 智能化

随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中，近年来人工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用，从而使继电保护的研究向更高的层次发展，出现了引人注目的新趋势。例如电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别，故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动，如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。

1.2.4 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端，它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量控制数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

二目前常用的几种线路保护

1、三段式电流保护

1.1 三段式电流保护的原理

当保护线路上发生短路故障时，其主要特征为电流增加和电压降低。根据这一特征，当确定故障线路上的电流大于某一“规定值”或保护安装处母线电压小于某一个规定值时，保护将跳开故障线路上的断路器而将故障线路切除，“规定值”就是电流、电压保护的整定值，它是能使电流保护动作的最小电流和使电压保护动作的最大电压。根据电流整定值选取的原则不同电流保护可分为：无限时电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。

电流速断、限时电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要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，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。1.2 电流速断保护的整定计算

动作电流的整定（根据躲过最大运行方式下本线路末端发生三相短路的最大

I短路电流来整定）即Iset.1Ik.B.max

IIIIset.1KrelIk.B.max，其中Krel1.2~1.3（3-1）

继电器二次动作电流：IopIIKnsetTAcon（3-2）保护范围校验

Lmax全长50%，Lmin全长15%

其中，Lmax1E13EIZs.max，Lmin2IIZs.min Z0IsetZ0set（3-3）

1.3 限时电流速断保护整定计算

Ⅱ段与下一级线路的Ⅰ段保护有重叠，为了保证选择性，Ⅱ段保护延时t。保护Ⅱ段动作电流整定（保护Ⅱ段的保护范围不能超过下一条线路电流速断的保护范围）即Iset.1set.2I。

Iset.1KrelIset.2，其中Krel取1.1~1.2（3-4） 带分支电路存在分支系数Kb

Kb故障线路流过的短路电流1

前一级保护所在线路上流过的短路电流则，Iset.1KI（3-5）Krelbset.2动作时限：t1t2t（3-6）

灵敏系数校验（最小运行方式下，本线路末端两相短路流过的短路电流来校验）：KsenIIk.B.minset.11.3~1.5（3-7）

当灵敏系数不满足时，t1t2t（3-8）

1.4 定时限过电流保护

保护Ⅲ段动作电流整定（按躲过最大负荷电流来整定）

9）

继电器二次动作电流：

IIIIopIIIIsetIIIKss1IIIKrelIreIL.maxKreKre（3-

IKKssKconKconIL.maxnTAKrenTAIIIsetIIIrel 10）

（3-

动作时间的整定（按阶梯原则）：

向电源侧逐级至少增加一个t，这样才能保证选择性。

灵敏度校验（最小运行方式下，本线路末端发生两相短路的短路电流来校验）：

Ik.minIIIIIIKsenIII，其中Ksen1.3~1.5Iset（3-11）

2、输电线路距离保护

距离保护就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。

距离保护的原理就是利用保护安装处的测量阻抗在正常和短路时的幅值、阻抗角的不同来判断是否发生了故障，它同时利用了故障电压和电流的变化，反应故障点到保护安装处的距离而工作，又称低阻抗保护。

3、输电线路差动保护

电流差动保护是继电保护中的一种保护。正相序是A超前B,B超前C各是120度。反相序（即是逆相序）是A超前C,C超前B各是120度。有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序。

差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。

三

各种线路保护的优缺点

1、三段式电流保护：优点是简单、经济、工作可靠，在35kV及以下电网中得到了广泛应用。缺点是保护范围、灵敏系数等都直接受系统运行方式的影响，在35kV以上电压等级的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性、速动性的要求。

2、距离保护：Ⅰ、Ⅱ段能在任何形状的多电源网络中保证选择性，比电流电压保护的灵敏度高。其中，Ⅰ段的保护范围不受运行方式的影响，Ⅱ、Ⅲ段虽然受影响、但仍优于电流电压保护，多用于110kV及以上电网中。缺点是不能实现全线速动，装置本身元件多可靠性较低、接线复杂维护较难。

3、差动保护：

优点：1）以基尔霍夫电流定律为判断故障的依据，原理简单可靠，动作速度快。2）具有天然的选相能力。3）不受系统振荡、非全相运行的影响，可以反映各种类型的故障，是理想的线路主保护。

缺点：1）要求保护装置通过光纤通道所传送的信息具有同步性。2）对于超高压长距离输电线路，需要考虑电容电流的影响。3）线路经大电阻接地或重负荷、长距离输电线路远端故障时，保护灵敏度会降低。

四

总结

在几种保护中，差动保护具有最高的可靠性，但是结构复杂、造价高，适用于重要电力线路或短电力线路的保护，所以我们在此并不采用。而距离保护适用于110kv以上电路且接线复杂，所以我们选择三段式电流保护来对电力线路进行保护。而关于三段式电流保护的可行性，已经在介绍三段式电流保护时验证过了。

第二篇：40MV电力变压器继电保护设计

电力系统继电保护课程设计

题目：

40MVA三绕组电力变压器继电保护设计

姓 名：XXXXXX

所在学院：工学院电气与电子工程系

所学专业：电气工程及其自动化

班 级：电气工程XXXX

学 号：XXXXXXXXXXXXX

指导教师：XXXXXXX

完成时间：XXXXXXXXXXXX

电力系统继电保护课程设计

继电保护课程设计要求

继电保护课程设计是学生在学完继电保护课程之后的实践性教学环节，是学生运用所学专业知识对实际问题进行设计（研究）的综合性训练，通过课程设计可以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，培养工程观念，以便更好的适应工作需要。

一、基本情况

学时：1周 学分：1学分 适应班级：电气工程1204

二、课程设计的目的要求

1、熟悉国家能源开发的策略和有关技术规程、规定。

2、巩固和充实所学专业知识，能做到灵活运用，解决实际问题。

3、初步掌握继电保护工程设计的流程和方法，能独立完成工程设计、工程计算、工程绘图、编写工程技术文件等相关设计任务。

4、培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风，锻炼学生自主学习的能力、独立工作的能力。

5、培养学生创新精神，创新精神和科学态度相结合，设计构思、方案确定，尽量运用新技术新理论，设计内容有一定的新颖性。利用计算机绘图。

三、课程设计的依据

课程设计应根据“设计任务书”和国家有关政策以及有关技术规程、规定进行。

四、进度安排

课程设计共安排1周，具体时间分配如下： 原始资料分析 半天 确定保护方案 半天 电流互感器的选择 半天 根据原始资料进行保护的整定计算 2天 画出保护的原理图和展开图 1天

电力系统继电保护课程设计

撰写设计说明书 半天

五、考核方法

课程设计的考核方式为考查。出勤10%，过程考核20%，说明书质量70%。90~100分 优秀 80~89分 良好 70~79分 中等 60~69分 及格 60分以下 不合格

六、设计成品

设计说明书一份（含计算），0.3万字以上，格式符合要求，图形和符号符合标准，A4纸打印，装订成册，设计说明书内容应包括：

封面

继电保护课程设计要求 设计任务书 摘要 目录 正文 第一章 绪论

第二章 对继电保护的基本要求及其继电器的选择 第三章 电力变压器常见故障和继电器保护配置 第四章 电力变压器继电保护整定计算 总结 参考文献

附录 三绕组降压变压器继电保护装置原理接线图

电力系统继电保护课程设计

课程设计任务书

一、题目

40MVA三绕组电力变压器继电保护设计

二、原始资料

1．变电所电气主接线图

2．材料数据

（1）110KV母线短路容量

SKmax3000MVA

SKmin1500MVA

（2）变压器参数 T1、T2：SN40MVA 电压为 11081.25%/38.55%/11KV

联接组 YNyn0d11 UK高中%10.5 UK高低%17 UK中低%6.5（3）线路参数 0.4/km（4）中性点运行方式

电力系统继电保护课程设计

T1、T2同时运行，110KV侧中性点只有一台直接接地，只有一台运行时，运行变压器中性点必须直接接地

三、设计任务（1）短路电流计算（2）变压器保护的配置（3）保护装置的整定计算

（4）绘出变压器保护装置原理展开图

电力系统继电保护课程设计

摘要

40MVA三绕组电力变压器继电保护设计，设计内容分为两部分，主保护和后备保护。首先介绍了继电保护国内的现状和未来的发展趋势，然后是电力变压器继电保护的设计。

设计过程分为计算短路电流，保护装置的整定计算，其中主要有纵差保护的整定计算，110kv侧复合电压启动过电流保护整定计算，110kv零序过电流保护整定计算，变压器气体保护整定计算。

关键字：继电保护 整定计算 纵联差动保护

电力系统继电保护课程设计

目录

第1章 绪论....................................................1 1.1 继电保护国内外现状及发展趋势...........................1 1.2 对原始材料的分析.......................................1 第2章 对继电保护的基本要求及继电器的选择......................3 2.1 继电保护的基本要求.....................................3 2.2 继电器的选择...........................................3 第3章 电力变压器常见故障和继电器保护配置......................5 3.1 变压器常见故障及原因分析...............................5 3.2 继电保护配置...........................................6 3.2.1 变压器瓦斯保护...................................6 3.2.2 纵差保护.........................................6 3.2.3 复合电压启动的过电流保护.........................7 3.2.4 中性点直接接地零序电流保护.......................8 第4章 电力变压器继电保护整定计算..............................9 4.1 短路电流...............................................9 4.1.1 画出短路等值电路如图1.4。.......................9 4.1.2 短路电流计算....................................10 4.1.3 保护装置的配置..................................11 4.2 短路保护装置的整定计算................................12 4.2.1 纵差保护的整定计算..............................12 4.2.2 110kv侧复合电压启动过电流保护整定计算..........15 4.2.3 110kv零序过电流保护整定计算....................16 4.2.4 变压器气体保护整定计算..........................16 总结...........................................................17 参考文献.......................................................18

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附录...........................................................19

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第1章 绪论

1.1 继电保护国内外现状及发展趋势

我国从7O年代末即已开始了继电保护的研究，高等院校和科院起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机、压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中。

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。国内外继电保护技术发展的趋势是计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，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。总之，微机保护必将随着各种技术的进 步和发展呈现更新的特征，也将获得更广泛的应用。

1.2 对原始材料的分析

（1）110KV母线短路容量SKmax3000MVA，SKmin1500MVA

SN40MVA电压为11081.25%/38.55%/11KV（2）变压器参数T1、T2：

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联接组 YNyn0d11 UK高中%10.5 UK高低%17 UK中低%6.5（3）线路参数 0.4/km（4）中性点运行方式

T1、T2同时运行，110KV侧中性点只有一台直接接地，只有一台运行时，运行变压器中性点必须直接接地

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第2章 对继电保护的基本要求及继电器的选择

2.1 继电保护的基本要求

继电保护的基本要求一般分为选择性、速动性、灵敏性和可靠性。（1）选择性

选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障 的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

（2）速动性

速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。对于反应不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择性的条件，带延时地发出信号。

（3）灵敏性

灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行方式；系统最小运行方式：在同样短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

（4）可靠性

可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。安全性：要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。信赖性：要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不拒动。

2.2 继电器的选择

热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。在这里我们选择的继电器有BCH—1型差动继电器，DY-4型，DY-25型继电器，DL-13型继电器，电力系统继电保护课程设计

LG-11型，DL-11型继电器。而这些继电器必须满足以下要求：

1.原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。

2.当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于0.95~1.05倍的电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。

3.当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

4.对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

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第3章 电力变压器常见故障和继电器保护配置

3.1 变压器常见故障及原因分析

1．绕组故障主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊。在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象使变压器过热油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。轻微的匝间短路可以引起瓦斯保护动作;严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。

2．铁芯故障。运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进行比较，如差别较大，则为绕组故障。然后进行铁芯外观检查，再用直流电压、电流表法测量片间绝缘电阻。如损坏不大，在损坏处涂漆即可。

3．瓦斯保护故障。瓦斯保护是变压器的主保护，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障;变压器内部存在空气;二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部发生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸，应先投入备用变压器，然后进行外部检查。检查油枕防爆门，各焊接缝是否裂开，变压器外壳是否变形;最后检查气体的可燃性。

4．分接开关故障。常见的故障是表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电。由于主变事故一般不是单一的，而是多重的、发展的，且潜在的主要故障点比较隐蔽，加上故障性质的特殊性。因而我们为了确保变压器及电网的安全稳定运行，正确处理事故。

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3.2 继电保护配置 3.2.1 变压器瓦斯保护

瓦斯保护是变压器内部故障的主保护，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同，反应这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护，也叫气体保护。变压器瓦斯如图1.1。

图1.1 变压器瓦斯保护

3.2.2 纵差保护

差动保护是防止变压器内部故障的主保护，在110KV及以上变电站中普遍采用主要用于保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简单地讲，就是输入的两端TA之间的设备。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，发生区内故障时，可以整定为瞬时动作。差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，所以用于变压器主保护。差动保护如图1.2。

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图1.2 差动保护

3.2.3 复合电压启动的过电流保护

当保护区内发生不对称故障，系统出现负序电压，负序过滤器13有电压输出使继电器7常闭触点打开，欠压继电器8失压，常闭触点闭合，接通中间继电器9，若电流继电器4、5、6任何一个动作，则启动时间继电器10，经过整定时限后，跳开两侧断路器。在对称短路情况下，电压继电器7不启动，但欠压继电器8因电压降低，常闭触点接通，保护启动。负序电压整定值，可取额定电压的6%；电流整定值，可取大于变压器额定电流，但不必大于最大电流。复合电压启动的过电流保护如图1.3。

图1.3 复合电压启动的过电流保护

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3.2.4 中性点直接接地零序电流保护

中性点直接接地零序电流保护：中性点直接接地零序电流保护一般分为两段，第一段由电流继电器

1、时间继电器

2、信号继电器3及压板4组成，其定值与出线的接地保护第一段相配合，0.5s切母联断路器。第二段由电流继电器

5、时间继电器

6、信号继电器7和8压板9和10等元件组成。定值与出线接地保护的最后一段相配合，以短延时切除母联长延时切除主变压器三侧断路器。

中性点间隙接地保护：当变电站的母线或线路发生接地短路，若故障元件的保护拒动，则中性点接地变压器的零序电流保护动作将母联断路器断开，此时中性点的电位将升至相电压，分级绝缘变压器的绝缘会遭到破坏，中性点间隙接地保护的任务就是在中性点电压升高至危及中性点绝缘之前，可靠地将变压器切除，以保证变压器的绝缘不受破坏。间隙接地保护包括零序电流保护和零序过电压保护，两种保护互为备用。大电流接地系统普遍采用分级绝缘的变压器，当变电站有两台及以上的分级绝缘的变压器并列运行时，通常只考虑一部分变压器中性点接地，而另一部分变压器的中性点则经间隙接地运行，以防止故障过程中所产生的过电压破坏变压器的绝缘。为保证接地点数目的稳定，当接地变压器退出运行时，应将经间隙接地的变压器转为接地运行。由此可见并列运行的分级绝缘的变压器同时存在接地和经间隙接地两种运行方式。为此应配置中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保护。

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第4章 电力变压器继电保护整定计算

4.1 短路电流

用标幺值计算短路电流参数，确定短路计算点，计算短路电流值。4.1.1 画出短路等值电路如图1.4。

Ks.min=0.03XS.max=0.07K2 XT.H=0.265XT.M=00X13=0.87K370.2625XT.t=0.16250.1625K1X1=4.354X12=4.354K4

图1.4 短路等值电路

计算各元件电抗参数，取基准容量Sd100MVA，基准电压为Ud110.5kV，Ud237kV，基准电流为：

Id1100103310.55500A

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Id21001033371560A

（1）计算电源系统基准电抗的标幺值

Xs.minXs.maxSdSk.maxSdSk.min1000.03，30001000.07 1500（2）变压器各侧阻抗标幺值

Uk100110.5176.510.5 2110.5176.50 2110.5176.56.5 200Uk2Uk30000XT.HXT.MUk1Sd10.51000.2625

100STN1004000Uk2100Sd01000 STN10040Sd6.51000.1625 STN10040XT.LUk300100（3）线路的基准电抗标幺值

Xl1Xl2X1l1Xl3Xl4X1l3Sd1000.4124.354 22Ud210.5Sd1000.4300.877 22Ud2374.1.2 短路电流计算

由主接线分析可知，变压器的主保护为一台变压器单独运行为保护的计算方式，保护时，变压器后备保护作保护线路的远后备保护时，要校验k3、k4两点

电力系统继电保护课程设计 的灵敏系数，因此，除需要计算k1、k2两点最大、最小运行方式短路电流外，还需计算k3、k4两点的最小短路电流。

（1）k1点短路电流计算

(3)Ik1.maxId1X(k1).min550012088A

0.030.26250.1625I(3)k1.minId1X(k1).max550011111A 0.070.26250.1625I(2)k1.min33Ik1.min0.866111119622A

2Id2X(k2).min156015605333A0.030.262500.2925（2）求k2点短路电流(3)Ik2.max(2)Ik1.min330.86615601350.96Ik2.min4063A 20.070.262500.3325（3）求k3点短路电流

(2)Ik3.min0.866Id2X(k3).max15600.8661350.961119A

0.070.260.8771.207（4）求k4点短路电流

I(2)k4.min0.866Id1X(k4).max55000.8664763990A0.030.26250.16254.3544.8094.1.3 保护装置的配置

电力系统继电保护课程设计

表1.5 变压器保护装置的配置

序号 1 2 3 4 5

保护名称 纵差保护

110kV侧复合电压启动的过流保护

38.5kV侧方向过流保护 110kV侧零序过电流保护

气体保护

选择继电器型号

BCH—1

DY—4，DL—11，DY—25

LG—11，DL—11

DL—13 QJ—80

4.2 短路保护装置的整定计算 4.2.1 纵差保护的整定计算

（1）计算变压器差动臂中电流，由表1.6计算可知，110kV侧差动臂中的电流最大，故110kV侧为计算的基本侧。

表1.6 计 算 结 果

名称

额定电压（kV）变压器的额定电流(A)TA接线方式 选择TA的标准变比

变压器各侧数据

38.5

400003110210

40000338.5601

400003112102

d11

321072.665

d11

3601208

5y0y0

20005=400 差动臂中的电流（A）

32106.05560

36015.2200

21025.255400

（2）确定制动绕组的接线方式，制动绕组接入38.5kV侧，因为，该侧的外部发生故障时，穿越变压器的短路电流很大。

电力系统继电保护课程设计

（3）计算差动保护的一侧动作电流。

1.按躲过110kV外部故障的最大不平衡电流整定，即

3'IopKrelKstKerrUmIkl10.10.10.051104358.8A.max1.3Ikl.max3'3'Ikl1208812088.max1104A

Kav11510.510.952．按躲过变压器励磁涌流计算，即

IopKrelITN.H1.5210315A 3．按躲过电流互感器二次回路断线，即

IopKrelITN.H1.3210273A

4．取上述各条件中最大的作为基本侧一次动作电流即Iop358.8A,差动继电器基本侧动作电流为

Iop.rKconIopKTA.H3358.810.35A

60确定差动绕组匝数：WopAN6045.80(匝)Iop.r10.356010A，保护装6取整定匝数Wop.set6匝，则继电器动作电流为Iop.r置实际动作电流为：Iop10360347A。

5．其他各侧工作绕组和平衡绕组的匝数。38.5kV侧的平衡绕组为

IN2110In238.56.0555.2Wop.setWb38.560.987(匝)I5.2N238.511kV侧的平衡绕组为

IN2110In2116.0555.255Wop.setWb1160.913（匝）I5.255N21113

电力系统继电保护课程设计

取平衡绕组整定匝数：Wb38.5setWb11set1（匝）取工作绕组匝数:Ww38.5setWw11set617（匝）6．整定匝数与计算匝数不等引起的相对误差为

Wb11Wb11.set0.9131m110.0130.05

Wb11Wop.set0.9136 m38.5Wb38.5Wb38.5.set0.98710.0020.05

Wb38.5Wop.set0.98767．制动系数和制动绕组匝数计算。由于系单侧电源，故制动系数计算为

KresKrelKstKerrU110U38.5m38.5

=1.3(10.10.10.050.002)0.3276 制动绕组的计算匝数:WresKres取整定匝数：Wres.set3（匝）8．校验灵敏系数

k1点最小短路电流折算到110kV基本侧为

Ww0.327673.276（匝）tg0.7Ik1.min2Ik296221.min879A

KTV10.95对11kV侧工作安匝 AWW11'3Ik21.minKTA.H39622277.4（匝）

AWW38.531119309.68（匝）

200由继电器特性曲线查得AW11277.4（匝），AWres9.68（匝）时，动作安匝整定为AWop90（匝），则灵敏性Ks.min求。

277.43.082满足要9014

电力系统继电保护课程设计

4.2.2 110kv侧复合电压启动过电流保护整定计算（1）电流元件的动作电流

IsetKrel1.3ITN210321A Kre0.853215.35A 60Iop.r（2）按躲过电动机自启动的电压整定

当低压继电器由变压器低压侧互感器供电时，计算式为

Uset0.60.7UN20.60.7110KV66KV77kV，取70KV

当低压继电器由变压器高压侧互感器供电时，计算式为

Uset0.7UN277KV

（3）按躲过正常运行时可能出现的最低工作电压整定

低电压继电器的动作电压按（2）（3）条件整定，并取最小值。（4）负序电压元件的动作电压

U2.op0.61.2UN2612KV，取10KV（5）校验灵敏系数

Ks.min2Ik8791.min2.741.5

Iop321s.min作11kV线路后备保护K2Ik990 满足要求。4.min3.081.3Iop321电压元件装设在11kV侧，故仅需校验作为线路的后备保护即可

Ks.min77***1.431.3，满足要求。

150.499011011594000.85需要说明，若110kV侧仅采用单独过电流保护，则Iop1.32210642A 则灵敏系数Ks.min8791.2691.3，不满足要求，这正说明采用复合642电压启动过流保护可提高保护的灵敏性。

电力系统继电保护课程设计

4.2.3 110kv零序过电流保护整定计算

由主接线图可知，该变电所为终端变电所，接地保护不需要与下级配合，故零序过电流保护的动作值按躲开最大不平衡电流，即

Iop.rKrelKstKerrIk32.max533353331.50.50.10.756.6666.7A KTA.H6060电压元件的动作电压为

Uop.r0.050.013UON20V KTV338.5103320.4250.42514.8

270Ks.min3Eph2Z1Z04.56066.68103 2703534270131.5

18.872Ud38.52Xd14.82Sd100

Z1=0.1625+0.2625-0=0.425 Z0=0.1625+0.2625=0.425 2Z1+Z0=(2*0.425+0.425)*14.8=18.87 动作时限整定：①以0.5s跳中性点不接地运行的变压器；②以1s跳中性点接地运行的变压器。

4.2.4 变压器气体保护整定计算

采用QJ—80型开口杯挡板式气体继电器，轻瓦斯按气体容量整定

Vset250cm3

重瓦斯按汽油流的流速整定：

Vset1.1ms（对导油管直径80mm）

电力系统继电保护课程设计

总结

40MVA三绕组电力变压器继电保护设计进行了如下工作:（1）对40MVA三绕组电力变压器进行了继电保护的配置。（2）选择了4个短路点，进行了短路电流计算。（3）纵差保护采用BCH—1型差动继电器。

（4）110KV侧复合电压启动的过电流保护采用DY-4型，DY-25型继电器。（5）110KV侧零序过电流保护采用了DL-13型继电器。

（6）38.5KV侧方向过流保护采用了LG-11型，DL-11型继电器。（7）短路保护装置分别进行了整定计算。

（8）用计算机绘制了三绕组降压变压器继电保护装置原理图和原理展开图。（9）本次继电保护的设计中采用的电流互感器、保护用的继电器属于市场容易采购的器件，价格便宜经济实惠，但是相比于现在的微机保护相对落后，这是我以后的努力方向。

电力系统继电保护课程设计

参考文献

[1]刘学军.电力系统分析[M].北京：机械工业出版社，2013.[2]杨奇逊.微机继电保护基础[M].北京：中国电力出版社，2005.[3]刘学军.[4]黄玉铮.[5]刘学军.[6]马长贵.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2007.继电保护习题集[M].北京：水利电力出版社，1993.继电保护原理学习指导[M].北京:中国电力出版社，2011.继电保护基础[M].北京：水利电力出版社，1987.18

电力系统继电保护课程设计

附录

三绕组降压变压器继电保护装置原理展开图

KD1KD2KD3EBTA1aTA1b1TA2TATA1cTA6aTA6bTA6c3TA4TA差动保护KA4TA6aKA1TA6bKA2测量仪表110KV过流保护TA6cKA3TAN110KV零序保护KVN3KV110复合电压保护KVZ110KV零序电压保护

a 交流回路

电力系统继电保护课程设计

0102KD1KD2KD3KH1XB1KCO差动保护R2XBKS瓦斯保护KH2KGKAZKVZ1KT3kv1kvz1KVZ1KA2KT110KV零序过流保护2KA3KA1KT4KS4XB110KV复合电压启动的过流另一台变压器零序电流保护5XTKCO110kv零序过流保护2KT6XT5KS跳QF1b 直流回路

WBWP1KS2KS差动保护动作信号重瓦斯保护动作运行变压器停电运行3KS4KS单相接地保护动作运行5KS过流保护动作信号轻瓦斯保护动作信号

c 信号回路

第三篇：电力继电保护2

电力系统继电保护_在线作业_2

交卷时间：2016-03-01 17:40:32

一、单选题

1.(5分)

CH－2型差动继电器差动线圈的圆整是（）

    A.舍5入 B.向大圆整 C.其他圆整 D.向小圆整

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

阻抗继电器引入记忆电压

和第三相电压是为了（）

A.三相短路无死区

B.反方向两相短路当记忆电压 C.短路无死区

消失后不失去方向性    D.正方向两相短路当记忆电压消失后不失去方向性

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

小接地电流系统单相接地母线零序电压的大小（）

    A.短路点越远零序电压越大 B.与短路点的位置无关 C.短路点越远零序电压越大 D.不确定

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

高压输电线路非全相运行计算的边界条件与哪种短路的边界条件相同（）

  A.B.  C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

下列哪些线路和设备加装自动重合闸装置（）

    A.发电机 B.变压器

C.专门的母线保护 D.高压输电线路

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)

过电流保护的电流互感器的接线采用两相三继电器式或三相三继电器式接线是为了提高（）远后备YΔ—11接线变压器两相短路的灵敏度     A.B.倍

C.1倍 D.1.5倍

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

高压输电线路断路器先合一相进行计算的边界条件与哪种短路的边界条件相同（）

    A.B.C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

8.(5分)变压器差动保护中采用BCH－2型差动继电器，两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流由（）来减小。

    A.短路线圈 B.动线圈 C.平衡线圈 D.制动线圈

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

9.(5分)

母线电流相位比较完全差动保护在下列情况有输出（发出跳闸脉冲）（）

    A.所有进出线电流同相位 B.外部故障有一回线路反相位 C.电流反相位，但有600间断角 D.正常运行有多回线路反相位

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护 10.(5分)

CH－2型差动继电器的短路线圈一般选取原则（）

    A.小变压器选少匝数 B.小变压器选多匝数 C.大变压器选少匝数 D.大变压器选多匝数

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

11.(5分)

电力系统振荡时不会误动的保护是（）。

    A.距离三段 B.电流三段 C.方向性电流三段 D.方向性零序电流三段

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

12.(5分)

电流三段保护，电流Ⅰ，Ⅱ段电流互感器的接线采用接于A、C相两相两继电器式接线是为了不同出线不同相别单相接地有（）几率只切除一回线路

    A.不确定 B.2/3 C.1/2 D.3/4

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

13.(5分)

电力系统两相短路电流为三相短路电流的 

倍，只有在下列条件才正确（）

A.B.任何情况 C.  D.系统等值阻抗为零 纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

二、多选题

1.(5分)

方向阻抗继电器引入记忆电压  

和第三相电压是为了（）

消失后不失去方向性 A.正方向两相短路当记忆电压 B.三相短路无死区 C.短路无死区

D.反方向两相短路当记忆电压 消失后不失去方向性

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

Δ—11接线的变压器Δ侧发生 

两相短路，变压器各侧的相电流与序电流的关系（）

A.B.  C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

过量继电器和欠量继电器的返回系数应为（）

    A.B.C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

BCH－2型差动继电器的短路线圈一般选取原则（）

 A.小变压器选少匝数    B.大变压器选少匝数 C.小变压器选多匝数 D.大变压器选多匝数

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

YΔ—11接线的变压器Δ侧的A相序电压与Y侧的A相序电压的关系（）

    A.B.C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)

电流互感器LH和电压互感器YH作为电源时的特点是（）    A.LH为恒压源 B.YH为恒压源 C.LH为恒流源 D.YH为恒流源

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

变压器产生励磁涌流的条件是（）

    A.变压器短路 B.变压器空载合闸 C.变压器有载合闸

D.变压器外部故障切除后电压恢复时

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

第四篇：电力继电保护1

电力系统继电保护_在线作业_1

交卷时间：2016-03-01 18:16:59

一、单选题

1.(5分)

YΔ—11接线的变压器差动保护的稳态不平衡电流采取措施完全被消除的是（）

    A.有载调分接头

B.YΔ—11接线的变压器两侧电流的相位不一致 C.两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致 D.电流互感器的误差

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

相差高频保护出现相继动作是因为（）

   A.区内单相短路，当被保护线路长度大于175km B.区内两相短路，当被保护线路长度大于175km C.电力系统振荡  D.区内三相短路，当被保护线路长度大于175km

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

方向阻抗继电器的α值为（）

    A.α=0 B.α=0.1 C.α=1 D.α=∞

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

距离保护中阻抗继电器需要采用记忆电压和第三相电压的继电器为（）

  A.全阻抗继电器 B.偏移特性阻抗继电器   C.方向阻抗继电器 D.多边形特性阻抗继电器

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

用标幺值制计算电力系统电路电流，系统的电压级为

.容量基值选（）

   

。电压的基值为 A.110kV B.220kV

C.各电压级的平均额定电压 D.10kV

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)

自动重合闸的后加速是（）    A.加速高频保护

B.继电保护动作后加速Ⅲ段 C.继电保护动作前加速Ⅲ段 D.继电保护动作后加速Ⅰ段

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

单相接地短路，若，当时，接地点的零序电压为（）

 A.B.

 C. D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

8.(5分)

高频阻波器的作用（）

    A.制短路电流

B.阻止高频电流向变电站母线分流 C.消减高频电流 D.补偿接地电流

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

9.(5分)

零序方向电流三段保护有死区。（）

  A.正确 B.错误

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

10.(5分)变压器差动保护中采用BCH－2型差动继电器，两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流由（）来减小。

    A.平衡线圈 B.差动线圈 C.制动线圈 D.短路线圈

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

11.(5分)

零序功率方向继电器的死区和反应零序功率的方向为（）

    A.零序功率的方向为正零序功率 B.零序功率的方向为负零序功率 C.零序功率方向继电器无死区 D.零序功率方向继电器有死区

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护 12.(5分)

功率方向继电器采用 

接线是为了（）短路没有死区

A.B.都无死区 C.D. 

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

13.(5分)

发电机相间金属性短路时，短路电流（）

    A.机端短路电流最大 B.机端短路电流最小 C.中性点短路电流最小 D.中性点短路电流最大

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

二、多选题

1.(5分)

种发电机那些保护有死区（）

    A.发电机的横差保护 B.发电机的纵差保护 C.发电机的失磁保护 D.发电机定子100%接地保护

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

一台三相变压器，容量S=100kVA、额定电压10kV/0.4kV.。估算原、副边的额定电流（）

 A.   B.C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

一般三段式保护它们的保护特性为（）

    A.Ⅰ段保护线路全长 B.Ⅱ段保护线路全长 C.Ⅲ段保护到下一线路全长 D.每段不确定

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

阻抗继电器相电压接线能正确反应（）  A.B.所有短路 C.D. 

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

YΔ—11接线的变压器差动保护两侧电流互感器的接线应为（）

    A.YΔ—

11、YY－6 B.YΔ—

11、YY－12 C.YΔ—

5、YY－6 D.YΔ—

5、YY－12

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)电流三段电流互感器的接线为（）

    A.Ⅲ段采用两相两继电器式接线 B.Ⅲ段采用两相两继电器式接线 C.Ⅰ，Ⅱ段采用两相两继电器式接线 D.Ⅰ，Ⅱ段采用两相两继电器式接线

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

阻抗继电器采用相电压 

接线能正确反应（）

A.B.所有短路 C.D. 

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

第五篇：电力继电保护知识范文

项目名称：电力系统继电保护知识培训

培训目标：

1．了解继电保护的基础知识。

2．掌握继电保护装置的组成、工作原理。

3．提高对故障的分析能力。

培训对象：变电所的操作人员及相关的点检人员

培训内容：

1）变配电站继电保护的作用

2）变配电站继电保护的保护装置的组成基本工作原理

3）变配电站继电保护按保护性质分类如：

（1）电流速断保护：（2）电流延时速断保护。（3）过电流保护：

过电压保护：（5）差动保护：等等

4）变电站继电保护按被保护对象

5）变电站继电保护故障的分析与检修。

培训师资：

培训教材： 由教师准备

培训方法：

培训学时：24

适宜人数：

备注： 4）（