某水电站继电保护课程设计分解

第一篇：某水电站继电保护课程设计分解

电力系统继电保护课程设计说明书 引 言

1.1 摘要

由于大型水电站的母线、发电机和变压器的结构比较复杂，在运行过程中都可能会发生各种各样的故障和异常运行状态，为了确保在保护范围内发生故障，都能有选择性的快速切除故障，需要配置多种继电保护装置，必要时进行多重化配置，从而将水电站中重要设备的危害和损失降到最小，对电力系统的影响最小。

发电机是电力系统中的中的一个重要组成部件，发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用。所以，继电保护装置对大型水电站的正常运行起着至关重要的作用。

通过本课程设计，使学生掌握和应用电力系统继电保护的设计、整定计算、资料整理查询和电气绘图等使用方法。在此过程中培养学生对各门专业课程整体观的综合能力，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。本课程主要设计发电机继电保护的原理、配置及整定计算，给今后继电保护的工作打下良好的基础。1.2 原始资料

某水电站（如下图 1）所示：

图 1 水电站系统图

电力系统继电保护课程设计说明书 发电机继电保护

在电力系统中，发电机是一个尤其重要的电器元件，决定着电力系统的正常工作与电能质量。同时，发电机本身价格昂贵，因此，必须装设性能完善的继电保护装置，用于针对发电机各种故障和不正常运行状态。4.1 故障分析 4.1.1故障类型

（1）定子绕组相间短路：危害最大；

（2）定子绕组一相的匝间短路：可能演变为单相接地短路和相间短路；（3）定子绕组单相接地：较常见，烧坏铁芯或造成局部融化；（4）转子绕组一点接地或两点接地：一点接地时危害不严重；两点接地时，因破坏了转子磁通的平衡，可能引起发电机的强烈震动或烧损转子绕组；

（5）转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失：从系统吸收无功功率，造成失步，从而引起系统电压下降，甚至可使系统崩溃。4.1.2不正常运行状态

（1）外部短路引起的定子绕组过电流：温度升高，绝缘老化；

（2）负荷等超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷：温度升高，绝缘老化；

（3）外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷：在转子中感应出100Hz的倍频电流，可使转子局部灼伤或使护环受热松脱，对发电机造成重大损害。

（4）突然甩负荷引起的定子绕组过电压：调速系统惯性较大发电机，在突然甩负荷时，可能出现过电压，造成发电机绕组绝缘击穿。

（5）励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；（6）汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率：发电机不发出有功功率而从系统中吸收有功功率，造成发电机转为电动机运行，原因调速控制回路故障、机炉保护动作或某些认为因素。

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4.1.3保护类型

1．发电机纵差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路保护；

2．横差动保护：定子绕组一相匝间短路的保护；

3．单相接地保护：对发电机定子绕组单相接地短路的保护；

4．发电机的失磁保护：针对转子励磁回路励磁电流急剧下降或消失设置的保护；

5．过电流保护：反应外部短路引起的过电流，同时作为纵差动保护的后备保护；

6．负序电流保护：反应不对称短路或三相负荷不对称时，发电机定子绕组中出现的负序电流；

7．过负荷保护：发电机长时间超负荷运行时，作用于信号的保护； 8．过电压保护：反应突然甩负荷而出现的过电压； 9．转子一点接地保护和两点接地保护：励磁回路的接地故障保护； 10．转子过负荷保护；

11．逆功率保护：汽轮机主汽门误关闭同时发电机出口断路器未跳闸，发电机失去原动力，从发电机运行转为电动机运行，从电力系统中吸收有功功率。危害：汽轮机尾部叶片有可能过热而造成事故。

本发电厂发电机保护装置的设置可依据以上原则并结合小型水电站情况进行，对发电机发电机比率制动式纵差保护和定子匝间短路保护进行整定计算。4.2 发电机比率制动式纵差保护（主保护）原理及其整定计算 4.2.1 比率制动式差动保护原理

比率制动式纵差保护仅反应相间短路故障。具有比率制动特性的差动保护的二次接线如图1.2所示。图中，KVI串接于三相电流互感器的中性线上，反应中性线上的电流大小，作为差动保护TA断线监视用，延时发信号。

当差动线圈匝数Wd与制动线圈匝数Wres的关系为Wres=1/2Wd时，第 10 页

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it1iId，横坐标为制动电流Ires。

为了正确进行整定计算，首先应了解纵差保护的不平衡电流与负荷电流和外部短路电流间的关系。

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共 17 页 n1

图1.2具有比率制动特性的差动保护的二次接线 差动电流：

制动电流：

比率制动式差动保护的动作方程为：

IdK(IresIres.min)Id.min,IresIres.min

IdId.min,IresIres.min 式中：，—— 一次电流；

，—— 二次电流；

na —— 电流互感器变比。Id—— 差动电流或称动作电流 Ires—— 制动电流 Ires.min—— 拐点电流

Id.min——启动电流 K—— 制动斜率

差动保护的制动特性如图1.2.1中的折线ABC所示。图中，纵坐标为差动电流

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发电机纵差保护用的10P级电流互感器，在额定一次电流和额定二次负荷条件下的比误差为±3%。因此，纵差保护在正常负荷状态下的最大不平衡电流不大于6%。但随着外部短路电流的增大和非周期暂态电流的影响，电流互感器饱和，不平衡电流将急剧增大，实际的不平衡电流与短路电流的关系曲线如图1.2.1中的曲线OED所示。

根据比率式制动特性曲线分析。当发电机正常运行时，或区外较远的地方发生短路时，差动电流接近为零，差动保护不会误动。发电机内部发生短路故障时，差动电流明显增大，图1.4 比率制动式差动保护的制动特性

I1和I2 相位接近相同，减小了制动量，从而可灵敏动作。当发生发电机内部轻微故障时，虽然有负荷电流制动，但制动电流比较小，保护一般也能可靠动作。4.2.2 比率制动式差动保护的整定计算

1、启动电流Id.min的整定：

Id.minKrel(Ier1Ier2)

式中Krel——可靠系数，取1.5 ~ 2 Ier1——保护两侧的TA变比误差产生的差流，取0.06Ign(Ign为发电机额定电流)；

Ier2——保护两侧的二次电流误差（包括二次回路引线差异以及纵差动保护输入通道变换系数调整不一致）产生的差流，取0.1Ign。

所以：Id.min(0.24~0.32)Ign，通常取0.3Ign。

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所以： Id.min0.3Ign=0.3*4.23=1.269（A）

2、拐点电流Ires.min的整定：

Ires.min(0.5~1.0)Ign(2.115~4.3)A

3、比率制动特性的制动系数Kres和制动斜率K的整定。

发电机纵差动保护比率制动特性的制动斜率K，决定于夹角。可以看出，当拐点电流确定后，夹角决定于C点。而特性曲线上的C点又可近似由发电机外部故障时最大短路电流Ik.max与差动回路中的最大不平衡电流Iunb.max确定。由此制动系数Kres可以表示为：

KresIunb.max Ik.max而制动线斜率K则可表示为： KIunb.maxId.min

Ik.maxIres.min差动回路中的最大不平衡电流，除与纵差动保护用两侧TA的10%误差、二次回路参数差异及差动保护测量误差有关外，尚与纵差动保护两侧TA暂态特性有关。因此故障时，为躲开最大不平衡电流，C点电流应取为：

Id.maxKrel(0.10.1Kf)Ik.max 式中 Krel——可靠系数，取1.3 ~ 1.5；

Kf——暂态特性系数，相同时取0，不同时取0.05~0.1；

Id.max——最大动作电流。

于是可得Id.max(0.26~0.45)Ik.max。令Id.m可得Kres(0.26~0.45)。xa=Iunb.max，Kres可取0.3；Kres因此，对于发电机完全纵差动保护，而对不完全纵差动保护，可取0.3~0.4。而对制动斜率K可以根据公式KIunb.maxId.min求得。

Ik.maxIres.min第 13 页

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4.3 发电机定子匝间短路保护（横差保护）原理及整定计算

发电机定子匝间短路保护原理，主要有发电机纵向零序过电压及故障分量负序方向型匝间保护，不仅作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护；故障分量负序方向(ΔP2)保护应装在发电机端，不仅可作为发电机内部匝间短路的主保护，还可作为发电机内部相间短路及定子绕组开焊的保护；高灵敏零序电流型横差保护，作为发电机内部匝间、相间短路及定子绕组开焊的主保护。

发电机横差保护，是发电机定子绕组匝间短路（同分支匝间短路及同相不同分支之间的匝间短路）、线棒开焊的主保护，也能保护定子绕组相间短路。

单元件横差保护，适用于每相定子绕组为多分支，且有两个或两个以上中性点引出的发电机。

发电机单元件横差保护的输入电流，为发电机两个中性点连线上的TA 二次电流。以定子绕组每相两分支的发电机为例，其交流输入回路示意图如下所示：

理想发电机正常时中性点连线上不会有电流产生，实际上发电机不同中性点之间从在不平衡电流，原因如下:（1）定子同向而不同分支的绕组参数不完全相同，致使两端的电动势及支路电流有差异。

（2）发电机定子气息磁场不完全均匀，在不同定子绕组中产生的感应电动势不同。

（3）转自偏心，在不同的定子绕组中产生不同电动势。（4）存在三次谐波。

因此单原件纵差保护动作电流必须克服这些不平衡，整定式为：

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Iset(0.250.31)IgN

Iunb1 额定工况下，同相不同分支绕组由于绕组之间参数的差异产生的不平衡电流，由于是三相之和，一般可取5IgN

Iunb2 磁场气隙不平衡产生的不平衡电流，一般可取10IgN Iunb3 转自偏心产生的不平衡电流，一般取10IgN Krel 可靠系数，取1.2—1.5 把各系数代入得Iset(0.250.31)IgN (1.05751.3113)A 4.4 励磁回路两点接地保护

当发电机励磁回路发生两点接地故障时，部分励磁线圈将被短路，由此由于气隙磁势的对称性遭到破坏，可能使转子产生剧烈振动，因此在发电机上需要装设励磁回路两点接地保护，该装置只设一套,并仅在励磁回路中出现稳定性的一点接地时才投入工作。4.5 过负荷保护整定

过负荷保护是动作于信号的保护，考虑到过负荷对称性，该保护只有一相中装设，并与过电流保护共用一组互感器，保护由电流继电器及时间继电器组成。

电流继电器动作值按照下式计算： Idz.jKkINf1.05507.94=5.22A Khnl0.85120Kk

可靠系数，取=1.05；

Kh

返回系数，取=0.85； Inf

发电机额定电流；

nl

电流互感器变比；

过负荷保护动作时限比过电流保护长，一般为9～10s.第 15 页

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结

语

本次课程设计主要针对某水电站电力系统对其进行短路电流的计算，对发电机继电保护进行设计。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并且借用AutoCAD辅助工具画出其各类电气接线图。

在完成本次课程设计的过程中，运用了大量的专业知识，也进行了大量的计算。而在此过程中也将自己专业知识不扎实，计算能力不强的缺点暴露无遗。在完成课设期间得到了同学的大力帮助，在此衷心的表示感谢。通过对该小型水电站电气部分继电保护的设计，使我对继电保护系统有了进一步的掌握，在此过程中，使我了解并一定程度掌握了专业知识在实际工程中的应用，通过该设计也使我学会了在电气设计中如何正确的查询相关规程规范。

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参 考 文 献

[1]水利电力部东北电力设计院 编，电力工程设计手册，上海：上海科学技术出版社，1981年9月

[2]卓乐友 编，电力工程电气设计手册电气二次部分，北京：水利电力出版社1990年9月

[3]水利电力部华东电力设计院 主编，电力工程概算指标，北京：水利电力出版社，1987年8月

[4]孟祥萍 高燕 编，电力系统分析，北京：高等教育出版社，2004年2月

[5]何永华 主编，发电厂及变电站的二次回路，北京：中国电力出版社，2004年3月

[6]商国才 编，电力系统自动化，天津：天津大学出版社，1999年6月

[7]孙国凯 霍利民 柴玉华 主编，电力系统继电保护原理，北京：中国水利水电出版社，2002年1月

[8]熊信银 张支涵 主编，电力系统工程基础，武汉：华中科技大学出版社，1997年

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第二篇：继电保护课程设计感想体会

继电保护课程设计心得体会

在老师的辛勤指导下，我们的继电保护综合实验终于画上了一个圆满的句号。实验过程中的各种酸甜苦辣都成为难忘的回忆。

刚走进实验室，看到那些形状各异的继电器排列在一块很大的板上，虽然有些在以前做继电保护实验也见过，可是放在一起还是让人感到有些迷茫。在老师的耐心讲解下对本次实验单侧电流辐射形电网三段式过流保护的基本原理，动作电流和动作时间的整定及三段保护之间的配合关系有了更深的理解。

我们刚开始做实验的时候，出现了严重的准备不足，只有设计原理图没有展开图，致使接线出现了极大的困难。在组员们的齐心协力下终于作出了展开图，感觉电路清晰多了接线也方便了。由于在平时的学习中不够扎实，在实验过程中明显感觉到理论知识的匮乏，出现了一些让人感到不可思议的错误。

在接线的过程中，由于自己平时很少接触这个，动手能力不是很好，往往一个小小的接线就需要花费更多的时间。随着接线的增加也逐渐熟练起来，最后和大家一起顺利完成了接线。在最后的调试中，我主要是控制闸刀，我们测动作电流的时候总是时大时小，还出现了继电器不能正常动作的情况。在老师的反复测试中才发现是由于我合闸的时候没有到位，导致接触不良，有时三相，有时两相。最后我注意了这方面的情况，问题迎刃而解。

这次继电保护综合实验使我对继电保护思想基本要求，即可靠性，选择性，快速性，灵敏性有了新的认识，提高了理论结合实际的能力，巩固了书本知识，提高了动手能力，发现问题和解决问题的能力。但是这次实验还是暴露了自己理论知识的不足，以后还要加强这方面的学习。课程设计心得体会（通用）

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关~~~~~~~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，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。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。

过而能改，善莫大焉。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。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。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！

课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了~~~~~的识别和测试；熟悉了~~~~~~~；了解了~~~~~~~方法；以及如何提高~~~~~~的性能等等，掌握了~~~~~的方法和技术，通过查询资料，也了解了~~~~~~~原理。

我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

一

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。

回顾起此次单片机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说三极管PNP管脚不懂怎么放置，不懂分得二极管的正负极，对单片机汇编语言掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在梁强老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在梁强老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

二

课程设计的心得体会

做了两周的课程设计，有很多的心得体会，有关于单片机方面的，更多的是关于人与人之间关系方面的。

我们组一共有三个人，但其他两个人是真的神龙见首不见尾，除了在最后答辩的时候他们一起坐在了我旁边，冠冕堂皇的指着我画了几遍的图说了几嘴，我想可能他们自己都不知道自己在说怎么，虽然有的东西他们也答出来了。我佩服他们的勇气，羡慕他们的运气（我见到的很多做了10 天的人最后的成绩都有不如他们的），但是鄙视他们的做法。

所幸的是，我得到了很多同学的帮助。我想没有他们我可能都要放弃了，因为我本人对单片机也并不是很熟悉，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。后来请教我们班的一个男生，每次跟他一起到试验室调试程序（他们组也只有他一个人动手），看他边做边给我讲解。最后在开发机上做出来的时候，虽然不是我自己写的，但看他那么高兴，我也有一种分享到的成就感。后来我们组就用了他写的程序，他自己又抽空做了些拓展。

接下来就是做硬件方面的焊接工作了。没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常的劳心劳力。很多次是早上起来带瓶水带些吃的到实训中心，一泡就是一天。我看到有很多人跟我一样，不同的是他们是三三两两，而我大部分时间都是一个人做。在这个时候也有很多人帮助我，或是热心的帮我带饭，或是在我打盹儿的时候帮我做点焊接。大家都鼓励我，即使最后出不来东西，但是一定要坚持把它做完。当我想放弃的时候，我也这么对自己说，即使你做出来的是次品甚至不合格品，但是你一定要拿出来一件成品。

在要验收前，终于做了一件成品出来，不幸的是它真的是一件不合格品。帮我的那个男生做的已经出来了，所以最后应该还是我的焊接方面的问题。有一点灰心，想再重做来不及了，单是检查线路却也查不出来什么问题。那么就准备答辩吧。我对着电路图再看课本，发现以前很多觉得很难记的东西现在记起来容易多了，因为整天都在同它们打交道。51的引脚及其功能，A/D转换器的，驱动器的，所有我用到的我都一再的看书了解，同时请教同学我看书过程当中的疑惑。在这个过程中又发现了以前焊接当中出的一些问题，能改的就改，不能改的，咳，要是时间再多一些，或者我能早点做好，要是不只是我一个人动手……算了吧，不要想那些如果，还是准备我自己的，做好我现在能做的吧。

还好，验收还算成功，得了3分，不是很高，但是我觉得对我来说已经很好，代表了我真实的水平，我觉得我对单片机的一些知识在这个动手的过程中真的是从无到有增长的。同时我也尽量不去想别人得了多少分，没有什么不平衡的，有些人付出的是努力，有些人付出的是风险代价，其实这也没有什么不一样，这一点我早就了解。

最后，我发现自己对单片机竟然也有了一点兴趣，想暑假回家以后自己去买一些东西来做，再补一补汇编语言。有什么问题请教下以前的那些老同学好了，他们好厉害，在高中劳动课就成功的做出过调频收音机，大一暑假的时候参加了学校的电子竞赛培训接着比赛，不过后来怎么样我就不知道了。汗。看来要多保持联络，这次回家就好好找他们叙叙旧。三 1前言

通过一个学期的学习，我认为要学好C语言程序这门课程，不仅要认真阅读课本知识，更重要的是要通过上机实践才能增强和巩固我的知识。特别是作为高职生，更要注重实践这一环节，只有这样我们才能成为合格的计算机人材。

整个设计通过了软件和硬件上的调试。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于教材管理系统，其程序是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题，而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。

这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。因此非常感谢老师的教导。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多礼拜的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。

我认为这个收获应该说是相当大的。一开始我们从参考书上找来了课题，但是毕竟是参考书，做到后来发现很多程序都是不完整的，这让我们伤透了脑筋。看着别的小组都弄得有模有样了，可是我们连一个课题都还没有定好。好不容易又找到了课题，可是结果还是很不尽人意。程序接线什么的都弄好了，调试也没有问题，可是就是无法达到预期想要的结果。参考书毕竟只是一个参考，设计这种东西最后还是要靠自己动脑筋。然后我们大家一起齐心协力，从平时做的实验﹑老师上课的举例﹑书本上的知识以及老师的辅导和其他同学的帮助下终于完成了。应该说这是通过我们小组成员的共同努力和动脑完成的，虽然内容并不是很复杂，但是我们觉得设计的过程相当重要，学到了很多，收获了很多。我觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。小组人员的配合﹑相处，以及自身的动脑和努力，都是以后工作中需要的。

所以我认为这次的课程设计意义很深，和其他4位同学的共同学习﹑配合﹑努力的过程也很愉快，另外还要感谢老师的耐心辅导。

第三篇：2011继电保护课程设计格式

河南机电高等专科学校

课程设计报告书

课程名称：《 电力系统继电保护原理 》课题名称：35~110KV电源环形网络相间短路保护的整定计算 系部名称：

专业班级：电气工程系供用电技术 09-1班姓名：学号：年

设 计 任 务 书

设计目的技术指标：1、2、3、4、5、6、一、短路电流的计算本次设计…（手写）

二、保护配置方案的选择及整定计算

本次设计…（手写）

三、灵敏度校验

本次设计…（手写）

四、对保护的评价

本次设计…（手写），介绍设计过程中遇到的问题和解决方案。

五、接线图及设备清单

附录1 参考文献（另起一页），格式如下

[1]周小谦,丁功扬,郭日彩.三峡电力系统的形成和发展.电网技术.1998,22(3):1~3,[2]J.S.Czuba, L.N.Hannett, J.R.Willis.Implementation of Power System Stabilizer at the Ludington Pumped Storage Plant.IEEE Trans on PWRS.1986, 1(1): 121~128

附录2 继电保护单相接线原理图（手绘，A2或A3坐标纸）

第四篇：电力系统继电保护原理课程设计

发配电系统设计

题目：供电系统继电保护

指导老师：

班

级： 09电气4班

姓

名：

学

号： 09s20110106

摘要

《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特安排了本次课程设计。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过此次线路保护的设计可以巩固我们所学的《电力系统继电保护》这一课程的理论知识，能提高我们提出问题、思考问题、解决问题的能力。

概述

某企业供电系统如图所示：

1)要求：

（1）AB段设三段式保护（速断、限时速断、过流），BC段设两段式保护（速断、过流），CD段设过流保护；

（2）计算出各保护的整定值，并选继电器的型号、而且校验其保护范围和灵敏度系数是否符合要求；

（3）画出A站和B站的保护接线原理图。2)原始参数：

（1）速断可靠系数取1.2（2）限时速断可靠系数取1.1（3）过流可靠系数取1.2（4）接线系数取1（5）返回系数取0.85（6）自起动系数取1

系统总体方案及硬件设计

各保护整定值的计算

电力系统运行方式的变化，直接影响保护的性能。因此，在对继电保护进行整定之前，首先应该分析运行方式。

继电保护原理图

A站保护原理图

B站保护原理图

本次课程设计心得体会

本次设计是针对电网在不同运行方式以及短路故障类型的情况下进行的分析计算和整定的。通过具体的短路电流的三段式保护，故根据本次设计的实际要求，以继电保护“四性”的总要求。由于本次设计涉及到不同运行方式下的不同类型的短路电流的计算，这对本次设计增加了难度。在进行设计时首先要将各元件参数标准化，而后对每一个保护线路未端短路时进行三相短路电流的计算，二相短路电流的计算及零序电流的计算。在整定时对每一个保护分别进行零序电流保护的整定和距离保护阻抗的整定，并且对其进行灵敏度较验。

通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，这将对我们今后的学习、工作大有裨益。此次课程设计能顺利的完成与同学和老师的帮助是分不开的，在对某些知识模棱两可的情况下，多亏有同学的热心帮助才可以度过难关；更与老师的悉心教导分不开，在有解不开的难题时，多亏老师们的耐心指导才使设计能顺利进行。

在此衷心再次感谢蒋老师的悉心教导和各位同学的帮助！

参考文献

[1] 《电力工程设计手册》（下）

[2] 《电力系统继电保护及安全自动整定计算》

[3] 吕继绍 《电力系统继电保护设计原理》 水利电力出版社 [4] 孙国凯 霍利民 柴玉华 《电力系统继电保护原理》 中国水利水电出版社 [5] 许建安 《继电保护整定计算》 中国水利水电出版社

[6] 何仰赞 《电力系统分析》（第三版）武汉：华中科技大学出版社 2002

第五篇：110kv变电站继电保护课程设计

110kv变电站继电保护课程设计

110kV变电站继电保护设计 摘要

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。

关键词:110kV变电站，继电保护，短路电流，电路配置 0 目录 0 摘要....................................................................第一章 电网继电保护的配置...............................................2 1.1 电网继电保护的作用..................................................2 1.2 电网继电保护的配置和原理............................................2 1.3 35kV线路保护配置原则................................................3 第二章 3 继电保护整定计算.................................................2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤..................................3 2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况....................................4 第三章 线路保护整定计算.................................................5 3.1设计的原始材料分析...................................................5 3.2 参数计算............................................................6 3.3 电流保护的整定计算..................................................7 总 结.................................................................9 1 第一章 电网继电保护的配置 1.1 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。

1.2 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。

1.3 35kV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500kV线路应配置双套过电压保护。

(4)装有串联补偿电容的线路，应采用双套光纤分相电流差动保护作主保护。(5)对电缆、架空混合出线，每回线路宜配置两套光纤分相电流差动保护作为主保护，同时应配有包含过负荷报警功能的完整的后备保护。

(6)双重化配置的线路主保护、后备保护、过电压保护、远方跳闸保护的交流电压回路、电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路、起动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系。

(7)双重化配置的线路保护每套保护只作用于断路器的一组跳闸线圈。(8)线路主保护、后备保护应起动断路器失灵保护。第二章 继电保护整定计算

2.1 继电保护整定计算的与基本任务及步骤

继电保护整定计算的基本任务，就是要对系统装设的各种继电保护装置进行整定计算并给出整定值。任务的实施需要对电力系统中的各种继电保护，编制出一个整体的整定方案。整定方案通常按两种方法确定，一种是按电力系统的电压等级或设备来编制，另一种按继电保护的功能划分方案来编制。

因为各种保护装置适应电力系统运行变化的能力都是有限的，所以继电保护整定方案也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化(包括基本建设发展和运行方式变化)，当其超出预定的适应范围时，就需要对全部或部分保护定值重新进行整定，以 满足新的运行需要.如何获得一个最佳的整定方案，要考虑到继电保护的快速性、可靠性、灵敏性之间求得妥协和平衡。因此，整定计算要综合、辨证、统一的运用。

进行整定计算的步骤大致如下:(1)按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件。

(2)进行短路故障计算。

(3)按同一功能的保护进行整定计算，如按距离保护或按零序电流保护分别进行整定计算，选取出整定值，并做出定值图。

(4)对整定结果进行比较，重复修改，选出最佳方案。最后归纳出存在的问题，并提出运行要求。

(5)画出定稿的定值图，并编写整定方案说明书。2.2 继电保护整定计算的研究与发展状况

继电保护整定计算的工具和方法随着科学技术的不断进步而不断地改进。无论国际还是国内，就其发展历程而言，大致可归纳为三个阶段: 第一阶段是全人工计算阶段。整定人员通过Y/?变换简化网络，计算出分支系数和短路电流，在按照整定规则对各种继电保护装置逐一整定，工作难度很大，效率十分低下。

第二阶段是半人工计算阶段.即:人工计算十故障电流计算程序。保护定值计算中各种故障电流的分析计算用计算机来完成，保护定值的计算还需要整定人员手工完成.第三阶段是计算机整定阶段。较为成熟可靠的整定计算程序完全取代了整定人员的手工劳动，使继电保护整定计算工作变得准确和快捷。目前，在我国各大电网继电保护整定过程中，计算机的应用还比较少，其主要工作还是由人工来完成的。继电保护整定计算时，一般先对整个电网进行分析，确定继电保护的整定顺序以及各继电器之间的主/从保护顺序，然后应用计算机进行故障计算，按照继电保护的整定规程，在考虑了各种可能发生的故障情况下，获取保护的整定值，同时应注意到各继电器之间的配合关系，以保证继电保护的速动性、选择性和灵敏性的要求。第三章 线路保护整定计算 3.1设计的原始材料分析

本次变电所设计为一区域性变电所，以供给附近地区的工业，农业，居民等用电。本期工程一次建成，设计中因为需要考虑到留有扩建的余地;初步设计总装机容量为2×31.5MVA，本期先建成2台。考虑到实际情况，110kV出线先输出6回，厂用电一回。其输出数据如下: 1.单回6000kW，cosφ=0.65，架空线长6km;2.单回8000kW，cosφ=0.73，架空线长8km;3.单回5000kW，cosφ=0.75，架空线长15km;4.双回7000kW，cosφ=0.70，架空线长22km;5.单回5000kW，cosφ=0.7，架空线长10km;6.所用电380/220V,100 kW，cosφ=0.8.主接线图如下:

简化系统图如下: 5

图中参数如下表 系统阻T1容 Xl1 T2漏

抗 量 XlX13 X14 X15 X16 X17 最大负荷 抗 X MVA 2 kM kM kM kM kM Ω xt kM 1.62/231.5 6 8 15 22 22 10 31.5MW 22.8.37 变压器短路电压比均按10.5,计算，线路阻抗按0.4Ω/kM计算，3.2 参数计算

折算到35kV系统的阻抗如下。

系统阻抗:，X=2.1Ω s.Min22变压器T1阻抗:X=10.5%U/S=0.105×35?31.5=4.08Ω T1 变压器T2阻抗:X=22.8Ω T2 X=8.8Ω 11 线路Xl2阻抗:X=6×0.4=2.4Ω 12 线路Xl3阻抗:X=8×0.4=3.2Ω 13 线路Xl4阻抗:X=15×0.4=6Ω 14 线路Xl5阻抗:X=22×0.4=8.8Ω 15 线路Xl6阻抗:X=22×0.4=8.8Ω 16 线路Xl7阻抗:X=10×0.4=4Ω 17 6 3 线路最大负荷电流:I=P/cosφ/(×35)=31.5×10?0.8??35=169A 33L.MAX 将参数标于图上，化简后得到整定计算用图。

3.3 电流保护的整定计算

1、保护1电流I段整定计算

I(1)求动作电流。按躲过最大运行方式下本线路末端(即B母线处)三相短路时I1.op(3)流过保护的最大短路电流整定。Ik.max(3)最大短路电流为 Ik.max(3)I=E/(Zs.min，Z)=37//(2.1+8.8)=1.95(kA)3k.B。maxAB 动作电流为: II(3)I=KI=1.25×1.95=2.44(kA)1.0Prelk.B。max(2)动作时限。为保护固有动作时间。(3)灵敏系数校验。?段保护的灵敏度用保护区长度表示。1)最大保护区

EI，l=10kM，最大百分比=Imaxact，0.4Zlsminmax, lmax=，100%=45.45%;lXl1 2)最小保护区 7 E3lImin，=I，=5kM，最小百分比=100%=22.72% l，actmin，Zl0.42lsmaxmin,Xl1 2(保护1电流?段整定计算 II(1)求动作电流 I1.op、Xl3、Xl4、Xl5、Xl6、Xl7属于同一等级，所以只用X12换算 由于Xl2(3)I=E/(Zs.min，Z，Z)=37//(2.1+8.8+2.4)=1.6(kA)3k.C。maxABBC II(3)I=KI=1.25×1.6=2(kA)2.0Prelk.C。max IIII(3)I=KI=1.2×2=2.4(kA)1.0Prelk.C。Max(2)灵敏系数校验。(2)I=/2×E/(Zs.max，Z)=/2×37//(6.18+8.8)=1.23(kA)333k.B。minAB II(2)II K=I/I=1.23/2.4=0.51 senk.B。min1.0P 该段保护的灵敏系数不满足要求，可与线路BC的?段配合整定，或者使用性能 更好的距离保护等保护。3(保护1电流?段整定计算

III(1)求动作电流。按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即: IopIIIIIII=KKL/K=1.2×1.3/0.85×0.169=0.31(kA)1.oprelastL.maxres

(2)灵敏系数校验。

1)作线路Xl1的近后备时，利用最小运行方式下本线路末端两相金属性短路时流

过保护的电流校验灵敏系数，即 III(2)IIIK=I/I=1.23/0.31=4.0 senk.B。min1.op近后备灵敏度满足要求。

2)作远后备时。利用最小运行方式下相邻设备末端发生两相金属性短路时流过保

护的电流校验灵敏系数。

(2)C母线两相短路最小电流为: Ik.C.min(2)I=/2×E/(Zs.max，Z，Z)=/2×37//(6.18+8.8+2.4)=1.06(kA)333k.C。maxABBC 则作为线路BC远后备保护的灵敏系数为: III(2)IIIK=I/I=1.06/0.31=3.4>1.2 senk.C。min1.op(2)D母线两相短路最小电流为: Ik.D.min(2)I=/2×E/(Zs.max，Z，Z)=/2×37//(6.18+8.8+22.8)=0.48 333k.D。minABT2 则作为变压器T2低压母线远后备保护的灵敏系数为: III(2)IIIK=I/I=0.48/0.31=1.54>1.2 senk.D。min1.op 8 可见，远后备灵敏度满足要求。

(3)动作时限，应比相邻设备保护的最大动作时限高一个时限级差,t，如线路BC与

III变压器T2后备保护动作时间为1s，则 t,1.5(s)1 最后，将整定计算结果列表如下: 动作值(kA)动作时间(s)灵敏度 电流保护I段 2.44 0 0.48，45.45% 电流保护II段 2.4 0.5 0.51 电流保护?段 0.31 1.5 4.0，3.2，1.54 总 结

通过这两周的综合课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。为进一步成为优秀的技术人员奠定基础。这次课程设计首先使我巩固和加深专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力。其次通过大量参数计算，锻炼从事工程技术设计的综合运算能力，参数计算尽可能采用先进的计算方法。最后培养了参加手工实践，进行安装，调试和运行的能力。

通过这次设计，在获得知识之余，还加强了个人的独立提出问题、思考问题、解决问题能力，从中得到了不少的收获和心得。在思想方面上更加成熟，个人能力有进一步发展，本次课程设计使本人对自己所学专业知识有了新了、更深层次的认识。在这次设计中，我深深体会到理论知识的重要性，只有牢固掌握所学的知识，才能更好的应用到实践中去。这次设计提高了我们思考问题、解决问题的能力，它使我们的思维更加缜密，这将对我们今后的学习、工作大有裨益。

参考文献: ,1,谷水清编，《电力系统继电保护》, 中国电力出版社，2005年出版。,2,陈根永编，《电力系统继电保护整定计算原理与算例》，化学工业出版社，2010年