正文1

1.1 继电保护的历史背景及发展现状

上世纪90年代出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式的电磁型过电流继电器，本世纪初，随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

1901年出现了感应型过电流继电器；1908年提出了比较被保护元件两端的电流差动保护原理。1910年方向性电流保护开始得到应用，在此时期也出现了将电流与电压比较的保护原理，并导致了本世纪29年代初距离保护的出现。随着电力系统载波通讯的发展，在1927年前后，出现了利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率或相位的高频保护装置。在50年代，微波中继通讯开始应用与电力系统，从而出现了利用微波传送和比较输电线两端故障电气量的微波保护。早在50年代就出现了利用故障点产生的行波实现快速继电保护的设想。经过20余年的研究，终于诞生了行波保护装置。显然，随着光纤通讯将在电力系统中的大量采用，利用光纤通道的继电保护必将得到广泛的应用。以上是继电保护原理的发展过程。与此同时，构成继电保护装置的元件、材料、保护装置的结构型式和制造工艺也发生了巨大的变革。50年代以前的继电保护装置都是由电磁型感应型或电动型继电器组成的这些继电器统称为机电式继电器.

本世纪50年代初由于半导体晶体管的发展开始出现了晶体管式继电保护装置称之为电子式静态保护装置.70年代是晶体管继电保护装置在我国大量采用的时期满足了当时电力系统向超高压大容量方向发展的需要.80年代后期标志着静态继电保护从第一代(晶体管式)向第二代(集成电路式)的过渡.目前后者已成为静态继电保护装置的主要形式。

在60年代末有人提出用小型计算机实现继电保护的设想由此开始了对继电保护计算机算法的大量研究对后来微型计算机式继电保护(简称微机保护)的发展奠定了理论基础。

70年代后半期比较完善的微机保护样机开始投入到电力系统中试运行.

80年代微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋于成熟并已在一些国家推广应用这就是第三代的静态继电保护装置.微机保护装置具有巨大的优越性和潜力因而受到运行人员的欢迎.进入90年代以来它在我国得到了大量的应用将成为继电保护装置的主要型式.可以说微机保护代表着电力系统继电保护的未来将成为未来电力系统保护控制运行调度及事故处理的统一计算机系统的组成部分。

第 1 页 共 1 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 1.2 电力系统继电保护的作用与意义

随着电力系统的高速发展和计算机技术,通讯技术的进步,继电保护向着计算机化、网络化,保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域,这要求我们继电保护工作者不断求学、探索和进取,达到提高供电可靠性的目的,保障电网安全稳定运行。

1. 保障电力系统的安全性。当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 2. 对电力系统的不正常工作进行提示。反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3. 对电力系统的运行进行监控。继电保护不仅仅是一个事故处理与反应装置,同时也是监控电力系统正常运行的装置。

继电保护的顺利开展在消除电力故障的同时,对社会生活秩序的正常化,经济生产的正常化做出了贡献。不仅确保社会生活和经济的正常运转,还从一定程度上保证了社会的稳定,人们生命财产的安全。前些年北美大规模停电断电事故,就造成了巨大的经济损失,引发了社会的动荡,严重的威胁到了人们生命财产的安全。可见,电力系统的安全与否,不仅仅是照明失效的问题,更是社会安定、人们生命安全的问题。所以,继电保护的有效性,就给社会各方面带来了重大的影响。

1.3 继电保护的任务和基本要求

1. 电力系统继电保护的任务

（1）监视电力系统的正常运行。当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

（2）反应电气设备的不正常工作情况。反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以

第 2 页 共 2 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

（3）实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

2、电力系统继电保护装置的基本要求

继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

（1）动作选择性。指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

（2）动作速动性。指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

（3）动作灵敏性。指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。

（4) 动作可靠性。指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

1.4 继电保护的原理及组成

1、基本原理。总体来说可以概括为：提起和利用差异。即区分出系统的正常、不正常故障和故障三种运行状态。选择出发生故障和出现异常的设备，寻找到电力系统在这三种运行状态下的可测参数的差异，并提取并利用这些可测参数差异实现对三种运行状态的快速区分。

2、电力系统继电保护的组成。

电力系统继电保护一般由测量元件、逻辑元件及动作元件三部分组成。

（1）测量元件。测量从被保护对象出入的有关物理量，如电流、电压、阻抗、功率方向等。并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0、或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。 （2）逻辑元件。根据测量部分输出量得大小、性质、输出的逻辑状态，出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的布尔逻辑及逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

（3）动作元件。根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

第 3 页 共 3 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第2章 电网的电流整定

2.1 主接线图与系统参数

该系统由某发电厂的三台发电机经三台升压变压器由A母线与单侧电源环形网络相连，其电能通过电网送至B、C、D三个降压变电所给用户供电，如图2-1所示。 2×40MVA2×20MVA2×20MVA3×50MVAcosφ＝0.85X″60MVA20MVA 图2-1 110kv单电源环形网络系统图

变压器容量应该为2*40MVA；发电机容量为3*50MW，母线C 和母线D所接变压器为Y,d11。AB，AC，BC，AD线路电压等级为110kV。

（1）网络中各线路采用带方向或不带方向的电流电压保护，所有变压器均采用纵联差动保护作为主保护，变压器均为Ｙn，d11接线；

（2）发电厂的最大发电容量为3×50ＭＷ，最小发电容量为2×50ＭＷ； （3）网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行； （4）允许的最大故障切除时间为0.85s；

（5）线路AB、BC、AD、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140Ａ，负荷自起动系数 ；

（6）各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示，△t＝0.5s； （7）线路正序电抗每公里均为0.4Ω；

2.2 短路电流计算

第 4 页 共 4 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 计算网络参数：选取基准功率ＳB=100MVA和基准电压为VB=Vav

XXXXX*G1 X X*G2 X X*G3 X*GS1000.1290.258 S50BN*T1*T2*T1NS10.51000.263 S10040BN*T3 X*T3(N)S10.51000.175 S10060BN*L1 XL1SVB20.440N1000.121

11522*L2S XLV2B2N100.4600.181

115X*L3 XL3SVB20.450N1000.1511152XX*L4S XLV4B2N1000.4500.151

1152*T7*T4 X*T5 X*T6 XX*T8X*T4(N)S10.51000.525 S10020BN最大运行方式下的最大电源阻抗：

0.2580.263 0.2580.175 0.261||0.4330.163 Xsmin || 22最小运行方式下的最大电源阻抗：

0.2580.2630.261 Xsmax22根据上述计算结果可以粗略的画出系统等效阻抗图，如图2-2所示。

图2-2 系统等效阻抗图

第 5 页 共 5 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 2.2.1 流经保护1的短路计算

经以上最大运行方式原则的分析，当K1点短路时，最大运行方式正、负序阻抗图如图2-3所示。

图2-3 K1点最大运行方式正负序阻抗图

最大运行方式时：

计算K1点短路时的短路电流，系统的等效阻抗为：

X0.1630.1210.284

*1由上面已经计算出，基准电流为：IBSB1000.502KA， 3VB3115基准电抗为：ZBVB3IB11530.502132.26；

三相短路电流标幺值为：

I三相短路电流的有名值为:

*3K1max13.521

0.284IK1max(3)I*K1max(3)IB3.5210.5021.76KA

最小运行方式时：

X0.2610.1210.382

*2三相短路电流的标幺值为：

I*3K1minU12.618 X0.382**2三相短路电流的有名值为:

IK1min(3)I*K1min(3)IB2.6040.5021.307KA

第 6 页 共 6 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 2.2.2 流经保护3的短路计算

经以上最大运行方式原则的分析，当K2点短路时，流经保护3的短路电流最大。最大运行方式正负序阻抗图见图2-4所示。

图2-4 K2点最大运行方式正负序阻抗

最大运行方式下有：

*X系统的等效阻抗为：10.1630.1210.1810.3911

三相短路电流标幺值为：

I*k2max(3)E12.557 X10.3911 而三相短路电流有名值为：

(3)Ik(3)2maxI*k2maxIB2.5570.5021.2835KA

最小运行方式下：

系统等效阻抗为：X10.2610.1210.10710.4891 三相短路电流的标幺值为：三相短路电流的有名值为:

*(3)Ik(3)I2mink2minIB2.04450.5021.0264KA

I*(3)k2minE12.0445 X10.48912.2.3 流经保护5的短路计算

第 7 页 共 7 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

图2-5 K3短路点的等效阻抗图

最大运行方式下有：

等效电抗为：X10.1630.1210.10710.09580.4869 则K3点发生三相短路时的短路电流为：

Ik(3)3max 三相短路电流的有名值为：

U*12.0538 X10.4869(3)(3)IkI3maxk3maxIB2.05380.5021.031KA

最小运行方式下：

等效电抗为: X10.2610.1210.10710.09580.5849 所以K3点发生三相短路时最小运行方式下短路电流标幺值为：

I*(3)k3minE11.71 X10.5849三相短路电流有名值计算为：

*(3)Ik(3)I3mink3minIB1.710.5020.8583KA

2.2.4 流经保护7的短路计算

图2-6 K4短路点的等效阻抗图

最大运行方式下有： 等效电抗为：

第 8 页 共 8 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 ****XXs*minXLABXLBCXLCDXLAD0.1630.1210.1810.1510.1510.767

则K4点发生三相短路时的短路电流为：

I(3)*K4maxU*11.304KA X0.767三相短路电流的有名值为：

I等效电抗为:

(3)K4maxI(3)*K4maxI1.3040.5020.654KA

B 最小运行方式下：

X0.2610.1210.1810.1510.1510.865

所以K4点发生三相短路时最小运行方式下短路电流标幺值为：

E1(3)*IK1.156KA 4minX0.865三相短路电流有名值计算为：

(3)(3)*IKKA 4minIK4minIB1.1560.5020.580通过以上计算各短路点在不同运行方式下短路电流如表2-1所示。

表2-1 流经保护各短路点的短路计算

短路点 K1 K2 K3 K5 最大运行方式 Ikma（3） 1.76 1.2835 1.031 0.654 最小运行方式 Ikmin（3） 1.307 1.0264 0.8583 0.580 2.3 电流保护整定计算

1. 工作原理

对于反应于短路电流幅值增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。为了保

证其选择性，一般只能保护线路的一部分。对于反应电流身高而动作的电流速断保护而言，能使该保护装置启动的最小电流值称为保护装置的整定电流，以Iset表示，显然必须当实际的短路电流Ik≥Iset时，保护装置才能动作。 2. 对保护1进行电流保护的整定计算

首先对I段进行瞬时性电流速断保护的整定：

第 9 页 共 9 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 IIop1KrelIIK1max(3)=1.251.76=2.2KAt110s

下面对I段保护范围进行校验：

3E31XSmax-0.26112IOP1Lmin==22.2=0.0068kmzL116

代入已知数据得：

=因此保护范围不够。

Lmin0.00680.017%15%L40

保护1QF的限时电流速断保护整定（II段）：

IIIop1KrelIIIop3I=KrelIII(3)K2max(3)=1.151.251.079=1.552KA

t8IIt8It0.5s

对1QF的二段保护进行灵敏度校验：

KIIsen1IK1min1.307IIII0.8421.3,可知不满足条件 IOP11.552 因此，针对上面的情况，则1QF与相邻下一段的二段保护相互配合，则得到其整定值为：

IIIIIIIII(3)IOPKIKKI1relOP3relrelK3max1.151.151.251.0311.704KA

II灵敏度校验: Ksen1IK1min1.3070.7671.3 IIIOP11.704仍然不能满足要求。由于所给条件有限，不能继续对1QF的二段保护进行符合灵敏度系数的整定。

保护1QF的定时限电流整定（III段）：

由初始条件知道线路AB的最大负载电流为230A,因此有下式：

IIIIOP1IIIKrelKss1.21.5ILmax0.230.49KA

Krel0.85t1III0.5t1s

对1QF的定时限速断保护进行灵敏度校验：

第 10 页 共 10 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 近后备：KIIIsen1I(3)K1min1.3072.6671.5,满足灵敏度要求。 IIIIset80.49 远后备：KIIIOP1I(3)K2min1.02642.11.2，也满足灵敏性的要求。 IIIIOP10.49 3. 对保护3进行保护整定

首先进行瞬时性电流速断保护（Ⅰ段）:

I*3）Iop3KrelI（K2max1.251.28351.604KA

t30s

保护范围校验：

Lmin3EXsmaxI2Iop3zL231.050.391121.604=0.0062km

zL2Lmin0.00620.01%15%L60

因此Ⅰ段保护不满足保护范围要求。 对3QF进行限时速断保护(II段):

IIIIIIII(3)IOPKIKKI3relOP3retretK2max1.151.251.28351.845KA

灵敏性校验：

KIIOP3I(3)K2min1.02640.561.3，不满足灵敏性要求。 IIIOP31.845 保护3QF定时限电流速断保护(III段)：由初始条件可知线路BC最大负荷电流为150A,因此进行下面的整定：

IIIKrelKss1.21.5ILmax0.150.317KA

Krel0.85IIIIOP3t3III0t0.5s

对3QF的定时限速断保护分别进行近后备和远后备的灵敏度校验：

IIIK近后备灵敏度校验:sen3I(3)K2min1.02643.241.5 IIIIOP30.317I(3)K3min0.85832.7071.2 IIIIOP30.317

第 11 页 共 11 页 远后备灵敏度校验：KIIIsen3吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 4. 对保护5进行电流保护整定

对于5QF的瞬时性电流速断保护整定有：

II(3)IOPKI5relK3max1.251.0311.29KA

t5I0s

保护5QF的保护范围校验：

Lmin3E31X0.5849smaxI2IOP521.290.004

zL320Lmin0.00415%L50

由以上计算知5QF的Ⅰ段保护范围不满足要求。

对保护5进行限时速断保护（Ⅱ段）:

Iop.5KIrelIop.5KKIrelrel 3K4max1.151.250.6541.4375KA

灵敏性校验：

K不满足灵敏性要求。

op.5II3K3minop.50.85830.601.3

1.4375由于缺乏必要的条件，不能对保护5进行与相邻下一段的二段保护进行配合的整定计算。

对保护5定时限电流速断保护（Ⅲ段）：

由初始条件可知线路AD最大负荷电流为230A,因此进行下面的整定：

Iop.5KrelKKressILmax1.21.50.230.487KA 0.85t50.52t1.5s

3K3minop.5对保护5的定时限速断保护分别进行近后备和远后备的灵敏度校验： 近后备灵敏度校验:Kop.5II0.85831.801.5

0.487 远后备灵敏度校验：K op.5II3K4minop.50.5801.211.2

0.4874. 对保护7的电流保护整定

第 12 页 共 12 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 保护7的速断电流保护（Ⅰ段）

Iop.7KIrel 3 K4max1.250.6540.817KA

保护范围：

Lmin3E2IXL4op.7smax

Z代入已知数据得由于保护范围小于15%,因此保护范围不够。

保护7的限时电流速断保护整定（Ⅱ段）：针对上面的情况，则保护7与相邻下一段的二段保护相互配合，则得到其整定值。由于所给条件有限，不能继续对保护7的二段保护进行符合灵敏度系数的整定。

保护7的定时限电流整定（Ⅲ段）：

由初始条件知道线路AD的最大负载电流为230A,因此有下式：

Iop.7KrelKssKILmaxre1.21.50.230.49KA

0.85t70.52t1.5s

对保护7的定时限速断保护进行灵敏度校验： 近后备：Ksen.7II3K4minop.70.581.18 1.5， 0.49不满足灵敏度要求。

通过计算可知保护1、保护3、保护5和保护7进行速断保护同样不能满足要求，这样我们就无法完成对整个系统网络实现继电保护，这样我们就需要进行距离保护来进一

步

实

现

全

网

络

的

继

电

保

护

。

第 13 页 共 13 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第3章 距离保护整定

3.1 距离保护I段整定计算

1. 当被保护线路无中间分支线路（或分支变压器）时，定值计算按躲过本路末端故障整定，一般可按被保护线路正序阻抗的80%-85%计算，即： 式中 Z

Ⅰset

ZⅠset =KⅠsetLABx （3-1）

错误！未找到引用源。—— 距离保护I段的整定阻抗；

LA---B错误！未找到引用源。—— 被保护线路的长度； KⅠset—— 可靠系数，可取0.8错误！未找到引用源。0.85； X—— 被保护线路单位长度的正序阻抗，Ω/km； 保护动作时间按t=0秒整定。

3.2 距离保护Ⅱ段整定计算

1. 按与相邻线路距离保护I段配合整定。为了保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护的保护Ⅱ段不至于越级跳闸则保护Ⅱ段的整定阻抗为

ZⅡset.1=KⅡrel（ZA-B+Kb.minZⅠset.2）

（3-2）

式中 错误！未找到引用源。A-B —— 被保护线路阻抗； ZⅠset.2错误！未找到引用源。——相邻变压器的正序阻抗；

KⅡrel错误！未找到引用源。—— 可靠系数，取0.8错误！未找到引用源。0.85； Kb.min错误！未找到引用源。—— 助增系数，选取可能的最小值。

2. 与相邻变压器的快速保护相配合。当被保护线路的末端母线接有变压器时，距离Ⅱ段应与变压器的快速保护（一般是变压器差动保护）相配合，其动作范围不应超出变压器快速保护范围。设变压器的阻抗为Zt，则距离Ⅱ段的整定值为

Z

Ⅱset.1

=K

Ⅱrel（ZA-B+Kb.minZt） （3-3）

3. 距离保护第Ⅱ段灵敏度校验。距离保护Ⅱ段，应能保护线路的全长， 本线路 末端短路时，应有足够的灵敏度。考虑到各种误差因素，要求灵敏系数应满足

若灵敏系数不满足要求，可按与相邻线路距离保护Ⅱ段相配合的条件整定动作阻抗。

4. 保护1距离Ⅱ段动作时限为：tⅡ=t2+t （3-5）

Ksen=ZⅡset/ZAB≥1.25

(3-4)

第 14 页 共 14 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 3.3 距离保护III段整定计算

1. Ⅲ段的整定阻抗。距离保护第Ⅲ段的整定阻抗，按以下几个原则计算： （1）按与相邻下级线路距离保护Ⅱ或Ⅲ段配合整定。 在与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合时，Ⅲ段是我整定阻抗为

ZⅢset.1=KⅢrel（ZAB+Kb.minZⅡset.2）

（3-6）

如果与相邻下级线路距离保护Ⅱ段配合灵敏系数不满足要求，则应改为与相邻下级线路距离保护的Ⅲ段配合。

（2）按与相邻下级变压器的电流、电压保护整定。 定值计算为

ZⅢset.1=KⅢrel（ZAB+Kb.min Zmin） （3-7）

（3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。

当线路上负荷最大且母线电压最低时，负荷阻抗最小，其值为

ZL.min=ULmin/IL.max=(0.9-0.95)Un/IL.max （3-8） 式中 ULmin--正常运行母线电压的最低值；

L.max n

I--被保护线路最大负荷电流；

U--母线额定相电压。

考虑到电动机自启动的情况下，保护Ⅲ段必须立即返回的要求，若采用全阻抗特性，则整定值为

ZⅢset.1=KrelZL.min/KssKre （3-9） 式中 Krel--可靠系数，一般取0.8-0.85；

ss re

K--电动机自启动系数，取1.5-2.5；

K--阻抗测量元件（欠量动作）的返回系数，取1.15-1.25。

2. 灵敏度校验。距离保护的Ⅲ段，既作为本线路Ⅰ、Ⅱ段保护的近后备，又作为相邻下级设备保护的远后备，灵敏度应分别进行校验。 作为近后备时，按本线路末端短路校验，计算式为

Ksen(1)=ZⅢset/ZAB≥1.5 （3-10） 作为远后备时，按相邻设备末端短路校验，计算式为

Ksen(2)=ZⅢset/(ZAB+Kb.maxZnext)≥1.5 （3-11） 式中 Znext--相邻设备（线路、变压器等）的阻抗；

Kb.max--分支系数最大值，以保证在各种运行方式下保护动作的灵敏性。

3.4 保护1、3、5、7的距离保护整定

第 15 页 共 15 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 1. 保护1距离保护整定值计算：

Ω (1)Ⅰ整定阻抗：Zset 1KrelZL10.851613.8 Ⅰ段整定时间：tⅠ=0s (2)Ⅱ段段整定阻抗： 与相邻下级L3段的Ⅰ段配合：

ⅠⅠZΩ set 3KrelZL30.852420.4ⅠⅠKbmin 1-X16210.539

X269.431L1T4ⅡⅠZⅡ（XL1KbminZ）0.80（160.53920.4）21.569Ω set 1Krelset 3Z灵敏度校验：Ksen=1.34>1.25

Z set 1L1按躲过相邻变压器出口短路整定：

1X14Kbmin （1-L1）（1）0.167

2XL226ⅡⅠZⅡ（XL1KbminZ0.70（160.16769.431）19.316Ω set 1KrelT4）ⅡZ 灵敏度校验:Ksenset 1=1.21<1.25 ZL1所以ZⅡset 1=21.569Ω tⅡ=0.5s

2.保护3距离保护整定值计算：（同理）

Z set 3KZ relL3 0.852420.4 ZⅡ.262Ω set 170 3. 保护5距离整定计算 (1) 距离Ⅰ段整定阻抗:

Z set 5KZ0.852017 Ω

relL3t (2)距离Ⅱ段整定阻抗:

50s

按躲过相邻变压器出口短路整定有：

第 16 页 共 16 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 KbminX11201 - 1  0.167 2X224L4L3Z set 6XKK relL3bminZT70.70 200.16769.43 22.12

取以上两个计算中较小者为Ⅱ段整定值，因此保护5的Ⅱ段整定值为：

Zset522.12。

set 5ZKsen灵敏度校验：

ZL322.121.1061.25

20不满足灵敏性要求，但由于缺少相邻下一段的Ⅱ段整定值，故不能进行校正。 4.保护7的距离保护整定计算 (1) 距离Ⅰ段整定阻抗

Z set 7KZ relL40.852017

t (2) 距离Ⅱ段整定阻抗 与相邻下级L3配合有：

70s

Z set 5KZ0.852017

relL3Kbmin 1-XL42010.71 XT669.431Z set 7K XK relL4bminZ 0.8 200.7117 25.66

set 7按躲过相邻变压器出口短路整定有：

Kbmin（1-XL420）（1）0 XL320T5Z set 7K XK relL4bminZ 0.7016 069.431 11.2

取以上两个计算中较小者为Ⅱ段整定值，因此7QF的Ⅱ段整定:

Z 进行灵敏度校验有：

set711.2。

ZKsenZ set 7L411.20.561.25，不满足灵敏度要求。 20由于上述不满足灵敏度条件，所以改为相邻下一段的Ⅱ段保护相配合。因此保护6的Ⅱ

第 17 页 共 17 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 段整定值为：Zset 722.12

则按照相邻下一段整定有：

Z set 7K XK relL4bminZ 0.8 200.7122.12 28.56

set 5ZⅡ28.56Ksenset 81.4281.25，满足要求。

20ZL4所以延时整定为:ttt1.5s。

75通过以上的计算各保护的第Ⅰ段、第Ⅱ段整定值如表3-1所示。

表3-1 整定阻抗值表

保护点 整定值 1 3 5 7 保护Ⅰ段 保护Ⅱ段 阻抗整定（Ω） 动作时间（s） 阻抗整定（Ω） 动作时间（s） 13.8 20.4 17 17 0 0 21.569 0.5 70.263 22.12 28.56 0.5 0 0.5 1.5 0 第 18 页 共 18 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 第4章 保护3的连接图及继电装置选择

4.1 保护3的原理接线图

图4-1 原理接线图

如图4-1所示，由于两相星形接线较为简单经济，因此在中性点直接接地系统和非直接接地系统中，被广泛用作为相间短路的保护。在分布很广的中性点非直接接地系统中，当电网中的电流保护采用两相星形接线方式时，应在所有线路上将保护装置安装在相同的两相上，以保证在不同线路上发生两点及多点接地时，能切除故障。

当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后，他们的联合工作就可以保证全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间内予以切除，在一般情况下都能满足速动性的要求。

4.2 继电保护装置的选择

电流互感器的选择。电流互感器的额定电压不小于安装地点的电网电压，电流互感器的额定电流不小于流过电流互感器的长期最大负荷电流。根据系统电压等级和系统运行要求选取LB7-110型电流互感器。 以下仅作为参考： 110KV电流互感器选择 （1）U1e=U1g=110kV

第 19 页 共 19 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 （2）Igmax=110%I1e

IeIgmax110%11021000A 1.1（3）LB7-110 ,技术参数如表4-1所示。

表4-1 LB7-110技术参数

型号 LB7-110 技术参数 电流比 1200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s 时间继电器的选择如表4-2所示。

表4-2 时间继电器型号

序号 4 5 代号 KT1 KT2 型号规格 DS－21 DS—21 用途 带时限电流速断保护时间 定时限过电流保护时间 第 20 页 共 20 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 结 论

通过本次设计让我了解了继电保护这一块在电力系统中的重要性而且让我对继电保护有了进步一步的认识和掌握主要从以下两点：

（1）电压互感器二次回路在运行中容易发生单相接地短路和相间短路，造成保护装置交流失压，而失压引起保护装置误动作，从而造成不必要的损失。为此针对于这种现象，设计出一套电压二次回路断线闭锁装置，它能够在线路发生故障时可以开放保护，而在电压互感器二次回路断线时闭锁保护。

（2）距离保护优点和缺点。能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求；阻抗继电器是同时反应电压的降低和电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段受系统运行变化的影响也较电流保护要小一些，保护区域比较稳定。但是不能实现全线瞬动。

第 21 页 共 21 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 致 谢

这次课程设计对以前所学知识的综合应用程度较高，实践性较强，难度也比我以前的学习任务大，使我遇到了较大的困难。但我的指导老师——程老师十分认真负责，对我所遇到的疑点讲解清楚详细，使我能够解决所遇到的问题，并顺利地完成课程设计。她认真负责的工作态度和严谨的学风也是十分值得我学习的，在此对她表示诚挚的感谢。

这次设计对我有着重要的意义，在这期间我不仅巩固了以前所学的知识，对本专业有了更多、更深的了解，而且也培养了克服困难的品质，锻炼了实践动手的能力，这将是

我

今

后

工

作

学

习

中

的

一

个

良

好

开

端

。

第 22 页 共 22 页

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 参考文献

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[4] 李光琦.电力系统暂态分析.（第三版）.北京：中国电力出版社，2007 [5] 都洪基.电力系统继电保护原理.南京：东南大学出版社，2007 [6] 马永翔.电力系统继电保护.北京：中国林业出版社，2006 [7] 于永源.电力系统分析（第三版）.北京：中国电力出版社，2007 [8] 陈隆昌等.控制电机，西安电子科技大学出版社，2000 [9] 何离庆等.过程控制系统与装置，重庆大学出版社，2003 [10] 施仁等.自动化仪表与过程控制，电子工业出版社，2003

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