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1、继电保护课程设计讲稿课程设计的目的继电保护课程设计是学生学完继电保护基本原理的理 论课程后的一个重要的综合性教学环节，是学生全面运用所 学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的 综合性训练。通过课程设计，可以培养学生运用知识解决实 际问题的能力，增加工程观念，以便更好的适应工作的需要通过课程设计应达到下列要求1、熟悉有关技术规程；2、巩固并充实所学基本理论和专业知识，做到能够灵活应 用，解决实际问题。3、初步掌握电气工程专业（二次部分）工程设计的流程和 方法，独立完成设计任务，并能通过答辩。4、端正态度，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作 作风。课时安排第一周-介绍课程设计的基
2、本知识，继电保护设计步骤 第二周-熟悉继电保护课程设计的基本原理，整定原则， 下发课程设计任务书第三周第四周-系统标幺值计算第五周第七周-选择短路点，进行短路电流计算第八周第十一周-继电保护整定，包括一次侧整定，保 护装置选型以及保护二次侧整定第十二周第十三周-绘制二次侧接线图第十四五周十五周-撰写继电保护课程设计说明书，十五周周四交报告。备注说明：十五周周四安排答辩时间，请大家都过来，下午2点在教室等待安排。第十六周-课程设计答辩-预定周一答辩。第一章 继电保护课程设计的基本知识第一节一般规定（1 ）满足电力系统对继电保护的基本要求“四性”（2）尽量简单：输电线路保护：电流保护一距离保护一高
3、频保护一分相电流差动保护 变压器保护：瓦斯保护和差动保护以及后备保护（3 ）考虑具体的系统情况:A系统参数，系统接线图B故障发生概率C系统稳定的裕度D 经济性E国内外的设计经验第二节 保护的配置（主保护，后备保护和辅助保护）线路保护：1、主保护（1）要求：必须能够满足电力系统稳定及电力设备安全的 要求，有选择性地切除故障设备（2）通常的主保护有：相间短路：高频，纵差，距离和分相电流差动保护接地保护：分相差动，接地距离，零序电流保护和零序功率方向保护2、后备保护（1）定义：主保护或者断路器拒动时，用以切除故障的保 护，分近后备保护和远后备保护（2）配置：近后备保护：要求高，可以采用高频距离保护，
4、接地距离保 护，零序电流保护，可以和高频通道配合完成III（零远后备保护：要求低，距离 III段保护或者零序电流保护 段变压器保护（1）主保护，瓦斯保护和差动保护（2）后备保护：复合电压启动的过电流保护和接地保护 序电流保护）等第三节 对所设计的继电保护的基本要求一、可靠性（不拒动，不误动）提高可靠性的措施有：1、原理设计要合理，尽量采用目前先进的，在使用的保 护原理和保护装置2、保护装置的逻辑环节尽量少，接线简单，辅助元件少， 回路继电器串连触点和接插件数少3、主保护必须双重化：（1）原理不同（高频闭锁保护，相差高频保护，分相电流 差动保护）（2）原理相同，但是，生产厂家不同（南瑞，许继，南
5、自，四方，各个厂家的侧重点不一样， 根据自己的设计要求去寻找合适的厂家）（3）采用不同型式的保护，如集成电路保护等静态保护或 者微机保护（4）断路器的跳闸线圈实现双重化以防止断路器控制回路 失灵（5）二次回路中，仪用互感器尽量独立使用，尤其是电流 互感器，电压互感器可以不完全独立使用（6）保护装置便于整定计算，调试和维护二、选择性1、定义：仅仅将故障元件从系统中切除，尽量缩小停电 范围。2、主保护：速断3、后备保护：相邻元件保护之间的配合必须满足，如果 不满足，可以改进保护原理等4、特殊情况下可以加速切除故障或者按照满足灵敏性要 求来整定，抬高动作时限三、灵敏性1、定义：反应故障的感知能力2、
6、灵敏度校验需要的注意点：（1）计算短路电流的故障类型要考虑接地保护：单相，两相接地短路的零序电流的比较 相间保护：三相短路、两相短路电流的比较（2）确定被校验保护的最小运行方式（3）经Yd11接线的变压器的三角形侧发生不对称短路时， 对于不同接线的保护装置的灵敏系数是不同的（4）两侧电源以及环形网络中保护的相继动作使得保护的 灵敏度提高或者降低（5）分支电路对灵敏度的影响（6）负荷电流对灵敏度的影响-一般情况下我们会忽略四、速动性1、定义-快速动作2、快速动作的保护类型：（1 ）电流速断保护0.1-0.25S（2 ）距离保护0.04-0.15S（3）线路纵差保护0.04-0.1S（4）元件纵差
7、保护0.04-0.1S注意：保护设计中，四性之间的关系如下：最重要的是可靠性一保护装置的选择关键是选择性一基本上可以满足灵敏性要求尽量足够高一校验灵敏度速动性达到必要的条件，目前的保护都可以满足速动性的要求！他们之间是相互制约的：电流保护一简单可靠，灵敏度不够高频保护一速动，装置复杂；分相差动保护-具有绝对的选择性，动作可靠，安装复杂 适合的才是最好的第四节电力系统中性点接地的选择和系统运行方式的考虑一、电力系统中性点接地选择1、110kV系统，目前中性点基本上不直接接地2、220kV及以上系统，中性点直接接地3、中性点的接地与否与当前的绝缘水平有关4、发电机的中性点不接地5、接地系统发生接地
8、短路时，零序电流的大小以及分布与中性点的接地数目和位置有关6、变压器中性点的接地原则：保证变压器中性点接地数目 和位置不变或者尽量不变，以保证零序电流的保护范围稳 定，且有足够的灵敏性系数7、具体细则如下：（1）低压侧无电源的终端变电所的变压器中性点一般不接地，这样的话可以提高线路首端零序保护的灵敏性 系数；如果装有单相自动重合闸， 则需要考虑选相元 件正确动作，则该变压器的中性点应该接地；(2) 单母线运行的发电厂和高压母线上有电源联络线的变电所，应该中性点接地，特殊情况下，如果有两台 容量相同和绕组接线相同的变压器， 则可将其中的一 台变压器中性点接地；如果有多台变压器，则可以考 虑其中的
9、两台变压器中性点接地；(3) 在多个电源的电网中，每个电源处至少有一台变压器中性点接地以防止出现弧光过电压；(4) 降压变压器的中压侧和低压侧有电源时，中性点必须 接地，如果电源容量少，零序保护不可能动作时， 则 可以不接地，但是要采取过电压保护措施；(5) 为便于线路接地保护的配合， 在低压侧无电源的区域 变电所中，部分变压器的中性点接地；(6) 接在分支线路上的变压器， 低压侧虽无电源，但变压 器并联运行时，变压器中性点应该接地；(7) 部分绝缘的变压器或者自耦变压器，中性点必须接地。T1050kmaT11T91_I_GD1160kmD400+j340.5*” 600+j526c-THA9
10、ATnnnT 仝G1TJrG4MG3分最大，最小和正常运行方式1、最大运行方式根据系统运行情况，投入发电机容量最多，变压器中性 点接地数目最多的方式。A. 对于单侧电源的辐射性网络：(1 ) 发电机投入容量最多(2) 系统所有线路和选定的接地中性点均投入(3) 接地保护：接地点数目最多B. 双侧电源和多测电源的环形网络中的线路：(1) 发电机容量最大(2) 环形网络开环运行，开环点在该线路相邻的下一条线 路上，如保护CD线路的C侧的保护，BD线路断开 的方式；同样，对于 CD线路的D侧保护，则断开 AC线路，流过保护的电流为最大T101.0s50km400+j340.5T11亠00.5s y
11、-T9160km片 600+j526Bosn?T6(3)接地保护：接地点数目最多2、最小运行方式根据系统运行情况，投入发电机容量最少，变压器中性 点接地数目最少的方式。C. 对于单侧电源的辐射性网络：(1 )发电机投入容量最小(2) 双回线单回线运行(3) 接地保护：接地点数目最少D .双侧电源和多测电源的环形网络中的线路：(1 )发电机容量最小(2) 环形网络闭环运行，停运线路背后可能的机组和线路(3) 接地保护：接地点数目最小3、正常运行方式：一年中比较常见的运行方式4、中性点直接接地系统中，变压器中性点接地原则(1) 发电厂及变电所低压侧有电源的变压器，中性点均应 该接地运行以防止出现不
12、接地系统过频过电压状态；(2) 自耦变压器和有绝缘要求的变压器，中性点必须接地 运行；(3 )防止操作过电压，可以考虑临时接地。第五节电力系统振荡的考虑1、回忆一下振荡的特点：(1) 对称（2） 电流电压缓慢变化，且呈现周期性（3）测量阻抗缓慢变化故障特点：（1）有不对称分量出现（2）du/dt变化快（3）dz/dt变化快2、振荡闭锁方法：（二）传统方法简述1、利用序分量（负序或者零序）或者序分量的增量元件启 动振荡闭锁装置来区分短路和稳定破坏引起的振荡。2、大圆套小圆的方法（就是测量阻抗变化速度的方法）振荡时，测量阻抗是慢慢变化的，从满足Z3过渡到满足Z2，再到Zi的状态，而发生短路故障时，
13、Z1,Z2是同时启动的，可以利用该差别构成振荡闭锁回路以及短路故障的保护启动回路。回路方法如下：Z3输出3、UCOS的方法1、以LFP-941A为例的振荡闭锁42振荡闭锁装置庶理以张选线所使用的LFP- 941A 输电线路成 套保护装置为例进行说明。此装置的撮荡闭锁分三 个部分，任意一个动作开放保护04-2. 1在后动元件动作起始160m萼以内其动作条件是J3动元件开放瞬间,若按躲过最 大负荷整建的正样过流元件不动作或动作时何尚不 到1。11叭则将振疡闭锁开放160ms a因此该元件在正常运行突然发生故肾时立即 开放160m.占系统振荡时.正序过流元件动作其后 再有故障时.该元件已被闭锁,另外
14、当区外故睡或操 作后160阳再有故障时也被闭锁。4-22不对称故障开放元件不对称故际时:振疡闭锁回路还可由对称分虽 元件开放该元件的动作判船为：I岛|亠丨创 词AI(V式中“0 零序电流Ji TE序电流h负庁电流m -恪定系数4-2-3对称故障开放元件在起动元件开放160ms以后或系统振荡过程 中如发生三相故障，装置另外设置了专门的振荡判 别元件,它测量振荡中心电压g = U 迫呦(8)式屮俏TE序电流电压的夹角Uy TE序电压在三相短路时，设线路阻抗角为曲时，则5 co訥是弧光电肥上的压降三和短路时过渡电阻是 弧光屯IM 一弧光电阻丄的压降小于5 %u本装置采用的动作判据分两部分：-0-03
15、 n08G，延时0血开放 0- I Lbs I +set.r set. min整定方法:A.最小启动电流的二次值的整定:1 set min Krel ( 1 差电流其中，Krel为可靠系数，取1.3-1.4U为变压器分接头调压引起的误差（相的额定电压），可以取0.05 ；1 st为电流互感器的同型系数，可以取 0.05-0.1总的来说，一般可以取1 setmin （02 5）I2N拐点电流：一般整定在（0.6-1.1）倍変压器的额定电流=(0 6-1.1)/制动特性的斜率setK 、初.mln1 set maxKrel(1A /I1丄Egre-inaxUI st)Ik wLiiiaxset.i
16、nmIfzmax1 res max1 k maxB.灵敏度校验Ksenk min1 set2.0第三节后备保护的整定计算（一）过电流保护对并列运行的变压器，应考虑突然切除一台时所出现的过负荷1 setGl * 口 |Kre n 1NB对降压变压器，应考虑低压侧负荷电动机自起动时的最大电流1 setK rel KselfKreeB灵敏度校验Ksenk min1 set2.0（二）低电压启动的过电流保护1、低电压元件起动值应考虑以下因素躲开正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压，外部故障切除后，电动机自起动过程中， 必须返回U set 0.7U eB2、过电流元件按躲开变压器的额定电流整定1
17、setKrelKreeBsenk maxU k max在最大运行方式下，相邻兀件末端三相短路时，保护安装处的最大线电压灵敏度校验:KUset(三) 复合电压启动的过电流保护1 .电流元件同低电压启动的过电流保护整定2. 低电压元件整定采用如下方法：U set (0.5 0.6)U eB3. 负序电压整定如下U2.set (0.06 0.12)U eB负序电压灵敏度校验:2 min 其中 U 2min为后备保护范围末端两相金属性短路时，保护 安装处测得的最小负序电压。sen.u2U 2set（四）零序电流保护（中性点直接接地网络）因为是终端变电站，所以，采用零序过电流保护作为变 压器的后备保护。整定方法如下：躲开最大不平衡电流。IK * K * K * 1 kmaxOsetrel st CTnCTKrel为可靠系数，取1.5 ；Kst为电流互感器的同型系数，取0.5Kct为电流互感器的误差，取10%第四章继电保护课程设计任务书一、题目以及条件二、220kV电网输电线路以及变压器的继电保护设计三、进行步骤1、计算短路电流；2、确定保护方式；3、选择自动重合闸方式；4、振荡闭锁回路设计；5、从四性角度对自己的设计做一个评价;6、拟绘保护接线图；7、整理说明书