第一篇：某水電站繼電保護課程設計分解

電力系統繼電保護課程設計說明書 引 言

1.1 摘要

由于大型水電站的母線、發電機和變壓器的結構比較復雜，在運行過程中都可能會發生各種各樣的故障和異常運行狀態，為了確保在保護范圍內發生故障，都能有選擇性的快速切除故障，需要配置多種繼電保護裝置，必要時進行多重化配置，從而將水電站中重要設備的危害和損失降到最小，對電力系統的影響最小。

發電機是電力系統中的中的一個重要組成部件，發電機的安全運行對保證電力系統的正常工作和電能質量起著決定性的作用。所以，繼電保護裝置對大型水電站的正常運行起著至關重要的作用。

通過本課程設計，使學生掌握和應用電力系統繼電保護的設計、整定計算、資料整理查詢和電氣繪圖等使用方法。在此過程中培養學生對各門專業課程整體觀的綜合能力，通過較為完整的工程實踐基本訓練，為全面提高學生的綜合素質及增強工作適應能力打下一定的基礎。本課程主要設計發電機繼電保護的原理、配置及整定計算，給今后繼電保護的工作打下良好的基礎。1.2 原始資料

某水電站（如下圖 1）所示：

圖 1 水電站系統圖

電力系統繼電保護課程設計說明書 發電機繼電保護

在電力系統中，發電機是一個尤其重要的電器元件，決定著電力系統的正常工作與電能質量。同時，發電機本身價格昂貴，因此，必須裝設性能完善的繼電保護裝置，用于針對發電機各種故障和不正常運行狀態。4.1 故障分析 4.1.1故障類型

（1）定子繞組相間短路：危害最大；

（2）定子繞組一相的匝間短路：可能演變為單相接地短路和相間短路；（3）定子繞組單相接地：較常見，燒壞鐵芯或造成局部融化；（4）轉子繞組一點接地或兩點接地：一點接地時危害不嚴重；兩點接地時，因破壞了轉子磁通的平衡，可能引起發電機的強烈震動或燒損轉子繞組；

（5）轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失：從系統吸收無功功率，造成失步，從而引起系統電壓下降，甚至可使系統崩潰。4.1.2不正常運行狀態

（1）外部短路引起的定子繞組過電流：溫度升高，絕緣老化；

（2）負荷等超過發電機額定容量而引起的三相對稱過負荷：溫度升高，絕緣老化；

（3）外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發電機負序過電流和過負荷：在轉子中感應出100Hz的倍頻電流，可使轉子局部灼傷或使護環受熱松脫，對發電機造成重大損害。

（4）突然甩負荷引起的定子繞組過電壓：調速系統慣性較大發電機，在突然甩負荷時，可能出現過電壓，造成發電機繞組絕緣擊穿。

（5）勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉子繞組過負荷；（6）汽輪機主氣門突然關閉而引起的發電機逆功率：發電機不發出有功功率而從系統中吸收有功功率，造成發電機轉為電動機運行，原因調速控制回路故障、機爐保護動作或某些認為因素。

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4.1.3保護類型

1．發電機縱差動保護：定子繞組及其引出線的相間短路保護；

2．橫差動保護：定子繞組一相匝間短路的保護；

3．單相接地保護：對發電機定子繞組單相接地短路的保護；

4．發電機的失磁保護：針對轉子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失設置的保護；

5．過電流保護：反應外部短路引起的過電流，同時作為縱差動保護的后備保護；

6．負序電流保護：反應不對稱短路或三相負荷不對稱時，發電機定子繞組中出現的負序電流；

7．過負荷保護：發電機長時間超負荷運行時，作用于信號的保護； 8．過電壓保護：反應突然甩負荷而出現的過電壓； 9．轉子一點接地保護和兩點接地保護：勵磁回路的接地故障保護； 10．轉子過負荷保護；

11．逆功率保護：汽輪機主汽門誤關閉同時發電機出口斷路器未跳閘，發電機失去原動力，從發電機運行轉為電動機運行，從電力系統中吸收有功功率。危害：汽輪機尾部葉片有可能過熱而造成事故。

本發電廠發電機保護裝置的設置可依據以上原則并結合小型水電站情況進行，對發電機發電機比率制動式縱差保護和定子匝間短路保護進行整定計算。4.2 發電機比率制動式縱差保護（主保護）原理及其整定計算 4.2.1 比率制動式差動保護原理

比率制動式縱差保護僅反應相間短路故障。具有比率制動特性的差動保護的二次接線如圖1.2所示。圖中，KVI串接于三相電流互感器的中性線上，反應中性線上的電流大小，作為差動保護TA斷線監視用，延時發信號。

當差動線圈匝數Wd與制動線圈匝數Wres的關系為Wres=1/2Wd時，第 10 頁

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it1?iId，橫坐標為制動電流Ires。

為了正確進行整定計算，首先應了解縱差保護的不平衡電流與負荷電流和外部短路電流間的關系。

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共 17 頁 n1?

圖1.2具有比率制動特性的差動保護的二次接線 差動電流：

制動電流：

比率制動式差動保護的動作方程為：

Id?K(Ires?Ires.min)?Id.min,Ires?Ires.min

Id?Id.min,Ires?Ires.min 式中：，—— 一次電流；

，—— 二次電流；

na —— 電流互感器變比。Id—— 差動電流或稱動作電流 Ires—— 制動電流 Ires.min—— 拐點電流

Id.min——啟動電流 K—— 制動斜率

差動保護的制動特性如圖1.2.1中的折線ABC所示。圖中，縱坐標為差動電流

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發電機縱差保護用的10P級電流互感器，在額定一次電流和額定二次負荷條件下的比誤差為±3%。因此，縱差保護在正常負荷狀態下的最大不平衡電流不大于6%。但隨著外部短路電流的增大和非周期暫態電流的影響，電流互感器飽和，不平衡電流將急劇增大，實際的不平衡電流與短路電流的關系曲線如圖1.2.1中的曲線OED所示。

根據比率式制動特性曲線分析。當發電機正常運行時，或區外較遠的地方發生短路時，差動電流接近為零，差動保護不會誤動。發電機內部發生短路故障時，差動電流明顯增大，圖1.4 比率制動式差動保護的制動特性

I1和I2 相位接近相同，減小了制動量，從而可靈敏動作。當發生發電機內部??輕微故障時，雖然有負荷電流制動，但制動電流比較小，保護一般也能可靠動作。4.2.2 比率制動式差動保護的整定計算

1、啟動電流Id.min的整定：

Id.min?Krel(Ier1?Ier2)

式中Krel——可靠系數，取1.5 ~ 2 Ier1——保護兩側的TA變比誤差產生的差流，取0.06Ign(Ign為發電機額定電流)；

Ier2——保護兩側的二次電流誤差（包括二次回路引線差異以及縱差動保護輸入通道變換系數調整不一致）產生的差流，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、拐點電流Ires.min的整定：

Ires.min?(0.5~1.0)Ign?(2.115~4.3)A

3、比率制動特性的制動系數Kres和制動斜率K的整定。

發電機縱差動保護比率制動特性的制動斜率K，決定于夾角?。可以看出，當拐點電流確定后，夾角?決定于C點。而特性曲線上的C點又可近似由發電機外部故障時最大短路電流Ik.max與差動回路中的最大不平衡電流Iunb.max確定。由此制動系數Kres可以表示為：

Kres?Iunb.max Ik.max而制動線斜率K則可表示為： K?Iunb.max?Id.min

Ik.max?Ires.min差動回路中的最大不平衡電流，除與縱差動保護用兩側TA的10%誤差、二次回路參數差異及差動保護測量誤差有關外，尚與縱差動保護兩側TA暫態特性有關。因此故障時，為躲開最大不平衡電流，C點電流應取為：

Id.max?Krel(0.1?0.1?Kf)Ik.max 式中 Krel——可靠系數，取1.3 ~ 1.5；

Kf——暫態特性系數，相同時取0，不同時取0.05~0.1；

Id.max——最大動作電流。

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，對于發電機完全縱差動保護，而對不完全縱差動保護，可取0.3~0.4。而對制動斜率K可以根據公式K?Iunb.max?Id.min求得。

Ik.max?Ires.min第 13 頁

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4.3 發電機定子匝間短路保護（橫差保護）原理及整定計算

發電機定子匝間短路保護原理，主要有發電機縱向零序過電壓及故障分量負序方向型匝間保護，不僅作為發電機內部匝間短路的主保護，還可作為發電機內部相間短路及定子繞組開焊的保護；故障分量負序方向(ΔP2)保護應裝在發電機端，不僅可作為發電機內部匝間短路的主保護，還可作為發電機內部相間短路及定子繞組開焊的保護；高靈敏零序電流型橫差保護，作為發電機內部匝間、相間短路及定子繞組開焊的主保護。

發電機橫差保護，是發電機定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支之間的匝間短路）、線棒開焊的主保護，也能保護定子繞組相間短路。

單元件橫差保護，適用于每相定子繞組為多分支，且有兩個或兩個以上中性點引出的發電機。

發電機單元件橫差保護的輸入電流，為發電機兩個中性點連線上的TA 二次電流。以定子繞組每相兩分支的發電機為例，其交流輸入回路示意圖如下所示：

理想發電機正常時中性點連線上不會有電流產生，實際上發電機不同中性點之間從在不平衡電流，原因如下:（1）定子同向而不同分支的繞組參數不完全相同，致使兩端的電動勢及支路電流有差異。

（2）發電機定子氣息磁場不完全均勻，在不同定子繞組中產生的感應電動勢不同。

（3）轉自偏心，在不同的定子繞組中產生不同電動勢。（4）存在三次諧波。

因此單原件縱差保護動作電流必須克服這些不平衡，整定式為：

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Iset?(0.25?0.31)IgN

Iunb1 額定工況下，同相不同分支繞組由于繞組之間參數的差異產生的不平衡電流，由于是三相之和，一般可取5?IgN

Iunb2 磁場氣隙不平衡產生的不平衡電流，一般可取10?IgN Iunb3 轉自偏心產生的不平衡電流，一般取10?IgN Krel 可靠系數，取1.2—1.5 把各系數代入得Iset?(0.25?0.31)IgN ?(1.0575?1.3113)A 4.4 勵磁回路兩點接地保護

當發電機勵磁回路發生兩點接地故障時，部分勵磁線圈將被短路，由此由于氣隙磁勢的對稱性遭到破壞，可能使轉子產生劇烈振動，因此在發電機上需要裝設勵磁回路兩點接地保護，該裝置只設一套,并僅在勵磁回路中出現穩定性的一點接地時才投入工作。4.5 過負荷保護整定

過負荷保護是動作于信號的保護，考慮到過負荷對稱性，該保護只有一相中裝設，并與過電流保護共用一組互感器，保護由電流繼電器及時間繼電器組成。

電流繼電器動作值按照下式計算： Idz.j?KkINf1.05?507.94?=5.22A Khnl0.85?120Kk

可靠系數，取=1.05；

Kh

返回系數，取=0.85； Inf

發電機額定電流；

nl

電流互感器變比；

過負荷保護動作時限比過電流保護長，一般為9～10s.第 15 頁

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結

語

本次課程設計主要針對某水電站電力系統對其進行短路電流的計算，對發電機繼電保護進行設計。在這些設計過程中需要用到各種電力工程設計手冊，并且借用AutoCAD輔助工具畫出其各類電氣接線圖。

在完成本次課程設計的過程中，運用了大量的專業知識，也進行了大量的計算。而在此過程中也將自己專業知識不扎實，計算能力不強的缺點暴露無遺。在完成課設期間得到了同學的大力幫助，在此衷心的表示感謝。通過對該小型水電站電氣部分繼電保護的設計，使我對繼電保護系統有了進一步的掌握，在此過程中，使我了解并一定程度掌握了專業知識在實際工程中的應用，通過該設計也使我學會了在電氣設計中如何正確的查詢相關規程規范。

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參 考 文 獻

[1]水利電力部東北電力設計院 編，電力工程設計手冊，上海：上海科學技術出版社，1981年9月

[2]卓樂友 編，電力工程電氣設計手冊電氣二次部分，北京：水利電力出版社1990年9月

[3]水利電力部華東電力設計院 主編，電力工程概算指標，北京：水利電力出版社，1987年8月

[4]孟祥萍 高燕 編，電力系統分析，北京：高等教育出版社，2004年2月

[5]何永華 主編，發電廠及變電站的二次回路，北京：中國電力出版社，2004年3月

[6]商國才 編，電力系統自動化，天津：天津大學出版社，1999年6月

[7]孫國凱 霍利民 柴玉華 主編，電力系統繼電保護原理，北京：中國水利水電出版社，2002年1月

[8]熊信銀 張支涵 主編，電力系統工程基礎，武漢：華中科技大學出版社，1997年

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第二篇：繼電保護課程設計感想體會

繼電保護課程設計心得體會

在老師的辛勤指導下，我們的繼電保護綜合實驗終于畫上了一個圓滿的句號。實驗過程中的各種酸甜苦辣都成為難忘的回憶。

剛走進實驗室，看到那些形狀各異的繼電器排列在一塊很大的板上，雖然有些在以前做繼電保護實驗也見過，可是放在一起還是讓人感到有些迷茫。在老師的耐心講解下對本次實驗單側電流輻射形電網三段式過流保護的基本原理，動作電流和動作時間的整定及三段保護之間的配合關系有了更深的理解。

我們剛開始做實驗的時候，出現了嚴重的準備不足，只有設計原理圖沒有展開圖，致使接線出現了極大的困難。在組員們的齊心協力下終于作出了展開圖，感覺電路清晰多了接線也方便了。由于在平時的學習中不夠扎實，在實驗過程中明顯感覺到理論知識的匱乏，出現了一些讓人感到不可思議的錯誤。

在接線的過程中，由于自己平時很少接觸這個，動手能力不是很好，往往一個小小的接線就需要花費更多的時間。隨著接線的增加也逐漸熟練起來，最后和大家一起順利完成了接線。在最后的調試中，我主要是控制閘刀，我們測動作電流的時候總是時大時小，還出現了繼電器不能正常動作的情況。在老師的反復測試中才發現是由于我合閘的時候沒有到位，導致接觸不良，有時三相，有時兩相。最后我注意了這方面的情況，問題迎刃而解。

這次繼電保護綜合實驗使我對繼電保護思想基本要求，即可靠性，選擇性，快速性，靈敏性有了新的認識，提高了理論結合實際的能力，鞏固了書本知識，提高了動手能力，發現問題和解決問題的能力。但是這次實驗還是暴露了自己理論知識的不足，以后還要加強這方面的學習。課程設計心得體會（通用）

通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關~~~~~~~方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。

過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環節，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！

課程設計誠然是一門專業課，給我很多專業知識以及專業技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，我掌握了~~~~~的識別和測試；熟悉了~~~~~~~；了解了~~~~~~~方法；以及如何提高~~~~~~的性能等等，掌握了~~~~~的方法和技術，通過查詢資料，也了解了~~~~~~~原理。

我認為，在這學期的實驗中，不僅培養了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發現其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。

回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。

實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。

一

課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發展的日新日異，單片機已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開發技術是十分重要的。

回顧起此次單片機課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說三極管PNP管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的正負極，對單片機匯編語言掌握得不好……通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。

這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，最后在梁強老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在梁強老師的身上我學得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我幫助的所有同學和各位指導老師再次表示忠心的感謝！

二

課程設計的心得體會

做了兩周的課程設計，有很多的心得體會，有關于單片機方面的，更多的是關于人與人之間關系方面的。

我們組一共有三個人，但其他兩個人是真的神龍見首不見尾，除了在最后答辯的時候他們一起坐在了我旁邊，冠冕堂皇的指著我畫了幾遍的圖說了幾嘴，我想可能他們自己都不知道自己在說怎么，雖然有的東西他們也答出來了。我佩服他們的勇氣，羨慕他們的運氣（我見到的很多做了10 天的人最后的成績都有不如他們的），但是鄙視他們的做法。

所幸的是，我得到了很多同學的幫助。我想沒有他們我可能都要放棄了，因為我本人對單片機也并不是很熟悉，學的東西好像它是它，我是我似的，理論聯系不了實際。以前的匯編語言沒學好，一開始的程序這塊兒就要令我抓狂了。后來請教我們班的一個男生，每次跟他一起到試驗室調試程序（他們組也只有他一個人動手），看他邊做邊給我講解。最后在開發機上做出來的時候，雖然不是我自己寫的，但看他那么高興，我也有一種分享到的成就感。后來我們組就用了他寫的程序，他自己又抽空做了些拓展。

接下來就是做硬件方面的焊接工作了。沒想到這項看起來不需要多少技術的工作卻是非常的勞心勞力。很多次是早上起來帶瓶水帶些吃的到實訓中心，一泡就是一天。我看到有很多人跟我一樣，不同的是他們是三三兩兩，而我大部分時間都是一個人做。在這個時候也有很多人幫助我，或是熱心的幫我帶飯，或是在我打盹兒的時候幫我做點焊接。大家都鼓勵我，即使最后出不來東西，但是一定要堅持把它做完。當我想放棄的時候，我也這么對自己說，即使你做出來的是次品甚至不合格品，但是你一定要拿出來一件成品。

在要驗收前，終于做了一件成品出來，不幸的是它真的是一件不合格品。幫我的那個男生做的已經出來了，所以最后應該還是我的焊接方面的問題。有一點灰心，想再重做來不及了，單是檢查線路卻也查不出來什么問題。那么就準備答辯吧。我對著電路圖再看課本，發現以前很多覺得很難記的東西現在記起來容易多了，因為整天都在同它們打交道。51的引腳及其功能，A/D轉換器的，驅動器的，所有我用到的我都一再的看書了解，同時請教同學我看書過程當中的疑惑。在這個過程中又發現了以前焊接當中出的一些問題，能改的就改，不能改的，咳，要是時間再多一些，或者我能早點做好，要是不只是我一個人動手……算了吧，不要想那些如果，還是準備我自己的，做好我現在能做的吧。

還好，驗收還算成功，得了3分，不是很高，但是我覺得對我來說已經很好，代表了我真實的水平，我覺得我對單片機的一些知識在這個動手的過程中真的是從無到有增長的。同時我也盡量不去想別人得了多少分，沒有什么不平衡的，有些人付出的是努力，有些人付出的是風險代價，其實這也沒有什么不一樣，這一點我早就了解。

最后，我發現自己對單片機竟然也有了一點興趣，想暑假回家以后自己去買一些東西來做，再補一補匯編語言。有什么問題請教下以前的那些老同學好了，他們好厲害，在高中勞動課就成功的做出過調頻收音機，大一暑假的時候參加了學校的電子競賽培訓接著比賽，不過后來怎么樣我就不知道了。汗。看來要多保持聯絡，這次回家就好好找他們敘敘舊。三 1前言

通過一個學期的學習，我認為要學好C語言程序這門課程，不僅要認真閱讀課本知識，更重要的是要通過上機實踐才能增強和鞏固我的知識。特別是作為高職生，更要注重實踐這一環節，只有這樣我們才能成為合格的計算機人材。

整個設計通過了軟件和硬件上的調試。我想這對于自己以后的學習和工作都會有很大的幫助。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發現，書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程當中你會發現自己在飛速的提升。對于教材管理系統，其程序是比較簡單的，主要是解決程序設計中的問題，而程序設計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創新能力，它才是一個設計的靈魂所在。因此在整個設計過程中大部分時間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個子程序才是關鍵的問題所在，這需要對系統的結構很熟悉。因此可以說系統的設計是軟件和硬件的結合，二者是密不可分的。通過這次課程設計我也發現了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經過一番努力才得以解決。

這也激發了我今后努力學習的興趣，我想這將對我以后的學習產生積極的影響。其次，這次課程設計讓我充分認識到團隊合作的重要性，只有分工協作才能保證整個項目的有條不絮。另外在課程設計的過程中，當我們碰到不明白的問題時，指導老師總是耐心的講解，給我們的設計以極大的幫助，使我們獲益匪淺。因此非常感謝老師的教導。通過這次設計，我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。我覺得作為一名軟件工程專業的學生，這次課程設計是很有意義的。更重要的是如何把自己平時所學的東西應用到實際中。雖然自己對于這門課懂的并不多，很多基礎的東西都還沒有很好的掌握，覺得很難，也沒有很有效的辦法通過自身去理解，但是靠著這一個多禮拜的“學習”，在小組同學的幫助和講解下，漸漸對這門課逐漸產生了些許的興趣，自己開始主動學習并逐步從基礎慢慢開始弄懂它。

我認為這個收獲應該說是相當大的。一開始我們從參考書上找來了課題，但是畢竟是參考書，做到后來發現很多程序都是不完整的，這讓我們傷透了腦筋。看著別的小組都弄得有模有樣了，可是我們連一個課題都還沒有定好。好不容易又找到了課題，可是結果還是很不盡人意。程序接線什么的都弄好了，調試也沒有問題，可是就是無法達到預期想要的結果。參考書畢竟只是一個參考，設計這種東西最后還是要靠自己動腦筋。然后我們大家一起齊心協力，從平時做的實驗﹑老師上課的舉例﹑書本上的知識以及老師的輔導和其他同學的幫助下終于完成了。應該說這是通過我們小組成員的共同努力和動腦完成的，雖然內容并不是很復雜，但是我們覺得設計的過程相當重要，學到了很多，收獲了很多。我覺得課程設計反映的是一個從理論到實際應用的過程，但是更遠一點可以聯系到以后畢業之后從學校轉到踏上社會的一個過程。小組人員的配合﹑相處，以及自身的動腦和努力，都是以后工作中需要的。

所以我認為這次的課程設計意義很深，和其他4位同學的共同學習﹑配合﹑努力的過程也很愉快，另外還要感謝老師的耐心輔導。

第三篇：2011繼電保護課程設計格式

河南機電高等專科學校

課程設計報告書

課程名稱：《 電力系統繼電保護原理 》課題名稱：35~110KV電源環形網絡相間短路保護的整定計算 系部名稱：

專業班級：電氣工程系供用電技術 09-1班姓名：學號：年

設 計 任 務 書

設計目的技術指標：1、2、3、4、5、6、一、短路電流的計算本次設計…（手寫）

二、保護配置方案的選擇及整定計算

本次設計…（手寫）

三、靈敏度校驗

本次設計…（手寫）

四、對保護的評價

本次設計…（手寫），介紹設計過程中遇到的問題和解決方案。

五、接線圖及設備清單

附錄1 參考文獻（另起一頁），格式如下

[1]周小謙,丁功揚,郭日彩.三峽電力系統的形成和發展.電網技術.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

附錄2 繼電保護單相接線原理圖（手繪，A2或A3坐標紙）

第四篇：電力系統繼電保護原理課程設計

發配電系統設計

題目：供電系統繼電保護

指導老師：

班

級： 09電氣4班

姓

名：

學

號： 09s20110106

摘要

《電力系統繼電保護》作為電氣工程及其自動化專業的一門主要課程,主要包括課堂講學、課程設計等幾個主要部分。在完成了理論的學習的基礎上，為了進一步加深對理論知識的理解，本專業特安排了本次課程設計。電能是現代社會中最重要、也是最方便的能源。而發電廠正是把其他形式的能量轉換成電能，電能經過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種用電設備轉換成適合用戶需要的其他形式的能量。在輸送電能的過程中,電力系統希望線路有比較好的可靠性,因此在電力系統受到外界干擾時,保護線路的各種繼電裝置應該有比較可靠的、及時的保護動作,從而切斷故障點極大限度的降低電力系統供電范圍。電力系統繼電保護就是為達到這個目的而設置的。本次設計的任務主要包括了六大部分，分別為運行方式的選擇、電網各個元件參數及負荷電流計算、短路電流計算、繼電保護距離保護的整定計算和校驗、繼電保護零序電流保護的整定計算和校驗、對所選擇的保護裝置進行綜合評價。其中短路電流的計算和電氣設備的選擇是本設計的重點。通過此次線路保護的設計可以鞏固我們所學的《電力系統繼電保護》這一課程的理論知識，能提高我們提出問題、思考問題、解決問題的能力。

概述

某企業供電系統如圖所示：

1)要求：

（1）AB段設三段式保護（速斷、限時速斷、過流），BC段設兩段式保護（速斷、過流），CD段設過流保護；

（2）計算出各保護的整定值，并選繼電器的型號、而且校驗其保護范圍和靈敏度系數是否符合要求；

（3）畫出A站和B站的保護接線原理圖。2)原始參數：

（1）速斷可靠系數取1.2（2）限時速斷可靠系數取1.1（3）過流可靠系數取1.2（4）接線系數取1（5）返回系數取0.85（6）自起動系數取1

系統總體方案及硬件設計

各保護整定值的計算

電力系統運行方式的變化，直接影響保護的性能。因此，在對繼電保護進行整定之前，首先應該分析運行方式。

繼電保護原理圖

A站保護原理圖

B站保護原理圖

本次課程設計心得體會

本次設計是針對電網在不同運行方式以及短路故障類型的情況下進行的分析計算和整定的。通過具體的短路電流的三段式保護，故根據本次設計的實際要求，以繼電保護“四性”的總要求。由于本次設計涉及到不同運行方式下的不同類型的短路電流的計算，這對本次設計增加了難度。在進行設計時首先要將各元件參數標準化，而后對每一個保護線路未端短路時進行三相短路電流的計算，二相短路電流的計算及零序電流的計算。在整定時對每一個保護分別進行零序電流保護的整定和距離保護阻抗的整定，并且對其進行靈敏度較驗。

通過這次設計，在獲得知識之余，還加強了個人的獨立提出問題、思考問題、解決問題能力，從中得到了不少的收獲和心得。在思想方面上更加成熟，個人能力有進一步發展，本次課程設計使本人對自己所學專業知識有了新了、更深層次的認識。在這次設計中，我深深體會到理論知識的重要性，只有牢固掌握所學的知識，才能更好的應用到實踐中去。這次設計提高了我們思考問題、解決問題的能力，它使我們的思維更加縝密，這將對我們今后的學習、工作大有裨益。此次課程設計能順利的完成與同學和老師的幫助是分不開的，在對某些知識模棱兩可的情況下，多虧有同學的熱心幫助才可以度過難關；更與老師的悉心教導分不開，在有解不開的難題時，多虧老師們的耐心指導才使設計能順利進行。

在此衷心再次感謝蔣老師的悉心教導和各位同學的幫助！

參考文獻

[1] 《電力工程設計手冊》（下）

[2] 《電力系統繼電保護及安全自動整定計算》

[3] 呂繼紹 《電力系統繼電保護設計原理》 水利電力出版社 [4] 孫國凱 霍利民 柴玉華 《電力系統繼電保護原理》 中國水利水電出版社 [5] 許建安 《繼電保護整定計算》 中國水利水電出版社

[6] 何仰贊 《電力系統分析》（第三版）武漢：華中科技大學出版社 2002

第五篇：110kv變電站繼電保護課程設計

110kv變電站繼電保護課程設計

110kV變電站繼電保護設計 摘要

繼電保護是電網不可分割的一部分，它的作用是當電力系統發生故障時，迅速地有選擇地將故障設備從電力系統中切除，保證系統的其余部分快速恢復正常運行;當發生不正常工作情況時，迅速地有選擇地發出報警信號，由運行人員手工切除那些繼續運行會引起故障的電氣設備。可見，繼電保護對保證電網安全、穩定和經濟運行，阻止故障的擴大和事故的發生，發揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護裝置，提高整定和校核工作的快速性和準確性，對于滿足電力系統安全穩定的運行具有十分重要的意義。

繼電保護整定計算是繼電保護工作中的一項重要工作。不同的部門其整定計算 的目的是不同的。對于電網，進行整定計算的目的是對電網中已經配置安裝好的各種繼電保護裝置，按照具體電力系統的參數和運行要求，通過計算分析給出所需的各項整定值，使全網的繼電保護裝置協調工作，正確地發揮作用。因此對電網繼電保護進行快速、準確的整定計算是電網安全的重要保證。

關鍵詞:110kV變電站，繼電保護，短路電流，電路配置 0 目錄 0 摘要....................................................................第一章 電網繼電保護的配置...............................................2 1.1 電網繼電保護的作用..................................................2 1.2 電網繼電保護的配置和原理............................................2 1.3 35kV線路保護配置原則................................................3 第二章 3 繼電保護整定計算.................................................2.1 繼電保護整定計算的與基本任務及步驟..................................3 2.2 繼電保護整定計算的研究與發展狀況....................................4 第三章 線路保護整定計算.................................................5 3.1設計的原始材料分析...................................................5 3.2 參數計算............................................................6 3.3 電流保護的整定計算..................................................7 總 結.................................................................9 1 第一章 電網繼電保護的配置 1.1 電網繼電保護的作用

電網在運行過程中，可能會遇到各種類型的故障和不正常運行方式，這些都可能在電網中引起事故，從而破壞電網的正常運行，降低電力設備的使用壽命，嚴重的將直接破壞系統的穩定性，造成大面積的停電事故。為此，在電網運行中，一方面要采取一切積極有效的措施來消除或減小故障發生的可能性:另一方面，當故障一旦發生時，應該迅速而有選擇地切除故障元件，使故障的影響范圍盡可能縮小，這一任務是由繼電保護與安全自動裝置來完成的。電網繼電保護的基本任務在于: 1(有選擇地將故障元件從電網中快速、自動切除，使其損壞程度減至最輕，并保證最大限度地迅速恢復無故障部分的正常運行。

2(反應電氣元件的異常運行工況，根據運行維護的具體條件和設各的承受能力，發出警報信號、減負荷或延時跳閘。3(根據實際情況，盡快自動恢復停電部分的供電。

由此可見，繼電保護實際上是一種電網的反事故自動裝置。它是電網的一個重要組成部分，尤其對于超高壓，超大容量的電網，繼電保護對保持電網的安全穩定運行起著極其重要的作用。

1.2 電網繼電保護的配置和原理

電力系統各元件都有其額定參數(電流、電壓、功率等)，短路或異常工況發生時，這些運行參數對額定值的偏離超出極限允許范圍，對電力設備和電網安全構成威脅。

故障的一個顯著特征是電流劇增，繼電保護的最初原理反應電流劇增這一特征，即熔斷器保護和過電流保護。故障的另一特征是電壓銳減，相應有低電壓保護。同時反應電壓降低和電流增大的一種保護為阻抗(距離保護)，它以阻抗降低的多少反應故障點距離的遠近，決定保護的動作與否。

隨著電力系統的發展，電網結構日益復雜，機組容量不斷增大，電壓等級也越來越高，對繼電保護的要求必然相應提高，要求選擇性更好，可靠性更高，動作速度更快。因而促進了繼電保護技術的發展，使保護的新原理、新裝置不斷問世。一般來說，電網繼電保護裝置包括測量部分和定值調整部分、邏輯部分和執行部分。測量部分從被保護對象輸入有關信號，與給定的整定值相比較，決定保護是否動作。根據測量部分各輸出量的大小、性質、出現的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關系工作，最后確定保護應有的動作行為，由執行部分立即或延時發出警報信號或跳閘信號。

1.3 35kV線路保護配置原則

(1)每回35kV線路應按近后備原則配置雙套完整的、獨立的能反映各種類型故障、具有選相功能全線速動保護(2)每回35kV線路應配置雙套遠方跳閘保護。斷路器失靈保護、過電壓保護和不設獨立電抗器斷路器的500kV高壓并聯電抗器保護動作均應起動遠跳。

(3)根據系統工頻過電壓的要求，對可能產生過電壓的500kV線路應配置雙套過電壓保護。

(4)裝有串聯補償電容的線路，應采用雙套光纖分相電流差動保護作主保護。(5)對電纜、架空混合出線，每回線路宜配置兩套光纖分相電流差動保護作為主保護，同時應配有包含過負荷報警功能的完整的后備保護。

(6)雙重化配置的線路主保護、后備保護、過電壓保護、遠方跳閘保護的交流電壓回路、電流回路、直流電源、開關量輸入、跳閘回路、起動遠跳和遠方信號傳輸通道均應彼此完全獨立沒有電氣聯系。

(7)雙重化配置的線路保護每套保護只作用于斷路器的一組跳閘線圈。(8)線路主保護、后備保護應起動斷路器失靈保護。第二章 繼電保護整定計算

2.1 繼電保護整定計算的與基本任務及步驟

繼電保護整定計算的基本任務，就是要對系統裝設的各種繼電保護裝置進行整定計算并給出整定值。任務的實施需要對電力系統中的各種繼電保護，編制出一個整體的整定方案。整定方案通常按兩種方法確定，一種是按電力系統的電壓等級或設備來編制，另一種按繼電保護的功能劃分方案來編制。

因為各種保護裝置適應電力系統運行變化的能力都是有限的，所以繼電保護整定方案也不是一成不變的。隨著電力系統運行情況的變化(包括基本建設發展和運行方式變化)，當其超出預定的適應范圍時，就需要對全部或部分保護定值重新進行整定，以 滿足新的運行需要.如何獲得一個最佳的整定方案，要考慮到繼電保護的快速性、可靠性、靈敏性之間求得妥協和平衡。因此，整定計算要綜合、辨證、統一的運用。

進行整定計算的步驟大致如下:(1)按繼電保護功能分類擬定短路計算的運行方式，選擇短路類型，選擇分支系數的計算條件。

(2)進行短路故障計算。

(3)按同一功能的保護進行整定計算，如按距離保護或按零序電流保護分別進行整定計算，選取出整定值，并做出定值圖。

(4)對整定結果進行比較，重復修改，選出最佳方案。最后歸納出存在的問題，并提出運行要求。

(5)畫出定稿的定值圖，并編寫整定方案說明書。2.2 繼電保護整定計算的研究與發展狀況

繼電保護整定計算的工具和方法隨著科學技術的不斷進步而不斷地改進。無論國際還是國內，就其發展歷程而言，大致可歸納為三個階段: 第一階段是全人工計算階段。整定人員通過Y/?變換簡化網絡，計算出分支系數和短路電流，在按照整定規則對各種繼電保護裝置逐一整定，工作難度很大，效率十分低下。

第二階段是半人工計算階段.即:人工計算十故障電流計算程序。保護定值計算中各種故障電流的分析計算用計算機來完成，保護定值的計算還需要整定人員手工完成.第三階段是計算機整定階段。較為成熟可靠的整定計算程序完全取代了整定人員的手工勞動，使繼電保護整定計算工作變得準確和快捷。目前，在我國各大電網繼電保護整定過程中，計算機的應用還比較少，其主要工作還是由人工來完成的。繼電保護整定計算時，一般先對整個電網進行分析，確定繼電保護的整定順序以及各繼電器之間的主/從保護順序，然后應用計算機進行故障計算，按照繼電保護的整定規程，在考慮了各種可能發生的故障情況下，獲取保護的整定值，同時應注意到各繼電器之間的配合關系，以保證繼電保護的速動性、選擇性和靈敏性的要求。第三章 線路保護整定計算 3.1設計的原始材料分析

本次變電所設計為一區域性變電所，以供給附近地區的工業，農業，居民等用電。本期工程一次建成，設計中因為需要考慮到留有擴建的余地;初步設計總裝機容量為2×31.5MVA，本期先建成2臺。考慮到實際情況，110kV出線先輸出6回，廠用電一回。其輸出數據如下: 1.單回6000kW，cosφ=0.65，架空線長6km;2.單回8000kW，cosφ=0.73，架空線長8km;3.單回5000kW，cosφ=0.75，架空線長15km;4.雙回7000kW，cosφ=0.70，架空線長22km;5.單回5000kW，cosφ=0.7，架空線長10km;6.所用電380/220V,100 kW，cosφ=0.8.主接線圖如下:

簡化系統圖如下: 5

圖中參數如下表 系統阻T1容 Xl1 T2漏

抗 量 XlX13 X14 X15 X16 X17 最大負荷 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 變壓器短路電壓比均按10.5,計算，線路阻抗按0.4Ω/kM計算，3.2 參數計算

折算到35kV系統的阻抗如下。

系統阻抗:，X=2.1Ω s.Min22變壓器T1阻抗:X=10.5%U/S=0.105×35?31.5=4.08Ω T1 變壓器T2阻抗:X=22.8Ω T2 X=8.8Ω 11 線路Xl2阻抗:X=6×0.4=2.4Ω 12 線路Xl3阻抗:X=8×0.4=3.2Ω 13 線路Xl4阻抗:X=15×0.4=6Ω 14 線路Xl5阻抗:X=22×0.4=8.8Ω 15 線路Xl6阻抗:X=22×0.4=8.8Ω 16 線路Xl7阻抗:X=10×0.4=4Ω 17 6 3 線路最大負荷電流:I=P/cosφ/(×35)=31.5×10?0.8??35=169A 33L.MAX 將參數標于圖上，化簡后得到整定計算用圖。

3.3 電流保護的整定計算

1、保護1電流I段整定計算

I(1)求動作電流。按躲過最大運行方式下本線路末端(即B母線處)三相短路時I1.op(3)流過保護的最大短路電流整定。Ik.max(3)最大短路電流為 Ik.max(3)I=E/(Zs.min，Z)=37//(2.1+8.8)=1.95(kA)3k.B。maxAB 動作電流為: II(3)I=KI=1.25×1.95=2.44(kA)1.0Prelk.B。max(2)動作時限。為保護固有動作時間。(3)靈敏系數校驗。?段保護的靈敏度用保護區長度表示。1)最大保護區

EI，l=10kM，最大百分比=Imaxact，0.4Zlsminmax, lmax=，100%=45.45%;lXl1 2)最小保護區 7 E3lImin，=I，=5kM，最小百分比=100%=22.72% l，actmin，Zl0.42lsmaxmin,Xl1 2(保護1電流?段整定計算 II(1)求動作電流 I1.op、Xl3、Xl4、Xl5、Xl6、Xl7屬于同一等級，所以只用X12換算 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)靈敏系數校驗。(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 該段保護的靈敏系數不滿足要求，可與線路BC的?段配合整定，或者使用性能 更好的距離保護等保護。3(保護1電流?段整定計算

III(1)求動作電流。按躲過本線路可能流過的最大負荷電流來整定，即: IopIIIIIII=KKL/K=1.2×1.3/0.85×0.169=0.31(kA)1.oprelastL.maxres

(2)靈敏系數校驗。

1)作線路Xl1的近后備時，利用最小運行方式下本線路末端兩相金屬性短路時流

過保護的電流校驗靈敏系數，即 III(2)IIIK=I/I=1.23/0.31=4.0 senk.B。min1.op近后備靈敏度滿足要求。

2)作遠后備時。利用最小運行方式下相鄰設備末端發生兩相金屬性短路時流過保

護的電流校驗靈敏系數。

(2)C母線兩相短路最小電流為: 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 則作為線路BC遠后備保護的靈敏系數為: III(2)IIIK=I/I=1.06/0.31=3.4>1.2 senk.C。min1.op(2)D母線兩相短路最小電流為: Ik.D.min(2)I=/2×E/(Zs.max，Z，Z)=/2×37//(6.18+8.8+22.8)=0.48 333k.D。minABT2 則作為變壓器T2低壓母線遠后備保護的靈敏系數為: III(2)IIIK=I/I=0.48/0.31=1.54>1.2 senk.D。min1.op 8 可見，遠后備靈敏度滿足要求。

(3)動作時限，應比相鄰設備保護的最大動作時限高一個時限級差,t，如線路BC與

III變壓器T2后備保護動作時間為1s，則 t,1.5(s)1 最后，將整定計算結果列表如下: 動作值(kA)動作時間(s)靈敏度 電流保護I段 2.44 0 0.48，45.45% 電流保護II段 2.4 0.5 0.51 電流保護?段 0.31 1.5 4.0，3.2，1.54 總 結

通過這兩周的綜合課程設計，使我得到了很多的經驗，并且鞏固和加深以及擴大了專業知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力，正確使用技術資料的能力。為進一步成為優秀的技術人員奠定基礎。這次課程設計首先使我鞏固和加深專業知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力。其次通過大量參數計算，鍛煉從事工程技術設計的綜合運算能力，參數計算盡可能采用先進的計算方法。最后培養了參加手工實踐，進行安裝，調試和運行的能力。

通過這次設計，在獲得知識之余，還加強了個人的獨立提出問題、思考問題、解決問題能力，從中得到了不少的收獲和心得。在思想方面上更加成熟，個人能力有進一步發展，本次課程設計使本人對自己所學專業知識有了新了、更深層次的認識。在這次設計中，我深深體會到理論知識的重要性，只有牢固掌握所學的知識，才能更好的應用到實踐中去。這次設計提高了我們思考問題、解決問題的能力，它使我們的思維更加縝密，這將對我們今后的學習、工作大有裨益。

參考文獻: ,1,谷水清編，《電力系統繼電保護》, 中國電力出版社，2005年出版。,2,陳根永編，《電力系統繼電保護整定計算原理與算例》，化學工業出版社，2010年