广东石油化工学院

课程设计说明书

设计题目：输电线路继电保护设计     

班    级：     电气08-1班   

姓    名：      

学    号：    

指导老师：       

供电课程设计任务书

一、  设计题目

输电线路继电保护设计

二、设计需求

1，AB段和BC段均设两段式（速断，过流），CD段只设过流保护；

2，计算出各保护的整定值，并选择继电器的型号，而且校验其保护范围和灵敏度是否符合要求；

3，画出A站和B站的保护接线原理图。

三、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

四、设计成果

设计说明书：保护设置方案分析，并附有图必要的计算和表格，保护接线原理图。A4打印装订每人1份并每组电子版1份一同上交。

摘要

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。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。

供电系统中大量的不同类型的电气设备通过线路联结在一起。受线路运行环境复杂，线路分布广阔等因素的制约，故障在电力系统中的发生几乎是无法避免的，而各个环节之间又是相辅相成缺一不可的关系，因此无论哪一个环节出现故障，都会对整个系统的正常运行造成影响。输电线路是连接供电部门与用电部门的纽带，是整个店里系统的网络支撑，针对现有电力系统容量的扩大，电压等级的提高，线路输电容量的增加，为了保证电力系统运行的稳定性，本文对输电线路继电保护的任务及基本要求做简要说明，在对短路电流和继电保护动作电流进行了计算的基础上，对输电线路中继电保护配置进行了分析。

目录

课程设计任务书................................................1

摘要..........................................................2

设计方案......................................................3

短路电流和继电保护的整定计算..................................5

   一、AB段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验.................5

   二、BC段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验.................6

   三、CD段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验.................8

保护接线原理图................................................9

电流继电器型号的选择..........................................10

课程设计体会..................................................12

结束语........................................................13

参考文献......................................................14

设计方案

根据继电保护的基本要求和本设计的要求，将在AB段和BC段均设速断和过过流结合的两段式保护，CD段只设过流保护。具体的设计方案如下：

1.AB段：用无时限电流速断保护作为AB段线路上的电流I段保护；用限时电流速断保护以及配合BC段的保护作为AC段线路上的电流II段保护；并且无时限电流速断保护和限时电流速断保护为主保护，用定时限过电流保护作为该线路上的后备保护（即电流III段保护），包括对AB段线路上的近后备保护和BC段线路上的远后备保护。

2.BC段：用无时限电流速断保护作为BC段线路上的电流I段保护；用限时电流速断保护以及配合CD段的保护作为BD段线路上的电流II段保护；并且无时限电流速断保护和限时电流速断保护作为主保护，用定时限过电流保护作为此段线路上的后备保护（即电流III段保护），包括对BC段线路上的近后备保护和CD段线路上的远后备保护。

3.CD段：用定时限过电流保护作为对CD段近后备保护。

系统总体方案示意图如下：

  

短路电流和继电保护的整定计算

一、AB段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验

1、无时限电流速断保护（电流I段）整定计算

(1)求动作电流I

①求最大运行方式下AB段线路末端B处的三相短路电流I。

由原始参数得，

电力系统最大运行方式下的电力系统的电抗为：

X=0.633Ω

电力系统最小运行方式下的电力系统的电抗为：

X=0.703Ω

AB段线路的电抗：设线路采用架空线路，由表3-1得

X=0.35Ω/km

X=0.35Ω/km×3km=1.05Ω

电力系统最大运行方式下总电抗为：

X= X+ X=0.633+1.05=1.683Ω

则                 I===1.7KA

②按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定，即

I= KI=1.2×1.7KA=2.1KA

（2）灵敏性校验，即求出最大、最小保护范围。

①在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为：

I=（－X）=（）km=3.0km

I%=100%=100%=100%＞50%

②在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为：

I=（×－X）=（）km=2.3km

I%=100%=100%=76%＞15%

2、定时限过电流保护 （电流Ⅲ段）整定计算。

（1）求动作电流I，按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即

I=I=×0.8KA=1.13KA

（2）动作时限，应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差△t,即

t= t+△t= t+2△t=1.5s

(3)灵敏系数校验。

①作近后备时。利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数，即

K==（×）/ I

=（）/1.13=1.59＞1.5

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线路末端发生两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数，即

K==（×）/ I

  =（）/1.13=1.25＞1.2

远后备灵敏度满足要求。

二、BC段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验

1、无时限电流速断保护（电流I段）整定计算

（1）求动作电流I。

①求最大运行方式下BC段线路末端C处的三相短路电流I

则                I===1.1KA

②按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保护的最大短路电流整定，即

I= KI=1.2×1.1KA=1.3KA

（2）灵敏性校验，即求出最大、最小保护范围。

①在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为：

I=（－X）=（）km=6.2km

I%=100%=100%=124%＞50%

②在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围为：

I=（×－X）=（）km=4.9km

I%=100%=100%=98%＞15%

3、定时限过电流保护 （电流Ⅲ段）整定计算。

（1）求动作电流I，按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即

I=I=×0.5KA=0.7KA

（2）动作时限，应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差△t,即

t= t+△t= 1.0s

(3)灵敏系数校验。

①作近后备时。利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数，即

K==（×）/ I

=（）/0.7=1.54＞1.5

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线路末端发生两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数，即

K==（×）/ I

=（）/0.7=1.22＞1.2

远后备灵敏度满足要求。

三、CD段的继电保护进行整定计算及灵敏度校验

 CD段定时限过电流保护正定计算

（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 

(2)动作时限，线路保护的最大动作时限为：

(3)灵敏系数校验

利用最小运行方式下本线路末端两相短路时流过保护的电流校验灵敏系数。

  

灵敏度满足要求。

保护接线原理图

保护原理图构成如下：

①I段保护测量元件由1KA、2KA组成，电流继电器动作后起动1KA发I段保护动作信号并由出口继电器1KM接通QF跳闸回路。

②II段保护测量元件由3KA、4KA组成，电流继电器动作后起动时间继电器1KT，1KT经延时起动2KS发II段保护动作信号并由出口继电器1KM接通QF跳闸回路，1KT延时整定值为电流II动作时限。I、II段保护共同构成主保护，可共用一个出口继电器。

③III段保护测量元件由5KA、6KA组成，电流继电器动作后起动时间继电器2KT，2KT经延时起动3KM发III段保护动作信号并由出口继电器2KM接通QF跳闸回路，2KT延时整定值为电流III段动作时限。III段保护为后备保护，为提高保护动作可靠性可以独立使用一个出口继电器。

电流继电器型号的选择

根据原始资料中过流、速断可靠系数可初步选定设备的型号为DL型电流继电器。

下面根据具体的动作电流对设备型号做进一步的选择：

AB段电流I段无时限电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为：

故AB段电流I段无时限电流速断保护的电流断电器KA1、KA2的型号选为DL-11。

A

AB段电流III段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为：

故AB段电流III段定时限过电流保护的电流继电器KA5、KA6的型号选为DL-12。

BC段电流I段无时限电流速断保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为：

故BC段电流I段无时限电流速断保护的电流断电器KA1、KA2的型号选为DL-11。

BC段电流III段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为：

故BC段电流III段定时限过电流保护的电流继电器KA5、KA6的型号选为DL-12。

CD段定时限过电流保护的动作电流换算到电流互感器二次侧为：

故CD段电流段定时限过电流保护的电流继电器KA1、KA2的型号选为DL-12。

课程设计体会

                                             

在大家的辛勤设计下，这次的继电保护课程设计终于画上了句话。通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了继电保护有关方面的知识，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。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。

结束语

通过对各段线路故障点的短路电流计算和线路上各保护装置的动作电流的整定计算，满足了继电保护的要求，包括无时限电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护，并分别校验了它们的保护范围和灵敏度，最后根据整定出来的结果通过查阅资料对各继电器保护装置来选型。

虽然完成了最后的要求，但是由于是初次接触课程设计，经验不足，资料也不是找得那么充分，所以本次设计并不算完美，其中有一些问题还是没有设计出来的。例如：未完成电流联锁速断保护，反时限过电流保护，断路器失灵保护等等。

总的来说，通过本次的设计，让我对课程设计有了初步的了解，熟悉了整个设计的流程及工作要求，对继电保护有了深入的研究。同时，也积累了宝贵的设计经验，为以后的设计打下了一定的基础。

小组成员任务：

1.周业保（组长）：负责写摘要及给组员分配任务和结束语以及负责AB段的继电保护进行整定计算

2.苏千勇：负责AB段的继电保护进行整定灵敏度校验

3.黄  武证方和电保护进行整定计算及          ：负责BC段的继电保护进行整定计算

4.黄海波 ：负责BC段的继电保护进行整定灵敏度校验

5.卢欣明：负责CD段的继电保护进行整定计算

6.黄远东：负责CD段的继电保护进行整定灵敏度校验

7.罗奇标：负责绘制保护接线原理图    

8.陈源锋：负责电流继电器型号的选择

参考文献

1.  刘介才编.《工厂供电》第四版.北京：机械工业出版社，2010/2

2.  郭光荣主编.《电力系统继电保护》.北京：高等教育出版社，2006/7

3.  杨晓敏主编.《电力系统继电保护原理及应用》.北京：中国电力出版社，2010/2

4.   邵玉槐主编.《电力系统继电保护原理》.北京：中国电力出版社，2008/6