目 录
课程设计任务书?????????????????????????1 第一章 绪论
1.1 电力系统继电保护的作用???????????????????2 1.2 对继电保护的基本要求????????????????????2 1.3 分类????????????????????????????3
第二章 发电厂电气部分课程设计成果
2.1发电机的选择????????????????????????4 2.2主变压器的选择???????????????????????4
第三章 互感器的配置
3.1互感器的配置原则??????????????????????5 3.2互感器的配置????????????????????????6
第四章 系统参数的计算和序网络图
4.1正序参数计算和正序阻抗图??????????????????8 4.2零序阻抗图?????????????????????????8
第五章 继电保护的配置及整定
5.1发电机保护装置及整定计算??????????????????10 5.2变压器保护装置及整定计算??????????????????18
参考文献????????????????????????????25
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继电保护原理课程设计任务书
一、 课程设计题目和要求
1.题目
继电保护的配置及整定计算，延续发电厂电气部分课程设计的题目和计算成果
2.内容要求
1>对原始资料的分析:电气设计的主接线图，具体参数； 2>电流互感器和电压互感器的选择；
3>在主接线图上对所有组成元件进行保护配置，并画出保护配置图； 4>对所选保护进行整定计算分析：灵敏度、可靠性、动作时限；
5>对所选保护中的两套保护（发电机、变压器或变压器、线路）进行具体计算； 6>画出正序、零序阻抗图；
7>选一套保护画出一次原理图和二次展开图。
二、 原始资料
1. 发电厂情况
1>类型:水电厂
2>发电厂容量与台数：3365MW，发电机电压10.5KV，cosφ=0.85，Xd’’=0.186 3>发电机年利用小时数：Tmax=4800h
4>发电厂所在地最高温度40°C，年平均温度20°C，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m
2.电力负荷情况
1>发电机电压负荷：最大20MW，最小10MW，cosφ=0.8，Tmax=6300h 2>其余功率送入220KV系统，系统容量10000MVA，归算到220KV母线阻抗为0.05，其中Sj=100 MVA 3>自用电5% 4>供电线路数目
① 发电机电压10.5KV，架空线路4回，每回输送容量10MW，cosφ=0.85 ② 220KV架空线路4回，正序阻抗（标幺值）：0.0356，基准容量1000MVA
三、 设计成果
1. 主接线保护配置图
2. 正序、负序、零序阻抗图 3. 一次原理图和二次展开图
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第一章 绪论
1.1电力系统继电保护的作用
电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生一下的后果： 1>短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；
2>通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； 3>电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量；
4>破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统的瓦解。电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。
此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备（微机继电保护测试仪、互感器综合测试仪）的组合构成的，故称为继电保护装置。
在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： 1>自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；
2>反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。
1.2对继电保护的基本要求
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。这四\性\之间紧密联系,既矛盾又统一。
1>可靠性是指保护该动作时应可靠动作,不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。
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2> 选择性是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切除故障。
为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件)的选择性,其灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。
3> 灵敏性是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,各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。
选择性和灵敏性的要求,通过继电保护的整定实现。
4>速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,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电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和开关跳闸时间等方面入手来提高速动性。
1.3分类
1>按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；
2>按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；
3>按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等； 4>按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护，集成电路型保护及微机型保护等； 5>按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。 主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护； 后备保护：主保护或者断路器据动时用来切除故障的保护，分为远后备和近后备保护。
① 远后备保护：当主保护或断路器据动时，由相邻电力设备或线路的保护
来实现后备保护 ② 近后备保护：当主保护据动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护 辅助保护：为补充主保护和后备保护的进能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护
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第二章：发电厂电气部分课程设计成果
2.1发电机的选择
根据一般原则发电机选择如下：
三台65MW发电机G1、G2、G3均选用SF65-10/4250型汽轮发电机，发电机具体参数如表2-1
表2-1 发电机技术参数表 发电机型号 SF65-10/4250 台数 3 额定容量 65MW 额定电压 13.8KV 额定功率因数 0.85 电抗标幺值 0.204 2.2主变压器的选择
与G3连接的主变压器T3选用SFPT-120000/220型三相双绕组变压器，接于10KV和220KV母线间的两台变压器T2、T3均选用SSP3-75000/220TH型三相双绕组变压器，主变压器具体参数如表2-2
表2-2 主变压器技术参数表
型号 额定容量(KVA) 120000 75000 额定电压（KV） 空载电空载损负载损阻抗 连接组流 耗 耗 （%） 标号 高压 低压 （%） （KW） （KW） 242±232.5% 242±232.5% 10.5 10.5 0.9 1.3 118 79.6 385 342 13 13.85 YN,d11 YN,d11 SFPT-120000/220 SFPT-75000/2TH20 2.3电气主接线图
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