XX学
课 程 设 计
课程名称：电力系统继电保护原理
设计题目：220KV输电线路继电保护
院 （部）： 电力学院
专 业： 电气工程动化
班 级：
姓 名：
学 号：
成 绩：
指导教师：
日 期：2017年6月8日 —— 6月21日
目录
前言 2
第章 绪 3
11继电保护概 3
12继电保护基务 3
13继电保护构成 3
14课程设计目标基求 4
第二章 220KV输电线路保护 4
21 220KV线路保护概 4
22联保护 5
221联方保护原理 5
222联保护通道 6
23 输电线路参数计算 6
第三章 输电线路TATV中性点接选择 7
31 输电线路T ATV选择 7
32 变压器中性点接方式选择 8
第四章 相间距离保护整定计算 9
41 距离保护基概念 9
42距离保护整定 9
43 距离保护评价应范围 11
第五章 电力网零序继电保护方式选择整定计算 11
51 零序电流保护特点 11
52 接短路计算运行方式选择 12
53 分支系数运行方式短路点位置选择 12
54 电力网零序继电保护整定计算 12
55 零序电流保护评价范围 14
心体会 15
参考文献 16
前言
继电保护伴着电力系统生继电保护原理继电保护装置应电力系统实技术重环节继电保护技术应繁杂广泛着现代科技飞速发展继电保护更新身技术基础现代微机通信技术相结合继电保护系统日趋先进继电保护装置继电保护系统蕴含着严谨富创兴科学哲理时折射出现代技术发展光芒说继电保护门艺术
电力系统整体电生产传输分配时实现设备间电磁联系某设备线路发生短路障时瞬间会影响整电力系统部分求切障设备输电线路时间必须短通常切障时间十分秒百分秒助装设电气设备线路动装置继电保护实现
文研究关220KV电网继电保护通次设计掌握巩固电力系统继电保护相关专业理知识熟悉电力系统继电保护设计步骤设计技根技术规范选择证继电保护配置选型正确性培养实践工程中应力创新力独立工作力
第章 绪
11继电保护概
电力系统继电保护泛指继电保护技术种继电保护装置构成继电保护系统继电保护装置定义电力系统发生障正常工作状态时动作断路器跳闸发出告警信号种安全动装置
12继电保护基务
（1）切元件 动迅速选择性障元件电力系统中切障元件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行
（2）反映正常运行状态 反映电气元件正常工作状态根运行维护条件动作发出信号跳闸时般求迅速动作根电力系统元件危害程度规定定延时免必动作干扰引起误动作
13继电保护构成
继电保护装置视测量部分逻辑部分执行部分等组成图11示部分功
（1）测量部分
测量部分测量保护象输入关电气量已定整定值进行较根较结果判断保护否应该启动部件
（2）逻辑部分
逻辑部分根测量部分输出量性质输出逻辑状态出现序组合保护装置定布尔逻辑时序逻辑关系工作确定否应该断路器跳闸发出信号关命令传执行部分部件
（3）执行部分
执行部分根逻辑部分传送信号完成保护装置担负外操作务部件检测障时发出动作信号驱动断路器跳闸正常运行时发出告警信号正常运行时产生动作信号
14课程设计目标基求
1根工况结合教材容搜集相关技术资料查阅文献进行设计
2保护配置保护整定计算校验程详细完备
3撰写完整课程设计报告
第二章 220KV输电线路保护
21 220KV线路保护概
（1）220KV电网作输电网络线路联系密切果障切慢会影响系统稳定220KV线路保护应加强保护简化保护基原配置整定
（2）220KV线路备保护采备方式两套全线速动保护互备保护
（3）般情况220KV线路应装设两套全线速动保护旁路断路器代线路断路器运行时少应保留套全线速动保护运行
（4）具全线速动保护线路保护整组动作时间应：端障：20ms远端障 30ms(包括通道传输时间)
22联保护
高压输电线路保证电力系统运行稳定性需配置全线速动保护求继电保护时限（100ms）切线路点发生种类型障全线速动保护般指联保护
联保护原理区分外障需保护整定值配合称联保护具绝选择性时应该注意联保护反应线路外障相邻元件备保护采双侧测量原理联保护必须两侧时投入单侧工作
221联方保护原理
a)正常运行外部障 b)部障
222联保护通道
（1）引导线 导引线通道二次电缆线路两侧保护电流回路联系起问题引导线通道长度输电线路相敷设困难通道发生断线短路时会导致保护误动运行中检测维护通道困难导引线较长时电流互感器二次阻抗导致误差增
（2）载波通道 载波通道利电力线路结合加工设备收发信机构成种线通信通道载波通道构成线路联保护称高频保护
23 输电线路参数计算
(1) 输电线路参数计算公式
线路零序阻抗 Z0 3Z1
负序阻抗 Z2 Z1
线路阻抗名值计算：
正负序阻抗 Z1 Z2 (+j)L 零序阻抗 Z0 3Z1
线路阻抗标幺值计算：
正负序阻抗 Z1* Z2* （+j)L 零序阻抗 Z0* 3Z1*
第三章 输电线路TATV中性点接选择
31 输电线路T ATV选择
（1）TA简介
电流互感器作合理准确度电流（次电流）电流（变）变换电流（二次电流）供继电保护装置测量装置保证设备身安全
电流互感器次额定电流应次设备负荷电流220KV电压等级电网电流互感器选择二次额定电流１A
电流表示方法：
式中 －次额定电流（A）
－二次额定电流（A）
额定工况输出容量：
(２) TA配置原
①型号：电流互感器型号应根作环境条件产品情况选择
②次电压：UgUn
Ug—电流互感器安装处次回路工作电压
Un—电流互感器额定电压
③次回路电流：I1n≥Igmax
Igmax—电流互感器安装处次回路电流
I1n—电流互感器次侧额定电流
④准确等级：保护装置05级仪表适提高
⑤二次负荷：S2≤Sn
S2—电流互感器二次负荷
Sn—电流互感器额定负荷ф
⑥输电线路CT选择： 根极限电流选择
(3) TV配置原
①型式：电压互感器型式应根条件选择需检查监视次回路单相接时应选三相五柱式电压互感器具三绕组单相互感器组
②次电压波动范围：11Un>U1>09Un
③二次电压：100V
④准确等级：电压互感器应准确度等级工作需根接入测量仪
表继电器动装置设备准确等级求确定
⑤二次负荷：S2≤Sn
32 变压器中性点接方式选择
通常变压器中性接位置数目两原考虑：零序电流保护装置系统种运行方式保护范围基保持变具足够灵敏度性二变压器承受危险电压应变压器中性点接数目位置保持变
（1）中性点直接接运行变压器零序电流保护原理图：
第四章 相间距离保护整定计算
41 距离保护基概念
保护元件端装设保护测量出障点保护安装处距离保护范围应距离较判断出障点位置决定行种方式显然受运行方式接线影响样构成保护距离保护
(2) 距离保护基特性特点
距离保护反映障点保护安装处间阻抗（距离）阻抗继电器元件（测量元件）动作时间具阶梯性相间保护装置
距离保护应结构复杂运行方式变电力系统中选择性较快切相间障电网结构复杂运行方式变采般电流电压保护满足运行求时
应考虑采距离保护装置
42距离保护整定
(1) 相间距离保护第Ⅰ段整定
1）相间距离保护第Ⅰ段整定值：
：工段系数般取08~085
2）相间距离保护第Ⅰ段灵敏度保护范围表示保护线路全长85
3）相间距离保护第Ⅰ段动作时间 （S）
(2) 相间距离保护II段整定
1）P1Ⅱ段整定阻抗
2）相间距离保护第Ⅱ段灵敏度校验：
3）相间距离保护第Ⅱ段动作时间：
05（S）
(3) 相间距离保护III段整定
1）躲保护线路负荷阻抗：
负荷阻抗计算：
采方阻抗元件时整定阻抗：
2）相间距离保护第Ⅲ段灵敏度校验：
作备时
作远备时
3）相间距离保护第Ⅲ段动作时间： 3（S）
43 距离保护评价应范围
根距离保护工作原理电源复杂网络中保证选择性动作段受系统运行方式变化影响较时保护范围受短路种类影响保护范围较稳定动作时限较固定较短
然距离保护存缺点形式网络均保证选择性动作广泛功35KV电压电网中求全线速动保护高压线路距离保护作线路保护
第五章 电力网零序继电保护方式选择整定计算
51 零序电流保护特点
中性点直接接系统中发生接短路产生零序电流分
量方面零序电流保护电流保护某弱点受电力系统运行方式变化影响较灵敏度降低特短距离线路复杂环网中速动段保护范围太甚没保护范围致零序电流保护段性严重恶化保护动作时间长灵敏度低
52 接短路计算运行方式选择
计算零序电流分布运行方式选择零序电流保护整定计算第步选择运行方式考虑零序电流保护适应发电机变压器线路变化问题总原发电厂变电首先变压器设备绝缘求确定中性点否接次保持该母线零序电抗运行中变化出发点考虑变压器台数较时采取台变压器组合方法零序电抗变化
53 分支系数运行方式短路点位置选择
（1） 辐射形电网中线路保护分系数短路位置关
（2） 环状电网中线路分支系数短路点移远逐渐减 实际整定需分支系数选择开环运行方式
（3） 环外线路环线路分支系数短路点关着短路点移远分支系数逐渐增增加具体整定选值应实际整定配合点分支系数计算
54 电力网零序继电保护整定计算
(1) 零序电流保护I段整定
1）躲开线路末端接短路零序电流整定：
：系数般取12~13
2）灵敏度校验：保护15处短路时流保护零序电流值应整定值保护范围求保护线长度15
3）整定动作延时0 S
(2) 零序电流保护Ⅱ段整定
1）整定值：相邻线路零序第Ⅰ段配合：
2）灵敏度校验：保护线路末端接障时流保护3倍零序电流3I0min校验
3）动作时间：10 S
(3) 1QF零序电流保护Ⅲ段整定
1）躲级线路末端短路时出现衡电流Iunbmax Iunbmax
式中：
— 非周期分量系数取11
— 电流互感器型系数取05
— 电流互感器10误差取01
— 级线路末端三相短路短路电流
2）灵敏度校验：
作备保护时：
作远备保护时：
3）动作时间：15S
55 零序电流保护评价范围
接电流系统中采零序电流保护零序方电流保护采三相完全星形接线电流保护方电流保护防御接短路相较前者具较突出优点：
(1) 灵敏度高
(2) 延时
(3) 保护安装处正出口短路时零序功率方元件没电压死区相间短路保护功率方元件电压死区
(4) 系统发生振荡短时负荷等正常运行情况时零序电流保护误动作
(5) 电网变压器中性点接数目位置变条件系统运行方式变化时零序电流变化较
(6) 采零序电流保护相间短路电流保护采两相星形接线方式零序电流保护合组电流互感器满足技术求接线简单
心体会
次课程设计终两周完成老师精心指导图书馆网查资料等途径终现成果老师付出辛勤汗水指导审核老师衷致谢
次课程设计220KV输电线路继电保护确定输电线路TATV变选择变压器中性点接选择确定220KV输电线路保护备保护选择：保护采双套联保护实现保护双重化时配距离保护零序电流保护加强保护简化备保护基原配置整定通次课程设计学会做课程设计软件熟练度毕业设计更坚实基础掌握巩固电力系统继电保护专业知识提高设计技力
然设计程中遇许困难虚心请教迎刃解种继电保护适应电力系统变化力限继电保护整定方案成变加文设计时时间仓促设计者力限难免漏洞希位老师指出错误虚心接受加改进
次次课程设计指导老师表示衷心感谢感谢老师付出汗水会辜负老师期
参考文献
[1]电力系统继电保护 韩笑 编 机械工业出版社
[2]继电保护原理 刘学军 编 中国电力出版社
[3]电力系统继电保护 郭光荣 编 高等教育出版社
[4]电网微机保护测试技术 韩笑前刑素娟编
中国水利水电出版社
[5]电力系统继电保护设计原理 吕继绍 编 水利电力出版社
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课 程 设 计
课程名称：电力系统继电保护原理
设计题目：220KV输电线路继电保护
院 （部）： 电力学院
专 业： 电气工程动化
班 级：
姓 名：
学 号：
成 绩：
指导教师：
日 期：2017年6月8日 —— 6月21日
目录
前言 2
第章 绪 3
11继电保护概 3
12继电保护基务 3
13继电保护构成 3
14课程设计目标基求 4
第二章 220KV输电线路保护 4
21 220KV线路保护概 4
22联保护 5
221联方保护原理 5
222联保护通道 6
23 输电线路参数计算 6
第三章 输电线路TATV中性点接选择 7
31 输电线路T ATV选择 7
32 变压器中性点接方式选择 8
第四章 相间距离保护整定计算 9
41 距离保护基概念 9
42距离保护整定 9
43 距离保护评价应范围 11
第五章 电力网零序继电保护方式选择整定计算 11
51 零序电流保护特点 11
52 接短路计算运行方式选择 12
53 分支系数运行方式短路点位置选择 12
54 电力网零序继电保护整定计算 12
55 零序电流保护评价范围 14
心体会 15
参考文献 16
前言
继电保护伴着电力系统生继电保护原理继电保护装置应电力系统实技术重环节继电保护技术应繁杂广泛着现代科技飞速发展继电保护更新身技术基础现代微机通信技术相结合继电保护系统日趋先进继电保护装置继电保护系统蕴含着严谨富创兴科学哲理时折射出现代技术发展光芒说继电保护门艺术
电力系统整体电生产传输分配时实现设备间电磁联系某设备线路发生短路障时瞬间会影响整电力系统部分求切障设备输电线路时间必须短通常切障时间十分秒百分秒助装设电气设备线路动装置继电保护实现
文研究关220KV电网继电保护通次设计掌握巩固电力系统继电保护相关专业理知识熟悉电力系统继电保护设计步骤设计技根技术规范选择证继电保护配置选型正确性培养实践工程中应力创新力独立工作力
第章 绪
11继电保护概
电力系统继电保护泛指继电保护技术种继电保护装置构成继电保护系统继电保护装置定义电力系统发生障正常工作状态时动作断路器跳闸发出告警信号种安全动装置
12继电保护基务
（1）切元件 动迅速选择性障元件电力系统中切障元件免继续遭破坏保证障部分迅速恢复正常运行
（2）反映正常运行状态 反映电气元件正常工作状态根运行维护条件动作发出信号跳闸时般求迅速动作根电力系统元件危害程度规定定延时免必动作干扰引起误动作
13继电保护构成
继电保护装置视测量部分逻辑部分执行部分等组成图11示部分功
（1）测量部分
测量部分测量保护象输入关电气量已定整定值进行较根较结果判断保护否应该启动部件
（2）逻辑部分
逻辑部分根测量部分输出量性质输出逻辑状态出现序组合保护装置定布尔逻辑时序逻辑关系工作确定否应该断路器跳闸发出信号关命令传执行部分部件
（3）执行部分
执行部分根逻辑部分传送信号完成保护装置担负外操作务部件检测障时发出动作信号驱动断路器跳闸正常运行时发出告警信号正常运行时产生动作信号
14课程设计目标基求
1根工况结合教材容搜集相关技术资料查阅文献进行设计
2保护配置保护整定计算校验程详细完备
3撰写完整课程设计报告
第二章 220KV输电线路保护
21 220KV线路保护概
（1）220KV电网作输电网络线路联系密切果障切慢会影响系统稳定220KV线路保护应加强保护简化保护基原配置整定
（2）220KV线路备保护采备方式两套全线速动保护互备保护
（3）般情况220KV线路应装设两套全线速动保护旁路断路器代线路断路器运行时少应保留套全线速动保护运行
（4）具全线速动保护线路保护整组动作时间应：端障：20ms远端障 30ms(包括通道传输时间)
22联保护
高压输电线路保证电力系统运行稳定性需配置全线速动保护求继电保护时限（100ms）切线路点发生种类型障全线速动保护般指联保护
联保护原理区分外障需保护整定值配合称联保护具绝选择性时应该注意联保护反应线路外障相邻元件备保护采双侧测量原理联保护必须两侧时投入单侧工作
221联方保护原理
a)正常运行外部障 b)部障
222联保护通道
（1）引导线 导引线通道二次电缆线路两侧保护电流回路联系起问题引导线通道长度输电线路相敷设困难通道发生断线短路时会导致保护误动运行中检测维护通道困难导引线较长时电流互感器二次阻抗导致误差增
（2）载波通道 载波通道利电力线路结合加工设备收发信机构成种线通信通道载波通道构成线路联保护称高频保护
23 输电线路参数计算
(1) 输电线路参数计算公式
线路零序阻抗 Z0 3Z1
负序阻抗 Z2 Z1
线路阻抗名值计算：
正负序阻抗 Z1 Z2 (+j)L 零序阻抗 Z0 3Z1
线路阻抗标幺值计算：
正负序阻抗 Z1* Z2* （+j)L 零序阻抗 Z0* 3Z1*
第三章 输电线路TATV中性点接选择
31 输电线路T ATV选择
（1）TA简介
电流互感器作合理准确度电流（次电流）电流（变）变换电流（二次电流）供继电保护装置测量装置保证设备身安全
电流互感器次额定电流应次设备负荷电流220KV电压等级电网电流互感器选择二次额定电流１A
电流表示方法：
式中 －次额定电流（A）
－二次额定电流（A）
额定工况输出容量：
(２) TA配置原
①型号：电流互感器型号应根作环境条件产品情况选择
②次电压：UgUn
Ug—电流互感器安装处次回路工作电压
Un—电流互感器额定电压
③次回路电流：I1n≥Igmax
Igmax—电流互感器安装处次回路电流
I1n—电流互感器次侧额定电流
④准确等级：保护装置05级仪表适提高
⑤二次负荷：S2≤Sn
S2—电流互感器二次负荷
Sn—电流互感器额定负荷ф
⑥输电线路CT选择： 根极限电流选择
(3) TV配置原
①型式：电压互感器型式应根条件选择需检查监视次回路单相接时应选三相五柱式电压互感器具三绕组单相互感器组
②次电压波动范围：11Un>U1>09Un
③二次电压：100V
④准确等级：电压互感器应准确度等级工作需根接入测量仪
表继电器动装置设备准确等级求确定
⑤二次负荷：S2≤Sn
32 变压器中性点接方式选择
通常变压器中性接位置数目两原考虑：零序电流保护装置系统种运行方式保护范围基保持变具足够灵敏度性二变压器承受危险电压应变压器中性点接数目位置保持变
（1）中性点直接接运行变压器零序电流保护原理图：
第四章 相间距离保护整定计算
41 距离保护基概念
保护元件端装设保护测量出障点保护安装处距离保护范围应距离较判断出障点位置决定行种方式显然受运行方式接线影响样构成保护距离保护
(2) 距离保护基特性特点
距离保护反映障点保护安装处间阻抗（距离）阻抗继电器元件（测量元件）动作时间具阶梯性相间保护装置
距离保护应结构复杂运行方式变电力系统中选择性较快切相间障电网结构复杂运行方式变采般电流电压保护满足运行求时
应考虑采距离保护装置
42距离保护整定
(1) 相间距离保护第Ⅰ段整定
1）相间距离保护第Ⅰ段整定值：
：工段系数般取08~085
2）相间距离保护第Ⅰ段灵敏度保护范围表示保护线路全长85
3）相间距离保护第Ⅰ段动作时间 （S）
(2) 相间距离保护II段整定
1）P1Ⅱ段整定阻抗
2）相间距离保护第Ⅱ段灵敏度校验：
3）相间距离保护第Ⅱ段动作时间：
05（S）
(3) 相间距离保护III段整定
1）躲保护线路负荷阻抗：
负荷阻抗计算：
采方阻抗元件时整定阻抗：
2）相间距离保护第Ⅲ段灵敏度校验：
作备时
作远备时
3）相间距离保护第Ⅲ段动作时间： 3（S）
43 距离保护评价应范围
根距离保护工作原理电源复杂网络中保证选择性动作段受系统运行方式变化影响较时保护范围受短路种类影响保护范围较稳定动作时限较固定较短
然距离保护存缺点形式网络均保证选择性动作广泛功35KV电压电网中求全线速动保护高压线路距离保护作线路保护
第五章 电力网零序继电保护方式选择整定计算
51 零序电流保护特点
中性点直接接系统中发生接短路产生零序电流分
量方面零序电流保护电流保护某弱点受电力系统运行方式变化影响较灵敏度降低特短距离线路复杂环网中速动段保护范围太甚没保护范围致零序电流保护段性严重恶化保护动作时间长灵敏度低
52 接短路计算运行方式选择
计算零序电流分布运行方式选择零序电流保护整定计算第步选择运行方式考虑零序电流保护适应发电机变压器线路变化问题总原发电厂变电首先变压器设备绝缘求确定中性点否接次保持该母线零序电抗运行中变化出发点考虑变压器台数较时采取台变压器组合方法零序电抗变化
53 分支系数运行方式短路点位置选择
（1） 辐射形电网中线路保护分系数短路位置关
（2） 环状电网中线路分支系数短路点移远逐渐减 实际整定需分支系数选择开环运行方式
（3） 环外线路环线路分支系数短路点关着短路点移远分支系数逐渐增增加具体整定选值应实际整定配合点分支系数计算
54 电力网零序继电保护整定计算
(1) 零序电流保护I段整定
1）躲开线路末端接短路零序电流整定：
：系数般取12~13
2）灵敏度校验：保护15处短路时流保护零序电流值应整定值保护范围求保护线长度15
3）整定动作延时0 S
(2) 零序电流保护Ⅱ段整定
1）整定值：相邻线路零序第Ⅰ段配合：
2）灵敏度校验：保护线路末端接障时流保护3倍零序电流3I0min校验
3）动作时间：10 S
(3) 1QF零序电流保护Ⅲ段整定
1）躲级线路末端短路时出现衡电流Iunbmax Iunbmax
式中：
— 非周期分量系数取11
— 电流互感器型系数取05
— 电流互感器10误差取01
— 级线路末端三相短路短路电流
2）灵敏度校验：
作备保护时：
作远备保护时：
3）动作时间：15S
55 零序电流保护评价范围
接电流系统中采零序电流保护零序方电流保护采三相完全星形接线电流保护方电流保护防御接短路相较前者具较突出优点：
(1) 灵敏度高
(2) 延时
(3) 保护安装处正出口短路时零序功率方元件没电压死区相间短路保护功率方元件电压死区
(4) 系统发生振荡短时负荷等正常运行情况时零序电流保护误动作
(5) 电网变压器中性点接数目位置变条件系统运行方式变化时零序电流变化较
(6) 采零序电流保护相间短路电流保护采两相星形接线方式零序电流保护合组电流互感器满足技术求接线简单
心体会
次课程设计终两周完成老师精心指导图书馆网查资料等途径终现成果老师付出辛勤汗水指导审核老师衷致谢
次课程设计220KV输电线路继电保护确定输电线路TATV变选择变压器中性点接选择确定220KV输电线路保护备保护选择：保护采双套联保护实现保护双重化时配距离保护零序电流保护加强保护简化备保护基原配置整定通次课程设计学会做课程设计软件熟练度毕业设计更坚实基础掌握巩固电力系统继电保护专业知识提高设计技力
然设计程中遇许困难虚心请教迎刃解种继电保护适应电力系统变化力限继电保护整定方案成变加文设计时时间仓促设计者力限难免漏洞希位老师指出错误虚心接受加改进
次次课程设计指导老师表示衷心感谢感谢老师付出汗水会辜负老师期
参考文献
[1]电力系统继电保护 韩笑 编 机械工业出版社
[2]继电保护原理 刘学军 编 中国电力出版社
[3]电力系统继电保护 郭光荣 编 高等教育出版社
[4]电网微机保护测试技术 韩笑前刑素娟编
中国水利水电出版社
[5]电力系统继电保护设计原理 吕继绍 编 水利电力出版社
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