电力系统机电保护
课程设计文
二号黑体加粗居中号）
设计课题 电力系统继电保护课程设计
文题目 输电线路方电流保护设计
学 部
专 业 电气工程动化
班 级
学 号
学生姓名
指导教师
年 月 日
X工业学X学院
课程设计（文）务书
题目名称
输电线路方电流保护设计
学生学部（系）
专业班级
姓 名
学 号
课程设计（文）容
输电线路方电流保护设计
二设计（文）求数
1设计技术参数：
L1L260kmL350kmLBC40km
LCD50kmLDE20km线路阻抗04km
负荷电流IBCLmax360A
ICDLmax210A IDELmax110A
2统接线图图：
B
A
G1
1
2
3
L3
L2
L1
E
D
C
G2
G3
9
8
7
6
5
4
系统接线图
三课程设计（文）应完成工作
1值电抗计算短路电流计算
2整定保护45电流速断保护定值端加装方元件
3定保护579限时电流速断保护电流定值校验灵敏度
4定保护456789电流保护时间定值说明处需安装方元件
5制方电流保护原理接线图分析动作程
6采MATLAB建立系统模型进行仿真分析
四课程设计（文）进程安排
序号
设计（文）阶段容
点
起止日期
1
收集输电线路方电流保护等相关资料确定设计方案
图书馆
6月8日
2
进行计算绘出电路原理图
图书馆
6月912日
3
MATLAB建模仿真分析行课程设计报告撰写
综合楼
6月1315日
4
课程设计总结
宿舍
6月1617日
五应收集资料参考文献
[1] 谷水清．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2005
[2] 贺家礼．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2004
[3] 源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册（电气二次部分）．北京：中国电力出版社1982
[4] 方千．实继电保护技术[M]．北京：民邮电出版社2003
[5] 崔家佩等．电力系统继电保护安全动装置整定计算[M]．北京：水利电力出版社1993
[6] 卓乐．电力工程电气设计200例[M]．北京：中国电力出版社2002
[7] 陈德树．计算机继电保护原理技术[M]．北京：水利电力出版社1992
[8] 陈田．电力变压器保护[M]．北京：水利电力出版社1989
[9] 许建安．电力系统继电保护[M]．北京：水利电力出版社2003
发出务书日期： 年月 日 指导教师签名：
计划完成日期： 年 月 日 教学单位责签章：
目 录
第1章 绪 6
11 输电线路电流保护概述 7
12 文容 7
第2章 输电线路方电流保护整定计算 9
21 方电流Ι段整定计算 9
211 保护45Ι段动作电流整定 10
212 灵敏度校验 10
213 动作时间整定 10
22 保护579方电流Ⅱ段整定计算 11
23方电流Ⅲ段动作时间整定计算方元件安装 12
第3章 方电流保护原理图绘制动作程分析 12
31 保护原理图 12
32 动作程分析 12
第4章 MATLAB建模仿真分析 13
第5章 课程设计总结 15
摘
电力系统输配线路种原 会发生相间相短路障必须相应保护装置反映障方保护利电压电流积判明电流流（相位）继电保护判明短路障位保护装置处正反
设计题目输电线路方电流保护设计保护45Ι段动作电流整定灵敏度校验动作时间整定保护579方电流Ⅱ段整定计算方电流Ⅲ段动作时间整定计算绘制方电流保护原理图动作程进行分析
利MATLAB软件建立系统仿真模型根定参数电气元件设定仿真结果分析符合设计求
关键词：电力系统电流保护方保护方元件
绪
11 输电线路电流保护概述
电力系统输配线路种原 会发生相间相短路障必须相应保护装置反映障控制障线路断路器跳闸切障种电压等级线路应该装设相间短路接短路保护3KV电力设备线路短路障应保护备保护电压等级220KV线路应考虑者必须装设双重化保护整线路障应延时控制短路器跳闸线路相间短路接短路保护：电流电压保护方电流电压保护接零序流电压保护距离保护联保护等
电力系统中线路电流电压保护包括：带方判带方判相间短路电流电压保护带方判带方判接短路电流电压保护分双电源网络单电源环形网络单电源辐射网络线路切相间接短路障
12 文容
通保护段Ι段动作电流整定灵敏度校验动作时间整定方电流Ⅱ段整定计算方电流Ⅲ段动作时间整定计算绘制方电流保护原理图动作程进行分析
电流保护段说反方短路时功率方测量元件动作整定值需躲正方线路末端短路电流值必躲反方短路短路电流提高灵敏度种增加功率方测量元件电流保护方电流保护双电源网络复杂网络中采带方三段式电流保护满足保护种性求
方电流保护双电源网络单电源环形网络时构成整定相互配合等问题特点：保护构成中增加功率方测量原件电流测量元件判否保护线路正方发生障方电流保护第Ⅰ段时限方电流速度保护动作电流整定必躲反方外部短路电流第段电流保护动作电流应考虑躲反称短路时流非障相电流样防止反方发生称障时非障线功率方测量元件误动作造成保护误动作环网双电源网中功率方相电流保护第段动作电流间动作时间间应相互配合保证保护选择性
次设计包含运行方式选择电网元件参数负荷电流计算短路电流计算继电保护距离保护整定计算校验继电保护零序电流保护整定计算校验选择保护装置进行综合评价
二输电线路方电流保护整定计算
21 方电流Ι段整定计算
211 保护45Ι段动作电流整定
根务书中系统接线图计算段线路阻抗
60*0424Ω 50*0420Ω 40*0416Ω
50*0420Ω 20*048Ω
电流速断保护动作电流应躲线末端短路电流计算：保护
4
1668kA
1216682002kA
保护5
4QF加方元件
212 灵敏度校验
校验应电流电压元件中保护范围元件确定整定值满足系数求
保护4灵敏度校验：
20872Ω
2424+2032Ω
1002725>15
满足灵敏度求合格
保护5灵敏度校验：
709Ω
20Ω
1003545>15
满足灵敏度求合格
213 动作时间整定
时限电流速断保护必外加延时元件保证保护选择性电流保护第I段动作时间0tt0
22 保护579方电流Ⅱ段整定计算
时限电流速断保护情况切线路障外部短路障应外种电流保护带时限电流速断保护种保护动作电流整定
保护5Ⅱ段保护3配合
IBCLmax360A
分支系数流障线电流流保护线电流
1+1+142
14229154A
kA1796875A
616>14 满足灵敏度求
相邻保护3Ⅱ段配合
1+1+142
ICDLmax210A
分支系数流障线电流流保护线电流两电流相等
：1
2645A
21421A
838>14结果满足灵敏度求
1s
保护79保护5相
23方电流Ⅲ段动作时间整定计算方元件安装
保证选择性必须加延时元件应阶梯形原整定两相邻线路电流Ⅲ动作时间相差△t线路动作时间长段线路相配合末级装延时元件越电源延时越长
s（线路末端）
（级相末级）
><矛盾Ⅲ需加方元件>
简化保护接线提高保护性电流保护相第ⅠⅡⅢ段方元件电流保护第Ⅲ段动作时间者失选择性时加方元件动作时间相者失选择性时均加方元件保护468加方元件
三方电流保护原理图绘制
31 保护原理图
根系统接线图绘制方电流保护原理图图31示
图31 方电流保护原理图
32 动作程分析
电流继电器功率继电器相启动方式两者满足时线路接通系统发生短路时线路保护Ⅰ段切障Ⅰ断拒动障时电流继电器延时继电器延时元件判否线路发生障保护动判否相邻元件发生障相邻元件保护断路器动出现述举动情况延时元件会输出线断路器跳闸振荡元件电压互感器二次断线闭锁元件分系统振荡电压互感器二次断线时输出非门闭锁保护防止保护误动作发生障时相应段保护动作信号元件动作输出保护动作报警信号
整套保护距离保护中第Ⅲ段测量元件兼做启动元件保护中第ⅠⅡ段测量元件整定值阻抗元件接点进行切换实现测量元件方性需加方判元件整套保护中相均启动元件增加保护性
四MATLAB仿真分析
系统接线图MATLAB软件中建立仿真模型根定参数电气元件设定系统MATLAB软件中仿真图图41示定信号输入仿真系统环节端口框图连接起根线路三段式保护原理段保护间配合模拟段保护动作情况
图41 MATLAB建模仿真图
正常运行状态时线路电压电流波形图42示
图42 电压波形
线路发生相间两相短路障时障相电流波形图43示线路两相短路障时电流波形图反映系统发生两短路障障相电流变化情况仿真结果表明建立保护模型具实时性正确性符合计算结
图43 障相电流波形
心
体
会
时光飞逝转眼间电力系统继电保护课程设计结束短暂星期里然辛苦学会东西收获次课程设计学次设计训练通次课程设计综合运电力系统继电保护相关课程知识解决问题力提高学知识巩固发展学电力系统继电保护般方法步骤 学感重严谨精神放丝错误图环节严谨反复检查修改课设中没严谨态度完成课程设计总课程设计中受益非浅工作帮助会忘记次课设里感谢予关心帮助老师学希更机会锻炼综合素质学生活良基础次课设中暴露缺点基础知识够扎实会日子里加改正提高综合力
门学科课设中运电力系统分析电力动化电力系统继电保护相结合仅仅电力系统分析更进步学时电力系统继电保护中心思想感知头脑中更加清淅初步做理实践相结合
年 月 日
教
师
评
语
年 月 日
成
绩
签
名
年 月 日
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课程设计文
二号黑体加粗居中号）
设计课题 电力系统继电保护课程设计
文题目 输电线路方电流保护设计
学 部
专 业 电气工程动化
班 级
学 号
学生姓名
指导教师
年 月 日
X工业学X学院
课程设计（文）务书
题目名称
输电线路方电流保护设计
学生学部（系）
专业班级
姓 名
学 号
课程设计（文）容
输电线路方电流保护设计
二设计（文）求数
1设计技术参数：
L1L260kmL350kmLBC40km
LCD50kmLDE20km线路阻抗04km
负荷电流IBCLmax360A
ICDLmax210A IDELmax110A
2统接线图图：
B
A
G1
1
2
3
L3
L2
L1
E
D
C
G2
G3
9
8
7
6
5
4
系统接线图
三课程设计（文）应完成工作
1值电抗计算短路电流计算
2整定保护45电流速断保护定值端加装方元件
3定保护579限时电流速断保护电流定值校验灵敏度
4定保护456789电流保护时间定值说明处需安装方元件
5制方电流保护原理接线图分析动作程
6采MATLAB建立系统模型进行仿真分析
四课程设计（文）进程安排
序号
设计（文）阶段容
点
起止日期
1
收集输电线路方电流保护等相关资料确定设计方案
图书馆
6月8日
2
进行计算绘出电路原理图
图书馆
6月912日
3
MATLAB建模仿真分析行课程设计报告撰写
综合楼
6月1315日
4
课程设计总结
宿舍
6月1617日
五应收集资料参考文献
[1] 谷水清．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2005
[2] 贺家礼．电力系统继电保护[M]．北京：中国电力出版社2004
[3] 源部西北电力设计院．电力工程电气设计手册（电气二次部分）．北京：中国电力出版社1982
[4] 方千．实继电保护技术[M]．北京：民邮电出版社2003
[5] 崔家佩等．电力系统继电保护安全动装置整定计算[M]．北京：水利电力出版社1993
[6] 卓乐．电力工程电气设计200例[M]．北京：中国电力出版社2002
[7] 陈德树．计算机继电保护原理技术[M]．北京：水利电力出版社1992
[8] 陈田．电力变压器保护[M]．北京：水利电力出版社1989
[9] 许建安．电力系统继电保护[M]．北京：水利电力出版社2003
发出务书日期： 年月 日 指导教师签名：
计划完成日期： 年 月 日 教学单位责签章：
目 录
第1章 绪 6
11 输电线路电流保护概述 7
12 文容 7
第2章 输电线路方电流保护整定计算 9
21 方电流Ι段整定计算 9
211 保护45Ι段动作电流整定 10
212 灵敏度校验 10
213 动作时间整定 10
22 保护579方电流Ⅱ段整定计算 11
23方电流Ⅲ段动作时间整定计算方元件安装 12
第3章 方电流保护原理图绘制动作程分析 12
31 保护原理图 12
32 动作程分析 12
第4章 MATLAB建模仿真分析 13
第5章 课程设计总结 15
摘
电力系统输配线路种原 会发生相间相短路障必须相应保护装置反映障方保护利电压电流积判明电流流（相位）继电保护判明短路障位保护装置处正反
设计题目输电线路方电流保护设计保护45Ι段动作电流整定灵敏度校验动作时间整定保护579方电流Ⅱ段整定计算方电流Ⅲ段动作时间整定计算绘制方电流保护原理图动作程进行分析
利MATLAB软件建立系统仿真模型根定参数电气元件设定仿真结果分析符合设计求
关键词：电力系统电流保护方保护方元件
绪
11 输电线路电流保护概述
电力系统输配线路种原 会发生相间相短路障必须相应保护装置反映障控制障线路断路器跳闸切障种电压等级线路应该装设相间短路接短路保护3KV电力设备线路短路障应保护备保护电压等级220KV线路应考虑者必须装设双重化保护整线路障应延时控制短路器跳闸线路相间短路接短路保护：电流电压保护方电流电压保护接零序流电压保护距离保护联保护等
电力系统中线路电流电压保护包括：带方判带方判相间短路电流电压保护带方判带方判接短路电流电压保护分双电源网络单电源环形网络单电源辐射网络线路切相间接短路障
12 文容
通保护段Ι段动作电流整定灵敏度校验动作时间整定方电流Ⅱ段整定计算方电流Ⅲ段动作时间整定计算绘制方电流保护原理图动作程进行分析
电流保护段说反方短路时功率方测量元件动作整定值需躲正方线路末端短路电流值必躲反方短路短路电流提高灵敏度种增加功率方测量元件电流保护方电流保护双电源网络复杂网络中采带方三段式电流保护满足保护种性求
方电流保护双电源网络单电源环形网络时构成整定相互配合等问题特点：保护构成中增加功率方测量原件电流测量元件判否保护线路正方发生障方电流保护第Ⅰ段时限方电流速度保护动作电流整定必躲反方外部短路电流第段电流保护动作电流应考虑躲反称短路时流非障相电流样防止反方发生称障时非障线功率方测量元件误动作造成保护误动作环网双电源网中功率方相电流保护第段动作电流间动作时间间应相互配合保证保护选择性
次设计包含运行方式选择电网元件参数负荷电流计算短路电流计算继电保护距离保护整定计算校验继电保护零序电流保护整定计算校验选择保护装置进行综合评价
二输电线路方电流保护整定计算
21 方电流Ι段整定计算
211 保护45Ι段动作电流整定
根务书中系统接线图计算段线路阻抗
60*0424Ω 50*0420Ω 40*0416Ω
50*0420Ω 20*048Ω
电流速断保护动作电流应躲线末端短路电流计算：保护
4
1668kA
1216682002kA
保护5
4QF加方元件
212 灵敏度校验
校验应电流电压元件中保护范围元件确定整定值满足系数求
保护4灵敏度校验：
20872Ω
2424+2032Ω
1002725>15
满足灵敏度求合格
保护5灵敏度校验：
709Ω
20Ω
1003545>15
满足灵敏度求合格
213 动作时间整定
时限电流速断保护必外加延时元件保证保护选择性电流保护第I段动作时间0tt0
22 保护579方电流Ⅱ段整定计算
时限电流速断保护情况切线路障外部短路障应外种电流保护带时限电流速断保护种保护动作电流整定
保护5Ⅱ段保护3配合
IBCLmax360A
分支系数流障线电流流保护线电流
1+1+142
14229154A
kA1796875A
616>14 满足灵敏度求
相邻保护3Ⅱ段配合
1+1+142
ICDLmax210A
分支系数流障线电流流保护线电流两电流相等
：1
2645A
21421A
838>14结果满足灵敏度求
1s
保护79保护5相
23方电流Ⅲ段动作时间整定计算方元件安装
保证选择性必须加延时元件应阶梯形原整定两相邻线路电流Ⅲ动作时间相差△t线路动作时间长段线路相配合末级装延时元件越电源延时越长
s（线路末端）
（级相末级）
><矛盾Ⅲ需加方元件>
简化保护接线提高保护性电流保护相第ⅠⅡⅢ段方元件电流保护第Ⅲ段动作时间者失选择性时加方元件动作时间相者失选择性时均加方元件保护468加方元件
三方电流保护原理图绘制
31 保护原理图
根系统接线图绘制方电流保护原理图图31示
图31 方电流保护原理图
32 动作程分析
电流继电器功率继电器相启动方式两者满足时线路接通系统发生短路时线路保护Ⅰ段切障Ⅰ断拒动障时电流继电器延时继电器延时元件判否线路发生障保护动判否相邻元件发生障相邻元件保护断路器动出现述举动情况延时元件会输出线断路器跳闸振荡元件电压互感器二次断线闭锁元件分系统振荡电压互感器二次断线时输出非门闭锁保护防止保护误动作发生障时相应段保护动作信号元件动作输出保护动作报警信号
整套保护距离保护中第Ⅲ段测量元件兼做启动元件保护中第ⅠⅡ段测量元件整定值阻抗元件接点进行切换实现测量元件方性需加方判元件整套保护中相均启动元件增加保护性
四MATLAB仿真分析
系统接线图MATLAB软件中建立仿真模型根定参数电气元件设定系统MATLAB软件中仿真图图41示定信号输入仿真系统环节端口框图连接起根线路三段式保护原理段保护间配合模拟段保护动作情况
图41 MATLAB建模仿真图
正常运行状态时线路电压电流波形图42示
图42 电压波形
线路发生相间两相短路障时障相电流波形图43示线路两相短路障时电流波形图反映系统发生两短路障障相电流变化情况仿真结果表明建立保护模型具实时性正确性符合计算结
图43 障相电流波形
心
体
会
时光飞逝转眼间电力系统继电保护课程设计结束短暂星期里然辛苦学会东西收获次课程设计学次设计训练通次课程设计综合运电力系统继电保护相关课程知识解决问题力提高学知识巩固发展学电力系统继电保护般方法步骤 学感重严谨精神放丝错误图环节严谨反复检查修改课设中没严谨态度完成课程设计总课程设计中受益非浅工作帮助会忘记次课设里感谢予关心帮助老师学希更机会锻炼综合素质学生活良基础次课设中暴露缺点基础知识够扎实会日子里加改正提高综合力
门学科课设中运电力系统分析电力动化电力系统继电保护相结合仅仅电力系统分析更进步学时电力系统继电保护中心思想感知头脑中更加清淅初步做理实践相结合
年 月 日
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