系統繼電保護裝置設計

㈠ 繼電保護課程設計論文

繼電保護課程設計論文

本文對傳統的電力系統繼電保護課程設計中存在的問題進行了分析，針對這些問題提出了基於「卓越工程師」目標的改革措施。以下是我為大家整理的繼電保護課程設計論文，希望能幫到大家！

繼電保護課程設計論文

摘要： 課程設計是培養學生綜合能力和工程思想的重要環節和途徑。本文對傳統的電力系統繼電保護課程設計中存在的問題進行了分析，針對這些問題提出了基於「卓越工程師」目標的改革措施。通過教學實踐，提高了學生的工程應用意識和實踐能力。本文對課程設計環節進行改革實踐，希望在「深化教學改革、強化實踐教學環節」背景下，探索出一條適合工程技術人才培養的可持續發展之路。

關鍵詞： 繼電保護；課程設計；教學改革

基金項目：本文系遼寧工業大學教改立項項目「電力系統繼電保護課程教學模式改革與實踐」（項目編號：2014032）的研究成果

國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》中對高等教育提出要「深化教學改革、強化實踐教學環節、推進創新創業教育」的要求。教育部為貫徹落實這一要求，實施了「卓越工程師教育培養計劃」重大改革項目，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務，促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量。目前，中國大多數高校在教育目標、理念和方法上滯後，開設的一些工程類課程不能滿足實際工程需求，教學內容陳舊，已經滯後於現代工程技術發展。電力系統繼電保護課程是電氣工程及其自動化專業的重要專業課程，在「卓越工程師」培養目標下既要求把大量的理論知識掌握好，又要求有較強的實踐動手操作能力。繼電保護課程設計是實現把繼電保護的理論知識和工程實際應用結合起來的橋梁，是電氣工程及其自動化專業非常重要的實踐性教學環節。在此背景下，基於「卓越工程師」培養目標，我校對《電力系統繼電保護課程設計》的教學進行探索，從課程設計內容、實施過程、考核評價等方面實施改革。幾年的教學實踐表明效果良好，鍛煉了學生的理論設計和實踐動手能力，培養了學生的工程意識和創新意識，提高了學生分析和解決實際工程問題的能力，得到學生及社會的認可和好評。

一、傳統課程設計教學分析

近幾年，各高校都開始注重對學生實踐能力的培養，加強了電力系統繼電保護課程設計的教學工作，較以往有很大改善，但仍然存在一些問題。在我校主要表現在以下幾個方面。

1.學生的積極性不高，投入的精力不足。根據教學大綱和教學計劃，電力系統繼電保護課程設計安排在大四上學期進行，一般是在學期的後幾周實施。在此階段，好多同學要忙於研究生入學考試、國家電網考試、各公司企業的招聘以及期末考試。隨著近些年高校的不斷擴招，本科生的就業壓力越來越大，在考研和就業多重作用下，好多學生不能把精力全部投入到課程設計中。學生對待課程設計的積極性普遍不高，很多學生沒有認識到課程設計的重要作用，以應付的心態被動的對待，甚至認為從網路上或往屆同學那裡找些資料拼湊拼湊就能完成。

2.只有理論設計，缺乏實驗或模擬驗證。在課程設計開始之前，指導教師根據電力系統繼電保護課程的主要內容，結合一些工程項目的實際情況，給出各種保護的設計題目和參考資料。在我校，該課程設計時間為兩周，為了確保學生都能夠完成設計，在課程設計指導書中會比較詳細給出設計方案、設計步驟、設計內容、設計要求以及設計報告的格式等。在課程設計實施過程中，給學生分時提供固定設計教室或者與互聯網連接的機房，學生通過查閱網路、設計手冊、設備手冊等，參考類似習題、以往學生課程設計報告等進行模仿設計。在此期間，不同的指導教師去設計室指導，解答學生的問題。()由於學生對待課程設計的積極性不高，大部分同學都不主動問問題，這樣教師很難全面了解學生都設計得如何，都出現哪些問題和錯誤，最終造成上交的報告存在一些錯誤。在這樣的設計過程中，學生通過上交設計報告，完成理論設計。由於缺少對理論設計結果和結論的實驗或模擬驗證，致使學生既不清楚設計計算結果是不是正確，也不知道設計結論是不是合理。這種只鍛煉理論設計而沒提高動手能力的設計過程，大大降低了課程設計教學環節的重要意義。

3.設計題目數量少且變化小，抄襲現象存在。以往的課程設計題目一般是給定一些電力系統的局部接線及運行方式，通過不同系統參數的設定值，完成某些線路或者變壓器的繼電保護方案、整定值計算、靈敏度分析、繼電器選擇等設計工作。這些設計題目由於許多參數需要具體給定，同時系統的接線比較簡單，運行方式很少變化，使得學生發揮的空間比較小，不能很好實現設計與工程實踐相結合的目的，更像是做作業。這樣學生就不能對電力系統的正常、最大、最小運行方式下做出全面分析，就不能建立電力系統的整體概念。學生在設計時僅僅參考一些相仿的習題、教師給定的設計指導書來完成設計計算，不可避免的會出現互相抄襲的現象。以往的這種課程設計方式對學生的創新能力培養作用有限，沒有達到培養目標。

4.考核評價不科學，缺乏動手能力的考核。以往的課程設計成績評定方法是考慮學生在平時的出勤率、對待課程設計的態度以及主動性等，根據學生最後提交的設計報告的質量，包括方案的合理性、整定計算的正確性、設計的完整性、格式的規范性等情況，按照一定的分值比例，最終給出優、良、中、及格或不及格的評定。在這種考核評價方式下，會出現同組同學中差別不大的情況，甚至有可能會出現主要設計人員由於報告書寫較差而成績低、設計較少的同學由於報告書寫規范而成績較高的不合理現象，課設成績沒能很好體現學生的真實能力。同時，由於這種只有理論設計而沒有實驗或模擬驗證的課設形式，沒有考核到學生的實際動手能力和操作技能。

二、「卓越工程師」目標下的教學改革

為達到國家「卓越工程師」培養目標的要求，結合我校應用型本科人才培養模式的定位，針對以往電力系統繼電保護課程設計在教學過程中存在的問題，我們實施了基於「卓越工程師」培養目標下的電力系統繼電保護課程設計教學改革，修改教學大綱及教學計劃，完善教學內容，創新教學方法，改革考核評價方式。具體改革內容包括：

1.修改大綱及教學計劃，規避考研就業等對專業課程學習的影響。按照「卓越工程師」的培養目標，以前的培養方案和課程大綱已不再適用，不能滿足培養要求。「卓越工程師」目標下的培養方案突出對學生工程能力的培養，我們對電氣工程及其自動化專業的專業培養方案和課程大綱進行了修訂，強調對學生創新能力、動手能力的培養。關於培養方案中實踐環節的教學目標，就是突出工程思想和能力培養，達到學生都具備自主設計實驗的能力，具有接受新技術和新知識的能力，以及一定的技術開發能力。根據新的培養方案，我們對電力系統繼電保護課程的教學大綱和教學計劃進行了相應的調整，將該課程從大四上學期調整到大三下學期，盡可能規避學生由於考研及就業等對專業課程學習的影響。

2.更新課程設計題目，滿足「卓越工程師」培養目標的要求。在「卓越工程師」目標下，課程設計與實驗項目設計的核心思想就是鼓勵學生自主學習，提高發現問題、分析問題、解決問題的能力，培養實踐動手能力及工程素養。課程設計題目的設置是否合理，對於學生的鍛煉價值至關重要。好的課設題目對於學生掌握專業理論知識的理解、對工程設計規范的熟悉、對設計步驟和設計方法的掌握都非常重要。在設置課設題目時，既要考慮專業理論知識的涵蓋程度，又要考慮與工程實際緊密結合的密切程度，盡可能給出實際運行的電力系統的原始數據資料，這對於提高學生對專業的認知程度、明確專業發展方向大有裨益，有利於培養工程意識，提高理論聯系實際的應用能力。基於「卓越工程師」目標的思考，我們對課設題目進行完善和更新，做了如下工作：①利用教師下企業實踐、帶學生去企業生產實習、建立實習基地、到電力行業調研等機會，搜集整理實際運行電力系統的真實資料，然後加工完善成訓練課題；②考慮到電力系統繼電保護技術的應用實際，微機型保護裝置已完全取代電磁型保護裝置，再針對電磁型繼電保護技術進行設計就嚴重與工程實際相脫節。為此，我們給定一些電力系統的局部接線及運行方式，通過不同系統參數的`設定值，除了完成某些線路或者變壓器的繼電保護方案、整定值計算、靈敏度分析之外，增加了微機型保護裝置的硬體設計和軟體設計；③根據不同的設計題目和現有實驗室的條件，增加實驗驗證或模擬驗證環節。我校與浙江求是教儀合作建立了電力系統繼電保護、供配電、實踐創新實驗室，與北京電科院和清大高科合作建立了電力系統模擬實驗室，實驗室的軟硬體條件為學生搭建了很好的動手操作平台。第一周學生完成課設的理論設計，第二周進入實驗室進行相應的安裝調試及驗證。通過動手操作，激發了學生的興趣，提高了積極性，如果驗證結論正確時，極大的滿足學生的成就感，從而增強創新的自信心。另外，在設計的驗證過程中，可能會出現許多實際的問題，通過指導老師的點撥，同學們相互討論探究，最終找到問題的原因並解決，這對於學生的鍛煉和培養具有極大的幫助。

3.加強對課程設計的指導和管理，提高課程設計質量。教師的態度和付出對於課設質量的好壞是最直接的，因此，要想提高課程設計的質量，需要指導教師更多的投入。針對有的學生消極應付、得過且過，甚至出現相互抄襲的情況，就要求指導教師投入更多的時間和精力用在平時的指導中，避免學生上交東拼西湊、粗製濫造的設計報告。在設計過程中，確保做到對設計方案的合理性進行嚴格審核，對設計步驟和計算結果進行及時監控，對學生的困難和問題進行耐心的答疑解惑，對典型共性的錯誤進行詳細的討論分析。對於指導教師而言，個人的精力和時間也是有限的，在這個時段要同時面對理論教學、課設實習指導、監考判卷考核、科研任務完成等一系列工作，常常感到分身乏術。為此，我們採取了團隊指導措施，打破一個老師對固定學生的指導模式。根據指導教師的值班安排，每時每刻都有老師在設計室指導，隨時隨地解決學生的問題，提高指導效率，從而提高課程設計的質量。

4.完善考核評價體系，適應「卓越工程師」培養目標。以往的課程設計成績評定方法只注重對學生的理論設計進行考評，而沒有考核到學生的實際動手能力和操作技能。這樣，在考核成績這個「指揮棒」的引導下，學生根本不關注動手操作，學生成績的高低並不能全面、准確、客觀地反映其綜合能力。這種評價方式與「卓越工程師」培養目標明顯存在差距。考核方法與設計內容相輔相成，課程設計內容的多樣性必然要求考核方法的全面性，需要建立科學的考核評價體系。拓展評價方式不是玩花樣，不是巧立名目，而是要根據社會對人才的需求和學生的特點，對考核評價方法進行調整，使之能夠激發學生的學習興趣，培養學生的綜合能力。

基於這種考慮，我們完善了課程設計的考核評價方式，既注重對理論設計的考核，也注重對動手能力的評判，同時兼顧對平時表現及綜合素質的評價，具體考核項目情況如表1所示。

三、結束語

本文在「深化教學改革、強化實踐教學環節、推進創新創業教育」背景下，基於「卓越工程師」培養目標，結合我校教學實際，對電力系統繼電保護課程設計進行改革探索與實踐。針對傳統課程設計環節存在的問題和不足，修改教學大綱及教學計劃，完善教學內容，創新教學方法，改革考核評價方式。通過課程設計的教學改革與實踐，強化了學生的工程意識，提高分析和解決工程問題的能力，在激發學生的主動性和積極性的同時，也培養了學生的創新精神和實踐能力。我校該專業近兩年的畢業生大部分都進入電力部門和工礦企業等對口單位就業，獲得社會各界的好評。本文對電力系統繼電保護課程設計進行改革，希望探索出一條適合工程技術人才培養的可持續發展之路，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。

參考文獻：

教育部。教育部關於實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見.

王文福。 基於卓越工程師培養訴求的教學改革的理性思考———面向CDIO理念的地圖學教改構想. 測繪科學，2011，（3）：247-249.

張江林，梅許文，巨輝，鄧昌建。基於「卓越工程師」目標下的繼電保護課程教學改革. 中國電力教育，2014，（36）：99-100.

杜兆文，姚福強。《電力系統繼電保護課程設計》教學改革與實踐.大學教育，2014，（3 ）：108-109.

㈡ 什麼是繼電保護裝置繼電保護裝置由哪幾部分組成各部分的作用是什麼

• 繼電保護裝置：

當電力系統中的電力元件（如發電機、線路等）或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時，能夠向運行值班人員及時發出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備。實現這種自動化措施的成套設備，一般通稱為繼電保護裝置。

• 繼電保護裝置組成：

繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分組成。

• 作用：

1.測量部分是判斷保護是否應該啟動。

2.邏輯部分是根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態,出現的順序或他們的組合,使保護裝置按一定的邏輯關系工作,最後確定是否應跳閘或發信號,並將有關命令傳給執行元件。

3.執行部分是根據邏輯元件傳遞的信號,最後完成保護裝置所擔負的任務。

(2)系統繼電保護裝置設計擴展閱讀：

裝置作用：

1.監視電力系統的正常運行，當被保護的電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速准確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時，繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響。（如：單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等）。

2.反應電氣設備的不正常工作情況，並根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，提示值班員迅速採取措施，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。

3.實現電力系統的自動化和遠程操作，以及工業生產的自動控制。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。

資料來自：繼電保護裝置

㈢ 返回系數在設計繼電保護裝置中有何重要用途

故障消失後可靠返回，確保保護選擇性的重要指標。

繼電器都存在繼電器動作的參數值和繼電器返回的參數值。能夠使過流繼電器開始動作的最小電流為電流繼電器的動作電流，當繼電器動作後電流均勻減小，使繼電器可動觸點返回到原始狀態的最大電流即繼電器的返回電流。

返回電流與動作電流的比值就是繼電器的返回系數，它表徵繼電器動作的靈敏性。

(3)系統繼電保護裝置設計擴展閱讀

返回系數的調整方法有

1、改變舌片的起始角和終止角

調整繼電器左上方的舌片起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時只能改變動作電流，而對返回電流幾乎沒有影響。故用改變舌片的起始角來調整動作電流和返回系數，舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數愈小；反之，返回系數愈大。

調整繼電器右上方的舌片終止位置限制螺桿，以改變舌片終止位置角，此時只能改變返回電流而對動作電流則無影響。故用改變舌片的種植角來調整返回電流和返回系數。舌片周昂志位置與磁極的間隙越大，返回系數愈大；反之，返回系數愈小。

2、不改變舌片的起始角和終止角，而變更舌片兩端的彎曲程度以改變舌片與磁極間的距離，也能達到調整返回系數的目的。該距離越大返回系數越大，反之返回系數越小。

3、適當調整觸電壓力也能改變返回系數，但應注意觸電壓力不宜過小。

㈣ 繼電保護裝置有哪些繼電保護都保護什麼

繼電保護裝置就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或者不正常運行狀態，並動作於回斷路器答跳閘或發出信號的一種自動裝置。
它保護的是各種故障（短路、電壓大大降低、系統震盪等）和不正常運行狀態（過負荷、頻率降低、低電壓等），因為這些故障和不正常運行狀態，都可能在電力系統中引起事故。
各種原理的保護，通常可以由一個或者若干個繼電器連接在一起組成保護裝置來實現。就一般情況而言，整套繼電保護裝置是由測量部分、邏輯部分和執行部分組成的。因此你所說的保護裝置也就是指各種繼電器，例如：電流繼電器、阻抗繼電器、輸電線縱聯差動保護、變壓器的縱差動保護等等，隨便拿一本繼電保護書上面講的都是。
希望對你有幫助！

㈤ 35KV電力系統繼電保護畢業設計

35kV變電站繼電保護設計(開題報告+論文+DWG)
http://ww1.tabobo.cn/soft/20/124/2008/213368113625.html

摘 要
隨著電力電網事業的發展，全國聯網的格局已基本形成。科技水平得到提高，電力環境保護得以加強，使中國電力工業的科技水平與世界先進水平日漸接近。電力管理水平和服務水平不斷得到提高，電力發展的戰略規劃管理、生產運行管理、電力市場營銷管理以及電力企業信息管理水平、優質服務水平等普遍得到提高。進一步擴大了對外開放，積極實施國際化戰略。
本論文圍繞35kV變電站的保護整定計算展開分析和討論，重點設計了電力系統基本常識以及需要系數法計算負荷、電力網接線方案的選擇原則、短路電流的計算、變壓器和線路的繼電保護配置以及無功功率補償等。
同時詳細介紹了主設備差動保護的整定演算法，電氣主接線的設計、做出短路點的等效電路圖，對設備保護進行了相應的選擇與校驗。通過比較各個接線方式的優缺點，確定變電站的主接線方式。

關鍵字 短路電流計算，繼電保護，整定計算，電網接線方案，無功功率補償

目錄
1 緒 論 1
1.1 變電站繼電保護的發展 1
1.2 繼電保護裝置的基本要求 1
1.3 繼電保護整定 1
1.4 本文的主要工作 2
2 設計概述 3
2.1設計依據 3
2.2設計規模 3
2.3設計原始資料 3
3 主接線方案的選擇與負荷計算 5
3.1主接線設計要求 5
3.2變電站主接線的選擇原則 6
3.3接線方案選擇 6
3.3.1一、二次側均採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 6
3.3.2 一次側採用外橋式結線、二次側採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 7
3.3.3一次側採用內橋式接線，二次側採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖 7
3.3.4 一、二次側均採用雙母線的總降壓變電所主電路圖 7
3.4 35kV變電所主接線簡圖 8
3.5 負荷計算 8
3.5.1 負荷計算的內容和目的 8
3.5.2 負荷計算的方法 9
3.5.3 本次設計的負荷計算 9
4 短路電流計算 11
4.1引言 11
4.2基準參數選定 11
4.3阻抗計算（均為標幺值） 12
4.4短路電流計算 13
4.5 短路電流計算結果 18
5 變電所繼電保護及故障分析 19
5.1本系統故障分析 19
5.2 線路繼電保護裝置 19
5.3主變壓器繼電保護裝置 19
5.4本設計繼電保護原理概述 20
6 主變繼電保護整定計算及繼電器選擇 21
6.1概述 21
6.2瓦斯保護 22
6.3差動保護：（主保護） 23
6.3.1 計算Ie及電流互感器變比，列表如下（表6.1）： 23
6.3.2 確定基本側動作電流： 24
6.3.3確定基本側差動線圈的匝數和繼電器的動作電流 25
6.3.4確定非基本側平衡線圈和工作線圈的匝數 26
6.3.5計算由於整定匝數與計算匝數不等而產生的相對誤差Δfza 26
6.3.6初步確定短路線圈的抽頭 26
6.3.7保護裝置靈敏度校驗 26
6.4過電流保護：（後備保護） 27
6.4.1過電流繼電器的整定及繼電器選擇： 27
6.5 過負荷保護：（後備保護） 28
6.6冷卻風扇自起動： 28
7 線路保護整定計算 29
7.1 概述 29
7.1.1對 3～63kV 線路的下列故障或異常運行，應裝設相應的保護裝置： 29
7.1.2 對 3～10kV 線路裝設相間短路保護裝置，應符合下列要求： 29
7.1.3 在 3～10kV 線路裝設的相間短路保護裝置，應符合下列規定： 29
7.1.4 對 35～63kV 線路，可按下列要求裝設相間短路保護裝置： 30
7.2 線路保護的原理： 30
7.3 35kV線路三段式電流保護整定計算 31
7.3.1 第一段 無時限電流速斷保護 31
7.3.2 第二段 帶時限電流速斷保護 32
7.3.3 第三段 過電流保護 32
7.4 10kV線路保護整定計算 33
7.4.1 電流速斷保護的整定 33
7.4.2 過電流保護的整定 35
8 結 論 37
謝 辭 38
參考文獻 39
附錄1：外文資料翻譯 40
A1.1 Substation and Power System Protection 40
A1.2 變電站與電力系統繼電保護 45

㈥ 微機繼電保護裝置現場檢驗與設計要求是什麼

一、微機繼電保護裝置現場檢修的項目有： （1）測量絕緣 （2）檢驗逆變電源 （3）檢驗固化的程序是否正確 （4）檢驗數據採集系統的精度和平衡度。 （5）檢驗開關量輸入和輸出迴路 （6）檢驗定值清單 （7）整組檢驗 （8）用一次電流及工作電壓檢驗 根據系統各母線處的最大、最小阻抗，核對微機繼電保護裝置的線性度能否滿足系統的要求。特別應注意微機繼電保護裝置中電流變換器二次電阻、電流比例系數與微機繼電保護裝置線性度之間的關系。 檢驗所用儀器、儀表應由檢驗人員專人管理，特別應注意防潮、防震，儀器、儀表保證誤差在規定的范圍內。使用前應熟悉其性能和操作方法，使用高級精密儀器一般應有人監護。 二、設計要求： （1）微機繼電保護裝置應具有抗電磁擾動能力。 （2）微機繼電保護裝置應設有在線自動檢測。在微機繼電保護裝置中微機部分任一無件損壞時都應發出裝置異常信息，並在必要時自動閉鎖相應的保護。但對保護裝置的出口迴路的設計，應以簡單可靠為主，不宜為了實現對出口迴路的完全自檢而在此迴路增加可能降低可靠性的元件。 （3）微機繼電保護裝置的所有輸出端子不應與其弱電系統有電的聯系。 （4）微機繼電保護裝置應設有自恢復電路，在因干擾而造成程序走死時，應能通過自恢復正常工作。 （5）微機繼電保護裝置在斷開電源時不應丟失報告。 （6）微機繼電保護裝置應具有對時功能。 （7）對於同一型號微機繼電保護裝置的停用段應規定統一的整定符號。 （8）110Kv及以上電力系統的微機繼電保護裝置應具有測量故障點距離的功能。 （9）微機變壓器保護裝置所用的電流互感器二次宜採用是星形接線，其相位補償和電流補償系數由軟體實現。 （10）同一條線路兩端宜配置相同型號的微機高頻保護。 （11）同一種微機繼電保護裝置的組屏方案不宜過多。

㈦ 繼電保護裝置的基本要求

繼電保護裝置的基本要求是可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。
1、動作選擇性：首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，切斷系統中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續供電；
2、動作速動性：保護裝置應盡快切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果；
3、動作靈敏性：在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數，通過繼電保護的整定值來實現。整定值的校驗一般一年進行一次；
4、動作可靠性：繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態時，不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。

㈧ 220KV電網的繼電保護 畢業設計

5.1主變壓器保護
5.1.1 概述
電力變壓器是電力系統中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響，而本次變電所設計的變電所是市區220kV降壓變電所，如果不保證變壓器的正常運行，將會導致全所停電，甚至影響到下一級降壓變電所的供電可靠性。
變壓器的故障可分為內部和外部兩種故障。內部故障是指變壓器油廂裡面的各種故障，主要故障類型有：
1）各繞組之間發生的相間短路；
2）單相繞組部分線區之間發生的匝間短路；
3）單相繞組或引出線通過外殼發生的單相接地短路；
4）鐵芯燒損。
變壓器的外部故障類型有：
1）絕緣套管網路或破碎而發生的單相接地（通過外殼）短路；
2）引出線之間發生的相間故障。
變壓器的不正常運行情況主要有：
1）由於外部短路或過負荷而引起的過電流；
2）油箱漏油而造成的油麵降低；
3）變壓器中性點電壓升高或由於外加電壓過高而引起的過勵磁。
為了防止變壓器發生各種類型故障和不正常運行時造成不應有的損失，保證 系統安全連續運行，故變壓器應裝設一系列的保護裝置。
5.1.2變電所主變保護的配置
5.1.2.1主變壓器的主保護
1）瓦斯保護
對變壓器油箱內的各種故障以及油麵的降低，應裝設瓦斯保護，它反應於油箱內部所產生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作於信號，重瓦斯動作於跳開變壓器各側電源斷路器。如圖5-1所示為瓦斯保護的原理接線圖。
2) 差動保護
對變壓器繞組和引出線上發生故障，以及發生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開各側電源斷路器。

5.1.2.2主變壓器的後備保護
為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的後備，所以需裝設過電流保護。
而本次所設計的變電所，電源側為220kV，主要負荷在110kV側，即可裝設兩套過電流保護，一套裝在中壓側110kV側並裝設方向元件，電源側220kV側裝設一套，並設有兩個時限 和 ，時限設定原側為 ≥ ＋△t，用一台變壓器切除三側全部斷路器。
5.1.2.3過負荷保護
變壓器的過負荷電流，大多數情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單相式過負荷保護，過負荷保護一般經追時動作於信號，而且三繞組變壓器各側過負荷保護均經同一個時間繼電器。
5.1.2.4 變壓器的零序過流保護
對於大接地電流的電力變壓器，一般應裝設零序電流保護，用作變壓器主保護的後備保護和相鄰元件接地短路的後備保護，一般變電所內只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每台變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，一套用於中性點接地運行方式，另一套用於中性點不接地運行方式。
5.2限流電抗器的選擇
為了選擇10kV側各配電裝置，因短路電流過大，很難選擇輕型設備，往往需要加大設備型號，這不僅增加投資，甚至會因斷流容量不足而選不到合乎要求的電器，選擇應採取限制短路電流，即在10kV側需裝設電抗器。一般按照額定電壓、額定電流、電抗百分數、動穩定和熱穩定來進行選擇和檢驗。
5.2.1額定電壓和額定電流的選擇

、 — 電抗器的額定電壓和額定電流
、 — 電網額定電壓和電抗器的最大持續工作電流
5.2.2 電抗器百分數的選擇
1）電抗器的電抗百分數按短路電流限制到一定數值的要求來選擇，設要求短路電流限制到 ，則電源至短路點的總電抗標幺值為：
/ — 基準電流
—電源至電抗器前系統電抗標幺值
電抗器在其額定參數下的百分電抗

2）電壓損失檢驗：普通電核器在運行時，電抗器的電壓損失不大於額定電壓的5%，即：
— 負荷功率因數角一般取0.8
3）母線殘壓檢驗，為減輕短路對其他用戶的影響，當線路電抗器後短路時，母線殘壓不能低於電網額定值的60～70%
即：
5.2.3熱穩定和動穩定的檢驗
熱穩定和動穩定檢驗應滿足下式:
≥
、 — 電抗器後短路沖擊電流和穩態電流
、 — 電抗器的動穩定電流和短時熱電流（t =1s）
5.3防雷及接地體設計
5.3.1 概述
電氣設備在運行中承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和由於系統參數發生變化時電磁能量產生振滿和積聚而引起的內部過電壓兩種類型。按其產生原因，它們又可分為以下幾類：

直擊雷過電壓
雷電過電壓 感應雷過電壓
侵入雷電流過電壓
長線電容效應
工頻過電壓 不對稱接地故障
甩負荷
消弧線圈線性諧振
過電壓 暫時過電壓 線性諧振
傳遞過電壓

線路斷線
諧振過電壓 鐵磁諧振
電磁式電壓互感器飽和
參數諧振發電機同步或非同步自勵磁
開斷電容器組過電壓
操作電容負荷過電壓 開斷空載長線過電壓
關合空載長線過電壓
開斷空載變壓器過電壓
操作過電壓 操作電感負荷過電壓 開斷並聯電抗器過電壓
開斷高壓電動機過電壓
角列過電壓
間歇電弧過電壓
5.3.2 防雷保護的設計
變電所是電力系統的中心環節，是電能供應的來源，一旦發生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設備的內絕緣會受到損壞，絕大多數不能自行恢復並嚴重影響國民經濟和人民生活，因此，要採取有效的防雷措施，保證電氣設備的安全運行。
變電所的雷擊害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路後產生的雷電波沿線路向變電所侵入，對直擊雷的保護，一般採用避雷針和避雷線，使所有設備都處於避雷針（線）的保護范圍之內，此外還應採取措施，防止雷擊避雷針時不致發生反擊。
對侵入波的防護主要措施是變電所內裝設閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時在距變電所適當距離內裝設可靠的進線保護。
避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身並安全地將雷電流引入大地，從而保護設備，避雷針必須高於被保護物體，可根據不同情況或裝設在配電構架上，或獨立裝設，避雷線主要用於保護線路，一般不用於保護變電所。
避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設備，它實質是一個放電器，與被保護的電氣設備並聯，當作用電壓超過一定幅值時，避雷器先放電，限制了過電壓，保護了其它電氣設備。

5.3.2.1 避雷針的配置原則：
1)電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大於1000Ω.cm的地區，宜裝設獨立的避雷針。
2)獨立避雷針（線）宜裝設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10Ω。
3)35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因為其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。
40)在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針後，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小於15米的要求。
5.3.2.2 避雷器的配置原則
1）配電裝置的每組母線上均應裝設避雷器。
2）旁路母線上是否應裝設避雷器，應視當旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足而定。
3）330kV及以上變壓器和並聯電抗器處必須裝設避雷器，並應盡可能靠近設備本體。
4）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。
5）三繞組變壓器低壓側的一相上宜裝設一台避雷器。
6）110kV~220kV線路側一般不裝設避雷器。
5.3.3 接地裝置的設計
接地就是指將地面上的金屬物體或電氣迴路中的某一節點通過導體與大地相連，使該物體或節點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。
本變電所採用棒形和帶形接地體聯合組成的環形接地裝置。接地裝置應盡可能埋在地下，埋設深度一般為0.5~1米，圍繞屋內外配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設接地網的建築物，敷設環形接地網。這些接地網之間的相互聯接線不應少於兩根干線。接地網的外像應閉合，外像各角做成圓弧形，圓弧半徑不宜小於均壓帶間距離的一半，在接地線引進建築物的入口處，應設標志。
5.3.4 主變壓器中性點放電間隙保護
為了保護變壓器中性點，尤其是不接地高壓器中性點的絕緣，通常在變壓器中性點上裝設避雷器外，還需裝設放電間隙，直接接地運行時零序電流保護起作用，動作保護接地變壓器，避雷器作後備；變壓器不接地時，放電間隙和零序過電壓起保護作用，大氣過電壓時，線路避雷器動作，工作過電壓時，間隙保護動作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。
5.3.5變電所的防雷保護設計
由於本次所設計選擇變壓器為分級絕緣，即220kV中性點絕緣等級為110kV，110kV中性點絕緣等級為35kV，所以220kV中性點應與中性點絕緣等級相同的避雷器，故220kV中性點裝設FZ－110，110中性點裝設FZ－40避雷器。

㈨ 淺談35kV變電站的微機繼電保護:智能變電站繼電保護技術問答

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A隨著我國電力工業的迅速發展，各大電力系統的容量和電網區域不斷擴大。電力系統在運行過程中，會因為各種各樣的原因而出現事故，從而可能導致電力系統的運行暫時中斷，也雀含清可能引發更大的電力事故。所以在變電站中，人們採用微機繼電保護裝置進行電力系統的保護，微機繼電保護裝置在電力系統的廣泛應用是電網及電氣設備安全可靠運行的保證。微機繼電保護裝置可以在電力系統發生異常情況時進行檢測、預警等，並且可以進行相應的自救措施。隨著電力改革的進行，電網規模的不斷增大，對於微機繼電保護裝置的要求也越來越高。電力工作者在不斷地研究微機繼電保護裝置對電力系統運行的保護功能，不斷地開發新型的微機繼電保護裝置，以適應我國國民對電力不斷增加的需求。
一、35kV變電站中微機繼電保護特點
為了更好地保證電力系統的正常運行，35kV變電站中微機繼電保護特點如下：
可靠性是對微機繼電保護裝置提出的最基本的要求，也是微機繼電保護裝置最基本的特點。計算機老悉在程序的指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而微機繼電保護裝置可以實現常規保護很難辦到的自動糾錯，即自動地識別和排除干擾，防止由於干擾而造成誤頃前動作。另外微機繼電保護裝置有自診斷能力，能夠自動檢測出計算機本身硬體的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。
由於計算機保護的特性主要由程序決定，所以不同原理的保護可以採用通用的硬體，只要改變程序就可以改變保護的特性和功能，因此可靈活地適應電力系統運行方式的變化。
採用微型計算構成的保護，使原有型式的繼電保護裝置中存在的技術問題，可以找到新的解決辦法。如對距離保護如何區分振盪和短路，如何識別變壓器差動保護勵磁涌流和內部故障等問題，都提供了許多新的原理和解決方法。
當電力系統的運行發生異常情況時，微機繼電保護裝置必須及時作出相應的反應，以保障電力系統供電的可靠性。對於電力系統運行來說，在故障發生時不能及時得到處理，其影響程度可大可小。35kV變電站中微機繼電保護克服傳統繼電保護裝置功能單一的缺陷，增設了故障測距、事件記錄、三角極性電壓判斷封功能，提高了繼電保護裝置的保護速度。
微機繼電保護裝置具有自動性，它擺脫了對站里工作人員定期檢查的依賴性。在電力系統中所規定范圍內的元件，如果發生異常情況，無論是短路的類型，還是短路點的位置，微機繼電保護裝置可以第一時間發現，並且給予正確的反應動作。另外在繼電保護裝置中連接微機管理系統，大大提高了繼電保護的靈敏性。
二、35kV變電站中微機繼電保護設計
在對電力系統35kV變電站中微機繼電保護裝置的設計中，一定要注意對微機繼電保護裝置中自動識別系統的設計。微機繼電保護裝置要正確區分其保護的元件是處於什麼樣的狀態，要可以精確地區分元件發生故障的區段，所以，在進行35kV變電站中微機繼電保護裝置的設計中，需以電力系統故障的電氣物理量變化為根據，結合電力系統的電壓、電流等變化設計35kV變電站中微機繼電保護。
（一）微機繼電保護裝置的組成
微機繼電保護裝置的主要作用是進行電力系統故障的檢測與預警等，所以必須具有數據採集系統、微機裝置的保護與管理裝置等，這些基本硬體共同組成微機繼電保護裝置，共同為保證電力系統的正常運行做貢獻。
數據採集系統主要負責採集電力系統中的各項電氣物理參數，將電壓與電流互感器發射的信號轉化為數字信號，通過輸入輸出處理器傳遞給微機系統，以進行進一步的處理；微機裝置是微機繼電保護裝置的核心部分，分為微機保護裝置和微機管理裝置。微機保護裝置是繼電保護的主要運行部分，它受變電所使用的軟體的限制，根據不同的軟體使用，確定不同的保護功能；微機管理裝置的主導者是電力系統的工作人員，通過工作人員的有關操作，進行模擬量信號的輸出和開關信號的輸入，關繫到變電站中外部繼電器、操作把手等接點的運行。除此之外，為適應用戶的需要，還配備了列印機，以對用戶提供書面故障信息。
（二）微機繼電保護裝置的不足之處
1.語音報警慢
微機繼電保護裝置可以在發生電力系統故障時，進行預警，但是這種語音報警的速度並不理想。當進行停送電操作時，接連操作幾個開關後，報警才會響起。
2.低周減載功能重復
專門的低周減載櫃的設計是不必要的，因為在每台線路保護上都有低周減載功能，重復設計則會導致資金的浪費。
3.錯誤使用單項供電表
在變電站中，進線分為主用和備用兩路，備用迴路設計計量電度表忽略了雙向供電，只使用單項供電表，不符合設計要求。
三、35kV變電站中微機繼電保護的應用改進策略
對35kV變電站中微機繼電保護的改進，應該建立在保持原有裝置功能的基礎上，提高語音報警速度、加強繼電檔案管理工作等方面進行，全面的提高微機繼電保護系統的可靠性和適用性，使微機繼電保護系統能夠具備廣的應用范圍。
（一）相位校正
變壓器兩側電流的相位差在超過一定限度時會引起不平衡電流，致使繼電保護的准確性受到影響。所以，在實際工程中，利用星形接法處理變壓器兩側的電線，將微機軟體計算功能直接應用到相位校正中，調整電流差值，增加電流相位差超限的報警功能。
（二）過電流保護
35kV變電站中的復合電壓啟動時形成過電流，這種過電流將對電力系統調度造成影響，所以微機繼電保護裝置將過電流、低電壓、進行過負載保護，穩定電力系統的供電功能，形成安全的後備保護系統。
（三）主變本體保護
微機繼電保護裝置對於小匝間短路的靈敏度較低，所以在35kV變電站中微機繼電保護的應用時，應該注意這種保護死角的設置。利用微機的自動調節功能，按照主變本體內的氣體保護程序，加強對於有載調壓氣體保護和壓力釋放保護對於主變本體的保護。
四、35kV微機繼電保護裝置與110kV微機繼電保護裝置的不同
由於35kV微機繼電保護裝置與110kV微機繼電保護裝置，在電壓上存在差異，所以兩者在選擇電源方面，雖然都以保障微機繼電保護裝置的安全性為主要目的，但是在選擇電源電壓上還具有一定的差異；110kV微機繼電保護裝置採用高精度、高穩定的元件來構成采樣迴路，這就大大降低了環境因素對繼電保護誤差的影響，同時增強微機繼電保護裝置的自檢功能，打破繼電保護裝置自檢的時間與空間的限制。取消調節器件，實現調節采樣精度的非現場化，並且提高裝置的穩定性，這些都是35kV微機繼電保護裝置所欠缺的；但是35kV微機繼電保護裝置具有更強大的抗干擾性，降低了電磁對於裝置的影響。
小結：
傳統的微機繼電保護裝置已經適應不了電力系統的不斷發展，所以電力系統的工作者加緊研究新型微機繼電保護裝置的腳步，以求可以不斷完善電力系統的改革，最大限度地減少電力事故對電力設備的損害，提高電力系統供電運行的安全性、穩定性、可靠性，從而滿足我國國民不斷增長的電力需求。
參考文獻：
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[2]文玉玲, 孫博, 陳軍. 淺談微機繼電保護[J]. 新疆電力技術, 2009, （04）.
[3]徐平 變電站微機繼電保護事故處理[J]. 中國新技術新產品, 2011,（03） .
[4]陳德樹 微機繼電保護 中國電力出版社.