河南城建学院电气与信息工程学院《电力系统继电保护》课程设计任务书班级0914101-3专业电气工程及其自动化设计时间第17周指导教师2013年12月一、设计时间及地点1、2013—2014学年第一学期第17周2、教室、图书馆及机房二、设计目的和要求1、继电保护课程设计是配合“电力系统继电保护原理”理论教学而设置的一门实践性课程。

主要目的是通过该课程使学生初步掌握继电保护的设计步骤和方法，熟悉有关“规定”和“设备手册”的使用方法，以及继电保护标准图的绘制等。

2、通过该课程设计使学生达到以下几点要求：1）、巩固和加深对继电保护基本知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力。

2）、培养学生根据课题需要选学参考资料的自学能力。

通过独立思考、钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

3）、通过对实际系统的设计方案的分析比较、计算、设备选择、或数字仿真等环节，初步掌握继电保护系统的分析方法和工程设计方法。

4）、了解相关的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果、正确绘制电路图等。

5）、通过课程设计实践，培养学生建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。

三、设计题目和内容1、双侧电源的35KV线路继电保护的配置及整定计算。

原始资料：某双侧电源的35KV线路网络接线如下：已知：（1）、电厂为3台3⨯6000KW、电压等级为6、3KV的有自动电压调节器的汽轮发电机，功率因数cosϕ=0.8，X d”=0.125, X2=0.15, 升压站为2台容量各为10MV A的变压器U d =7.5%，各线路的长度XL—1为20KM；XL—2为50KM；XL—3为25KM；XL—4为14KM ；XL—5为40KM发电机系统（2）、电厂最大运行方式为3台发电机2台变压器运行方式，最小运行方式为2台发电机2台变压器运行方式；XL—1线路最大负荷功率为10MW，XL—4线路最大负荷功率为6MW。

（3）、各可靠系数设为：K I K =1.2，K II K =1.1，K III K =1.2，XL—1线路自起动系数K Zq =1.1，XL—4线路自起动系数K Zq =1.2，XL—5线路过流保护的动作时限为1.6秒, XL—3线路C 侧过流保护的动作时限为1.秒，保护操作电源为直流220V。

（4）、系统最大短路容量为135MV A ,最小短路容量为125MV A。

设计任务（1）选出线路XL—1A侧,XL—4线路电流互感器变比。

（2）选出线路XL—1A侧,XL—4线路保护方案并作出整定计算。

（3）、选出所需继电器的规格、型号。

（4）、绘制出XL—1,XL—4继电保护展开图。

（5）、变电所A母线的两条引出线XL—1,XL—4共用一快保护屏,并按中心线对称布置,绘制出屏面布置图及设备表。

（6）、写出说明书。

2、某降压变电站变压器继电保护的配置及整定计算原始资料：在电气上距离电源较远的变电所如图所示35KV已知：（1）有两台容量相同的Yd.11连接的三相变压器并列运行，变压器参数为7500KV A、35/6.6、U d＝7.5％，变压器的最大负荷电流为1.7倍的额定电流。

（2）系统在35KV母线上的最大短路容量为75MV A，最小短路容量为70MV A，本变电站最小运行方式为单台变压器运行方式。

（3）低压侧母线无专门的保护。

设计任务（1）选择变压器保护所需的电流互感器变比、计算短路电流。

（2）设置变压器保护并对其进行整定计算。

（3）绘制出变压器继电保护展开图。

（4）绘制出变压器屏屏面布置图及设备表。

（5）写出说明书。

（6）选出所需继电器的规格、型号。

3、电力变压器保护设计内容：（1）确定电力变压器保护方案（2）根据原始资料进行保护整定计算（3）绘制电力变压器保护原理图和展开图原始资料：一台双绕组电力变压器。

容量：20MV A；电压比：110±2×2.5%/11KV；连接组：Yd11；Uk=10.5%。

系统最大电抗和最小电抗分别为0.44Ω和0.22Ω（归算到平均电压10.5KV）；10.5 KV侧最大负荷电流900A。

4、35KV 线路保护的配置及整定计算内容：（1）35KV 线路AB 段的继电保护配置方案及保护装置选择 （2）电流互感器变比选择，进行保护整定计算 （3）绘制保护原理图和展开图 原始资料：某35KV 终端变电所具有多路进出线，有关网络参数如下：（1） 线路AB 、CD 长度如图示。

线路单位长度正序阻抗为0.4Ω，线路AB 上最大输送功率为9MW ，功率因数0.85，自启动系数1.52。

（2） 系统容量：最大运行方式为198MV A ；最小运行方式为154MV A 。

（3） 变压器B1所装设差动保护的动作时间是0s ，并假设变压器的电抗为29Ω（换算到平均电压37KV 侧）。

（4） 变电所D 装设过电流保护动作时间为1.5s 。

（5） 操作电源为直流220V 。

，5、 根据《电力系统继电保护》课程实验“自动重合闸前加速保护”的接线图，设计“自动重合闸后加速保护”的原理接线图和展开接线图，并说明工作原理、其中主要继电器的作用。

6、根据《电力系统继电保护》课程实验“线路过电流保护”的接线图，设计三段式电流保护的原理接线图、展开接线图，并说明工作原理、其中主要继电器的作用。

7、３５ＫＶ电网继电保护设计原始资料：某县有金河和青岭两座电站，装机容量分别为１２ＭＷ和８ＭＷ，各以单回３５ＫＶ输电线路向城关变电所供电。

金河电站还以一回３５ＫＶ联络线经１１０ＫＶ中心变电所与省电网连接。

３５ＫＶ电网的结线示意如下：k 1k 2K 3主要参数见下表：发电机：额定容量ＳｅＫＷ额定电压ＵｅＫＶ功率因数暂态电抗Ｘ＂ｄ标么电抗Ｘ＊Ｆ３０００6．3 0．8 0．2 0．333 ４０００6．3 0．8 0．2 4额定容量ＳｅＫＶＡ额定电压ＵｅＫＶ接线组别短路电压Ｕｄ％标么电抗Ｘ＊Ｂ７５００Y，dll 7.5 1 １００００Y，dll 7.5 0.75 １００００Y，dll 7.5 0.75２００００Yn, yno, dll X*1=0.55 X*2=0 X*3=0.35最大运行方式：两电站的六台机组全部投入运行，中心变电所在地１１０ＫＶ母线上的系统等值标么电抗为０．２２５。

城关变电所总负荷为２４０Ａ（３５ＫＶ侧），由金河电站供给１１０ＫＡ、青岭电站供给１３０ＫＡ。

剩余的１１０Ａ经中心变电所送入系统。

最小运行方式：两电站都只有一台机组投入运行，中心变电所１１０ＫＶ母线上的系统等值标么电抗为０．３５城关变电所总负荷为１０５Ａ（３５ＫＶ侧），由金河电站供给４０Ａ、青岭电站供给６５Ａ。

剩余的１５Ａ经中心变电所送入系统。

设计内容：本课程设计的内容包括：短路电流计算、电网继电保护配置设计和输电线路继电保护设计三部分。

短路电流计算为保护配置设计提供必要的基础数据。

电网继电保护配置部分要对三条３５ＫＶ输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。

输电线路继电保护回路设计部分在已有控制和测量回路的条件下设计出装设在金河电站的３５ＫＶ金中线的继电保护回路展开式原理图（包括设备表）1）短路电流计算；2）３５ＫＶ电网继电保护配置设计；3）３５ＫＶ输电线路断电保护回路设计。

8、110KV电网继电保护设计9、110KV电网线路保护设计如图所示为某110KV电网一次接线图，电网中包含A、B、C、D 4个发电厂和E、F、G、H、I 5个变电所，单电源辐射线路WL1，双电源线路WL7、WL8，平行线路WL6，WL6’，以及多电源四点环形网络AFBE中的WL2——WL5。

该电网总容量246MW，各元件容量和连接方式已在图中标明。

设计任务：1）电网运行方式分析2）配置各线路的保护并进行整定计算，计算各保护的动作值（计算中可取正序电抗等于负序电抗）3）校验各保护的灵敏系数10、电力变压器继电保护设计已知变电所的电气主接线如图所示，两台变压器同时运行，参数如图所示。

设计任务：1）短路电流计算2）变压器保护的配置3）保护装置的整定计算四、设计方法和步骤五、设计成果的编制1、写出设计说明书、给出计算过程2、画出必要的接线图六、评分标准及成绩评定1、评分标准优秀(1)遵守纪律，勤于钻研，能按时按量出色地完成任务书中规定的任务，能熟练运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，在课题的设计中有独到的见解；(2)设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；良好（1）工作努力，遵守纪律，能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能较好地运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力；（2）设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；中等（1）工作较努力，遵守纪律，基本上能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能基本正确运用所学理论和专业知识，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力；（2）设计说明书内容完备，分析基本正确，概念较清楚，书写较工整，图纸齐全、符合国家有关标准；及格（1）工作态度及表现一般，在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务，基本达到了教学要求，但分析解决问题的能力较差，在非主要问题上存在错误；（2）设计说明书内容基本正确，书写较工整，图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则性错误；有下列情况之一者成绩视为不及格(1)工作不努力，有违纪行为，表现差；（2）未能达到设计所规定的基本要求，或设计中有原则性错误；（3）弄虚作假，有抄袭行为，或部分内容由其他学生代做；（4）设计说明书概念不清，图纸不齐全或不符合国家标准；2、评定方法：成立答辩小组，对题目涉及的专业理论知识、方案的选择、工程技术要求、分析计算等对设计者进行质疑。

每人限定15分钟。

成绩采取五级记分制。

由指导教师根据学生在设计中的综合情况和评分标准确定成绩。