课程设计题目

《电力系统继电保护》课程设计任务书

《电力系统继电保护》课程设计任务书

适用班级：电气工程及其自动(专升本)专业 B120431/32/33/34/35 指导老师：邵麦顿、常晓颖、李建月、李明伟、吴茜琼 时间安排：共计2周（2013-2014学年第一学期）

要求

1. 以论文形式上交（题目、摘要、关键词、内容、结论、参考文献等）； 2. 字数不少于10000字； 3. 独立完成，参加答辩。

论文应包括如下内容：

(1) 按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型，选择分支系数的计算条件；

(2) 进行短路故障计算，录取结果；

(3) 按同一功能的保护进行整定计算，选取整定值并做出定值图； (4) 对整定结果分析比较，以选出最佳方案；最后应归纳出存在的问题，并提出运行要求；

(5) 画出定值图；

(6) 编写整定方案说明书，一般应包括以下内容： 1) 设计题目相关的系统概况；

2) 电力系统运行方式选择原则及变化限度； 3) 主要的、特殊的整定原则； 4) 方案的评价及改进方向。

时间分配

熟悉题目，原始数据分析，初步方案确定 1天 各元件阻抗计算，短路电流计算 2天 继电保护配置设计及整定计算 4天 编写说明书及整理成果 2天 答辩 1天

1

《电力系统继电保护》课程设计任务书

1. 35kV线路继电保护设计（一）

某35kV终端变电站具有多路进出线的双母线（如下图所示），装有自动重合闸装置，并已知第Ⅰ路出线AB1和第Ⅱ路出线AB2的有关网络参数如下：

A线路IIDT220kmB线路I20km30kmT1

35kV电网接线示意图

1) 系统容量：最大运行方式时为198MVA，最小运行方式为154MVA； 2) 系统电源的Zs?max?8.89?，Zs?min?6.91?；

3) 线路AB上最大输送功率为9MW，自起动系数Kss?1.28，cos??0.85，线路正序电抗为x1?0.4Ωkm；

4) 变压器T1所装差动保护的动作时限为1s，并假设它换算至平均电压37kV母线侧的电抗XT1?29Ω；

5) 母线C所装过流保护的动作时限为1.6s； 6) 操作电源为直流220V；

7) 变压器T2容量与变压器T1相同。 设计任务：

1) 对该电压等级的电网运行方式进行分析，确定电流互感器的变比； 2) 继电保护的整定计算，选择保护的接线方式； 3) 绘制保护的原理接线图； 4) 对所设计的保护进行评价。

2

《电力系统继电保护》课程设计任务书

2. 35kV线路继电保护设计（二）

如下图所示35kV单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护，已知：

1) 线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗x1?0.4Ωkm； 2) 变电所B、C中变压器连接组别为Y,d11，且在变压器上装设差动保护； 3) 线路AB的最大传输功率为Pmax?9.5MW，cos??0.9，自起动系数取1.3；

4) T1、T2变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28Ω，系统最大电抗xs?max?7.9Ω，系统最小电抗xs?min?5.4Ω。

BA1C T220km230kmT135kV3

35kV电网接线示意图

设计任务：

1) 对线路AB的继电保护进行整定计算并校验其灵敏度； 2) 绘制保护的原理接线图； 3) 对所设计的保护进行评价。

3

《电力系统继电保护》课程设计任务书

3. 35kV线路继电保护设计（三）

如下图所示35kV单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护，已知：

1) 线路AB长20km，线路BC长40km，线路电抗x1?0.4Ωkm； 2) 变电所B、C中变压器连接组别为Y,d11，且在变压器上装设差动保护； 3) T1、T2变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为20Ω，系统最大电抗xs?max?0.9Ω，系统最小电抗xs?min?0.75Ω。

4) 电流互感器的变比nTA?100。

A线路IIB220kmB1B2C 线路I20km30kmB135kV电网接线示意图

设计任务：

1) 对线路AB的继电保护进行整定计算并校验其灵敏度； 2) 对35kV网络的接地短路保护配置进行说明； 3) 绘制保护的原理接线图； 4) 对所设计的保护进行评价。

4

《电力系统继电保护》课程设计任务书

4. 在下图所示110kV放射状网络中，已知：

线路AB的最大负荷电流为IL?max?350A，功率因数cos?L?0.9，各线路单位阻抗Z1?0.4?km，线路阻抗角?k?70?，电动机的自起动系数Kss?1，正常运行时母线最低工作电压UL?min?0.9UN，变压器的主保护采用差动保护。

BA1 35970km46DC730kmIL?max280kmE8t8III?0.5s70kmE1?115kVXs1?max?25?Xs1?min?20?10ST?31.5MVAUK％?10.5IIIt10?0.5sE2?115kVXs2?max?30?Xs2?min?25?

设计任务：

1) 分析原始资料，对110kV线路保护配置进行分析说明； 2) 试确定线路AB的保护方案，并进行整定计算； 3) 对所设计的保护进行评价。

5

《电力系统继电保护》课程设计任务书

5. 在下图所示网络中，在位置1、2、3处装有电流保护，系统参数为：

E??1153kV，XG1?15?、XG2?10?、XG3?10?，L1?L2?60km、

L3?40km、LB?C?50km、LC?D?30km、LD?E?20km，线路阻抗0.4?km，

IIIIIIKrel?1.2、Krel?Krel?1.15，IB?C?lmax?300A、IC?D?lmax?200A、ID?E?lmax?150A，

Kss?1.5，Kres?0.85。

发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗；并对线路BC、CD、DE进行电流保护的设计。 设计任务：

1) 分析原始资料，对110kV线路保护配置进行分析说明；

2) 短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）； 3) 保护配合及整定计算； 4) 对所设计的保护进行评价。

AG1G2983 76BC 2 D1 EG35 4

6

《电力系统继电保护》课程设计任务书

6. 在下图所示110kV网络中，已知：

（1）线路AB（A侧）和BC均装有三段式电流保护，其最大负荷电流分别是120A和100A，负荷电动机自起动系数均为1.8；

（2）线路AB限时电流速断保护的动作时限允许大于1s；

（3） 可靠系数Krel?1.25，Krel?1.15，Krel?1.2，返回系数KresIIIIII?0.85；

（4）电源EI的Zs1?min?15?，Zs1?max?20?；电源EII的Zs2?min?20?，

Zs2?max?25?；线路单位阻抗为Z1?0.4?km。

BEIA1 100km2C 60km115kV3

设计任务：

EII（1） 进行短路电流计算，确定A、B、C点在最大和最小运行方式下的短路电流；

（2） 计算线路AB（A侧）各段保护的动作电流及灵敏系数。 （3） 选择电流互感器和电压互感器的变比； （4） 绘制保护展开图；

（5） 对所设计的保护进行评价。

7

《电力系统继电保护》课程设计任务书

7. 在下图所示网络中，已知：

（1） 电源等值电抗x1?x2?5?，x0?8?；

（2）线路AB、BC的电抗x1?0.4?km，x0?1.4?km；

（3）变压器T1的额定参数为315MVA，1106.6kV，UK?10.500；

（4） 其他参数如图所示。

EA1 BC 230kmT2D50kmE3T1

4设计任务：

（1） 计算线路AB的零序电流Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保护的动作电流，动作时

限并校验灵敏度。选择电流互感器和电压互感器的变比；

（2） 绘制保护展开图； （3） 对保护进行评价。

8

《电力系统继电保护》课程设计任务书

8. 在下图所示网络中，已知：网络的正序阻抗Z1?0.45?km，阻抗角?L?65?。线路上采用三段式距离保护，其第I、II、III段阻抗元件均采用0°接线的方向

III?2s，线路AB、BC阻抗继电器，继电器的最灵敏角?sen?65?，保护2的延时t2的最大负荷电流均为400A，负荷的自起动系数Kss?2，继电器的返回系数

III?0.85，KrelKre?1.2，并设Krel?0.8，负荷的功率因数cos?D?0.9，变压器

采用了能保护整个变压器的无时限纵差保护。

A1B30km2C38kmT162kmDEA?115/3kVXsA.min?10?XsA.max?20?EB?115/3kVXsB.min?30?XsB.max?40?

设计任务：

T2ZT1?ZT2?84.7?

（1） 对保护1的距离I段、II段和III段进行整定计算； （2） 说明平行线路的保护配置； （3） 对保护进行评价。

9

《电力系统继电保护》课程设计任务书

9. 110kV单电源电网相间短路保护的整定计算。 网络线路图如下图所示：

GIIXs?min?15?BGIAXs?max?20?C 20km1QF 2QF3QF80kmt4?1.0s4QFXs?min?2?Xs?max?3?

已知：

（1） 负荷的自起动系数Kss?1.5；

（2） 线路的正负序阻抗：x1?x2?0.4?km，零序阻抗x0?3.5x1，负荷及

线路阻抗角?d?70?；

（3） 线路AB的最大负荷电流为IL?max?170A； （4） 电压互感器的变比：nTV?110000100。

设计任务：

1) 进行短路电流计算，确定A、B、C点在最大和最小运行方式下的短路电流； 2) 分别采用三段式电流保护和三段式距离保护，对保护1进行整定计算； 3) 选择电流互感器变比； 4) 绘制保护展开图； 5) 对保护进行评价。

10

《电力系统继电保护》课程设计任务书

10. 试确定下图所示35kV网络线路MN的M侧保护的继电保护配置方案。

已知：环网内各线路均配置三段式相间距离保护，联络线均可使用三相一次非同期重合闸，线路L1、L3最大负荷电流为600A，各元件阻抗如图所示。图中阻抗标幺值以电压37kV，容量100MVA为基准。

GIM1L1N23PL2GIIL3L4Zs1Mj0.146Nj0.586PZs2Zs1?max?j0.4Zs1?min?j0.535j0.518Zs2?max?j0.95j0.483Zs2?min?j1.2

设计任务：

（1） 选择保护方式，并进行整定计算和灵敏度校验； （2） 对所设计的保护进行评价。

11

《电力系统继电保护》课程设计任务书

11. 110kV单电源环形网络相间短路继电保护设计

本题目要求3~4名同学自由组合，分别对保护1～7进行整定计算。 110kV单电源环形网络如下图所示： ×cosφ=0.8××cosφ=0.85X〃＝0.132cosφ=0.85X〃＝0.129cosφ=0.8×cosφ=0.830MVAUK?100kV电网接线示意图 1) 所有变压器和母线都装有纵联差动保护作为主保护，变压器均为Y，d11接线，变比均为110±2×2.5kV/10.5kV；

2) 发电厂的最大发电容量为（2×25+50）MW，最小发电容量为2×25MW； 3) 网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大且闭环运行； 4) 110kV断路器的跳闸时间为0.07s；

5) 线路AC、BC、AB、CD的最大负荷电流分别为230、150、230和140A，负荷自起动系数Kss?1.5；

6) 时间阶梯△t=0.5s，各变电所引出线负荷侧的后备保护的动作时间为t=1.5s，允许的最大故障切除时间为0.85s；

7) 线路正序电抗为X1?0.4?km；

8) 发电厂的升压变压器中性点均直接接地运行，其它变压器中性点不接地。

12

《电力系统继电保护》课程设计任务书

设计任务：

1) 对电网运行方式进行分析，选择所有电流互感器和电压互感器的变比； 2) 计算配置各线路的保护，计算出各保护的二次动作值； 3) 校验各保护的灵敏度；

4) 绘制保护的原理接线图（只做出你所分析的保护的原理图）； 5) 对所设计的保护进行评价。

13

《电力系统继电保护》课程设计任务书

12. 本题目要求3~4名同学自由组合，分别对保护进行整定计算。 下图为某110kV电力系统主接线，该系统由某发电厂的三台发电机经三台升压变压器由A母线与单侧电源环形网络相连，其电能通过电网送至B、C、D三个降压变电所给用户供电。已知：

1) 电网中的四条110kV线路的单位正序电抗均为0.4Ωkm；

2) 所有变压器均采用纵联差动保护作为主保护，变压器均为ＹN，d11接线，发电厂的升压变压器变比为10.5/121kV，变电所的降压变压器变比为110/6.5kV，变压器的其余参数如图示；

3) 发电厂的最大发电容量为3×50MW，最小发电容量为2×40MW； 4) 网络的正常运行方式为发电厂发电容量最大，输电网络闭环运行，系统允许的最大故障切除时间为0.85s；

5) 线路AB、BC、AD、CD的最大负荷电流分别为230A、150A、230A和140Ａ，负荷自起动系数Kss?1.5； 6) 各变电所引出线上的后备保护的动作时间如图示，△t＝0.5s； 2×40MVA2×20MVA2×20MVA3×50MVAcosφ＝0.85X″60MVA20MVA 设计任务： 1）保护1、3、5、7(或2、4、6、8)相间短路的保护方式，以及它们的动作电流Iact、动作电压Uact、灵敏度Ksen和动作时间t；

2）保护3或保护4的接线图。

14

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/so5f.html