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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 微机继电保护微机继电保护课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目：35kV35kV 输电线路电流电压保护设计（输电线路电流电压保护设计（2 2） 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间： 本科生课程设计（论文） 课程设计（论文）报告的内容及其文本格式课程设计（论文）报告的内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用 A4 纸排版，单面打印，并装订成册，内容包括： 封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、起止
2、时间等） 设计(论文)任务及评语 中文摘要 （黑体小二，居中，不少于 200 字） 目录 正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等） 参考文献 2、课程设计（论文）正文参考字数：2000 字周数。 3、封面格式 4、设计（论文）任务及评语格式 5、目录格式 标题“目录”（小二号、黑体、居中） 章标题（小四号字、黑体、居左） 节标题（小四号字、宋体） 页码（小四号字、宋体、居右） 6、正文格式 页边距：上 2.5cm，下 2.5cm，左 3cm，右 2.5cm，页眉 1.5cm，页脚 1.75cm，左侧装订； 字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文
3、文字，小 四号字、宋体； 行距：20 磅行距； 页码：底部居中，五号、黑体； 7、参考文献格式 标题：“参考文献”，小二，黑体，居中。 示例：（五号宋体） 期刊类：序号作者 1,作者 2,作者 n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次. 图书类：序号作者 1,作者 2,作者 n.书名.版本.出版地:出版社，出版年:页次. 本科生课程设计（论文） 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号学生姓名专业班级 课程设 计（论 文）题 目 35kV 输电线路电流电压保护设计（2） 本科生课程设计（论文） 课程设计（论文
4、）任务 系统接线图如图： 课程设计的内容及技术参数参见下表 设计技术参数工作量 ,25,3/37 1 G XkVE ,10,15 32 GG XX L1=L2=60km,L3=40km, LB-C=30km,LC-D=30km, LD-E=20km,线路阻抗 0.4/km, ,2 . 1 I rel K rel K15 . 1 rel K 最大负荷电流 IB-C.Lmax=110A, IC-D.Lmax=70A, ID-E.Lmax=35A, 电动机自启动系数 Kss=1.5，电流继电 器返回系数 Kre=0.85。 最大运行方式：三台发电机及线路 L1、L2、L3 同时投入运行；最小运行 方
5、式：G2、L2 退出运行。 一、整定计算 1.确定保护 3 在最大、最小运行方式下的等值电 抗。 2.进行 C 母线、D 母线、E 母线相间短路的最大、 最小短路电流的计算。 3.整定保护 1、2、3 的电流速断保护定值，并计 算各自的最小保护范围。 4.整定保护 2、3 的限时电流速断保护定值，并 校验灵敏度。 5.整定保护 1、2、3 的过电流保护定值，假定母 线 E 过电流保护动作时限为 0.5s，确定保护 1、2、3 过电流保护的动作时限，校验保护 1 作 近后备，保护 2、3 作远后备的灵敏度。 二、硬件电路设计 包括 CPU 最小系统、电流电压数据采集、开 关设备状态检测、控制输出
6、、报警显示等部分。 三、软件设计 说明设计思想，给出参数有效值计算及故障 判据方法，绘制流程图或逻辑图。 四、实验验证 给出实验电路及实验结果，分析实验结果同 理论计算结果的异同及原因。 续表 B A G 1 1 23 L 3 L 2 L 1 ED C G 2 G 3 98 76 54 系统接线图 本科生课程设计（论文） 进度计划 第一天：收集资料，确定设计方案。 第二天：等值电抗和短路电流计算、电流 I 段整定计算及灵敏度校验。 第三天：电流 II 段、III 段整定计算及灵敏度校验。 第四天：硬件电路设计（最小系统、数据采集、状态检测部分）。 第五天：硬件电路设计（控制输出、报警显示部分）
7、。 第六天：软件设计（有效值计算、故障判据）。 第七天：软件设计（绘制流程图或逻辑图） 第八天：实验验证及分析。 第九天：撰写说明书。 第十天：课设总结，迎接答辩。 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 本科生课程设计（论文） 摘 要 电能是现代社会中最重要、最方便的能源。在输送电能的过程中,电力系统希 望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,正确地整定计算及保护 线路的各种继电装置的可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点，极大限度的降低 电力系统的停电范围。电力系统继
8、电保护就是为达到这个目的而设置的。 选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 力求采用最简单的保护装置来满足系统的要求。只有简单的保护装置不能达到目的 时，才考虑采用较复杂的保护装置。对于 35KV 的单侧电源供电网常采取三段式电流 保护的保护方式。 由于 WL1 段位于单侧电源的最靠近电源侧，所以必须进行 I、 II、 III 段保护;对 WL2 段只进行 I、III 段保护。WL2 段由于 II 段不能保护下一段，只能保护本条线路 全长。因此对 WL2 段进行 III 段保护作为 WL2 段主保护拒动的近后备和 WL3 段的线 路保障和断路器拒动的远后备。对 W
9、L3 段只进行过电流保护作为主保护，而 WL2 段 III 段为其远后备保护。 关键词：电流；电压；整定；微机； 本科生课程设计（论文） 目 录 第 1 章 绪论.1 第 2 章 输电线路电流保护整定计算.3 2.1 电流 段整定计算3 2.1.1 动作电流的整定.3 2.1.2 灵敏度校验 .4 2.1.3 动作时间的整定 .5 2.2 电流段整定计算.6 2.3 电流段整定计算 .7 第 3 章 硬件电路设计10 3.1 微机保护的硬件组成10 3.1.1 微机保护的特点10 3.1.2 微机保护装置的硬件结构11 第 4 章 软件设计12 第 5 章 实验验证及分析13 第 6 章 课程
10、设计总结15 参考文献.16 附件.17 本科生课程设计（论文） 0 第 1 章 绪论 电力系统在运行中，可能发生各种故障和异常运行状态。故障和异常运行状态 都可能在电力系统中引起事故。较其他电气元件，输电线路是电力系统中最容易发 生故障的一环。故障一旦发生，必须迅速而有选择性的切除故障区段，使非故障区 段正常供电，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。实现这些功能的就要 靠继电保护装置。随着微机技术的发展及现代社会对供电可靠性的提高，微机保护 装置正日益普遍的用于电力系统中。 无论传统继电保护还是现代微机保护，其基本任务都是：当电力系统被保护元 件发生故障时，保护装置应能自动、迅速、有选
11、择性的将故障元件从电力系统中切 除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；当电 力系统被保护元件出现异常运行状态，能根据运行维护的条件，而动作于发出信号， 减负荷或跳闸。可见，继电保护对保证系统安全、稳定和经济运行，阻止故障的扩 大和事故的发生，发挥着极其重要的作用。因此，合理配置继电保护装置，提高整 定和校核工作的快速性和准确性，以满足现代电力系统安全稳定运行的要求，理应 得到我们的重视。 对电力系统继电保护的基本要求：动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满 足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。继电保护动作的选择性是 指保护动作装置动作时，仅将故障元件
12、从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小， 以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。分别是：快速的切除故障可以提高 电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小 故障元件的损坏程度。因此，在故障发生时，应力求保护装置能迅速动作切除故障； 继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或者不正常运行状态的反应能 力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内部故障时，不论短 路点的位置、短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻都能敏锐感觉，正确反 应；保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故 障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保
13、护不该动作的情况下，则不应该误动 作。 电力系统继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。首先是与电力系统对 本科生课程设计（论文） 1 运行可靠性要求的不断提高密切相关的。熔断器就是最初出现的简单过电流保护。 这种保护时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电 设备的功率发电机的容量不断增大，发电厂变电所和供电电网的结线不断复杂化， 单纯采用熔断器保护难以实现选择性和快速性要求，于是出现了作用于专门的断流 装置的过电流继电器，利用继电器和断路器的配合来切除故障设备。19 世纪 90 年 代出现了装于断路器上并直接作用于断路器的一次式电磁式过电流继电器。20 世纪 初继电
14、器开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认定是继电保护技术发展的 开端。 20 世纪 50 年代以前继电保护装置都是由电磁型，感应性或电动型继电器组成 的，统称为机电式继电器。20 世纪 50 年代，由于半导体晶体管的发展，开始出现 了晶体管式继电保护装置。20 世纪 80 年代后期，标志着静态继电保护从第一代向 第二代的过渡。再 20 世纪 60 年代末，就提出用小型计算机实现继电保护的设想。 70 年代后半期，出现了比较完善的微型计算机保护样机，并投入到电力系统中试运 行。80 年代微型计算机保护在硬件结构和软件技术方面已趋向成熟，并在一些国家 推广应用，这就是第三代静态继电保护装置。微
15、型计算机保护具有巨大的计算分析 和逻辑判断能力，有很强的存储记忆功能，可实现和完善各种复杂的保护功能。进 入 20 世纪 90 年代以来，在我国已得到广泛的应用，受到电力系统运行人员的欢迎， 已成为继电保护装置的主要型式。 在电力系统中，配电系统同电力用户的关系最密切，最直接、配电系统的安全 可靠供电直接关系各行各业的生产、千家万户的生活、甚至于人们的生命安全。因 此在配电系统中对继电保护有很高的要求。传统上采用独立的装置，有专门人负责， 希望继电保护装置能快速有效地检出，切除、隔离故障，并能快速恢复供电。配电 系统中的继电保护装置与整个电力系统的继电保护一样，历经了电磁型、晶体管型、 集成电
16、路型、微机型的发展过程。至今，不同形式的保护还在配电系统中广泛存在 并发挥作用。对于微机型继电保护装置由于其性能的优越运行可靠，越来越得到用 户的认可而在配电系统中大量使用。同时，由于用户不断提高的要求和制造厂家的 努力，继电保护技术在配网中得到很大的发 展，并且超越原有的行业范围，走向多 功能智能化，而传统意义上的独立的继电保护装置正在消失。 本设计的总体思路是首先收集资料，确定设计方案。然后对等值电抗和短路电 本科生课程设计（论文） 2 流计算、电流 I 段整定计算及灵敏度校验。电流 II 段、III 段整定计算及灵敏度校 验。接着对硬件电路经行设计其中包括最小系统、数据采集、状态检测、控制输出、
