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1、电力系统继电保护课程设计报告电力系统继电保护课程设计报告保护综述保护综述班级：电气班级：电气 08-2班班姓名：冯文龙姓名：冯文龙学号学号:- 1 -目录目录.1内蒙古科技大学课程设计任务书.2摘要.4第一章发电机保护.4 第一节 发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式.4第二节 发电机的差动保护.5第三节 发电机定子绕组单相接地保护.9第四节 发电机负序电流保护.11第五节 发电机的失磁保护.12第六节 发电机的失步保护14第七节 发电机励磁回路接地保护.15第二章母线保护.15第一节 母线故障和装设母线保护的基本原则15第二节 母线差动保护.16第三节 母线保护的特殊问题及其对策.20第
2、四节 断路器失灵保护.21结论.22参考文献.22- 2 -内蒙古科技大学课程设计任务书课程名称电力系统继电保护原理设计题目发电机与母线保护设计指导教师李洁时间1 周- 3 -一、教学要求电力系统继电保护课程设计是培养学生应用理论知识的一种综合训练。本课程设计教学要求是：（1）理论与实践紧密联系；（2）学习电力系统保护的配置原则以及整定计算方法。 （3）训练学生工程 CAD 制图方法。 （4）学习保护配置原则、整定原则、灵敏系数要求以及灵敏系数校验方法。通过课程设计，使学生系统地掌握电力系统保护配置、整定计算方法与目的。二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、待设计发电机系统图2、三相 380
3、V 供电系统3、容量为 300MW三、设计要求及成果1、分析主保护工作原理。2、论证后备保护的基本原理。3、详细绘制信号检测的电路原理图 。4、按照任务书规定的内容和进度完成。四、进度安排1、讲解设计目的、要求、方法、任务分工。 （2 小时）2、查阅资料，熟悉用户任务要求， （0.5 天）3、设计保护方案，提出可行性报告（1 天）4、查阅图书、资料、产品手册和工具书进行设备校验，绘制继电保护二次展开图（1 天） 。5、撰写设计说明书（2 天）五、评分标准课程设计成绩采用非百分制记法。主要注重量化过程考核，创新能力考核，评分内容和标准如下：(1) 设计态度 20%遵守劳动纪律和安全文明实训，准时
4、上下课，不大声喧哗，不随意走动，不做与课- 4 -程设计无关的事。认真查找资料，主动提出问题，分析问题，解决问题。服从管理，按时完成设计任务。(2) 实践能力 20%继电保护装置满足规程要求，可靠性高，设备选择得当，计算、保护、整定等满足要求。保护屏安装规范，布置美观。设计过程有创新，故障判断准确，短路电流计算正确。(3) 方案设计 40%课程设计报告包含两部分，设计说明书和图纸。设计说明书要求内容完整，文字流畅，字迹端正，图纸规范，尤其要突出设计创新，采用新方法，新工艺，新设备。设计论证充分，可靠性高。设备选择正确合理，设计心得体会真实可信。(4) 课题说明书 20%对课题考核重点理解深刻，
5、能正确、全面地回答问题。若发现有抄袭或请别人代做者，取消参加考核的资格，成绩以零分记录。最后总评以优、良、中、及格、不及格记。六、建议参考资料1 电力系统继电保护 ，张保会，中国电力出版社，2005，第二版2 电力系统继电保护原理 ，贺家李，宋从矩，中国电力出版社，1994，第二版3 微机型继电保护基础 ，杨奇逊，中国电力出版社 19884 电力系统继电保护原理 ，王维俭，清华大学出版社，19925知网数据库论文发电机与母线保护设计- 5 -摘要：发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的 作用，同时发电机本身也是十分贵重的电气设备，因此，应该针对各种不同的 故障和不正常运
6、行状态，装设性能完善的继电保护装置。发电厂和变电所的母 线是电力系统中的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障 母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行 以前被迫停电。这里，我将介绍一下发电机与母线保护的的故障类型、保护种 类、基本原则以及整定计算等问题。关键词：发电机 母线 保护 基本原则 整定计算第一章 发电机保护第一节 发电机的故障、不正常运行状态及其保护方式 发电机保护是保护发电机免受短路故障损坏的重要自动装置。当发电机内部短路故障 时，继电保护装置在很短的时间内发出动作命令，保护发电机免受短路电流的损坏。发电 机定子绕组中性点不直接接地或不接
7、地所以发电机定子绕组设计为全绝缘。尽管如此发电 机有可能因种种原因发生单相接地和短路故障，发电机内部短路故障在短接绕组中将会出 现很大的短路电流。严重损伤发电机本体，甚至使发电机报废，危害严重。发电机的修复 费用很高，单相接地不会引起大的短路电流，不属于严重的短路故障，但发生单相接地， 有可能由于电弧引发故障点处发生相间短路或由于电位的变化发生另一点接地，而构成两点接地短路。因此发电机的故障主要有定子绕组相间短路。】【11、发电机的故障类型发电机的故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组 单相接地、定子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流的消失等。 2、发电机
8、的不正常运行状态发电机的不正常运行状态主要有：定子绕组过电流和定子过负荷；定子绕组负序过电 流和负序过负荷；由于外部不对称短路和不对称负荷引起；发电机突然甩负荷引起的定子 绕组过电压； 由于主汽门突然关闭引起的发电机逆功率 ；由于励磁回路故障或强行励磁 时间过长引起的转子过负荷；发电机频率上升或下降等。 3、针对以上故障类型及其不正常运行状态，发电机应装设以下保护：a、纵联差动保护，反应发电机定子绕组及引出线相间短路；b、定子绕组匝间短路；c、定子单相接地保护； d、过电流保护 ；e、对称过负荷保护；f、 励磁回路接地保护g、失磁保护h、 失步保护I、转子过负荷保护j、逆功率保护k、定子绕组过
9、电压保护 L、发电机过励磁保护 为了快速消除发电机的内部故障，在保护动作于发电机断路器跳闸的同时，还必须动- 6 -作于自动灭磁开关，断开发电机励磁回路，使定子绕组中不再感应出电动势，继续供给短 路电流。 第二节 发电机的差动保护发电机的差动保护可分为纵差动保护和横差动保护，纵差动保护又包括比率制动式纵 差动保护和标积制动式差动保护。把纵联电流差动保护原理应用于发动机就构成了发电机 纵差动保护。如图 1.1 所示：图 1.1 发电机纵差动保护原理图 1、比率制动式纵差动保护 由图 1.1 可知，以一相为例，规定一次电流以流入发电机为正方向。当正常运行以及 发电机发生区外故障时，流入差动继电器
10、KD 的差动电流为零，继电器将不动作。当发生 发电机内部故障时，流入差动继电器 KD 的差动电流将会出现较大的数值，当差动电流超过额定值时，继电器判为发生了发电机内部故障而作用于跳闸。设=|+|，dI1I2I，比率制动式差动保护的动作方程为：|2| 21 IIIres， （1.1）min.min.)(dresresdIIIKImin.resresII， （1.2）min.ddIImin.resresII式中 差动电流或称动作电流；dI- 7 -制动电流；resI拐点电流；min.resI启动电流 ；min.dIK制动线斜率；（图 1.2 中斜线 CD 的斜率） 式（1.1） 、 （1.2）对应
11、的比率制动特性如图 1.2 所示。由式（1.1）可以看出，它在动作 方程中引入了启动电流和拐点电流，制动线 CD 一般以不再经过原点，从而能够更好地拟 合 TA 的误差特性，进一步提高差动保护的灵敏度。根据比率制动特性曲线分析。当发电 机正常运行，或区外较远的地方发生短路时，差动电流接近为零，差动保护不会误动。而在发电机内部发生短路故障时，差动电流明显增大，和相位接近相同，减小了制动1I2I量，从而可灵敏动作。当发生发电机内部轻微故障时，虽然有负荷电流制动，但制动量比 较小，保护一般也能可靠动作。图 1.2 比率制动特性曲线 2、标积制动式纵差动保护 标积制动是比率制动原理的另一种表达形式，以
12、下为标积制动式纵差动保护判据，仍 以电流流入发电机为正方向，令（1.3）| |21 IIId（1.4） 0180cos00)180(cos| )180cos(|21）（，当，当oooIIIres式中标记制动系数；sK和的夹角。 1I2 I3、发电机纵差动保护整定与灵敏度- 8 -1） 、纵差动保护灵敏度系数的定义与校验根据规程规定，发电机纵差动保护的灵敏度是在发电机机端发生两相金属性短路情况下差动电流和动作电流的比值，要求。随着对发电机内部短路分析的进一步5 . 1senK深入，对发电机内部发生轻微故障的分析成为可能，可以更多的分析内部发生故障时的保 护动作行为，从而更好地选择保护原理和方案。
13、 2)纵差动保护的整定（1） 、启动电流的整定。启动电流的整定原则是躲过发电机额定工况下差动回路中min.dI的最大步平衡电流。因此，启动电流为（1.5）)(21min.ererreldIIKI式中 可靠系数，取 1.52；relK保护两侧的 TA 变比误差产生的差流，取 0.06（为发电机的额定电流）1erIgnIgnI；保护量的的二次误差（包括二次回路引线差异以及纵差动保护输入通道变换2erI系数调整不一致）产生的差流，去 0.01.gnI代入式（1.5）得。gngndIII3 . 0)32. 024. 0(min.，通常取（2） 、拐点电流的整定。拐点电流的大小，决定保护开始产生制动作用
14、min.resImin.resI的电流的大小。拐点电流越小，差动保护的动作区越小，而制动区越大；反之亦min.resI然。因此，拐点电流的大小直接影响差动保护的动作灵敏度。通常拐点电流的整定计算式 为（1.6）gnresII)0 . 15 . 0(min.(3)、比率制动特性的制动系数和制动线斜率 K 的整定。发电机纵差动保护比率制动特resK性的制动线斜率 K，决定于夹角（图 1.2 中 AC 延长线与 CD 的夹角） 。可以看出，当拐 点电流确定后，夹角决定于 D 点。而特性曲线上的 D 点又可近似由发电机外部故障时最大短路电流与差动回路中的最大不平衡电流确定。由此制动系数可以表示max.
15、unbIresK为（1.7） max.max.kunb resIIK而制动线斜率 K，则可表示为- 9 -（1.8） min.max.min.max.reskdunb IIIIK差动回路中的最大不平衡电流，除与纵差动保护用两侧 TA 的 10%误差、二次回路 参数差异及差动保护测量误差（即前述二次误差）有关外，尚与纵差动保护两侧 TA 暂态 特性有关。考虑到上述情况，外部故障时，为躲过差动回路中的最大不平衡电流，D 点的 纵坐标电流应取为（1.10）max.max.)1 . 01 . 0(kfreldIKKI式中 可靠系数，取 1.31.5；relK暂态特性系数，当两侧 TA 变比、型号完全相同且二次回路参数相
