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1、 毕毕 业业 设设 计计 论论 文文设计（论文）题目：兴隆矿区配电系统继电保护装置的设置与整定设计目 录摘 要-3 前 言 -3 1继电保护概论-31.1 继电保护的作用-31.2 电保护的基本原理和保护装置的组成-31.3 对电力系统继电保护的基本要求-41.4 继电保护技术的发展简史-5 2.35KV 线路故障分析-6 2.1 常见故障原因分析-6 3、35KV 线路继电保护的配置-7 4.电网相间短路的电流保护-7 4.1 瞬时电流速断保护-74.2 限时电流速断电流保护-114.3 定时限过电流保护 -144.4 电流三段保护小结-17 5.中性点非直接接地电网中的接地保护-175.1
2、 零序电流保护-17 6、输电线路三段式电流保护的构成及动作过程-18 结 论 -19 致 谢 -20 参考文献 -21兴隆矿区配电系统继电保护装置兴隆矿区配电系统继电保护装置 的设置与整定设计的设置与整定设计摘摘 要要：兴隆庄煤矿是我国自行设计和建造的第一座设计年产 300 万吨大型现代 化矿井，电是煤矿生产所用的主要动力源，对矿井主要机电设备中断供电，不仅会影响 矿井生产，而且会对矿井和矿井中工作人员的安全构成严重威胁，为保证矿井安全生产， 就必须采取措施，确保矿井和矿井中主要机电设备供电的不中断。 继电保护是电力系统的重要组成部分，被称为电力系统的安全屏障，同时又是电力 系统事故扩大的根
3、源，做好继电保护工作是保证电力系统安全运行的必不可少的重要手 段，本次毕业设计的题目是兴隆矿区配电系统继电保护装置的设置与整定设计。主要任 务是为保证矿井电网的安全运行，需要对矿井电网配置完善的继电保护装置，根据该电 网的结构、电压等级、线路长度、运行方式以及负荷性质的要求，给矿井 35KV 的输电线 路设计合适的继电保护。关键词：关键词：35kv 继电保护、整定计算、设计原理、矿区供电 前言前言 继电保护器在矿井 35kV 变电站中的应用广泛，它不仅保护着设备本身的安全，而且 还保障了矿井生产的正常进行，因此，做好继电保护的整定对于保障矿井设备安全和生 产的正常进行是十分重要的。当矿井电力系
4、统受到外界干扰时，保护线路的各种继电装 置应该有比较可靠的、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供电 范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括：继 电保护运行凡是的选择、电网各个元件参数及符合电流计算、短路电流计算、继电保护 距离保护的整定计算和校正、继电保护零序电流整定计算和校正、对所选择的保护装置 进行综合评价。 1 1、继电保护概论、继电保护概论 1.11.1 继电保护的作用继电保护的作用 1.1.11.1.1 继电保护的概念及任务继电保护的概念及任务 电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于 断路器跳闸或发
5、生信号的一种自动装置。 继电保护的基本任务是：电力系统发生故障时，自动、快速、有选择地将故障设备 从电力系统中切除，保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围;电力系统出现异常运 行状态时，根据运行维护的要求能自动、及时、有选择地发出告警信号或者减负荷、跳 闸。 1.21.2 继电保护的基本原理和保护装置的组成继电保护的基本原理和保护装置的组成 1.2.11.2.1 反应系统正常运行与故障时电器元件（设备）一端所测基本参数反应系统正常运行与故障时电器元件（设备）一端所测基本参数 的变化而构成的原理（单端测量原理，也称阶段式原理）的变化而构成的原理（单端测量原理，也称阶段式原理）运行参数：I、U、
6、Z反应 I过电流保护反应 U低电压保护 反应 Z低阻抗保护(距离保护) 1.2.21.2.2 反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端所测电反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端所测电 流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原理，也称差动式原理）流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原理，也称差动式原理） 以 A-B 线路为例：规定电流正方向：保护处母线被保护线路 规定电压正方向：母线高于中性点 利用以上差别，可构成差动原理保护。如：纵联差动保护；方向高频保护；相差高频保护等。 1.2.31.2.3 保护装置的组成部分保护装置的组成部分 输入测量逻辑执行 输出
7、 信号 信号 整定值1.31.3 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求 1.3.11.3.1 选择性选择性继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除， 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。d3 点短路：6 动作：有选择性； 5 动作：无选择性如果 6 拒动，5 再动作：有选择性(5 作为 6 的远后备保护) d1 点短路：1、2 动作：有选择性； 3、4 动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备. 1.3.21.3.2 速动性速动性 继
8、电保护的速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设备。故障后,为 防止并列运行的系统失步,减少用户在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度， 应尽量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms 以下) 故障切除总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般快速保护的动作时间为 0.06-0.12s,最快的可达 0.02-0.04s;一般断路器动作时间为 0.06-0.15s，最快的有 0.02-0.06s。 目前常用的无时限整套保护的动作时间表目前常用的无时限整套保护的动作时间表 带方向或不带方向的电流电压速 断保护装置0.06-0.1s各型距离保护装置0.1-1.
9、25s 高频保护装置0.04-0.15s 线路横差或纵差保护装置0.06-0.1s 元件纵差保护装置0.06-0.1s1.3.31.3.3 灵敏性灵敏性 继电保护的灵敏性是指保护装置对于其应保护的范围内发生故障的反应能力。 （保护 不该动作情况与应该动作情况所测电气量相差越大灵敏度） 。一般用灵敏系数 Klm 来衡量灵敏度。 1.3.41.3.4 可靠性可靠性 继电保护的可靠性是指保护装置在电力系统正常运行时不误动;再规定的保护范围内 发生故障时，应可靠动作;而在不属于该保护动作的其他任何情况下，应可靠的不动作。 （主保护对动作快速性要求相对较高；后备保护对灵敏性要求相对较高。 ） 1.41.
10、4 继电保护技术发展简史继电保护技术发展简史 上世纪 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的电磁型过电流继 电器，本世纪初，随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这 个时期可认为是继电保护技术发展的开端。 1901 年出现了感应型过电流继电器。1908 年提出了比较被保护元件两端的电流差动 保护原理。1910 年方向性电流保护开始得到应用，在此时期也出现了将电流与电压比较的保护原理，并导致了本世纪 29 年代初距离保护的出现。随着电力系统载波通讯的发展， 在 1927 年前后，出现了利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率或相 位的高频保护装置
11、。在 50 年代，微波中继通讯开始应用与电力系统，从而出现了利用微 波传送和比较输电线两端故障电气量的微波保护。早在 50 年代就出现了利用故障点产生 的行波实现快速继电保护的设想。经过 20 余年的研究，终于诞生了行波保护装置。显然， 随着光纤通讯将在电力系统中的大量采用，利用光纤通道的继电保护必将得到广泛的应 用。以上是继电保护原理的发展过程。与此同时，构成继电保护装置的元件、材料、保 护装置的结构型式和制造工艺也发生了巨大的变革.50 年代以前的继电保护装置都是由电 磁型感应型或电动型继电器组成的这些继电器统称为机电式继电器. 本世纪 50 年代初由于半导体晶体管的发展开始出现了晶体管式
12、继电保护装置称之为 电子式静态保护装置.70 年代是晶体管继电保护装置在我国大量采用的时期满足了当时电 力系统向超高压大容量方向发展的需要.80 年代后期标志着静态继电保护从第一代(晶体 管式)向第二代(集成电路式)的过渡.目前后者已成为静态继电保护装置的主要形式. 在 60 年代末有人提出用小型计算机实现继电保护的设想由此开始了对继电保护计算 机算法的大量研究对后来微型计算机式继电保护(简称微机保护)的发展奠定了理论基础. 70 年代后半期比较完善的微机保护样机开始投入到电力系统中试运行. 80 年代微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋于成熟并已在一些国家推广应用这 就是第三代的静态继电保护装置.微机保护装置具有巨大的优越性和潜力因而受到运行人 员的欢迎.进入 90 年代以来它在我国得到了大量的应用将成为继电保护装置的主要型式. 可以说微机保护代表着电力系统继电保护的未来将成为未来电力系统保护控制运行调度 及事故处理的统一计算机系统的组成部分. 2
