系统继电保护装置设计

㈠ 继电保护课程设计论文

继电保护课程设计论文

本文对传统的电力系统继电保护课程设计中存在的问题进行了分析，针对这些问题提出了基于“卓越工程师”目标的改革措施。以下是我为大家整理的继电保护课程设计论文，希望能帮到大家！

继电保护课程设计论文

摘要： 课程设计是培养学生综合能力和工程思想的重要环节和途径。本文对传统的电力系统继电保护课程设计中存在的问题进行了分析，针对这些问题提出了基于“卓越工程师”目标的改革措施。通过教学实践，提高了学生的工程应用意识和实践能力。本文对课程设计环节进行改革实践，希望在“深化教学改革、强化实践教学环节”背景下，探索出一条适合工程技术人才培养的可持续发展之路。

关键词： 继电保护；课程设计；教学改革

基金项目：本文系辽宁工业大学教改立项项目“电力系统继电保护课程教学模式改革与实践”（项目编号：2014032）的研究成果

国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中对高等教育提出要“深化教学改革、强化实践教学环节、推进创新创业教育”的要求。教育部为贯彻落实这一要求，实施了“卓越工程师教育培养计划”重大改革项目，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量。目前，中国大多数高校在教育目标、理念和方法上滞后，开设的一些工程类课程不能满足实际工程需求，教学内容陈旧，已经滞后于现代工程技术发展。电力系统继电保护课程是电气工程及其自动化专业的重要专业课程，在“卓越工程师”培养目标下既要求把大量的理论知识掌握好，又要求有较强的实践动手操作能力。继电保护课程设计是实现把继电保护的理论知识和工程实际应用结合起来的桥梁，是电气工程及其自动化专业非常重要的实践性教学环节。在此背景下，基于“卓越工程师”培养目标，我校对《电力系统继电保护课程设计》的教学进行探索，从课程设计内容、实施过程、考核评价等方面实施改革。几年的教学实践表明效果良好，锻炼了学生的理论设计和实践动手能力，培养了学生的工程意识和创新意识，提高了学生分析和解决实际工程问题的能力，得到学生及社会的认可和好评。

一、传统课程设计教学分析

近几年，各高校都开始注重对学生实践能力的培养，加强了电力系统继电保护课程设计的教学工作，较以往有很大改善，但仍然存在一些问题。在我校主要表现在以下几个方面。

1.学生的积极性不高，投入的精力不足。根据教学大纲和教学计划，电力系统继电保护课程设计安排在大四上学期进行，一般是在学期的后几周实施。在此阶段，好多同学要忙于研究生入学考试、国家电网考试、各公司企业的招聘以及期末考试。随着近些年高校的不断扩招，本科生的就业压力越来越大，在考研和就业多重作用下，好多学生不能把精力全部投入到课程设计中。学生对待课程设计的积极性普遍不高，很多学生没有认识到课程设计的重要作用，以应付的心态被动的对待，甚至认为从网络上或往届同学那里找些资料拼凑拼凑就能完成。

2.只有理论设计，缺乏实验或仿真验证。在课程设计开始之前，指导教师根据电力系统继电保护课程的主要内容，结合一些工程项目的实际情况，给出各种保护的设计题目和参考资料。在我校，该课程设计时间为两周，为了确保学生都能够完成设计，在课程设计指导书中会比较详细给出设计方案、设计步骤、设计内容、设计要求以及设计报告的格式等。在课程设计实施过程中，给学生分时提供固定设计教室或者与互联网连接的机房，学生通过查阅网络、设计手册、设备手册等，参考类似习题、以往学生课程设计报告等进行模仿设计。在此期间，不同的指导教师去设计室指导，解答学生的问题。()由于学生对待课程设计的积极性不高，大部分同学都不主动问问题，这样教师很难全面了解学生都设计得如何，都出现哪些问题和错误，最终造成上交的报告存在一些错误。在这样的设计过程中，学生通过上交设计报告，完成理论设计。由于缺少对理论设计结果和结论的实验或仿真验证，致使学生既不清楚设计计算结果是不是正确，也不知道设计结论是不是合理。这种只锻炼理论设计而没提高动手能力的设计过程，大大降低了课程设计教学环节的重要意义。

3.设计题目数量少且变化小，抄袭现象存在。以往的课程设计题目一般是给定一些电力系统的局部接线及运行方式，通过不同系统参数的设定值，完成某些线路或者变压器的继电保护方案、整定值计算、灵敏度分析、继电器选择等设计工作。这些设计题目由于许多参数需要具体给定，同时系统的接线比较简单，运行方式很少变化，使得学生发挥的空间比较小，不能很好实现设计与工程实践相结合的目的，更像是做作业。这样学生就不能对电力系统的正常、最大、最小运行方式下做出全面分析，就不能建立电力系统的整体概念。学生在设计时仅仅参考一些相仿的习题、教师给定的设计指导书来完成设计计算，不可避免的会出现互相抄袭的现象。以往的这种课程设计方式对学生的创新能力培养作用有限，没有达到培养目标。

4.考核评价不科学，缺乏动手能力的考核。以往的课程设计成绩评定方法是考虑学生在平时的出勤率、对待课程设计的态度以及主动性等，根据学生最后提交的设计报告的质量，包括方案的合理性、整定计算的正确性、设计的完整性、格式的规范性等情况，按照一定的分值比例，最终给出优、良、中、及格或不及格的评定。在这种考核评价方式下，会出现同组同学中差别不大的情况，甚至有可能会出现主要设计人员由于报告书写较差而成绩低、设计较少的同学由于报告书写规范而成绩较高的不合理现象，课设成绩没能很好体现学生的真实能力。同时，由于这种只有理论设计而没有实验或仿真验证的课设形式，没有考核到学生的实际动手能力和操作技能。

二、“卓越工程师”目标下的教学改革

为达到国家“卓越工程师”培养目标的要求，结合我校应用型本科人才培养模式的定位，针对以往电力系统继电保护课程设计在教学过程中存在的问题，我们实施了基于“卓越工程师”培养目标下的电力系统继电保护课程设计教学改革，修改教学大纲及教学计划，完善教学内容，创新教学方法，改革考核评价方式。具体改革内容包括：

1.修改大纲及教学计划，规避考研就业等对专业课程学习的影响。按照“卓越工程师”的培养目标，以前的培养方案和课程大纲已不再适用，不能满足培养要求。“卓越工程师”目标下的培养方案突出对学生工程能力的培养，我们对电气工程及其自动化专业的专业培养方案和课程大纲进行了修订，强调对学生创新能力、动手能力的培养。关于培养方案中实践环节的教学目标，就是突出工程思想和能力培养，达到学生都具备自主设计实验的能力，具有接受新技术和新知识的能力，以及一定的技术开发能力。根据新的培养方案，我们对电力系统继电保护课程的教学大纲和教学计划进行了相应的调整，将该课程从大四上学期调整到大三下学期，尽可能规避学生由于考研及就业等对专业课程学习的影响。

2.更新课程设计题目，满足“卓越工程师”培养目标的要求。在“卓越工程师”目标下，课程设计与实验项目设计的核心思想就是鼓励学生自主学习，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养实践动手能力及工程素养。课程设计题目的设置是否合理，对于学生的锻炼价值至关重要。好的课设题目对于学生掌握专业理论知识的理解、对工程设计规范的熟悉、对设计步骤和设计方法的掌握都非常重要。在设置课设题目时，既要考虑专业理论知识的涵盖程度，又要考虑与工程实际紧密结合的密切程度，尽可能给出实际运行的电力系统的原始数据资料，这对于提高学生对专业的认知程度、明确专业发展方向大有裨益，有利于培养工程意识，提高理论联系实际的应用能力。基于“卓越工程师”目标的思考，我们对课设题目进行完善和更新，做了如下工作：①利用教师下企业实践、带学生去企业生产实习、建立实习基地、到电力行业调研等机会，搜集整理实际运行电力系统的真实资料，然后加工完善成训练课题；②考虑到电力系统继电保护技术的应用实际，微机型保护装置已完全取代电磁型保护装置，再针对电磁型继电保护技术进行设计就严重与工程实际相脱节。为此，我们给定一些电力系统的局部接线及运行方式，通过不同系统参数的`设定值，除了完成某些线路或者变压器的继电保护方案、整定值计算、灵敏度分析之外，增加了微机型保护装置的硬件设计和软件设计；③根据不同的设计题目和现有实验室的条件，增加实验验证或仿真验证环节。我校与浙江求是教仪合作建立了电力系统继电保护、供配电、实践创新实验室，与北京电科院和清大高科合作建立了电力系统仿真实验室，实验室的软硬件条件为学生搭建了很好的动手操作平台。第一周学生完成课设的理论设计，第二周进入实验室进行相应的安装调试及验证。通过动手操作，激发了学生的兴趣，提高了积极性，如果验证结论正确时，极大的满足学生的成就感，从而增强创新的自信心。另外，在设计的验证过程中，可能会出现许多实际的问题，通过指导老师的点拨，同学们相互讨论探究，最终找到问题的原因并解决，这对于学生的锻炼和培养具有极大的帮助。

3.加强对课程设计的指导和管理，提高课程设计质量。教师的态度和付出对于课设质量的好坏是最直接的，因此，要想提高课程设计的质量，需要指导教师更多的投入。针对有的学生消极应付、得过且过，甚至出现相互抄袭的情况，就要求指导教师投入更多的时间和精力用在平时的指导中，避免学生上交东拼西凑、粗制滥造的设计报告。在设计过程中，确保做到对设计方案的合理性进行严格审核，对设计步骤和计算结果进行及时监控，对学生的困难和问题进行耐心的答疑解惑，对典型共性的错误进行详细的讨论分析。对于指导教师而言，个人的精力和时间也是有限的，在这个时段要同时面对理论教学、课设实习指导、监考判卷考核、科研任务完成等一系列工作，常常感到分身乏术。为此，我们采取了团队指导措施，打破一个老师对固定学生的指导模式。根据指导教师的值班安排，每时每刻都有老师在设计室指导，随时随地解决学生的问题，提高指导效率，从而提高课程设计的质量。

4.完善考核评价体系，适应“卓越工程师”培养目标。以往的课程设计成绩评定方法只注重对学生的理论设计进行考评，而没有考核到学生的实际动手能力和操作技能。这样，在考核成绩这个“指挥棒”的引导下，学生根本不关注动手操作，学生成绩的高低并不能全面、准确、客观地反映其综合能力。这种评价方式与“卓越工程师”培养目标明显存在差距。考核方法与设计内容相辅相成，课程设计内容的多样性必然要求考核方法的全面性，需要建立科学的考核评价体系。拓展评价方式不是玩花样，不是巧立名目，而是要根据社会对人才的需求和学生的特点，对考核评价方法进行调整，使之能够激发学生的学习兴趣，培养学生的综合能力。

基于这种考虑，我们完善了课程设计的考核评价方式，既注重对理论设计的考核，也注重对动手能力的评判，同时兼顾对平时表现及综合素质的评价，具体考核项目情况如表1所示。

三、结束语

本文在“深化教学改革、强化实践教学环节、推进创新创业教育”背景下，基于“卓越工程师”培养目标，结合我校教学实际，对电力系统继电保护课程设计进行改革探索与实践。针对传统课程设计环节存在的问题和不足，修改教学大纲及教学计划，完善教学内容，创新教学方法，改革考核评价方式。通过课程设计的教学改革与实践，强化了学生的工程意识，提高分析和解决工程问题的能力，在激发学生的主动性和积极性的同时，也培养了学生的创新精神和实践能力。我校该专业近两年的毕业生大部分都进入电力部门和工矿企业等对口单位就业，获得社会各界的好评。本文对电力系统继电保护课程设计进行改革，希望探索出一条适合工程技术人才培养的可持续发展之路，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

参考文献：

教育部。教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见.

王文福。 基于卓越工程师培养诉求的教学改革的理性思考———面向CDIO理念的地图学教改构想. 测绘科学，2011，（3）：247-249.

张江林，梅许文，巨辉，邓昌建。基于“卓越工程师”目标下的继电保护课程教学改革. 中国电力教育，2014，（36）：99-100.

杜兆文，姚福强。《电力系统继电保护课程设计》教学改革与实践.大学教育，2014，（3 ）：108-109.

㈡ 什么是继电保护装置继电保护装置由哪几部分组成各部分的作用是什么

• 继电保护装置：

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。

• 继电保护装置组成：

继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。

• 作用：

1.测量部分是判断保护是否应该启动。

2.逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态,出现的顺序或他们的组合,使保护装置按一定的逻辑关系工作,最后确定是否应跳闸或发信号,并将有关命令传给执行元件。

3.执行部分是根据逻辑元件传递的信号,最后完成保护装置所担负的任务。

(2)系统继电保护装置设计扩展阅读：

装置作用：

1.监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

2.反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3.实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

资料来自：继电保护装置

㈢ 返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途

故障消失后可靠返回，确保保护选择性的重要指标。

继电器都存在继电器动作的参数值和继电器返回的参数值。能够使过流继电器开始动作的最小电流为电流继电器的动作电流，当继电器动作后电流均匀减小，使继电器可动触点返回到原始状态的最大电流即继电器的返回电流。

返回电流与动作电流的比值就是继电器的返回系数，它表征继电器动作的灵敏性。

(3)系统继电保护装置设计扩展阅读

返回系数的调整方法有

1、改变舌片的起始角和终止角

调整继电器左上方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响。故用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数，舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小；反之，返回系数愈大。

调整继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。故用改变舌片的种植角来调整返回电流和返回系数。舌片周昂志位置与磁极的间隙越大，返回系数愈大；反之，返回系数愈小。

2、不改变舌片的起始角和终止角，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数越大，反之返回系数越小。

3、适当调整触电压力也能改变返回系数，但应注意触电压力不宜过小。

㈣ 继电保护装置有哪些继电保护都保护什么

继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于回断路器答跳闸或发出信号的一种自动装置。
它保护的是各种故障（短路、电压大大降低、系统震荡等）和不正常运行状态（过负荷、频率降低、低电压等），因为这些故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。
各种原理的保护，通常可以由一个或者若干个继电器连接在一起组成保护装置来实现。就一般情况而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。因此你所说的保护装置也就是指各种继电器，例如：电流继电器、阻抗继电器、输电线纵联差动保护、变压器的纵差动保护等等，随便拿一本继电保护书上面讲的都是。
希望对你有帮助！

㈤ 35KV电力系统继电保护毕业设计

35kV变电站继电保护设计(开题报告+论文+DWG)
http://ww1.tabobo.cn/soft/20/124/2008/213368113625.html

摘 要
随着电力电网事业的发展，全国联网的格局已基本形成。科技水平得到提高，电力环境保护得以加强，使中国电力工业的科技水平与世界先进水平日渐接近。电力管理水平和服务水平不断得到提高，电力发展的战略规划管理、生产运行管理、电力市场营销管理以及电力企业信息管理水平、优质服务水平等普遍得到提高。进一步扩大了对外开放，积极实施国际化战略。
本论文围绕35kV变电站的保护整定计算展开分析和讨论，重点设计了电力系统基本常识以及需要系数法计算负荷、电力网接线方案的选择原则、短路电流的计算、变压器和线路的继电保护配置以及无功功率补偿等。
同时详细介绍了主设备差动保护的整定算法，电气主接线的设计、做出短路点的等效电路图，对设备保护进行了相应的选择与校验。通过比较各个接线方式的优缺点，确定变电站的主接线方式。

关键字 短路电流计算，继电保护，整定计算，电网接线方案，无功功率补偿

目录
1 绪 论 1
1.1 变电站继电保护的发展 1
1.2 继电保护装置的基本要求 1
1.3 继电保护整定 1
1.4 本文的主要工作 2
2 设计概述 3
2.1设计依据 3
2.2设计规模 3
2.3设计原始资料 3
3 主接线方案的选择与负荷计算 5
3.1主接线设计要求 5
3.2变电站主接线的选择原则 6
3.3接线方案选择 6
3.3.1一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图 6
3.3.2 一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图 7
3.3.3一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图 7
3.3.4 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图 7
3.4 35kV变电所主接线简图 8
3.5 负荷计算 8
3.5.1 负荷计算的内容和目的 8
3.5.2 负荷计算的方法 9
3.5.3 本次设计的负荷计算 9
4 短路电流计算 11
4.1引言 11
4.2基准参数选定 11
4.3阻抗计算（均为标幺值） 12
4.4短路电流计算 13
4.5 短路电流计算结果 18
5 变电所继电保护及故障分析 19
5.1本系统故障分析 19
5.2 线路继电保护装置 19
5.3主变压器继电保护装置 19
5.4本设计继电保护原理概述 20
6 主变继电保护整定计算及继电器选择 21
6.1概述 21
6.2瓦斯保护 22
6.3差动保护：（主保护） 23
6.3.1 计算Ie及电流互感器变比，列表如下（表6.1）： 23
6.3.2 确定基本侧动作电流： 24
6.3.3确定基本侧差动线圈的匝数和继电器的动作电流 25
6.3.4确定非基本侧平衡线圈和工作线圈的匝数 26
6.3.5计算由于整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差Δfza 26
6.3.6初步确定短路线圈的抽头 26
6.3.7保护装置灵敏度校验 26
6.4过电流保护：（后备保护） 27
6.4.1过电流继电器的整定及继电器选择： 27
6.5 过负荷保护：（后备保护） 28
6.6冷却风扇自起动： 28
7 线路保护整定计算 29
7.1 概述 29
7.1.1对 3～63kV 线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置： 29
7.1.2 对 3～10kV 线路装设相间短路保护装置，应符合下列要求： 29
7.1.3 在 3～10kV 线路装设的相间短路保护装置，应符合下列规定： 29
7.1.4 对 35～63kV 线路，可按下列要求装设相间短路保护装置： 30
7.2 线路保护的原理： 30
7.3 35kV线路三段式电流保护整定计算 31
7.3.1 第一段 无时限电流速断保护 31
7.3.2 第二段 带时限电流速断保护 32
7.3.3 第三段 过电流保护 32
7.4 10kV线路保护整定计算 33
7.4.1 电流速断保护的整定 33
7.4.2 过电流保护的整定 35
8 结 论 37
谢 辞 38
参考文献 39
附录1：外文资料翻译 40
A1.1 Substation and Power System Protection 40
A1.2 变电站与电力系统继电保护 45

㈥ 微机继电保护装置现场检验与设计要求是什么

一、微机继电保护装置现场检修的项目有： （1）测量绝缘 （2）检验逆变电源 （3）检验固化的程序是否正确 （4）检验数据采集系统的精度和平衡度。 （5）检验开关量输入和输出回路 （6）检验定值清单 （7）整组检验 （8）用一次电流及工作电压检验 根据系统各母线处的最大、最小阻抗，核对微机继电保护装置的线性度能否满足系统的要求。特别应注意微机继电保护装置中电流变换器二次电阻、电流比例系数与微机继电保护装置线性度之间的关系。 检验所用仪器、仪表应由检验人员专人管理，特别应注意防潮、防震，仪器、仪表保证误差在规定的范围内。使用前应熟悉其性能和操作方法，使用高级精密仪器一般应有人监护。 二、设计要求： （1）微机继电保护装置应具有抗电磁扰动能力。 （2）微机继电保护装置应设有在线自动检测。在微机继电保护装置中微机部分任一无件损坏时都应发出装置异常信息，并在必要时自动闭锁相应的保护。但对保护装置的出口回路的设计，应以简单可靠为主，不宜为了实现对出口回路的完全自检而在此回路增加可能降低可靠性的元件。 （3）微机继电保护装置的所有输出端子不应与其弱电系统有电的联系。 （4）微机继电保护装置应设有自恢复电路，在因干扰而造成程序走死时，应能通过自恢复正常工作。 （5）微机继电保护装置在断开电源时不应丢失报告。 （6）微机继电保护装置应具有对时功能。 （7）对于同一型号微机继电保护装置的停用段应规定统一的整定符号。 （8）110Kv及以上电力系统的微机继电保护装置应具有测量故障点距离的功能。 （9）微机变压器保护装置所用的电流互感器二次宜采用是星形接线，其相位补偿和电流补偿系数由软件实现。 （10）同一条线路两端宜配置相同型号的微机高频保护。 （11）同一种微机继电保护装置的组屏方案不宜过多。

㈦ 继电保护装置的基本要求

继电保护装置的基本要求是可靠性、选择性、灵敏性和速动性。
1、动作选择性：首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电；
2、动作速动性：保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果；
3、动作灵敏性：在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次；
4、动作可靠性：继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

㈧ 220KV电网的继电保护 毕业设计

5.1主变压器保护
5.1.1 概述
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，而本次变电所设计的变电所是市区220kV降压变电所，如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，甚至影响到下一级降压变电所的供电可靠性。
变压器的故障可分为内部和外部两种故障。内部故障是指变压器油厢里面的各种故障，主要故障类型有：
1）各绕组之间发生的相间短路；
2）单相绕组部分线区之间发生的匝间短路；
3）单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地短路；
4）铁芯烧损。
变压器的外部故障类型有：
1）绝缘套管网络或破碎而发生的单相接地（通过外壳）短路；
2）引出线之间发生的相间故障。
变压器的不正常运行情况主要有：
1）由于外部短路或过负荷而引起的过电流；
2）油箱漏油而造成的油面降低；
3）变压器中性点电压升高或由于外加电压过高而引起的过励磁。
为了防止变压器发生各种类型故障和不正常运行时造成不应有的损失，保证 系统安全连续运行，故变压器应装设一系列的保护装置。
5.1.2变电所主变保护的配置
5.1.2.1主变压器的主保护
1）瓦斯保护
对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。如图5-1所示为瓦斯保护的原理接线图。
2) 差动保护
对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。

5.1.2.2主变压器的后备保护
为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。
而本次所设计的变电所，电源侧为220kV，主要负荷在110kV侧，即可装设两套过电流保护，一套装在中压侧110kV侧并装设方向元件，电源侧220kV侧装设一套，并设有两个时限 和 ，时限设定原侧为 ≥ ＋△t，用一台变压器切除三侧全部断路器。
5.1.2.3过负荷保护
变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。
5.1.2.4 变压器的零序过流保护
对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。
5.2限流电抗器的选择
为了选择10kV侧各配电装置，因短路电流过大，很难选择轻型设备，往往需要加大设备型号，这不仅增加投资，甚至会因断流容量不足而选不到合乎要求的电器，选择应采取限制短路电流，即在10kV侧需装设电抗器。一般按照额定电压、额定电流、电抗百分数、动稳定和热稳定来进行选择和检验。
5.2.1额定电压和额定电流的选择

、 — 电抗器的额定电压和额定电流
、 — 电网额定电压和电抗器的最大持续工作电流
5.2.2 电抗器百分数的选择
1）电抗器的电抗百分数按短路电流限制到一定数值的要求来选择，设要求短路电流限制到 ，则电源至短路点的总电抗标幺值为：
/ — 基准电流
—电源至电抗器前系统电抗标幺值
电抗器在其额定参数下的百分电抗

2）电压损失检验：普通电核器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的5%，即：
— 负荷功率因数角一般取0.8
3）母线残压检验，为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压不能低于电网额定值的60～70%
即：
5.2.3热稳定和动稳定的检验
热稳定和动稳定检验应满足下式:
≥
、 — 电抗器后短路冲击电流和稳态电流
、 — 电抗器的动稳定电流和短时热电流（t =1s）
5.3防雷及接地体设计
5.3.1 概述
电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能量产生振满和积聚而引起的内部过电压两种类型。按其产生原因，它们又可分为以下几类：

直击雷过电压
雷电过电压 感应雷过电压
侵入雷电流过电压
长线电容效应
工频过电压 不对称接地故障
甩负荷
消弧线圈线性谐振
过电压 暂时过电压 线性谐振
传递过电压

线路断线
谐振过电压 铁磁谐振
电磁式电压互感器饱和
参数谐振发电机同步或异步自励磁
开断电容器组过电压
操作电容负荷过电压 开断空载长线过电压
关合空载长线过电压
开断空载变压器过电压
操作过电压 操作电感负荷过电压 开断并联电抗器过电压
开断高压电动机过电压
角列过电压
间歇电弧过电压
5.3.2 防雷保护的设计
变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复并严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。
变电所的雷击害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。
对侵入波的防护主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。
避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。
避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。

5.3.2.1 避雷针的配置原则：
1)电压110kV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000Ω.cm的地区，宜装设独立的避雷针。
2)独立避雷针（线）宜装设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10Ω。
3)35kV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因为其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。
40)在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15米的要求。
5.3.2.2 避雷器的配置原则
1）配电装置的每组母线上均应装设避雷器。
2）旁路母线上是否应装设避雷器，应视当旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。
3）330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并应尽可能靠近设备本体。
4）220kV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
5）三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。
6）110kV~220kV线路侧一般不装设避雷器。
5.3.3 接地装置的设计
接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置。
本变电所采用棒形和带形接地体联合组成的环形接地装置。接地装置应尽可能埋在地下，埋设深度一般为0.5~1米，围绕屋内外配电装置，主控楼、主厂房及其它需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互联接线不应少于两根干线。接地网的外像应闭合，外像各角做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距离的一半，在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。
5.3.4 主变压器中性点放电间隙保护
为了保护变压器中性点，尤其是不接地高压器中性点的绝缘，通常在变压器中性点上装设避雷器外，还需装设放电间隙，直接接地运行时零序电流保护起作用，动作保护接地变压器，避雷器作后备；变压器不接地时，放电间隙和零序过电压起保护作用，大气过电压时，线路避雷器动作，工作过电压时，间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低，无法与放电间隙无法配合，故选用阀型避雷器。
5.3.5变电所的防雷保护设计
由于本次所设计选择变压器为分级绝缘，即220kV中性点绝缘等级为110kV，110kV中性点绝缘等级为35kV，所以220kV中性点应与中性点绝缘等级相同的避雷器，故220kV中性点装设FZ－110，110中性点装设FZ－40避雷器。

㈨ 浅谈35kV变电站的微机继电保护:智能变电站继电保护技术问答

中图分类号：TM41 文献标识码：A随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大。电力系统在运行过程中，会因为各种各样的原因而出现事故，从而可能导致电力系统的运行暂时中断，也雀含清可能引发更大的电力事故。所以在变电站中，人们采用微机继电保护装置进行电力系统的保护，微机继电保护装置在电力系统的广泛应用是电网及电气设备安全可靠运行的保证。微机继电保护装置可以在电力系统发生异常情况时进行检测、预警等，并且可以进行相应的自救措施。随着电力改革的进行，电网规模的不断增大，对于微机继电保护装置的要求也越来越高。电力工作者在不断地研究微机继电保护装置对电力系统运行的保护功能，不断地开发新型的微机继电保护装置，以适应我国国民对电力不断增加的需求。
一、35kV变电站中微机继电保护特点
为了更好地保证电力系统的正常运行，35kV变电站中微机继电保护特点如下：
可靠性是对微机继电保护装置提出的最基本的要求，也是微机继电保护装置最基本的特点。计算机老悉在程序的指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而微机继电保护装置可以实现常规保护很难办到的自动纠错，即自动地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误顷前动作。另外微机继电保护装置有自诊断能力，能够自动检测出计算机本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。
由于计算机保护的特性主要由程序决定，所以不同原理的保护可以采用通用的硬件，只要改变程序就可以改变保护的特性和功能，因此可灵活地适应电力系统运行方式的变化。
采用微型计算构成的保护，使原有型式的继电保护装置中存在的技术问题，可以找到新的解决办法。如对距离保护如何区分振荡和短路，如何识别变压器差动保护励磁涌流和内部故障等问题，都提供了许多新的原理和解决方法。
当电力系统的运行发生异常情况时，微机继电保护装置必须及时作出相应的反应，以保障电力系统供电的可靠性。对于电力系统运行来说，在故障发生时不能及时得到处理，其影响程度可大可小。35kV变电站中微机继电保护克服传统继电保护装置功能单一的缺陷，增设了故障测距、事件记录、三角极性电压判断封功能，提高了继电保护装置的保护速度。
微机继电保护装置具有自动性，它摆脱了对站里工作人员定期检查的依赖性。在电力系统中所规定范围内的元件，如果发生异常情况，无论是短路的类型，还是短路点的位置，微机继电保护装置可以第一时间发现，并且给予正确的反应动作。另外在继电保护装置中连接微机管理系统，大大提高了继电保护的灵敏性。
二、35kV变电站中微机继电保护设计
在对电力系统35kV变电站中微机继电保护装置的设计中，一定要注意对微机继电保护装置中自动识别系统的设计。微机继电保护装置要正确区分其保护的元件是处于什么样的状态，要可以精确地区分元件发生故障的区段，所以，在进行35kV变电站中微机继电保护装置的设计中，需以电力系统故障的电气物理量变化为根据，结合电力系统的电压、电流等变化设计35kV变电站中微机继电保护。
（一）微机继电保护装置的组成
微机继电保护装置的主要作用是进行电力系统故障的检测与预警等，所以必须具有数据采集系统、微机装置的保护与管理装置等，这些基本硬件共同组成微机继电保护装置，共同为保证电力系统的正常运行做贡献。
数据采集系统主要负责采集电力系统中的各项电气物理参数，将电压与电流互感器发射的信号转化为数字信号，通过输入输出处理器传递给微机系统，以进行进一步的处理；微机装置是微机继电保护装置的核心部分，分为微机保护装置和微机管理装置。微机保护装置是继电保护的主要运行部分，它受变电所使用的软件的限制，根据不同的软件使用，确定不同的保护功能；微机管理装置的主导者是电力系统的工作人员，通过工作人员的有关操作，进行模拟量信号的输出和开关信号的输入，关系到变电站中外部继电器、操作把手等接点的运行。除此之外，为适应用户的需要，还配备了打印机，以对用户提供书面故障信息。
（二）微机继电保护装置的不足之处
1.语音报警慢
微机继电保护装置可以在发生电力系统故障时，进行预警，但是这种语音报警的速度并不理想。当进行停送电操作时，接连操作几个开关后，报警才会响起。
2.低周减载功能重复
专门的低周减载柜的设计是不必要的，因为在每台线路保护上都有低周减载功能，重复设计则会导致资金的浪费。
3.错误使用单项供电表
在变电站中，进线分为主用和备用两路，备用回路设计计量电度表忽略了双向供电，只使用单项供电表，不符合设计要求。
三、35kV变电站中微机继电保护的应用改进策略
对35kV变电站中微机继电保护的改进，应该建立在保持原有装置功能的基础上，提高语音报警速度、加强继电档案管理工作等方面进行，全面的提高微机继电保护系统的可靠性和适用性，使微机继电保护系统能够具备广的应用范围。
（一）相位校正
变压器两侧电流的相位差在超过一定限度时会引起不平衡电流，致使继电保护的准确性受到影响。所以，在实际工程中，利用星形接法处理变压器两侧的电线，将微机软件计算功能直接应用到相位校正中，调整电流差值，增加电流相位差超限的报警功能。
（二）过电流保护
35kV变电站中的复合电压启动时形成过电流，这种过电流将对电力系统调度造成影响，所以微机继电保护装置将过电流、低电压、进行过负载保护，稳定电力系统的供电功能，形成安全的后备保护系统。
（三）主变本体保护
微机继电保护装置对于小匝间短路的灵敏度较低，所以在35kV变电站中微机继电保护的应用时，应该注意这种保护死角的设置。利用微机的自动调节功能，按照主变本体内的气体保护程序，加强对于有载调压气体保护和压力释放保护对于主变本体的保护。
四、35kV微机继电保护装置与110kV微机继电保护装置的不同
由于35kV微机继电保护装置与110kV微机继电保护装置，在电压上存在差异，所以两者在选择电源方面，虽然都以保障微机继电保护装置的安全性为主要目的，但是在选择电源电压上还具有一定的差异；110kV微机继电保护装置采用高精度、高稳定的元件来构成采样回路，这就大大降低了环境因素对继电保护误差的影响，同时增强微机继电保护装置的自检功能，打破继电保护装置自检的时间与空间的限制。取消调节器件，实现调节采样精度的非现场化，并且提高装置的稳定性，这些都是35kV微机继电保护装置所欠缺的；但是35kV微机继电保护装置具有更强大的抗干扰性，降低了电磁对于装置的影响。
小结：
传统的微机继电保护装置已经适应不了电力系统的不断发展，所以电力系统的工作者加紧研究新型微机继电保护装置的脚步，以求可以不断完善电力系统的改革，最大限度地减少电力事故对电力设备的损害，提高电力系统供电运行的安全性、稳定性、可靠性，从而满足我国国民不断增长的电力需求。
参考文献：
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[4]陈德树 微机继电保护 中国电力出版社.