某电力变压器继电保护设计.pdfVIP

中北大学信息商务学院继电保护课程设计说明书

1引言

继电保护（ProtectiveRelay,PowerSystemProtection）是研究电力系统故障和危及安全

运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触

点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，

所以也称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最

短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常

工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、

最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩

大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定

运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包

括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流

计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、

对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的

重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。

电力系统和继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来

了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，

就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此

电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合

具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出

重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。20世纪初随着电力系统的发展，继

电器开始广泛应用于电力系统的保护，这时期是继电保护技术发展的开端。最早的继电

保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完

成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电

保护装置、再到微机继电保护装置。

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中北大学信息商务学院继电保护课程设计说明书

2继电保护相关理论知识

2.1继电保护的概述

研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。

因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、

输电线路等），使之免遭损害，所以沿称继电保护。

2.2继电保护的任务

当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将

故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备

的损坏和对相邻地区供电的影响。

2.3继电保护基本原理

继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不

正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，

通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物

理量的不同，保护装置可以构成下述各种原理的保护。

2.3.1反映电气量的保护

电力系统发生故障时，通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)

和它们之间的相位角改变等现象。因此，在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检

测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同

原理的继电保护装置。电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

（1）电流增大：短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流

增大至大大超过负荷电流。

（2）电压降低：当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下

降，且越靠近短路点，电压越低。

（3）电流与电压之间的相位角改变：正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因

数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是