《繼電保護(hù)原理》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)

《繼電愛護(hù)原理》

課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)

繼電愛護(hù)原理課程設(shè)計(jì)

學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化

課程設(shè)計(jì)名稱：繼電愛護(hù)原理課程設(shè)計(jì)課程代碼：

學(xué)分?jǐn)?shù)：1學(xué)時(shí)數(shù)：16

一、課程設(shè)計(jì)目的

本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完《電力系統(tǒng)繼電愛護(hù)原理》課程之后、進(jìn)行的一個(gè)綜合性的教

學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計(jì)一方面使學(xué)生獲得綜合運(yùn)月學(xué)過的學(xué)問進(jìn)行電力變電所、牽引

變電所各主要兀件的愛護(hù)設(shè)計(jì)及整定和愛護(hù)設(shè)備的選型的基本實(shí)力，另一方面能鞏固與擴(kuò)高

校生的電氣綜合設(shè)計(jì)學(xué)問，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做打算，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)探記、工

程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過本課程設(shè)計(jì)，學(xué)生能運(yùn)用電氣基礎(chǔ)課程中的基五理論和實(shí)踐學(xué)問，正確地解決電力

變電所、牽引變電所的主要元件愛護(hù)設(shè)計(jì)等問題。通過對(duì)電力變電所或牽引變電所的某一主

要設(shè)備的愛護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算、整定及愛護(hù)的具體接線訓(xùn)練，可以提高學(xué)生繼電愛護(hù)的設(shè)計(jì)實(shí)力，

學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)的手冊(cè)及圖冊(cè)資料：

1.駕馭繼電愛護(hù)愛護(hù)方案的確定原則，整定計(jì)算的一般步驟，了解系統(tǒng)運(yùn)行方式的確

定，愛護(hù)整定系數(shù)的分析與應(yīng)用，前后級(jí)整定協(xié)作的基本原則；

2.駕馭愛護(hù)、限制、測(cè)量、信號(hào)回路閱讀和設(shè)計(jì)基本方法。

3.學(xué)習(xí)相關(guān)愛護(hù)設(shè)備的選擇和一般的維護(hù)。

二、課程設(shè)計(jì)的要求

學(xué)生要依據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求，依據(jù)題目所給原始參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)的基

本步驟是：

1、能依據(jù)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)以及已知條件，依據(jù)部頒繼電愛護(hù)和自動(dòng)裝置整定計(jì)算的規(guī)范進(jìn)行

設(shè)計(jì)。

2、通過學(xué)習(xí)應(yīng)熟以電力系統(tǒng)繼電愛護(hù)設(shè)計(jì)與配置的一般規(guī)定；

3、正確理解繼電愛護(hù)整定計(jì)算的基本任務(wù)；

4、駕馭整定計(jì)算的步驟；熟識(shí)主愛護(hù)、后備愛護(hù)和協(xié)助愛護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用；

5、對(duì)繼電愛護(hù)基本要求之間，能分別地進(jìn)行綜合考慮；

6、駕馭整定計(jì)算對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式的選擇以及短路類型、短路點(diǎn)的確定；

7、駕馭整定系數(shù)的分析與應(yīng)用；駕馭整定計(jì)算協(xié)作的原則。

三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及留意事項(xiàng)

（一）主要內(nèi)容：

1、愛護(hù)的配置及選攔：

2、短路電流計(jì)算及殘余電壓的計(jì)算（系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮、短路點(diǎn)的考慮、短路類型

的考慮）；

3、愛護(hù)協(xié)作及整定計(jì)算；

4、愛護(hù)原理綻開圖的設(shè)計(jì)；

5、對(duì)愛護(hù)的評(píng)價(jià)。

（二）留意事項(xiàng)：

1、短路電流及殘余電壓計(jì)算

在確定愛護(hù)方式前，必需較具體地計(jì)算各短路點(diǎn)短路時(shí)，流過有關(guān)愛護(hù)的短路電洸和

愛護(hù)安裝處的殘余電壓。然后依據(jù)計(jì)算結(jié)果，在滿意“繼電愛護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”和

題目給定的要求條件下，盡可能采納簡(jiǎn)潔的愛護(hù)方式。其計(jì)算步驟及留意事項(xiàng)如下。

（1）系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮

除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式外，還必需考慮在設(shè)備檢修或故障切除的

狀況下，發(fā)生短路時(shí)流過愛護(hù)裝置的短路電流最大和最個(gè)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算愛護(hù)的

整定值和愛護(hù)靈敏度。在需采納電流電壓聯(lián)鎖速斷愛護(hù)時(shí),還必需考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。

（2）短路點(diǎn)的考慮

求不同愛護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)留意短路點(diǎn)的選擇。若要繪制短路電流、電壓與

距離的關(guān)系曲線，每一條線路上的短路點(diǎn)至少要取三點(diǎn)，即線路的始端、中點(diǎn)和末端三點(diǎn)。

（3）短路類型的考慮

相間短路愛護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下二相短路電流，以作動(dòng)作電流整定

之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之用。的計(jì)算選用三

相短路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)愛護(hù)所取的殘余而言，三相短路和兩相短路的殘余

數(shù)值相同。

若采納電流電壓聯(lián)鎖速斷愛護(hù)，系統(tǒng)運(yùn)行方式應(yīng)采納正常運(yùn)行方式下的短路電流和電壓

的數(shù)值作為整定之用。

（4）短路電流和殘余電壓列表

為了便于整定計(jì)算時(shí)查考每一點(diǎn)的短路時(shí)愛護(hù)安裝處的短路電流和殘余電壓，將計(jì)算

結(jié)果列成表格3

流過愛護(hù)安裝處的短珞電流應(yīng)考慮后備愛護(hù)的計(jì)算須要，即列出本線路各短路點(diǎn)短路時(shí)

流過愛護(hù)安裝處的短路電流，還要列出相鄰線路各點(diǎn)短路時(shí)流過愛護(hù)安裝處的短路電流。愛

護(hù)安裝處的殘余電壓列表與短路電流相像。

計(jì)算短路電流和殘余電壓時(shí)，用標(biāo)么值或用出名值均可，可依據(jù)題目的數(shù)據(jù)，用較簡(jiǎn)

潔的方法計(jì)算。電壓一律用平均電壓。

2、愛護(hù)方式的考慮及整定計(jì)算

采納什么愛護(hù)方式，主要視其能否滿意規(guī)程的要求。能滿意要求時(shí)，所采納的愛護(hù)就可

采納；不能滿意要求時(shí)，就必需實(shí)行措施使其符合要求或改用其他愛護(hù)方式。

選用愛護(hù)方式時(shí)，首先考慮采納最簡(jiǎn)潔的愛護(hù)，以便提高愛護(hù)的牢靠性。當(dāng)采納簡(jiǎn)潔

愛護(hù)不能同時(shí)滿意選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可采納較困難的愛護(hù)方式。

選用愛護(hù)方式時(shí)，可先選擇主愛護(hù)，然后選擇后備愛護(hù)。通過整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M意

靈敏性和速動(dòng)性的要求。

當(dāng)采納的愛護(hù)不能很好地滿意選擇性或速動(dòng)性的要求時(shí)，允許采納自動(dòng)重合閘來校正選

擇性或加速愛護(hù)動(dòng)作。

當(dāng)靈敏度不能滿意要求時(shí)，在滿意速動(dòng)性的前題下，可考慮利用愛護(hù)的相繼動(dòng)作，以提

高愛護(hù)的靈敏性。

在用動(dòng)作電流、電壓或動(dòng)作時(shí)間能保證選擇性時(shí)，不要采納方向元件以簡(jiǎn)化愛護(hù)。

后備愛護(hù)的動(dòng)作電流必需協(xié)作，要保證較第近電源的上一元件愛護(hù)的動(dòng)作電流大于

下一元件愛護(hù)的動(dòng)作電流，且有肯定的裕度，以保證選擇性。

3、繪制愛護(hù)原理接線圖

要求繪制單線原理接線圖及某一元件愛護(hù)原理綻開圖。

4、說明書

說明書應(yīng)有下列內(nèi)容：

（1）題目

（2）愛護(hù)整定-算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果用表格列出。必需說明系統(tǒng)運(yùn)行方式、短路點(diǎn)

與短路類型的確定原則或依據(jù)，以及計(jì)算時(shí)考慮的其他因素。

<3）愛護(hù)方式的選擇及整定計(jì)算結(jié)果

要求說明選用愛護(hù)方式的原則，各愛護(hù)的整定計(jì)算條件，并用表格列出整定計(jì)算結(jié)

果。整定計(jì)算時(shí)所采納的公式及各種系數(shù)的數(shù)值也應(yīng)列出。

（4）對(duì)愛護(hù)的評(píng)價(jià)

主要依據(jù)“繼電愛護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程”及題目給定的要求，從選擇性、靈敏性

和速動(dòng)性、牢靠性四個(gè)方面來評(píng)價(jià)所采納愛護(hù)的質(zhì)量。當(dāng)某一方面不能滿意要求時(shí)，要分析

它可能產(chǎn)生的后果，并提出補(bǔ)救措施。

四、考核評(píng)估

通過計(jì)算、總結(jié)報(bào)告和學(xué)習(xí)看法綜合考評(píng)，并結(jié)合學(xué)生的動(dòng)手實(shí)力，獨(dú)立分析解決問題

的實(shí)力和創(chuàng)新精神。成果分優(yōu)、良、中、及格和不及格五等。

考核標(biāo)準(zhǔn)包括：

1、課程設(shè)計(jì)的正確性。

2、學(xué)生的工作看法、動(dòng)手實(shí)力、創(chuàng)新精神。

3.總結(jié)報(bào)告。

總成果評(píng)定：滿分為100分，總分=第一項(xiàng)成果X50%+其次項(xiàng)成果X20%+第三項(xiàng)成果X30%

90/00分為優(yōu)秀,80-89分為良好，70-79分為中等，60-69分為及格,60分以下

為不及格“

成果單上按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格填寫。

五、設(shè)計(jì)時(shí)間支配

Eg]15//kV.Xi.Gi=X2.G1=Xi.GZ=X2.G2=5Q、Xi.G3=X2.G3=X1.G4=X2.G4=80、XI.TI?

X1.T4=5QXo,Tl?Xo.T4=15Q,X1.T5=X1.T6=15Q、

Xo.T5=X0.T6=20cLA_B=60kmLB-c=40km，線路阻抗

試對(duì)1、2、3、4進(jìn)行零序愛護(hù)的設(shè)計(jì)。

3、如下圖所示系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全

開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開I臺(tái)機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能I臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為:

E<p=115/J3kV,Xl￡l=X2.G1=X1.G2=X2.G2=15C、X1G3=X2.G3=X1G4=X2.G4=10Q、

X1.T1?X1.T4=10Q,Xo.Tl?Xo.T4=3()Q,X1.T5=X1.T6=20Q、

Xo.T5=X0.T6=40cLA-B=60km,LB-c=40km,線路阻抗

Z1=Z2=0,4Q/km,^0=L2C/km、線路阻抗角均為75°,1A-B.Lmax=k-B.Lmax=300A,負(fù)

荷功率因數(shù)角為30°；Kss=1.2,Kre=1.2.KrL)=0.85,KJJI=0.75,變壓器均裝有快速差動(dòng)

試對(duì)1、2、3、4進(jìn)行距離愛護(hù)的設(shè)計(jì)。

4、一臺(tái)雙繞組降壓變壓器的容量為15MVA,電壓比為35±2X2.5%/6.6kV,Y,dll接線;

采納BCH-2型繼電器。求差動(dòng)愛護(hù)的動(dòng)作電流。已知：6.6kV外部短路的最大二相短路

電流為9420A；35kV側(cè)電流互感器變比為600/5,35kV側(cè)電流互感器變比為1500/5；

牢靠系數(shù)取Krd=L3。

試對(duì)變壓器進(jìn)行相關(guān)愛護(hù)的設(shè)計(jì)。

5、如下圖所示網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)參數(shù)為：

E

?P=115/#kV,XGI=15Q、XG2=10。、XG3=10I4=L2=60kins

L3=4（）kmjB-c=50km,LC-D=30km,LD-E=20km線路阻抗o.4Q/km,Krli=1.2,

KjJi=K科=1.15,lB-C.max=300A、IjD.max=200Aslo-CEmax=150AKSS=L5

%=0.85

6、一臺(tái)雙繞組牽引變壓器的容量為15MVA,電壓比為H0±2X2.5%/27.5kV,Y,dll

接線；已知：27.5kV外部短路的最大短路電流為2400A、最小短路電流為2000A,llOkV

側(cè)電流互感器變比為300/5,27.5kV側(cè)電流互感器變比為900/5；牢靠系數(shù)取心d=L3。

試對(duì)牽引變壓器進(jìn)行相關(guān)愛護(hù)的設(shè)計(jì)。

7、某牽引變電所甲采納干脆供電方式向復(fù)線區(qū)段供電，牽引變壓器類型為llO/27.5kV,

三相平衡接線，兩供電臂電流歸算到27.5kV側(cè)電流如下表所示。

供電臂

牽引變電所端子平均電流A有效電流A短路電流A

長(zhǎng)度km

24.683631023

甲

20.4a240319874

試對(duì)該牽引變電所牽引變壓器進(jìn)行相關(guān)愛護(hù)設(shè)計(jì)。

8、某牽引變電所甲采納干脆供電方式向復(fù)線區(qū)段供電，牽引變壓器類型為U0/27.5kV,

三相平衡接線，兩供電臂電流歸算到27.5kV側(cè)電流如下表所示。線路阻抗0.6Q/km

供電臂

牽引變電所端子平均電流A有效電流A短路電流A

長(zhǎng)度km

甲24.62823631023

20.4a240319874

試對(duì)該牽引變電所牽引饋線進(jìn)行相關(guān)愛護(hù)設(shè)計(jì)。

9、老師自定綜合設(shè)計(jì)題目

七、教材與參考書

運(yùn)用教材：

1、《電力系統(tǒng)繼電愛護(hù)原理》張保會(huì)主編電力出版社

主要參考書：

2、《電氣化鐵道設(shè)計(jì)手冊(cè)：牽引供電系統(tǒng)》鐵道部電氣化工程局電氣化勘測(cè)設(shè)計(jì)院

編中國(guó)鐵道出版社

3、《電氣化鐵道施工手冊(cè)：牽引變電所》鐵道部電氣化工程局第一工程處編中國(guó)

鐵道出版社

4、

5、

附設(shè)計(jì)格式模板

封面格式：

電力系統(tǒng)繼電愛護(hù)課程設(shè)計(jì)

題目：

班級(jí)：______________________

姓名：______________________

學(xué)號(hào)：______________________

指導(dǎo)老師：______________________

設(shè)計(jì)時(shí)間：

評(píng)語(yǔ):

成果

設(shè)計(jì)正文內(nèi)容格式

1設(shè)計(jì)原始資料:

1.1具體題目

1.2要完成的內(nèi)容

書寫格式說明：

標(biāo)題“設(shè)計(jì)原始資料”選用模板中的樣式所定義的“標(biāo)題1”，再居中；或者手動(dòng)設(shè)置

成字體：黑體，居中，字號(hào)：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前為0。

正文選用模板中的樣式所定義的“正文”，每段落首行縮進(jìn)2字；或者手動(dòng)設(shè)置成每段

落首行縮進(jìn)2字，字體：宋體，字號(hào)：小四，行距：多倍行距1.25,間距：段前、段后均

為。行，取消網(wǎng)格對(duì)齊選項(xiàng)。

2分析要設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容（愛護(hù)方式的確定）

2.1設(shè)計(jì)規(guī)程

2.2本設(shè)計(jì)的愛護(hù)配置

主愛護(hù)配置

后備愛護(hù)配置

3短路電流及殘壓計(jì)算

3.1等效電路的建立

書寫說明：

圖在正文中的格式示例如圖3.1所示。

圖3.1顯示了論文模板中所定義的樣式選擇方法。運(yùn)用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的樣式，對(duì)應(yīng)的文

字格式就發(fā)生相應(yīng)變更。

(I)圖的繪制方法

①論文中的圖不能干脆粘貼自其它文獻(xiàn)，必需自己畫。

②簡(jiǎn)潔文字圖可用WORD干脆繪制。

(2)圖的位置

①圖居中排列。

②圖與上文應(yīng)留一行空格。

③圖中若有附注，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字和右半圓括號(hào)按依次編排，如注1)，附注寫在圖

的下方。

3.2愛護(hù)短路點(diǎn)的選取

3.3短路電流的計(jì)算

最大方式短路電流(或殘壓)計(jì)算

書寫說明:

由于一般的文獻(xiàn)資料中所給出的載荷和抗力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)主要為變異系數(shù)，為便于探討,

定義公式形式如下：

LRI=\!A\+NR

氏

其中，以分別為抗刀和教荷效應(yīng)的均值，……。

(1)公式要居中。較長(zhǎng)的公式，如必需轉(zhuǎn)行時(shí)，最好在等號(hào)處轉(zhuǎn)行，如做不到這一點(diǎn),

要在X,冬等數(shù)學(xué)符號(hào)處轉(zhuǎn)行。數(shù)學(xué)符號(hào)應(yīng)寫在轉(zhuǎn)行處的行首，上下式盡可能在等號(hào)

處對(duì)齊。

(2)公式序號(hào)應(yīng)按章編號(hào)，公式編號(hào)在行末列出，如(3.1)、(3.2)。

(3)公式位置：公式之間及上下文間設(shè)置半行間距或者6磅，作者可依據(jù)狀況適當(dāng)調(diào)整,

以保證格式協(xié)調(diào)和美觀。

(4)公式說明不縮進(jìn)。

(5)公式的字體大小不能大于正文字體。

(6)公式和圖中的變量第一次出現(xiàn)應(yīng)在文中有說明。

最小方式短路電流(或殘壓)計(jì)算

書寫說明：

課程設(shè)計(jì)中的表格要求盡可能用三線表(兩邊線型為1磅，中間1/2磅)，表在正文中

的常用格式如表3.1所示，請(qǐng)參考運(yùn)用。

物流的概念和范圍如表3.1表述。

表3.1物流的概念和范圍

途徑或方法規(guī)劃、實(shí)施、限制

處理對(duì)象原材料、在制品、產(chǎn)成品、相關(guān)信息

范圍從原點(diǎn)(供應(yīng)商)到終點(diǎn)(最終顧客)

目的或目標(biāo)適應(yīng)顧客的需求(產(chǎn)品、功能、數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)間、價(jià)格)

4愛護(hù)的協(xié)作及整定計(jì)算

4.1主愛護(hù)的整定計(jì)算

動(dòng)作值（如動(dòng)作電流）

動(dòng)作時(shí)間

靈敏度校驗(yàn)

4.2后備愛護(hù)的整定計(jì)算

動(dòng)作值（如動(dòng)作電流）

動(dòng)作時(shí)間

靈敏度校驗(yàn)

5繼電愛護(hù)設(shè)備的選擇

5.1互感器的選擇

5.2繼電器（或微機(jī)愛護(hù)裝置、測(cè)控愛護(hù)單元）的選擇

6二次綻開原理圖的繪制

6.1愛護(hù)測(cè)量電路

6.2愛護(hù)跳閘電路

7愛護(hù)的評(píng)價(jià)（結(jié)論）

書寫格式說明：

標(biāo)題“結(jié)論”選用模板中的樣式所定義的“標(biāo)題1”，再居中；或者手動(dòng)設(shè)置成字體：

黑體，居中，字號(hào)：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前為0。

結(jié)論正文選用模板中的樣式所定義的“正文”，每段落首行縮進(jìn)2字；或者手動(dòng)設(shè)置成

每段落首行縮進(jìn)2字，字體：宋體，字號(hào)：小四，行距：多倍行距1.25,間距：段前、段

后均為。行。

結(jié)論是理論分析和試驗(yàn)結(jié)果的邏輯發(fā)展，是整篇論文的歸宿。結(jié)論是在理論分析、試驗(yàn)

結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析、推理、推斷、歸納的過程而形成的總觀點(diǎn)。結(jié)論必需完整、精確、

顯明、并突出與前人不同的新見解。該部分的寫作內(nèi)容一般應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：①本文

設(shè)計(jì)結(jié)果說明白什么問題，可以達(dá)到什么樣的目標(biāo)或目的，具有什么樣的作用等；②對(duì)前人

有關(guān)的看法作了哪些修正、補(bǔ)充、發(fā)展、證明或否定。③本文設(shè)計(jì)（探討）的不足之處或遺

留未予解決的問題，以及對(duì)解決這些問題的可能的關(guān)鍵點(diǎn)和方向。

參考文獻(xiàn)

引用的文獻(xiàn)在正文中用方括號(hào)和阿拉伯