做继电保护开题报告

　　一、文献综述
　　35kV变电站主要用于大城市中大工业企业内部及农村网络，具有极其重要的作用，它的安全稳定运行直接影响着其下一级变电站与所挂大型用户的正常工作。
　　变电站的基本设计方法主要通过以下三个步骤：①了解所设计变电站的基本情况，分析其在系统中的地位与作用。②正确选择变电站的控制方式，对35kV变电站宜采用无人值班形式。③通过电气主接线图正确选择电气设备。④对目标变电站继电保护和自动装置的规划、选择及校验。⑤绘制二次侧的继电保护原理图。
　　继电保护及自动装置属于二次部分，它对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
　　继电保护整定的基本任务就是要对各种继电保护给出整定值，而对电力系统中的全部继电保护来说，则需要编出一个整定方案。整定方案通常可按电力系统的电压等级或者设备来编制，并且还可按继电保护的功能划分小方案分别进行。例如：35kV变电站继电保护可分为：相间短路的电压、电流保护，单相接地零序电流保护，短线路纵联差动保护等。
　　整定计算一般包括动作值的整定、灵敏度的校验和动作时限的整定三部分。并且分为：①无时限电流速断保护的整定。②动作时限的整定。③带时限电流速断保护的整定。
　　对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
　　(1)选择性
　　当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性;否则就称为没有选择性。
　　主保护和后备保护：
　　35kV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。
　　当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护;而动作比较慢的就称为后备保护。即：为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护;当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。
　　后备保护不应理解为次要保护，它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。除此之外，它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性，从而就造成了主
　　保护不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分。也就是说，出现了保护的死区。这一死区就必须利用后备保护来弥补不可。
　　近后备和远后备：
　　当主保护或断路器拒动时，由相邻设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护;由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护;
　　辅助保护：
　　为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。
　　(2)灵敏性
　　灵敏性指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数Km为被保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流Id.min与保护装置一次动作电流Idz的比值，
　　即: Km=Id.min/Idz
　　灵敏系数越高，则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小，根据保护装置的不同而不尽相同。对于多相保护，Idz取两相短路电流最小值Idz(2);对于10kV不接地系统的单相短路保护取单相接地电容电流最小值Ic.min 。
　　(3)速动性
　　速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。
　　缩短切除故障的时间，就可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
　　所谓故障的切除时间是指保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。由于断路器一经选定，其跳闸时间就已确定，目前我国生产的断路器跳闸时间均在0.02s以下。所以实现速动性的关键是选用的保护装置应能快速动作。
　　(4)可靠性
　　保护装置应能正确的动作，并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求，保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效，以提高保护的可靠性。
　　继电保护的基本原理：
　　(1)电力系统故障的特点
　　电力系统中的故障种类很多，但最为常见、危害的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障，就会伴随其产生三大特点。即：电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角将发生变化。
　　(2)继电保护的类型
　　在电力系统中以上述物理量的变化为基础，利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如：
　　反映电流变化的电流保护，有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等;
　　反映电压变化的电压保护，有过电压保护和低电压保护;既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护;
　　反映电压与电流之间比值，也就是反映短路点到保护安装处阻抗的距离保护;反映输入电流与输出电流之差的差动保护，其中又分为横联差动和纵联差动保护;
　　用于反映系统中频率变化的周波保护;
　　专门用于反映变压器内部故障的气体保护(即瓦斯保护)，其中又分为轻瓦斯和重瓦斯保护;
　　专门用于反映变压器温度变化的温度保护等。
　　在电力系统中，大型变压器是属于一种比较重要和比较昂贵的设备。如果一台变压器故障为了减少故障的损坏程度必须尽快把变压器切除，损坏的变压器的维修费用不仅非常昂贵而且对电力系统的损失很大，可达几百万美元。因此，减少变压器故障的次数和停电时间是很重要。所以，要求变压器保护更为可靠和安全，包括对保护不拒动(可靠性)，不误动(安全性)以及快速动作(切除故障时间短)的要求。然而，由于变压器复杂的运行工况，保护变压器不是一件容易的事，可以说，在电力系统中，保护变压器对继电保护是一种挑战。
　　继电保护发展现状，电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
　　继电保护的未来发展，继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。微机保护技术的发展趋势：①高速数据处理芯片的应用②微机保护的网络化③保护、控制、测量、信号、数据通信一体化④继电保护的智能化。
　　二、论文提纲
　　1 绪论
　　1.1 变电站继电保护的发展
　　1.2 继电保护装置的基本要求
　　1.3 继电保护整定
　　1.4 本文的主要工作
　　2 设计概述
　　2.1 设计依据
　　2.2 设计规模
　　2.3 设计原始资料
　　3 电气主接线的选择与负荷计算
　　3.1 主接线设计要求
　　3.2 变电站主接线的选择原则
　　3.3 主接线方案选择
　　3.4 35kV变电所主接线简图
　　3.5 负荷计算
　　4 短路电流的计算
　　4.1 引言
　　4.2 基准参数选定
　　4.3 阻抗计算
　　4.4 短路电流计算
　　4.5 短路电流计算结果
　　5 变电所继电保护及故障分析
　　5.1本系统故障分析
　　5.2 线路继电保护装置
　　5.3 主变压器继电保护装置设置
　　5.4 本设计继电保护装置原理概述
　　6 主变压器继电保护整定计算及继电器的选择
　　6.1 概述
　　6.2 瓦斯保护
　　6.3 差动保护
　　6.4 过电流保护
　　6.5 过负荷保护
　　6.6 冷却风扇自起动
　　7 线路的保护整定计算
　　7.1 概述
　　7.2 线路保护的原理
　　7.3 35kV线路三段式电流保护整定计算
　　7.4 10kV线路保护整定计算
　　8 结论
　　三、文献综述
　　1.王梅义.高压电网继电保护运行技术[S].北京:电力工业出版社，1981
　　2.熊为群.陶然.继电保护自动装置及二次接线(第二版). 中国电力出版社.20xx
　　3.杨奇逊.微型机继电保护基础[S].北京:水利电力出版社.1988
　　4.吴斌.刘沛.陈德树.继电保护中的人工智能及其应用[S].电力系统自动化.1995(4)
　　5.韩笑.电气工程专业毕业设计指南——继电保护分册[S].北京:中国水利水电出版社，20xx
　　6.崔家佩.孟庆炎.熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[S].北京:水利水电出版社.20xx年.
　　7.许建安.连晶晶.继电保护技术[S].北京:中国水利水电出版社.20xx.
　　8.李火元.电力系统继电保护与自动装置(第二版)[S].北京:中国电力出版社.20xx
　　9.尹项根.曾克娥.电力系统继电保护原理与应用(上册)[S].武汉.华中科技大学出版社，20xx
　　10.贺家李.宋从矩.电力系统继电保护原理[S].北京:水利电力出版社.1985
　　11.何仰赞.温增银.电力系统分析(上)[S].华中理工大学出版社.1996年7月
　　12.西安交通大学.李光琦.电力系统暂态分析(第二版)[S].北京:中国电力出版社.1995年5月.
　　13.芮静康.现代工业与民用供配电设计手册[S].中国水利水电出版社.20xx. 178 221.222 321
　　14.江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[S].中国电力出版社.20xx
　　15.中国航空工业规划设计研究院等.现代工业与民用供配电设计手册(第二版)[S].水利电力出版社.1994
　　16.江苏省电力设计院.35 110kV无人值班变电所典型方案设计[S].中国电力出版社.20xx
　　17.国家标准GB50062-92：电力装置的继电保护和自动装置设计规范 [S].北京：中国计划出版社，1992
　　做继电保护开题报告范文二：
　　一 我国继电保护的发展历程和前景
　　1.1 我国继电保护的发展历程
　　电网继电保护是保证电力系统安全运行和电能质量的重要自动装置之一，继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提密切相关。我国电力系统继电保护技术经历了四个发展阶段，继电保护装置经历了机电式 整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。
　　50年代，我国工程技术人员创造性地吸收掌握了国外先进的继电保护设备的性能和运行技术，阿城继电器厂引进了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而，60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究， 1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展新的一页，为微机保护的推广开辟了道路在主设备保护方面。此后，这项技术不断发展，可以说我国的电力系统继电保护从上世纪90年代开始进入到微机保护的时代，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
　　1.2 继电保护未来的发展前景
　　1.2.1 计算机化
　　随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护基本功能外还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间、快速的数据处理功能、强大的通信功能与其他保护控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置由于当时小型机体积大成本高可靠性差，这个设想是不现实的现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能速度存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。
　　1.2.2 网络化
　　计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影
　　响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段 因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围 这是首要任务 ，还要保证全系统的安全稳定运行 这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行 显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可能的。
　　1.2.3 智能化
　　随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中，近年来人工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用，从而使继电保护的研究向更高的层次发展，出现了引人注目的新趋势。例如电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别，故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动，如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。
　　1.2.4 保护、控制、测量、数据通信一体化
　　在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端，它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量控制数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
　　二目前常用的几种线路保护
　　1、 三段式电流保护
　　1.1 三段式电流保护的原理
　　当保护线路上发生短路故障时，其主要特征为电流增加和电压降低。根据这一特征，当确定故障线路上的电流大于某一＂规定值＂或保护安装处母线电压小于某一个规定值时，保护将跳开故障线路上的断路器而将故障线路切除，＂规定值＂就是电流、电压保护的整定值，它是能使电流保护动作的最小电流和使电压保护动作的电压。根据电流整定值选取的原则不同电流保护可分为：无电流速断保护、电流速断保护和定时限过电流保护。
　　电流速断、电流速断、过电流保护都是反映电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择启动电流。速断是按照躲开某一点的短路电流来整定，电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开负荷电流来整定。但由于电流速断不能保护线路全长，电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或电流速断加过电流保护，也可以三者同时采用。
　　1.2 电流速断保护的整定计算
　　动作电流的整定(根据躲过运行方式下本线路末端发生三相短路的
　　I短路电流来整定)即Iset.1?Ik.B.max
　　IIIIset.1?KrelIk.B.max，其中Krel?1.2~1.3(3-1) 继电器二次动作电流：Iop?IIKnset
　　TAcon(3-2)
　　保护范围校验
　　L50%，L15% 其中，Lmax1?E?1?EI?Zs.max?，Lmin2II?Zs.min Z0?IsetZ?
　　0set
　　(3-3)
　　1.3 电流速断保护整定计算
　　Ⅱ段与下一级线路的Ⅰ段保护有重叠，为了保证选择性，Ⅱ段保护延时?t。 保护Ⅱ段动作电流整定(保护Ⅱ段的保护范围不能超过下一条线路电流速断的保护范围)即Iset.1set.2I。
　　Iset.1KrelIset.2，其中Krel取1.1~1.2 (3-4)
　　带分支电路存在分支系数Kb
　　Kb?故障线路流过的短路电流?1 前一级保护所在线路上流过的短路电流
　　则，Iset.1?I(3-5) Krel
　　b?set.2
　　动作时限：t1?t2t(3-6)
　　灵敏系数校验(最小运行方式下，本线路末端两相短路流过的短路电流来校验)：Ksen?Ik.B.min
　　set.1?1.3~1.5(3-7)
　　当灵敏系数不满足时，t1?t2t(3-8)
　　1.4 定时限过电流保护
　　保护Ⅲ段动作电流整定(按躲过负荷电流来整定)
　　9)
　　继电器二次动作电流：
　　IIIIop?IIIIsetIIIKss1IIIKrel?Ire?IL.maxKreKre(3-IKKssKconKcon?IL.maxnTAKrenTAIIIsetIIIrel
　　10) (3-
　　动作时间的整定(按阶梯原则)：
　　向电源侧逐级至少增加一个?t，这样才能保证选择性。
　　灵敏度校验(最小运行方式下，本线路末端发生两相短路的短路电流来校验)： Ik.minIIIIIIKsen?III ，其中Ksen?1.3~1.5Iset
　　(3-11)
　　2、输电线路距离保护
　　距离保护就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。
　　距离保护的原理就是利用保护安装处的测量阻抗在正常和短路时的幅值、阻抗角的不同来判断是否发生了故障，它同时利用了故障电压和电流的变化，反应故障点到保护安装处的距离而工作，又称低阻抗保护。
　　3、输电线路差动保护
　　电流差动保护是继电保护中的一种保护。正相序是A超前B,B超前C各是120度。反相序(即是逆相序)是A超前C,C超前B各是120度。有功方向变反只是电压和电流的之间的角加上180度，就是反相功率，而不是逆相序。
　　差动保护是根据＂电路中流入节点电流的总和等于零＂原理制成的。
　　差动保护把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当设备出现故障时，流进被保护设备的电流和流出的电流不相等，差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定值时，上位机报警保护出口动作，将被保护设备的各侧断路器跳开，使故障设备断开电源。
　　三 各种线路保护的优缺点
　　1、三段式电流保护：优点是简单、经济、工作可靠，在35kV及以下电网中得到了广泛应用。缺点是保护范围、灵敏系数等都直接受系统运行方式的影响，在35kV以上电压等级的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性、速动性的要求。
　　2、距离保护：Ⅰ、Ⅱ段能在任何形状的多电源网络中保证选择性，比电流电压保护的灵敏度高。其中，Ⅰ段的保护范围不受运行方式的影响，Ⅱ、Ⅲ段虽然受影响、但仍优于电流电压保护，多用于110kV及以上电网中。缺点是不能实现全线速动，装置本身元件多可靠性较低、接线复杂维护较难。
　　3、差动保护：
　　优点：1)以基尔霍夫电流定律为判断故障的依据，原理简单可靠，动作速度快。
　　2)具有天然的选相能力。3)不受系统振荡、非全相运行的影响，可以反映各种类型的故障，是理想的线路主保护。
　　缺点：1)要求保护装置通过光纤通道所传送的信息具有同步性。2)对于超高压长距离输电线路，需要考虑电容电流的影响。3)线路经大电阻接地或重负荷、长距离输电线路远端故障时，保护灵敏度会降低。
　　四 总结
　　在几种保护中，差动保护具有的可靠性，但是结构复杂、造价高，适用于重要电力线路或短电力线路的保护，所以我们在此并不采用。而距离保护适用于110kv以上电路且接线复杂，所以我们选择三段式电流保护来对电力线路进行保护。而关于三段式电流保护的可行性，已经在介绍三段式电流保护时验证过了。