电力系统继电保护的基本原理
电力系统继电保护原理
电力系统继电保护原理引言电力系统继电保护是电力系统中非常重要的一部分，它的作用是保护发电、输电和配电设备以及负载设备，以防止电力系统发生故障。
本文将详细介绍电力系统继电保护的原理以及其在电力系统中的应用。
一、继电保护的概述继电保护是电力系统中的一项重要技术，用于及时发现和切除发电、输电和配电系统中的故障。
它起着安全、稳定运行电力系统的作用。
继电保护系统主要由继电保护装置、CT（Current Transformer）和PT（Potential Transformer）、配电自动化装置和通信装置等组成。
二、继电保护原理1. 继电保护装置继电保护装置是实现继电保护功能的关键设备。
它通过对电力系统各个部分电压和电流的测量，来实现故障的检测和切除。
根据检测到的电压和电流信号，继电保护装置会发出指令来切断电路，防止故障进一步扩大。
2. CT和PTCT（Current Transformer）和PT（Potential Transformer）是继电保护装置中的关键设备，用于将电流和电压信号转换为继电保护装置可处理的信号。
CT和PT通常与高压电力系统中的电流和电压传感器配合使用，将高电压和高电流信号降低到继电保护装置可处理的范围。
3. 配电自动化装置配电自动化装置是电力系统中常用的继电保护装置之一。
它可以实现对配电系统的自动化控制、故障检测和切除。
配电自动化装置通过测量电流和电压信号，来判断是否有电力系统故障，并根据设定的保护动作条件，自动切除故障电路，保证电力系统的安全运行。
4. 通信装置通信装置在电力系统继电保护中起着重要的作用。
它通过与其他继电保护装置和监控系统进行通信，实时传输电力系统状态信息，以实现对电力系统的远程监控和故障处理。
通信装置可以使继电保护系统具备远程操作、远程监控和远程维护等功能。
三、继电保护在电力系统中的应用1. 发电系统在发电系统中，继电保护主要用于保护发电机和变压器等重要设备。
继电保护工作原理
继电保护工作原理
继电保护工作原理是指通过继电器将电力系统各部件的状态信息传递给保护设备，实现对电力系统的保护。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 电流保护：电流保护主要是通过测量电路中的电流来判断是否存在过载、短路等故障。
当电流超过设定值时，继电器会被动作，将信号发送给保护设备，从而切断故障电路。
2. 过电压保护：过电压保护是通过对系统中电压进行监测和测量，当电压超过设定值时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以避免电气设备受到损坏。
3. 低电压保护：低电压保护基本原理与过电压保护相似，但是保护对象是电压过低的情况。
当电压低于设定值时，继电器会触发保护动作，以避免设备在电压过低情况下无法正常工作。
4. 频率保护：频率保护用于监测电力系统的频率，当频率偏离正常范围时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以防止电力系统发生频率过高或过低的故障。
5. 距离保护：距离保护是用于判定系统中发生故障的位置，以便精确地切除故障区域。
它通过测量故障点电流和电压的相位差来判断故障的距离，从而实现保护动作。
6. 差动保护：差动保护是一种用于保护输电线路和变压器的重要方式。
它基于物理定律，通过比较输入和输出电流的差值，
来判定是否存在异常情况，如短路、接地等故障。
综上所述，继电保护工作原理是通过测量和比较电力系统中各种参数（电流、电压、频率等）的数值，判断系统是否存在故障，并通过继电器将信号传递给保护设备，实现对电力系统的自动保护。
电力系统继电保护基本原理
电力系统继电保护基本原理电力系统继电保护是电力系统中重要的安全保护措施，其基本原理是通过检测电力系统中的异常故障状态，并采取控制措施来迅速、准确地切除故障点，保护电力系统的安全运行。
下面将从基本概念、分类、原理以及应用等方面进行详细介绍。
一、基本概念继电保护是电力系统中用来对故障进行保护的设备。
它可以检测系统中的故障，并通过切除故障点、发送报警信号等手段来保护电力系统的安全运行。
二、分类根据继电保护的功能和应用，可以将其分为主保护、备用保护以及辅助保护。
1. 主保护：主保护是对电力系统中的主要设备（如变压器、发电机、电动机等）进行保护的措施。
主保护对应用最为严格的要求，需要快速、准确地切除故障点，并能适应系统的各种工作条件。
2. 备用保护：备用保护是为了当主保护出现故障或失效时，起到替代保护作用的设备。
备用保护的要求相对较低，主要是为了保证在主保护失效时仍能有效地保护电力系统。
3. 辅助保护：辅助保护是对系统中的辅助设备和线路进行保护的措施。
辅助保护的主要作用是检测系统中的异常情况，并发出相应的信号进行报警，以减少故障对系统的影响。
三、原理继电保护的工作原理是基于电气量的变化检测和测量。
通过对电流、电压、频率、功率因数等电气量的测量，判断系统中是否存在故障，并能够快速、准确地切除故障点。
1. 故障检测：继电保护能够检测到电力系统中的各种故障类型（包括短路、过载、接地故障等）。
通过对电流、电压等电气量进行检测和测量，在故障发生时能够及时判断故障类型和位置。
2. 故障切除：当继电保护检测到故障时，会通过控制开关进行故障点的切除。
切除故障的方式包括断开故障电路、切除故障设备、切换备用设备等。
3. 报警通知：继电保护还能够通过发送报警信号或故障信息来通知操作人员。
操作人员在接收到报警信息后，可以及时采取相应的措施来处理故障。
四、应用继电保护广泛应用于电力系统中的各个环节，包括输电线路、变电站、发电机等。
电力系统中的继电保护装置原理
电力系统中的继电保护装置原理继电保护装置在电力系统中起着至关重要的作用。
它们用于检测电力系统中的异常情况，并迅速切断故障部分，以保护系统的正常运行和设备的安全。
本文将介绍电力系统中继电保护装置的原理及其工作机制。
一、继电保护装置的基本原理继电保护装置的基本原理是利用电力系统中的电流、电压等信号，通过对这些信号进行检测和判断，实现对电力系统的保护。
具体来说，继电保护装置通过测量电流和电压的大小和相位关系，判断电力系统中是否存在异常情况，如短路、过电流、低电压等。
一旦检测到异常情况，继电保护装置会发出信号，通过断路器等设备切断故障电路，以防止故障扩大或对设备造成损坏。
二、继电保护装置的工作机制继电保护装置的工作机制通常包括以下几个步骤：1. 信号采集：继电保护装置通过电流互感器和电压互感器等设备对电力系统中的电流和电压进行采集。
这些传感器将电流和电压信号转化为适合继电保护装置处理的信号。
2. 信号处理：继电保护装置会对采集到的信号进行处理，例如通过滤波器滤除噪声等。
信号处理的目的是确保继电保护装置能够准确地判断电力系统中是否存在故障。
3. 故障判断：在信号处理之后，继电保护装置会将处理后的信号与预设的故障判断条件进行比较。
如果处理后的信号符合某一故障判断条件，继电保护装置将判断系统发生了故障。
4. 发出动作信号：一旦继电保护装置判断系统发生故障，它会发出动作信号。
这个信号通常用于切断故障部分的电路，以保护系统和设备的安全。
5. 动作执行：继电保护装置的动作信号会送至断路器等装置，使其切断故障电路。
在故障被排除之后，断路器可以重新合闸，使电力系统恢复正常运行。
三、继电保护装置的分类根据其保护对象和工作原理的不同，继电保护装置可以分为多种类型，如电流保护、过电流保护、差动保护等。
每种继电保护装置都有其专门的应用领域和工作原理。
1. 电流保护：电流保护装置主要用于检测电力系统中的电流异常情况，如过流和短路。
电力系统继电保护的原理
电力系统继电保护的原理
电力系统继电保护的原理是基于监测电力系统中的电流、电压等参数，一旦这些参数超过了设定的阈值，继电保护设备就会发出信号，触发断路器等设备进行动作，以保护电力系统的安全稳定运行。
继电保护设备通常由电流互感器和电压互感器等传感器、测量单元、比较单元、逻辑单元以及执行单元等组成。
其中，电流互感器和电压互感器负责将电力系统中的电流和电压信号转化为测量信号，传送给测量单元进行处理。
测量单元将测量信号转化为数字信号，并与事先设定的保护阈值进行比较。
比较单元负责对比测量信号和阈值的大小关系，当测量信号超过设定阈值时，比较单元会发出触发信号。
逻辑单元接收触发信号，并根据预设的保护逻辑进行判断，决定是否需要进行保护动作。
最后，执行单元接收逻辑单元的指令，通过操纵断路器等设备进行相应的动作。
继电保护设备的阈值设置是根据电力系统的运行要求和设备的额定参数进行调整的。
不同的电力设备，如发电机、变压器、线路等，具有不同的保护要求，因此需要针对性地设置保护阈值。
阈值的设置需要综合考虑设备的稳定工作范围、起动过电流、过负荷电流等因素，并根据实际情况进行适当调整。
继电保护系统的关键在于快速、准确地检测电力系统中的异常情况，并及时采取相应的保护措施。
通过使用互感器转化电路参数为可测量的信号，再经过测量、比较和逻辑判断等步骤，
能够快速、有效地实现对电力系统的保护。
这种原理能够大大提高电力系统的可靠性和安全性，确保电力系统的正常运行。
电力系统继电保护的基本原理
电力系统继电保护的基本原理电力系统继电保护的基本原理电力系统是现代社会发展的重要基础设施，保障电力系统安全稳定运行对于社会的发展和人民的生产生活具有极为重要的作用。
而继电保护作为电力系统中必不可少和关键的组成部分，其主要任务就是在电力系统中发生异常电气现象时迅速地停止有故障部分的运行，以保护电力系统其他部分的正常运行。
因此，关于电力系统继电保护的基本原理具有非常重要的意义。
一、继电保护的基本定义继电保护是指在电气设备的正常运行时，对于突发性或严重的设备事故或者电气故障的发生做出响应，限制故障范围，保护其他设备或系统不受到影响的一种保护措施。
二、继电保护的作用继电保护的作用是对电气设备和电力系统进行保护。
在故障发生时，需要快速地对故障进行检测和诊断，尽可能地将故障限制在短暂的时间内，同时尽快地将故障设备从系统中隔离出来，有效地保护了电力系统的正常运行。
三、继电保护的基本原理1、电气量测量原理：此原理是继电保护的最基本也是最重要的原理。
电气量是一种可以用数值大小表示的物理量，例如电压、电流、功率等。
通常，继电保护装置都会测量电气量，以判断电气设备的运行状态是否正常。
在继电保护装置中，各种电气量都会被放大，同时进行处理和判断，判断是否与规定的条件相符合，如果不符合，则会进行保护动作，将故障设备隔离出来。
2、比率测量原理：通常，电力系统中各种电器设备的电气参数都是不同的，因此继电保护装置在检测时需要根据设备参数调整装置的检测条件。
通过将各种电气参数的特点进行比较来实现此原理的应用。
3、"一"字原理：此原理指的是，在重要的电气设备上，需要同时接入多个继电保护装置，并且每个装置必须满足一定的条件。
在电力系统中，依次进行一系列的保护动作，从而将故障限制到最大可能的范围之内。
四、继电保护的类型1、过流保护：该保护类型是电气系统中最常见的一种继电保护，主要用于保护设备和线路。
当过流保护装置检测到线路或设备的电流超过规定的值或持续时间时，电路将被隔离。
继电保护的四个基本原理
继电保护的四个基本原理继电保护是电力系统中非常重要的一项安全保护措施，它能够在电力系统发生故障时快速、准确地检测和切除故障部分，从而保护电力设备和电力系统的安全运行。
继电保护的实现依赖于一些基本原理，本文将介绍继电保护的四个基本原理。
一、电流保护原理电流保护是继电保护中最常见的一种保护方式。
它基于电流的大小和方向来判断电力系统中是否存在故障。
当电流超过设定值时，继电器就会触发动作，进而切除故障部分。
电流保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将高电压线路中的电流转换成与之成比例的低电流，并通过继电器进行监测和切除故障。
二、电压保护原理电压保护是继电保护中另一种常见的保护方式。
它主要用于检测电力系统中的电压异常情况，如过高或过低的电压。
电压保护的实现需要使用电压互感器和继电器。
电压互感器将高电压线路中的电压转换成与之成比例的低电压，并通过继电器进行监测和切除故障。
三、差动保护原理差动保护是一种以比较电流差值来判断电力系统中是否存在故障的保护方式。
它主要应用于变压器、发电机等设备的保护。
差动保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将设备输入和输出侧的电流转换成与之成比例的低电流，继电器通过比较两侧电流的差值来判断是否存在故障，并触发动作切除故障。
四、过电流保护原理过电流保护是一种以电流超过额定值来判断电力系统中是否存在故障的保护方式。
它主要用于保护电力系统中的配电线路和设备。
过电流保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将高电压线路中的电流转换成与之成比例的低电流，并通过继电器进行监测和切除故障。
继电保护的四个基本原理分别是电流保护、电压保护、差动保护和过电流保护。
这些原理在电力系统中起到了至关重要的作用，保护了电力设备和电力系统的安全运行。
通过合理配置和使用继电保护装置，能够及时检测和切除故障，有效避免了电力系统事故的发生，保障了电力系统的可靠供电。
电力系统继电保护教材
电力系统继电保护教材1. 简介继电保护是电力系统中保护设备的一种重要方式，它通过对电力系统的监测、检测和控制来保护电力设备的安全运行。
本教材将介绍电力系统继电保护的基本概念、原理和常见的保护装置。
2. 电力系统继电保护的基本原理电力系统继电保护的基本原理是通过监测电力系统中的参数变化，如电流、电压、频率等，来判断电力设备是否处于故障状态，并采取相应的措施保护电力设备。
本章将介绍电力系统继电保护的基本工作原理和保护装置的分类。
2.1 电力系统继电保护的基本工作原理电力系统继电保护的基本工作原理是根据电力设备在正常工作状态和故障状态下的参数差异来判断设备是否处于故障状态。
通过对电流、电压、频率等参数进行监测和检测，可以及时发现电力设备的异常情况，并采取相应的保护措施，保证电力设备的安全运行。
2.2 保护装置的分类根据保护装置的功能和工作原理的不同，可以将保护装置分为不同的类型。
常见的保护装置有过电流保护装置、距离保护装置、差动保护装置、过压保护装置等。
本节将对这些保护装置的原理和应用进行介绍。
3. 电力系统继电保护的主要问题和解决方法电力系统继电保护在实际应用过程中可能会遇到一些常见的问题，如误动、误保护、误动等。
本章将介绍这些问题的原因和解决方法，以及如何进行保护装置的测试和维护。
3.1 误动的原因和解决方法误动是指保护装置在正常工作状态下误动的情况。
误动可能会导致电力系统的不稳定运行，甚至引发整个电力系统的故障。
本节将介绍误动的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误动的发生。
3.2 误保护的原因和解决方法误保护是指保护装置在故障状态下未能正常工作的情况。
误保护可能会导致电力设备受到进一步的损害，甚至引发整个电力系统的崩溃。
本节将介绍误保护的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误保护的发生。
3.3 保护装置的测试和维护保护装置的测试和维护是保证电力系统继电保护正常工作的关键。
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系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
二、电力系统继电保护的作用
• 在电力系统故障与不正常运行状态时利 用继电保护装置切除故障元件或动作于 信号、减负荷或跳闸, 保证电力系统正 常运行
1.继电保护装置：
反应电力系统中电气元件发生的故障或 不正常运行状态，并动作于断路器跳闸 或发出信号的一种自动装置。
2.电力系统继电保护的基本任务
– 远后备
• 保护或断路器拒动时，由前一条线路(靠近 电源侧)保护（远后备保护）动作切除故障
– 近后备 • 主保护拒动时，由同一条线路保护（近后备 保护）动作切除故障； • 断路器失灵时，由断路器失灵保护动作切除 故障（切除与失灵断路器相联的母线上的所 有其它断路器）
• 220KV以上高压系统保护的配置
•
保证选择性的技术措施（电流保护为例)）
1. 保护动作定值（Idz1> Idz5> Idz6 ） 2. 保护动作时间（ 1失去作用时，如过电流中： t 1> t 5 > t 6 ） 3. 保护动作方向（ 1，2失去作用时，应用于双回 线或双侧电源线路中, 注意保护正方向）
• 满足选择性要求的后备保护
• 执行部分
根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装 置所担负的任务 ( 跳闸或发出信号等)。
2.继电保护的基本类型
• 机电式:电磁型、感应型或电动型继电器 – 逻辑部分:继电器组合逻辑与时序逻辑 • 电子式静态保护 :晶体管 、集成电路型 – 逻辑部分:数字电路逻辑与时序逻辑 • 数字式静态保护 ：微机保护 – 逻辑部分:数字编程逻辑与时序逻辑
– 一般保护为60ms—120ms – 快速保护可达10ms—40m s – 超高速保护小于10ms（保护出口故障）
三、灵敏性
• 保护对于其保护范围内发生故障或不正常运行
状态的反应能力，以灵敏系数表示：
四、可靠性
• 保护区内故障时不拒动 • 保护区外故障时不误动 • 不误动可靠性和不拒动可靠性的措施常 常互相矛盾 • 电力系统的结构和负荷性质的不同，误 动和拒动的危害程度有所不同 ，应按系 统具体情况采用不同的可靠性措施
纵联差动保护原理说明
相关概念：保护正方向 故障电流由母线流向线路（元件）的方向
三、使用非电量的保护
• 根据电气设备的特点实现 • 变压器油箱内部的绕组短路 – 反应于变压器油被分解所产生的气体 及油流速度变化而构成的瓦斯保护
• 发电机、变压器过负荷或过热
– 反应于绕组温度的温度高保护
四、继电保护的原理结构
• 灵敏性↑→ 抗干扰能力↓ → 可靠性↓
• 防误动可靠性↑→防拒动可靠性↓
• 如何处理这些关系，将在后续章节中具体讨论
课程学习要求
• 掌握继电保护基本工作原理 • 结合继电保护“四性”要求，深入理解 继电保护整定计算原则 • 掌握继电保护整定计算基本方法 • 一般性了解具体保护装置示例
电力系统继电保护的基本原理
• 电网的电流保护和方向性电流保护 • 电网的距离保护
• 高频(载波)保护
• 自动重合闸
• 电力变压器保护
• 发电机保护
• 母线保护
第一章
绪
论
第一节 电力系统继电保护的作用
• 切除故障元件、保证电力系统正常运行
一、电力系统故障与不正常运行状态
1.电力系统故障类型
（1）输电线路的各种短路故障
（1）系统中有充足的旋转备用容 量、输电线路很多，各系统、电 源与负荷之间联系很紧密：
• 由于保护装置的误动作，使发电机、变 压 器或输电线切除而给电力系统造成的影 响可能较小。 • 发电机、变压器或输电线故障时继电保 护装置拒动，将造成设备的损坏或系统 稳定的破坏 • 提高继电保护不拒动的可靠性更为重要
1.继电保护装置原理结构
• 整套继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执 行部分组成
• 测量部分
测量由被保护对象输入的有关电气量，与给 定整定值比较，给出一组逻辑信号，判断保 护是否应该起动。
• 逻辑部分
根据测量部分各输出量的大小、性质、输出 的逻辑状态、顺序或它们的组合，使保护装 置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否使 断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给 执行部分。
（2）系统中旋转备用容量很少，各系 统、电源与负荷之间的联系薄弱：
• 由于保护装置的误动作使发电机、变压 器或输电线切除，将会引起对负荷供电 的中断，甚至造成系统稳定的破坏 • 当某一保护装置拒动时，其后备保护仍 可以动作而切除故障 • 提高保护装置不误动的可靠性更为重要
（3）可靠性方案 • 防误动方案 两套保护以“与”逻辑起动跳闸。
–
加强主保护，简化后备保护，实现完 备的保护双重化
• 高频保护双重化 • 后备保护双重化 • 保护电源、跳闸电源双重化 • 采用双跳闸线圈的断路器 双重化配置的保护、电源与跳闸回路互为后备， 大大提高了保护的可靠性
二、速动性
• 快速地切除故障可以提高电力系统并列运行的 稳定性，缩小故障元件的损坏程度 • 主要用于必须快速切除的故障：
• 防拒动方案 两套保护以“或”逻辑起动跳闸。
• “三取二”表决器方案 以硬件冗余方式提高可靠性。这种方案中， 任 意一套保护拒动或误动，都不会使整套保护 装 置拒动或误动。 • 实际应用的保护装置，特别是目前使用广泛 的微机保护，大都是在同一套保护中采用多
五、四个基本技术性要求 ( 或称“四性”要求 )， 是分析研究继电保护性能的基础，它们具有对 立统一的辩证关系： • 速动性↑→ 装置复杂性↑ → 可靠性↓
第三节
对继电保护的基本要求
动作于跳闸的继电保护，在技术上满足四个 基本要求，即 选择性： 正确选择故障元件 速动性： 快速反应并切除故障 灵敏性：灵敏反应故障 可靠性：可靠不误动/不拒动
常称为保护的“四性”要
求 一、选择性
保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除， 保证无故障部分仍能继续安全运行。
一、使用单侧电量构成的保护
1.电流保护:
2.电压保护:
3.距离保护:
二、使用双侧电量构成的 差动原理保护
• 利用电气元件在内部、外部故障 ( 包括正常运
行情况) 两侧电流相位或功率方向的差别构成：
– 纵联差动保护 – 相差高频保护 – 方向高频保护等
• 只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反 应外部故障，具有绝对选择性。
(1) 根据维持 系统稳定 的要求，必须快速切除 的高压输电线路上发生的故障；
(2) 使发电厂或重要用户的母线电压低于允许 值(一般为0．7倍额定电压)的故障； (3) 大容量 的发电机、变压器以及电动机内部 发生的故障；
(4) 1—10kV 线路导线截面过小，为避免过 热不允许延时切除的故障等； (5)可能危及人身安全、对通讯系统等有强 烈干扰的故障等。 • 继电保护的动作时间
(1) 自动、迅速、有选择性 地切除故障元件，使 故障元件免于继续遭受破坏，电力系统其余部分 保持正常运行；
(2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运 行维护的条件动作于发出信号、减负荷或延时跳 闸 (3)根据实际情况, 尽快恢复停电部分的供电
第二节 继电保护的基本原理和
构成方式
• 要求:正确区分正常运行与故障\不正常运行状态
（2）发电机、变压器、电抗器等电气元件
绕组的匝间短路故障
2.不正常运行状态
电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏 （可能引起故障：如加快绝缘的老化和损坏 等）。包括: • 过负荷(I>IN) • 过电压(U>UN) • 频率低(f>fN) • 电力系统振荡等
3.电力系统故障后果
(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起 的电弧，使故障元件损坏； (2) 短路电流通过非故障元件，由于发热和 电动力的作用，引起损坏或缩短使用寿命； (3) 故障区域电压大大降低，影响用户工作。 (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起