第一课：继电保护基本原理和基本概念
继电保护基础知识
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二、继电保护的基本原理
出现零、负序分量
序分量保护
正常运行时：只有正序分量 两相短路时：有负序分量出现 接地短路时：有零序分量出现
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二、继电保护的基本原理
除上述反应于各种电气量的保护以 外，还有根据电气设备的特点实现 反应于非电量的保护。
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二、继电保护的基本原理
电流增大 电压降低
过电流保护 低电压保护
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二、继电保护的基本原理
测量阻抗发生变化
Z =U/I
正常运行时：负荷阻抗 短路时：短路阻抗
测量阻抗变小
阻抗保护
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二、继电保护的基本原理
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二、继电保护的基本原理
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二、继电保护的基本原理
一般情况下，发生短路故障后，总 是伴随有电流的增大，电压的降低/ 线路始端测量阻抗的减小，以及电 压和电流之间相位角的变化。
因此，利用正常运行与故障时这些 基本参数的区别，便可以构成各种 不同原理的继电保护。
2、当发生不正常工作状态时，自动地发出 信号报警，通知值班人员及时处理，或根据 运行条件自行处理（减负荷或跳闸等）。
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二、继电保护的基本原理
利用正常运行与区内外短路故障电 气参数变化的特征构成保护的判据， 根据不同的判据就构成不同原理的 继电保护。
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三、继电保护的分类
电力系统继电保护-全面介绍版
➢灵敏性：保护装置对其保护范围内的故障或不正 常运行状态的反映能力。
保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数Ks来衡量。 ✓对于反应故障时参数量增加的保护（如过电流保护）
保 护 区 内 故 障 时 反 应 量的 最 小 值
Ks
保护动作的整定值
✓对于反应故障时参数量降低的保护（如低电压保护）
保护动作的整定值 Ks 保护区内故障时反应量的最大值
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第3节 电力线路继电保护
一、概述
电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保 护和过负荷保护。
相间短路保护：应作用于断路器的跳闸机构， 使断路器跳闸，切除短路故障部分。
单相接地保护：绝缘监视装置，动作于信号； 有选择性的单相接地保护，动作于信号，严重时， 动作于跳闸。
过负荷保护：动作于信号。
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二、保护装置的接线方式
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4.电磁式信号继电器（KS） 在继电保护装置中，用来发出保护装置动作的信
号，属于机电式有或无继电器。
电流型：电流线圈，阻抗小，串联在二次回路中 电压型：电压线圈，阻抗大，并联在二次回路中
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5.电磁式中间继电器（KM） 作用：弥补主继电器触点数量和触点容量的不足。 安装位置：装设在保护装置的出口回路，用以接通断 路器的跳闸线圈，也称为出继电器。
荷电流整定，并以时间来保证动作的选择性。
过电流保护的作用：作为本线路的后备保护（近后
备）和下一级线路的后备保护（远后备）。
保护范围：本线路和相邻线路的全长。
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（一）过电流保护的原理与组成
定时限过电流保护的接线图和展开图 a）原理图 b）展开图
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（二）过电流保护装置的整定计算 1、动作电流的整定 a.动作电流Iop必须躲过线路上的最大负荷电流IL·max
继电保护基本知识培训资料PPT课件
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比率差动保护用以躲过穿越型故障而设 置。变压器外部设备故障时，流入变压 器的电流包括负荷电流和故障电流，这 个电流称为穿越性电流，此时，变压器 的差动动作电流会随着穿越电流的大小 成比率变化，躲过穿越电流的冲击，防 止变压器误动作。
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三、灵敏性
灵敏性是指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，各类保护的最小灵敏系数在 规程中有具体规定。 选择性和灵敏性的要 求，通过继电保护的整定实现。
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四、速动性
速动性是指保护装置应尽快地切除短路故 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电源或备用设 备自动投入的效果等。一般从装设速动保 护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零 序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、 减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时 间等方面入手来提高速动性。
元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续 运行。
2、 对不正常运行状态，为保证选择性，一般要 求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有 无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳 闸），且能与自动重合闸相配合。
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第二节 继电保护的基本原理和保护 装置的组成
一、继电保护的基本原理
2019年11月
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第一章 继电保护的基本概念
第一节 电力系统继电保护的作用 第二节 继电保护的基本原理和保护装
置的组成 第三节 对继电保护装置的基本要求
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第一节 电力系统继电保护的作用
电力系统继电保护原理及基本概念
电力系统继电保护原理及基本概念一、继电保护的初步了解继电保护呢，就像是电力系统的小卫士。
首先啊，咱们得知道它是干嘛的。
它主要就是在电力系统发生故障啦，像短路呀或者不正常运行状态的时候呢，迅速准确地把故障部分从系统里切除或者发出信号啥的。
这听起来是不是还挺酷的？就好像一个超级英雄及时出手拯救世界一样！不过呢，这其中的原理可是有点复杂的哦。
我觉得在这最开始了解的阶段大家可以先想象一下，如果没有这个继电保护，电力系统一旦出故障，那得多乱套呀！整个电网可能都会受到影响呢。
所以这一步虽然看似只是个初步概念的理解，但真的很重要，不要小瞧它哦！二、继电器的基本构成这一块我通常会在学习测量元件的时候多花些时间。
为啥呢？因为它是基础嘛，如果测量都不准，后面的逻辑判断和执行不就都乱套了嘛。
而且这个过程中可能会碰到一些看起来很相似的概念，大家可别搞混咯。
比如说，不同类型的继电器测量的电气量可能会有差别，这时候一定要仔细分辨呀！你是不是也觉得这里有点绕呢？三、继电保护的基本原理之过电流保护咱们再来说说这个过电流保护原理吧。
简单来讲呢，当电路中的电流超过了正常运行时的数值，就可能是出问题了，这时候继电保护装置就得发挥作用了。
那它是怎么知道电流超没超呢？就靠前面说的测量元件啦。
测量元件检测到这个过大的电流后呢，逻辑判断元件就开始工作啦，它判断这个电流大到是不是已经属于故障状态了。
如果是呢，执行元件就会动作，把电路断开。
四、继电保护的基本原理之过电压保护过电压保护和过电流保护有点类似呢。
当电力系统中的电压超过了正常范围，那也是很危险的可能会损坏设备什么的。
同样的，测量元件先检测电压，然后逻辑判断元件判断这个电压超标的程度是不是达到了故障的标准，如果达到了，执行元件就采取行动断开电路或者发出报警信号。
在这里呢，我想提醒大家的是，电压这个东西很敏感的。
有时候一些外部因素，像雷击呀或者突然甩掉大量负荷，都可能引起电压的波动。
所以在考虑过电压保护的时候，要把这些因素都考虑进去哦。
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。
继电保护最全面的知识
继电保护最全面的知识一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
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由线路的阻抗角决定的，一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+（60°~85。
）。
4）测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值。
正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。
二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。
1、选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
继电保护基础知识
输电线纵联保护
二、高频保护
二）、通道的工作方式及高频信号的应用 1、高频通道的工作方式： 长期发信方式：正常运行时，始终收发信（经常有高频电 流） 故障时发信方式：正常运行时，收发信机不工作。当系统 故障时，发信机由启动元件启动通道中才有高频电流 （经常无高频电流） 2．高频信号的分类及应用 按高频信号的应用分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信 号
概述
三、对继电保护的基本要求
3、灵敏性：
指在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论 短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏地正确 地反应出来。
概述
三、对继电保护的基本要求
4、可靠性：
指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即
不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能 可靠不动，即不发生错误动作（简称误动）。
概述
二、继电保护的基本原理、构成与分类
5）按保护所起的作用分：主保护、后备保护、辅助保护；
① 主保护：以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护 ② 后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。分为远 后备和近后备保护两种。 ③ 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
输电线纵联保护
二、高频保护 定义：以输电线载波通道作为通信通道的纵联保 护。高频保护就是将线路两端的电流相位（或 功率方向）转化为高频信号，然后利用输电线 路本身构成一高频（载波）电流的通道，将此 信号送至对端，进行比较。 分类：按照工作原理分两大类，方向高频保护和 相差高频保护。 方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。 相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。
继电保护基础知识
第一章继电保护基本概念及原理介绍
第一章继电保护基本概念及原理介绍1电力系统继电保护的作用电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。
在发生短路可能产生以下后果：1)通过故障点很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件遭到破坏。
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它的损坏或缩短它们的使用寿命。
3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量。
4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。
例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。
由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。
此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。
故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。
事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭雷击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。
因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效的方法之一。
切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。
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。
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总结一下就是： 三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。 三相接地短路故障时 单相接地故障时候，系统有负序和零序分量。 两相短路故障时候，系统有负序分量。 两相短路接地故障时，系统有负序和零序分量。
不对称故障(不管接不接地)时会有负序分量，不 对称接地故障时会有零序分量
功率方向：保护需要判断是不是我保护范围内的故障，我前 面的我管，我身后的我不管，所以我把前面的定义为正方向 ，后面的定义为反方向，这个正反就靠功率方向来判断，以 线路保护为例
同样的，也有零序功率方向，负序功率方向，分别用于零序 保护和不对称故障保护中。原理和正序功率方向大同小异。 现在的方向元件都是直接计算电压与电流之间的幅角，比如 某距离保护的正序方向元件工作判据为
为了考虑不同的故障，它的判据更为复杂，但最基本的判断 依据还是不同方向短路后，方向元件测量电压电流之间角度 的不同
继电保护基本原理及基础概念
d (3)
a b c a b c
d (2) ab d
(2) bc
d (2) ca
a b c
(1) da (1) db
a
d (2,0) ab
d (2,0) ca d (2,0) bc
d
单相接地短路
Phase -to-ground
(1) c
b c
三相短路
Three phase
(1)测量部分 测量从被保护对象输入的有关物理量，并与已给定的整定值进行比较， 根据比较结果给 出“大于”、“不大于”等具有“0 、1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启 动。 (2)逻辑部分 根据测量部分输出量的性质、出现的顺序以及持续的时间，使保护装置按一定的逻辑关 系,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。 判定故障的类型和范围， (3)执行部分 根据逻辑元件传送的信号，完成相应的操作。 如：跳闸、发信号等。
反方向发生 arg 180 (60 85) 序分量保护 三相短路： I 非电气量：瓦斯保护，过热保护等。
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，通称为继电保护装置。
电流增大
电压降低
过电流保护
低电压保护
原则上说：只要找出正常运 方向保护 电流电压间的相位角会发生变化 行与故障时系统中电气量或 U 非电气量的变化特征（差 正常运行时 ： arg U 20-----负荷功率因数角 会发生变化 I 阻抗保护 Z I 别），即可找出一种原理， 线路正方向发生 arg U ∑ 60 = 85 -----线路阻抗角 且差别越明显，保护性能越 正常 ： ∑ I = 0 ； 短路 ： I Id 电流差动保护 三相短路： I 好。 U 出现I2、I0
继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：
(1)可靠性是指保护该动作时应可靠动作。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。
(2)选择性是指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，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动 与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相 互配合。 (3)灵敏性是指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，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求， 通过继电保护的整定实现。 (4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，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电源或备用设备自 动投入的效果等。
两相短路
Phase -to-phase
两相接地短路
Phase -to-phaseto-ground
常见的十种短路类型
a b c
a b c
一相断开
两相断开
纵向不对称故障
复杂故障：在电力系 统的不同地点（两处 或两处以上）同时发 生不对称故障的情况
最常见且最危险的是各种类型的短路
1.2.1 基本原理
找差别 实现保护
简述继电保护的基本原理和构成方式： 继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电 流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其 他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的 增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保 护装置都包括测量部分(和定值流
电力系统接地方式
中性点直接接地、中性点不直接接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统（110KV及以上 电网），中性点不直接接地称为小电流接地系统（ 35KV 及以下电网）。
重合闸前加速保护（简称“前加速”）
I I t 1 ZCH l1 I t l2 2 3 I t
l3
L1、L2、L3上任一点故障，保护1速断动，跳1DL——>ZCH 重合，若成功，恢复正常供电；若不成功，按选择性动作。
继电保护中的一些重要概念
电压电流： 电压可以分解为正序分量，负序分量，零序分量 同样的，电流也可以分解为这三个量 图