供配电系统的继电保护概述
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第四章继电保护2资料
该算法可获得很好的滤波性能和很高的精度，但预设函数越复杂， 精度越高，计算时间就越长。
五、微机保护的可靠性
➢可靠性包括两个方面——不误动和不拒动。 ➢微机保护的可靠性主要是抗干扰问题。
➢防止干扰进入微机保护装置的措施有： ✓正确合理的接地处理； ✓良好的屏蔽与隔离； ✓必要的滤波、退耦和旁路电容； ✓良好的供电电源； ✓合理地分配和布置插件。
➢应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”起 动ARD；ARD的起动条件为：SA在“合闸后”位置，QF在“跳闸”位 ➢用控制置开。关或遥控装置将断路器断开时，ARD不应起动；
➢手动合闸于故障线路不重合；
➢ARD只能动作一次；
➢ARD动作后应能自动复归，准备再次动作；
➢ARD的动作时间应尽可能短，一般为0.5～1.5s；
额定电流
Ic≤ Ir ≤Ial
约定动作电流 I2≤1.45Ial
对熔断器，一般 I2=1.6Ir 对断路器，一般 I2=1.3Ir
突然断电比过负荷而造成的损失更大的线路（如消 防水泵、消防电梯等线路），其过负荷保护应作用于信 号而不应作用于切断电路。 配电线路宜采用同一保护电器作短路保护与过负荷保护。
2.短路保护电器的装设 ➢短路保护电器应装设在回路首端和回路导体载流量因截面、 材料、敷设方式等发生变化而减小的地方。 ➢短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相上
3.并联导体的短路保护 对于多根并联导体组成的线路，其中任一根导体在最不利 的位置处发生短路故障时，短路保护电器应能及时切断短路故 障。 若在线路首端采用一台保护电器，则应尽量避免在并联区 段内发生短路的可能性。
➢人机接口电路：包括显示、键盘、各种面板开关、打印 与报警等，其主要功能用于调试、整定定值与变比等。 ➢供电电源：通常采用逆变稳压电源，即将直流逆变为交 流，再把交流整流为微机保护所需的直流工作电压。 微机保护装置硬件组成的基本框图如图4-37所示。
五、微机保护的可靠性
➢可靠性包括两个方面——不误动和不拒动。 ➢微机保护的可靠性主要是抗干扰问题。
➢防止干扰进入微机保护装置的措施有： ✓正确合理的接地处理； ✓良好的屏蔽与隔离； ✓必要的滤波、退耦和旁路电容； ✓良好的供电电源； ✓合理地分配和布置插件。
➢应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”起 动ARD；ARD的起动条件为：SA在“合闸后”位置，QF在“跳闸”位 ➢用控制置开。关或遥控装置将断路器断开时，ARD不应起动；
➢手动合闸于故障线路不重合；
➢ARD只能动作一次；
➢ARD动作后应能自动复归，准备再次动作；
➢ARD的动作时间应尽可能短，一般为0.5～1.5s；
额定电流
Ic≤ Ir ≤Ial
约定动作电流 I2≤1.45Ial
对熔断器，一般 I2=1.6Ir 对断路器，一般 I2=1.3Ir
突然断电比过负荷而造成的损失更大的线路（如消 防水泵、消防电梯等线路），其过负荷保护应作用于信 号而不应作用于切断电路。 配电线路宜采用同一保护电器作短路保护与过负荷保护。
2.短路保护电器的装设 ➢短路保护电器应装设在回路首端和回路导体载流量因截面、 材料、敷设方式等发生变化而减小的地方。 ➢短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相上
3.并联导体的短路保护 对于多根并联导体组成的线路，其中任一根导体在最不利 的位置处发生短路故障时，短路保护电器应能及时切断短路故 障。 若在线路首端采用一台保护电器，则应尽量避免在并联区 段内发生短路的可能性。
➢人机接口电路：包括显示、键盘、各种面板开关、打印 与报警等，其主要功能用于调试、整定定值与变比等。 ➢供电电源：通常采用逆变稳压电源，即将直流逆变为交 流，再把交流整流为微机保护所需的直流工作电压。 微机保护装置硬件组成的基本框图如图4-37所示。
电力系统继电保护-全面介绍版
3
➢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
24
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。
25
二、保护装置的接线方式
15
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
16
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。
30
（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
31
32
（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
➢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
浅谈10KV继电保护
浅谈10KV继电保护发布时间：2023-02-07T02:36:50.454Z 来源：《中国电业与能源》2022年9月17期作者：林清华[导读] 本文作者结合自己多年的工作经验对继电保护的现状进行分析林清华广东汇能电气技术有限公司 510168【摘要】本文作者结合自己多年的工作经验对继电保护的现状进行分析，并对系统中应配置的继电保护装置及其配置情况进行表述，提出了应采用不同的逻辑保护应用到不同负荷的变配电系统。
【关键词】继电保护线路变配电一、概述10kV变配电系统包括一次系统及二次系统，由于一次系统较为明了与直观，主要包括：负荷设备、线路及母线、开关设备、互感器及避雷器，在配置上相对于对其实现控制及保护的二次系统较为清晰。
而二次系统主要包括：继电保护装置、自动化测控装置及其二次回路(电压采样、电流采样、开入开出)。
本文阐述的继电保护装置就是在供配电系统中通过对电能参数及开入的采样，以及装置内的不同逻辑，从而对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器驱动相应的出口来组成的一套专门的自动装置，对此，为了确保1OkV变配电系统的正常运行，必须正确配置继电保护系统。
二、10KV变配电系统的继电保护2.1、继电保护装置的任务10kV电气设备在运行中，由于外力破坏、内部绝缘击穿、运行维护不当、检修质量不高及误操作等原因，可能造成电气设备的故障或不正常工作状态。
最常见同时也是最危险的故障是短路，其中包括三相短路、两相短路、两相接地短路及单相短路。
在输电线路中还可能发生断线故障。
有时同时发生，称为复故障。
此时，继保保护装置便发挥相应的功能：(1)当被保护的输电线路或电气元件发生故障时，保护装置迅速动作，使断路器跳闸，将故障部分从电力系统中切除，使其破坏程度最小，并保证非故障部分继续正常运行。
(2)当被保护的输电线路或电气元件发生不正常工作状态时，保护装置发出信号，通知运行人员采取相应措施。
2.2、继电保护系统的基本构成继电保护系统主要由：测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
供配电系统保护
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任务1 继电保护的接线和操作方式
• 正常运行时，YR流过的电流远小于其动作电流(脱扣电流)，因此不动 作。而在一次电路发生相间短路时，短路电流反映到电流互感器二次 侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器QF跳闸。 这种操作方式简单经济，但保护灵敏度低，实际上较少采用。
• (一)定时限过电流保护装置的组成和原理 • 线路定时限过电流保护装置的原理电路如图4-13所示。其中图4-13
(a)是集中表示的原理电路图，通常称为接线图(或结线图)。
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任务2 高压电力线路的继电保护
• 这种电路图的所有电器的组成部件是各自归总在一起的，因此过去也 称归总式电路图。图4-13 (b)是分开表示的原理电路图，通常称为展 开图，这种电路图的所有电器的组成部件按各部件所属回路来分开表 示，全称是展开式原理电路图。从原理分析的角度来说，展开图简明 清晰，在二次回路(包括继电保护电路)中应用最为普遍。
，一般为1.
25 。 Kre越接近于1，说明继电器越灵敏。
• 3.电磁式时间继电器
• 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来获得所需要的延时。常用 的DS-110, 120系列电磁式时间继电器的基本结构如图4-3所示。当继 电器线圈接上工作电压时，铁芯被吸入，使被卡住的一套钟表机构被 释放，同时切换瞬时触点。在拉引弹簧作用下，经过整定的时间，使 主触点闭合。继电器的时限，可借改变主静触点与主动触点的相对位 置来调整。调整的时间范围，标明在标度盘上。
• 电压型信号继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联在二次回路 中。DX-11型电磁式信号继电器的内部结构如图4 -4所示。
• 信号继电器在不通电的正常状态下，其信号牌是支持在衔铁上面的。 当继电器线圈通电时，衔铁被吸向铁芯而使信号牌掉下，显示动作信 号，同时带动转轴旋转90°，使固定在转轴上的动触点(导电片)与静 触点(导电片)接通，从而接通信号回路，发出音响或灯光信号。要使 信号停止，可旋动外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌 复位。
任务1 继电保护的接线和操作方式
• 正常运行时，YR流过的电流远小于其动作电流(脱扣电流)，因此不动 作。而在一次电路发生相间短路时，短路电流反映到电流互感器二次 侧，流过YR，达到或超过YR的动作电流，从而使断路器QF跳闸。 这种操作方式简单经济，但保护灵敏度低，实际上较少采用。
• (一)定时限过电流保护装置的组成和原理 • 线路定时限过电流保护装置的原理电路如图4-13所示。其中图4-13
(a)是集中表示的原理电路图，通常称为接线图(或结线图)。
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任务2 高压电力线路的继电保护
• 这种电路图的所有电器的组成部件是各自归总在一起的，因此过去也 称归总式电路图。图4-13 (b)是分开表示的原理电路图，通常称为展 开图，这种电路图的所有电器的组成部件按各部件所属回路来分开表 示，全称是展开式原理电路图。从原理分析的角度来说，展开图简明 清晰，在二次回路(包括继电保护电路)中应用最为普遍。
，一般为1.
25 。 Kre越接近于1，说明继电器越灵敏。
• 3.电磁式时间继电器
• 电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来获得所需要的延时。常用 的DS-110, 120系列电磁式时间继电器的基本结构如图4-3所示。当继 电器线圈接上工作电压时，铁芯被吸入，使被卡住的一套钟表机构被 释放，同时切换瞬时触点。在拉引弹簧作用下，经过整定的时间，使 主触点闭合。继电器的时限，可借改变主静触点与主动触点的相对位 置来调整。调整的时间范围，标明在标度盘上。
• 电压型信号继电器的线圈为电压线圈，阻抗大，只能并联在二次回路 中。DX-11型电磁式信号继电器的内部结构如图4 -4所示。
• 信号继电器在不通电的正常状态下，其信号牌是支持在衔铁上面的。 当继电器线圈通电时，衔铁被吸向铁芯而使信号牌掉下，显示动作信 号，同时带动转轴旋转90°，使固定在转轴上的动触点(导电片)与静 触点(导电片)接通，从而接通信号回路，发出音响或灯光信号。要使 信号停止，可旋动外壳上的复位旋钮，断开信号回路，同时使信号牌 复位。
浅谈6kV供配电系统的继电保护_金鹏
浅谈6kV供配电系统的继电保护金鹏16kV供配电系统中各种运行工况下的继电保护任务在6kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过预报事故或缩小事故范围的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。
可以设想，在6kV系统中单独利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。
因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中高能电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时切断时间较长，不符合安全要求。
只有采用继电保护装置才是较为完善的措施。
6kV供配电系统有以下运行状态：（1）系统的正常运行：指系统中各种设备或线路均在其额定状态（电压、电流、发热等）下进行工作；各种信号、指示和仪表均在允许范围内正常工作的状况；（2）系统的故障：指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行的事件，并有可能使事态进一步扩大的非正常的运行状况；（3）系统的异常运行：指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。
作为6kV供配电系统保护装置，继电保护装置需要完成如下任务：（1）在供配电系统中运行正常时，它应能完整、安全地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；（2）如供配电系统中发生故障时，它应能自动、迅速、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；（3）当供配电系统中出现异常运行工况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
26kV供配电系统中应设置的继电保护装置按照工厂企业6kV供配电系统的设计规范要求，在6kV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置。
2.16kV线路应配置的继电保护6kV线路一般均应装设过流保护。
当过流保护的时限不大于0.5～0.7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；但重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。
当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。
2.26kV配电变压器应配置的继电保护（1）当配电变压器容量小于400kVA时，一般采用高压熔断器保护。
供配电技术(唐小波)作者提供课件章第1节 (1)
南京师范大学电气与电 子工程学院
• 继电保护的基本原理
故障量
测量部分
• 对继电保护的基整本定要值求
逻辑部分
执行部分
跳闸 发信号
➢选择性 ➢速动性 ➢灵敏性 ➢可靠性
南京师范大学电气与电 子工程学院
1．选择性 当供电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只
切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损 失。保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性。
南京师范大学电气与电 子工程学院
2
～
QF2
K-2
M-1 1
K-1
M
QF1
➢ 主保护 ➢ 后备保护（近后备，远后备） ➢ 辅助保护
南京师范大学电气与电 子工程学院
2．速动性 Why?!
为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低 电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继 电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。 注意：必须在满足选择性的基础上
南京师范大学电气与电 子工程学院
电磁型电流继电器（DL型）
一、结构
1—铁心 2—线圈 3—可动舌片 4—反作用弹簧 5—可动触点 6—静触点 7—调整杆 8—刻度盘
南京师范大学电气与电 子工程学院
二、工作原理
继电器的起动电流是指使继电器常开接点闭合的最小电流， 用Iop·K表示。
继电器的返回电流是使继电器闭合了的常开接点断开的最 大电流 ，用Ire·K表示。
例如：低电压保护的灵敏系数为
KS＝Uop／UK·max
思考
UK·max——保护区内故障的最大残压故值障点位于何处?
南京师范大学电气与电 子工程学院
4．可靠性
继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故 障或不正常工作时，一定要准确动作，即不能拒动；不属其 保护范围的故障或不正常工作时，一定不要动作，即不能误 动。
• 继电保护的基本原理
故障量
测量部分
• 对继电保护的基整本定要值求
逻辑部分
执行部分
跳闸 发信号
➢选择性 ➢速动性 ➢灵敏性 ➢可靠性
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1．选择性 当供电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只
切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损 失。保护装置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选择性。
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2
～
QF2
K-2
M-1 1
K-1
M
QF1
➢ 主保护 ➢ 后备保护（近后备，远后备） ➢ 辅助保护
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2．速动性 Why?!
为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低 电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继 电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。 注意：必须在满足选择性的基础上
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电磁型电流继电器（DL型）
一、结构
1—铁心 2—线圈 3—可动舌片 4—反作用弹簧 5—可动触点 6—静触点 7—调整杆 8—刻度盘
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二、工作原理
继电器的起动电流是指使继电器常开接点闭合的最小电流， 用Iop·K表示。
继电器的返回电流是使继电器闭合了的常开接点断开的最 大电流 ，用Ire·K表示。
例如：低电压保护的灵敏系数为
KS＝Uop／UK·max
思考
UK·max——保护区内故障的最大残压故值障点位于何处?
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4．可靠性
继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故 障或不正常工作时，一定要准确动作，即不能拒动；不属其 保护范围的故障或不正常工作时，一定不要动作，即不能误 动。
继电保护是电力系统安全运行的保障
不能继续 向负荷 正常供 电而不能继续运 电 行 。失 去频率稳定性的 后果， 是发生系统频率 崩溃而招致 系统全停 电，
这是绝对需要避免的一种恶性事件。交流联 网的系统容量愈大， 发生全 局性的频率崩溃的概率愈低 ， 但后果也愈严重。系统频率 的突然深度下 降， 标志着严重的系统事故 即将来 临 按频率 降低 自动减负荷是对付频 率崩溃 的最有效手段 。失 去电压稳定性 的后果， 是发生电压崩溃， 使受
随着 国家 电网的高速发展 ， 计算机 、 通信技术 的提高 ， 电保护技术 继 也会有新的挑战和机遇 ， 其将沿着计算机化 、 网络化 ， 保护 、 制 、 控 测量 、 数据通信一体化和人工智能化的方 向发展 。 我们将不断学习总结继 电保 护技术 ， 大力推动新技术的引进 、 研究和应用 ， 为我 国电力系统的全面技 术进步做 出应有 的贡献。 １ 继 电保 护 的 重 要 性 １１ 继 电保护装置是保证 电力元件安全运行的基本装备 ． 任何 电力元 件不得在无继 电保护的状态下运行 。 继电保护装置用 以 快速恢复 电力系统的完整性， 防止 发生和 中止 已开始发生的足以引起 电 力系统长期大面积停 电的重大 系统事故， 如失去 电力系统稳定 、频率崩 溃或 电乐崩溃等。其作用是： １当被保护 的电力系统元件发生故 障时， ） 应该 由该 元件的继电保 护 装置迅速准确地 给距离故障元件最近的断路器发生跳闸命令， 故障元 使 件及 时从 电力系统 中断开， 以最大 限度地减 少对电力元件本 身的损坏 ， 降低对 电力系统安全供 电的影响， 并满足电力 系统 的某些特定要求 。 ２ 反映电气设备的不正常工作情况， ） 并根据不正常工作情况 和设备 运行维护 条件 的不 同发生信号， 以便值 班人员进行处理， 由装置 自动 或 地进行 调整， 或将 那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。 １ 故 障原 因分 析 ． ２ 电气设备事故的发生一般都要经过一定的发展过程 ； 一些无法预知 的事件 而使设备处于非正常的运行状态， 如电气设备 的局部发热 、绕组 轻微匝间短路等； 由于缺乏实时的监控设 备或运行人员对系统运行状况 估计错误 和对 运行状态 了解不深等原 因， 当设备某处 发生故 障或异 常 时， 则有可能引起一系列 的连锁反应 。从理论上来说 ， 不论是 系统发生 故障还是局部的电气设 备故障， 都是由故 障设备所在段 的继电保护装置 （ 自动装置） 或者通过后备保护延时切除故 障。由于保护装置及 二次 回 路巾存在 的隐 ｝ 生故障， 在发生故障时保护装置可能 出现误跳 、 拒动 、 越级 跳 闸等情况 。这样， 系统就会更加不稳定， 而进 一步削弱 电力 系统 的 从 稳 定 性 与安 全性 。 电 网有 可 能 被 分 割 成 独立 的几 个 小 系 统 ， 终 导致 电 最 网的崩溃瓦解， 造成大面积的停电和设备损坏。 １ 电 气 故 障造 成 严 重 后 果 ． ３ 企业供配电系统和电气设 备在生产运行 中， 由于绝缘 老化 、机械损 伤等原因发生各种故障和不正常的工作状态是不可能完全避免的。 见 常 的也是最危险的故障就是各种类型的短路， 它使系统 电压降低 ， 并产生 很大的短路 电流， 而造成严重后果 ： ）通过故障点很大 的短路 电流 和 从 １ 所燃起的电弧， 使故 障元件 遭到破 坏。例 如， 因负荷 超过电气设备 的额 定值而引起 的电流升高ｆ 一般又称过负荷）， 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， 电机 突然甩负荷而产生 的过 电压 ， 发 以及 电力系统 发生振荡等， 都属于不正常运行状态。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们 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， 坏用户工作的稳定性或影响产品质 破 量 。４ ）破 坏 电力 系统 并 列 运 行 的 稳 定 性， 起 系 统 振 荡 ， 至 使 整 个 系 引 甚 统 瓦解 。 在电力系统 中采用继 电保护可以大大提高供 电的可靠性， 减少线路 停 电的次数， 可以提高 电力系统并列运行 的稳定性。 还 ２ 电力 系统中的稳定性 随着电力系统 的不断扩大和发展， 大容量 、高参数机组在电网中的 不断投运， 电力 系统的稳定和发电设备安全运行对继电保 护及 自动装置 的要求越来越高， 它不但要求继电保护装置具有 良好 的可靠性 ， 同时也
这是绝对需要避免的一种恶性事件。交流联 网的系统容量愈大， 发生全 局性的频率崩溃的概率愈低 ， 但后果也愈严重。系统频率 的突然深度下 降， 标志着严重的系统事故 即将来 临 按频率 降低 自动减负荷是对付频 率崩溃 的最有效手段 。失 去电压稳定性 的后果， 是发生电压崩溃， 使受
随着 国家 电网的高速发展 ， 计算机 、 通信技术 的提高 ， 电保护技术 继 也会有新的挑战和机遇 ， 其将沿着计算机化 、 网络化 ， 保护 、 制 、 控 测量 、 数据通信一体化和人工智能化的方 向发展 。 我们将不断学习总结继 电保 护技术 ， 大力推动新技术的引进 、 研究和应用 ， 为我 国电力系统的全面技 术进步做 出应有 的贡献。 １ 继 电保 护 的 重 要 性 １１ 继 电保护装置是保证 电力元件安全运行的基本装备 ． 任何 电力元 件不得在无继 电保护的状态下运行 。 继电保护装置用 以 快速恢复 电力系统的完整性， 防止 发生和 中止 已开始发生的足以引起 电 力系统长期大面积停 电的重大 系统事故， 如失去 电力系统稳定 、频率崩 溃或 电乐崩溃等。其作用是： １当被保护 的电力系统元件发生故 障时， ） 应该 由该 元件的继电保 护 装置迅速准确地 给距离故障元件最近的断路器发生跳闸命令， 故障元 使 件及 时从 电力系统 中断开， 以最大 限度地减 少对电力元件本 身的损坏 ， 降低对 电力系统安全供 电的影响， 并满足电力 系统 的某些特定要求 。 ２ 反映电气设备的不正常工作情况， ） 并根据不正常工作情况 和设备 运行维护 条件 的不 同发生信号， 以便值 班人员进行处理， 由装置 自动 或 地进行 调整， 或将 那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。 １ 故 障原 因分 析 ． ２ 电气设备事故的发生一般都要经过一定的发展过程 ； 一些无法预知 的事件 而使设备处于非正常的运行状态， 如电气设备 的局部发热 、绕组 轻微匝间短路等； 由于缺乏实时的监控设 备或运行人员对系统运行状况 估计错误 和对 运行状态 了解不深等原 因， 当设备某处 发生故 障或异 常 时， 则有可能引起一系列 的连锁反应 。从理论上来说 ， 不论是 系统发生 故障还是局部的电气设 备故障， 都是由故 障设备所在段 的继电保护装置 （ 自动装置） 或者通过后备保护延时切除故 障。由于保护装置及 二次 回 路巾存在 的隐 ｝ 生故障， 在发生故障时保护装置可能 出现误跳 、 拒动 、 越级 跳 闸等情况 。这样， 系统就会更加不稳定， 而进 一步削弱 电力 系统 的 从 稳 定 性 与安 全性 。 电 网有 可 能 被 分 割 成 独立 的几 个 小 系 统 ， 终 导致 电 最 网的崩溃瓦解， 造成大面积的停电和设备损坏。 １ 电 气 故 障造 成 严 重 后 果 ． ３ 企业供配电系统和电气设 备在生产运行 中， 由于绝缘 老化 、机械损 伤等原因发生各种故障和不正常的工作状态是不可能完全避免的。 见 常 的也是最危险的故障就是各种类型的短路， 它使系统 电压降低 ， 并产生 很大的短路 电流， 而造成严重后果 ： ）通过故障点很大 的短路 电流 和 从 １ 所燃起的电弧， 使故 障元件 遭到破 坏。例 如， 因负荷 超过电气设备 的额 定值而引起 的电流升高ｆ 一般又称过负荷）， 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， 电机 突然甩负荷而产生 的过 电压 ， 发 以及 电力系统 发生振荡等， 都属于不正常运行状态。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们 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， 坏用户工作的稳定性或影响产品质 破 量 。４ ）破 坏 电力 系统 并 列 运 行 的 稳 定 性， 起 系 统 振 荡 ， 至 使 整 个 系 引 甚 统 瓦解 。 在电力系统 中采用继 电保护可以大大提高供 电的可靠性， 减少线路 停 电的次数， 可以提高 电力系统并列运行 的稳定性。 还 ２ 电力 系统中的稳定性 随着电力系统 的不断扩大和发展， 大容量 、高参数机组在电网中的 不断投运， 电力 系统的稳定和发电设备安全运行对继电保 护及 自动装置 的要求越来越高， 它不但要求继电保护装置具有 良好 的可靠性 ， 同时也
供配电系统继电保护
一、电磁式继电器 1.电磁式电流继电器
（1）文字符号和图形符号
文字符号：KA
（2）结构和工作原理
使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流， 用Iop.kA 表示。
使继电器返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返 回电流，用Ire.KA 表示。
继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数Kre，即 电磁式电流继电器的返回系数通常 为0.85。
感应式电流继电器的这种有一定限度的反时限动作特性， 称为“有限反时限特性”。
3.动作电流和动作时限的调节
(1)继电器的动作电流的调节
用插销16改变线圈抽头（匝数）进行级进调节；也可 以用调节弹簧7的拉力进行平滑调节。
(2)继电器的动作时限的调节
用螺杆13改变扇形齿轮顶杆行程的起点进行调节。继 电器速断电流倍数可用螺钉14改变衔铁与电磁铁之间的气 隙进行调节。
（2）按继电器反应的物理量分有电流继电器、电压 继电器、功率方向继电器、气体继电器等；
（3）按继电器反应的物理量变化分，有过量继电器 和欠量继电器，如过电流继电器、欠电压继电器；
（4）按继电器在保护装置中的功能分，有起动继电 器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等。
常用的继电器主要是电磁式和感应式继电器。
a、计算线路2WL首端K点三相短路时保护2的动作电流倍数n2。
式中， 为K点三相短路时，流经保护2
继电器的电流，
，Kw.2和Ki.2分
别为保护2的接线系数和电流互感器变比。
b、由n2从特性曲线2求K点三相短路时保护2的动作时限t2。 c、计算K点三相短路时保护1的实际动作时限t1，t1应较t2大一 个时限级差Δt，以保证动作的选择性，即
1.测量部分 测量被保护设备的某物理量，和保护装置的整定值进
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• 继电保护的基本原理
故障量
测量部分
逻辑部分
整定值
• 对继电保护的基本要求
➢选择性 ➢速动性 ➢灵敏性 ➢可靠性
执行部分
跳闸 发信号
1．选择性
当供电系统发生短路故障时，继电保护 装置动作，只切除故障元件，并使停电范围 最小，以减小故障停电造成的损失。保护装 置这种能挑选故障元件的能力称为保护的选 择性。
可见：KW＝ 1
两相不完全星形接线
KAA
KAC
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ic
两相不完全星形接线方式是在 A、C两相装有电流互感器， 分别与两只电流继电器相连接。可以反映除B相单相接地短路 以外的所有故障。
可见：KW＝ 1
KAA
KAC
KAB
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ic
有何 作用？
两相不完全星形接线方式还可以接成两相三继电器形式， 以提高可靠性。
指电流互感器 一次电流倍数m （又称10%倍 数）与电流误 差等于10%所 允许的二次负 载值Z2al的关系 曲线。
利用10%误差曲线校验电流互感器
1。计算一次电流倍数m 2。计算允许负载值——查10%误差曲线 3。计算实际负载值—— Z2 U 2 / I2 2Rwi ZR Rtou 感器4的。误比差较不负超荷过大1小0%—。—如果Z2≤Z2al，则说明电流互
供配电技术
第7章 供配电系统的继电保护
第一节 概 述
第一节 概述
• 继电保护的概念
继电保护装置是能反应供电系统中的电气设备发生故障 或不正常工作状态，并能动作于断路器跳闸或启动信号装置 发出预报信号的一种自动装置。
• 继电保护的任务
自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切 除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电； 能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求， 发出预报信号 ； 继电保护装置与供电系统的自动装置(如自动重合闸装 置、备用电源自动投入装置等)配合，可以大大缩短事故停 电时间，从而提高供电系统的运行可靠性。
细调：改变反作用弹簧的反作用力矩
电磁型电压、中间、时间、信号继电器
电磁式电压继电器有过电压和欠电压继电器两大 类，其中欠电压继电器在工厂供电系统应用较多。
欠电压继电器的起动电压Uop·K是使其动作的最 高电压;返回电压Ure·K是使其返回的最低电压;返 回系数Kre ＝ Ure·K／ Uop·K 。
动作电流值通过改变衔铁与电磁铁心之间气隙来调 整，其速断动作电流调整范围是感应系统整定电流 值的2～8倍。
GL-10型继电器本身带有信号掉牌，而且接点容量 又较大，所以组成反时限过电流保护时，无需再接 入其他继电器。
GL-10（20）系列继电器的时限特性曲线
由于欠电压继电器的返回电压大于起动电压，所 以其返回系数Kre大于1，一般在 1～1.2之间。
➢时间继电器在保护装置中起延时作用，以保证保护 装置动作的选择性。
➢中间继电器的作用是为了扩充保护装置出口继电器 的接点数量和容量，也可以使触点闭合或断开时带 有不大的延时(0.4～0.8S)，或者通过继电器的自保持， 以适应保护装置的需要。
返回电流是指便扇形齿片脱离蜗杆返回到原来位置时的最大 电流。
动作时间是指从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合起到接点闭合这 一段时间。
通入继电器的电流越大，铝盘转速越快，动作时间就越短， 这种特性称为反时限特性。
时限螺钉指示盘上的刻度，是指通入10倍动作电流整定值时 的动作时间。
2．电磁速断部分
电磁系统的速断特性即当通入继电器线圈的电流大 到整定值的某个倍数时，未等感应系统动作，衔铁 右端瞬时被吸下，接点立即闭合。
不同的相间短路时，接线系数是不一样的。 ✓ 正常和三相短路时接线系数为 3 ； ✓ AC相短路时接线系数为2； ✓ AB相或BC相短路时接线系数为1。
Why?!
因而灵敏系数也不一样。一般情况下： ▪ 保护整定时取KW ＝ ▪ 灵敏度校验时取KW ＝1
三种接线方式性能比较
可靠性 灵敏性
三相三 继电器
UK·max——保护区内故障的最大残压值
4．可靠性
继电保护装置在其所规定的保护范围 内发生故障或不正常工作时，一定要准确动 作，即不能拒动；不属其保护范围的故障或 不正常工作时，一定不要动作，即不能误动。
另外：还要考虑经济性
目标：技术上安全可靠，经济上合理
电流互感器的接线方式
保护装置的接线方式是指作为相间短路的过 电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线 圈之间的连接方式。分为三种： ➢三相完全星形接线方式 ➢两相不完全星形接线 ➢两相电流差接线
继电保护装置的灵敏性以灵敏系数 KS来衡量。
（1）对于反应故障时参数量增加的保护装置 例如：过电流保护的灵敏系数为
KS＝IK·min／Iop
IK·min ——保护区内故障的最小短路电流值
（2）对于反应故障时参数量降低的保思护装考 置 例如：低电压保护的灵敏故系障数点为位于何处?
KS＝Uop／UK·max
二、工作原理
继电器的起动电流是指使继电器常开接点闭合的 最小电流，用Iop·K表示。 继电器的返回电流是使继电器闭合了的常开接点 断开的最大电流 ，用Ire·K表示。 返回系数Kre是指继电器的返回电流Ih.j与其起动 电流Idz.j的比值，一般小于1，即：
Kre＝ Ire·K ／ Iop·K 继电器起动电流Iop·K的调整方法 ： 粗调：改变继电器两个电流线圈的联结方式 (串、 并联)
➢信号继电器用于各保护装置回路中，作为保护动作 的指示器
感应型电流继电器（GL型）
一、结构
二、工作原理
由带延时动作的感应部分与瞬时动作的电磁部分组成。
1．感应系统部分：
动作电流是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片相咬合时，线 圈所需要通入的最小电流。
动作电流的整定值通过插孔板拧入螺钉来改变线圈的匝数来 调整（2，2.5，3…4.5，5，6…9，10A）。
最好
两相两 继电器
较好
两相一 继电器
差
经济性
差
较好
最好
适用 场合
中性点接地 电网
中性点不接 地电网
10kV以下和 高压电动机
保护
电流互感器的误差曲线
电流互感器的误差主要与一次电流和二次负载值
Z2有关系。
I2
1
2
fi % 10
I2max
I1 I10
电流互感器二次电流和一次电流的关系曲线图
电流互感器的10%误差曲线
可见：KW＝ 1
两相电流差接线
KA
IA
IB
IC
* *
TA
Ia
* *
Ic
IK Ia
IK
Ia
Ic
Ib
Ic
IK
Ia
Ib
(a)
(b)
(c)
(d)
两相电流差接线方式由两台电流互感器和一只电流继电
器组成。正常工作时，通过继电器的电流 IK 为：
IK Ia Ic 3Ia 3Ic
Ij
I j
Байду номын сангаас
两相电流差接线的接线系数
如果Z2＞Z2al，不满足要求，则采取以下措施： （1）增大连接导线截面，或缩短导线长度，以减 小二次负载。 （2）改变变比较大的电流互感器，降低一次电流 倍数，增大二次负载值。 （3）将两个电流互感器二次线圈串联，使二次允 许负载增大一倍。
电磁型电流继电器（DL型）
一、结构
1—铁心 2—线圈 3—可动舌片 4—反作用弹簧 5—可动触点 6—静触点 7—调整杆 8—刻度盘
接线系数KW ：指通过继电器的电流 IK与电 流互感器二次电流 I2的比值，
即：KW＝IK／I2。
三相完全星形接线方式
KAA
KAB
KAC
IA
IB
IC
* *
Ia
* *
Ib
* *
Ic
IA
IA
Ia
Ia
IC Ic
Ib
IB
Ic
IA Ia
IC
(a)
(b)
(c)
(d)
三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三 只继电器对应连接的。可以反映任何形式短路故障。
2
～
QF2
K-2
M-1 1
K-1
M
QF1
➢主保护 ➢后备保护（近后备，远后备） ➢辅助保护
2．速动性
为了减小由于故障引起的损失W，h减y少?!用
户在故障时低电压下的工作时间，以及提高 电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发 生故障时尽快动作将故障切除。
注意：必须在满足选择性的基础上
3．灵敏性
指在保护范围内发生故障或不正常 工作状态时，保护装置的反应能力。