电力系统保护的基本组成
电力系统中的保护与控制技术分析
电力系统中的保护与控制技术分析电力系统作为现代社会中重要的基础设施，对于人们的生产、生活都有着至关重要的作用。
而保护与控制技术则是电力系统稳定运行与发展的关键。
本文将从电力系统保护与控制技术的基本概念入手，逐步展开对该领域关键技术的分析。
一、电力系统保护技术概述在电力系统运行过程中，不可避免地会面临着各种故障情况。
电力系统保护技术则是为了在故障发生时及时采取有效措施，避免故障扩大甚至危及系统的稳定与安全。
电力系统保护技术的核心在于将保护对象与保护范围明确界定，以快速、准确地检测出故障并迅速隔离故障点。
电力系统保护技术的主要包括电流保护、电压保护、差动保护、接地保护等。
其中，电流保护可按照保护方式分为欠流保护、过流保护和方向保护等。
电压保护则按照保护范围可分为过压保护、欠压保护和失压保护等。
二、电力系统控制技术概述电力系统的控制技术则是在保护技术的基础上，对电力系统的运行过程进行动态控制管理的过程。
其目的在于最大限度地发挥系统的功率、效率，同时保证系统的安全、稳定运行。
电力系统的控制技术包括：电力系统监控技术、自动化控制技术、模型预测控制技术等。
其中，电力系统监控技术主要是对电力系统各类信息进行监视和收集。
自动化控制技术则主要是利用计算机技术，对电力系统进行实时自动化控制。
三、电力系统保护技术中的差动保护差动保护是电力系统保护技术中非常重要的一种保护方式。
其通过对电力系统的差动电流进行检测，并对差异电流进行比较来判断系统中是否存在故障。
差动保护通常采用绕组连接法构成三相差动电流互感器。
在电流通过保护对象时，三相互感器的二次侧将得到三个具有大小和相位关系的电流信号，这些信号将被发送到差动保护装置中。
差动保护装置将对三相电流信号进行比较，判断是否存在差异电流信号，已达到故障检测与保护的目的。
四、电力系统控制技术中的模型预测控制模型预测控制技术是一种基于数学模型进行控制的技术方法。
其通过运用系统的动态模型，对未来系统的状态和性能进行预测，并在此基础上提出相应的控制策略，从而实现对电力系统的动态运行过程进行控制。
电力系统继电保护的基本元件
四：继电器线圈阻的测定
对于继电器的电压线圈进行直流电阻的测定， 一般用电桥法测得的电阻不应超过造造厂规定数值
的±℅。
２.２.２ ＤＬ-１０型电流继电器和ＤJ－１００ 型电压继电器的调试 一：内部检查 标准：焊接良好五虚焊、压接可靠，接线螺丝拧紧， 弹簧垫片应该齐全。 二：轴承的检查
（１）标准：轴承轴尖光滑、清洁、无长滞，转动 灵活。轴承的纵向和横向的活动范围应在０.１５ －０.２ｍｍ之内。
示。
图２-6 DX-11型信号继电器的基本结构 1－线圈，2－电磁铁，3－弹簧，4－衔铁，5－信号牌，6－玻璃窗孔，7－复 位旋钮，8－动触点，9－静触点，10－接线端子
图２-７ DX-11型信号继电器图形符号
５.电磁式中间继电器 电磁式中间继电器在继电保护装置中用作辅助 继电器，以弥补主继电器触点数量或触点容量的不 足。其文字符号为KM。
图２-８ DZ-10系列中间继电器的基本结构 1－线圈，2－电磁铁，3－弹簧，4－衔铁，5－动触点，6、7－静触点，8－连 接线，9－接线端子，10－底座
图２-9 DZ-10系列中间继电器的图形符号
２.２电流、电压继电器的测试方法 ２.１.１ 继电器的一般检查 一：继电器的外部检查
1.应用干净布或毛刷擦拭继电器外壳，检查玻 璃罩是否完好，外壳与底座结合是否牢固，外部接 线端钮是否齐全好,有铅封的继电器铅封是否完好 2.检查继电器触点及各支持螺丝、螺母是否松 动，做紧固处理。已经用红漆等做标记的不得随意 处理。
图２-4 DS-110、120系列时间继电器的基本结构 １－线圈，２－电磁铁，３－可动铁心，４－返回弹簧，５、6－瞬时静 触点，7－绝缘件，８－瞬时动触点，９－压杆菌，10－平衡锤，11－摆动 卡板，12－扇形齿轮，13－传动齿轮，14－主动触点，15－主静触点，16－ 标度盘，17－拉引弹簧，18－弹簧拉力调节器，19－摩擦离合器，20－主齿 轮，21－小齿轮，22－掣轮，23、24-钟表机构传动齿轮
电力系统继电保护的基本原理
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 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
• 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 重起动判据“三取二”方式开放保护出口。
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：
01 速动性↑→ 装置复杂性↑ → 可靠性↓ 02 灵敏性↑→ 抗干扰能力↓ → 可靠性↓ 03 防误动可靠性↑→防拒动可靠性↓ 04 如何处理这些关系，将在后续章节中具体讨论
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
（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
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
○ 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：
三．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
电力系统继电保护
3
§1-2 保护装置构成基本原理和组成 一、保护装置的原理
利用发生故障时，电力系统的一些基本参数（电流、 电压、相角）与正常运行时的差别来实现保护。 二、构成 1、测量单元：测量被保护元件运行参数的变化，并 与保护的整定值进行比较 2、逻辑单元：对测量单元送来的信号进行综合判断， 决定保护装置是否需要动作。 3、执行单元：根据逻辑单元的决定，发出信号或跳 闸命令 故障参数量→测量→逻辑→执行→跳闸或信号脉冲
带自保持，手动复归；
带自保持线圈，自动复归。
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⑤信号继电器 用途：用来指示保护装置的动作，同时接通灯光、 音响信号。 结构：吸引衔铁式（DX-11型） 原理：线圈通电动作（触点闭合，掉牌） 自保持（机械自保持）,手动复归 类型：串联信号继电器（电流型） 并联信号继电器（电压型） DXM-2A：磁力自保持灯光显示代替机械掉牌 干簧触点工作线圈、复归线圈（极性不能反接）
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线圈电压消失→弹簧1作用→衔铁、连杆立即返回原 位（摩擦离合器使主传动轮不能带动延时机构，复 归不延时） 动作时间整定：改变静触点位置（9a与9b之间距离） 特点：线圈短时通电（可缩小继电器尺寸），若通 电时间>30s，需在线圈回路串接一个附加电阻 （P121图8-7）
正常起动→Rf被短接 动作后→Rf串接，保证热稳定 ④中间继电器 用途：增加触点数量和容量，动作和返回可带不大 的延时，可以构成自保持回路 结构：吸引衔铁式（DZ-10系列）
第一章电力系统继电保护概述
§1-1 继电保护的作用 一、电力系统的组成及其生产特点
电力系统机电保护考试重点
电力系统的三种状态：正常工作状态、不正常工作状态和故障状态。
继电保护装置：是指能反应电力系统中电气设备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。
电力系统机电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统电力系统机电保护的基本任务是：⑴自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
⑵反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
电力系统机电保护的原理和基本组成：利用流过保护元件中电流幅值的增大，可以构成电流保护。
利用短路时电压幅值的降低，可以构成低压保护。
利用测量阻抗幅值的降低和阻抗角的变大，可以构成距离保护。
保护装置的组成：测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件对继电保护的基本能要求：可靠性、选择性、速动性、灵敏性（Ken≥1.3~1.5）继电保护技术的发展历史：机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置阶段式电流保护：电流速断保护、限时电流速断保护、过电流保护。
电流保护的接线方式：三相星形接线和两相星形接线功率方向元件判别的主要任务：⑴正方向任何类型的短路故障都能动作，而当反方向故障时则不动作；⑵故障以后加入继电器的电流Ir电压Ur应尽可能的大一些，并尽可能使阻抗角变大，以便消除和减小方向元件的死区。
非故障线路的特点：非故障线路中的零序电流为线路本身的电容电流，电容性无功功率的方向为由母线流向线路。
故障线路的特点是：障线路中的零序电流，其数值等于全系统非故障元件对地电容电流之总和，电容性无功功率的方向为由线路流向母线。
中性点不接地系统发生单相接地后：⑴零序网络由同级电压网络中元件对地的等值电容构成通路，与中性点直接接地系统由接地的中性点构成通路有极大的不同，网络的零序阻抗很大。
⑵发生单相接地时，相当于在故障点产生了一个其值与故障相故障前相电压大小相等、方向相反的零序电压，从而全系统都将出现零序电压。
电力系统继电保护课后习题解析答案全
电力系统继电保护课后习题解析答案(全)--电力系统继电保护是电力系统中非常重要的一部分，它的主要功能是在发生故障时，及时将故障隔离，保护电力系统的安全运行。
以下是一些电力系统继电保护的课后习题解析答案。
1.什么是电力系统继电保护？答：电力系统继电保护是指利用电力系统中的继电器装置，通过电流、电压等参数的变化来检测电力系统中的故障，并采取相应的措施，保护电力系统的安全运行。
2.继电保护系统的基本组成部分有哪些？答：继电保护系统的基本组成部分包括故障检测装置、信号处理装置、动作执行装置和辅助设备。
故障检测装置用于检测电力系统中的故障，信号处理装置用于对检测到的信号进行处理，动作执行装置用于执行保护动作，辅助设备用于提供必要的辅助功能。
3.请简述继电保护的分类方法。
答：继电保护可以按照保护对象的不同来进行分类，主要可以分为发电机保护、变压器保护、线路保护和母线保护等。
此外，根据保护动作的原理和方式，继电保护还可以分为电流保护、电压保护、功率保护等。
4.什么是差动保护？请简述其原理。
答：差动保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过比较电流的差值来检测电力系统中的故障。
差动保护的基本原理是，通过在电力系统的两个相邻的位置上放置电流互感器，分别测量两个位置上的电流值，并将其进行比较。
如果两个位置上的电流值差异超过设定的阈值，就说明发生了故障，差动保护系统将会执行相应的保护动作。
5.什么是过电流保护？请简述其原理。
答：过电流保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过检测电力系统中的电流是否超过设定的阈值来判断是否发生故障。
过电流保护的基本原理是，在电力系统的各个位置上放置电流互感器，测量电流的大小，并与设定值进行比较。
如果电流超过设定值，则说明发生了故障，过电流保护系统将会执行相应的保护动作。
6.什么是电压保护？请简述其原理。
答：电压保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过检测电力系统中的电压是否超过或低于设定的阈值来判断是否发生故障。
电力系统继电保护的组成
电力系统继电保护的组成
电力系统继电保护由以下几个组成部分构成：
1. 电流互感器（CT）：用于测量电流，将高电压的电流变换
为便于测量的低电压。
2. 电压互感器（VT）：用于测量电压，将高电压变换为便于
测量的低电压。
3. 保护继电器：根据电流和电压的变化，通过开关或关闭回路来发出告警或执行保护动作。
4. 保护装置：用于实现不同类型保护，如过流保护、短路保护、过压保护等。
包括电流保护装置、电压保护装置、转换装置等。
5. 控制设备：负责对保护装置进行控制。
6. 清除装置：用于手动或自动地清除保护动作后的故障信号，以恢复系统的正常运行。
7. 通信设备：将保护继电器与其他系统组件进行联接，并与操作员或其他保护设备进行通信。
8. 辅助设备：包括电源、显示器、指示灯、按钮开关等，用于提供电力系统继电保护所需的电力和操作界面。
这些组成部分共同工作以确保电力系统的安全运行，并在故障发生时及时采取措施以防止电力系统受到进一步损坏。
电力系统继电保护的基本知识
第一部分电力系统继电保护的基本知识电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。
电力系统运行有如下特点：1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。
2、及生产及人们的生活密切相关。
3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。
电力系统继电保护的作用。
电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。
1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。
2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。
3、系统中运行人员误操作。
电力系统故障的类型：1、单相接地故障 D（1）2、两相接地故障 D（1.1）3、两相短路故障 D（2）4、三相短路故障 D（3）5 线路断线故障以上故障单独发生为简单故障。
在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。
电力系统短路故障的后果：1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。
2、造成部分地区电压下降。
3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。
4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。
不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。
不正常工作状态有：1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。
2）电力系统过电压。
3）电力系统振荡。
4）电力系统低频，低压。
电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。
继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。
继电保护的基本任务：1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。
2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。
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电力系统保护的基本组成
电力系统保护是一个保障电力系统安全运行的重要环节，它的基本组成包括：
一、发电厂保护
发电厂保护是针对发电厂设备的一种保护形式，包括机组保护、变压器保护、发电机保护、汽轮机保护、水泵保护等。
它们都是在发生故障时，能够快速准确的判断故障的位置，并及时采取应急措施，以免造成更大的损失。
1.机组保护
机组保护是针对发电机组的一种保护形式，主要保护目的是防止发电机组在运行中发生故障所带来的不良影响。
机组保护包括相间短路保护、过流保护、空载保护、支路保护、短路合闸保护等。
2.变压器保护
变压器保护是针对变压器的一种保护形式，主要保护目的是防止变压器在运行中发生故障所带来的不良影响。
变压器保护包括过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、热故障保护等。
3.发电机保护
发电机保护是针对发电机的一种保护形式，主要保护目的是防止发电机在运行中发生故障所带来的不良影响。
发电机保护包括停机保护、过载保护、重启保护、短路保护、欠压保护等。
4.汽轮机保护
汽轮机保护是针对汽轮机的一种保护形式，主要保护目的是防止汽轮机在运行中发生故障所带来的不良影响。
汽轮机保护包括运行保护、过载保护、欠压保护、热故障保护等。
5.水泵保护
水泵保护是针对水泵的一种保护形式，主要保护目的是防止水泵在运行中发生故障所带来的不良影响。
水泵保护包括水位保护、过载保护、欠压保护、热故障保护等。
二、线路保护
线路保护是针对电力系统输电线路的一种保护形式，主要保护目的是防止线路在运行中发生故障所带来的不良影响。
线路保护包括短路保护、过载保护、欠压保护、相间短路保护、零序流保护、跳闸保护等。
1.短路保护
短路保护是针对线路发生短路故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生短路故障时造成的不良影响。
短路保护包括跳闸保护、延时跳闸保护、断流跳闸保护等。
2.过载保护
过载保护是针对线路发生过载故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生过载故障时造成的不良影响。
过载保护包括延时跳闸保护、定时跳闸保护等。
3.欠压保护
欠压保护是针对线路发生欠压故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生欠压故障时造成的不良影响。
欠压保护包括定时跳闸保护、延时跳闸保护等。
4.相间短路保护
相间短路保护是针对线路发生相间短路故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生相间短路故障时造成的不良影响。
相间短路保护包括跳闸保护、延时跳闸保护等。
5.零序流保护
零序流保护是针对线路发生零序流故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生零序流故障时造成的不良影响。
零序流保护包括断流跳闸保护、定时跳闸保护等。
6.跳闸保护
跳闸保护是针对线路发生跳闸故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止线路发生跳闸故障时造成的不良影响。
跳闸保护包括定时跳闸保护、延时跳闸保护等。
三、变电站保护
变电站保护是针对变电站设备的一种保护形式，主要保护目的是防止变电站设备在运行中发生故障所带来的不良影响。
变电站保护包括母线过压保护、母线欠压保护、母线短路保护、母线零序保护、回路短路保护等。
1.母线过压保护
母线过压保护是针对变电站发生母线过压故障时的一种保护形式，主要保护目的是防止变电站发生母线过压故障时造成的不良影响。
母线过压保护包括跳闸保护、延时跳闸保护等。
2.母线欠压保护
母线欠压保护是针对变电站发生母线欠。