电力系统继电保护基础知识
电力系统继电保护基础知识讲座第一篇
第一章 绪论 第三节 对继电保护的基本要求
选择性 速动性 灵敏性 可靠性
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第一章 绪论 第三节 对继电保护的基本要求
一、选择性 选择性是指继电保护装置动作时，应在尽可 能小的范围内将故障元件从电力系统中切除 ，尽量缩小停电范围，最大限度的保证系统 中非故障部分能继续运行。
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第一章 第三节 对继电保护的基本要求
第三节 继电保护装置的基本构成原理
一、微机型继电保护装置的基本构成原理
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第二章 第三节 继电保护装置的基本构成原理 一、微机型继电保护装置的基本构成原理
1.数字核心部件 中央处理器（cpu）、存储器、定时器/计数器
2.模拟量输入接口部件
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第二章 第三节 继电保护装置的基本构成原理 一、微机型继电保护装置的基本构成原理
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第一章 绪论 第二节 继电保护技术的发展概况
1901年 感应型过流继电器 1908年 电流差动保护 1910年 方向性电流保护 1920年 输电线路距离保护 1927年 高频保护装置 二十世纪50年代 微波保护 二十世纪70年代 行波保护装置 目前 光纤通信保护
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第一章 绪论 第二节 继电保护技术的发展概况 机电型继电器 晶体管型继电保护装置 集成电路型继电保护装置 微机型保护装置
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第二章 继电保护的基础知识
第一节 继电保护的系统配置与继电特性 第二节 继电保护用电力互感器和输入变换器 第三节 继电保护装置的基本构成原理 第四节 继电保护中离散数字信号的处理与计
算方法
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第二章 继电保护的基础知识
第一节 继电保护的系统配置与继电特性
一、继电保护的系统配置与保护范围
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第二章 第一节
一、继电保护的基本概念和作用 电力系统继电保护的基本作用是，在全系统范围 内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运 行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施 ，以求最大限度的维持系统的稳定、保持供电的 连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损 坏。
三、电力系统继电保护基础知识
电力系统继电保护基础知识一、电力系统继电保护的基本概念1. 继电保护的3个组成部分：•测量回路•逻辑回路•执行回路2. 继电保护的3个基本任务：•切除故障元件•反映不正常运行状态•与其他自动装置配合3. [判断题] 电力系统的继电保护是通过监视电力系统中的电气量的变化从而判断系统是否出现故障。
（×）4. 可靠性包括安全性（不误动）和可信赖性（不拒动），主要取决于保护装置本身的制造质量。
5. 选择性是通过合理地选择保护方案、正确地进行整定计算以及精确地调整试验而获得的。
6. 灵敏性并不是越大越好，有时与安全性相矛盾。
7. 保护的整定时间是通过时间继电器来整定的，所以整定的动作时间是指时间继电器的动作时间。
8. 电力系统安全自动装置包括：•低周、低压减负荷装置•自动重合闸•故障录波器•备自投装置•系统解列9. 逻辑回路包括：•“或”回路•“与”回路•“延时启动”回路•“记忆”回路10. 最早出现的是过电流保护类型的熔断器装置，以后经历了机电型、晶体管型、集成电路型、微机型四个阶段。
11. 微机保护软件是由初始化模块、故障检出模块、故障计算模块组成。
12. 不通电时闭合的触点叫常闭触点，不通电时断开的触点叫常开触电。
二、电网的电流保护No.1 单侧电源网络相间短路的电流保护1、（瞬时）电流速断保护校验时要求最小保护范围不小于本线路全长的15%~20%。
2、限时电流速断保护要求灵敏系数大于1.3~1.5。
3、定时限过电流保护要求近后备的灵敏系数大于1.3~1.5，远后备的灵敏系数大于1.23。
4、时间阶梯∆t为0.5s。
5、对于线路-变压器组接线，电流速断可以保护线路全长。
可以只装设电流速断和过流保护。
6、相间电流速断保护比零序电流速断保护范围小，因为零序阻抗较大，其电流曲线陡。
7、运行方式的变化对电流保护有影响，对低电压保护、距离保护等均无影响。
8、定时限过电流保护整定：其中，Krel=1.15~1.25，Kre=0.85~0.95。
继电保护基础知识
电力系统继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，包括继电保护的原理设 计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息 的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断 路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果利用通讯手段传 送信息，还包括通讯设备。
2).继电保护的基本作用
继电保护装置构成示意图
1.2.2 继电保护装置的构成
以过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和 基本工作原理.
动作过程：电流继电器动作时其触点闭合， 中间继电器得电，由中间继电器KM触点通 线路断路器跳闸回路，同时信号继电器KS 发出保护跳闸信号。
§1.3 对继电保护的基本要求
对于继电保护，在技术上一般应满足四个基本要 求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护 的四性。 1.3.1 选择性 ( Selectivity ) 选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件或线 路从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以 保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。 术语：主保护 远后备保护 近后备保护
4)继电保护的主要特点
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完 备的存贮记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集，A/D模数 变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以 往传统的常规保护，而显示了强大生命力，与传统的继电保护相比，微机保 护有许多优点，其主要特点如下： 1）改善和提高继电保护的动作特征和性能，正确动作率高。主要表现在 能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保 护；可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控 制及人工神经网络等，其运行正确率很高，已在运行实践中得到证明。 2）可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便 地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3）工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置 体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4）可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、 使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件 方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩 短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机 监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
电力系统继电保护技术专业知识技能
电力系统继电保护技术专业知识技能一、引言电力系统继电保护技术是电力工程领域的重要组成部分，它的作用是在电力系统发生故障时，有效地隔离故障点，保护设备和人员的安全。
在现代电力系统中，继电保护技术已经成为保障电网安全稳定运行的重要手段。
掌握电力系统继电保护专业知识技能，对于从事电力系统运行、管理和维护的人员来说至关重要。
二、基础知识1. 电力系统继电保护基本原理继电保护是通过检测电力系统中的电气量及电气量的变化，并对它们进行分析，从而完成对设备和线路进行自动隔离的一种技术手段。
掌握继电保护的基本原理是学习继电保护技术的第一步。
2. 继电保护设备常见的继电保护设备包括继电保护装置、继电保护通信设备、继电保护辅助设备等。
不同的设备具有不同的功能和原理，理解和掌握这些设备的特点和使用方法是继电保护技术人员的基本技能。
3. 输电线路、变电站和发电厂继电保护电力系统中的输电线路、变电站和发电厂都需要继电保护措施，以保证电力系统的安全可靠运行。
掌握各种设备的继电保护技术要求，对继电保护技术人员来说至关重要。
三、运用技能1. 继电保护调试技能继电保护调试是核实继电保护系统性能是否达到要求的过程，掌握继电保护调试技能可以保证继电保护系统的准确可靠运行。
2. 继电保护故障分析技能电力系统中常常出现继电保护失灵或误动等问题，掌握继电保护故障分析技能可以快速准确地识别问题所在，并采取相应措施加以解决。
3. 继电保护系统维护技能继电保护系统是电力系统中的重要设备，定期维护和检修可以确保其性能稳定可靠。
掌握继电保护系统的维护技能对于保障电力系统的安全运行至关重要。
四、发展趋势随着电力系统的发展和技术水平的提高，新型的继电保护技术和设备不断涌现。
掌握最新的继电保护技术和设备信息，对继电保护技术人员来说同样重要。
持续学习和深入研究继电保护技术，不断提高自身的专业知识和技能，是电力系统继电保护技术人员必须要做到的。
五、结语电力系统继电保护技术是一个复杂而又重要的领域，掌握专业知识和技能对于保障电力系统的安全运行至关重要。
继电保护基础知识
第一节继电保护基础知识1．什么是继电保护装置和安全自动装置？答：当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时，能自动向值班员发出警告信号，或向所控制的断路器发跳闸指令，以终止事件的发展。
实现这种自动化措施的设备，用于保护电力元件的，称为继电保护装置；用于保护电力系统的，称为电力系统安全自动装置。
2．继电保护在电力系统中的任务是什么？答：(1) 当被保护的电力元件发生故障时，继电保护装置迅速地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中隔离，最大限度的维护系统稳定，降低元件损坏程度。
(2) 反映电气设备的不正常工作情况，及时发出信号，以便值班人员处理，或由安全自动装置及时调整，恢复系统正常运行。
3．电力系统对继电保护的基本要求是什么？答：继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个要求，具体分述如下：(1) 可靠性。
保护装置的可靠性是指当被保护设备区内发生故障时，保护装置应可靠动作；被保护设备区外发生故障时，保护装置不发生误动作。
(2) 选择性。
保护装置的选择性是指电力系统发生故障时，首先由故障设备的保护切除故障；如故障设备的保护或断路器拒动时，由相邻设备的保护动作，将故障切除。
尽量缩小切除故障的停电范围。
(3) 灵敏性。
保护装置的灵敏性是指保护装置对其动作区内的故障能可靠反映的能力。
一般用灵敏系数来衡量，反映故障时数值参量增加的保护装置的灵敏系数为：Klm=保护区末端金属性短路故障时的最小参量／保护的整定动作值反映故障时数值参量减少的保护装置的灵敏系数为Klm=保护的整定动作值／保护区末端金属性短路故障时的最大参量(4) 速动性。
保护装置的速动性是指保护装置应以允许的尽可能快的速度切除故障，减轻故障对设备损坏程度，提高尽快恢复电力系统稳定运行的能力。
4．什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护？答：主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护线路和设备的保护。
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。
继电保护基础精选全文
单位长度的线 路正序阻抗
系统的次 暂态电势
最大、小运方下 的系统电抗
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说明：无时限电流速断保护最大保护范围 l p.max 小于线路L1的全长。
无时限电流速断保护只能保护线路的一部分， 不能保护线路的全长。
满足灵敏度要求的保护范围为：最大运行方式下， 三相短路时，m≥50％；最小运行方式下，两相短 路时，m≥15～20％。
故障不可避免,但事故是可以避免的，电力工作 者的任务就是避免电力故障酿成事故。
基本任务： 反应电力设备的不正常运行状态，并根
据运行维护条件动作于信号或跳闸。 2
第一节 继电保护的基本知识
1、继电保护装置
电力系统运行过程中一旦发生故障，必须迅速而 有选择性地切除故障元件，以免造成人身伤亡和电气 设备损坏。完成这一功能的保护装置称为继电保护装 置
第七章 继电保护基础
• 继电保护的基本知识 • 单侧电源电网相间短路的电流保护 • 电网的接地保护 • 电力系统的主设备保护 • 10kV配电系统的保护 • 工厂供电系统的保护 • 民用建筑配电系统的保护
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第一节 继电保护的基本知识
继电保护的作用 故障不可避免： 自然因素：雷击，冰灾，台风，地震 设备制造因素：设计，工艺，材料 人为因素：误操作，管理不当
2）但由于它在相邻线路上的动作范围只是线路的 一部分，不能作为相邻线路的后备保护（远后备）。
3）因此还需要装设一套过电流保护（电流III段） 作为本线路的近后备保护以及相邻线路的远后备保护。
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三、定时限过流保护（过电流或电流III段）
1、基本原理
动作电流按躲过最大负荷电流（正常运行） 来整定，并以时限来保证动作选择性。
I III op1
电力系统继电保护讲义
电力系统继电保护的基本知识
一、继电保护的基本任务：
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 器发出跳闸命令，使故障元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 （如保持电力系统的暂态稳定性等）。
③ 在变压器高压侧过流保护上CT二次应采用三相星 形接线，防止在按Y/△或△/Y接线的变压器低压侧 出口上发生两相短路时，流过高压侧CT二次V型接 线的故障电流减小，而使远后备保护拒动。
2、无时限电流速断保护
⑴、由于过流保护的动作电流是按最大负荷电流整定 的，它的保护范围总是伸长到相邻的下一段线路。 为了获得选择性，保护的动作时间必须按阶梯原则 来整定。这样，如果线路段较多，则越靠近电源的 保护，动作时间越长，这是过流保护在原理上存在 的缺点，为了克服这个缺点，可以提高电流整定值 的方法，即将动作电流按躲过被保护线路外部短路 时最大可能的短路电流来整定，使保护范围预先限 制在线路的一定区域上，也就是保护范围不超过被 保护线路之外，因而在时间上就不需要与下一段线 路相配合，这样就可以作成瞬动保护。这种按躲过 被保护线路外部短路的最大短路电流来整定，以保 证保护有选择的动作，就叫做电流速断保护。
例如：反应电流增大构成的过电流保护；反应电压降低 构成的低电压保护；反应电压与电流的比值变化构成的 距离保护；同时反应被保护元件两端电气量的快速保护， 如差动保护、高频保护等；反应不对称或异常运行时出 现的判据，如负序或零序分量的保护启动元件；反应非 电气量的保护，如瓦斯保护和压力及温度保护等。
2、继电保护装置一般有三大部分组成：测量部分、逻 辑部分、执行部分 。
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(1)电流互感器的一次绕组与高电压电路串联，因此其 一次工作电流只取决于被接入的一次电路的电流，而 与其二次侧负荷的大小无关；
(2)电流互感器的二次回路不允许开路，否则会产生危 险的过电压，威胁人身和设备的安全；
(3)电流互感器的二次回路必须有且只允许有一点接地， 防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅 一点接地；
电气工程及其自动化专业课程
电力系统继电保护
华中科技大学文华学院机电学部 2009.9
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Chapter 2 电力系统继电保护基础知识
§2.1 继电保护的系统配置与继电特性 §2.2 继电保护用电力互感器和输入变换器 §2.3 微机继电保护装置的基本构成原理
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§2.1 继电保护的系统配置与继电特性
铁心式，TPY；空心式——母线保护。
2.2.1 电压互感器
电压互感器的作用:
将电力系统的高电压在二次侧准确地变换成继
电保护及仪表所允许电压（额定值为100V或 57.7V），使继电器和仪表既能在低电压情况下工
作，又能准确地反映电力系统中高电压设备的运
行情况，同时它还具有高、低电压电路的隔离作
用，以保证二次设备和工作人员的安全。文字符 号为TV（旧：PT）
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2.1.2 继电特性Fra bibliotek说明：继电保护动作状态
的确切和稳定靠继电特性来 保证。
以过电流继电器为例：
I≥Iop动作,I≤Ire返回。
继电器状态
动作
图2.4 过电流继电器的继电特性
返回
0 返回电流：Ire
I re I op
I
动作电流：Iop
能够使继电器可靠返回的最大电流值。能够使继电器可靠动作的最小电流值。
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§2.2 继电保护用电力互感器和输入变换器
➢继电保护输入信号的类型与特点 ⒈ 类型：电压、电流；交流、直流；电量、非电量 ⒉ 特点：幅值变化范围大，衰减直流分量、丰富的 高次谐波分量
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➢保护用电力互感器的主要类型 (1) TV——电磁式；电容式（CVT） (2) TA——无气隙铁心式，TP，如5P20；小气隙
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2.1.2 继电特性
继电特性的两个要点： (１)永远处于动作或者返回状态，无中间状态； (２)Iop不等于Ire，使接点无抖动。 返回系数: Kre 保护继电器的返回值与动作值之比,即:
KreIre/Iop
过量继电器的返回系数恒小于1； 欠量继电器的返回系数恒大于1。
一般要求过量继电器（ 0.85≤Kre <1,0.9~0.95）；欠量继电器 （1<Kre≤1.2） 。
主保护分区（基本保护分区或按 元件保护分区）
后备保护分区（基本保护分区或 相邻的多个基本保护分区）
图2.2 按重叠保护范围正 确地选择保护分区交界处 的电流互感器
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概念与结论：
继电保护装置感受到系统发生故障并不是其 动作的充分必要条件，继电保护装置只有检测到 其对应的保护分区内的故障且为其规定的故障类 型时才允许按规定的时限配合及操作形式的要求 产生动作。
2.1.1 继电保护的系统配置与保护范围
５－电动机
２－变压器
３－母线
４－输配电线路
图2.1 典型电力系统及其保护分区
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1－发电机
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保护分区的基本原则
⑴ 保护分区必须覆盖整个电力系 统，不允许存在死区。
基本保护分区： 以断路器为边界构成的区域
⑵ 相邻保护分区的保护范围要有 重叠。
⑶ 保护分区的基本类型——按 独立电气元件（及其组合）。
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➢继电保护的系统性
• 继电保护不仅要保证具体保护对象的安全，更重 要的是需要保证电力系统的安全和稳定。
• 不仅要研究继电保护装置的原理及实现技术，还 必须研究传感器及控制对象的技术特性及要求。
• 对于一个保护对象，为了保证其保护的可靠性和 完备性，常常要求用多个继电保护装置构成一个 保护系统。
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2.2.2 电流互感器
➢电流互感器的作用:
将电力系统的高电压电路上的电流，准确地变 换成二次低电压电路上的小电流（额定值为5A或 1A），同时它还具有高、低电压电路的隔离作用， 以保证二次设备和工作人员的安全。 文字符号为TA（旧：CT）
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电流互感器的工作特点和要求
(4)变换的准确性主要受二次负荷和一次电流大小的影 响；
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继电保护装置内部的输入变换器
在继电保护装置内部，还需要通过各种输入 变换器将电压互感器提供的二次电压、电流互感 器提供的二次电流进一步变小，以适应弱电元件 （如电子元件）的要求；
❖ 同时输入变换器还担负在二次回路与继电保 护装置内部电路之间实现电气隔离和电磁屏蔽作 用，以保障人身及保护装置内部弱电元件的安全、 减少来自高压设备对弱电元件的干扰。
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➢电压输入变换器
•电压变换器的工作原理与电磁式电压互感器完全相 同。
•电压变换器的原方与电压互感器的二次侧并联， 其原方额定电压及电压允许变化范围应与电压互 感器的二次电压相匹配。
电压变换器的副方电压的大小应与弱电电子元件的 允许电压相匹配（如在微机式保护中，常选取对应 最高输入的副方电压的有效值为 5/ 2 伏）。
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➢ 电流输入变换器
•电流变换器的工作原理与电流互感器完全相同。
•电流变换器的原方与电流互感器的二次侧串联，其 原方额定电流及电流允许变化范围应与电流互感器 的二次电流相匹配; •由于弱电电子元件多为电压输入型，因此电流变 换器的付方输出电流需要进一步变换为与电流成比 例的电压，该变换过程称为电压形成，该电压称为 形成电压。
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电压互感器的工作特点和要求
(1) 电压互感器的一次侧与高电压路并联，因此， 其一次工作电压只取决于接入点的一次电压。
(2) 电压互感器的二次回路不允许短路，否则会产 生危险的短路电流，并烧毁电压互感器，因此， 通常装有保护熔断器
(3) 对电压互感器的基本要求是电压变换的准确性， 它主要受二次负荷大小的影响，对于保护用电压互 感器，还需考虑电压互感器暂态过程对快速保护的 影响。