继电保护装置的组成及工作原理1
继电保护ppt课件
继电保护技术的发展历程
传统继电保护阶段
传统的继电保护采用电磁感应原理，如电流保护和电压保 护等。这种保护方式简单可靠，但动作速度慢，灵敏度低 。
集成电路继电保护阶段
集成电路继电保护是将多个晶体管的功能集成在一个芯片 上，具有高集成度和高可靠性。但集成电路继电保护的通 用性较差。
物联网技术还可以实现继电保护装置的协同工作，通过信 息共享和实时通信，提高继电保护系统的整体性能和可靠 性，降低设备故障对电力系统的影响。
大数据技术在继电保护中的应用
大数据技术可以对海量的电力系统运行数据进行实时采集、存储和分析，为继电 保护提供更加全面和准确的数据支持。
大数据技术还可以应用于继电保护装置的优化设计和故障预测，通过对历史数据 的挖掘和分析，预测设备可能出现的故障和异常情况，提前进行预警和处理，提 高电力系统的稳定性和可靠性。
人工智能技术还可以应用于继电保护装置的优化配置和故障 诊断，通过智能算法对设备运行状态进行实时监测和评估， 及时发现潜在故障并进行预警和处理。
物联网技术在继电保护中的应用
物联网技术可以实现电力设备的远程监控和智能管理，通 过传感器、RFID等技术，实时采集设备运行数据并上传至 云平台进行存储和分析。
要点一
总结范措施
分析高压电动机的继电保护误动原因，如电流互感器饱和 、保护装置软件故障等，并提出相应的防范措施。
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• 继电保护概述 • 继电保护的基本原理 • 常用继电保护装置 • 继电保护配置与方案 • 继电保护的未来发展 • 案例分析
目录
01
继电保护概述
继电保护的基本原理和保护
二、继电保护装置的组成
三、继电保护装置的类型
1、按被保护的对象分，有
输电线路的保护、发电机的保护、变压器的保护、 母线保护、电动机的保护等；
2、按保护原理分，有 电流保护、电压保护、距离保护、高频保护、差动 保护、方向保护等；
二）电力系统的运行状态
1、定义：电力系统在不同运行条件（如负荷水平、 出力配置、系统接线、故障等）下的系统与设备的工 作状况。 2、类型：有正常运行状态、不正常运行状态、故 障状态三种。 ◆正常运行状态——在此状态下，电力系统的有 功功率和无功功率处于平衡，各发电、输电和用电设 备均在规定的长期安全工作限额内运行，电压、频率 均在规定的范围内变化，电能质量合格。
电力系统继电保护绪
论
第一节 电力系统继电保护的作用
一、电力系统继电保护及自动装置的作用与任务
一）一次设备与二次设备的基本概念
一次设备：是指直接参与生产、输送和分配电能 的生产过程的高压电气设备。 它包括发电机（发电）、变压器（变换）、断 路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线 （汇集、重新分配电能） 、输电线路（输送电） 、 电力电缆、电抗器、电动机（用电）等。
二）迅速性——指继电保护装置动作尽可能快
凡是作用于断路器跳闸的保护均要求动作要迅 速。 要求快速动作的主要理由和必要性： ①可以提高电力系统并列运行的稳定性。
A B C
k
例：K点发生了三相短路故障时，A母线电压将大大下降到接近 于零，使A厂送不出负荷，发电机转速迅速升高。而B厂母线B 母线，则由于远离短路点，还有较高残压。如果保护动作时间 较长，A、B两厂的发电机转差增大，使系统发生振荡甚至解列。
继电保护知识重点
继电保护知识重点第一章绪论1. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2. 继电保护装置的组成？答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
） 传统继电保护装置的组成测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。
逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。
执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。
3. 试述对继电保护的四个基本要求的内容： 答：选择性：※ 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，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。
※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障· 但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动 ※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用· 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。
· 近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。
速动性：※ 力求保护装置能够迅速动作切除故障 ● 提高电力系统并列运行的稳定性 · 暂态稳定等面积定则极限切除时间 · 高压/超高压输电线路保护 ● 减轻对设备、用户的损害※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑） ● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。
·快速保护动作时间：0.01～0.04s · 断路器动作时间：0.02～0.06s 灵敏性：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。
继电保护原理基础-线路保护
2 继电保护的分类
按保护所起的作用分类： 主保护、后备保护、辅助保护等。
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。
电力系统继电保护的工作配合
发电机保护区 变压器保护区 高压母线II保护区 线路保护区
低压母线保护区 高压母线I保护区 高压母线保护区
对电力系统继电保护 的基本要求
1 继电保护的基本原理
电流增大
过电流保护
电压降低
低电压保护
电流电压间的相位角会发生变化
正常运行时： arg U 20°
I
线路正方向 三相短路：
arg U 60° ~ 85° I
方向保护
1 继电保护的基本原理
测量阻抗发生变化
阻抗保护
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
1 继电保护的基本原理
故障切除时间： t = tPR + tQF
tPR 保护动作时间；
一般为0.06～0.12s，最快0.01～0.04s。
tQF 断路器动作时间；
一般为0为0.06～0.15s，最快快00.02～0.06s。
灵敏性
灵敏性是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。
方
继电保护的发展
过 差向距 高
微
行
电流动 电流离 频 保 保保保 保 护 护护护 护
波 保 护
波 保 护
年
年
年 年年年 年
年
年
代
代
微机化 网络化
智能化
保护、控制、 测量、通信
第1章 微机继电保护装置的硬件原理
第1章微机继电保护装置的硬件原理1.2 比较式数据采集系统微机保护装置中的数据采集系统按模数转换器的类型分为：采用逐次逼近式模数转换的比较式数据采集系统， 采用V∕F变换器（VFC）实现数据转换的压频转换式数据采集系统。
本节将介绍比较式数据采集系统1.2.1 电压形成回路要求–继电保护所使用的电压、电流都是来自于电压互感器（100伏、线间电压）和电流互感器（额定电流5安或1安，短路电流100安）–把100伏左右的电压变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压；–把小于1安～100安的电流变换为适合AD转换需要的正负2.5伏、正负5伏、正负10伏的电压–隔离和屏蔽作用，以减小高压设备对微机保护装置的干扰。
为了保证电压或电流变换的准确性，通常在设计变换器时，应考虑满足以下原则：（1）电压变换器之间、电流变换器之间以及电压变换器与电流变换器之间的原副方相位移要一致。
（2）变换器的铁芯磁导率要选取适当，在整个工作范围内保持线性传变，输入小信号时不失真，输入大信号时不饱和。
（3）变换器本身的损耗要小，使变换器在传变过程中一次、二次侧电量的相角差尽可能的小。
在设计电流变换器应考虑以下几点：（1）优先保证在输出为最小工作电流时，对应A∕D变换的结果应具有足够的分辨能力；（2）保证在可能出现的最大短路电流条件下，电流变换器输出的电压不应使A∕D变换出现溢出，从而避免造成数字量紊乱；（3）适当选择电流变换器二次侧负载，使电流变换器在一次侧出现最大短路电流时不至于出现饱和现象。
1.无源低通滤波器在微机保护中常采用的一种二阶RC 滤波器如图1-3所示。
其传递函数为：iu ou RCCR图1-3 二阶RC 滤波器2)(311)()()(RCs RCs s U s U s H i o ++==图1－6 采样保持过程1.2.4 模拟量多路转换开关组成：包括选择接通路数的二进制译码电路和多路电子开关。
–二进制译码电路决定哪个电子开关接通——接入相应的待转换模拟量–多路电子开关起分断其它回路而仅仅接通待转换的哪一路模拟量作用常用的多路开关有8通道的AD7501、CD4501，16通道的AD7506等。
继电保护培训ppt
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CT 断线及差流越限 1、CT断线 CT断线瞬间，断线侧的启动元件和差动继电器可能动作，但对侧的启动元件不动作，不会向本 侧发差动保护动作允许信号，从而保证纵联差动不会误动作。 本保护装置在本、对侧 CT 断线时，仍然开放断线相电流差动保护，同时将差动最小动作电流 抬高到“CT断线差动电流定值”。如需在CT断线时闭锁断线相的差动保护，则需将“CT断线差动 电流定值”整定到最大值
当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作跳开变压器各侧开关。差动速断保护不经任何闭锁条件直接出口。
差动速断保护逻辑图
比率制动
稳态比率差动制动曲线
稳态比例差动保护采用经傅氏变换后得到的电流有效值进行差流计算，用来区分差流是由于内部故障还是外部故障引起。 Id---差动电流，Ir---制动电流，Iop.min---最小动作电流； Is1---制动电流拐点1（取0.8Ie），Is2---制动电流拐点2（取3Ie）；K1---斜率1（取0.5），K2--斜率2（取0.7）； Ie---基准侧额定电流（即高压侧）。
继电保护基本原理
二、发生故障可能引起的后果是：
不正常运行状态：过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏； 系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命； 因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。 事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
继电保护基础知识
五、对继电保护装置的要求： 为完成继电保护的基本任务，动作于断路器跳闸的继电保护 装置必须满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性4项基本要求。 1、选择性：指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分 切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量减小停电范围。
图中线路WL4上K1点短路时，应跳开断路器QF4，而其 他非故障线路仍继续运行。仅将故障线路WL4切除，不能 因为变压器T也有短路电流通过而将断路器QF2跳开。此时， 如果QF2跳闸，称为“误动作”，将造成母线W3失电压， 扩大停电范围。但是，由于某种原因导致QF4拒动时，再 跳开断路器QF2切除故障是正确的，仍属于有选择性。继 电保护的这种功能称为后备保护，即变压器T的保护装置 起到对相邻元件（WL3、WL4、WL5线路）后备保护的作 用。当后备保护动作时，停电范围虽有所扩大，但仍是必 要的，否则当保护装置或断路器拒动时，故障无法切除， 后果极其严重。如果在K2点发生短路，应当只跳开断路器 QF2，切出故障。让线路WL1及母线W2继续运行。 继电保护装置的选择性，是恢复采用适当类型的继电 保护装置和正确选择其整定值，使各级保护配合而实现的。
4、继电保护或自动装置在运行中的注意事项 （1）严禁无工作票在运行的保护或装置上以及仪用PT、CT二次回路上 进行维修工作，运行值班人员发现此种现象，应立即制止。 （2）运行中的电流回路上进行测量、试验、方式切换等操作时，应在 试验端子上进行，并做好防止CT二次回路开路的措施。 （3）为防止运行设备的保护误动作，不允许在运行的继电保护盘上或 附近进行振动较大的工作，必要时采取措施或停用部分保护。 （4）查找运行中保护装置的直流电源接地时，必须采取可靠措施防止 误动，直流系统大负荷投运造成直流系统电压不稳要注意保护装置 不误动。 5、继电保护及自动装置进行检查内容 （1）保护、压板按要求投停正确，保护屏交直流空开位置正确。 （2）保护装置运行正常，各指示灯、操作性信号指示正常，各开入量 与实际运行状况一致，各模拟量数值与实际运行参数一致。 （3）各插件无过热、变色、异味和冒烟。
继电保护装置由哪些部分组成？
继电保护装置由哪些部分组成？
继电保护装置通过正常运行和短路故障电气的参数不同，迅速做出反应，从而达到保护电力系统的作用。
继电保护装置一般由三个部分组成，分别为：测量部分、逻辑部分、执行部分。
1.测量部分。
测量部分是测量被保护对象的电气参数，与给定的整定值进行比较，从而判定保护是否需要启动。
2.逻辑部分。
逻辑部分根据测量部分的参数、性质、输出状态等出现的顺序或者组合，使保护装置按照一定的逻辑关系做出指令判断。
3.执行部分。
收到逻辑部分发出的指令后，执行指令，如跳闸、发出信号、不动作等。
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10、继电保护的工作回路：a电流、电压互感器及其与保护装置连接的电缆等；b断路器跳闸线圈及与保护装置出口间的连接电缆，指示保护装置动作情况的信号设备；c保护装置及跳闸、信号回路设备的工作电源等。
1、灵敏系数大于1的原因：要求灵敏系数大于1的原因是考虑可能会出现一些不利于保护启动的因素，有：a故障点一般都不是金属性短路，而是存在有过渡电阻，它将使得短路电流减小，因而不利于保护装置动作。
b实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计算值。
c保护装置所使用的电流互感器，在短路电流通过的情况下，一般都具有负误差，因此使实际流入保护装置的电流小于按额定变比折合的数值。
d保护装置中的继电器，其实际启动数值可能具有正误差。
e考虑一定的裕度。
2、当零序二段保护与下级线路的零序一段保护范围末端M点配合，灵敏系数不满足，怎么解决？a用两个灵敏度不同的零序二段保护。
保留0.5S的零序二段保护，快速切除正常运行方式和最大运行方式下线路所发生的接地故障；同时再增加一个与下级线路零序二段保护配合的二段保护，它能保证在各种运行方式下线路上发生短路时，保护装置具有足够的灵敏系数。
b从电网接线的全局考虑，改用接地距离保护。
3、中性点不接地系统发生单相接地侯零序分量的分布特点：a零序网络由同级电压网络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的通路有极大不同，网络的零序阻抗很大。
b发生单相接地时，相当于在故障点产生了一个其值与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，构成零序电压保护。
c在非故障元件中流过的零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路，构成零序电流保护。
d在故障元件中流过的零序电流，其数值为全系统非故障元件对地电容电流之总和，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线，构成零序功率方向保护。
4、重合闸前加速保护和后加速保护的优缺点前加速优点：1.能快速切除顺瞬时性故障。
2.可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率。
3.能保证发点厂和重要变电所的母线电压在0.6—0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量。
4.使用设备少，经济简单。
前加速缺点：1.断路器工作条件恶劣，动作次数较多。
2.重合于永久性故障上时，故障切除时间可能较长。
3。
如果重合闸装置或断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。
甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。
后加速优点：1.第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正。
2.保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的。
3.和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件限制，一般说来是有力而无害的。
后加速缺点：1.每个断路器上都需要装设一套重合闸，比较复杂。
2。
第一次切除故障可能带有延时。
5、电力系统采用重合闸的优缺点优点：a.大大提高供电的可靠性，减小线路停电的次数，特别是对单侧电源的单回线路尤为显著；b.在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的稳定性，从而提高输电容量。
c、对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正作用。
当重合于永久性故障时，缺点：
a使电力系统再一次受到故障的冲击，对超高压系统还可能降低并列运行的稳定性；
b使断路器的工作环境更加恶劣，因为在短时间内，连续切除两次短路电流。
6、电力系统振荡与短路的差别：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象，称为电力系统的振荡。
A振荡时三相完全对称，没有负序分量和零序分量的出现；而当短路时，总要长时或瞬间出现负序分量和零序分量。
B振荡时，电气量呈现周期性的变化，其变化速度与系统功角的变化速度一致，比较慢，当两侧功角摆开180°时相当于在振荡中心发生三相短路；从短路前到短路后其值突然变化，速度很快，而短路后短路电
流、各点的残余电压和测量阻抗在不计衰减时是不变的；c振荡时，电气量呈现周期性的变化，若阻抗测量元件误动作，则在一个振荡周期内动作和返回各一次；而短路时阻抗测量元件可能动作（区内短路），可能不动作(区外短路)。
7、同步检定和无电压检定重合闸的工作原理当线路发生故障，两侧断路器跳闸以后，检定线路无电压一侧的重合闸首先动作，使断路器投入。
如果重合不成功，则断路器再次跳闸。
此时，由于线路另一侧无电压，同步检定继电器不动作，因而，该侧重合闸根本不启动。
如果重合闸成功，则另一侧在检定同步之后，再投入继电器，线路恢复正常工作。
在使用检查线路无电压方式重合闸的一侧，当该侧断路器在正常运行情况下由于某种原因而跳闸时，由于对侧未动作，线路上有电压，因而就不能实现重合闸。
在检定无电压的一侧也同时投入同步检定继电器，两者经或门并联工作。
此时如遇有上述情况，则同步检定继电器就能够起作用，当符合同步条件时，即可将误跳闸的继电器重新投入。
但在使用同步检定的另一侧，其无电压检定是绝对不允许同时投入的。
8、变压器差动保护中有哪些不平衡电流？克服方法?
a计算变比与实际变比不一致.b由变压器带负荷调节分接头产生.c电流互感器传变误差产生d变压器励磁电流产生.e变压器的连接组别不同
克服：a针对计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流，设平衡线圈来补偿。
b减少因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流；c减少电流互感器的暂态不平衡电流。
d用电流互感器不同的接线形式，或软件的方法来克服变压器各侧接线组别不同造成的误差。
9、发电机不正常运行的状态：
1 由于外部短路引起的定子绕组过电流；
2 由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷；
3 由外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流；
4 由于忽然甩负荷而引起的定子绕组过电压；
5 由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；
6 由于汽轮机主气门忽然关闭而引起的发电机逆功率等。
11、单相变压器励磁涌流有何特点，怎样防止：a在变压器空载合闸时，涌流是否产生以及涌流的大小与合闸角有关，合闸角a=0和a=∏时励磁涌流最大；b波形完全偏离时间轴的一侧，并且出现间断，涌流越小，间断角越小；c含有很大成分的非周期分量，间断角越小，非周期分量越大；d含有大量的高次谐波分量，而以二次谐波为主，间断角越小，二次谐波也越小。
方法：采用速饱和中间变流器；二次谐波制动的方法；间断角鉴别的方法。