微机保护第一章 绪论PPT演示文稿
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培训微机保护基础ppt课件
电力系统微机继电保护，毕天姝
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1-2 数据采集系统 （模拟量输入系统）
（四）采样频率的选择和模拟低通滤波器 的应用
2. 低通滤波器
R=4.3k, C=0.1F
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1-2 数据采集系统 （模拟量输入系统）
三、信 号 模拟量多路转换开关
输 （入 一电 形 ）压 成 模拟前 通 置 滤 量低 波 多路采 保 转样 持换开多 换 路 器 关转的作转 A/ 换 D用
继电保护装置：有通道的继电保护甚至需要在两 端（比如线路保护）安装，还需要专用的继电保护通 道
断路器：用于切除故障设备，达到保护目的。一
个典型的继电保护系统图如图0－4所示
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0－2 继电保护的基本原理和系统构成
1－继电保护装置 2－通信设备 图0－4 继电保护系统
二次设备是电力系统的大脑和中枢神经系统，没 有二次设备电力系统无法工作。
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正常状态：能 量管理系统 目标：安全性 与经济性
K1
故障发生：继电保 护系统 目标：快速、准确、 可靠切除故障
故障切除后：稳控 系统 目标：维护系统稳 定性
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（二）逐次逼近法模数转换器的基本原理
溢出问题
u(t)
+Ma x
2
原始波形
1
u(t)
+Ma x
原始波形
0
t
0
t
-
-
Max
Max
（a）
（b）
微机继电保护 第一章
三、开关量输出 (DO)回路 实际的微机保护 装置输出跳闸回路中, 需要对跳闸出口继电 器的电源回路采取控 制措施, 同时对光电 隔离回路采用异或逻 辑控制。
图1-23 具有电源控制的跳闸出口继电器输出回路
第一章 微机继电保护装置硬件原理
第五节 微机继电保护的发展趋势 一、微机保护装置的发展 计算机化, 网络化, 保护、控制、测量、数据 通信一体化和人工智能化。 二、微机保护算法和原理的发展 基于故障分量原理的保护(暂态故障分量保护 和工频故障分量保护) 算法 , 小波分析在保护中 的应用, 利用通信技术构成的“广域保护”, 以及模 糊理论、人工神经网络、自适应理论、专家系统 等智能技术在继电保护装置的应用等。
第一章 微机继电保护装置硬件原理
第六节 微机继电保护装置的功能编号 将继电保护装置通过对功能进行详细描述、 定义 。采用ANSI/IEEE Standard C37.2 标准的继 电保护功能编号见表1－1。 表中给出了标准的功能号 , 广泛应用于工程图 例、流程图、操作过程及其他应用书籍中。采用 标准功能编号 , 每个继电器或继电保护装置可细 分为一系列功能 , 方便设计、制造、运行维护等 各个环节 , 简洁易懂。
第一章 微机继电保护装置硬件原理
第四节 开关量输入及输出回路 一、光电隔离 实现两侧电路之间的电气隔离，解决不同逻 辑电平之间的信号传递和控制。 二、开关量输入(DI)回路 用于识别运行方式、运行条件等。开关量状态正 好对应二进制数字的“1” 或 “0”, 开关量可作为数 字量读入。DI接口作用是为开关量提供输入通道, 并在数字保护装置内外部之间实现电气隔离, 一类是装在保护装置面板上的接点，另一类 是从装置外部经过端子排引入装置的接点。
第一章 微机继电保护装置硬件原理
培训微机保护基础ppt课件
并迅速推广。
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0－3 微机保护
我国微机保护的发展
70年代后半期开始，对国外计算机继电保护的发展作了广泛 的介绍和综述分析。
70年代末至80年代初则广泛地开展各种算法以至样机的研制。 1984年，华北电力学院杨奇逊教授主持研制的第一套微机距
5
0-1 电力系统继电保护的作用
电力系统运行状态
三种状态：
正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规定的 范围内，各个一次电气设备能够正常工作而不损坏的 运行状态
不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工作遭 到破坏但未出现故障的状态，比如像过负荷。
故障，通常指各种类型的短路和断线，包括各相导 体之间或者导体对地的不正常连接、三相或者某相开 断。
离保护样机在河北马头电厂投入试运行。 1986年，全国第一台微机高压线路保护装置投入试运行。 1987年9月26日，微机距离保护经受人工短路考验。
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0－5 微机保护
我国微机保护的发展（续）
目前，高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护 产品。
开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口(PIA或PIO)、光 电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，完成保护的出口跳 闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能
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1-2 数据采集系统 （模拟量输入系统）
一、电压形成回路
1. 模拟量选取原则：以满足保护功能为基本准则 2. 作用与方案比较
19
0－5 微机保护
特点
维护调试方便 可靠性高 易于获得附加功能 灵活性大 保护性能得到很好改善
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0－3 微机保护
我国微机保护的发展
70年代后半期开始，对国外计算机继电保护的发展作了广泛 的介绍和综述分析。
70年代末至80年代初则广泛地开展各种算法以至样机的研制。 1984年，华北电力学院杨奇逊教授主持研制的第一套微机距
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0-1 电力系统继电保护的作用
电力系统运行状态
三种状态：
正常运行，指电压、电流、频率（转速）在规定的 范围内，各个一次电气设备能够正常工作而不损坏的 运行状态
不正常运行，指电力系统中电气设备的正常工作遭 到破坏但未出现故障的状态，比如像过负荷。
故障，通常指各种类型的短路和断线，包括各相导 体之间或者导体对地的不正常连接、三相或者某相开 断。
离保护样机在河北马头电厂投入试运行。 1986年，全国第一台微机高压线路保护装置投入试运行。 1987年9月26日，微机距离保护经受人工短路考验。
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0－5 微机保护
我国微机保护的发展（续）
目前，高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护 产品。
开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口(PIA或PIO)、光 电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，完成保护的出口跳 闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能
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1-2 数据采集系统 （模拟量输入系统）
一、电压形成回路
1. 模拟量选取原则：以满足保护功能为基本准则 2. 作用与方案比较
19
0－5 微机保护
特点
维护调试方便 可靠性高 易于获得附加功能 灵活性大 保护性能得到很好改善
微机保护装置硬件原理l_图文_图文
微机保护装置硬件原理l_图文_图文.ppt
2.5 微机保护装置硬件原理
开关量输入
打印机 液晶显示器
数据采集系统
微机系统
人机接口
触摸按键
开关量输出 驱动电路
继电器
1、模拟量输入系统
微机系统只能识别数字量，应将模拟转换 为微机系统能接受的数字信号。
2、微机系统
故障微机系统作用：用于分析计算电力系统 有关电量，判定系统是否发生。
2.5.2微机保护数据采集系统
数据采集系统又称模拟量输入系统，采用A/D芯 片的A/D式数字采集系统，由电压形成、模拟滤 波器(ALF)、采样保持(S/H)、多路转换开关 (MPX)与模数转换器(ADC)几个环节组成 。
A/D式数据采集系统图
1、电压形成回路
微机保护从被保护对象电流或电压互感器上取 得的信息，需要降低或变换。
微机保护用的模数转换器绝大多数都是应用 逐次逼近法实现的。
5）电压-频率式数据采集系统
VFC式的模数转换是将电压模拟量成比例 地变换为数字脉冲频率，然后由计数器对脉冲 计数，将计数值送给CPU。
2.5.3 CPU模块工作原理 1)具有ADC变换接口的保护CPU模块原理
2)具有VFC接口的保护CPU模块框图原理
微机继电保护中通常要求输入信号为土5V或 ±l0V的电压信号，具体决定于所用的模数转 换器。
2、保持电路与模拟低通滤过器
1）采样保持 必须对来自被保护元件的模拟量进行模/数 (A/D)变换，在进行A/D变换之前，首先要将连 续的模拟量变为离散量。这就需要对模拟信号 进行采样，即按时间取量化。
要求：电子模拟开关AS的闭合时间应满足有足 够的充电或放电时间，即采样时间。
2）低通滤波
2.5 微机保护装置硬件原理
开关量输入
打印机 液晶显示器
数据采集系统
微机系统
人机接口
触摸按键
开关量输出 驱动电路
继电器
1、模拟量输入系统
微机系统只能识别数字量，应将模拟转换 为微机系统能接受的数字信号。
2、微机系统
故障微机系统作用：用于分析计算电力系统 有关电量，判定系统是否发生。
2.5.2微机保护数据采集系统
数据采集系统又称模拟量输入系统，采用A/D芯 片的A/D式数字采集系统，由电压形成、模拟滤 波器(ALF)、采样保持(S/H)、多路转换开关 (MPX)与模数转换器(ADC)几个环节组成 。
A/D式数据采集系统图
1、电压形成回路
微机保护从被保护对象电流或电压互感器上取 得的信息，需要降低或变换。
微机保护用的模数转换器绝大多数都是应用 逐次逼近法实现的。
5）电压-频率式数据采集系统
VFC式的模数转换是将电压模拟量成比例 地变换为数字脉冲频率，然后由计数器对脉冲 计数，将计数值送给CPU。
2.5.3 CPU模块工作原理 1)具有ADC变换接口的保护CPU模块原理
2)具有VFC接口的保护CPU模块框图原理
微机继电保护中通常要求输入信号为土5V或 ±l0V的电压信号，具体决定于所用的模数转 换器。
2、保持电路与模拟低通滤过器
1）采样保持 必须对来自被保护元件的模拟量进行模/数 (A/D)变换，在进行A/D变换之前，首先要将连 续的模拟量变为离散量。这就需要对模拟信号 进行采样，即按时间取量化。
要求：电子模拟开关AS的闭合时间应满足有足 够的充电或放电时间，即采样时间。
2）低通滤波
数字保护·第一章课件
电流可以由接点控制，也可以由无触点的半导体器 件控制。出于可靠性的考虑，目前，基本上仍是采 有触点的小型中间继电器，组成必要的出口逻辑。 这个方面，计算机继电保护与模拟式继电保护也是 基本一致的。
计算机式继电保护是由“硬件”和“软件” 两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的 基础。而继电保护原理是直接由软件，即由 计算程序来实现的，程序的不同可以实现不 同的原理。程序的好坏、正确与错误都直接 影响着保护的性能优劣、正确或错误。
目前上述五类继电保护装置在电力系统中都有使用， 但数字继电保护装置已在电力系统中占据主导地位， 它也代表了现代继电保护发展的方向。
数字继电保护的历史最早可以追溯到二十世纪 60年代中末期，国外起先在英国、澳大利亚和 美国的一些学者的倡导下开始进行研究，当时 首先提出了用小型计算机实现继电保护装置的 设想。因当时小型计算机在价格、体积、性能 方面种种原因而未能使数字继电保护投入实用， 但却由此开始了对数字继电保护的算法、实现 技术以及工业试验方面的大量研究，为后来数 字继电保护的发展奠定了理论基础。
二十世纪70年代微型计算机（微处理器）的出现， 极大地推动了数字继电保护的实用化。
70年代后半期，出现了比较完善的基于微机的数字 继电保护样机，并投入电力系统运行。
二十世纪80年代数字继电保护在硬件结构和软件技 术方面已趋成熟，在世界上很多国家（包括我国） 逐步得到推广应用。
二十世纪90年代数字继电保护成为了继电保护装置 的主要型式。
数字继电保护区别于前四类继电保护的本质特征在 于它是建立在数字技术基础上的：
数字继电保护装置先将各种类型的输入信号转化为 数字信号再加以处理，它不仅能够实现其它种类保 护装置难以实现的保护原理，还能提供简化调试及 整定、自身工作状态监视、事故记录及分析等高级 辅助功能，还可以完成电力自动化要求的各种智能 化测量、控制、通信及管理等任务。
计算机式继电保护是由“硬件”和“软件” 两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的 基础。而继电保护原理是直接由软件，即由 计算程序来实现的，程序的不同可以实现不 同的原理。程序的好坏、正确与错误都直接 影响着保护的性能优劣、正确或错误。
目前上述五类继电保护装置在电力系统中都有使用， 但数字继电保护装置已在电力系统中占据主导地位， 它也代表了现代继电保护发展的方向。
数字继电保护的历史最早可以追溯到二十世纪 60年代中末期，国外起先在英国、澳大利亚和 美国的一些学者的倡导下开始进行研究，当时 首先提出了用小型计算机实现继电保护装置的 设想。因当时小型计算机在价格、体积、性能 方面种种原因而未能使数字继电保护投入实用， 但却由此开始了对数字继电保护的算法、实现 技术以及工业试验方面的大量研究，为后来数 字继电保护的发展奠定了理论基础。
二十世纪70年代微型计算机（微处理器）的出现， 极大地推动了数字继电保护的实用化。
70年代后半期，出现了比较完善的基于微机的数字 继电保护样机，并投入电力系统运行。
二十世纪80年代数字继电保护在硬件结构和软件技 术方面已趋成熟，在世界上很多国家（包括我国） 逐步得到推广应用。
二十世纪90年代数字继电保护成为了继电保护装置 的主要型式。
数字继电保护区别于前四类继电保护的本质特征在 于它是建立在数字技术基础上的：
数字继电保护装置先将各种类型的输入信号转化为 数字信号再加以处理，它不仅能够实现其它种类保 护装置难以实现的保护原理，还能提供简化调试及 整定、自身工作状态监视、事故记录及分析等高级 辅助功能，还可以完成电力自动化要求的各种智能 化测量、控制、通信及管理等任务。
微型机继电保护原理 第一章
微型机继电保护原理第一章 绪论一. 计算机继电保护的发展概况用计算机构成继电保护装置的设想始于60年代中期，70年代，计算机保护的研究工作主要是作理论探索（特别是算法研究、数据适配、数字滤波）及在实验室作样机试验。
限于当时计算机硬件的制造水平以及昂贵的价格，早期的研究工作是以小型计算机为基础的。
人们企图用一台小型计算机实现多种保护功能或保护多个电气设备，这就使得计算机保护的可靠性难以保证，一旦该计算机出现了故障，所有的被保护设备都将失去保护。
到了70年代末期，出现了一批功能强足够强的微型计算机，价格也大幅度降低，这时无论在技术上，还是在经济上，已具备一台微型计算机来完成一个电气设备保护功能的条件。
有时为了提高可靠性，还设置多重化的硬件，用几台微机互为备用地构成一个电气设备的保护装置。
到70年代后期，国外已有少数样机在电力系统中试运行，微机保护逐渐进入实用阶段。
国内计算机保护方面的研究工作起步较晚（始于70年代后半期），但进展很快，1984年上半年，华北电力学院研制的第一套距离保护样机投入试运行，年底在华中理工大学召开了我国第一次计算机继电保护学术会议，推动了我国微机保护的开发运用进入一个新的阶段。
经过20多年的研究、应用、推广与实践，现在新投入使用的高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护产品，继电保护领域的研究部门和制造部门和制造厂家已经完全转向进行微机保护的研究与制造。
将微机保护和网络通信技术结合后，变电站自动化系统、配网自动化系统也已经在全国电力系统中得到了广泛的应用，将保护、测量、控制、录波、监视、通信、调节、报表和防误操作等多种功能融为一体，进一步提高了电力系统的安全性和经济运行水平，也为变电站实现无人或少人值班创造了条件。
预计在未来的几年内，微机保护将朝着更可靠、更简便、更灵活和网络化、智能化、动作过程透明化的方向展开，并可以方便地与电子式互感器、光学互感器实现连接。
要跳出传统“继电器”的概念，充分利用计算机的计算速度、数据处理能力、通信能力以及硬件集成度不断提高等各方面的优势，结合模糊理论、自适应原理、行波原理、小波变化等方法，设计出性能更优良、维护工作量更少的微机保护装置。
微机保护装置硬件原理lppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
3）多路转换开关
通常被测量或被控制量往往可能是几路或 几十路。例如，阻抗、功率方向等都要求对各 个模拟量同时采样，以准确的获得各个量之间 的相位关系，以进行保护计算。
2）低通滤波
采样间隔的倒数称为采样频率。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
要求：采样频率必须大于2倍最大频率，这 采样定理。
因短路瞬间电流、电压中含有高频率信 号，为了防止混叠误差，要求采样频率很高， 势必增加对硬件的要求。实际上目前大多数微 机保护原理多是反映工频量的，或反映某些高 次谐波，故可以在采样之前将最高信号波频率 分量限制在一定频带内。一般在采样前用一个 低通滤波器（ALF）将高频分量滤掉。
为了保持各个输入离散化的同时性对微机继 电保护才有意义。常用的方案是多通道合用 一个A/D转换器，同时采样，依次A/D转换。
通道1
采样保持器1
多
通道2
路
数
采样保持器2
A/D转换器
据
转
.
总
.
线
.
换
.
.
.
器
通道n
采样保持器3
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
VFC式的模数转换是将电压模拟量成比例 地变换为数字脉冲频率，然后由计数器对脉冲 计数，将计数值送给CPU。
《变电站微机保护》课件
保护动作
一旦检测到故障或异常，微机保护系 统将根据预设的保护策略和算法，迅 速作出相应的保护动作，如跳闸、告 警等。
对采集的数据进行快速分析，判断是 否存在故障或异常情况。
主要功能
01
02
03
04
故障检测与定位
能够快速准确地检测和定位变 电站内的故障点。
保护控制
根据故障类型和严重程度，实 施相应的保护控制成
01
02
03
硬件部分
包括微机保护装置、输入/ 输出接口、人机交互界面 等。
软件部分
包括系统软件、应用软件 和中间件等。
网络部分
用于连接各个保护装置和 上级控制系统的通信网络 。
工作原理
实时监测
微机保护系统实时监测变电站内各电 气设备的运行状态，采集相关数据。
数据分析
辅助保护配置
配置用于特定场合的辅助保护，如方向保护 、零序保护等。
后备保护配置
配置选择性强的后备保护，如过流保护、低 阻抗保护等。
自动装置配置
配置自动重合闸、备用电源自投等自动装置 ，提高系统稳定性。
06
微机保护的调试与维护
调试方法
硬件调试
检查保护装置的硬件连接是否正确， 确保各模块之间的通信正常。
它主要完成系统初始化、数据采集、 数据处理、控制输出等功能。
中断服务程序
中断服务程序是微机保护装置中处理突发事件的重要部分。
当发生突发事件（如故障）时，中断服务程序会被触发，立即执行相应 的处理逻辑。
中断服务程序主要完成故障检测、数据采集、数据处理等功能，并将结 果反馈给主程序进行后续处理。
算法程序
软件调试
对保护装置的软件进行测试，确保其 功能正常，无逻辑错误。
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第三代电网就是“现代电网”、“下一代电网”、“智能电网”
2
第一章 绪论
第三代电网发展时间构架： 第一代电网发展于20世纪前半期； 第二代电网发展于20世纪后半期，我国以1972年330kV系统 建成开始； 第三代电网从本世纪初开始。设想2050年在世界范围内实现。
下一代电网发展面临的机遇和挑战 1、大规模可再生能源电力接入电网的挑战 2、全面智能化对电网运行控制的挑战（智能、高效、可靠） 3、未来电网结构及运行控制模式 电源发展模式；电网发展模式；电网运行控制模式；电网仿 真计算分析模式；电力系统继电保护模式；新一代智能用电 与电网互动模式等。
础。
9
第一章 绪论
晶体管继电保护时代：自50年代末，晶体管继电保护已在 开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展 和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合 作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院 研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500 kV线路 上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
第一章 绪论
一、电网和电网技术的代际传承和发展
电网定义的扩展＝电力系统 基于对电网历史发展和未来预测的主要技术经济特征，可将电 网的发展分为三个阶段，形成三代电网的概念。
第一代电网的主要特征
10万kW一下的小机组； 220kV电压一下的输配电； 孤立的小电网或城市电网。
第二代电网的主要特征
大机组：大容量化石燃料的火电、 大水电和核电；
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第一章 绪论
5、网架互联增强：多区域间失步后的有效解列非单个继电器可以完 成；
6、单台设备容量近百万千瓦：故障切除对系统影响极大，要求预知 检修。
（二）实现技术和条件的发展，奠定保护发展的基础 1、高速的数据采集与处理芯片发展：采集、处理暂态信号不再困难； 2、小波等非周期信号分析算法发展：使得提取暂态量特征更为方便； 3、数字化变电站光通信的普及：使得获取局域、广域实时信息容易； 4、同步相量PMU装置、WAMS系统：使广域动态相量信息可以使用。
330kV及以上电压的超/特高压输电； 大规模互联电网。
1
第一章 绪论
第二代电网是不可持续的电网模式
CO2排放的制约 第二代电网发展遇到的主要问题 化石燃料供应短缺
大电网的安全问题
大规模集中或分布式可再生能源和清洁 能源发电占有较大比例； 第三代电网的主要特征 智能化：现代信息通讯技术与电网基础设 施结合，实现发电、输电、配电、用电和 调度各环节的全面智能化。
四、减少故障对电网的冲击——故障的超高速甄别 1、电压等级越高，故障产生的不平衡功率 越大P。 2、故障切除的越快，故障电流对设备的损害越小。 3、故障切除的越快，故障产生的不平衡能量越小。
A tC Pdt 07
第一章 绪论
加快故障的切除可以减小低电压的时间， 减小系统的不平衡能量，是提高电网坚强 性、安全性的最经济、有效的手段。
有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，
对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继
电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我 国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保 护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继
电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基
局域信息将使后备保护的原理与配置发生重大变化！ 2、广域信息下的集中协调控制系统是不可能取代分散安装的继电
保护装置的：主保护的动作速度要求极高，广域信息速度不够；
越简单越可靠，广域信息的可靠性难于满足保护要求。
3、具备广域动态运行信息将使保障整个电力系统安全的安全自动
装置防线的水平发生“质”的提高。
（三）实现条件的拓展，使得继电保护“只能用被保护元件的故障工 频信息”切除故障元件，向“可用被保护元件的故障全信息及相关网 络信息”切除故障元件并尽可能保障剩余网络安全的方向发展。
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第一章 绪论
不需要广域信息的情况：
1、快速切除故障元件的主保护是不需要广域信息的： 被保护的目标是单一设备，使用本设备的信息判别故障已经足够；
加快故障甄别是实现快速切除故障的基础。
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第一章 绪论
五、电力系统继电保护技术的现状与发展
1．继电保护发展现状
继电保护技术在40余年的继电保护的时代（打基础阶段） ：建国后，我国继电保
护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍 从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过 的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌 握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具
3
第一章 绪论
二、智能电网对保护和控制的新要求 继电保护及自动化是一门科技含量高、涉及专业范围广、技术 性较强的专业。在过去50多年的时间里，我国继电保护及自动化 技术经历了从无到有、从机电式到微机型的发展历程，现在行业正 逐步向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信 一体化发展。这对继电保护及自动化行业提出了新的要求。 智能电网：一般指以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度 集成而形成的新型电网。
目标：以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力 供应的安全性、可靠性和经济性等为目的，实现对用户可靠、经济、 清洁、互动的电力服务。
智能电网其实不是一个全新的概念，它是优化能有生态平衡、提 高利用效率、降低大气环境污染、和谐利用电能的总称。
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第一章 绪论
保护对智能电网可作的新贡献： 1、减少故障发生：发展“自愈”功能——预保护、保护一体化。 2、减少故障对系统的冲击，增强安全性——加快故障切除。 3、增强网架强壮性，保护与自动装置配合——减少和优化线路 跳 闸策略。 三4、、我减国少继事电故保损护失面，临避的免问大题停与电实—现—条增件强全网跳闸协调控制能力。 （一）电力系统对保护要求的提高是保护发展的直接推动力。 1、为发挥特高压网架输电能力，要求故障切除时间越短越好； 2、同塔多回线路架设：要求故障后尽可能多的保留输电能力； 3、网架的复杂性：使得阶段式原理的后备保护难于保证选择性； 4、运行方式的多变性：使得连锁过载跳闸、暂态不稳定引发大 停电；
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第一章 绪论
第三代电网发展时间构架： 第一代电网发展于20世纪前半期； 第二代电网发展于20世纪后半期，我国以1972年330kV系统 建成开始； 第三代电网从本世纪初开始。设想2050年在世界范围内实现。
下一代电网发展面临的机遇和挑战 1、大规模可再生能源电力接入电网的挑战 2、全面智能化对电网运行控制的挑战（智能、高效、可靠） 3、未来电网结构及运行控制模式 电源发展模式；电网发展模式；电网运行控制模式；电网仿 真计算分析模式；电力系统继电保护模式；新一代智能用电 与电网互动模式等。
础。
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第一章 绪论
晶体管继电保护时代：自50年代末，晶体管继电保护已在 开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展 和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合 作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院 研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500 kV线路 上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
第一章 绪论
一、电网和电网技术的代际传承和发展
电网定义的扩展＝电力系统 基于对电网历史发展和未来预测的主要技术经济特征，可将电 网的发展分为三个阶段，形成三代电网的概念。
第一代电网的主要特征
10万kW一下的小机组； 220kV电压一下的输配电； 孤立的小电网或城市电网。
第二代电网的主要特征
大机组：大容量化石燃料的火电、 大水电和核电；
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第一章 绪论
5、网架互联增强：多区域间失步后的有效解列非单个继电器可以完 成；
6、单台设备容量近百万千瓦：故障切除对系统影响极大，要求预知 检修。
（二）实现技术和条件的发展，奠定保护发展的基础 1、高速的数据采集与处理芯片发展：采集、处理暂态信号不再困难； 2、小波等非周期信号分析算法发展：使得提取暂态量特征更为方便； 3、数字化变电站光通信的普及：使得获取局域、广域实时信息容易； 4、同步相量PMU装置、WAMS系统：使广域动态相量信息可以使用。
330kV及以上电压的超/特高压输电； 大规模互联电网。
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第二代电网是不可持续的电网模式
CO2排放的制约 第二代电网发展遇到的主要问题 化石燃料供应短缺
大电网的安全问题
大规模集中或分布式可再生能源和清洁 能源发电占有较大比例； 第三代电网的主要特征 智能化：现代信息通讯技术与电网基础设 施结合，实现发电、输电、配电、用电和 调度各环节的全面智能化。
四、减少故障对电网的冲击——故障的超高速甄别 1、电压等级越高，故障产生的不平衡功率 越大P。 2、故障切除的越快，故障电流对设备的损害越小。 3、故障切除的越快，故障产生的不平衡能量越小。
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第一章 绪论
加快故障的切除可以减小低电压的时间， 减小系统的不平衡能量，是提高电网坚强 性、安全性的最经济、有效的手段。
有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，
对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继
电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我 国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保 护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继
电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基
局域信息将使后备保护的原理与配置发生重大变化！ 2、广域信息下的集中协调控制系统是不可能取代分散安装的继电
保护装置的：主保护的动作速度要求极高，广域信息速度不够；
越简单越可靠，广域信息的可靠性难于满足保护要求。
3、具备广域动态运行信息将使保障整个电力系统安全的安全自动
装置防线的水平发生“质”的提高。
（三）实现条件的拓展，使得继电保护“只能用被保护元件的故障工 频信息”切除故障元件，向“可用被保护元件的故障全信息及相关网 络信息”切除故障元件并尽可能保障剩余网络安全的方向发展。
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第一章 绪论
不需要广域信息的情况：
1、快速切除故障元件的主保护是不需要广域信息的： 被保护的目标是单一设备，使用本设备的信息判别故障已经足够；
加快故障甄别是实现快速切除故障的基础。
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五、电力系统继电保护技术的现状与发展
1．继电保护发展现状
继电保护技术在40余年的继电保护的时代（打基础阶段） ：建国后，我国继电保
护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍 从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过 的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌 握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具
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第一章 绪论
二、智能电网对保护和控制的新要求 继电保护及自动化是一门科技含量高、涉及专业范围广、技术 性较强的专业。在过去50多年的时间里，我国继电保护及自动化 技术经历了从无到有、从机电式到微机型的发展历程，现在行业正 逐步向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信 一体化发展。这对继电保护及自动化行业提出了新的要求。 智能电网：一般指以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度 集成而形成的新型电网。
目标：以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置，确保电力 供应的安全性、可靠性和经济性等为目的，实现对用户可靠、经济、 清洁、互动的电力服务。
智能电网其实不是一个全新的概念，它是优化能有生态平衡、提 高利用效率、降低大气环境污染、和谐利用电能的总称。
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第一章 绪论
保护对智能电网可作的新贡献： 1、减少故障发生：发展“自愈”功能——预保护、保护一体化。 2、减少故障对系统的冲击，增强安全性——加快故障切除。 3、增强网架强壮性，保护与自动装置配合——减少和优化线路 跳 闸策略。 三4、、我减国少继事电故保损护失面，临避的免问大题停与电实—现—条增件强全网跳闸协调控制能力。 （一）电力系统对保护要求的提高是保护发展的直接推动力。 1、为发挥特高压网架输电能力，要求故障切除时间越短越好； 2、同塔多回线路架设：要求故障后尽可能多的保留输电能力； 3、网架的复杂性：使得阶段式原理的后备保护难于保证选择性； 4、运行方式的多变性：使得连锁过载跳闸、暂态不稳定引发大 停电；