第一章 继电保护
(完整word版)继电保护教材(超实用)
第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障：三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、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；2、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；3、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。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件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。
2．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图1-1所示，（2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别。
第一章继电保护基本知识
第一节 继电保护的任务及基本要求一、继电保护的任务是：1. 当电力系统出现故障时，继电保护装置应能快速、有选择地将故障元件从系统中切除，使故障元件免受损坏，保证系统其他部分继续运行。
2. 当电力系统出现不正常工作状态时，继电保护能及时反应，一般发出信号，告诉值班人员予以处理。
在无人值班时，保护装置可经过延时作用于减负荷或跳闸。
二、对继电保护的基本要求 1. 选择性所谓继电保护的选择性是指继电保护动作时，仅将故障元件从系统中切除，保证系统无故障部分继续运行。
例如，当K 1点短路时，L 1线路两侧保护1、2动作，QF 1、QF 2跳闸，是选择性动作。
当K 2点短路时，L 3线路保护5动作，QF 5跳闸是有选择性动作；当保护5拒动或QF 5拒动时，保护1、3动作，QF 1、QF 3跳闸也是选择性，但保护5动作同时，保护1、3动作，为非选择性。
2. 速动性速动性又叫迅速性，是指继电保护装置动作要快速。
3. 灵敏性继电保护的灵敏性是指其对保护范围内发生的故障或不正常工作状态的反应能力。
4. 可靠性继电保护的可靠性是指电力系统在正常运行时，继电保护装置应可靠地不动作；当发生故障或不正常工作状态时，继电保护应可靠地动作。
前者称为安全性，后者称为可依赖性。
不该动作而动作叫误动作；该动作而不动作叫拒动作。
第二节 继电保护的基本构成与分类一、 继电保护的基本构成继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成，如图1-2所示。
测量部分的作用是测量被保护元件的运行参数，并与保护的整定值进行比较，以判断被保护元件是否发生故障。
逻辑部分是根据测量部分输出的信号，按照预定的逻辑关系，判断保护装置是否应该动作，即实现选择性的要求，并向执行部分发出信号。
执行部分根据逻辑部分送来的信号，按照预定的任务，动作于断路器跳闸或发出信号。
1-1 继电保护的选择性1-2 继电保护基本原理构成一、 微机保护装置的硬件结构 （一）微机保护装置的构成一套微机保护装置的硬件构成可分为四部分：数据采集系统、输出输入接口、微型计算机系统及电源如图1-3、1-4所示。
继电保护概述及基础知识
继电保护的发展
• 继电保护的原理和结构形式发展如下
继电保护原理
第二章 继电保护的基础知识
培训内容
• • • • •
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
电流互感器及电压互感器 变换器 对称分量滤过器 幅值比较和相位比较 常用电磁型继电器
第二章 继电保护的基础知识
第一节 电流互感器及电压互感器
Ik.min 保扩区末端金属性短路时保护安装处故障参数的最小值 Ksen= = I 保护装置的动作参数 act
2）反应故障参数降低的保护装置(如低电压保 护)，其灵敏系数：
Uact 保护装置的动作参数 Ksen= = 保护区末端金属性短路时保护安装处故障参数的最大值 Uk.man
• 其中故障参数的最小、最大计算值是根据实 际可能的最不利运行方式、故障类型和短路 点来计算的。
2016/5/30 7
继电保护的分类
继电保护装置
按保护 对象分
按保护 原理分
按故障 类型分
按保护 技术分
按保护 作用分
输 电 线 路 保 护
发 电 机 保 护
变 压 器 保 护
电 动 机 保 护
母 线 保 护
电 流 保 护
电 压 保 护
距 离 保 护
差 动 保 护
方 向 保 护
零 序 保 护
相 间 短 路 保 护
可靠性要求
• 可靠性：指在该保护装置规定的保护范围内 发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝 动作(拒动)，而在任何其他该保护不应该动 作的情况下，则不应该错误动作(误动)。 1、影响可靠性的因素 • 内在的：装置本身的质量，包括元件损坏、 结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接 线简明，融点多少等； • 外在的：运行维护水平、调试是否正确、正 确安装。
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。
继电保护培训课件
35kV主变保护配置为：差动、非电量及后备保护。
3、保护装置情况如下： （1）南瑞：寺河110KV站、赵庄110KV站、成庄110KV站、
芦家峪110KV站、寺河工广35KV站、寺河西井区35KV站、 寺河东风井35KV站、寺河东山35KV站、岳城35KV站、三 水沟35KV站、潘庄风井35KV站、刘庄场地、庄上35KV站、 矸井35KV站、白沙35KV站、段河35KV站、川底35KV站、 凤凰山35KV站、凤北35KV站、机关35KV站、机关东35KV 站、鉴园35KV站、赵庄二号井35KV站、王台热电厂； （2）金智：常店35kV站； （3）南自机电：机关35KV站、王台35KV站、凤北35KV站、 古书院35KV站、成庄热电厂； （4）四方：寺河110KV站、芦家峪110KV站。
别为三卷变压器高—中、 中—低、高—低压绕组的 短路电压百分比。
限流电抗器 分裂电抗器 架空线路 电缆线路
X*CR XCR%
UN CR Sb
3IN CR
U
2 b
X
* M
KMXSb
U
2 b
X1*
X*2
(1
KM)XSb
U
2 b
X*L
xL
Sb
U
2 b
X*cL
x'
L
Sb
U
2 b
XCR%—限流电抗器的百分电 抗； UN·CR、IN·CR—限流电抗器的额 定电压和额定电流。
Ω/km；
X′=0.08Ω/km；
L—电缆线路长度，km。
当UN=35kV时， X′=0.12Ω/km。
电力系统继电保护
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§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
继电保护 第一章
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2.电压互感器（TV）：将一次侧高电压变为低电压。 电压互感器（ ）：将一次侧高电压变为低电压。 ）：将一次侧高电压变为低电压 电压互感器 *二次侧额定线电压： 100V 二次侧额定线电压： 二次侧额定线电压 *极性： 与电流互感器相同 极性： 极性 *变比： U1/U2≈W1/W2 标准化 变比： 变比 *误差 ： 由空载电流、负载电流引起，角度、 由空载电流、负载电流引起，角度、 误差 数值误差。 数值误差。 *二次回路不允许短路运行，有一点接地。 二次回路不允许短路运行， 二次回路不允许短路运行 有一点接地。
第1章 电网的电流电压保护
重点： 重点：
1.继电器的构成及动作参数 继电器的构成及动作参数 2.单电源三段式电流保护的构成原理、装 单电源三段式电流保护的构成原理、 单电源三段式电流保护的构成原理 置接线及整定计算 3. 方向电流保护及其特点 4. 零序电流保护构成原理
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§1-1 继电保护装置常用变换器 一、互感器
1、电流互感器（TA）：按一定比例将电力系统一次电流变为二 、电流互感器（ ）： ）：按一定比例将电力系统一次电流变为二 次电流，满足测量和保护需要。 次电流，满足测量和保护需要。 *二次额定电流 ： 5A，1A 二次额定电流 ， *极性： 极性： 极性 *变比： I1/I2≈W2/W1 标准化 变比： 变比 *误差： 角误差、数值误差 误差： 误差 角误差、 *二次回路不允许开路运行，有一点接地。 二次回路不允许开路运行， 二次回路不允许开路运行 有一点接地。
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二、电磁型电流、电压继电器、辅助继电器 电磁型电流、电压继电器、
1、电流继电器（KA） 、电流继电器（ ） 用途： 用途：过电流保护中作为启动和测量元件 IJ接于 二次侧，反应于 IJ≧Idz 动作 接于TA二次侧 二次侧， 串联、 可带两个线圈 串联、并联 2、电压继电器（KV） 、电压继电器（ ） IJ接于 二次侧， IJ=UR/ZR 接于TV二次侧 二次侧， 过电压 Kh<1 低电压 Kh>1 3、辅助继电器 IJ接直流 时间（KT） 、 接直流 时间（ ） 中间（ 中间（KM） ） 信号（ ） 信号（KS）
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
绪论1
分析题
1. 在图中线路AB上装有电流保护1，试指出它作为主保护和后 备保护的保护范围。
2. 在图（a）、（b）、（c）中，各断路器处均装有继电保护装置， 当K点发生故障时，保护动作使哪些断路器跳闸才称有选择性动作？
3. 在图中，K1点短路时，线路保护3动作跳开断路器3，是 否可称有选择性动作？它又如何起到远后备作用？
五、几个容易被忽略的问题
• 继电保护与防止故障：继电保护并不能防止故障的发生， 继电保护的功能，只有在电力系统发生事故时才能表现出 来，它并不能预测与防止事故。 • 继电保护与继电保护装置：继电保护并不单指继电保护装 置，任何情况下，都不能脱离一次系统的需求，脱离继电 保护的电流、电压输入量，脱离继电保护对断路器的控制 以及断路器本身的动作行为（如动作速度）来讨论继电保 护的动作行为。 • 保护的用法: 继电保护装置本身不能直接用于高电压及大 电流设备上。 • 自动装置：继电保护装置属于自动动作的装置，属于自动 控制设备的一类。
2. 反应两端电气量的保护
A
E1
B
I f ( A B )
4 3 (a)正常运行情况
.
C
I f ( B C )
2 1 E2
.
A
I
E1 4
B
. ' d1
' Id 1
.
d1
'' Id 2
.
3
2
1
E2
(b) d1点短路时的9; d2
d2
'' Id 2
.
B
'' Id 2 .
4
3
2
1
E2
问答题：何谓主保护和后备保护？什么叫近后备和远后备、 有何区别？什么情况下采用断路器失灵保护？ • 主保护是反应被保护元件自身的故障并以尽可能短（符合 要求）的时限切除故障的保护。 • 后备保护是指由于某种原因使故障元件保护装置或断路器 拒绝动作时，由相邻元件的保护或故障元件的另一套保护 动作。 • 近后备是指某一元件同时装设两套保护，当该元件故障时， 一套保护万一不动作，则另一套保护动作于跳闸。 • 远后备是指故障元件保护或断路器拒动时，由相邻的上一 级元件的保护动作于跳闸来实现后备作用。与之不同的近 后备是同属一地的故障元件的另一套保护来动作，此时要 求断路器不能拒动。 • 当采用近后备时，若断路器拒动，则必须通过装设在断路 器上的失灵保护，切除该线路连接母线上的所有电源线路。
电网继电保护整定计算-继电保护整定计算的基础知识
第四节 各种整定系数的依据与应用
为满足选择性和灵敏度的要求， 在计算公式中需要引入各 种整定系数。整定系数应根据保护装置的构成原理、检测 精度、动作速度、整定条件以及电力系统运行特性等因素 来选择。一般情况下按规程规定选取。
一、可靠系数 由于各项误差的影响，使保护的整定值可能偏离预定值 而引起误动作，为此，整定计算公式中需引入可靠系数。 可靠系数用 K k 表示。用于防止由于计算误差、调试的表计 精度、装置误差、暂态电流、非周期分量等或预测不到的原 因使保护超越误动.比如实际的故障电流>计算所得故障电 流，或实际的故障电压〈计算所得故障电压，则过流保护或 低电压保护不该动而动了。故应乘以或除以大于 1的系 数。称为可靠系数。
对于环状网络中的线路，流过保护的最大短路电流应选 开环运行方式，开环点应选在所整定保护线路的相邻下一 线路上。而对于最小短路电流，则应选闭环运行方式。同 时，再合理地停用该保护背后的机组、变压器及线路。 对于双回线，与此相似。即双回运行故障时通过保护的 电流小，单回运行故障时通过保护的电流大。
（二）零序电流保护 对于单侧电源的辐射网络，流过保护的最大零序电流与最 小零序电流，其选择方法可参照（一）中所述。只是要注意 变压器接地点的变化对零序电流的影响。 对于双侧电源的网络及环状网，同样也参照（一）中所 述。其重点也是考虑变压器接地点的变化对零序电流的影 响。要使两侧零序保护的灵敏度都能满足。
二、返回系数
按正常运行条件整定的保护，例如按最大负荷电流整定的 过电流保护和最低运行电压整定的低电压保护，在受到故 障量的作用而动作，当故障消失后保护不能返回到正常位 置将发生误动作。因此，整定公式中引入返回系数，返回 系数用 K f 表示。对于按故障量值和按自动起量值整定的保 护，则可不考虑返回系数。
水电站继电保护课程讲义secret
水电站继电保护课程讲义第一章：继电保护概述1.1 继电保护的定义继电保护是指在发生电力系统设备故障或电力系统发生故障时，通过自动电力保护装置切断发生故障的设备或某部分电力系统，保护电力系统其他设备正常运行和供电。
1.2 继电保护的作用继电保护的作用可以分为以下几个方面：1.保护电力系统设备免受过载、短路等故障的影响，延长设备使用寿命；2.及时切断故障设备，保护电力系统其他设备正常运行和供电；3.捕捉电力系统故障的信号，提供故障信息并进行处理；4.对电力系统进行监控和控制，保证电力系统的安全稳定运行。
1.3 继电保护的分类按照保护功用，继电保护可以分为以下几类：1.过流保护；2.过欠压保护；3.过载保护；4.接地保护；5.震荡保护；6.距离保护；7.差动保护；8.同步保护；9.频率保护。
1.4 继电保护的实现继电保护的实现需要通过电气、机械或者计算机软件来进行。
目前，电气和机械继电保护应用在水电站较多，而计算机软件继电保护则多用于高压输电线路和变电站。
第二章：水电站继电保护2.1 水电站概述水电站是指利用水能转换成电能的发电厂。
水电站的基本构成为水利水电、电力、机械和控制四个部分，水利水电部分主要完成水能转换，电力部分主要完成发电，机械部分主要完成发电机的旋转，控制部分则是控制整个水电站发电运行的中心。
2.2 水电站继电保护概述水电站继电保护主要是对水电站电力系统的保护，如水电站发电机、变压器、开关柜等设备。
水电站电力系统的特点是电力容量大、电压高，所以继电保护的可靠性和准确性要求非常高。
2.3 水电站继电保护系统组成水电站继电保护系统由继电保护装置和继电保护装置的控制装置组成。
继电保护装置主要作用是检测和确认设备是否发生故障并发送信号给控制装置，控制装置根据信号判断是否需要进行保护，并执行保护操作。
2.4 水电站继电保护的种类水电站继电保护的种类与一般电力系统的种类大致相同，如过电流保护、差动保护、距离保护、频率保护等。
《继电保护及二次回路》学习详解
第一章继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A 电流，转换到二次侧电流就是5A。
电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。
同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。
如图1.1，由于潜电流I X的存在，所以流入保护装置的电流I Y≠I，当取消多点接地后I X＝0，则I Y＝I。
在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。
但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。
所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。
图1.1电流互感器实验1、极性实验功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以CT必2、变比实验须做极性试验，以保证二次回路能以CT的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2，试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。
线路CT本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。
接线时要检查L1安装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。
CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准CT是一穿心CT，其变比为（600/N）/5，N为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。
对于二次是多绕组的CT，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是CT 磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。
第一章 继电保护的基本知识(6节)
系统安全运行和电能质量、防止故障扩大和事故发生，起着极
其重要的作用，是电力系统必不可少的组成部分。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类
一、基本工作原理（构成原理）
正常 ？
运行中的电力设备 故障 ？ 异常 ？
识别设备 工作状态 动作于发信号 （任务二） 动作于QF跳闸 （任务一）
指：继电保护装置识别被保护设备工作状态的能力。它通 过检测被保护设备的参数实现。并且检测什么参数，通常就称 什么保护，或者说，继电保护的名称中，通常就包含有保护装 置的基本原理。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
一、电力系统的故障
（二）短路故障
短路电流分布图 4．短路故障时对继电保护装置的要求： 快速、自动且有选择地借助断路器跳闸，以切断短路电流 回路，以切除故障。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
二、电力系统的异常运行状态（不正常运行状态） 1．定义：电力系统的正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继
本章小结
电力系统中所有投入运行的设备，都配置有相应的继电保护装置。
由继电保护的两个任务可知，所谓的继电保护装置，是一种能在被保护
设备发生故障或异常运行时动作于断路器跳闸或发信号的自动装置。显 然，保护装置要能正确工作，首先必须具备有识别被保护设备工作状态
的能力，而这就是保护装置的基本工作原理，它通过三种状态下参数的
（一）检测电参数构成的保护
（二）检测非电参数构成的保护
如气体保护、温度保护等。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类 二、种类
1．按保护对象不同归类：有发电机保护、变压器保护、输电线路 保护、母线保护、电动机保护、电容器保护等。 2．按动作结果不同归类：有动作于断路器跳闸的短路故障保护 和动作于发信号的异常运行保护两大类，其中，短路保护的种 类又有以下几种：
继电保护知识要点
第一章绪论一、基本概念1、正常状态、不正常状态、故障状态要求：了解有哪三种状态,各种状态的特征正常状态:等式和不等式约束条件均满足；不正常运行状态:所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态故障状态：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障。
2、故障的危害要求:(了解，故障分析中学过）①过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏.②短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力作用，会使其的损坏或缩短其使用寿命。
③电力系统中部分地区的电压大大降低,使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品。
④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解。
3、继电保护定义及作用（或任务）要求：知道定义,明确作用.定义:继电保护是继电保护技术与继电保护装置的总称基本任务：①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，保证无故障部分迅速恢复正常运行。
②反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
4、继电保护装置的构成及各部分的作用要求:构成三部分，哪三部分测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件。
5、对继电保护的基本要求，“四性”的含义要求:知道有哪四性，各性的含义选择性：指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。
速动性：是指尽可能快地切除故障。
灵敏性:在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。
可靠性:在保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在任何其他不该动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。
6、主保护、后备保护、近后备、远后备保护的概念要求：什么是主保护、后备保护、近后备、远后备保护主保护：指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。
第一章-继电保护的基本知识6节
第四节 对继电保护的基本要求
四、可靠性 内容：保护装置应处在良好的工作状态下，不误动、不拒动。
前者在一些书中也称为“安全性”；后者也有“可信性”或者 “可依赖性”之称。
注意：这四个基本要求之间，既有相互紧密联系的一面， 也有互相矛盾的一面。
第四节 对继电保护的基本要求
对于动作于信号的保护装置，速动性要求可降低些，基本 要求只有三个，即选择性、灵敏性及可靠性。
图1-3 电网保护选择性动作说明
一、选择性 内容：保护装置的动作应只切除故障设备，使故障的影响范 围限制在最小。如图1-3 所示。
第四节 对继电保护的基本要求
二、速动性（又称迅速性、快速性） 内容：保护装置应尽可能快地切除短路故障。（相对的） 目前，最快保护的动作时间只需4～10ms，一般是约0.02 s， 即工频一个周波。
在选择保护装置时，在考虑上述的基本要求后，还应该适 当考虑保护的简单性及经济性。
对继电保护的基本要求将一直贯穿于本课程中的每一套保 护，评价一套继电保护装置性能的优劣，即以其对基本要求的 满足情况而定。
第五节 继电保护发展简史
电力工业的发展，对继电保护不断提出新的、更高的要求，而电工理 论、微机技术、信息技术和通信技术的发展，又使继电保护的原理和技术 都发生深刻的变化。
5．按保护反应参数增大或减小动作归类：有过量保护和欠量保护 两大类。
（ 指：继电保护装置识别被保护设备工作状态的能力。它通过 检测被保护设备的参数实现。）
第三节 继电保护的基本工作原理及分类
三、基本组成:
继电保护一般可看成由测量部分、逻辑部分和执行部分 三部分组成，其框图如图1-2所示。
图1－2 继电保护组成框图
（4）破坏电力系统运行的稳定性，严重时引起系统振荡甚至使整个电 力系统瓦解，导致大面积停电。
继电保护第一章 基础知识讲解
第一章基础知识一、选择题1.直流电路中应用叠加定理时，每个电源单独作用时，其它电源应（）。
（A）电压源作短路处理；（B）电压源作开路处理；（C）电流源作短路处理。
答案：A2.我们常说的“负载大”是指用电设备的（）大。
（A）电压；（B）电阻；（C）电流。
答案：C3.在下述（）种情况下，系统同一点故障时，单相接地短路电流大于三相短路电流。
（注：Z0∑，Z1∑为短路点的综合正序、零序阻抗）。
（A）Z0∑＜Z1∑；（B）Z0∑=Z1∑；（C）Z0∑＞Z1∑。
答案：A4.在大接地电流系统中，当相邻平行线路停运检修并在两侧接地时，电网发生接地故障，此时停运线路（）零序电流。
（A）流过；（B）没有；（C）不一定有。
答案：A5.当架空输电线路发生三相短路故障时，该线路保护安装处的电流和电压的相位关系是（）。
（A）功率因素角；（B）线路阻抗角；（C）保护安装处的功角。
答案：B6.把三相不对称相量分解为正序，负序及零序三组对称分量时，其中正序分量A1为（）。
（说明：a=-1/2+j3/2）。
（A）（A+a２B+aC）/3；（B）（A+aB+a２C）/3；（C）（A+B+C）/3。
答案：B7.电力系统在发生故障或断开线路等大的扰动后仍能保持同步稳定运行，我们称之为系统的（）。
（A）静稳定；（B）暂态稳定；（C）动态稳定。
答案：B8.各种类型短路的电压分布规律是（）。
（A）正序电压、负序电压、零序电压、越靠近电源数值越高；（B）正序电压、负序电压、越靠近电源数值越高，零序电压越靠近短路点数值越高；（C）正序电压越靠近电源数值越高，负序电压、零序电压越靠近短路点数值越高。
答案：C9.输电线路中某一侧的潮流是送有功，受无功，它的电压超前电流为（）度。
（A）0－90；（B）90－180；（C）180－270；（D）270－360。
答案：D10.在一电压恒定的纯电阻电路中，电阻值增大，电流就随之（）。
（A）减少；（B）增大；（C）不变；（D）可能增大，也可能减小。
第一章--电力系统继电保护基础知识
第一章电力系统继电保护基础知识1.1 判断题1.1.1 电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变；而短路时，系统各点电流与电压之间的角度基本不变的。
（）答：对1.1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动，由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。
（）答：错1.1.3 系统振荡时，变电站现场观察到表计每秒摆动两次，系统的振荡周期应该是0.5 秒。
（）答：对1.1.4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动（如负荷和电压较小的变化）后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。
（）答：错1.1.5 全相振荡是没有零序电流的，非全相振荡是有零序电流的，但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时，故障分量中的零序电流。
（）答：错1.1.6 系统振荡时，线路发生断相，零序电流与两侧电动势角差的变化无关，与线路负荷电流的大小有关。
（）答：错1.1.7 电力系统振荡时，电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作。
（）答：错1.1.8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。
（）答：错1.1.9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。
（）答：错1.1.10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷。
（）答：对1.1.11 220kV 系统时间常数较小，500kV 系统时间常数较大，后者短路电流非周期分量的衰减较慢。
（）答：对1.1.12 电力系统有功出力不足时，不只影响系统的频率，对系统电压的影响更大。
（）答：错1.1.13 空载长线路充电时，末端电压会升高。
这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。
（）答：对1.1.14 无论线路末端断路器是否合入，始端电压必定高于末端电压。
（）答：错1.1.15 输电线路采用串联电容补偿，可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。
（）答：对1.1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时，连锁切除送电端发电厂的部分发电机。
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（1）C-D上K3点短路，QF6未跳开，B-C的保护跳开QF5 。
三、速动性 继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障，以减少设 备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的 损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。 故障切除时间＝保护装置动作时间＋断路器动作时间 一般的快速保护的动作时间为：0.06-0.12s 最快为：0.01-0.04s
装置对硬件和软件都具有自诊断功能，一旦发现异常 就会发出警告。通常只要给上电源后没有警报，就可 确认装置是完好的。所以对微机保护装置而言除了输 入和修改定值外几乎不用调试，从而大大减轻了运行 维护的工作量。 （2）可靠性高 计算机在程序引导下，有极强的综合分析和判断能 力，因而它可以实现常规保护很难办到的自动纠错， 即自动识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误动作。 另外它有自诊断能力，能够自动检测出本身硬件的异 常部分，因此可靠性很高。 （3）易于获得附加功能 应用微型计算机后，如果配置一台打印机或者其
220KV及以上多侧电源输电网络保护举例
确定线路两侧电流参 考正方向：母线→线 路（如绿色箭头） 正常运行、A-B外部 短路： 电流：为负荷电流， 两侧电流大小相等， 方向相反（即相位相 差180）。
A-B内部短路： 电流：线路两侧电流大小一般不等，方向相同（即相位相同）； 利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧正常运行与故障时 电气量差异的保护，称为纵联保护。
二、过电流继电器原理框图 量度继电器是实现保护关键测量元件，分为过量继电器 和欠量继电器。过电流继电器是实现保护的基本元件，也是反 映于一个电气量而动作的简单过量继电器的典型。
输入 电流交换 I Ir 比较 Iop 整定值 调整 小延时 >=2-3ms 输出
TA二次侧I加入到继电器输入端，变换为Ir，若大于给定动 作值Iop，比较环节有输出。为防止干扰信号引起误动，考虑延 时。为保证继电器动作后有可靠地输出，防止当输入电流在整 定值附近波动时输出不停地跳变，输入电流只有在小于返回电 流Ire时，继电器才返回。
电力系统继电保护泛指继电保护技术和各种保护装置组成
的继电保护系统，包括原理设计、调试等技术，包括二次回路，
经继电保护装置到断路器跳闸装置的设备，也包括通信设备。 电力系统继电保护的基本任务： （1）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损坏，保证其它无故障部分迅速恢复
跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
三、继电保护的工作回路
继电保护工作回路一般包 括：电流、电压互感器及 其与保护装置连接的电缆 ；断路器跳闸线圈及与保 护装置出口间的连接电缆 ，指示动作的信号设备； 工作电源等
四、电力系统继电保护的工作配合
两个重要原则： （1）为了确保故障元件能够从电力系统中被切除， 一般每个重要的电力元件配备两套保护，一套称 为主保护，一套称为后备保护。 （2）为了最大限度的缩小故障对电力系统正常运 行产生的影响，应保证由主保护快速切除任何类 型的故障，一般后备保护都延时动作，等待主保 护确实不动作后才动作。
二、继电保护的作用 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。 QF表示断路器，它的作 用是接收跳闸命令后，迅 速切断短路电流。
线路L1上发生短路故障时，继电保护迅速反应这个短路故
障，发出跳闸命令给断路器QF1，断路器QF1接收命令后，打开 触头，切断短路电流。
需要根据不同的电力系统结构等具体情况，对可靠性的两
个方面（不拒动、不误动）的性能要求适当地予以协调。
举例： （1）220KV及以上电压的超高压电网：更强调保护不拒动的信 赖性 （2）母线保护：更强调保护不误动的安全性 （3）某级电网建设初期：更强调保护不误动的安全性 某级电网建设成熟期：更强调保护不拒动的信赖性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.5 继电器
一、继电器的分类和要求 继电器是一种能自动执行断续控制的部件，当其输入量达 到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，具 有对被控电路实现通、断控制的作用。 继电器的分类 •按动作原理分类：电磁型、感应型、整流型、电子型等 •按反应的物理量分类：电流、电压、功率方向继电器等 •按继电器在保护回路作用分类：启动、量度、时间继电器等 继电器的基本要求 •工作可靠 •动作过程具有“继电特性”
二、选择性
继电保护的选择性是指保护装置动作时，在可能 最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地 保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。包含两层 意思： （1）只应由装在故障元件上的保护装置动作切除故 障； （2）要力争相邻元件的保护装置对它起后备保护的 作用。
保护选择性分析举例
主保护有选择性动作举例 （1）线路A-B上K1点短路，A-B的保护动作跳开QF1和QF2。 （2）线路C-D上K3点短路，C-D的保护动作跳开断路器QF6。 后备保护有选择性动作举例
1.4 继电保护发展简史
一、继电保护硬件发展
1901年发明
机电式 保护 晶体管式 保护
电磁型
感应型
电动型
1960年发明
第一代静态保护
1970年发明
集成电路 保护
第二代静态保护
微机保护
各种硬件继电保护的特点： 机电型：体积大，消耗功率大， 动作慢，机械转动部分、 触点部分容易磨损或粘连，调试维护比较复杂。 晶体管型：动作快, 无机械转动部分，易发生特性变化。 集成电路型：体积更小, 工作更可靠，抗干扰能力差。 微机型保护： （1） 计算、分析、逻辑判断能力强，有存储记忆功能， 可实现复杂原理的保护； （2）相同硬件可实现不同原理保护，生产标准化、批量化， 硬件可靠性高； （3）有强大辅助功能，事故分析和事故后处理能力增强； （4）可实现软硬件自检，工作可靠性高；
正常运行；
（2）反应电力设备的不正常运行状态，根据运行维护的条件， 而动作于发出信号或跳闸。
1.2 继电保护的基本原理及其组成
一、继电保护的基本原理 继电保护的基本原理：正确区分正常、不正常工作和故 障三种运行状态，甄别出发生故障和出现异常的元件，当确 认被保护设备发生内部故障或不正常运行状态时，发出跳闸 命令或告警信号。 如何区分和甄别？ 利用电力元件在这三种运行状态下的可测参量（继电保 护主要测电气量）的差异加以区分。这些电气量包括：流过 电力元件的相电流、序电流、功率及其方向；元件的运行相 电压幅值、序电压幅值；元件的电压与电流的比值即测量阻 抗等。
三、继电器的继电特性 （1）正常状态下，继电器不动作，输出
高电平（或其触点是打开的）；
（2）流过电流大于整定的动作电流Iop时，
继电器突然迅速动作，稳定可靠的输出 低电平（或闭合其触点）； （3）继电器动作后，只当电流小于返 回电流Ire时，又能立即突然返回到输出
高电平（或触点重新打开）。
地距离保护承受过渡电阻能力的改善，距离保护如何 区分振荡和短路，变压器差动保护如何识别励磁涌流 和内部故障等问题都已提出了许多新的原理和解决方 法。 （6）经济性好 计算机硬件的性能不断提高而价格一直在下降， 而电磁型继电器的价格在同期内却一直上升。而且， 微型计算机是一个可编程序的装置，它能实现多种功 能，使硬件种类大大减少。这样，在经济性方面显然 优于传统保护。
一般的断路器的动作时间为： 0.06-0.15s
最快为：0.02-0.06s
四、灵敏性 继电保护的灵敏性，是指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。 任何运行方式下，被保护设备范围内发生故障，无论短路 点的位置、短路类型、是否有过渡电阻，发生短路时都能敏锐 感觉、正确反应。 保护的灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量。 五、四“性”关系 四“性”之间既有矛盾的一面，又要根据被保护元件在电 力系 统中的作用，对这4个方面的要求适当地予以协调。
二、保护装置的构成
测量比较元件：测量有关电气量,与整定值比较,给出 “是”“非” “0”或“1”性质的一组逻辑信号,判断保护是否应该启动。 逻辑判断元件：根据测量比较元件输出信号的性质、先后顺序、 持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和 范围，确定是否应该使断路器跳闸、发出报警信号或不动作， 并将有关命令传给执行输出部分。 执行输出部分：根据逻辑判断部分的结果，发出跳开断路器的
1.3 对继电保护的基本要求 （1）可靠性 （2）选择性 （3）速动性 （4）灵敏性
一、可靠性 可靠性包括两个方面：
（1）安全性：继电保护在不需要它动作时可靠不动作 （不误动）
（2）信赖性：继电保护在规定的保护范围内发生了应 该动作的 故障时可靠动作（不拒动） 影响可靠性的因素：保护装置本身的制造质量、保护 回路的连接和运行维护的水平
（l）维护调试方便 目前国内仍在使用的整流型或集成电路型继电保 护装置的调试工作量很大，尤其是一些复杂的保护， 例如超高压线路的保护设备，调试时间常常需要一周 甚至更长。微机保护则不同，它的硬件是由单片机 （单片微型计算机简称单片机。它是把组成微型计算 机的各功能部件：中央处理器CPU，随机存取存储器 RAM，只读存储器ROM，I/O接口电路、定时器/计数器 以及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中，构 成一个完整的微型计算机）和相关的外围设备构成， 各种复杂的保护功能是由相应的软件来实现的。保护
它显示设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。 例如，保护各部分的动作顺序和动作时间记录，故障 类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等。对 于线路保护，还可以计算和显示故障点的位置 （测 距）。 （4）灵活性大 由于计算机保护的特性主要由软件决定（不同原理 的保护可以采用通用的硬件），因此，只要改变软件 就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地适应电 力系统运行方式的变化。 （5）保护性能得到很好改善 由于计算机的应用，使传统型式的继电保护中存 在的很多技术问题，可找到新的解决方法。例如，接
110KV及以下单侧电源供电网络保护举例