电力系统继电保护课件(第四版)-10(最详细版)
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
电力系统继电保护原理(第四版)
电力系统继电保护原理(第四版)第二章继电保护的硬件构成第一节继电器的类别和发展历程继电器能反应一个弱信号(电、磁、声、光、热)的变化而突然动作，闭合或断开其接点以控制一个较大功率的电路或设备的器件。
继电器的分类按输入信号性质分：非电量继电器和电量继电器按功能分量度继电器在继电保护和自动装置中作为主要元件，与辅助元件有或无继电器配套电流、电压、频率、功率继电器等有或无继电器在保护装置中作为辅助元件中间、时间、信号继电器等电磁式继电器衔铁弹簧电磁铁工作回路电磁继电器触点信号电源一、电磁型继电器(Relay)继电特性：无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置动作电流：使继电器动作的最小电流值最小短路电流返回电流：使继电器返回原位的最大电流值最大负荷电流返回系数(恒小于1) I K re= K re= 0.85~ 0.9 I K act 触发特性曲线返回动作旋转衔铁式电流继电器结构6二、感应型继电器用电磁铁在一铝制圆盘中或圆筒中感应产生电流，电流产生转矩使圆盘或圆筒转动，使接点闭合的继电器。
四极感应圆筒式感应继电器工作原理与鼠笼式感应电机相似相当于两相式的电动机，垂直方向两磁极的线圈和水平两级的绕组磁通在空间上相差900,如果两磁通在时间上也相差900则可产生最大的旋转磁场圆筒上的转矩：M= KΦ1Φ 2 sinθ动作条件：电流大于定值(转矩大于弹簧反作用转矩),且θ为正(900时转矩最大)可反应两个电气量，如电压、电流，可实现方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等电磁式电流继电器侧面正面电磁式中间继电器正面侧面五、微机保护将反应故障量变化的数字式元件和保护中需要的逻辑元件、时间元件、执行元件等和在一起用一个微机实现，成为微机保护，是继电器发展的最高形式。
20世纪70年代初、中期开始了微机保护研究的热潮源于计算机技术重大突破：价格大幅度下降、可靠性提高70年代中后期，国外已有少量样机试运行。
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一、继电保护的概念
继电保护泛指继电保护技术或各种继 电保护装置组成的继电保护系统。
继电保护装置是指安装在被保护元件 上，反应被保护元件故障或不正常运行状 态并动作与断路器跳闸或发出信号的一种 自动装置。
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二、故障、不正常运行状态与事故
电力系统在运行中，由于外界（雷击、鸟 害等）、内部（绝缘损坏、老化等）及 操作等原因，可能引起各种故障或不正常 工作状态。
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二、本课程的教学内容
1、理论部分 1 继电保护的基础元件 2 输电线路的继电保护 3 电力变压器的继电保护 4 同步发电机的继电保护 5 微机保护 2、实践部分 1 继电保护课程设计 2 继电器调试与二次配线实习
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三、学习本课程的基本要求
1、学会抓重点，领会问题的真谛；
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§4 继电保护的基本组成
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§5 继电保护的工作原理
测量部分测量被保护组件运行参数，并 与整定值相比较，以判断被保护组件是份 发生故障。如果运行参数达到或超过（或 低于）整定值，测量部分向逻辑部分发信 号，并起动保护装置。逻辑部分接受测量 部分的信号后，按照规定的逻辑条件，判 断保护装置是否动作于跳闸或动作于发信 号，执行部分根据逻辑部分送来的信号而 动作。
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一、本课程在本专业中的地位及教学目标
本课程是本专业的一门主要专业课，通 过本课程的学习，能够使大家掌握电力系 统继电保护装置工作原理、配置原则，常 用继电器的试验方法；培养继电保护装置 整定计算和识读继电保护装置原理图、展 开图的技能，为毕业后从事电力系统继电 保护的运行、安装、调试检修及设计工作 打下基础。
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继电保护与重合闸的配合关系
对单相自动重合闸的评价
优点： 绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电
提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
缺点： 按相操作的断路器 选相元件 非全相运行时退出其他保护，防止误动作
其他特殊问题 1.非全相运行对保护的影响。采用单相重合闸后，要求在单相 接地短路时至跳开故障相的断路器，这样在重合闸期间的断电时 间内出现了只有两项运行的非全相不对称运行状态，从而在线 路中出现负序以及零序的电压、电流分量，这就可能引起本线 路某些保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，应在单相重合闸动作是予以闭锁，或在 保护的动作之上躲开非全相运行或动作时限大于单相重合闸间 歇时间。 2.重合过电压问题。当线路发生单相接地而采用三相重合闸时， 会产生相当严重的重合过电压。这是由于三相跳闸时，在非故 障相上保留有残余电压，且该电压在较短的重合闸间隙断电时 间内
3.应考虑非全相运行对继电保护的影响，还需要考虑非全相运行 对通信系统和铁道号志系统的影响。
故障选相元件 为实现单相重合闸，首先就必须有故障相选择元件。对选相 元件的基本要求是： 首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发 生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不应动作；其次， 在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应 保证有足够的灵敏性。 根据网络接线和运行特点，满足以上要求的常用选相元件有 以下几种：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
单相自动重合闸的动作过程 单相接地短路→跳故障单相→重合单相 瞬时性故障→重合成功 永久性故障→跳三相
单相自动重合闸的特点
与三相重合闸所带来的新问题主要表现在以下几个方面。
1.需要设置故障选相元件，应该指出有些保护装置本身就具有选 相功能
电力系统继电保护 全套课件
主 编 马永翔 副主编 蓝 蔚 兰 琴 吴耀华
目录
• 第1章 绪 论 • 1.1 电力系统继电保护的作用 • 1.2 继电保护的基本原理 • 1.3 继电保护的组成及分类 • 1.4 对继电保护装置的基本要求 • 1.4.1 选择性 • 1.4.2 速动性 • 1.4.3 灵敏性 • 1.4.4 可靠性
荡闭锁
• 3.5 距离保护的整定原则和计算方法 • 3.5.1 距离保护的整定原则 • 3.5.2 距离保护的整定计算 • 3.5.3 阻抗继电器的精确工作电流校验 • 3.5.4 距离保护整定计算举例 • 第4章 高频保护 • 4.1 高频保护的工作原理和分类 • 4.1.1 高频保护的作用原理及分类 • 4.1.2 高频通道的构成 • 4.1.3 高频通道的工作方式和高频信号的作用
• 8.3.1 电流相位比较式母线保护的基本原则 • 8.3.2 保护的构成 • 8.4 双母线保护 • 8.4.1 双母线同时运行时，元件固定连接的
电流差动保护
• 8.4.2 双母线同时运行时，元件非固定连接 的母联电流相位比较式母线保护
• 8.5 整定计算举例 • 第9章 微机保护 • 9.1 概述 • 9.1.1 微机保护的基本构成
保护方式
• 6.2 变压器的励磁涌流 • 6.3 变压器的差动保护 • 6.3.1 变压器差动保护的基本原理 • 6.3.2 不平衡电流产生的原因 • 6.3.3 减小不平衡电流的措施 • 6.4 变压器的瓦斯保护 • 6.5 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 • 6.5.1 过电流保护 • 6.5.2 低电压起动的过电流保护 • 6.5.3 复合电压起动的过电流保护
• 6.5.4 负序过电流保护
• 6.5.5 过负荷保护
《电力系统继电保护原理》全套PPT课件
二、反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原 理，也称差动式原理）
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路
规定电压正方向：母线高于中性点
的继电器(保护)，Kh>1 2、集成电路型过电流继电器（晶体管型：略）
3ms延时：防止干扰信号引起的误动(干扰持续时间一般<1ms) 12ms展宽：使输出动作信号展成连续高电平。
二、电流速断保护（电流I段）
电流速断保护：瞬时动作的电流保护。
1、整定计算原则
(1) 短路特性分析：
三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流：
对于过量保护,灵敏系数：
应保护的范围内发生金 属性短路时的故障参数 计算值
Klm
保护装置的动作参数
（电流保护的故障参数计算值：系统最小运行方式下被保护线
路末端发生两相短路时，流过本保护的最小短路电流）
对保护1的电流II段：Klm=
I (2) d .B. m in I II dz..1
要求：Klm 1.3～1.5
d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下)
电力系统继电保护ppt
将电路功能集成在半导体芯片 上，提高了保护装置的可靠性 和性能。
微机继电保护
利用计算机技术，实现故障的快 速、准确检测与切除，是目前电
力系统继电保护的主流技术。
继电保护的基本原理
01
检测
通过各种传感器实时监测电力系统中各元件的电流、电压、功率等参数，
以判断是否存在故障。
02
比较
将监测到的参数与整定值进行比较，判断是否存在故障及故障的类型。
继电保护的分类
继电保护的整定原则
根据保护功能的不同，继电保护可以分为 零序电流保护、欠电压保护、过电压保护 等多种类型。
继电保护装置的整定原则包括选择性、灵 敏性和可靠性。
异常运行状态与继电保护
异常运行状态的危害
异常运行状态可能导致设备过载、过热、 失步等危害。
继电保护的分类
根据保护功能的不同，继电保护可以分为 过电流保护、过电压保护、低频保护等多
保护配合
纵联保护与横联保护的配合
纵联保护主要用于线路的主保护，横联保护主要用于线路 的辅助保护，两者相互配合，共同完成线路的保护任务。
主保护与后备保护的配合
主保护主要用于快速切除故障，后备保护作为主保护的后 备措施，在主保护拒动时进行故障切除。两者相互配合， 提高电力系统的稳定性和可靠性。
上下级保护的配合
电力系统继电保护
目录
• 电力系统继电保护概述 • 继电保护装置的组成与分类 • 电力系统故障与保护 • 继电保护的配置与整定 • 继电保护的未来发展
01 电力系统继电保护概述
定义与重要性
定义
电力系统继电保护是指当电力系统中的元件或设备发生异常或故障时，通过继 电器等自动装置快速、有选择性地切除故障部分，以保证电力系统其他部分正 常运行的一种技术措施。
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-电流继电器KA
-电压继电器KV
电磁型继电器
电磁型继电器动作分析
（1）继电器动作的条件：为使继电器动作，必须增大电流通 过增大电流来增大电磁转矩，当继电器的电磁力矩大于弹簧 的作用力距和摩擦力矩之和时，衔铁被吸合时，称为继电器 动作。
2.1、单侧电源电网相间短路的电流保护 当电网输电线路发生短路时，故障相电流增大。根据这一
特征，可以构成反应故障时电流增大而动作的电流保护。 -无时限电流速断保护（电流一段保护） -限时电流速断保护（电流二段保护） -定时限过电流保护（电流三段保护）
三种保护配合使用构成主后备保护、完成对输电线路所有故障点的反应。
继电保护装置在电力系统产生短路或不正常运行时，继 电保护装置应该能够有选择地切除故障电流或给出提示信号， 并保证故障范围最小。
（2）速动性： 继电保护装置在电力系统产生短路时，继电保护装置应
该在尽可能短的时间内有选择地切除故障，保证系统故障设 备的安全性。
速动性的意义： A、电力系统产生故障时，迅速切除故障可以提高系统供电的 质量，减少停电时间，提高生产效率； B、提高故障设备的修复率； C、提高电力系统运行的稳定性； D、减小电力系统故障范围，提高自动重合闸的成功率。
2.1.1、反应单一电气量的继电器 继电器是根据某种输入信号来实现自动切换电路的自动控
制电器。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，如触点打开、闭合或电平由高变低、 由低变高等，具有对被控制电路实现“通”、“断”控制的 作用，所以它“类似于开关”。
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电压互感器故障、运行人员的误碰和误操作等
后果：所连接的所有支路在转供前停电；
母线故障的几率很小（只占所有短路故障的6％～7％）实现母线保护需将所有接于母线的回路的保护二次回路、
容易引起误动
起，结构复杂，容易引起误动
护先跳开低压母线分段断路器，如果故障不消
失保护不复归时再跳开变压器低压侧断路器
z利用供电元件的保护装置切除母线故障时，故障切除时间一般较长
除时般较
z当双母线或母线为单母线分段时，利用远处供电元件的保护装置不能保证有选择性地切除故障母线段
单母线的差动保护原理
（1）躲开外部短路故障时的最大不平衡电流z 完全差动：所有接于母线的回路，都将其电流接入差动回路形成差流i act I I >∑&z 定值整定：
.max
act rel er k I K K I =（2）大于任一连接支路中的最
大负荷电流——防止电流互
感次路断线
感器二次回路断线.max
act rel L I K I =.min
2
k sen act
I K I =>z 灵敏系数校验：
外部故障时，故障回路电流与其他各回路电流之和z
的相位差接近180度
z内部故障时，各回路电流相位近似相同
传统的母线差动保护都是低阻抗型即差动回路的阻抗z传统的母线差动保护都是低阻抗型，即差动回路的阻抗很小，只有数欧姆
z内部故障、全部故障电流流经阻抗很低的差动回路，差动回路的电压不会很大
z但在外部故障全部故障电流流经故障支路的电流互感器而使其饱和时，由于差动回路的阻抗低，因而通过继电
器的不平衡电流很大
z为了使保护不误动，定
值应该躲开此不平衡电
流，使灵敏度降低
互感器励磁电抗很小，远小于差动回路阻抗，因此该
不平衡电流将主要通过二次绕组流通。
z内部故障时差动回路可产生危险的过
电压，必须用过电压保护减少此过电
压。
I>
z双母线固定连接方式的完全电流差动保护z双母线同时运行时按照一定的要求，每组母线上
固定连接二分之一的供电电源和输出线路
z元件固定连接的电流差动保护的主要部分由三组差动保护组成
z小差动
电流互感器1、2、5和差动
继电器KD1，用以选择第I
组母线上的故障
电流互感器3、4、6和差动
继电器KD2，用以选择第II
组母线上的故障
z大差动
电流互感器1、2、3、4和差动继电器KD3，构成完全电流差动保护，任一母线故障都起动，可作为整个保护的
起动元件
z原理接线图：
KM3——跳母连断路器
KM1——跳QF1和QF2从而切除故障母线I 两组母线
z 正常情况下，不妨碍切除
故障
z 基本原理
z 连接至一组母线的元件的保护装置，在出口继电器跳开本身断路器的同时也起动失灵保护的公用时间继电器z 其延时应大于故障线路的断路器跳闸时间及保护装置的返回时间之和
z 故障线路断路器拒动时，
则时间继电器动作，起动
失灵保护的出口继电器，
跳开连接至母线上所有电
源的断路器。