继电保护的概念

继电保护的概念：继电保护是由继电保护技术和继电保护装置组成的一个系统

继电保护装置：能够反应系统故障或不正常运行，并且作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置

继电保护的任务和作用: 1当电力系统发生故障时，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，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。2反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。3继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

继电保护在技术满足的四个基本要求：可靠性（可靠性包括安全性和信赖性），选择性（选择性是指保护装置动作时，应在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度的保证系统中无故障部分仍能继续安全运行），速动性，灵敏性。主保护：反应被保护元件上的故障，并能在较短时间内将故障切除的保护。

后备保护：在主保护不能动作时，该保护动作将故障切除。根据保护范围和装置的不同有近后备和远后备两种方式。

近后备：一般和主保护一起装在所要保护的电气元件上，只有当本元件主保护拒绝动作时，它才动作，将所保护元件上的故障切除。

远后备：当相邻元件上发生故障，相邻电气元件主保护或近后备保护拒绝动作时，远后备动作将故障切除。

选择性的保证：一是上级元件后备保护的灵敏度要低于下级元件后备保护的灵敏度，二是上级元件后备保护的动作时间要大于下级元件后备保护的动作时间。

继电保护的基本原理：利用被保护线路或者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，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。

继电保护装置的组成：测量比较元件，逻辑判断元件，执行输出元件

动作电流：过电流继电器线圈中使继电器动作的最小电流I op。返回电流：继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流I re。

继电返回系数：K re=I re/I op

继电特性：无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，不可能停留在某一个中间位置

电磁型电压继电器：过电压K re<1 欠电压K re>1

中间继电器：通常用来增加接点数量和触电容量，以满足操作控制的需求，电流保护的中间继电器动作延时一般不小于0.06s或返回时限不小于0.4s （有小延时）。

电流整定值选取的原则不同电流保护可分为：无时限电流速断保护I段，带时限电流速断保护II段，定时限过电流保护III 段。

电流速断保护：反应电流增加且不带时限（瞬时）动作的电流保护，即无时限电流速断保护。

动作电流的取值原则：按躲过本线路末端发生短路时最大短路电流整定。

保护范围：一般要求最大保护范围≥50%线路全长，最小保护范围≤15%线路全长

I段保护：反应电流增加且不带时限（瞬时）动作的电流保护整定原则：按躲过下一条线路出口处短路条件整定

II段保护：由于无时限电流速断保护（I段）不能保护线路全长，为快速切除本线路其余部分的短路故障应增设II段保护即限时电流速断保护

整定原则：按照躲开下一级各相邻元件电流速断保护的最大动作范围整定

保护范围不超过下一条线路电流速断保护的保护范围（II段）III段保护整定原则：过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定保护，动作时限按阶梯原则来选择的。

电流速断保护的构成：电流继电器KA、中间继电器KM、信号继电器KS、断路器辅助触点QF、跳匝闸圈YR。

接入中间继电器KM的作用如下：1增大触点容量，防止由KA触点直接接通跳闸回路时因容量过小而被破坏。2当线路上装有管型避雷器时，利用KM延时闭合触点增加保护的固有动作时间，以避免管型避雷器动作时，引起电流速断保护误动作。当校验灵敏系数不能满足要求时，通常都是考虑进一步延伸限时电流速度的保护范围，使之与下一条线路的显示电流速断相配合，这样其动作时限就应该选的比下条线路限时速断的时限再高一个△t。

对于不同的短路接线系数K con数值不同，三相短路为√3，A、C两相短路时K con=2，AB或BC两相短路时，K con=1

在保护中增设一个判断短路功率方向的元件，该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，而当短路功率方向由线路流向母线时不动作，从而使继电保护的动作具有一定的方向性。具有方向性的过电流保护主要由方向元件KW、电流元件KA 和时间元件KT组成。

I r和U r的相位角φr=－（90°－φse t），称为灵敏角φsen。与φsen =－α时的I重合的线称为最大灵敏角。

继电器的接线方式：1在各种短路故障形式下，能正确判断短路功率的方向。2故障以后加入继电器的电流I和电压U，应尽可能的大一些，并尽可能使φsen接近于最大灵敏角（符号），以便消除和减少方向继电器的死区，提高功率方向继电器动作灵敏性和可靠性。

零序电流保护的评价：1零序过电流保护的灵敏度高。2零序电流保护受系统运行方式变化的影响要小得多。3当系统中发生某些不正常运行状态时零序保护则不受影响。4零序方向元件没有电压死区。5在110KV及以上的高压和超高压系统中，单相接地故障占全部故障70%~90%，而其他故障也往往是由单相接地发展起来的，因此，采用专门的零序保护就具有显著的优越性。

单相接地的特点：1在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。2在非故障的元件上有零序电流，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。3在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之综合，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

对电容电流补偿程度的不同补偿方式分为：消弧线圈可以有完全补偿，欠补偿和过补偿。

中性点不接地系统中单相接地保护的方式：1绝缘监视装置2零序电流保护3零序功率方向保护。

距离保护：就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。

L set对应的测量阻抗为Z m=Z1L set，称为整定阻抗，记为Z set，Z m：保护安装处到保护范围末端的线路阻抗。

偏移圆特性的阻抗继电器：圆心位于1⁄2（Z set1+Z set2）,半径为｜1⁄2（Z set1- Z set2）｜幅值比较｜Z m-1⁄2（Z set1+ Z set2）｜≦｜1⁄2（Z set1-Z set2）｜相位比较—90°≦arg(Z set1-Z m／Z m-Z set2)≦90°

Z m是继电器的测量阻抗，由加入继电器的电压U m、电流I m的比值确定，Z m的阻抗角就是U m、I m之间的相位差φm

距离保护的构成：启动回路，测量回路，逻辑回路。

影响距离保护正确工作的因素主要有：1故障点与保护安装处之间的分支电流（1助增电流的影响，2外汲电流的影响）。2故障点的过渡电阻（1短路点过渡电阻的性质2单侧电源线路上过渡电阻的影响3双侧电源线路上过渡电阻的影响）。3电压回路断线。4电力系统震荡。5串联电容补偿的影响。

输电线路的纵联差动保护：需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去，两侧的电气量同时比较，联合工作，也就是说在线路两侧之间发生纵向的联系。原理：比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成

高频保护又称电力线载波纵联保护

电力线高频通道的构成：输电线路，阻波器，耦合电容器，连接滤波器，高频电缆，高频收和发信机，接地开关。

阻波器的作用：在电力系统继电保护中广泛采用高频保护专用的高频阻波器。串联在线路两段，为了使高频载波信号只在本线路中传输而不穿越到相邻线路上去，才用了电感线圈与可调电容组成的并联谐振回路。