电力系统继电保护
电力系统中的继电保护
电力系统中的继电保护电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施之一，它能够为我们的生活和工作提供稳定可靠的电力供应。
然而，在电力系统的运行过程中，由于各种原因可能会出现故障，其中一些故障如果处理不当，就可能会导致更加严重的事故和影响。
因此，电力系统中的继电保护起到了至关重要的作用。
本文将从继电保护的定义、功能和分类等方面进行介绍，希望能够帮助读者更深入了解这一重要的领域。
一、继电保护的定义继电保护是指利用电力系统中的电气量或非电气量信息，通过对变电站、电缆、线路等实施保护手段，使故障隔离在故障地点或其附近的一种电力安全保护措施。
它是一种自动电气装置，能够监视电力系统的运行状态，在设备出现故障时能够及时检测并切断故障部分，确保安全、稳定、可靠的电力供应。
继电保护的主要作用是保护电力系统各种设备的电气安全和稳定运行，减少事故损失，提高电力系统的可靠性和安全性。
它能够对电力系统中的故障进行快速检测和识别，并采取相应的措施防止事故的扩大。
同时，继电保护还能够对设备进行监测和保护，在设备出现故障时能够及时切断电源，从而避免事故的发生。
二、继电保护的功能1.测量功能：继电保护具有测量、计算电量、电流、电压等参数的能力，通过对电气量的监测和测量，能够快速发现电力系统中的故障。
2.判断功能：通过比较测量数据和预设值，继电保护能够对电力系统运行状态作出判断，判断是否出现异常。
3.保护功能：继电保护能够根据判断结果，采取相应的保护措施，保护电力系统设备的运行安全和稳定性。
4.信号传输功能：继电保护能够将故障信息及时传输到相关设备，如断路器、遥信等，使得故障信息能够在电力系统中快速传递。
5.指示功能：通过指示灯、显示屏等方式，将故障信息以人能够识别的方式呈现出来，加快处理速度。
三、继电保护的分类1.按照保护方式分类继电保护可以按照保护方式的不同进行分类，常见的有过电压保护、欠电压保护、过流保护、接地保护、差动保护等。
2.按照保护范围分类继电保护还可以按照保护范围的不同进行分类，常见的有发电机保护、变压器保护、电缆保护、线路保护等。
电力系统继电保护(详细版)
1. 电力系统的三种状态：正常运行，不正常运行和故障运行。
2. 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、有选择的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，并根据不正常运行情况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。
反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。
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。
3. 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
4. 继电保护装置一般由测量比较元件，逻辑判断元件和输出元件三部分组成。
测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出是非或0或1性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息，发出警报或不动作。
5. 电流保护的接线方式有三种：①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③；两相两继电器的不完全星形接线。
6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos ψ=1时，加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。
7. 90°接线方式的主要优点是：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相见电压，其值很高；第二，适当地选择继电器的内角α后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。
电力系统继电保护
、继电保护装置的作用：能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号。
2、继电保护装置的基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。
选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电围，保护装置这样动作就叫做有选择性。
快速性：目前，断路器的最小动作时间约为0.05～0.06秒。
110KV 的网络短路故障切除时间约为0.1～0.7秒；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于不允许长时间电压降低的用户，一般约为0.5～1.0秒。
对于远处的故障允许以较长的时间切除。
灵敏性：保护装置对它在保护围发生故障和不正常工作状态的反应能力称为保护装置的灵敏度。
可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护围发生故障时，不因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。
保护装置的选择性、快速性、灵敏性、可靠性这四大基本要相互联系而有时又相互矛盾的。
在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。
一般说来，选择性是首要满足的，非选择性动作是绝对不允许的。
但是，为了保证选择性，有时可能使故障切除的时间延长从而要影响到整个系统，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。
3、继电保护的基本原理继电保护装置的三大组成部分：一是测量部分、二是逻辑部分、三是执行部分。
继电保护的原理结构图如下：第一章电网相间短路的电流电压保护一、定时限过流保护的工作原理及时限特性1、继电保护装置阶梯形时限特性：各保护装置的时限大小是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的保护，其动作时限越长，用t1、t2、t3分别表示保护1、2、3的动作时限则有t1>t2>t3，它好比一个阶梯，故称为阶梯形时限特性。
定时限过流保护的阶梯形时限特性如下图：二、电流电压保护的常用继电器1、继电器的动作电流：使继电器刚好能够动作的最小电流叫继电器的动作电流Id.j。
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
电力系统变电站的继电保护
电力系统变电站的继电保护电力系统变电站的继电保护是指为了保障电力系统运行安全、确保电力设备正常运行而采取的保护措施。
继电保护系统主要用于检测电力系统中出现的故障情况，并及时采取措施将故障隔离，从而保护电力设备和电力系统的安全运行。
一、继电保护的作用继电保护的主要作用是实现对电力设备的保护，包括对电力设备的过载、短路、接地故障等进行检测，并采取应急措施保护电力设备。
继电保护还可以对电力系统进行各种故障情况的定位和识别，帮助维修人员准确定位故障点，提高故障排除速度。
继电保护还可以记录电力系统的运行数据，提供运行状态的检测和分析。
二、继电保护的原理继电保护的工作原理是基于电力系统中的各种故障情况对电流、电压等物理量的变化进行检测和判断。
继电保护系统主要由继电保护元件和辅助设备两部分组成。
继电保护元件包括电流互感器、电压互感器、继电器等，用于对电力系统中的电流和电压进行检测和判断。
辅助设备包括接线板、显示器等，用于继电保护系统的配电和显示。
三、继电保护的分类根据对电流、电压进行检测的方式，继电保护可分为电流保护和电压保护两种。
电流保护主要用于检测电流的变化情况，可以对电力设备的过载情况进行判断。
电流保护主要包括过载保护和短路保护。
电压保护主要用于检测电压的变化情况，可以对电力设备的接地故障等情况进行判断。
电压保护主要包括接地保护和欠压保护。
四、继电保护的操作继电保护系统需要对电力系统中的各种故障情况进行判断，并及时采取措施进行保护。
当继电保护系统检测到电力设备的过载情况时，会发出报警信号，并同时切断电力系统与电力设备的连接，防止过载现象继续发生。
当继电保护系统检测到电力设备的短路情况时，会立即切断电力设备与电力系统的连接，以防止短路现象对电力设备造成损害。
当继电保护系统检测到电力设备的接地故障等情况时，会发出警报并立即采取措施将故障隔离，保护电力设备的安全运行。
五、继电保护的发展趋势随着电力系统的规模不断扩大和电力设备的形式不断更新，继电保护系统也在不断发展。
电力系统继电保护
2.5 说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证保护动作的选择性？依靠什么环节保证保护动作的灵敏度性和速动性？电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定，即靠电流整定值保证选择性。
它不能保护线路全长，只能保护线路全长的一部分，灵敏度不够。
限时电流速断的整定值低于电流速断保护的动作短路，按躲开下级线路电流速断保护的最大动作范围来整定，提高了保护动作的灵敏性，但是为保证下级线路短路时不误动，增加一个时限阶段的延时，在下级线路故障时由下级的电流速断保护切除故障，保证它的选择性。
电流速断和限时电流速断相配合保护线路全长，速断范围内的故障由速断保护快速切除，速断范围外的故障则必须由限时电流速断保护切除。
速断和限时速断保护的配合，既保证了动作的灵敏性，也能够满足速动性的要求。
2.6为什么定时限过电流保护的灵敏度动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路全长且保护相邻线路全长，可以起远后备保护作用。
当远处短路时，应保证离故障点最近的过电流保护最先动作，即要求保护在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流逐级增加。
否则，会出现越级跳闸、非选择性动作现象。
电流速断只保护本线路的一部分下一级线路故障时它不会动作因而灵敏度不需要逐级配合。
2.10 在中性点非直接接地系统中，当两条上下、级线路安装相间短路的电流保护时，上级线路装在A 、C 相上，而下级线路装在A 、B 相上，有何优缺点？当两条线路并列时，这种安装方式有何优缺点？以上串、并两种线路，若采用三相星形接线，有何不足？在中性点非直接接地系统中，允许单相接地时继续短时运行，在不同线路不同相别的两点接地形成两相短路时，可以只切除一条故障线路，另一条线路继续运行。
电力系统继电保护ppt课件
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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。
电力系统继电保护问题及解决措施
电力系统继电保护问题及解决措施随着社会的快速发展，电力系统在人们的生活中起到了至关重要的作用。
由于各种原因，电力系统在运行过程中会遇到各种问题，其中继电保护问题是一个比较棘手的难题。
本文将从继电保护问题的原因和解决措施两个方面进行探讨。
一、电力系统继电保护问题的原因1. 变电站设备老化变电站设备作为电力系统中的重要组成部分，其保护措施显得尤为重要。
由于变电站设备老化，以及长期运行产生的磨损和老化现象，使得继电保护装置出现了敏感度下降、动作可靠性下降等问题，导致了继电保护问题的出现。
2. 外部电力系统故障外部电力系统故障是导致继电保护问题的重要原因之一。
雷击导致的变电站设备故障，或者输电线路短路引起的故障，都有可能影响到继电保护装置的运行，进而引发继电保护的失灵。
3. 环境因素的影响电力系统继电保护问题还可能受到环境因素的影响。
高温天气下，设备的散热性能下降，可能导致继电保护装置的敏感度下降；又如，潮湿的气候条件下，可能导致继电保护装置的绝缘性能下降，影响继电保护的准确性等。
4. 人为操作不当在电力系统运行中，人为操作也是导致继电保护问题的一个重要原因。
误操作导致的跳闸误动作，或者对继电保护装置的误操作，都可能导致继电保护问题的出现。
1. 定期检查继电保护装置针对变电站设备老化问题，可以采取定期检查继电保护装置的方法来解决。
定期的检查继电保护装置，可以发现设备的故障问题，及时进行维修和更换，保证继电保护装置的正常运行。
2. 加强对外部电力系统的监测针对外部电力系统故障问题，可以加强对外部电力系统的监测，及时发现故障，预警继电保护装置进行保护动作，及时切除故障部分，保证系统的正常运行。
3. 提高继电保护装置的环境适应能力针对环境因素的影响，可以提高继电保护装置的环境适应能力。
在设计继电保护装置时，考虑到周围环境的因素，采用适合的材料和技术，保证继电保护装置在不同环境条件下的正常运行。
5. 应用新技术随着科学技术的进步，新技术的应用也为解决继电保护问题提供了新的途径。
电力系统继电保护基础知识
Chapter 2 电力系统继电保护基础知识
§2.1 继电保护的系统配置与继电特性 §2.2 继电保护用电力互感器和输入变换器 §2.3 微机继电保护装置的基本构成原理
§2.1 继电保护的系统配置与继电特性
2.1.1 继电保护的系统配置与保护范围
５－电动机
２－变压器
３－母线
KreIre/Iop
过量继电器的返回系数恒小于1； 欠量继电器的返回系数恒大于1。
一般要求过量继电器（ 0.85≤Kre <1,0.9~0.95）；欠量继电器 （1<Kre≤1.2） 。
§2.2 继电保护用电力互感器和输入变换器
➢继电保护输入信号的类型与特点 ⒈ 类型：电压、电流；交流、直流；电量、非电量 ⒉ 特点：幅值变化范围大，衰减直流分量、丰富的 高次谐波分量
正确地动作。 多路模拟量输入
变换
低通
信号
及
滤波采样Βιβλιοθήκη 模数 变换提保供存数据给用RAM数回字路核，5心人机以对部话接及口件部件其进他行回处路理。
电压
ALF
S/H
A/D
形成
人机对话接口部件
总
的继电器的动作。 存放程序用
EPROM/
指示灯LED 键盘
接打印机
线
Flash Memory
打印机接口
人机对话接口部件
形。
作业： 1. 为什么电流互感器二次侧不能开路？
第二章 结束
电压互感器的工作特点和要求
(1) 电压互感器的一次侧与高电压路并联，因此， 其一次工作电压只取决于接入点的一次电压。
(2) 电压互感器的二次回路不允许短路，否则会产 生危险的短路电流，并烧毁电压互感器，因此， 通常装有保护熔断器
电力系统继电保护的定义
电力系统继电保护的定义电力系统继电保护是电力系统中的一项重要技术，主要用于检测电力系统中的故障和异常情况，并采取相应的措施，以保护设备的安全运行和电力系统的稳定运行。
电力系统继电保护的定义可以从两个方面来进行解释。
一方面，继电保护是指通过电气信号来实现对电网设备和电力系统的保护。
另一方面，继电保护是一种自动化技术，它通过对电网中的电压、电流等参数进行监测和测量，当监测到异常情况时，能够快速地切除故障电路，保护电网设备免受损坏。
在电力系统中，继电保护通常由继电保护装置和继电保护系统两部分组成。
继电保护装置是一种电气设备，用于测量电网中的电压、电流等参数，并根据预设的保护逻辑进行判断，当监测到异常情况时，发出切除故障电路的信号。
继电保护系统则是由多个继电保护装置组成的网络，它能够实现对电力系统中各个设备的全面保护。
电力系统继电保护的主要功能是对电力系统中的故障进行检测和切除。
电力系统中的故障包括短路故障、接地故障、过流故障等，这些故障有可能导致设备的损坏甚至引发火灾等严重后果。
继电保护装置能够通过对电网中的电压、电流进行实时监测，当监测到异常情况时，能够快速切除故障电路，避免故障的进一步发展。
电力系统继电保护还具有对电力系统的稳定运行起到重要的作用。
在电力系统中，存在着各种各样的负荷变化和电力设备的启动和停止等操作，这些操作可能会对电力系统的稳定性产生影响。
继电保护装置能够对电力系统中的各种异常情况进行监测和判断，并采取相应的措施，以保证电力系统的稳定运行。
电力系统继电保护的设计需要考虑多种因素。
首先，继电保护装置应能够准确地测量电网中的电压、电流等参数，以提供正确的保护判断。
其次，继电保护装置应具有快速响应的能力，能够在故障发生时迅速切除故障电路，以减少损失。
此外，继电保护装置还应具备可靠性高、抗干扰能力强等特点，以保证其在恶劣环境下的正常运行。
电力系统继电保护是电力系统中的一个重要技术，它能够对电力系统中的故障和异常情况进行检测和切除，保护设备的安全运行和电力系统的稳定运行。
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电力系统继电保护是电力系统中一种重要的安全保护措施，旨在保护电力系统设备和传输线路免受故障、短路、过电流和其他异常情况的损害。
它通过快速检测和定位故障点，并迅速采取措施切断故障电路，以保护系统的稳定运行和设备的安全。
继电保护通常由保护设备、继电器和保护配电系统组成。
保护设备是指各种传感器和监测装置，用于检测电流、电压、功率和其他参数的异常变化。
继电器是用来判断电力系统是否出现故障，并通过电信号触发保护动作的装置。
保护配电系统是由继电器、控制元件、断路器和其他设备组成的，用于控制和保护电力系统的各个部分。
电力系统继电保护的主要目标包括：
1.故障检测与定位：快速检测和定位电力系统中的故障点，例如短路、接地故障等，以便及时采取措施消除故障。
2.快速切除故障电路：当电力系统出现故障时，继电保护能够在短时间内切断故障电路，以防止故障扩大和对系统安全造成更大威胁。
3.防止设备损坏：继电保护能够及时检测并切除过电流和过载电流，以保护电力系统设备免受损坏和过热的影响。
4.系统可靠性与稳定性：通过快速检测故障和切除故障电路，继电保护有助于提高电力系统的可靠性和稳定性，减少停电时间和影响。
5.人身安全保护：继电保护措施有助于保护电力系统工作人员和用户的人身安全，减少电击、火灾等事故的发生。
综上所述，电力系统继电保护对于保障电力系统的安全、稳定运行和设备的可靠性具有重要意义，是电力系统中必不可少的一部分。
电力系统继电保护
第三章电力系统继电保护一、继电保护电力系统在运行中会发生故障，最常见的故障是各种类型的短路。
当短路故障发生时，将伴随出现很大的短路电流和部分地区电压降低，对电力系统可能产生以下后果：(1)破坏电力系统并联运行的稳定性，引发电力系统振荡，甚至造成系统瓦解、崩溃；(2)故障点通过很大的短路电流和燃烧电弧，损坏或烧毁故障设备；(3)在电源到短路点之间，短路电流流过非故障设备，产生发热和电动力，造成非故障设备损坏或缩短使用寿命；(4)故障点附近部分区域电压大幅度下降，用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。
电力系统运行中还可能出现异常运行状态，使电力系统的正常工作受到干扰，运行参数偏离正常值。
最常见的电力系统异常状态是过负荷，过负荷使电力系统元件或设备温度升高，加速绝缘老化，甚至发展成故障。
另外，电力系统异常状态还有电办系统振荡、频率降低、过电压等。
故障和异常运行如果得不到及时处理，都可能在电力系统中引起事故。
电力系统事故是指整个系统或部分的正常运行遭到破坏，造成对用户少送电或电能质量严重恶化，甚至造成人身伤亡、电气设备损坏或大面积停电等事故。
针对电力系统可能发生的故障和异常运行状态．需要装设继电保护装置。
继电保护装置是在电力系统故障或异常运行情况下动作的一种自动装置，与其他辅助设备及相应的二次回路一起构成继电保护系统。
因此，继电保护系统是保证电力系统和电气设备的安全运行，迅速检出故障或异常情况，并发出信号或向断路器发跳闸命令，将故障设备从电力系统切除或终止异常运行的一整套设备。
继电保护的任务是：1)反映电力系统元件和电气设备故障,自动、有选择性、迅速地将故障元件或设备切除，保证非故障部分继续运行，将故障影响限制在最小范围。
2)反映电力系统的异常运行状态，根据运行维护条件和设备的承受能力．自动发出信号，减负荷或延时跳闸。
二、自动装置保障电力系统安全经济运行、提高供电可靠性和保证电能质量，电力系统自动装置是必不可少的。
《电力系统继电保护》
《电力系统继电保护》《电力系统继电保护》第一章绪论一,电力系统的正常工作状态,不正常工作状态和故障状态电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路.发生短路时可能产生以下后果:1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏.2)短路电流通过非故障设备时,由于发热和电动力的作用,引起电气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减.3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量.4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至导致整个系统瓦解.继电保护装置的基本任务是:1)自动地,迅速地和有选择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.2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置. 二, 继电保护的基本原理及其组成1,继电保护的基本原理电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:1)电流增大. 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流.2)电压降低. 当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低.3)电流与电压之间的相位角改变. 正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°;三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定,一般为60°～85°;而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的限额将则是180°+(60°～85°).4)不对称短路时,出现相序分量, 如单相接地短路及两相接地短路时,出现负序和零序电流和电压分量.这些分量在正常运行时是不出现的.利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护.例如,据短路故障时电流的增大,可构成过电流保护;据短路故障时电压的降低,可构成电压保护;据短路故障时电流与电压之间相角的变化,可构成功率方向保护;据电压与电流比值的变化,可构成距离保护;据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护; 据不对称短路故障时出现的电流,电压相序分量,可构成零序电流保护,负序电流保护和负序功率方向保护等.2, 继电保护的组成及分类模拟型继电保护装置的种类很多,它们都由测量回路,逻辑回路和执行回路三个主要部分组成.3,对继电保护装置的基本要求(l) , 选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除.(2),速动性速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障.对于反应短路故障的继电保护,要求快速动作的主要理由和必要性在于1 )快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性.2 )快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程.保证厂用电及用户工作的稳定性.3 )快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度.4 )快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合问和备用电源或设备自动投人的成功率.对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号.3 , 灵敏性灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力.所谓系统最大运行方式,就是在被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式;系统最小运行方式,就是在同样的短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式.保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量.灵敏系数表示式为:l )对于反应故障参数量增加(如过电流)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值2 )对于反应故障参数量降低(如低电压)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值4,可靠性可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时,不应由于它本身的缺陷而拒动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应可靠地不动作.以上四个基本要求是设计,配置和维护继电器保护的依据,又是分析评价继电保护的基础.这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往又存在着矛盾.因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一.第二章,电网的电流保护一, 单侧电源网络相间短路的电流保护输电线路发生相间短路时,电流会突然增大,故障相间的电压会降低.利用电流会这一特征,就可以构成电流保护.电流保护装置的中心环节是反应于电流增大而动作的电流继电器.电流继电器是反应于一个电器量而电阻的简单继电器的典型.1,继电器(1)电磁型继电器电磁继电器的基本结构形式有螺管线圈式, 吸引衔铁式和转动舌片式三种,如图2.1 所示. 电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件, 它是反应电流超过一整定值而动作的继电器. 电磁继电器是利用电磁原理工作的,以吸引衔铁式继电器例进行分析,在线圈1 中通以电流,则产生与其成正比的磁通,通过由铁心,空气隙和可动舌片而成的磁路,使舌片磁化于铁心的磁极产生电磁吸力,其大小于成正比,这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转距可表示为( 2.1 )式中比例常数;电磁铁与可动铁心之间的气隙.( a )螺管线圈式; (b) 吸引衔铁式; (c) 转动舌片式图2.1 电磁型继电器的结构原理1 —线圈;2 —可动衔铁;3 —电磁铁;4 —止挡;5 —接点;6 —反作用弹簧正常工作情况下,线圈中流入负荷电流,继电器不工作,这是由于弹簧对应于空气隙产生一个初始力矩 .由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,当空气长度由减小到时,弹簧产生的反作用力矩为式中比例常数.另外,在可动舌片转动的过程中,还必须克服摩擦力力矩 .因此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电磁转矩,使其满足关系式:2 ) 动作电流 .能够满足上述条件,使继电器动作的最小电流值称为继电器的动作电流(起动电流),记作 .3 )继电器的返回条件.继电器动作后,当减小时,继电器在弹簧的作用下将返回.为使继电器返回,弹簧的作用力矩必须大于电磁力矩及摩擦力矩之和,即或4 ) 返回电流. 满足上述条件,使继电器返回原位的最大值电流称为继电器的返回电流,记为,5 )返回系数. 返回电流和起动电流的比值成为继电器的返回系数,可表示为6 ) 动作电流的调整方法:①改善继电器线圈的匝数;②改变弹簧的张力;③改变初始空气隙的长度.7 ) 剩余力矩 .在继电器的动作过程和返回过程中,随着气隙的变化,都将出现一个剩余力矩,从而使继电器的动作过程和返回过程都雪崩式的进行,继电器要么动作,要么返回,它不可能停留在某一个中间状态,具有明显的"继电特性".同时,该力矩还有利于继电器的触点可靠的接触与断开.2,几个基本概念1 )系统最大运行方式在被保护线末端发生短路时,系统等值阻抗最小,而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式.2 )最小运行方式在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的电流为最小的运行方式.系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少等有关.3 )最小短路电流与最大短路电流在最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大,称之为最大短路电流.而在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小,称之为最小短路电流.4 )保护装置的起动值对因电流升高而动作的电流保护来讲,使起动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流,记作 .保护装置的起动值是用电力系统的一次侧参数表示的,当一次侧的短路电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置就能够起动.5 )保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置的起动值(一般情况下是指电力系统一次侧的参数),灵敏性,动作时限等过程.3,无时限电流速断保护根据对保护速动性的要求,在满足可靠性和保护选择性的前提下,保护装置的动作时间,原则上总是越快越好.因此,各种电气元件应力求装设快速动作的继电保护.仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护,称为电流速断保护,也称为无时限流速断保护.(1),工作原理无时限速断保护是为了保证其动作的选择性,一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分,具体工作原来如图2.6 所示.对于单侧电源供电线路,在每回电源侧均装有电流速断保护.在输电线上发生短路时,流过保护安装地点的短路电流可用下式计算( 2.4 )图2.06 电流速断保护的动作特性分析Ⅰ—最大运行方式下三相短路电流;Ⅱ—最小运行方式下两相短路电流由式( 2.4 )和( 2.5 )可看出,流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置而变化,且与系统的运行方式和短路类型有关. 和与的关系如图2.6 中的曲线Ⅰ和Ⅱ所示.从图可看出,短路点距保护安装点愈远,流过保护安装地点的短路电流愈小.(2),整定计算1 )动作电流为了保证选择性,保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处(如点即B 变电所短路时,通过保护的最大保护电流(最大运行下的三相短路电流)来整定.即可靠系数对保护1 ( 2.6 )把起动电流标于图2.6 中,可见在交点M 与保护 2 安装处的一段线路上短路对2 能够动作.在交点M 以后的线路上的短路时,保护2 不动作.因此,一般情况下,电流速断保护只能保护本条线路的一部分,而不能保护全线路.2 )保护范围(灵敏度)计算(校验)规程规定,在最小运行方式下,速断保护范围的相对值为15%~20% ,即式中——最小保护范围;当系统为最大运行方式时,三相短路时保护范围最大;当系统为最小运行方式时,两相短路时保护范围最小.求保护范围时考虑后者.由图2.6 可知( 2.7 )其中, 代入式( 2.7 )整理得( 2.8 )(3)动作时限无时限电流速断保护没有人为延时,只考虑继电保护固有动作时间.考虑到线路中管型避雷器放电时间为0. 04~0.06s ,在避雷器放电时速断保护不应该动作,为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器,一方面扩大接点的容量和数量,另一方面躲过管型避雷器的放电时间,防止误动作.由于动作时间较小,可认为t=0 .( 4 )电流速断保护的接线图1 )单相原理接线图电流继电器接于电流互感器TA 的二次侧,它动作后起动中间继电器,其触点闭合后,经信号继电器发出信号和接通断路器跳闸线圈.(5),对电流速断保护的评价优点:简单可靠,动作迅速.缺点:①不能保护线路全长.②运行方式变化较大时,可能无保护范围.如图2.9 所示,在最大运行方式整定后,在最小运行方式下无保护范围.③在线路较短时,可能无保护范围.4, 限时电流速断保护由于电流速断保护不能保护本线路的全长,因此必须增设一套新的保护,用来切除本线路电流速断保护范围以外的故障,作为无时限速断保护的后备保护,这就是限时电流速断保护.( 1 )对限时电流速断保护的要求增设限时电流速断保护的主要目的是为了保护线路全长,,对它的要求是在任何情况下都能保护线路全长并具有足够的灵敏性,在满足这个全体下具有较小的动作时限.( 2 )工作原理1 ) 为了保护本线路全长,限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线线路去,这样当下一条线路出口短路时,它就能切除故障.2 ) 为了保证选择性,必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限.3 ) 为了保证速动性,时限尽量缩短.时限的大小与延伸的范围有关,为使时限较小,使限时电流速断的保护范围不超出下一条线路无时限电流速断保护的范围.因而动作时限比下一条线路的速断保护时限高出一个时间阶段 .( 3 )整定计算1 )动作电流动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护的电流进行整定( 2.9 )2 )动作时限 .为了保证选择性,时限速断电流保护比下一条线路无时限电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段,即( 2.10 )当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后,它们联合工作就可以0.5s 内切除全线路范围的故障,且能满足速动性的要求,无时限电流速断和限时速断构成线路的"主保护".3 )灵敏度校验. 保护装置的灵敏度(灵敏性),是只在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力.灵敏度的高低用灵敏系数来衡量, 限时电流速断保护灵敏度为( 2.11 )式中——被保护线路末端两相短路时流过限时电流速断保护的最小短路电流;当时,保护在故障时可能不动,就不能保护线路全长,故应采取以下措施:①为了满足灵敏性,就要降低该保护的起动电流,进一步延伸限时电流一条线路限时电流速断保护的保护范围).②为了满足保护选择性,动作限时应比下一条线路的限时电流速断的时限高一个,即速断保护的保护范围,使之与下一条线路的限时电流速断相配合(但不超过下( 4 )限时电流速断保护的接线图1 )单相原理接线如图2.11 所示,( 5 )对限时电流速断保护的评价限时电流速断保护结构简单,动作可靠,能保护本条线路全长,但不能作为相邻元件(下一条线路)的后备保护(有时只能对相邻元件的一部分起后备保护作用).因此,必须寻求新的保护形式.5,定时限过电流保护( 1 )工作原理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,而时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护.在系统正常运行时它不起动,而在电网发生故障时,则能反应电流的增大而动作,它不仅能保护本线路的全长,而且也能保护下一条线路的全长.作为本线路主保护拒动的近后备保护,也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护.如图2.13 所示,( 2 )整定计算1 )动作电流.按躲过被保护线路的最大负荷电流,且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定( 2.12 )2 )灵敏系数校验.要求对本线路及下一条线路或设备相间故障都有反应能力,反应能力用灵敏系数衡量.本线路后备保护(近后备)的灵敏系数有关规程中规定为( 2.13 )作为下一条线路后备保护的灵敏系数(远后备),〈〈规程〉〉中规定( 2.14 )当灵敏度不满足要求时,可以采用电压闭锁的过流保护,这时过流保护自起动系数可以取13 )时间整定.由于电流Ⅲ段的动作保护的范围很大,为保证保护动作的选择性,其保护延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的电阻时间长一个时限阶段为( 2.15 )( 3 )灵敏系数和动作时限的配合过电流保护是一种常用的后备保护,实际中使用非常广泛.但是,由于过电流保护仅是依靠选择动作时限来保证选择性的,因此在负责电网的后备保护之间,除要求各后备保护动作时限相互配合外,还必须进行灵敏系数的配合(即对同一故障点而言越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数).( 4 )对定时限过电流的评价定时限过电流结构简单,工作可靠,对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作.不仅能作本线路的近后备(有时作主保护),而且能作为下一条线路的远后备.在放射型电网中获得广泛的应用,一般在35kv 及以下网络中作为主保护.定时限过电流保护的主要缺点是越靠近电源端其动作时限越大,对靠近电源端的故障不能快速切除.6, 阶段式电流保护的应用及评价电流速断保护只能保护线路的一部分,限时电流速断保护能保护线路全长,但却不能作为下一相相邻的后备保护,因此必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护.由电流速断保护,限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成一整套保护,叫做三段电流保护.实际上,供配电线路并不一定都要装设三段式电流保护.比如,处于电网末端附近的保护装置,,当定时限过电流保护的时限不大于0.5~0.7s 时,而且没有防止导线烧损及保护配合上的要求的情况下,就可以不装设电流速断保护和限时电流速断保护,而将过电流保护为主要保护.在某些情况下,常采用两段组成一套保护, ( 2 )阶段式电流保护的时限阶段式电流保护的时限特性是指各段电流保护的保护范围与动作时限的关系曲线.电流三段式保护的保护特性及时限特性如图2.14 所示.图2.14 电流三段式保护特性及时限特性分析图继电保护的接线图一般可以用原理图和展开图形式来表示.电流三段式保护单相原理接线图如图2.15 所示,( 3 )阶段式保护的选择性电流速断保护是通过选择动作电流保证选择性的,定时限过电流保护通过选择动作时限来保证选择性的,而限时电流速断保护则是通过同时选择动作电流和动作时限来保证选择性的.这是应当重点理解的环节. ( 4 )对阶段式电流保护的评价三段式电流保护的优点是简单,可靠,并且一般情况下都能较快切除故障,一般用于35kv 及以下电压等级的单侧电源电网中.缺点是它的灵敏度和保护范围受系统运行方式和短路类型的影响,此外,它只在单侧电源的网络中才有选择性.7,电流保护接线方式电流保护的接线方式就是指保护中电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接方式.( 1 )三相完全星型接线主要接线方式1 )三相完全星型接线方式如图2.17 所示,三个电流互感器与三个电流继电器分别按相连接在一起,形成星型.三个继电器触点并联连接,相当于"或"回路.三相星型接线方式的保护对各种故障,如三相,两相短路,单相接地短路都能动作.图2.17 完全星型接线图图 2.18 不完全星形接线图2 )相不完全星型接线方式两相不完全星型接线方式如图 2.18 所示.它与三相星形的保护的区别是能反应各种相间短路,但B 相发生单相短路时,保护装置不会动作.( 2 )各种接线方式在不同故障时的性能分析1 )中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路.前述三种接线方式均能反应这些故障(除两相电流接线不能保护变压器外),不同之处在于动作的继电器数目不同,对不同类型和相别的相间短路,各种接线的保护装置灵敏度有所不同.2 )中性点非直接接地电网中的两点接地短路图2.20 串联内线路上两点接地的示意图在中性点非直接接地电网(小接地电流)中,某点发生单相接地时,只有不大的对地电容电流流经故障点,一般不需要跳闸,而只要给出信号,由值班人员在不停电的情况下找出接地点并消除之,这样就能提高供电的可靠性.因此,对于这种系统中的两点接地故障,希望只切除一个故障.①串联线路上两点接地情况,如图2.20 所示,在和点发生接地短路,希望切除距电源远的线路.若保护1 和保护2 均采用三相星形接线时,如果它们的整定值和时限满足选择性,那么,就能保证100%地只切除BC 段线路故障.如采用两相星形接线,则保护就不能切除B 相接地故障,只能由保护2 切除BC 线路,使停电范围扩大.这种接线方式在不同相别的两点接地组合中,只能有2/3 的机会有选择地后面的一个线路.②放射性线路上两点接地情况如图2.21 所示,图2.21 放射性线路上两点接地的示意图在点发生接地短路时,希望任意切除一条线路即可.当采用三相星型接线时,两套保护(若时限整定相同)均将起动.如采用两相星型接线,则保护有2/3 的机会只切除任一线路.因此,在放射性的线路中,两相星型比三相星型应用更广泛.( 3 )各种接线方式的应用三相星形接线方式能反应各种类型的故障,保护装置的灵敏度不因故障相别的不同而变化.主要应用如下方面:1 )广泛用于发电机,变压器,大型贵重电气设备的保护中.2 )用在中性点直接接地电网中(大接地电流系统中),作为相同短路的保护,同时也可保护单相接地(对此一般都采用专门的零序电流保护).3) 在采用其它更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时,可采用这种接线方式.两相星形接线方式较为经济简单,能反应各种类型的相同短路.主要应用于如下方面:1 )在中性点直接接地电网和非直接接地电网中,广泛地采用它作为相间短路保护在10kv 以上,特别在3 5kv非直接接地电网中得到广泛应用.2 )在分布很广的中性点非直接接地电网中,两点接地短路常发生在放射型线路上.在这种情况下,采用两相星形接线以保证有2/3 的机会只切除一条线路(要使保护装置均安装在相同的两相上,一般为AC 相).如在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中对单相接地可不立即跳闸,允许运行2 小时,因此在6~10kv 中性点不接地系统中的过流保护装置广泛应用两相星形接线方式.两相电流差接线方式具有接线简单,投资较少等优点,但是灵敏性较差,又不能保护Y/ -11 接线变压器后面的短路,故在实际应用中很少作为配电线路的保护.这种接线主要用在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中,作为馈电线和较小容量高压电动机的保护.二,双侧电源网络相间短路的方向性电流保护1,方向性电流保护的工作原理在单侧电源网络中,各个电流保护线路靠近电源的一侧,在发生故障时,它们都是在短路功率的方向从母线流向线路的情况下,有选择性地动作,但在双侧电源网络中,如只装过电流保护是不能满足选择性要求.( 2 )几个概念1 ) 短路功率:指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率.。
电力系统继电保护概述
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2、逻辑元件作用：根据测量部分输出 量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现 的顺序或它们的组合，使保护装置按一定 的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是 否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执 行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时 启动、延时返回、记忆等。 • 3、执行元件：作用；根据逻辑元件传 送的信号，最后完成保护装置所担负的任 务。如：故障时→跳闸；不正常运行时→ 发信号；正常运行时→不动作。
大电力系统的安全稳定运行，首先必须建立在电力系统 的合理结构布局上，这是系统规划设计和运行调度工作 中必须重视的问题。在此基础上，系统保护的合理配置 和正确整定，同时配合系统安全自动装置（如解列装置、 自动减负荷、切水轮发电机组、快速压汽轮发电机出力、 自动重合闸、电气制动等），达到电力系统安全运行的 目的。 鉴于机、炉、电诸部分构成电力生产中不可 分割的整体，任一部分的故障均将影响电力生产的安全， 特别是大机组的不断增加和系统规模的迅速扩大，使大 电力系统与大机组的相互影响和协调问题成为电能安全 生产的重大课题。电力系统继电保护和安全自动装置的 配置方案应考虑机、炉设备的承受能力，机、炉设备的 设计制造也应充分考虑电力系统安全经济运行的实际需 要。 为了巨型发电机组的安全，不仅应有完善的继 电保护装置，还应积极研究和推广故障预测技术，以期 实现防患于未燃，进一步提高大机组的安全可靠性。
1、继电保护包括继电保护技术和继电保护装置
• 继电保护技术是一个完整的体系，它主要 由电力系统故障分析、继电保护原理及实 现、继电保护配置设计、继电保护运行及 维护等技术构成。继电保护装置是完成继 电保护功能的核心。继电保护装置就是能 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。
电力系统继电保护(完整版)
电力系统继电保护考点24：电力系统继电保护的基本构成、作用、原理及基本要求▲继电保护的基本构成一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。
继电保护装置是由（B）组成的。
（A）二次回路各元件（B）测量元件、逻辑元件、执行元件（C）各种继电器、仪表回路（D）仪表回路继电保护装置是反应电力系统中电气元件故障和不正常运行状态，并作用于断路器跳闸的一种自动装置。
（×）在运行中，电流互感器二次不允许短路。
（×）电流互感器二次绕组的人为接地是属于保护接地，其目的是防止绝缘击穿时二次侧窜入高电压，威胁人身和设备安全。
（√）电流互感器是供给继电保护、自动装置以及测量仪表电流的电源设备，它的二次侧可以开路运行。
（×）电抗变压器二次输出电压对一次电流中的非周期分量有放大作用；对一次电流中的谐波成分有抑制作用。
（×）▲继电保护的作用（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，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（即内部故障时跳闸）（2）反映电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作与发出信号或跳闸。
此一般不要求迅速动作，而是根据电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，一面暂短运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。
（即不正常运行状态时发出警告）系统发生不正常运行状态时，继电保护装置的基本任务是（D）（A）切除所有元件（B）切电源（C）切负荷（D）给出信号继电保护的原理“区分”电力系统的正常、不正常工作和故障三种运行状态，“甄别”除发生故障和出现异常的元件，发现并正确利用能可靠区分三种运行状态的可测参量或参量的差异，就可以形成继电保护原理。
例如：（1）短路电流：过电流保护；（2）短路时电压幅值降低：低电压保护；（3）阻抗幅值的降低和阻抗角的变大：距离（低阻抗）保护；（4）不对称故障时的负序、零序分量：序分量构成的保护；（5）电力元件内外部短路时两侧电流向量的差别：电流差动保护；（6）两侧功率方向的差别：方向比较式纵联保护；（7）非电量特征的保护，如变压器瓦斯保护。
电力系统继电保护的基本概念和要求
电力系统继电保护的基本概念和要求电力系统继电保护的基本概念和要求一、电力系统继电保护的概念电力系统继电保护是指在电力系统中，通过对各种故障信号进行检测、判断和处理，及时地切除故障部分，保证电网的安全稳定运行的技术手段。
其作用是在发生故障时，尽可能地减小故障范围，避免事故扩大，并使系统尽快恢复正常运行。
二、电力系统继电保护的要求1.可靠性要求：继电保护必须具有高可靠性，能够对各种类型的故障可靠地进行检测和判断，并及时地发出动作信号。
2.灵敏度要求：继电保护必须具有高灵敏度，在最短时间内检测到并切除出现在系统中的各种类型的短路和接地故障。
3.速度要求：继电保护必须具有快速动作特性，在最短时间内完成对故障信号的处理，并发出动作信号。
4.选择性要求：继电保护必须具有良好的选择性，能够区分不同类型的故障信号，并对不同类型的故障进行不同的处理。
5.稳定性要求：继电保护必须具有良好的稳定性，能够在系统负荷变化和干扰情况下，保证其正常工作。
6.灵活性要求：继电保护必须具有良好的灵活性，能够根据系统运行情况和故障类型进行调整和改进。
7.可维护性要求：继电保护必须具有良好的可维护性，能够便于对其进行检修、维修和更换。
三、电力系统继电保护的分类1.按照应用范围分类：分为发电厂、变电站和配电网等各级别设备和系统保护。
2.按照工作原理分类：（1）基于比较法的保护：通过比较被保护元件与相邻元件之间的差异来判断是否存在故障。
（2）基于阈值法的保护：通过设置一定阈值来判断是否存在故障。
如过流保护、欠压保护等。
（3）基于时序法的保护：通过时间关系来判断是否存在故障。
如距离保护、差动保护等。
（4）基于频率法的保护：通过检测电网频率的变化来判断是否存在故障。
如频率保护、电压倒闸保护等。
四、电力系统继电保护的主要装置1.继电器：继电器是一种能够实现信号放大、逻辑判断和输出控制的装置，是继电保护中最基本和最重要的组成部分。
2.CT（互感器）：CT是一种用于将高压线路电流转换为低压信号的装置，其输出信号可以被继电器进行检测和判断。
电力系统继电保护的定义
电力系统继电保护的定义继电保护是电力系统中一项重要的技术措施，旨在确保电力系统的安全、可靠运行。
它通过快速检测和切断故障电流，防止故障扩大，保护电力设备和系统的安全运行。
继电保护的定义是指利用电气原理和电气装置，通过检测电力系统中的异常电流、电压和其他参数的变化，并根据事先设定的保护动作准则，采取相应的措施来保护电力设备和电力系统的安全运行。
继电保护的主要目标是保护电力设备和电力系统的安全运行，防止故障事故的发生，提高电力系统的可靠性和稳定性。
它起到了及时发现和切除故障的作用，保护电力设备和电力系统免受故障的侵害。
继电保护系统通常由测量传感器、继电器、保护装置和断路器等组成，它们协同工作，实现故障检测、切除和隔离的功能。
继电保护的工作原理是基于电力系统中发生故障时，故障电流、电压和其他参数会发生异常变化的特点。
继电保护通过检测这些异常变化，并与预设的保护动作准则进行比较，判断是否需要采取保护动作。
当故障发生时，继电保护系统会发出保护信号，使断路器迅速切断故障电路，阻止故障扩大，并保护其他正常运行的电力设备。
电力系统继电保护的设计和配置应根据电力系统的特点和要求进行。
不同电力设备和系统的保护要求不同，因此继电保护系统的配置也会有所区别。
一般来说，继电保护系统应包括对发电机、变压器、输电线路和配电设备等的保护。
在发电机保护方面，继电保护系统应能对发电机的电流、电压、频率和温度等参数进行监测，并在发生故障时采取相应的保护动作，如切断励磁电源、闭锁断路器等。
在变压器保护方面，继电保护系统应能对变压器的电流、电压、温度、气体浓度等参数进行监测，并在发生故障时采取相应的保护动作，如切断电源、放电、报警等。
在输电线路和配电设备保护方面，继电保护系统应能对电流、电压、频率和相位等参数进行监测，并在发生故障时采取相应的保护动作，如切断电源、闭锁断路器等。
继电保护系统的性能和可靠性对电力系统的安全运行至关重要。
因此，继电保护系统的设计和配置应符合相关的标准和规范，并经过严格的测试和验证。
电力系统继电保护
电力系统继电保护摘要：一种自动的测量和装置，它是指在电力系统中的发电机、线路等部件或电力系统自身出现故障而威胁到电力系统的安全操作时，可以对操作人员发出警报，或直接给受控制的断路器下达跳闸指令，以结束此类事故的发展。
完成此项自动控制的成套设备通常称为继电保护。
编者将对继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和设备的继电保护。
关键词：电力系统；继电保护；基本原理一、基本原理继电器应具备正确区分受保护部件是否在正常工作或出现故障、是否在保护区范围或区域以外。
为了达到这种目的，必须从电力系统故障前后的电物量的变化特点出发，建立起保护设备的安全防护功能。
在电力系统故障后，工频电气量的变化表现为：1)增加了电流。
当发生短路时，在断路处与供电端的电力装置及传输线的电流会从负载电流增加到远大于负载电流。
2)电压下降（voltage）。
在相间和接地之间出现短路时，系统中各个点的相位电压或相电压都会降低，并且随着距离短路点的增加而降低。
3)电流和电压的相位角度发生变化。
当三相短路时，电流和电压的相角是负载的功率因数角，通常为20度左右，当三相短路时，电流和电压的相角是60~85度，而当保护反向短路时，电流和电压的相位角度为180°+(60°~85°）。
4)测量阻抗发生变化。
测量电阻，也就是测量点的电压和电流的比率（在保护装置上）。
在正常工作状态下，测得的阻抗是负载阻抗；当金属短路时，测量的阻抗向线路的阻抗转换，当发生故障时，测量的阻抗明显降低，而阻抗角增加。
非对称短路时，会产生相序成分，例如，当两相或单相接地短路时，会产生负序电流和负序电压；在单相接地的情况下，会产生负、零序和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
根据短路故障时的电量变化，可以根据不同的原理，组成继电保护。
另外，除上述的反应工频电气量保护外，还提供了气体保护、继电保护等反应非工频电容量保护。
二、基本要求要实现继电保护装置任务，必须满足四个基本的技术需求：选择性、速度性、灵敏度、可靠性。
电力系统继电保护
电力系统继电保护电力系统中的各元件之间有十分严密的电或电磁联系，一旦某个元件发生故障，电气信息将以近似光的速度向系统各处传播。
这种故障不可能用人工手动方法排除而必须有高速自动化的装置来排除。
这是保证电力系统安全运行最有效的方法。
电力系统继电保护就是一门研究这种自动识别故障并排除故障元件的自动装置的技术学科。
也就是说，继电保护自动装置是能反应电力系统中电气元件故障或不正常运行状态并动作于断路器跳闸或发出指示信号的一种自动装置。
1、继电保护的作用I、自动、迅速、有选择性的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。
IE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。
2、继电保护装置当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。
一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。
I、测量比较元件：测量通过被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值开展比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
II、逻辑判断元件：根据测量比较元件输出的逻辑信号的性质、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，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
IIK执行输出元件：根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
4、继电保护的分类I、按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护、电动机保护等。
II、按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等。
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一、简答题
1.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
解答：（一）电压形成回路
微机继电保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器
上获取信息。
但这些信息的二次数值、输入范围为典型的微机继电保护电路却不适用，
一般用中间变换器实现。
（二）采样保持电路
采样过程是将模拟信号通过采样保持器每隔T采样一次输入信号的瞬时幅值，并把它
存在保持电路中，共AD转换器使用。
（三）模拟量多路转换器
可以对各个模拟量同时采样
（四）A/D转换器
把采集的电力系统中的模拟量转变成数字量，送给微机计算。
2.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选
取？
解答：滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时拟制无用频率信号的电路。
低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器。
前置低通滤波器又称为抗混叠滤波器，广泛应用于各种消费、控制电路中的采样
电路前，滤除高于2倍采样频率的信号，因此截至频率被设置为1/2fs
3.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。
频率转换（VFC）：经电压形成回路后，经过VFC，将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进行计数。
这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。
实现了模数转换
4.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。
解答：开关量输入回路
原理：上第一个图，当开关闭合时输入为低电平0；开关断开时输入为高电平1。
第二个图，利用光电元件，当K2断开时，光电元件截止，输入为高电平1，K2闭合，光电元件导通，输入为低电平0。
开关量输出回路
二、相减（差分）滤波单元的差分方程为:
y(n)=x(n)-x(n-k)
画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。
三．某数字滤波器的滤波方程为：
y(n)=x(n)+x(n-1)
采样周期T=5/3（ms），试分析它能否滤除输入信号x（t）中，频率为300Hz的信号分量和直流信号。
四．图说明时间函数的周期性、离散性与其频谱的周期性和离散性之间的关系。
解答：1、时间函数的周期性对应频谱的离散化如图
2、时间函数的离散化对应频谱的周期性如图
五、离散控制系统的差分方程为
y(n-2)+0.5y(n-1)+0.1y(n)=0
其中y(0)=0,y(1)=1,试求：y(2),y(3),y(4).。