电力系统继电保护原理(第四版)-5(最详细版)
《电力系统继电保护原理》贺家李第四版课后答案(学霸整理)
简答题第二章1.什么是继电器的返回系数？采用什么方法可以提高电磁型过电流继电器的返回系数？答：（1）返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为act K re K I I ∙∙=re K 。
幅度降低的短路；限时速断是主保护；过电流是本线路的后备保护，也作为下级线路保护的远后备。
如果在下条线路末端短路时远后备灵敏度不足，则应设置近后备保护。
由于瞬时速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此为保证迅速有选择性的切除故障，常采用三段组合，构成阶段式电流保护。
4.速断和过电流在整定条件方面有什么根本区别？P42答：瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。
他们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择起动电流。
瞬时速断是按照躲过被保护元件末端最大短路电流整定，限时速断是按照躲过下级各相邻元件瞬时电流速断最小保护范围末端的最大短路电流整定，而过电流则是按照躲过最大负荷电流整定。
5.什么是可靠系数？什么是配合系数？两者有何区别？他们是为了考虑什么情况而设置的？答：11.在过电流整定公式中都应有哪些系数？答：max .1L re Ms rel re re act I K K K I K I ==Krel ——可靠系数，一般采用1.25~1.5（1.3）；保护动作于断路器，供电可靠性低；适用于110kV 及以上电网。
（2）小电流接地系统包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地，单相短路时有过电压，短路电流为容性短路电流，较小，保护一般动作于信号，可持续运行一段时间，供电可靠性高；适用于10kV ，35kV 配网。
答：中性点接地方式有：中性点直接接地、中性点经小电阻接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地。
110kV 及以上电压等级采用中性点直接接地系统。
35kV 及以下的系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，对城市电流供电网络可采用经小电阻接地方式。
电力系统继电保护原理(第四版)-5(最详细版)
• 是否会对保护的性能产生影响？拒动？误动？
中性点直接接地电网的两相接地短路
– 同样以AB相接地短路为例
• 可看成两个“导线——地”的送电线路并有互感 耦合在一起，则保护安装点的故障相电压为：
U AB+ 30°
IC
IB
IA
U C
- IB − 30°U B
cosϕ = 1 的电压电流矢量图
7
2013/4/2
三相系统一般采用三个继电器K1、K2、K3分别接 于三相时，常用的接线方式为：
采用一种接线不能同时满足四种短路的要求，因 此相间故障和接地故障分别采用不同的阻抗继电 器构成保护：相间距离保护和接地距离保护，但 定值是相同的（即整定与故障类型无关）
U KA = U K1 + U K 2 + U K 0 = 0
–则按照各序的等效网络，在保护安 U1 = U K1 + I1Z1l
装点母线上各对称分量的电压与短 路点的对称分量电压之间，具有如 下关系：
U 2 = U K 2 + I2Z1l U 0 = U K 0 + I0Z0l
–乘上电流 Ik 可得 Z K ≤ Zset
电流在某一恒定 阻抗上的压降
IK Z K ≤ IKZ set
U K ≤ IK Z set
不
jX
Z set
动
–可以看成两个电压幅值的比较 作 区
动 作
区
ZK
R
0
电压相位比较方式
–
比较矢量 ZK＋Zset 和Z K
−
Z
电力系统继电保护的基本原理
第三节 对继电保护的基本要求 动作于跳闸的继电保护，在技术上满足四个基本要求，即 选择性： 正确选择故障元件 速动性： 快速反应并切除故障 灵敏性：灵敏反应故障 可靠性：可靠不误动/不拒动 常称为保护的“四性”要求 选择性 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，保证无故障部分仍能继续安
• 实际应用的保护装置，特别是目前使用广泛 的微机保护，大都是在同一套保护中采用多 重起动判据“三取二”方式开放保护出口。
四个基本技术性 要求(或称“四 性”要求)，是 分析研究继电保 护性能的基础， 它们具有对立统 一的辩证关系：
01 速动性↑→ 装置复杂性↑ → 可靠性↓ 02 灵敏性↑→ 抗干扰能力↓ → 可靠性↓ 03 防误动可靠性↑→防拒动可靠性↓ 04 如何处理这些关系，将在后续章节中具体讨论
器或输电线切除而给电力系统造成的影响可能较小。
○ 发电机、变压器或输电线故障时继电保护装置拒动，将造成设备 的损坏或系统稳定的破坏
○ 提高继电保护不拒动的可靠性更为重要
（2）系统中旋转备用容量很少，各系统、电源与负 荷之间的联系薄弱：
由于保护装置的误动作使发电机、变压器或输电线切除，将 会引起对负荷供电的中断，甚至造成系统稳定的破坏
1—10kV线路导线截面过小，为避免过热不允许延时切除的故障等；
5. 可能危及人身安全、对通讯系统等有强烈干扰的故障等。
继电保护的动作时间
○ 一般保护为60ms—120ms ● 快速保护可达10ms—40m s ● 超高速保护小于10ms（保护出口故障）
三．灵敏性
保护对于其保护 范围内发生故障 或不正常运行状 态的反应能力， 以灵敏系数表示：
三．根据实际情况, 尽快恢复停电部分的 供电
第二节 继电保护的基本原理和 构成方式
电力系统继电保护原理(第四版)-4(最详细版)
一、中性点接地方式与接地故障种类 按单相接地短路时接地电流的大小分 大电流接地方式中性点直接接地中性点经小电阻接地小电流接地方式中性点不接地中性点经消弧线圈接地国际上的定量标准不同接地方式下的接地故障特点大电流接地方式不同接地方式下的接地故障保护策略零序分量特征零序分量的参数特点零序电压故障点零序电压最高，距离故障点越远零序电压越低零序电流零序电流超前于零序电压其分布取决于线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关零序功率方向故障线路，两端零序功率的方向与正序功率的相反零序电压、电流的相位关系系统运行方式的影响系统运行方式变化时，只要送电线路和中性点接地变压器数目不变，零序阻抗和零序网络就不变。
12二、中性点有效接地系统的接地保护1.零序电流瞬时速断（零序I段）保护采用单相自动重合闸时2.零序电流限时速断（零序II 段）保护 工作原理与相间限时电流速断保护一样其启动电流首先考虑和下一条线路的零序电流速断配合并线路的零序电流速断配合，并延迟一个时限以保证动作的选择性。
整定原则：12⋅⋅′′′=′′act rel act I K I 当保护间的变电站母线上接有中性点接地变压器时，存在“助增电流”，整定原则变为：210rel act act brK I I K ⋅⋅⋅′′′′′=000k BCbr k ABI K I ⋅⋅⋅= 分支系数零序II 段的灵敏系数校验3. 零序过电流（零序III段）保护保护只需从该变压器高压侧开始考虑动作延时的配合 在同一线路上零序过电流保护比相间短路过电流保护具有较小的动作延时4.方向性零序电流保护零序电流实际的流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，在变压器接地数目较多的复杂网络，需要考虑零序电流保护动作的方向性。
在零序电流保护的基础上增加零序功率方向元件，利用正反方向故障时，零序功率方向的差别，闭锁可能误动作的保护，保证动作的选择性。
零序方向元件的电压死区问题5. 零序电流保护的优缺点三、零序电压、电流的获取实现接地短路零序保护的关键零序电压过滤器3U U U U &&&&=++ 加法器0C B A各种获取方式电压互感器开口三角形接法电压互感器接于发电机中性点集成电路和微机保护中的加法器实现电压互感器开口三角形接法电压互感器接于发电机中性点零序电流过滤器3I I I I C B A &&&&=++零序电流的获取获取方式电流互感器三相星形接法电缆的零序电流互感器 不平衡电流问题由电流互感器的传变特性不一致产生致产生相间故障时最严重一、高阻接地故障二、零序反时限过电流保护为提高灵敏度，起动电流按躲开正常运行时的不平衡电流整定动作延时采用甚反时限特性.relk act unbreK I I K =13.51Kt I =−25.()k actI单相接地时（A 相）A 相对地电压为零对地电一、中性点不接地电网中单相接地故障的特点正常时，线电压对称，每相负荷电流和对地电容电流均对称，三相电流之和（零序）为零⎧=−0D A U & 相对地电压为零，对地电容短接3 B 、C 相对地电压和电容电流增倍三相负荷电流和线电压仍然对称具体分析：相接地后各⎪⎨=−==°−1503j e E E E U U &&&&& A 相接地后，各&&&C B D I I I +=03C U I D ωϕ=AE &E &ADB U −&DC U −&I & 从接地点流回的电流为线路端的零序电流？030=I&D 0A D U −=&BE &CCBBC U &B CI &BI &CI &D I &DI &−实际的网络存在发电机和多条支路CIBI I 0IC 0ω0=AII &电容性无功功率从母线路始端存在零序电D BI CI BII CII BG CG故障线路II ：II C U I 0033ωϕ=&&&&&−=3)C C (U I II II 00033−=∑ωϕ0=AII &电容性无功功线路始端存在零序电流，其大小为全系统非故障元件对地电容电流之总和电容性无功功率)I I I I (I CGBG CI BI II +++0率从线路流向母线DAII I I &&−=电容性无功功率发电机G 的特征与非故障线路相同件的对地电容构成32中性点不接地电网的单相接地特点：二、中性点不接地系统中的单相接地保护利用接地后出现的零序电压带延时动作于信号不能实现故障选线——无法知道故障是在那一条线路34点实现有选择性地发出信号或动作于跳闸为了提高可靠性和灵敏性——采用延时和电流元件控制方向元件相位比较回路的方案36一、中性点经消弧线圈接地电网的单相接地故障特点电弧，引起弧光过电压，从而对电网造成进步破坏。
电力系统继电保护原理
ZL
U 2 Ie Z1 I2 (Z1 Z2 )
L
Ie
误差:
U 1
U
幅值误差ΔU'
I2( Z1 Z2 ) 角度误差δ
U 2
Ie Z1
I2
受负荷的大小及其 功率因数角的影响
(2) 电容式电压互感器
空载时的情况
C1
U1
C2
T
U 2
ZL
U 20
C1 C1 C2
U1
(2) 电容式电压互感器
.
1 nTA
( I A
IB
IC
IA
IB
IC )
1 nTA
(3I0
Iunb )
对于采用电缆引出的送电线路，广泛采 用零序电流互感器的接线获得零序电流。
A BC
采用零序电流互感器的 KA 优点是没有不平衡电流，同
时接线也更简单。
4 电阻－电容式负序电压滤过器
U A
U B
I1
U C I2
C1
R1
C2
R2
W1
R
I1 Ie Ze IR R’ U 2
U 2
R↓
φ
I1
Ie
IR
U 2
RZe R Ze
I1
KI
I1
改变φ角,对幅值稍有影响
(三) 对称分量滤过器
1 对称分量滤过器的基本原理
Fa1
1 3
(Fa
aFb
a 2Fc
)
Fa 2
1 3
(Fa
a 2Fb
aFc )
Fa 0
1 3
(Fa
Fb
Fc )
其中
a e j120o 1 j 3 22
《电力系统继电保护原理》贺家李第四版课后答案(学霸整理)
简答题第二章1.什么是继电器的返回系数？采用什么方法可以提高电磁型过电流继电器的返回系数？答：（1）返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数，可表示为act K re K I I ∙∙=re K 。
幅度降低的短路；限时速断是主保护；过电流是本线路的后备保护，也作为下级线路保护的远后备。
如果在下条线路末端短路时远后备灵敏度不足，则应设置近后备保护。
由于瞬时速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此为保证迅速有选择性的切除故障，常采用三段组合，构成阶段式电流保护。
4.速断和过电流在整定条件方面有什么根本区别？P42答：瞬时电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应于电流升高而动作的保护装置。
他们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择起动电流。
瞬时速断是按照躲过被保护元件末端最大短路电流整定，限时速断是按照躲过下级各相邻元件瞬时电流速断最小保护范围末端的最大短路电流整定，而过电流则是按照躲过最大负荷电流整定。
5.什么是可靠系数？什么是配合系数？两者有何区别？他们是为了考虑什么情况而设置的？答：11.在过电流整定公式中都应有哪些系数？答：max .1L re Ms rel re re act I K K K I K I ==Krel ——可靠系数，一般采用1.25~1.5（1.3）；保护动作于断路器，供电可靠性低；适用于110kV 及以上电网。
（2）小电流接地系统包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地，单相短路时有过电压，短路电流为容性短路电流，较小，保护一般动作于信号，可持续运行一段时间，供电可靠性高；适用于10kV ，35kV 配网。
答：中性点接地方式有：中性点直接接地、中性点经小电阻接地、中性点不接地、中性点经消弧线圈接地。
110kV 及以上电压等级采用中性点直接接地系统。
35kV 及以下的系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地，对城市电流供电网络可采用经小电阻接地方式。
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。
电力系统继电保护基本原理
电力系统继电保护基本原理电力系统继电保护是电力系统中重要的安全保护措施，其基本原理是通过检测电力系统中的异常故障状态，并采取控制措施来迅速、准确地切除故障点，保护电力系统的安全运行。
下面将从基本概念、分类、原理以及应用等方面进行详细介绍。
一、基本概念继电保护是电力系统中用来对故障进行保护的设备。
它可以检测系统中的故障，并通过切除故障点、发送报警信号等手段来保护电力系统的安全运行。
二、分类根据继电保护的功能和应用，可以将其分为主保护、备用保护以及辅助保护。
1. 主保护：主保护是对电力系统中的主要设备（如变压器、发电机、电动机等）进行保护的措施。
主保护对应用最为严格的要求，需要快速、准确地切除故障点，并能适应系统的各种工作条件。
2. 备用保护：备用保护是为了当主保护出现故障或失效时，起到替代保护作用的设备。
备用保护的要求相对较低，主要是为了保证在主保护失效时仍能有效地保护电力系统。
3. 辅助保护：辅助保护是对系统中的辅助设备和线路进行保护的措施。
辅助保护的主要作用是检测系统中的异常情况，并发出相应的信号进行报警，以减少故障对系统的影响。
三、原理继电保护的工作原理是基于电气量的变化检测和测量。
通过对电流、电压、频率、功率因数等电气量的测量，判断系统中是否存在故障，并能够快速、准确地切除故障点。
1. 故障检测：继电保护能够检测到电力系统中的各种故障类型（包括短路、过载、接地故障等）。
通过对电流、电压等电气量进行检测和测量，在故障发生时能够及时判断故障类型和位置。
2. 故障切除：当继电保护检测到故障时，会通过控制开关进行故障点的切除。
切除故障的方式包括断开故障电路、切除故障设备、切换备用设备等。
3. 报警通知：继电保护还能够通过发送报警信号或故障信息来通知操作人员。
操作人员在接收到报警信息后，可以及时采取相应的措施来处理故障。
四、应用继电保护广泛应用于电力系统中的各个环节，包括输电线路、变电站、发电机等。
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。
电力系统继电保护原理
§2-2 电网相间短路的方向性电流保护 一、方向性问题的提出（以双侧电源电网为例）
E1单独供电：由保护1、3、5起线路保护作用 E2单独供电：由保护6.4、2起线路保护作用 E1、E2同时供电：（以B母线两侧保护2,3为例 ） 假设: ┌ 电流I段保护: IIdz.3>IIdz.2
└ 电流III段保护: tIII >tIII 32 d1点短路时（要求: 2动作，3不动），虽然此时可能满足选择性（3 不误动）； 但若出现d2点短路，则: 2误动 → 非选择性动作。
若Klm不满足要求，可继续延伸保护范围使得: IIIdz.1= KkII·IIIdz.2 (与下条线路的电流II段保护配合）
同时进一步提高时限: tII1=tII2+ t≈2 t （保证重叠区内故障的动作选择性）
四、定时限过流保护
（电流III段，主要作为后备保护，对灵敏性要求高） 1.动作电流的整定原则
运行参数: I、U、Z∠φ 反应I↑→过电流保护 反应U↓→低电压保护
反应Z↓→低阻抗保护( 距离保护)
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
• 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作 电流
• 动作时间 : • 灵敏度校验: • 系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短
路 (最不利情况下，动作最不灵敏)
满足要求
3.线路AB的保护A的I I I 段保护
• 求动作电流 • 躲过本线路最大负荷电:
• 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作 电流
(2) 动作电流整定
电力系统继电保护第五章
（0.5～0.6s）
非同期重合闸 检同期重合闸
需要验算
2. 双侧电源线路的三相一次自动重合闸
1 2
三相跳闸后，如果采用“检同期重合闸”方式，则： 1）一侧先检无电压，经延时确认后，再合闸； 2）另一侧检同期后再合闸。 检无压先合 检同期后合
合闸
U线
+
U线
线 U 母 U
+
合闸
线 U 母 U
检无压侧
China University of Petroleum 检同期侧
中国石油大学
2. 双侧电源线路的三相一次自动重合闸
1 2
1)故障跳闸 两侧定期交换逻辑
3）后合 2）先合
U线
+
合闸
U线
线 U 母 U
中国石油大学 永久性故障——>保护再跳闸。 China University of Petroleum
二、自动重合闸的作用
利：1、瞬时性故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性；
2、提高并列运行稳定性，提高线路输送容量； 3、纠正断路器偷跳、保护误动、人为误碰等引起的误跳 闸。
弊： 在重合到永久性故障后，导致：
4、双侧电源重合闸应考虑电源同步问题。 （考虑：防冲击）
5、动作后应能自动复归，准备好再次动作。
6、手动跳闸时不应重合(手动操作或遥控操作)。 （考虑：手动合闸于故障线路时，基本上属于 永久性故障，如带地线合闸） 7、断路器不正常状态时不重合。
（考虑：无法再断开永久性故障）
中国石油大学
China University of Petroleum
2、不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先
电力系统继电保护原理(5)
电力系统继电保护原理《电力系统继电保护》教学大纲执笔: 柯善文审核:刘雨棣编写日期:2012-07-28总学时:48 课程代码课程分类开课单位学分收费类别理论实践B0310680 专业基础课电气工程系 3 32 16 一、课程的性质和任务本课程是“电气工程及其自动化”专业的主要专业课程，是从事电力系统工作人员必须掌握的一门专业课程。
主要介绍电力系统继电保护的基本原理、构成及运行特性分析方法。
目的是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理，整定计算，及运行分析方法，为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造，运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础。
二、课程的基本内容及要求通过本课程学习，掌握输电线路的电流保护、距离保护、高频保护的基本原理，了解自动合闸的基本知识;掌握发电机、变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理、母线保护的基本原理;掌握电流保护、距离保护的整定计算原则;熟悉功率方向继电器、阻抗继电器的试验方法。
第1章总论1.1 继电保护整定计算的目的1.2 整定计算运行方式的选择原则1.3 整定配合的基本原则第2章电力系统故障及振荡计算2.1 电力系统故障及振荡概述2.2 中性点不接地系统接地故障计算2.3 考虑负荷影响时的短路电流计算2.4 电力系统振荡计算第3章输电线路电流、电压保护装置整定计算3.1 电流、电压保护装置概述3.2 瞬时电流速断保护the old party and the difficulties of the masses. In the mass lineof educational practice, the old party members, five households, orphans, households and households are not included in the low range of focus on helping object, clear each party members and cadres at least helping needy families, the annual visits to comfort Ask the supporting objectof not less than 2 times the target. 4, at least one run Huiminpractical. According to3.3 瞬时电流闭锁电压速断保护3.4 延时电流速断保护3.5 延时电流闭锁电压速断保护3.6 过电流保护整定计算3.7 双回线与单回线电流、电压保护整定配合第4章中性点直接接地系统的零序电流保护和接地距离保护整定计算4.1 概述4.2 零序电流保护整定计算的运行方式分析4.3 接地距离保护的整定计算第5章相间距离保护整定计算5.1 概述5.2 距离保护装置阻抗继电器的接线方式和整定阻抗5.3 距离保护整定计算5.4 影响距离保护定值配合的几个有关问题第6章输电线路纵联保护整定计算6.1 纵联保护基本概念6.2 高频闭锁方向保护整定计算6.3 输电线路纵联差动保护整定计算三、考核方式本课程采用期末考试80%、平时成绩10%、实验成绩10%相结合的考核方法。
电力系统继电保护原理
dz . A
4>动作时限 2.1 秒
整理课件
10〉反时限过电流保护 反时限电流保护故障越严重，动作时间越短。 动作特性见图
11〉电网相间短路的电流电压联锁保护 电压速断保护：动作特性图 电流电压联锁保护：
整理课件
t
Idz
Ij
整理课件
XL
最大运方
Udz
最小运方
整理课件
第二节 电网相间短路的方向电流保护 1〉 方向性电流保护的工作原理 (1)正方向的定义： 双侧电源的误动问题：图形分析 (2)解决方法：方向元件的引入
9 8
2.1 秒
1.1 秒
10 1.1 秒
t5 应该比 t10 大 Δt ,为 1.6 秒 t3 比 t9 大Δt ,比 t5 大Δt , 2.1 秒
t1 应比 t8 和 t3 大Δt ,2.6 秒 t2 应比 t7 大Δt , 2.1 秒
t4 应比 t8 和 t2 大Δt , 2.6 秒 t6 应比 t9 和 t4 大Δt , 3.1 秒
整理课件
在下图所示的电网中，已知线路L1的I段电流速断的动作电流为700A,III段的动作时限为 1.6秒。变压器B装有差动保护，其III段的动作时限为1.1秒，线路L2的最大的输送功率 Pmax=9MW，功率因数0.9，最低工作电压Umin=0.95Ue(Ue为电网的额定电压)。自启动 系数Kzq=1.3，CT的变比300/5=60，电网的等值电路如图，试整定线路L2的I ,II,III段电 流保护。其中L2长度20KM,正序阻抗8欧姆，线路L1正序阻抗12欧姆，变压器为30欧姆， 故障计算电压按照平均电压计算，即37KV，最小系统阻抗7欧姆，最大9欧姆。
整理课件
.
整理课件
电力系统继电保护原理
电力系统继电保护原理1. 引言在现代电力系统中，继电保护是确保电力系统运行平安和稳定的重要局部。
它的主要作用是在电力系统发生故障时，迅速检测、定位并切除故障，以保护电力设备和人员的平安。
本文将介绍电力系统继电保护的根本原理和常见的保护方式。
2. 继电保护根本原理电力系统继电保护的根本原理是使用继电器来实现。
继电器是一种能够根据电流、电压或其他物理量的变化来控制电路开关状态的设备。
当电力系统中发生故障时，故障电流或电压的变化会引起继电器动作，进而触发保护动作。
继电保护的根本原理可以归纳为以下几点：•故障检测：继电保护需要能够快速检测电力系统中的故障。
常见的故障包括短路、接地故障等。
通过测量电流、电压和其他物理量来检测故障。
•故障定位：一旦检测到故障，继电保护需要能够准确地确定故障的位置。
通过分析故障电流、电压的变化，继电保护可以定位故障发生的位置。
•保护动作：一旦确定了故障的位置，继电保护需要能够迅速触发保护动作，切除故障。
常见的保护动作包括断路器的跳闸、开关的切换等。
3. 继电保护方式根据所保护的电力设备和故障类型的不同，继电保护可以分为多种方式。
以下是一些常见的继电保护方式：过流保护是最常见的继电保护方式之一。
它通过测量电力系统中的电流大小，一旦电流超过设定的阈值，继电保护会触发保护动作。
过流保护可以用于检测短路故障和过载故障。
3.2 过压保护和欠压保护过压保护和欠压保护是主要用于保护电力系统中的变压器和其他电气设备。
当电压超过或低于设定的阈值时，继电保护会触发保护动作，以防止设备损坏或平安事故发生。
3.3 频率保护频率保护用于监测电力系统中的频率变化。
当频率超过设定的阈值时，继电保护会触发保护动作。
频率保护可以用于检测电力系统运行异常或发生故障的情况。
差动保护是一种用于保护变压器和发电机等关键设备的继电保护方式。
它通过比拟设备输入端和输出端电流之差，一旦差值超过设定的阈值，继电保护会触发保护动作。
电力系统继电保护基本原理
第一章概述1、本章学习要求〔1〕应熟悉的内容了解电力系统继电保卫的作用，明确继电保卫在在电力系统发生故障或不正常运行时的根基任务和作用。
〔2〕应掌握的内容了解实现继电保卫的根基原理和组成：继电保卫的根基原理。
利用单侧、双侧电气量或非电气量变化的特征能够判定电力系统有、无故障或不正常运行情况。
继电保卫装置的三个组成局限以及各局限的作用。
〔3〕应熟练掌握的内容深刻理解电力系统对继电保卫的根基要求和“四性〞之间的关系。
对继电保卫的根基要求：选择性、快速性、灵敏性和可靠性(即“四性〞)等极其重要的根基概念。
“四性〞之间的关系以及它们之间有时是矛盾而又统一的概念。
后备保卫的作用；近后备和远后备。
2、本章重点难点分析对继电保卫装置应当具有的性能，必须提出严格的要求，确实是根基所谓的“四性〞，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
其中可靠性是最重要的，选择性是要害，灵敏性必须足够，速动性要抵达必要的程度，所谓“必要的程度〞，有时是指快到几十或十几毫秒，有时也能够是几秒或更长些，依据被保卫对象的重要性具体确定。
“四性’是设计、分析与评价继电保卫装置是否先进、有用和完善的动身点和依据。
3、本章典型例题解答例：何谓继电保卫装置、继电保卫系统、继电保卫？答：继电保卫装置是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。
继电保卫系统为多种或多套继电保卫装置的组合。
继电保卫用来泛指继电保卫技术或继电保卫系统。
也常用作继电保卫装置的简称，有时直截了当称为“保卫〞。
4、本章作业(p.5)第二章电网相间短路的电流电压保卫和方向性电流保卫1、本章学习要求〔1〕应熟悉的内容了解电磁型继电器的作用和工作原理，理解起动值、返回值和返回系数及继电特性等根基概念。
理解电流(电压)互感器的极性和误差。
了解相间短路方向电流保卫的作用和构成。
了解电抗型电流电压变换的作用、构造及工作原理。
电力系统继电保护原理
微机保护的优点 微机继电保护装置是通过数字量输出实现对 断路器等的控制。易于解决常规保护难于解决的 问题，对于相同的硬件，可以通过算法的不同， 实现不同的保护。这样，也就可以通过改善算法 来不断完善保护性能，而不需改动硬件。通过软 件算法的改善，可以较好地解决原有模拟继电保 护装置难于解决的问题。在各种保护方法中，考 虑到了电力系统的各种情况，具有很强的综合分 析和判断能力。由于计算机的通用性，因此，在 继电保护硬件的基础上，可以很方便地通过增加 软件的方法获得保护之外的功能。 目前的微机保护装置均设有通信接口，这样 可方便地将各地保护装置纳入变电站综合自动化 系统，实现远方修改定值、投切保护装置。
一、过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过预先整 定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报 警信号的装置称为过电流保护装置，它有 定时限和反时限两种。 ⒈定时限过电流保护装置 定时限过电流是电流继电器本身的动作 时限是固定的，与通过它的电流大小无关。 ⒉反时限过电流保护装置
二、电流速断保护 定时限过电流保护装置的时限一经整 定便不能变动，为了减小本段线路故障下 的事故影响范围，当过电流保护的动作时 限大于0.7s时，便需设置电流速断保护，以 保证本段线路的短路故障能迅速地被切除。
对过量继电器：
K lm 保护范围内部故障某突变物理量的最小值 同一物理量保护整定值
对欠量继电器：
K lm 同一物理量保护整定值 保护范围内部 故障某突变物理量的最大值
四、可靠性
可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它 应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其它 不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。
电力变压器的保护 包括：主变压器内部故障的差动保护、主变压器零 序保护、主变压器瓦斯保护、高压厂用变压器保 护； 发电机保护 包括：相间短路的纵联差动保护、发电机定子绕组 匝间短路保护、发电机定子绕组的单相接地保护、 发电机低励失磁保护、励磁回路一点接地保护、 励磁回路两点接地保护、转子表层过热（负序电 流）保护、发电机的逆功率保护、发电机失步异 常运行保护、定子绕组对称过负荷保护、发电机 变压器组公用继电保护； 母线的继电保护 包括：母线差动保护、电流相位比较式母线保护； 异步电动机和电容器的保护
电力系统继电保护5自动重合闸
电力系统继电保护5自动重合闸1. 引言电力系统继电保护是保障电力系统平安运行的重要组成局部。
在电力系统运行过程中，由于设备故障或其他异常情况，可能导致系统中某一局部或多个局部发生故障。
为了防止这些故障进一步扩大，必须及时采取措施保护电力系统的平安稳定运行。
自动重合闸是继电保护系统中常用的一种保护手段，本文将对电力系统继电保护5自动重合闸进行详细介绍。
2. 电力系统继电保护5自动重合闸的定义和原理电力系统继电保护5自动重合闸是在电力系统发生故障后，由继电保护设备发出信号，控制断路器在故障得到去除后自动合闸的一种操作方式。
其原理是在继电保护系统中设置相应的保护装置，对电力系统中的故障进行检测和判断，并根据判断结果发出合闸信号，使断路器在短时间内自动合闸，以恢复系统的正常运行。
3. 电力系统继电保护5自动重合闸的应用场景电力系统继电保护5自动重合闸主要应用于以下场景：•电力系统发生短路故障时，为了快速恢复系统的供电能力，需要及时进行重合闸操作。
•在电力系统发生过电压或欠电压故障时，可通过自动重合闸操作迅速恢复系统的电压水平。
•在电力系统发生频繁重合闸的情况下，自动重合闸可以提高操作效率，减少人工干预。
4. 电力系统继电保护5自动重合闸的工作流程电力系统继电保护5自动重合闸的工作流程如下：1.继电保护装置实时监测电力系统的运行状态，对发生故障的局部进行检测并判断。
2.继电保护装置根据故障的性质和位置，发出相应的合闸信号。
3.断路器接收到合闸信号后，在合闸时间内执行自动合闸操作。
4.继电保护装置监测断路器的合闸操作是否成功，假设成功那么继续监测系统运行状态，假设失败那么进行相应的故障处理。
5. 电力系统继电保护5自动重合闸的优点和挑战电力系统继电保护5自动重合闸的优点包括：•快速恢复电力系统的供电能力，减少停电时间。
•通过自动化操作减少人工干预，提高操作效率。
•对不同类型的故障可进行自动判断和自动处理，减少人工判断误差。
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没有方向性
–实现的方法
不动
• 两个电压幅值比较式 作区
jX
C
0.85Z BC
动
• 两个电压相位比较式
作 区B
ϕK
0
R
11
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全阻抗继电器的实现 –动作条件：当测量阻抗 Z K 位于圆内时， 阻抗继
电器能够启动
电压幅值比较方式
–当测量阻抗位于圆内时，测量阻抗到圆心的距离一 定小于或等于半径，动作条件用阻抗幅值表示为：
U KA = U K1 + U K 2 + U K 0 = 0
–则按照各序的等效网络，在保护安 U1 = U K1 + I1Z1l
装点母线上各对称分量的电压与短 路点的对称分量电压之间，具有如 下关系：
U 2 = U K 2 + I2Z1l U 0 = U K 0 + I0Z0l
和故障条件（过渡电阻、系统振荡等），只要故障发生
保护区内，测量阻抗应落在“面”内；而故障发生在区
外时，测量阻抗应落在“面”外。
• 全阻抗继电器的动作特性
• 方向阻抗继电器的动作特性
• 偏移阻抗继电器的动作特性
jX C
• 四边形的动作特性等
0.85Z BC
B
ϕK
0
R
A
二、距离继电器的接线方式
1. 对接线方式的基本要求 根压据U距k 和离保Ik 护应的满工足作以原下理要，求加入继电器的电
距离保护的基本任务是短路时准确测量出短 路点到保护安装点的距离，按照预定的保护 动作范围和动作特性判断短路点是否在其动 作范围内，决定是否应该跳闸和确定跳闸时 间。
模拟式距离保护将测量和判断是否在动作范 围结合在一起完成——距离（阻抗）继电器
微机保护则将上述两项任务分布独立完成
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–乘上电流 Ik 可得 Z K ≤ Zset
电流在某一恒定 阻抗上的压降
IK Z K ≤ IKZ set
U K ≤ IK Z set
不
jX
Z set
动
–可以看成两个电压幅值的比较 作 区
动 作
区
ZK
R
0
电压相位比较方式
–
比较矢量 ZK＋Zset 和Z K
−
Z
的角度
set
• Z K 位于圆周上：θ＝90
¾ 距离继电器
距离（阻抗）继电器是距离保护装置的核心元 件，其主要作用是直接或间接测量短路点到保 护安装地点之间的阻抗，并与整定值进行比较， 以确定保护是否应该动作——本质是距离
阻抗继电器按其构成方式可分为单相补偿式和
多相补偿式
单相补偿式阻抗继电器
–抗加继入电继器电，器的Uk只和有I一k 的个比电值压称U为k 和继一电个器电的流测I量k 阻的抗阻
1.全阻抗继电器
全阻抗继电器的特性是以继电器安装点为圆心，以整定
阻抗值为半径所作的一个圆。
–以保护1为例，则为以B点为圆心，0.85ZBC为半径的圆 –当测量阻抗 Zk 位于圆内时继电器动作
• 圆内为动作区；圆外为不动作区
–其特点是：无论加入继电器的电压与电流之间的角
度为多大，继电器的起动阻抗都等于整定阻抗——
• K2的测量阻抗值必然大于K1 ZK 2 > ZK1 • K2、K3不能正确测量保护安装点到短路点的阻抗。
• 是否会对保护的性能产生影响？拒动？误动？
中性点直接接地电网的两相接地短路
– 同样以AB相接地短路为例
• 可看成两个“导线——地”的送电线路并有互感 耦合在一起，则保护安装点的故障相电压为：
–动作时间：高出一个时限 t2 = t1 + Δt
距离I、II段的联合工作已经能够实现线路全长的
保护——构成本线路的主保护
距离III段——作为后备保护
–起动阻抗整定：与过电流保护相似，起动阻抗躲开正常 运行时的最小负荷阻抗
–动作时限：比其保护范围内的其它各保护的最大动作 时限高出一个 Δ t
• K2、K3 ?
• 同样不能正确测量保护安装点到短路点的阻抗。
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3. 单相接地阻抗继电器的接线方式 在中性点直接接地电网中，当零序电流保护不能 满足要求时，一般考虑采用接地距离保护。 单相接地故障时的特点
–只有故障相的电压降低，电流增大 –任何相间电压都是很高的 –不能采用前面的接线方式相间距离保护的接线方式
动作特性
–短路点离保护安装点近，测量阻抗小，动作时间短 –短路点离保护安装点远，测量阻抗大，动作时间长
图例——k点短路时
–保护1：距离近，测量阻抗为 Zk –保护2：距离远，测量阻抗为 Z AB + Z k –动作时间上：保护1<保护2，保证故障由保护1切除
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二、距离保护的时限特性
• K2所加电压为非故障相间电压，比K1的高 U K 2 = U B −UC = (IBZ1l + U f )(残压）−U（C 正常）→ U K 2 > U K1
• 所加电II流KK12 =只= II有AB −−一IIBC个==故−I2B障I−B相0 电→流I，K 2比<KI1K的1 小
Zk
=
U k Ik
=R+
jX
一、构成距离继电器的基本原理
由于 Zk 可以写成 R + jX 的复数形式，所以可用复 数平面来分析阻抗继电器的动作特性。
– 以线路BC的保护1为例，将测量阻抗画在复平面上
• 线路始端B位于坐标原点
jX C
• 正方向线路BC的测量阻抗在第一象限
0.85Z BC
• 反方向线路BA的测量阻抗在第三象限
不动
• Z K 位于圆外： θ < 90
作区
动 作
jX Z set Z K − Z set
ZK
• ZK 位于圆内：θ > 90
区
– 起动条件：2700 ≥ arg ZK + Zset ≥ 900
2700
≥
arg
U U
K K
+ IK Zset − IK Zset
≥ 900
U P
Z K − Z set
–
对于K1，U
• 其电压为
K
1
= =
UIAAZB1l=−UIAB
− U Z1l
B
•
= Z1l( IA − IB ) 继电器K1的测量阻抗为
= Z
KZ( 211)lI=KU1IKK11
=
Z1l
=
Z(3) K1
• AB相短路时，K1能正确反应故障位置，能正确动作。
– 对于K2、K3（不妨以K2为例）
– 只能保护本线路全长的80％～85％
需要设距离II段
距离II段
–起动阻抗整定：与限时电流速断相似，起动阻抗不超出 下一线路距离I段的保护范围 • 保护2的II段定值：不超过保护1的距离I段范围
Z
′′
act
.2
=
Krel (Z AB
+
Z
′
act
.1
)
=
0.8[Z AB
+
(0.8
~
0.85)ZBC ]
2.反应相间短路的阻抗继电器 0° 接线方式
这是距离保护中广泛采用的一种接线方式。
三相短路
– 三相对称，K1、K2，K3相同
– 对于继电器K1，其测量电压为
U K1 = U AB = U A −U B = IAZ1l − IBZ1l = Z1l( IA − IB ) = Z1lIK1
响，应该加入如下的电压和电流
U K = U A
IK
=
IA + I0
Z0 − Z1 Z1
=
继电器测量阻抗为
IA + K 3I0
ZK
=
U K IK
=
零序补 偿系数
K
=
Z0 − Z1 3Z1
Z1l(IA + K 3I0 (IA + K 3I0 )
)
=
Z1l
三、阻抗继电器的动作特性
距离保护就是适应这种要求的一种保护原 理。
距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离， 并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
该装置的主要元件——距离（阻抗）继电器
–可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短 路点的阻抗值——称为测量阻抗
–由测量阻抗间接确定距离（线路单位长度阻抗不变）
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距离保护的主要组成元件
–起动元件 • 在发生故障的瞬间起动整套保护，并和距离元件 动作后组成与门，起动出口回路动作于跳闸—— 提高保护装置的可靠性。
–距离元件 • 阻抗继电器——测量短路点到保护安装点的距离
–时间元件 • 确定动作时限
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第二节 单相补偿式阻抗 继电器
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第五章 电网的距离保护
第一节 距离保护的作用 原理
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一、距离保护的基本概念
电流、电压保护
–优点：简单、经济及工作可靠 –缺点：整定值的选择、保护范围以及灵敏系
数等方面直接受电网接线方式及系统运行方 式的影响 –在35kV以上电压等级的复杂网络中，难以满 足选择性、灵敏性以及快速切除故障的要求
⎨ ⎩
t
k
>
< Zact tsetting
I、II、III段对应不同的 阻抗定值和时间定值
– 不能保护全长。以保护2为例，当线路BC出口处短路时，