第二章 电力系统继电保护原理微机继电保护基本历程汇总
电力系统继电保护考点总结
电力系统继电保护考点总结考点1：电力系统继电保护的基本构成、作用、原理及基本要求在电力系统中，继电保护的任务之一就是当一次系统设备故障时，由保护向距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使之从系统中脱离，以保证系统其他部分的安全稳定运行，并最大限度的减少对电力设备的损坏。
因此保护应能区分正常运行与短路故障；应能区分短路点的远近。
考点2：距离保护原理、构成及整定计算系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护，顾名思义它测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定。
常用于线路保护。
距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。
在前面的分析中大家已经知道：保护安装处的电压等于故障点电压加上线路压降，即U KM=U K+△U；其中线路压降△U 并不单纯是线路阻抗乘以相电流，它等于正、负、零序电流在各序阻抗上的压降之和，即△U=IK1*X1+ IK2*X2+ IK0*X0 。
接下来我们先以A相接地短路故障将保护安装处母线电压重新推导一下。
因为在发生单相接地短路时，3IO等于故障相电流IKA；同时考虑线路X1=X2 则有：U KAM=U KA+I KA1* X LM1+ I KA2* X LM2+ I KA0* X LM0=U KA+I KA1*X LM1+ I KA2*X LM1+ I KA0*X LM0+ (I KA0* X LM1－I KA0* X LM1)=U KA+ X LM1(I KA1+ I KA2+ I KA0)+ I KA0（X LM0－X LM1）=U KA+X LM1*I KA+ 3I KA0（X LM0－X LM1）*X LM1/3X LM1=U KA+X LM1*I KA[1+（X LM0－X LM1）/3X LM1]令K=（X LM0－X LM1）/3X LM1则有 U KAM=U KA+I KA*X LM1(1+K)或 U KAM=U KA+I KA*X LM1(1+K)=U KA+X LM1(I KA+KI KA)=U KA+X LM1(I KA+K3I KA0)同理可得U KBM=U KB+ X LM1(I KB+K3I KB0)U KCM=U KC+ X LM1(I KC+K3I KC0)这样我们就可得到母线电压计算得一般公式：U KΦM=U KΦ+ X LM1(I KΦ+K3I0)该公式适用于任何母线电压的计算，对于相间电压，只不过因两相相减将同相位的零序分量K3I KC0减去了而已。
电力系统继电保护微机保护基础
装置外部引入的触点应经光电隔离
第二节 微机继电保护的基本算法 与数字滤波
一、 微机继电保护的基本算法 算法是微机继电保护的数学模型，
是微机继电保护工作原理的数学表达式，是 编制微机继电保护计算程序的依据。
1.采样及微分法 设电压和电流分别为 ：
u Umsint （1） i Imsin(t ) （2）
Um
u2
u2
2
（4）
式中 u —任一时刻电压的采样值； uˊ—采样值u的微分。
如图所示，uk为当前采样值。
图中：uk-1为tk-1时刻的采样值；uk+1为tk+1时刻的采样值，则
Um u2k(uk21 T uk1)2/2 （5）
2.半周积分算法
S 0 T /2U m sitn d U t m co t0 T /2 s 2 U m T U m
N/2
S uk
k1
12N()Um
式中 S——半周内N/2个采样值的总和； uk——第k个采样值； N——工频周采样次数； α——第一个采样值的初相角。
3.傅氏算法
u(t) U 0 (U nc R o n ts U nsj in nt) n 1
U nR
2 N
N
u(k) cosk
k 0
2
N
Unj
输入模拟信号的电平变换主要由各种电压、 电流变换器来实现。
二、采样、采样定理及采样保持器 采样 — 周期性的抽取或测量连续信号。 采样定理 —为了能根据采样信号完全重现 原来的信号。采样频率fs必须大于输入连续信 号最高频率的2倍。 即：
fs 2fmax
采样周期： T=1/ fs
采样频率fs在240Hz到2000Hz之间。
继电保护的基本原理和保护
二、继电保护装置的组成
三、继电保护装置的类型
1、按被保护的对象分，有
输电线路的保护、发电机的保护、变压器的保护、 母线保护、电动机的保护等；
2、按保护原理分，有 电流保护、电压保护、距离保护、高频保护、差动 保护、方向保护等；
二）电力系统的运行状态
1、定义：电力系统在不同运行条件（如负荷水平、 出力配置、系统接线、故障等）下的系统与设备的工 作状况。 2、类型：有正常运行状态、不正常运行状态、故 障状态三种。 ◆正常运行状态——在此状态下，电力系统的有 功功率和无功功率处于平衡，各发电、输电和用电设 备均在规定的长期安全工作限额内运行，电压、频率 均在规定的范围内变化，电能质量合格。
电力系统继电保护绪
论
第一节 电力系统继电保护的作用
一、电力系统继电保护及自动装置的作用与任务
一）一次设备与二次设备的基本概念
一次设备：是指直接参与生产、输送和分配电能 的生产过程的高压电气设备。 它包括发电机（发电）、变压器（变换）、断 路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线 （汇集、重新分配电能） 、输电线路（输送电） 、 电力电缆、电抗器、电动机（用电）等。
二）迅速性——指继电保护装置动作尽可能快
凡是作用于断路器跳闸的保护均要求动作要迅 速。 要求快速动作的主要理由和必要性： ①可以提高电力系统并列运行的稳定性。
A B C
k
例：K点发生了三相短路故障时，A母线电压将大大下降到接近 于零，使A厂送不出负荷，发电机转速迅速升高。而B厂母线B 母线，则由于远离短路点，还有较高残压。如果保护动作时间 较长，A、B两厂的发电机转差增大，使系统发生振荡甚至解列。
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。
电力系统继电保护课后习题解答.(DOC)
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。
电力系统基本概念及继电保护基本原理
电⼒系统基本概念及继电保护基本原理电⼒系统基本概念及继电保护基本原理电⼒系统基本概念⼀、电⼒系统的组成1、电能在现代社会中的地位及优点：1）、电能在现代社会中是最重要、也是最⽅便的能源；2）、它可以⽅便地转化为别的形式的能，如机械能、热能、光能、化学能等； 3）、易于实现输送和分配； 4）、应⽤规模也很灵活。
2、⼏个基本概念：电⼒系统⼀⼀⽣产、输送、分配和消费电能的各种电⽓设备连接在⼀起⽽组成的整体称为电⼒系统。
动⼒系统⼀⼀如果把⽕电⼚的汽轮机、锅炉、供热管道和热⽤户，⽔电⼚的⽔轮机和⽔库等动⼒部分与电⼒系统包括在⼀起，称为动⼒系统。
电⼒⽹⼀⼀电⼒系统中输送和分配电能的部分称为电⼒⽹。
动⼒系统、电⼒系统和电⼒⽹⽰意图⼆、对电⼒系统运⾏的基本要求 1、电⼒系统运⾏的基本特点：1）电能不能⼤量存储：⽣产、输送、分配和消费同时进⾏； 2）电⼒系统的暂态过程⾮常短促；3）与国民经济的各部门及⼈民⽇常⽣活有着极为密切的关系，供电的突然中断会带来严重的后果。
2、根据以上电⼒系统的特点，对其的基本要求是： 1）保证安全可靠供电；具体做法为：A 严密监视设备的运⾏状态和认真维修设备以减少其事故的发⽣；B 不断提⾼运⾏员的技术⽔平，减少误操作的次数；----------- ---------------------- -----------动⼒系统电环址— 电⼒两 --------- ---- --------- ------- 1升底输电线路降压1■U 负1 L 荷1 1C系统具备有⾜够的有功及⽆功电源；D 完善电⼒系统的结构，提⾼抗⼲扰能⼒；E 利⽤现代的⾼科技实现对系统的控制和监视；F 根据对⽤电可靠性的要求，降负荷按等级划分。
2）要有符合要求的电能质量（电压和频率）； 3）要有良好的经济性：降低耗媒率，降低线损等。
三、电⼒系统的接线⽅式1、⽆备⽤接线⽅式：2四、电压，电流，有功功率，⽆功功率，功率因数，频率的基本概念及相互关系 U: 电压有效值 F ：频率 P ：有功功率 S: 视在功率I Cos Q: 电流有效值: 功率因数 :⽆功功率关系 :S = P + j QP = U I Cos ?Q =U I Sin五、⼀次设备与⼆次设备的概念 1、⼀次设备：指直接⽤于⽣产、输送和分配电能的⽣产过程的⾼压电⽓设备，它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、⾃动开关、接触器、⼑开关、母线、输电线路、电⼒电缆、电抗器、电动机等；、有备⽤接线⽅式:2、⼆次设备：指对⼀次设备的⼯作进⾏监测、控制、调节、保护以及为运⾏、维护⼈员提供运⾏⼯况或⽣产指挥信号所需的低压电⽓设备，如熔断器、控制开关、保护装置、控制电缆等。
继电保护基本知识
继电保护的基本知识
第二节 继电保护的构成与分类
1、继电保护的构成 一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。
继电保护的基本知识
（1）测量元件
作用：测量从被保护对象输入的有关物理量
继电保护的基本知识
差动保护原理图
M im
N
F1 in
L
F2
if1
if2
正常运行或外部故障时 im+in=0 内部故障时 im+in=if
图1－3 电流差动保护说明图
继电保护的基本知识
第五节 常用继电器
一、电流继电器 电流继电器在继电保护装置中作为测量和起动元件，
反应电流增大超过某一整定数值时动作。电流继电器接 在电流互感器的二次侧，因此可以反应电力系统故障或 异常运行时的电流异常增大。 电流继电器反应电流增大而动作，能够使继电器开始动 作的最小电流称为电流继电器的动作电流；继电器动作 后，再减小电流，使继电器返回到原始状态的最大电流 称为电流继电器的返回电流；返回电流与动作电流之比 称为电流继电器的返回系数。即：
继电保护的基本知识
以过电流保护为例：
正常运行：Ir=If KA不动
故障时：Ir=Id>Idz KA动—>KT动（延时）—>KS动—>
信号
TQ动—>跳闸
继电保护的基本知识
2、继电保护分类
⑴、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、电动机保护、母线保护等； ⑵、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； ⑶、按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地 故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁 保护及过励磁保护等；
电力系统继电保护技术分析
电力系统继电保护技术分析随着电力系统的不断发展和扩大，电力系统的继电保护技术也得到了不断的改进和完善。
继电保护技术是保障电力系统安全和稳定运行的关键环节，它需要不断地根据电力系统的发展状况进行技术更新和改进。
本文将对电力系统继电保护技术进行全面分析和总结，以期为电力系统的安全稳定运行提供更好的技术支持。
一、继电保护技术的发展历程继电保护技术起源于上个世纪，最初是采用机械式继电保护装置，这种装置工作不灵活，并且容易出现误动作。
随着电力系统的发展，继电保护技术逐渐开始采用电子、微机等技术，从而取得了长足的发展。
目前，继电保护技术已经应用了数字化、智能化等先进技术，使得继电保护系统在保护功能、可靠性和灵活性方面都得到了显著提高。
继电保护技术的基本原理是利用电力系统的各种参数信号，对电力系统中的异常情况进行检测和判断，并通过采取相应的保护措施，防止异常情况的进一步发展，保护设备和系统的安全运行。
继电保护技术的基本原理包括测量、判断和动作三个环节。
1.测量：测量是继电保护技术中的一个重要环节，通过对电流、电压等参数进行测量，获取电力系统中各种参数的实时数值。
2.判断：判断是根据测量得到的参数数值，来进行电力系统中异常情况的判断和分析，判断出异常情况的类型和位置，并确定是否需要进行保护动作。
3.动作：动作是指在判断出异常情况后，继电保护系统根据预先设定的逻辑条件和控制命令，启动相关的保护装置，采取相应的措施，将异常情况隔离或限制在一定范围内，确保电力系统的安全和稳定运行。
根据不同的保护对象和保护原理，继电保护技术可以分为多种不同的类型。
常见的继电保护技术包括过流保护、距离保护、差动保护、零序保护等，每种保护技术都有其特定的应用场景和保护对象。
1.过流保护：过流保护是电力系统中的一种常见保护技术，主要用于对电流超过额定值的异常情况进行保护。
过流保护可以根据保护对象的不同分为线路过流保护、母线过流保护、变压器过流保护等多种类型。
电力系统继电保护技术发展历程
一
也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据 传送给网络控制中心或任—终端。因此， 每个微机 保护装置不但可完成继电保护功能 ， 而且在无故障 正常运行情况下还可完成测量、 控制 、 数据通信功 能， Ｈ 亦Ｂ实现保护 、 控制、 测量、 数据通信—体化。 目前 ， 为了测量、 保护和控制的需要 ， 室外变 电站的所有设备， 如变压器、 线路等的二次电压、 电 流都必须用控制电缆引到主控室。 所敷没的大量控 制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复 杂。但是如果将上述的保护、 控制、 测量、 数据通信 体化的计算机装置， 就地安装在室外变电站的被 保护设备旁 ， 将被保护设备的电压 、 电流量在此装 置内转换成数字量后 ，通过计算机网络送到主控 室， 则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网 络的传输介质 ， 还可免除电磁干扰。现在光电流互 感 器 （Ｔ ） ０ Ａ和光 电 压互 感 器 （Ｔ ０ Ⅵ已在 研究 试 验 阶 段， 将来必然在电力系统中得到应用。在采用 Ｏ Ａ Ｔ 和 Ｏ Ｖ的情 况下 ，保护装置应放 在距 Ｏ Ａ和 Ｔ Ｔ Ｏ Ｖ最近的地方 ．亦即应放在被保护设备附近。 Ｔ Ｏ Ａ和 Ｏ Ｖ的光信号输入到此一体化装置 巾并 Ｔ Ｔ 转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断； 另 方 面作为澳 量 ， 过 网络送到 主控 室 。从主 控 垣 通 室通过网络可将ｘ 被保护设备的操作控制命令送 ｌ ｆ 到此—体化装置， —体化装置执行断路器的操 由Ｉ 作。 ３ ３智能化。近年来， 人工智能技术如神经网 络、 遗传算法、 进化规划、 模糊逻辑等在电力系统各 个领域都得到了应用， 在继电保护领域应用的研究 也 已开 始。神经 网络是 一种 非线性 映射 的方法 很 多 难 以列 出方程 式或 难 以求 解 的复杂 的非 线性 问 题， 应用神 经 网络 方法 则可迎 刃而 解。 可以预 见 ， 人 工智能技术在继电保护领域必会得到应用 ， 以解决 用常 规方法 难 以解决的 问题 。
电力系统继电保护教材
电力系统继电保护教材1. 简介继电保护是电力系统中保护设备的一种重要方式，它通过对电力系统的监测、检测和控制来保护电力设备的安全运行。
本教材将介绍电力系统继电保护的基本概念、原理和常见的保护装置。
2. 电力系统继电保护的基本原理电力系统继电保护的基本原理是通过监测电力系统中的参数变化，如电流、电压、频率等，来判断电力设备是否处于故障状态，并采取相应的措施保护电力设备。
本章将介绍电力系统继电保护的基本工作原理和保护装置的分类。
2.1 电力系统继电保护的基本工作原理电力系统继电保护的基本工作原理是根据电力设备在正常工作状态和故障状态下的参数差异来判断设备是否处于故障状态。
通过对电流、电压、频率等参数进行监测和检测，可以及时发现电力设备的异常情况，并采取相应的保护措施，保证电力设备的安全运行。
2.2 保护装置的分类根据保护装置的功能和工作原理的不同，可以将保护装置分为不同的类型。
常见的保护装置有过电流保护装置、距离保护装置、差动保护装置、过压保护装置等。
本节将对这些保护装置的原理和应用进行介绍。
3. 电力系统继电保护的主要问题和解决方法电力系统继电保护在实际应用过程中可能会遇到一些常见的问题，如误动、误保护、误动等。
本章将介绍这些问题的原因和解决方法，以及如何进行保护装置的测试和维护。
3.1 误动的原因和解决方法误动是指保护装置在正常工作状态下误动的情况。
误动可能会导致电力系统的不稳定运行，甚至引发整个电力系统的故障。
本节将介绍误动的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误动的发生。
3.2 误保护的原因和解决方法误保护是指保护装置在故障状态下未能正常工作的情况。
误保护可能会导致电力设备受到进一步的损害，甚至引发整个电力系统的崩溃。
本节将介绍误保护的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误保护的发生。
3.3 保护装置的测试和维护保护装置的测试和维护是保证电力系统继电保护正常工作的关键。
继电保护的发展历程
继电保护的发展历程继电保护是电力系统保护的重要组成部分，其作用是在电力系统发生异常故障时，迅速切除故障区域，保护正常电力设备和线路的安全运行。
继电保护的发展历程经历了多个阶段。
第一阶段是机械继电保护时代，发源于19世纪末的电力系统初期。
当时采用的是机械继电器作为故障检测和切除装置，它们基于电流和电压的变化，通过机械部件动作来实现故障切除。
这种保护装置简单可靠，但对复杂故障和长距离线路的保护能力有限。
进入20世纪初，电力系统不断发展，出现了更多复杂故障情况，机械继电保护已经无法满足需求。
于是，第二阶段的电气继电保护时代开始了。
电气继电保护采用了静态继电器和电磁继电器，提高了保护的可靠性和准确性。
此时开始出现了过流、短路以及接地保护等新的保护原理。
20世纪50年代以后，电子技术的迅猛发展带来了新的突破。
第三阶段的数字继电保护时代开始，电子元器件的使用使得继电保护的功能更加强大。
数字继电保护利用模拟电路将输入的模拟信号转化为数字信号，在数字电路中进行逻辑运算和决策，然后通过输出接触器等实现故障切除。
数字继电保护的优势是可编程性强、保护范围广和运行稳定，使得保护装置的工作性能得到了大幅提升。
随着现代通信技术的发展，第四阶段的通信继电保护时代开始了。
通信继电保护采用了远距离通信网络，可以通过传输线路实时传输保护信息，实现对远方设备的保护。
通信继电保护使得电力系统的保护更加智能化和集成化。
最近几十年来，继电保护的发展主要集中在微机继电保护和智能继电保护领域。
微机继电保护利用微处理器、数字信号处理器等计算机技术，实现了更加复杂的保护算法和功能。
智能继电保护结合了人工智能和模糊控制等技术，使得保护装置更具自适应能力和故障诊断能力。
总之，继电保护的发展历程经过了机械继电保护、电气继电保护、数字继电保护、通信继电保护、微机继电保护和智能继电保护等多个阶段。
这些发展使得继电保护能更好地适应电力系统的需求，保护电力设备和线路的安全运行。
第二章电力系统继电保护基础知识
2.1.2 继电特性
说明：继电保护动作状态的确切和稳定靠继电特 性来保证。
动作电流：Iop 能够使继电器可靠动作的最小电流值。
返回电流：Ire 能够使继电器可靠返回的最大电流值。
返回系数: Kre 保护继电器的返回值与动作值之比,即:
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。
正确地动作。 多路模拟量输入
变换
低通
信号
及
滤波
采样
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
继电器
其作用是提供与
调试实和质得上到就反是馈一信台息特。别设计的专用微计型算计机算局机域，通一信般网由络中央
处理器、存储图器2-，15定微时机保器护/计装置数的器硬及件系控统制以原电及理框路远图等程部通分信组网成络，的并通
过数据总线，地址总线、控制总线连成信一息个通系道统。。
2.3.2 数字信号采集的基本原理
微机型保护的基本特征是，由软件对数字信 号进行计算和逻辑处理来实现继电保护的原 理，而所依据的电力系统的主要电量却是模 拟性质的信号，因此，需要通过数字信号采 集系统（即上述模拟量输入接口部件）将连 续的模拟信号转变为离散的数字信号，这个 过程称为量化过程。
采样过程及其数学表示
设输入模拟信号为 xA (t) ，现在以确定的时间间隔 T S 对其连续采样
继电保护教材
经典文档 下载后可复制编辑第一章 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。
继电保护的发展历程
继电保护的发展历程继电保护是电力系统中的一项重要技术，它的出现和发展意味着电力系统的安全和稳定性得到了提升。
下面将为您介绍一下继电保护的发展历程。
继电保护的起源可以追溯到19世纪中叶，当时电力系统的规模开始扩大，电力传输线路的长度越来越长。
然而，由于当时的供电系统较为简单，缺乏有效的线路和设备保护措施，电力系统频繁地出现故障和事故。
为了解决这个问题，人们开始研究和发展继电保护技术。
20世纪初，继电保护开始进入工业化生产阶段。
当时的继电保护装置主要是基于电磁原理的，采用了电磁继电器作为核心元件。
这种继电保护装置可以实现对电力系统各个部分的保护，比如对线路和变压器的过流保护、对发电机的过压保护等。
虽然这种继电保护装置在当时起到了一定的作用，但其功能有限，调节和控制能力较弱。
随着电力系统的不断发展，越来越多的高压电力设备被引入到系统中。
这些设备的故障频率也逐渐增加，传统的继电保护装置已经无法满足对电力系统的保护要求。
于是，在20世纪30年代出现了静态继电保护装置。
这种装置采用了晶体管和电子器件作为核心元件，能够更加精确地检测和分析电力系统的故障情况，并对其进行保护。
到了20世纪60年代，数字技术的发展为继电保护的进一步改进提供了支持。
数字继电保护装置的出现，使得继电保护的精确性和可靠性得到了大幅度提升。
数字继电保护装置采用了微处理器和计算机技术，可以实现高精度的故障检测和定位，并且可以进行远程监控和控制。
这种装置具有自适应和自愈合能力，能够及时做出反应并采取正确的措施，使故障对电力系统的影响最小化。
另外，随着信息技术的飞速发展，继电保护技术也在不断创新。
现代继电保护装置不仅具备传统的保护功能，还具备大数据分析和云计算能力，可以实现对电力系统的全面监测和管理。
比如，通过利用智能电网和物联网技术，继电保护装置可以与其他电力设备进行互联，实现智能故障诊断和预测，提前采取措施，避免故障的发生。
总之，继电保护的发展经历了从电磁原理到静态装置，再到数字化和智能化的过程。
继电保护概述及基础知识
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
电流互感器
• 将电力系统的一次电流按一定的变比变换成 二次较小电流，供给测量表计和继电器，同 时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证 工作人员的安全。
电流互感器
1.电流互感器正方向规定
等值电路 Z1a
Z 2a
一次侧电流
二次侧电流
同名端流进
第二节 变换器
概述
• 1、变换器作用 • 保护装置动作判据主要为母线电压(线路电
压)、线路电流。因此需要将母线(线路)电压 互感器、电流互感器输出的二次电压、电流 再经变换器进行线性变换后送入继电保护装 置的测量电路。变换器的基本作用如下： ••• 11(2保全流3可改数0）））0安 的 以 变回伏电电调V、，通测路))量气节、，工而过量不变隔定电以作弱改继允换离值流适许接电变电：：：(应额地 元 变 器直将整电弱定， 件 换 的接互流流电5接是 往 器 动感A型、元地用 往 一 作或器、电件，于 与 次 值1二晶压A要保 直 或 。故)次体互，求证 流 二需侧管感转。人电次要电型器换经身源线压继二成变和连圈(电次弱额换设接抽保侧电定器备，头护的压实安直来 现电气隔离。
小于10%
比值误差
I I2 I1' 100% I1'
角度误差
arg
I2 I1
小于7º
电流互感器
2、电流互感器的误差 （1）电流互感器存在误差的原因 （2）电流互感器10%误差曲线
m
电流互感器比值误差 为10%，角度误差小 于7°，电流互感器一 次电流倍数与允许的 I1% 0 二次负载阻抗之间的70 0 关系曲线
的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又 有在一定条件下统一的一面。
电力系统微机继电保护技术导则
电力系统微机继电保护技术导则一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而微机继电保护技术在电力系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍电力系统微机继电保护技术的相关内容，包括其定义、发展历程、应用领域、工作原理等。
二、定义与发展历程2.1 定义微机继电保护技术是指利用微处理器和相应的软件实现对电力系统进行故障检测、故障定位和故障切除等操作的一种保护技术。
2.2 发展历程微机继电保护技术起源于20世纪70年代，当时计算机技术正处于迅速发展阶段。
最早的微机继电保护装置采用离散元件构成的逻辑线路来实现逻辑控制功能。
随着集成电路技术的进步，20世纪80年代中期出现了第一代真正意义上的微机继电保护装置。
经过几十年的发展，到了21世纪初，微机继电保护装置已经成为电力系统保护的主流技术。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步，微机继电保护装置在功能、可靠性和性能上得到了显著提升。
三、应用领域微机继电保护技术广泛应用于各类电力系统，包括发电厂、变电站、配电网等。
它可以实现对电力系统各个环节的保护，包括线路、变压器、发电机等。
四、工作原理微机继电保护装置由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括微处理器、采样模块、通信模块等；软件部分则是通过编程实现各种功能。
4.1 采样与数据处理微机继电保护装置通过采样模块对电力系统的信号进行采样，获取相应的数据。
然后，通过数据处理算法对采样得到的数据进行处理，以便进行故障检测和定位。
4.2 故障检测与定位基于采样得到的数据，微机继电保护装置可以实时监测电力系统中的故障情况，并通过判断故障类型和位置来进行相应的保护操作。
常见的故障检测和定位算法包括差动保护、过电流保护和距离保护等。
4.3 故障切除当微机继电保护装置检测到电力系统中存在故障时，它会根据预设的逻辑控制策略，切除故障部分，以避免故障扩大和对系统造成更大的损害。
五、优势与挑战5.1 优势微机继电保护技术相比传统的继电保护技术具有如下优势：•功能强大：微机继电保护装置可以实现多种复杂的功能，如差动保护、距离保护等。
电力系统继电保护原理(仅供参考)
电力系统继电保护原理课目录绪论0.1 继电保护的作用0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成第1章电网的电流电压保护1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.3 大接地电流系统的零序电流保护2.1 距离保护的基本原理2.2 阻抗继电器2.3 影响距离保护 确工作的因素及防 方法第3章输电线路的纵联保护3.1 概述3.2 输电线的纵联差 保护3.3输电线路的高频保护3.4 高频闭锁方向保护3.5 高频闭锁负序方向保护3.6 高频闭锁距离保护和零序保护3.7 高频相差 保护3.8 光纤差 保护第4章输电线路的自 重合闸4.1 自 重合闸概述4.2 相自 重合闸4.3 综合自 重合闸第5章电力 压器的保护5.1 电力 压器的故障异常 行状态及 保护方式5.2 压器内部故障的差 保护5.3 压器零序保护5.5 高压厂用 压器保护第6章发电机保护6.2 相间短路的纵联差 保护6.3 发电机定子绕组匝间短路保护6.5 发电机 励失磁保护6.6 励磁回路一点接地保护6.8 转子表层过热(负序电流)保护6.9 发电机的逆功率保护6.10 发电机失步异常 行保护6.11 定子绕组对称过负荷保护6.12 发电机 压器组公用继电保护7.2 带制 特性的母线差 保护7.3 JMH—1型母线差 保护装置的基本原理7.4 电流相 比较式母线保护第8章异步电 机和电容器的保护8.1 异步电 机的保护8.2 电力电容器的保护第9章继电保护装置的整定计算9.1 概述9.3 110～220 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.4 330～550 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.5 发电机保护的配置 整定计算9.6 压器保护的配置 整定计算9.7 母线保护及断路器失灵保护的配置 整定第10章继电保护装置的基本元 电路10.2 换器10.3 对称分量滤过器10.4 综合器第11章模拟型继电保护装置11.1 模拟型继电保护装置总论第12章微机保护装置原理12.2 微机保护的硬 构成原理12.3 数字滤波器12.4 微机保护的算法12.5 微机保护的抗干扰措施第13章 电站综合自 化技术13.3 电站综合自 化系统的结构参考文献0.1 继电保护的作用电力系统的 行要求安全可靠 电能质量高 经济性好 自然条 设备及人 因素的影响，可能出现各种故障和 常 行状态 故障中最常见 危害最大的是各种形式的短路•0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.2.1 选择性图0-1 电网保护选择性 作(1) 保护(2)后备保护1)远后备图0-2 后备保护的构成方式(a)远后备保护(b) 后备保护2) 后备(3)辅 保护0.2.2 速 性0.2.3 灵敏性0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成图0-3 应一端电气量的保护及 行工况(a) 常 行状态(b)故障状态0.3.2 应两端电气量的保护0.3.3 应非电气量的保护图0-4 应两端电气量的保护的 行工况图0-5 继电保护装置组成方框图第1章电网的电流电压保护1.1 单侧电源网 的相间短路的电流电压保护1.1.1 电流继电器返回系数：即继电器的返回电流 作电流的比值1.1.2 无时限电流速断保护(电流 段)图1-1 电流速断保护 作特性的分析相短路电流可表示图1-2 无时限电流速断保护的单相原理接线图图1-3 系统 行方式的 化对电流续断保护的影响图1-4 被保护线路长短 同对电流速断保护的影响图1-5 线路- 压器组的电流速断保护图1-6 电流电压联锁速断保护的单相原理接线图图1-7 电流电压联锁速断保护的 作特性分析电流继电器的 作电流• 电压继电器的 作电压应• 1.1.3 限时电流速断保护(电流 段)•(1)工作原理和整定计算的基本原则图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图(3)保护装置灵敏性的校验•(4)限时电流速断保护的单相原理接线图图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图1.1.4 定时限过电流保护(电流 段) (1)工作原理和整定计算的基本原则图1-10 定时限过电流保护起 电流和 作时限的配合图1-11 最大负荷说明图(2)按选择性的要求整定定时限过电流保护的 作时限图1-12 单侧电源串联线路中各过电流保护 作时限的确定•(3)过电流保护灵敏系数的校验• 1.1.5 段式电流保护的应用图1-13 阶段式电流保护的配合和实际 作时间的示意图图1-14 有电流速断 限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图•1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.2.1 方向性电流保护的基本原理图1-15 侧电源供电网 (a) f 1点短路时的电流分布(b) f 2点短路时的电流分布(c)各保护 作方向的规定(d)方向过电流保护的阶梯形时限特性1-15.tif图1-16 方向过电流保护的单相原理接线图1.2.2 功率方向继电器的工作原理图1-17 方向继电器工作原理的分析(a)系统网 接线图(b) f 1点短路(c) f 2点短路图1-18 功率方向继电器的工作原理图1-19 相短路的相量图• 1.2.3 对方向性电流保护的评图1-20 侧电源线路 电流速断保护的整定(1) 增电流的影响图1-21 有 增电流时，限时电流速断保护的整定•(2)外汲电流的影响图1-22 有外汲电流时，限时电流速断保护的整定。
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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外部通信接口部件的作用是提供与计算机通信网络以及远程通信网的信息通道。
§2.2微机保护工作原理简介
常规微机保护实现继电保护功能主要有三个步骤：
①模拟量输入系统将从电力系统获得的模拟电量信号进行预处理转化为数字量，开关量输入系统将开关量输入信号也转变为数字量；
①故障信号中可能包含高频成分，但多数保护原理只需使用基波和低次谐波成分，可通过对输入信号先进行模拟低通滤波，降低其最高频率，从而可选取较低的采样频率。
㈣人机对话和外部通信系统
微机保护人机对话接口部件通常包括以下几个部分：简易键盘、小型显示屏、指示灯、打印机接口、调试通信接口。
外部通信接口可分为两大类：第一类通信接口为实现特殊保护功能的专用通信接口，输电线路纵联保护；另一类通信接口为通用计算机网络接口，可与电站计算机局域网以及电力系统计算机远程通信网相连，实现更高一级的管理、控制功能，如数据共享、远方操作及远方维护等。
2.由前置模拟低通滤波削去其中的高频成分；
3.由采样环节将连续信号离散化；
4.由A／D转换器变为数字量。
具体步骤如图2-2所示。
信号
图2—2输入信号预处理流程框图信号预处理中，还包括隔离和抑制随有用信号窜入的干扰，这对于提高保护装置的可靠性非常重要。
㈡数字滤波
数字滤波器的优点：
①滤波精度高。加长字长可以很容易提高精度。
第二章微机继电保护基本历程
一、微机继电保护基础
§2.1微机保护基本结构
微机保护的基本结构包括数据处理单元、模拟量输入系统、开关量输入输出系统、人机对ห้องสมุดไป่ตู้和外部通信系统四个部分,图2-1是微机保护系统方框图。
㈠数据处理单元一般由中央处理器（CPU）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外围接口部件运转、完成数字信号处理，实现保护原理。
①来自TV(或TA的交流电压(或电流信号；
②来自分压器(或分流器的直流电压(或电流信号；
③自断路器、隔离刀闸等设备辅助接点以及其它继电器接点的开关量信号，或者来自别的微机保护或数字设备的数字量信号。
输入信号预处理过程的具体步骤为：
1.将电力系统输入到继电保护装置的模拟信号转换到与微型计算机相匹配的电平；
采样率应大于输入信号的最高频率的两倍，即这就是著名的采样定理。S f为采样频率（简称采样率），它是采样周期的倒数即采样频率反映了采样速度。在电力系统的实际应用中，习惯用采样频率相对于基波频率的倍数（记为N）来表示采样速度，称为每基频周期采样点数，或简称为N点采样。实际应用中，确定采样率还需考虑的问题：
㈢开关量输入输出系统
开关量是指反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。开关量输入接口部件的作用是为正确地反映开关量提供输入通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。开关量输出接口部件的作用是为正确地发出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。
CPU是数字核心部件以及整个微机保护的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于
CPU来实现。存储器用来保存程序和数据，它的存储容量和访问时间也会影响整个微机保护系统的性能。定时器/计数器除了为延时动作的保护提供精确计时外，还可以用来提供定时采样触发信号、形成中断控制等作用。数字核心部件的控制电路包括地址译码器、地址锁存器、数据缓冲器、中断控制器等等，它的作用是保证微机数字电路协调工作。
②假设电压、电流量由非周期分量、基频和倍频分量组成的算法除解方程组外，最常见的是傅氏算法和沃尔希函数算法．
③在超高压电力系统中，为克服随机噪音的影响，还提出了一些减少误差的算法。例如对
计算结果采取平滑措施，采用最小二乘曲线拟合算法等。
§2.3微机保护数字信号处理与典型算法
一、采样定理
无论原始输入信号的频率成分多复杂，保证采样后不丢失其中信息的充分必要条件是，
字滤波器；
㈡按运算结构不同可分为递归型和非递归型数字滤波器；
㈢按单位脉冲响应不同可分为无限长单位脉冲响应滤波器和有限长单位脉冲响应滤波器
㈣按照不同的滤波理论又可分为常规滤波器和最佳滤波器。
㈤按频率特性分为低通、带通、高通和带阻四类基本滤波器，其中前两类滤波器在微机保护中用得较多。
㈢算法
①基于电压、电流为纯正弦变化的算法有半周内找最大值、半周内采样值累积、Mann-Morrjson的导数算法、Prodar-70的二阶导数算法，采样值积的算法和解方程组的算法等。
②数据处理单元对已转变为数字量电量信号进行数字滤波，从而获得微机保护算法所需要的数字信号序列；
③数据处理单元对已滤波的数字信号序列采用合适的算法并结合开关量输入信号综合判断，然后根据判断结果控制开关量输出系统和人机对话和外部通信系统的输出，实现闸、信号告警、数据记录等功能。
㈠输入信号预处理
由电力系统输入到继电保护装置的模拟信号分类：
㈡模拟量输入系统
微机保护装置模拟量输入接口部件的作用是将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。交流模拟量输入接口部件内部按信号传递顺序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电压形成回路、前置模拟低通滤波器、采样保持器、多路转换器、模数变换器。前置模拟低通滤波器是一种简单的低通滤波器，其作用是为了在对输入模拟信号进行采样的过程中满足采样定理的要求。采样保持器完成对输入模拟信号的采样。多路转换器是一种多信号输入、单信号输出的电子切换开关，可通过编码控制将多通道输入信号依次与其输出端连通，而其输出端与模数变换器的输入端相连。模数变换器实现模拟量到数字量的变换。
②可靠性高。模拟元器件很容易受环境和温度的影响，而数字系统受这种影
响要小得多。
③灵活性高。数字滤波器改变性能只要改变算法或者某些系数，而模拟滤波
器却十分麻烦。
④便于时分复用。一套硬件系统可以完成各个通道的滤波任务，模拟滤波器
则必须每个通道装一个滤波器。
数字滤波器的分类：
㈠按算法实现方式不同可分为专用硬件组成的数字滤波器和软件组成的数