电力系统继电保护(非继电专业适用)微机型继电保护基础知识
继电保护基础知识
系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。
3）灵敏性：是指继电保护对其保护范围内故障的反映能力。 4）可靠性：是指需动作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置 正确工作的基础。
三、10kV继电保护常用种类 1、电磁式继电器 GL系列反时限过流继电器、DL系列定时限过流继电器、DY系列电压继电器、 DS系列时间继电器。 2、微机式保护
(d)星形接线 (d)星形接线 A A B B C C (e)三角形接线 (e)三角形接线
NN LL
用于测量零序电压
B C (e)三角形接线 A B C a b c L N (f)中性点接有消谐电压互感器的星形接线 N
在星形接线的中性点接一只电压互感器也能起到消谐的作用。 该电压互感器也称为消谐电压互感器。
0.96
0.62
1.13
0.97
变压器的不正常工作状态：
1）由于外部短路引起的过电流；
（2）负荷长时间超过额定容量引起的过负荷； （3）油箱漏油造成的油面降低； （4）由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁； 对于不正常工作状态，变压器保护也必须能够反应。发告警信号，或延时跳 闸。
三、变压器的保护配置
继电保护基础知识
广西浩天实业有限公司
继电保护基础知识
教学目的： 1、了解继电保护任务及基本要求
2、掌握PT、CT原理及二次接线方式
3、熟悉变压器保护配置，掌握变压器保护定值计算方法 4、熟悉线路保护配置
5、熟悉电动机保护配置
概
1、一次系统
述
发电厂和变电所中直接与生产和输配电能有关的设备称 为一次设备，包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、 互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等。由一次设 备连接的系统称为一次系统。 2、二次系统： 对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护 作用的辅助设备，称为二次设备，如：各种继电器、信号装置、测 量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备 连接成的回路称为二次回路或二次系统。
电力系统微型计算机继电保护
2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件起动。
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。
继电保护复习资料
一、继电保护的任务：（1）、当电力系统出现故障时，给控制主设备（如输电线路、发电机、变压器等）的断路器发出跳闸信号，将发生故障的主设备从系统中切除，保证无故障部分继续运行；（2）、当电力系统出现不正常工作状态时继电保护发出信号，运行人员根据继电保护发出的信号对不正常的工作状态进行处理，防止不正常工作状态发展成故障而造成事故。
二、继电保护的四项基本要求:选择性、迅速性、灵敏性、可靠性。
三、继电保护装置一般由三部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分。
四、动合触点:也叫常开触点。
指线圈不带电或带电不足时触点处于断开状态的这一类触点。
反之带上足够大电时该触点就闭合。
动断触点:也叫常闭触点。
指线圈不带电或带电不足时触点处于闭合状态的这一类触点。
反之带上足够大电时该触点就断开。
五、后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。
定时限过电流保护（电流Ⅲ段保护）就是后备保护。
后备保护分为远后备、近后备两种方式。
近后备是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现的后备保护。
远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备。
六、电流互感器（TA ）减极性原则：一次侧电流从极性端流入，则二次侧电流从极性端流出。
七、电量变换。
将互感器二次侧电压(额定 100V)、电流(额定5A 或1A)，转换成弱电压，以适应弱电元件的要求。
电压变换器(UV)：将TV 二次值进一步变成小电压。
电流变换器(UA)：将TA 二次值进一步变成小电压。
电抗变换器(UX)：将TA 二次值进一步变成小电压。
八、电流继电器：①动作电流：使电流继电器刚好动作的最小电流值，称为继电器的动作电流，记作 ②返回电流：使电流继电器刚好返回的最大电流值，称为继电器的返回电流，记作③返回系数：返回系数越大，灵敏度越高，一般为0.85~0.9④动作电流的调整方法：a.改变继电器线圈的连接：同一刻度下，并联时的动作电流为串联时的2倍。
三、电力系统继电保护基础知识
电力系统继电保护基础知识一、电力系统继电保护的基本概念1. 继电保护的3个组成部分：•测量回路•逻辑回路•执行回路2. 继电保护的3个基本任务：•切除故障元件•反映不正常运行状态•与其他自动装置配合3. [判断题] 电力系统的继电保护是通过监视电力系统中的电气量的变化从而判断系统是否出现故障。
（×）4. 可靠性包括安全性（不误动）和可信赖性（不拒动），主要取决于保护装置本身的制造质量。
5. 选择性是通过合理地选择保护方案、正确地进行整定计算以及精确地调整试验而获得的。
6. 灵敏性并不是越大越好，有时与安全性相矛盾。
7. 保护的整定时间是通过时间继电器来整定的，所以整定的动作时间是指时间继电器的动作时间。
8. 电力系统安全自动装置包括：•低周、低压减负荷装置•自动重合闸•故障录波器•备自投装置•系统解列9. 逻辑回路包括：•“或”回路•“与”回路•“延时启动”回路•“记忆”回路10. 最早出现的是过电流保护类型的熔断器装置，以后经历了机电型、晶体管型、集成电路型、微机型四个阶段。
11. 微机保护软件是由初始化模块、故障检出模块、故障计算模块组成。
12. 不通电时闭合的触点叫常闭触点，不通电时断开的触点叫常开触电。
二、电网的电流保护No.1 单侧电源网络相间短路的电流保护1、（瞬时）电流速断保护校验时要求最小保护范围不小于本线路全长的15%~20%。
2、限时电流速断保护要求灵敏系数大于1.3~1.5。
3、定时限过电流保护要求近后备的灵敏系数大于1.3~1.5，远后备的灵敏系数大于1.23。
4、时间阶梯∆t为0.5s。
5、对于线路-变压器组接线，电流速断可以保护线路全长。
可以只装设电流速断和过流保护。
6、相间电流速断保护比零序电流速断保护范围小，因为零序阻抗较大，其电流曲线陡。
7、运行方式的变化对电流保护有影响，对低电压保护、距离保护等均无影响。
8、定时限过电流保护整定：其中，Krel=1.15~1.25，Kre=0.85~0.95。
继电保护基础知识
电力系统继电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电 保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理设 计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息 的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断 路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果利用通讯手段传 送信息，还包括通讯设备。
2).继电保护的基本作用
继电保护装置构成示意图
1.2.2 继电保护装置的构成
以过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和 基本工作原理.
动作过程：电流继电器动作时其触点闭合， 中间继电器得电，由中间继电器KM触点通 线路断路器跳闸回路，同时信号继电器KS 发出保护跳闸信号。
§1.3 对继电保护的基本要求
对于继电保护，在技术上一般应满足四个基本要 求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护 的四性。 1.3.1 选择性 ( Selectivity ) 选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件或线 路从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以 保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。 术语：主保护 远后备保护 近后备保护
4)继电保护的主要特点
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完 备的存贮记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集，A/D模数 变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以 往传统的常规保护，而显示了强大生命力，与传统的继电保护相比，微机保 护有许多优点，其主要特点如下： 1）改善和提高继电保护的动作特征和性能，正确动作率高。主要表现在 能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保 护；可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控 制及人工神经网络等，其运行正确率很高，已在运行实践中得到证明。 2）可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便 地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3）工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置 体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4）可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、 使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件 方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩 短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机 监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
继电保护最全面的知识
继电保护最全面的知识一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
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的，一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+（60°~85。
）。
4）测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值。
正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，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。
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。
二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。
1、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动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
继电保护基础知识
继电保护（Relay Protection ）绪论本部分主要介绍电力系统故障类型，不正常运行状态及电力系统发生故障产生的危害后果。
重点介绍继电保护部分的任务，工作原理及对继电保护的要求。
一．电力系统的故障与不正常运行1．电力系统：电能的生产，输送，分配和应用组成的系统。
2．一次设备：电能通过的设备。
如发电机，变压器，断路器，隔离开关，PT,CT ，电力电容器，电抗器，母线及线路为一次设备。
3．二次设备：对一次设备运行状态进行监视，测量，保护及控制的设备为二次设备。
（弱电）电力系统在运行中可能会发生各种故障及不正常运行状态，会严重影响系统的正常运行，甚至会使系统瓦解。
4．电力系统中的故障和不正常运行状态及后果。
a ． 故障：最常见也是最危险的故障是发生各种形式的短路，其次是系统断路及复合故障。
危害：○1 通过故障点很大的短路电流（为负载电流的几倍或几十倍）备。
○2 短路电流通过电源到短路点的非故障元件。
由于发热和电动力的作用（如线路间力的作用）使它们损坏或缩短使用寿命，功能降低。
○3 使电压大大下降，供电质量下降，影响用户工作的稳定性（大面积停电）○4 破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡。
b. 不正常运行状态：电力系统中电气设备不能正常工作，但没发生故障。
○1 过负荷：负荷超过电气设备额定值，即负载上升，R 下降，负荷电流上升大于额定电流即fhI>N I （载流部分和绝缘材料温度上升，加速绝缘的老化损坏，可能会发展为故障）○2 过电压：发电机突然甩负荷或急剧下降。
R 上升。
I 下降 aaaU EI R=-↑○3 系统频率下降（低用状态） ○4 发生轻微振荡。
5．短路的类型： ○1 三相短路 (3)D 2% ○2 两相短路 (2)D1.6%○3单相接地短路 (1)D 87% ○4两相接地短路 (1.1D6.1%6．系统发生事故的原因：○1 自然条件因素 （如雷击等） ○2 设备设计不合理，使正常的电流偏离。
电力系统继电保护课后习题解答
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
第一章-继电保护的基本知识6节
第四节 对继电保护的基本要求
四、可靠性 内容：保护装置应处在良好的工作状态下，不误动、不拒动。
前者在一些书中也称为“安全性”；后者也有“可信性”或者 “可依赖性”之称。
注意：这四个基本要求之间，既有相互紧密联系的一面， 也有互相矛盾的一面。
第四节 对继电保护的基本要求
对于动作于信号的保护装置，速动性要求可降低些，基本 要求只有三个，即选择性、灵敏性及可靠性。
图1-3 电网保护选择性动作说明
一、选择性 内容：保护装置的动作应只切除故障设备，使故障的影响范 围限制在最小。如图1-3 所示。
第四节 对继电保护的基本要求
二、速动性（又称迅速性、快速性） 内容：保护装置应尽可能快地切除短路故障。（相对的） 目前，最快保护的动作时间只需4～10ms，一般是约0.02 s， 即工频一个周波。
在选择保护装置时，在考虑上述的基本要求后，还应该适 当考虑保护的简单性及经济性。
对继电保护的基本要求将一直贯穿于本课程中的每一套保 护，评价一套继电保护装置性能的优劣，即以其对基本要求的 满足情况而定。
第五节 继电保护发展简史
电力工业的发展，对继电保护不断提出新的、更高的要求，而电工理 论、微机技术、信息技术和通信技术的发展，又使继电保护的原理和技术 都发生深刻的变化。
5．按保护反应参数增大或减小动作归类：有过量保护和欠量保护 两大类。
（ 指：继电保护装置识别被保护设备工作状态的能力。它通过 检测被保护设备的参数实现。）
第三节 继电保护的基本工作原理及分类
三、基本组成:
继电保护一般可看成由测量部分、逻辑部分和执行部分 三部分组成，其框图如图1-2所示。
图1－2 继电保护组成框图
（4）破坏电力系统运行的稳定性，严重时引起系统振荡甚至使整个电 力系统瓦解，导致大面积停电。
继电保护基础知识
五、对继电保护装置的要求： 为完成继电保护的基本任务，动作于断路器跳闸的继电保护 装置必须满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性4项基本要求。 1、选择性：指电力系统发生故障时，继电保护仅将故障部分 切除，保障其他无故障部分继续运行，以尽量减小停电范围。
图中线路WL4上K1点短路时，应跳开断路器QF4，而其 他非故障线路仍继续运行。仅将故障线路WL4切除，不能 因为变压器T也有短路电流通过而将断路器QF2跳开。此时， 如果QF2跳闸，称为“误动作”，将造成母线W3失电压， 扩大停电范围。但是，由于某种原因导致QF4拒动时，再 跳开断路器QF2切除故障是正确的，仍属于有选择性。继 电保护的这种功能称为后备保护，即变压器T的保护装置 起到对相邻元件（WL3、WL4、WL5线路）后备保护的作 用。当后备保护动作时，停电范围虽有所扩大，但仍是必 要的，否则当保护装置或断路器拒动时，故障无法切除， 后果极其严重。如果在K2点发生短路，应当只跳开断路器 QF2，切出故障。让线路WL1及母线W2继续运行。 继电保护装置的选择性，是恢复采用适当类型的继电 保护装置和正确选择其整定值，使各级保护配合而实现的。
4、继电保护或自动装置在运行中的注意事项 （1）严禁无工作票在运行的保护或装置上以及仪用PT、CT二次回路上 进行维修工作，运行值班人员发现此种现象，应立即制止。 （2）运行中的电流回路上进行测量、试验、方式切换等操作时，应在 试验端子上进行，并做好防止CT二次回路开路的措施。 （3）为防止运行设备的保护误动作，不允许在运行的继电保护盘上或 附近进行振动较大的工作，必要时采取措施或停用部分保护。 （4）查找运行中保护装置的直流电源接地时，必须采取可靠措施防止 误动，直流系统大负荷投运造成直流系统电压不稳要注意保护装置 不误动。 5、继电保护及自动装置进行检查内容 （1）保护、压板按要求投停正确，保护屏交直流空开位置正确。 （2）保护装置运行正常，各指示灯、操作性信号指示正常，各开入量 与实际运行状况一致，各模拟量数值与实际运行参数一致。 （3）各插件无过热、变色、异味和冒烟。
继电保护基础知识
一．什么是电力系统有两种说法：1．由生产和输送电能的设备所组成的系统叫电力系统，例如发电机、变压器、母线、输电线路、配电线路等，或者简单说由发、变、输、配、用所组成的系统叫电力系统。
2．有的情况下把一次设备和二次设备统一叫做电力系统。
一次设备：直接生产电能和输送电能的设备，例如发电机、变压器、母线、输电线路、断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器等。
二次设备：对一次设备的运行进行监视、测量、控制、信息处理及保护的设备，例如仪表、继电器、自动装置、控制设备、通信及控制电缆等。
二．电力系统最关注的问题由于电力系统故障的后果是十分严重的，它可能直接造成设备损坏，人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行，从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失，因此电力系统最为关注的是：安全可靠、稳定运行。
三．电力系统的三种工况正常运行状态；故障状态；不正常运行状态。
而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用。
四．继电保护装置基本任务就是指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。
它的基本任务简单说是：故障时跳闸，不正常运行时发信号。
故障后，能自动迅速，有选择地切除故障源，使故障设备免于遭到破坏，保证其它无故障设备能正常运行。
反应电气设备的不正常运行状态，动作与发出信号，减负荷或跳闸，对于不正常运行状态，一般不要求迅速动作，延时可避免由于干扰而引起的情况，防止误动作。
五．继电保护的基本原理和保护装置的组成继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
图1-1 单侧电源网络接线如图1-1（a）、（b）所示的单侧电源网络接线图，（这是一种最简单的系统），图1-1(a)为正常运行情况，每条线路上都流过由它供电的负荷电流İf（一般比较小），各变电所母线上的电压，一般都在额定电压（二次线电压100V）附近变化，由电压和电流之比所代表的“测量阻抗”Z f称之为负荷阻抗，其值一般很大。
(电力知识)微机继电保护系统的原理、作用和特点
微机继电保护系统的原理、作用和特点微机继电保护系统的原理、作用和特点1.高压（电力）系统继电保护技术的原理是（电气）测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量（电流、电压、功率、频率等）的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合，还有检测其他的（物理）量（如（变压器）油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等）作为继电保护装置的输入信号，通过数学或逻辑运算与给定的整定值进行比较，然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动，并将有关命令传给执行机构，由执行机构完成保护的工作任务（跳闸或发出报警信号等）。
系统工作原理图：2.微机继电保护系统的硬件组成：（1）.模拟量输入系统（数据采集系统）：包括电压形成、模拟量信号的滤波、采样保持、多路转换（MPX）以及模拟转换等主要环节，最后完成将模拟量输入准确地转换为数字量。
（2）.CPU主系统：微处理器、只读存储器（ROM）或闪存内存单元、随机存取存储器（RAM）、定时器、并行以及串行接口等。
微处理器通过执行编制好的程序，完成各种继电保护测量、逻辑和控制功能。
（3）.开关量（数字量）输入/输出系统：并行接口（PIA或PIO）、光电隔离器件及有触点的（中间（继电器））等组成，完成保护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能。
3.高压电力系统微机继电保护系统的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示，对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路（或设备等）的电力保护系统,进而为用户的正常生产、生活（用电）提供保证。
4.高压电力系统的微机继电保护系统特点是：（1）.可靠性：继电保护装置有非常好的可靠性，不误动不拒动等。
（2）.选择性：正确选择故障部位，保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除，保证无故障部分继续正常（安全）运行。
（3）.速动性：快速反应及时切除故障。
(4).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。
继电保护基础知识全
工作原理： i ik ik N
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微机保护硬件系统
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各组成部分作用
数据采集系统的作用: 完成输入信号的预处理工 作。即对取自被保护元件的连续模拟信号进行
必要的处理并将其变成离散信号，最后转换成 数字信号，输入给微处理机。
CPU 主 系 统 的 作 用 : 由 微 处 理 器 执 行 存 放 在 EPROM 中 的 程 序 ， 对 由 数 据 采 集 系 统 输 入 至 RAM区的原始数据进行分析处理，以完成各种 继电保护的功能。
U1
1 3
•
(U
a
•
aUb
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•
U
c)
•
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1 3
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•
aU c)
•
U
0
1 3
•
(U
••
a Ub U
c)
a e j1200
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30
三组对称分量的相量图
•
U a1
•
U a2
•
••
U a0 U b0U c0
•
U c1
•
U b1
•
U b2
•
U c2
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对称分量滤过器
可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发 生了它应该反应的故障时，保护装置应可 靠地动作；而在不属于该保护动作的其他 任何情况下，则不应该动作。
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复习思考题
1-2 什么是继电保护装置？其任务是什么？ 1-3 举例说明继电保护选择性的概念。 1-4 继电保护装置一般由哪几部分组成？
电力系统微机继电保护 复习
1.微机保护装置的几种典型结构①单CPU微机保护装置的结构②多CPU微机保护装置的结构③采用DSP的微机保护装置的结构④网络型微机保护装置的结构2、逐次逼近原理A/D芯片构成的数据采集系统①电压形成回路②模拟滤波单元③采样保持电路④多路转换开关⑤模数转换器3、VFC型的A/D变换方式的优点：①工作稳定，线性好，精度高，而电路十分简单；②抗干扰能力强。
（这对继电保护装置是十分可贵的特点）；③同CPU接口简单，VFC的工作可以不需CPU控制；④可以很方便地实现多CPU共享一套VFC变换。
4、两种数据采集系统的特点：①采用逐次逼近A/D芯片构成的数据采集系统经A/D转换的结果可直接用于微机保护中的数字运算；采用VFC芯片构成的数据采集系统必须将相邻几次采样读出的计数值相减后才能用于数字运算。
②逐次逼近A/D式数据采集系统，精度与A/D芯片的位数有关，采用分辨率越高的A/D 芯片，数据采集的精度越高，但硬件一经选定则分辨率便固定；VFC式数据采集系统，数据的计算精度除了与VFC芯片的最高转换频率有关外，还与软件中的计算间隔有关。
计算间隔越长，分辨率越高。
③A/D式芯片构成的数据采集系统对瞬时的高频干扰信号敏感，而VFC芯片构成的数据采集系统具有平滑高频干扰的作用。
④在硬件设计上，VFC式数据采集系统便于实现模拟系统与数字系统的间隔，便于实现多个单片机共享同一路转换结果。
而A/D式数据采集系统不便于数据共享和光电隔离。
⑤在设计微机保护系统时，采用A/D式数据采集系统时至少应设有两个中断，一个是采样中断，另一个是A/D转换结束中断。
VFC式数据采集系统中可只设一个采样中断。
1、突变量电流算法工作原理：2、选相元件算法（突变量电流选相、对称分量选相）工作原理：1、低频减载及低压减载①作用：保证电力系统稳定运行。
②工作原理：低频减载：当电力系统出现严重的有功功率缺额时，通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度，使系统的频率保持在事故允许限额之内，保证重要负载的可靠供电。
第一章 继电保护的基本知识(6节)
系统安全运行和电能质量、防止故障扩大和事故发生，起着极
其重要的作用，是电力系统必不可少的组成部分。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类
一、基本工作原理（构成原理）
正常 ？
运行中的电力设备 故障 ？ 异常 ？
识别设备 工作状态 动作于发信号 （任务二） 动作于QF跳闸 （任务一）
指：继电保护装置识别被保护设备工作状态的能力。它通 过检测被保护设备的参数实现。并且检测什么参数，通常就称 什么保护，或者说，继电保护的名称中，通常就包含有保护装 置的基本原理。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
一、电力系统的故障
（二）短路故障
短路电流分布图 4．短路故障时对继电保护装置的要求： 快速、自动且有选择地借助断路器跳闸，以切断短路电流 回路，以切除故障。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
二、电力系统的异常运行状态（不正常运行状态） 1．定义：电力系统的正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继
本章小结
电力系统中所有投入运行的设备，都配置有相应的继电保护装置。
由继电保护的两个任务可知，所谓的继电保护装置，是一种能在被保护
设备发生故障或异常运行时动作于断路器跳闸或发信号的自动装置。显 然，保护装置要能正确工作，首先必须具备有识别被保护设备工作状态
的能力，而这就是保护装置的基本工作原理，它通过三种状态下参数的
（一）检测电参数构成的保护
（二）检测非电参数构成的保护
如气体保护、温度保护等。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类 二、种类
1．按保护对象不同归类：有发电机保护、变压器保护、输电线路 保护、母线保护、电动机保护、电容器保护等。 2．按动作结果不同归类：有动作于断路器跳闸的短路故障保护 和动作于发信号的异常运行保护两大类，其中，短路保护的种 类又有以下几种：
电力系统继电保护讲义
高频保护
一、高频闭锁方向保护 在线路外部故障时发出闭锁的一种保 护，闭锁信号由短路功率方向为负（由线 路指向母线）的一段发出，信号被对端收 信机接收发信，将两端保护闭锁。
1 2 3 4 5 6
高频保护
二、高频闭锁距离保护 利用距离保护和高频通道结合到一起， 构成高频闭锁距离保护。 在发生故障时，反应负序和零序电流 突变量起动两侧收发信机发信，发出闭锁 信号，当两侧距离II段动作，使两侧收发信 机停信，高频距离保护跳闸。
第六讲：线路纵联保护
线路纵联保护：用某种通信通道将线路两 端的保护装置纵向连接起来，将各端的电 气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 对两端的电气量进行比较，判断故障在本 线路范围内还是在线路范围之外，从而决 定是否切除被保护线路。 通道：导引线、载波、微波、光线通道 信号：闭锁信号、允许信号、跳闸信号
二、逻辑部分： 逻辑部分是根据测量部分各输出量的大小、性质、 和输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合， 使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是 否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关
命令传给执行部分。继电保护中常用的逻辑回路 有“或”、“与”、“否”、“延时启动”、 “延时返回”以及“记忆”等回路。
振兴220KV变电站
10KV保护： 采用许继WXH-100微机保护 控制方式： 采用综自后台操作
澶都220KV变电站
220KV线路保护： 光纤差动保护（RCS-900) 110KV线路保护： 微机保护WXH-802 变压器保护： 南自WBH-501
澶都220KV变电站
母线保护： 110KV母线保护采用WXM-800 10KV保护： 采用南自微机保护 控制方式： 采用综自后台操作
电力系统的继电保护常识讲解
电力系统的继电保护常识讲解|电网的电流保护电网正常运行时的电流是负荷电流，当发生短路时电流突然增大，电压降低。
利用电流增大作为电网故障的判据而构成的保护，即电流保护。
无时限电流速断保护无时限电流速断保护（又称第I段电流保护）是反映电流增大而不带时限动作的保护。
动作判据：Ik> Iset。
无时限电流速断保护单相原理接线如图1所示。
征程运行时，流过线路的电流为负荷电流，小于保护的动作电流，保护不动作。
当在线路保护范围内发生短路时，短路电流大于保护的动作电流，电流继电器KA动合触点闭合，启动中间继电器KM，KM东河触电闭合，启动信号继电器KS（发出保护动作信号），并接通断路器的跳闸线圈YT，断路器跳闸切除故障线路。
图1无时限电流速断保护单相原理接线限时电流速断保护无时限电流速断保护虽然能实现快速动作，但不能保护本线路的全长，因此必须装设另一段保护——限时电流速断保护（也称第Ⅱ段电流保护），用于保护无时限电流速断保护不到的后一段线路。
限时电流速断保护单相原理接线如图2所示。
与无时限电流速断保护原理接线相似，不同的是由时间继电器KT代替了中间继电器KM，时间继电器KT的触点容量较大，可以直接接通跳闸回路。
图2 限时限流速断保护单相原理接线定时限电流速断保护无时限电流速断保护和时限电流速断保护共同构成了线路的主保护。
为防止本线路的主保护拒动，以及下一线路的保护或断路器拒动，必须还要给线路设置后备保护--定时限过流保护（也称第Ⅲ段电流保护），以作为本线路的近后备保护和下一线路的远后备保护。
定时限电流保护的原理接线与限时电流速断保护相同，知识动作电流和动作时限不同。
电流保护的接线方式电流保护的接线方式是指电流保护中电流继电器线圈与电流继电器线圈与电流互感器二次绕组的连接方式。
流入继电器的电流与电流互感器二次侧流出电流的比值称为接线系数Kcon。
常见的电流保护接线方式有：三相完全星形接线、两相两继电器不完全星形、两相三继电器不完全星形等。
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在微机自动装置中广泛应用低通滤波器， 其接线非常简单。如图所示。滤波的时间也 短，约为3ms。
加、减法数字滤波器 基波数字滤波器。只要完成下列算式，就 可将幅值不变的基波滤除掉。
u uk uk 6 U m sin U m sin( 180)
U m (sin sin ) 0
1.采样及微分法 设电压和电流分别为 ： （1） i I m sin(t ) （2） 以电压为例，在式（ 1 ）中， Um 是正弦电 压的幅值，在这里是待定的未知量，u是t时刻 的采样值，是已知量。因为采样不与正弦波同 步，所以ωt也是未知量。
u U m sin t
显然，一个方程式无法解出两个未知数。为此， 必须再找一个方程式与式（1）联立求解。 对式（1）微分可得 du）和式（3）可求出
n 1
2 U nR u (k ) cos k N k 0 N 2 2 U nj u (k ) sin k N k 0 N 2 N
N
4.均方根算法
U=
1 N
u
i 1
N
2 i
I=
1 N
2 i i i 1
N
式中 N——每个周期采样点数； ——第i点电压采样值； ui ——第i点电流采样值。
ii
二、 数字滤波 滤波的方式有两种，一种为模拟滤波，一 种为数字滤波。模拟滤波器要硬件构成，且 滤波用时比数字滤波长。所以在微机自动装 置中只有满足不了采样定理的高次谐波才采 用模拟滤波器滤波。如工频周采样 12 次，则 采样频率为，而采样定理要求，所以6次及以 上次数的谐波只能靠模拟滤波器来滤除。
第一节 微机继电保护装置输入信号的预处理
微机继电保护的输入量有两种类型，一 种是开关量（可视为数字量）输入，开关 量输入只需要进行电压匹配处理；第二种 是模拟量输入，模拟量一般从电压互感器 和电流互感器引入二次电压和电流，模拟 量输入信号必须进行预处理，将其变为数 字量。
预处理首先经变换器变为适合于装 置所要求的电压，再由输入滤波器滤 去直流分量、低次及高次谐波分量和 各种干扰信号，进入模/数（A/D）转 换器变换成数字量，微处理机即对输 入的数字量进行运算和判别，然后决 定装置是否动作。微机型继电保护装 置的硬件原理框图如图1-1所示.
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 u
2
k
uk 1 uk 1 2 2 ( ) / 2T （5）
2.半周积分算法
S
A/D转换器是微机继电保护中的重要元件。 A/D转换器的具体电路很多，在实际装置中考 虑的因素也很复杂，作为基本原理，这里分别 介绍微机继电保护中用得较多的逐次逼近式 ADC、双斜坡ADC和压频变换VFC(逐次逼近式 ADC、双斜坡ADC为选学内容)。
3. 电压—频率模/数转换器（VFC） 基本原理：将被转换的电压变换为与之成 正比的脉冲频率，然后在固定的时间间隔内 对具有此频率的脉冲进行计数。频率的大小 代表输入电压的高低。
T /2 0
U m sin tdt
Um
cos t0
T /2
2
Um
T
Um
1 S uk N ( )U m 2 k 1
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
。
N /2
3.傅氏算法
u (t ) U 0 (U nR cos nt U nj sin nt )
电压—频率模/数转换器
四、量化与编码
模/数转换器输出的数字信号代码，在 转换过程中同时要完成量化和编码。量化 就是将离散的采样信号瞬时值与 A/D 转换 器中基准电压的分层进行比较，并按四舍 五入的原则用幅度不连续的电平表示输入 信号的相对幅值。
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。
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：
f s 2 f max
采样周期： T =1/ fs 采样频率fs在240Hz到2000Hz之间。
采样波形图
三、模/数（A/D）转换器
（6）
不难分析式（6）同时可滤去3次和5次谐波。对3次谐波有
u3 uk .3 uk .36 U m.3 sin 3 U m sin 3( 180) Um.3(sin 3 sin 3 ) 0
谢谢 !
TA
LB
TV
模拟滤波
A D CPU
YB
A D
图1—1
微机继电保护工作流程图
一、输入模拟信号的电平变换 输入模拟信号电平变换环节，通常位于前 置模拟通道之前，它是数字保护装置信号输 入的第一环节。该环节的作用有两个：一是 使输入信号与微机模入通道电平相匹配；二 是实现装置内部的电隔离，即不使系统二次 侧设备与微机继电保护之间存在电的联系， 以提高抗干抗能力。 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。
微机型继电保护基础知识
微机型继电保护近年来在电力系统中已广 泛应用。微机型继电保护的主要优点： 使用方便； 检验和调试方便； 不同原理的装置可以采用通用的硬件，只 要改变软件（程序）就可以改变装置的特性 和功能；可实现特性完善的装置 ；
有附加功能：如装置动作后，打 印故障信息、记录各装置动作顺序 和动作时间、判别事故类别和记录 电流、电压波形等。