电力系统继电保护第1章绪论080312PPT课件
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继电保护概述ppt课件
第1章 继电保护概述
1
第1章 继电保护概述
教学要求：
➢ 理解电力系统继电保护含义、任务；
➢ 了解继电保护装置基本原理及组成；
➢ 理解对继电保护的基本要求；
➢ 理解主保护、后备保护、辅助保护、 起动、动作等几个重要名词定义。
目录
§1.1 继电保护的任务 §1.2 对电力系统继电保护的基本要求 §1.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成
12
§1-2 对电力系统继电保护的基本要求
1.2.2 速动性： 1.目的：限制故障的不良后果，避免形成事故。 2.故障切除时间=保护装置动作时间+断路器固有跳闸时间
指出：不能片面追求保护的快速动作
➢快速保护：一般动作时间：0.08～0.12s；最快可达:0.02～0.04s ➢断路器：一般动作时间：0.1～0.15s；最快可达：0.05～0.06s
2
§1-1 继电保护的任务
1.1.1 电力系统的组成及其生产特点 1.组成： 发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等 2.生产特点： 发、供、用同时完成，不能储存。 3.要求： 电力系统运行安全、可靠、连续。
3
§1-1 继电保护的任务
1.1.2 电力系统的故障和不正常的工作状态 1.故障是不可避免的 自然因素：风雨雷电、鸟兽灾害等 人为因素：设备构造上的缺陷，设计和安装的错误，检
22
§1-3 继电保护的基本工作原理及组成
1.3.3 继电保护装置的组成 ➢ 测量部分:对输入量与整定值进行比较,根据比较结果， 给出“是”、“非”性质的逻辑信号，判断保护是否应该 起动。 ➢ 逻辑部分：根据测量部分逻辑状态，使保护按一定逻辑 关系工作。 ➢ 执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装 置搜承担的任务。
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第1章 继电保护概述
教学要求：
➢ 理解电力系统继电保护含义、任务；
➢ 了解继电保护装置基本原理及组成；
➢ 理解对继电保护的基本要求；
➢ 理解主保护、后备保护、辅助保护、 起动、动作等几个重要名词定义。
目录
§1.1 继电保护的任务 §1.2 对电力系统继电保护的基本要求 §1.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成
12
§1-2 对电力系统继电保护的基本要求
1.2.2 速动性： 1.目的：限制故障的不良后果，避免形成事故。 2.故障切除时间=保护装置动作时间+断路器固有跳闸时间
指出：不能片面追求保护的快速动作
➢快速保护：一般动作时间：0.08～0.12s；最快可达:0.02～0.04s ➢断路器：一般动作时间：0.1～0.15s；最快可达：0.05～0.06s
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§1-1 继电保护的任务
1.1.1 电力系统的组成及其生产特点 1.组成： 发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等 2.生产特点： 发、供、用同时完成，不能储存。 3.要求： 电力系统运行安全、可靠、连续。
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§1-1 继电保护的任务
1.1.2 电力系统的故障和不正常的工作状态 1.故障是不可避免的 自然因素：风雨雷电、鸟兽灾害等 人为因素：设备构造上的缺陷，设计和安装的错误，检
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§1-3 继电保护的基本工作原理及组成
1.3.3 继电保护装置的组成 ➢ 测量部分:对输入量与整定值进行比较,根据比较结果， 给出“是”、“非”性质的逻辑信号，判断保护是否应该 起动。 ➢ 逻辑部分：根据测量部分逻辑状态，使保护按一定逻辑 关系工作。 ➢ 执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装 置搜承担的任务。
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。
继电保护第一讲绪论(华电继保课件)
电力系统线路保护主讲教师:贾文超电自教研室1第一章绪论1.1 继电保护的作用1.2 继电保护的基本原理及组成1.3 继电保护的基本要求1.4 继电保护的发展21.1继电保护的作用3电力系统:发电系统、输电系统、配电系统、用户。
一次设备: 发电机、变压器、母线、输电线路等。
二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备。
481.1.1 正常工作状态不等式约束条件：用电设备的功率及其上限max .min .i i i U U U ≤≤母线电压及其上、下限max .ij ij I I ≤线路电流及其上限max min f f f ≤≤系统频率及其上、下限1.1.2 不正常工作状态及其危害所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常运行状态。
91.1.2 不正常工作状态及其危害1、过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的电流增大.危害：造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老化和损坏从而导致故障.101.1.2 不正常工作状态及其危害2、过电压：发电机突然甩负荷而产生危害：造成绝缘击穿导致短路111.1.2 不正常工作状态及其危害3、频率降低：系统中出现功率缺额而引起危害：1）影响产品质量2）低于47Hz～48Hz时会引起频率崩溃3）使电压下降可能引发电压崩溃121.1.2 不正常工作状态及其危害4、系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡危害：电流和电压周期性摆动，严重影响系统的正常运行13常见的十种短路类型纵向不对称故障（断线）复杂故障：在电力系复杂故障：在电力系统的不同地点（两处或两处以上）同时发生不对称故障的情况14短路的后果•数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使故障设备损坏•短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备缩短使用寿命•电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能用户的正常工作遭到破坏或产生废品•破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至造成整个电力系统瓦解16An Example:August 14, 2003 Blackout in the United States andCanada181.1.4 继电保护的概念及作用一、继电保护的概念继电保护技术+ 继电保护装置•继电保护技术包括电力系统故障分析、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19•继电保护装置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20二、继电保护的作用•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•反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸211.2 继电保护的基本原理、构成和分类221.2.4 继电保护的分类•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、发电机保护、母线保护等•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281.2.4 继电保护的分类•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、失步保护、失磁保护等•按继电保护装置的实现技术分类机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等291.2.4 继电保护的分类•按继电保护测量值与整定值的关系分类过量保护（测量值≥整定值时动作）欠量保护（测量值≤整定值时动作）301.2.4 继电保护的分类•按保护所起的作用分类主保护、后备保护、辅助保护等主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护311.2.4 继电保护的分类•按保护所起的作用分类主保护、后备保护、辅助保护等后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。
《绪论继电保护》PPT课件
❖ 不正常运行状态：过负荷；系统中出现有功功率缺 额而引起的额定频率减低；发电机突然甩负荷引起 的发电机频率升高；中性点不接地系统和非有效接 地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压升高； 系统振荡。
❖ 故障：各种形式的短路；断线故障或者几种故障同 时发生的复合故障。
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3
❖ 发生故障时可能产生的后果：
第一章 绪论
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1
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
电力系统的一次设备：发电机、变压器、断路器、 母线、输电线路、补偿电容器、电动机及其他用电 设备等。
电力系统的二次设备：对一次设备的运行状态进行 监视、测量、控制和保护的设备。
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2
❖ 根据不同的运行条件，可以将电力系统的运行状态 分为正常状态、不正常状态和故障状态。
❖ 四、可靠性 ❖ 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，而在其他不属于它应该 动作的情况下，则不应该误动作。
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12
第四节 继电保护技术的发展简史
❖ 首先出现了反应电流超过一预定值的过电流保护。 熔断器就是最早的、最简单的过电流保护。
❖ 电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速 性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置（断 路器）的过电流继电器。
（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，
使故障元件损坏。
（2）短路电流通过系统中非故障元件时，由于发热 和电动力作用引起它们的损坏或缩短使用寿命。
（3）部分电力系统的电压大幅度下降，使大量电力 用户的正常工作和生活遭到破坏或产生废品。
（4）破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定 性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
❖ 故障：各种形式的短路；断线故障或者几种故障同 时发生的复合故障。
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3
❖ 发生故障时可能产生的后果：
第一章 绪论
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1
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
电力系统的一次设备：发电机、变压器、断路器、 母线、输电线路、补偿电容器、电动机及其他用电 设备等。
电力系统的二次设备：对一次设备的运行状态进行 监视、测量、控制和保护的设备。
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2
❖ 根据不同的运行条件，可以将电力系统的运行状态 分为正常状态、不正常状态和故障状态。
❖ 四、可靠性 ❖ 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，而在其他不属于它应该 动作的情况下，则不应该误动作。
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第四节 继电保护技术的发展简史
❖ 首先出现了反应电流超过一预定值的过电流保护。 熔断器就是最早的、最简单的过电流保护。
❖ 电力系统的发展，熔断器已不能满足选择性和快速 性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置（断 路器）的过电流继电器。
（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，
使故障元件损坏。
（2）短路电流通过系统中非故障元件时，由于发热 和电动力作用引起它们的损坏或缩短使用寿命。
（3）部分电力系统的电压大幅度下降，使大量电力 用户的正常工作和生活遭到破坏或产生废品。
（4）破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定 性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。
电力系统继电保护 全套课件
电力系统继电保护
主 编 马永翔 副主编 蓝 蔚 兰 琴 吴耀华
目录
• 第1章 绪 论 • 1.1 电力系统继电保护的作用 • 1.2 继电保护的基本原理 • 1.3 继电保护的组成及分类 • 1.4 对继电保护装置的基本要求 • 1.4.1 选择性 • 1.4.2 速动性 • 1.4.3 灵敏性 • 1.4.4 可靠性
荡闭锁
• 3.5 距离保护的整定原则和计算方法 • 3.5.1 距离保护的整定原则 • 3.5.2 距离保护的整定计算 • 3.5.3 阻抗继电器的精确工作电流校验 • 3.5.4 距离保护整定计算举例 • 第4章 高频保护 • 4.1 高频保护的工作原理和分类 • 4.1.1 高频保护的作用原理及分类 • 4.1.2 高频通道的构成 • 4.1.3 高频通道的工作方式和高频信号的作用
• 8.3.1 电流相位比较式母线保护的基本原则 • 8.3.2 保护的构成 • 8.4 双母线保护 • 8.4.1 双母线同时运行时，元件固定连接的
电流差动保护
• 8.4.2 双母线同时运行时，元件非固定连接 的母联电流相位比较式母线保护
• 8.5 整定计算举例 • 第9章 微机保护 • 9.1 概述 • 9.1.1 微机保护的基本构成
保护方式
• 6.2 变压器的励磁涌流 • 6.3 变压器的差动保护 • 6.3.1 变压器差动保护的基本原理 • 6.3.2 不平衡电流产生的原因 • 6.3.3 减小不平衡电流的措施 • 6.4 变压器的瓦斯保护 • 6.5 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 • 6.5.1 过电流保护 • 6.5.2 低电压起动的过电流保护 • 6.5.3 复合电压起动的过电流保护
• 6.5.4 负序过电流保护
• 6.5.5 过负荷保护
主 编 马永翔 副主编 蓝 蔚 兰 琴 吴耀华
目录
• 第1章 绪 论 • 1.1 电力系统继电保护的作用 • 1.2 继电保护的基本原理 • 1.3 继电保护的组成及分类 • 1.4 对继电保护装置的基本要求 • 1.4.1 选择性 • 1.4.2 速动性 • 1.4.3 灵敏性 • 1.4.4 可靠性
荡闭锁
• 3.5 距离保护的整定原则和计算方法 • 3.5.1 距离保护的整定原则 • 3.5.2 距离保护的整定计算 • 3.5.3 阻抗继电器的精确工作电流校验 • 3.5.4 距离保护整定计算举例 • 第4章 高频保护 • 4.1 高频保护的工作原理和分类 • 4.1.1 高频保护的作用原理及分类 • 4.1.2 高频通道的构成 • 4.1.3 高频通道的工作方式和高频信号的作用
• 8.3.1 电流相位比较式母线保护的基本原则 • 8.3.2 保护的构成 • 8.4 双母线保护 • 8.4.1 双母线同时运行时，元件固定连接的
电流差动保护
• 8.4.2 双母线同时运行时，元件非固定连接 的母联电流相位比较式母线保护
• 8.5 整定计算举例 • 第9章 微机保护 • 9.1 概述 • 9.1.1 微机保护的基本构成
保护方式
• 6.2 变压器的励磁涌流 • 6.3 变压器的差动保护 • 6.3.1 变压器差动保护的基本原理 • 6.3.2 不平衡电流产生的原因 • 6.3.3 减小不平衡电流的措施 • 6.4 变压器的瓦斯保护 • 6.5 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 • 6.5.1 过电流保护 • 6.5.2 低电压起动的过电流保护 • 6.5.3 复合电压起动的过电流保护
• 6.5.4 负序过电流保护
• 6.5.5 过负荷保护
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力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间的总和
三、可靠性 安全性 (不误动) 、信赖性 (不拒动)
四、灵敏性
是指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
1.4
继电保护发展简史
区域电网：供电电压在220kV及以上的电网 （全国电网 山东电网）
地方电网：供电电压小于等于110kV的电网 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。 我国电网形势：西电东送、南北互供、全国联网。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 一次设备 500kV 二次设备
高压断路器 电流互感器 电压互感器
从发电厂到用户的送电过程示意图
第一章 绪论 我国除台湾外已经形成东北、华北、 西北、华东（含福建）、华中（含 川渝）和南方等6个跨省区电网和 山东、海南、新疆、西藏4个独立 省网。除西北电网以330kV为主网 架外，其他跨省电网和山东电网都 已建成500kV主网架。香港、澳门 电网分别以400 kV和110kV和广东 电网从而和南方电网相联；华中和 华东电网通过葛上直流输电工程已 实现了互联；东北和华北、华北和 华中电网通过交流500 kV实现了互 联；华中和南方电网通过三广直流 山东电网是一个以省域为界的纯火电电网， 输电工程实现了互联；全国联网的 现已覆盖了全省的 17个市。已成为以 局面正在快速推进中， 2019年前后 300MW 和600MW级发电机组为主力机型、 可基本实现除新疆、西藏、台湾以 500kV和220kV为主网架，发、输、配电网 外的全国联网。 协调发展的超高压、大容量、高参数、高自 动化的大型现代化电网。
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间的总和
三、可靠性 安全性 (不误动) 、信赖性 (不拒动)
四、灵敏性
是指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
1.4
继电保护发展简史
区域电网：供电电压在220kV及以上的电网 （全国电网 山东电网）
地方电网：供电电压小于等于110kV的电网 电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。 我国电网形势：西电东送、南北互供、全国联网。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 一次设备 500kV 二次设备
高压断路器 电流互感器 电压互感器
从发电厂到用户的送电过程示意图
第一章 绪论 我国除台湾外已经形成东北、华北、 西北、华东（含福建）、华中（含 川渝）和南方等6个跨省区电网和 山东、海南、新疆、西藏4个独立 省网。除西北电网以330kV为主网 架外，其他跨省电网和山东电网都 已建成500kV主网架。香港、澳门 电网分别以400 kV和110kV和广东 电网从而和南方电网相联；华中和 华东电网通过葛上直流输电工程已 实现了互联；东北和华北、华北和 华中电网通过交流500 kV实现了互 联；华中和南方电网通过三广直流 山东电网是一个以省域为界的纯火电电网， 输电工程实现了互联；全国联网的 现已覆盖了全省的 17个市。已成为以 局面正在快速推进中， 2019年前后 300MW 和600MW级发电机组为主力机型、 可基本实现除新疆、西藏、台湾以 500kV和220kV为主网架，发、输、配电网 外的全国联网。 协调发展的超高压、大容量、高参数、高自 动化的大型现代化电网。
第一章 绪论
课程的性质和任务： 本课程是电气工程与自动化专业的专业任选课，通过本 课程的学习，认识到电力系统继电保护在保证电力系统的 安全稳定运行中所起的重要作用；掌握电力系统继电保护 的基本原理、基本概念、构成及运行分析方法，为今后 从事本专业范围内相关领域工作奠定基础。 课程要求：
电力系统继电保护教学课件 继电保护-绪论-PPT精品文档
围，确定是否应该使断路器跳闸或发出告警信号， 并将有关指令传达给执行部分。
29
继电保护装置的构成示意图
执行部分： 根据逻辑部分的输出结果，发出跳闸脉冲及相 应动作信息，或发出告警信号。 控制跳闸、调整，或通知值班人员。
30
继电保护的工作回路示意图： 包括 TV 、 TA、二次电缆、保护装置、信号 设备、工作电源等。
三、对继电保护的基本要求
四、继电保护的发展简史 五、继电保护工作的特点
8
一、继电保护的作用 背景： 电力系统是发电、输电、配电、用电组成的一 个实时的、复杂的联合系统。 电力生产的特点：
电能无法大容量存储，电能的生产与消耗几乎
是时刻保持平衡。 因此，不能中断——>可靠性要求极高！
9
电力系统一次设备：
等约束和不等约束条件都满足，电力系统
在规定的限度内可以长期安全稳定运行。
最关键的指标：Ue±10%,△f≤±0.2Hz，
潮流限制
11
不正常状态：
正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。
等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。 例如： 负荷潮流越限； 发电机突然甩负荷引起频率升高；
系统无功缺损导致频率降低；
45
2、速动性
要求继电保护装置以尽可能短的时限将故障切
除，减少用电设备的损坏程度，提高系统并列运行
的稳定性。
必须快速切除的故障情况：
1）发电厂或变电站母线故障；
2）大容量发电机、变压器和电动机内部故障；
3）电网并列运行的重要联络线发生的故障等。 快速切除故障，有利于提高系统并列运行的稳
定性。
46
2、速动性 故障切除时间
15
短路的危害：
（1）短路电流大，燃弧，易使元件损坏；
29
继电保护装置的构成示意图
执行部分： 根据逻辑部分的输出结果，发出跳闸脉冲及相 应动作信息，或发出告警信号。 控制跳闸、调整，或通知值班人员。
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继电保护的工作回路示意图： 包括 TV 、 TA、二次电缆、保护装置、信号 设备、工作电源等。
三、对继电保护的基本要求
四、继电保护的发展简史 五、继电保护工作的特点
8
一、继电保护的作用 背景： 电力系统是发电、输电、配电、用电组成的一 个实时的、复杂的联合系统。 电力生产的特点：
电能无法大容量存储，电能的生产与消耗几乎
是时刻保持平衡。 因此，不能中断——>可靠性要求极高！
9
电力系统一次设备：
等约束和不等约束条件都满足，电力系统
在规定的限度内可以长期安全稳定运行。
最关键的指标：Ue±10%,△f≤±0.2Hz，
潮流限制
11
不正常状态：
正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。
等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。 例如： 负荷潮流越限； 发电机突然甩负荷引起频率升高；
系统无功缺损导致频率降低；
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2、速动性
要求继电保护装置以尽可能短的时限将故障切
除，减少用电设备的损坏程度，提高系统并列运行
的稳定性。
必须快速切除的故障情况：
1）发电厂或变电站母线故障；
2）大容量发电机、变压器和电动机内部故障；
3）电网并列运行的重要联络线发生的故障等。 快速切除故障，有利于提高系统并列运行的稳
定性。
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2、速动性 故障切除时间
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短路的危害：
（1）短路电流大，燃弧，易使元件损坏；
电力系统继电保护ppt
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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。
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。
【精品】电力系统继电保护原理PPT课件(完整版)
按工作原理可分为电磁式、感应式、电动式、电子式(如晶 体管型)、整流式、热式(利用电流热效应的原理)、数字式等； 1.电磁型继电器（电磁型电压继电器工作原理与电流继电器 基本相同）
-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”。
-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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d (3)
a
b
c
d
(2) ab
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(2) ca
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(2) bc
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(2,0) ca
a
b
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c
三相短路
Three phase
两相短路
Phase -to-phase
单相接地短路
Phase -to-ground
常见的十种短路类型
两相接地短路
10
1.1.1 正常工作状态
不等式约束条件：
Sk Sk.max 用电设备的功率及其上限;
Ui.minUi Ui.max 母线电压及其上、下限；
Iij Iij.max
线路电流及其上限；
fminf fmax系统频率及其上、下限；
11
1.1.2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。
破坏电力系统并列运行的稳定性，而使事故扩大， 甚至造成整个电力系统瓦解。
18
事故
系统或其中的一部分的正常工作遭到破坏，并造 成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步， 甚至造成人员伤亡和电气设备的损坏。
一旦故障发生，要求在十分之几甚至百分之几秒内切 除故障设备。
运行人员
继电保护装置
19
2006年国外停电事故
微分方程式约束条件：
uu12ii12r1r2L1Ld2did1tdit2
dm
dt
dm
dt
双绕组单相变压器
u1u2i1r1i2r2L 1d d1 itL 2d d2it
7
1.1.1 正常工作状态
等式约束条件：
P G i P L j P S 0 Q G i Q L j Q S 0
发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率
电力系统概况
发电
输变电
配电
用电
设备分类：一次设备、二次设备。
5
1.1.1 正常工作状态
电力系统正常运行的约束条件 电力系统的运行条件一般可用3组方程式
描述，一组微分方程式用来描述系统元件及其 控制的动态规律，两组代数方程式则分别构成 电力系统正常运行的等式和不等式约束条件。
6
1.1.1 正常工作状态
14
1.1.2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。 常见的不正常状态及其危害： 系统振荡：因系统受到扰动而失去功率平衡。 危害：系统振荡时，电流和电压周期性摆动，严重影
响系统的正常运行。
15
1.1.3 故障状态及其危害
故障次数 17
28
91
百分数 1.14% 1.88% 6.12%
1319
3288.7% 2.16%17短路的后果
数值很大的短路电流通过短路点将燃起电弧，使 故障设备烧坏甚至烧毁；
短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热 和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或使设备 缩短使用寿命；
电力系统中大部分地区的电压下降，使大量电能 用户的正常工作遭到破坏或产生废品；
14
部网
24000平方公里，最长停电29小时，损失300亿美元。
常见的不正常状态及其危害： 过负荷：因负荷超过电气设备的额定值造成的电流
增大； 危害： 造成载流导体的熔断或加速绝缘材料的老
化和损坏从而导致故障。
12
1.1.2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。
常见的不正常状态及其危害： 频率降低：由于系统中出现有功功率缺额而引起的； 危害：1）影响产品质量；
国家 俄罗斯 部分地区 美国 东北地区 加拿大 部分省 欧洲电网
美国纽约
发生时间
事故后果
2006. 10.28
圣彼得堡部分地区交通和电力供应中断，近百万居民遭受断 水之苦，核电站被迫停止运转。
2006. 10.28
肆虐的狂风将很多社区的树木和电线杆连根拔起，造成美国 东北部成千上万的居民生活断电。
2006. 10.28
Phase -to-phaseto-ground
a
a
b
b
c
一相断开
c
两相断开
纵向不对称故障
复杂故障：在电力系 统的不同地点（两处 或两处以上）同时发 生不对称故障的情况
最常见且最危险的是各种类型的短路 16
2002年220kV电网输电线路故障统计表
故障类型 三相短路 两相短路 两相接地短路 单相接地短路 其他
2）降到47Hz～48Hz以下会引起频率崩溃； 3）使电压下降可能引发电压崩溃。
13
1.1.2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。 常见的不正常状态及其危害： 过电压：发电机突然甩负荷而产生； 危害：造成绝缘击穿导致短路。
天气过热，造成地下输电线路损伤。纽约市在赖克斯岛的监 狱群不得不启用自备发电机 ，受此次停电事故影响的用户人 数可能高达10万人。 某些地区停电时间长达一周。
20
国外03年发生的大停电事故－特大停电事故是现代社会的灾难
国家
美国
瑞典丹 麦 意大利
英国
马来西 亚
发生时间 事故名 称
事故后果
2003.8. 北 美 东 损失负荷61.8GW，停电8州1省5000万人，停电面积
8
1.1.1 正常工作状态
等式约束条件：
P G i P L j P S 0 Q G i Q L j Q S 0
负荷使用的有功功率和无功功率
9
1.1.1 正常工作状态
等式约束条件：
P G i P L j P S 0 Q G i Q L j Q S 0
电力系统中各种有功功率和无功功率损耗
第一章 绪 论
1
主要内容
1.1 电力系统的各种运行状态 1.2 继电保护的基本原理、构成和分类 1.3 对电力系统继电保护的基本要求 1.4 继电保护发展简史
2
1.1 电力系统的各种运行状态
3
电力系统概况
发电
输变电
配电
用电
特点：（1）电能不能大量存贮；（2）电磁过程快速； （3）与国民经济和人民的日常生活等密切相关4。
每小时100千米的狂风过后，两省出现大面积停电，波及多伦 多、蒙特利尔和魁北克城等大中城市，共有约8万人受灾。
2006. 11.4
2006. 7.17
法国和德国人口最密集的地区以及比利时、意大利、西班牙、 奥地利的部分地区发生停电，其中包括法国首都巴黎部分地 区。大多数地区在半小时内恢复供电，最严重的地区停电达1 个半小时。