现代电力系讲义统继电保护原理与技术[山东大学]
电力系统继电保护原理基础知识讲解
电流保护的接线及特点
. . 电流保护的接线方式：指保护中电流继电器与电流互
感器二次线圈之间的联系方式。 . 三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作。两相
星形接线的保护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。
电流保护的接线及特点
. (1)三相星形接线需要三个电流互感器、三个电流继 电器和四根二次电缆，相对复杂和不经济。广泛应用于 发电机、变压器等大型贵重设备的保护中，以为它能提 高保护的可靠性和灵敏性。也可用在中性点直接接地电 网中，作为相间短路的保护，同时也可保护单相接地。 . (2)两相星形接线方式较为经济简单，能反应各种类 型的相间短路。主要应用在35千伏及以下电压等级的中 性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它 作为相间短路的保护。
. 对于相间短路，故障环路为相—相故障环路，取测量 电压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两 故障相的电流差，称为相间距离保护接线方式。
28
距离保护的组成
•
• 1. 启动部分：当被保护线路发生故障时，瞬间启动保 护装置，以判断线路是否发生了故障。
• 2. 测量部分：测量元件用来测量保护安装处至故障点 之间的距离，并判别短路故障的方向。
保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的 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 保护相配合构成的一整套保护。
12
无时 限电 流速 断
保
限时 护 电流 方 速断
式
过电 流保 护
I ' =K I dz K d.Bmax
不同的电力系统结构不同，电力元件在系统中位置不 同，误动和拒动危害程度不同，因而不同情况下，侧重点 有所不同。
现代电力系统继电保护原理与技术课件
微机继电保护
基于微处理器的数字式继电保护， 具有自检、计算、通信等功能。
智能电网继电保护
基于传感器、通信、人工智能等技 术的保护，具有自适应、自愈等功 能。
02 继电保护的基本原理
继电保护的工作原理
继电保护装置通过检测电力系统的故 障信号和正常运行状态下的电气量变 化，来判断是否发生故障或处于异常 状态。
现代电力系统继电保护原理与技术 课件
contents
目录
• 现代电力系统继电保护概述 • 继电保护的基本原理 • 继电保护的常用技术 • 继电保护装置及其应用 • 现代电力系统继电保护的挑战与展望
01 现代电力系统继电保护概 述
继电保护的基本概念
继电保护
指在电力系统发生异常或故障时 ，利用一些电气量变化，快速、 自动地、有选择地切除故障部分 ，保证非故障部分继续运行。
详细描述
广域保护技术通过广域测量系统和通信网络，获取电力系统的广域信息，实现对系统进 行快速、准确和可靠的保护。这种技术能够提高系统的稳定性和可靠性，减少大面积停
电事故的发生。
04 继电保护装置及其应用
继电保护装置的基本构成
01
02
03
传感器
用于监测电力系统的运行 状态，如电压、电流、功 率等。
总结词
能够根据电力系统的实时运行状态自动调整保护参数的一种 技术。
详细描述
自适应保护技术通过实时监测电力系统的运行状态，根据系 统的变化自动调整继电保护装置的参数，以适应系统的变化 。这种技术能够提高保护的准确性和可靠性，减少误动和拒 动的情况发生。
广域保护技术
总结词
以广域测量系统和通信网络为基础，实现对电力系统进行快速、准确和可靠的保护的一 种技术。
山大电力系统分析课件
(j 2 ,3, ,n) (j 2 ,3, ,n)
U i( k ) Z ij I (j k ) Z ij I (j k 1) j 1 j i
j i j i
算法的性能特点
优点：收敛速度较快，收敛所需的迭代次数与节点数关系不大，对病态条 件不敏感 缺点：占用内存大，每次迭代所需的计算量大
(i 2,3, ,n)
非平衡节点的基本迭代计算公式 i 1 n 1 Pi s jQis ( k 1) s ( k 1) ( Y U ( k ) ) Ui Yi1U1 YijU j ij j Yii j 2 j i Ui( k ) 1 j i j i
电力系统的每个节点对应着4个变量：P、Q、U和θ。n个节点共 有4n个变量，而潮流计算方程组由2n个实数方程式构成，所以， 在潮流计算前，必须预先给定2n个变量的值，即对每个节点，要 给定其中2个变量的值 根据预先给定的变量，电力系统的节点分成PQ节点、PV节点和 平衡节点（Vθ节点）
电压相量可以用直角坐标和极坐标的形式来表示
潮流计算就是针对扰动变量p，根据给定的控制变量u，求出相 应的状态变量x
1.3 高斯-塞德尔法
基于节点导纳矩阵的高斯-塞德尔算法
以节点功率表示的潮流方程组是非线性的，一般不能直接进行解析 求解，必须采用数值计算方法，通过迭代求解。高斯-塞德尔 （Gauss-Seidel）算法是在电力系统中最早得到应用的潮流计算方法 算法的基本构成
x ( k 1) x ( k ) x ( k )
f ‘(x(k))：函数 f(x) 对x的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵 （Jacobian matrix）J k：迭代次数
电力系统继电保护原理2.1课件
距离保护具有动作速度快、保护范围广、受系统运行方式影响小等优点。
缺点
距离保护也存在一些缺点，如受过渡电阻影响较大、对系统振荡和电压回路断线等情况的 适应性较差等。同时，由于需要采集电压和电流信号进行计算，因此对硬件设备和通信通 道的要求较高。
04 差动保护原理及实现方法
差动保护基本概念与分类
整定计算与灵敏度校验方法
整定计算
根据电力系统的参数和运行方式，通过计算确定保护装置的整定值。整定值应保 证保护装置在电力系统正常运行时不误动作，在发生故障时可靠动作。
灵敏度校验
校验保护装置在电力系统最小运行方式下发生金属性短路时能否可靠动作。灵敏 度校验不满足要求时，应调整保护装置的整定值或更换保护装置。
备用电源选择
根据系统接线方式、负荷重要性等因素，选择适当的 备用电源。
两者配合使用时注意事项
配合原则
自动重合闸与备用电源自投装置应相互协调 ，避免产生冲突或误动作。
注意事项
在配置和整定自动重合闸与备用电源自投装 置时，应充分考虑系统的运行方式和故障类
型，确保装置的正确动作。
应用场景与优缺点分析
01
阻抗继电器工作原理及特性
阻抗继电器工作原理
通过测量故障时的电压和电流，计算出测量阻抗，并与整定阻抗进行比较，从而判断故障是否发生在 保护区内。
阻抗继电器特性
包括动作特性、制动特性和方向特性等。动作特性是指阻抗继电器在复平面上的动作区域；制动特性 是指阻抗继电器在不同电压和电流下的制动效果；方向特性是指阻抗继电器对故障方向的识别能力。
变压器差动保护范围
变压器差动保护主要保护变压器本体及 其引出线，能够反映变压器内部故障及 引出线的相间短路、接地短路等故障。
继电保护及原理归纳
主要的继电保护及原理一、线路主保护纵联保护纵联保护：利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来,将各端的电气量传送到对端,将各端的电气量进行比较,一判断故障在本线路范围内还是范围之外,从而决定是否切断被保护线路;任何纵联保护总是依靠通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内,信号按期性质可分为三类：闭锁信号、允许信号、跳闸信号;闭锁信号：收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件;允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件;跳闸信号：收到这种信号是保护动作与跳闸的充要条件;按输电线路两端所用的保护原理分,可分为：纵联差动保护、纵联距离保护、纵联方向保护;通道类型：一、导引线通道；二、载波高频通道；三、微波通道；四、光纤通道;1）纵联差动保护纵联差动保护：原理是根据基尔霍夫定律,即流向一个节点的电流之和等于零; 差动保护存在的问题：一、对于输电线路1、电容电流：电容电流从线路内部流出,因此对于长线路的空载或轻载线路容易误动;解决办法：提高启动电流值牺牲灵敏度；加短延时牺牲快速性；必要是进行电容电流补偿;注：穿越性电流就是在保护区外发生短路时,流入保护区内的故障电流;穿越电流不会引起保护误动;2、TA断线,造成保护误动解决办法：使差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件：本侧起动原件起动；本侧差动继电器动作；收到对侧“差动动作”的允许信号;保护向对侧发允许信号条件：保护起动；差流元件动作3、弱电侧电流纵差保护存在问题变压器不接地系统的弱电侧在轻载或空载时电流几乎没有变化解决办法：除两侧电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外,加装一个低压差流起动元件;4、高阻接地是保护灵敏度不够在线路一侧发生高阻接地短路时,远离故障点的一侧各个起动元件可能都不启动,造成两侧差动保护都不能切除故障;解决办法：由零序差动继电器,通过低比率制动系数的稳态相差元件选相,构成零序1 段差动继电器,经延时动作;注：比率制动差动即一个和电流差动,一个差电流制动,两者综合考虑,差电流越大,才能动作;5、采样不同步解决办法：改进技术6、死区故障解决办法：远跳线路M、N侧;将M侧母线保护动作的接点接在电流差动保护装置的“远跳”端子上,保护装置发现该端子的输入接点闭合后立即向N侧发“远跳”信号;N侧接收到该信号后再经也可不经起动元件动作作为就地判据发三相跳闸命令并闭锁重合闸;注：3/2接线方式中母线保护动作是不允许发“远跳”信号的,而是母线保护起动失灵保护,失灵保护动作后起动“远跳”跳对侧断路器;二、对于主变在空载投入变压器、或者是外部故障切除电压恢复时,变压器电流表指针会有很剧烈的摆动,然后再返回正常的空载电流值,这个冲击电流就是所谓的励磁涌流;它有以下几个特点：1、涌流含有数值很大的高次谐波分量主要是二次和三次谐波,主要是二次谐波,因此,励磁涌流的变化为尖顶波,并且有明显的间断角;2、励磁涌流的衰减常数与的饱和程度有关,饱和越深,电抗越小,衰减越快;因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢;3、一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些;4、励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的6～8倍;当整定一台断路器控制一台变压器时,其速断可按变压器励磁电流来整定;根据这些特点,可以提出相应的解决办法;比如采用带有饱和变流器的差动继电器构成差动保护；利用二次谐波制动原理构成差动保护;2）纵联方向保护纵联方向保护是在规定正方向的情况下,通过比较故障分量电压和和电流在模拟阻抗上产生的电压之间的相位,正方向故障时,其功率方向为正,如上面公式所示;这是在假定各个阻抗的阻抗角相等的理想情况下的出来的,而在考虑各种因素的影响时,工频突变量的方向元件在正方向故障时功率方向为正的判据为270°,90°,即左半区域内,可以理解为阻抗部分的电阻值一定为负值,即所谓的电阻应该是变小的;反之,就容易得出另一个判据,反方向时判据为90°,-90°;纵联方向保护的原理决定它有以下几个特点：1、不受负荷状态的影响；2、不受故障点过渡电阻的影响；3、故障分量的电压、电流间的橡胶与系统电阻决定,方向明确；4、可消除电压死区；5、不受系统振荡影响;3）纵联距离保护纵联距离保护和纵联方向保护类似,只是将方向元件改成了距离元件;距离保护通过比较短路点与保护安装处的线路阻抗Zm和整定阻抗Zset,有以下三种情形：1、Zm<Zset,说明在保护区内,保护动作；2、Zm>Zset,说明在保护区外,保护不动作；3、Zm在Zset的反方向,说明为反方向故障,保护不动作;从它的保护原理,即通过比较两者的阻抗值可知,在考虑一定的裕量,以及发生高阻接地是要保证灵敏性的要求下,距离保护不能保护线路的全长,一般来说,距离1段能保护线路全长的80%；距离II段保护全长及下一线路的一部分；距离III段保护下一线路全全长,作为下一线路的远后备;纵联距离保护归根于距离保护的一段,即距离I段;纵联距离保护很少受系统运行方式、网络结构和负荷变化的影响;但它受系统振荡的影响、在串补电容线路上整定困难;距离保护还可以兼做本线路和相邻线路的后备保护用;二、重合闸电力系统的运行经验表明,架空线路故障大都是“瞬时性”故障,这些故障发生时,继电保护动作开关断开,电弧很快自然熄灭,这时故障点的绝缘强度重新恢复,此时,合上断路器能够恢复正常供电;重合闸的优点明显：首先能提高供电的可靠性,尤其是单回路线路；同事,也能提高电力系统并列运行的稳定性；对断路器机构本身或继电保护的误动作引起的误跳闸也能进行纠正补救;重合闸的缺点在于：当重合于永久性故障时,电力系统又受到了一次故障的冲击,有可能降低并列运行的稳定性；同时,它要求断路器在短时内连续两次切断短路电流,对短路器的灭弧能力要求高;重合闸不应动作的情况：1由值班人员手动或操作遥控装置将断路器断开；2手动合闸;重合闸起动方式有位置不对应起动偷跳和保护户跳闸起动;重合闸的单重、三重和综重1、单相重合闸是指：线路上发生单相接地故障的时候,保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合闸；2、2、三重是指：不管线路上单相接地故障还是相间短路故障,都跳开三相,再三相重合闸；3、3、综合重合闸是指：当发生单相接地故障时采用单相重合闸方式,当发生相间短路时采用三相重合闸方式;一般来说,对于110kV及以下线路,采用单重方式；对于220kV及以上线路,采用多重方式；对于孤立线路,没有形成环网等特殊情况采用综重,各种方式的采用是综合考虑线间距离而导致的故障类型的可能性、供电的可靠性以及对系统的冲击来考虑的;重合闸的动作时间一方面,为了缩短电源断开时间,希望动作时限越短越好；另一方面,重合闸前要保证灭弧使介质绝缘强度恢复,这包括两点内容：一为断路器机构灭弧室；二为故障点的电弧熄灭;综合来看,重合闸的时间又不能太短,一般来说为,,;检无压和检同期检无压：在合开关前,先检测开关线路侧是否有电压,确定无电压后,再合开关;检同期“在和开关前,先检测开关两端是否满足同期条件电压和相位都相同,再合开关;两侧跳闸后,线路无压,这时投无压侧先将开关合上,另一侧检同期后再合闸;如果两侧均投检同期,由于线路无压,母线侧有压,两侧开关均不满足同期条件,将无法操作;如果一侧投检无压,另一侧投检同期,那么,检无压一侧,在断路器由于某种原因误碰或保护误动时而跳闸,对侧并未动作,此时线路有压,不能重合;因此,两侧均应装有检无压和检同期,但是,一侧投检无压和检同期后,另一侧只能够检同期,否则出现同时检无压重合闸导致非同期合闸,此时,在检同期继电器触点回路中要串接检无压的触点;两侧重合闸的配合问题重合闸是,一般在系统侧投检无压,靠近电厂侧投检同期,是为了防止重合于永久性故障时,再一次对发电机组造成冲击;同样的考虑还有500kV线路3/2接线方式的采用边开关先合,因为开关重合于永久性故障并且开关此时不能跳开时,系统的停电范围影响停一条母线,还是相邻的一条线路,因为对于500kV线路来说,线路在一般情况下比母线更重要;需要说明的是,对于单重方式,就不存在检同期,因为两相仍处于合闸状态;三、断路器保护断路器保护的功能配置：1、失灵保护对于3/2接线,断路器分为边断路器和中断路器,两者失灵时所跳的断路器有所不同,前者是跳中断路器和所连母线上所有边断路器；后者是跳两个边断路器,并且发远跳跳开线路对侧的与线路相连的断路器;一般来说,220kV及以下的失灵配置母差保护来完成,而500kV3/2接线时,则由断路器保护完成失灵失灵保护的动作条件故障相失灵：按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后,先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器;非故障相失灵的实现：由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件,并且失灵过流低定值动作元件连续动作,此时输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器;发变三跳起动失灵回路的实现：由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放;三个辅助判据均可由整定控制字投退;输出的动作逻辑先经可整定的失灵跳本开关时间延时定值发三相跳闸命令跳本断路器,再经可整定的失灵跳相邻开关延时定值发失灵保护动作跳相邻断路器;500kV开关失灵：开关的失灵保护是在开关保护里实现的,线路保护的分相跳闸命令来自操作箱的三相跳闸命令TJR开入至开关保护开关保护内部逻辑判断--过流判据失灵高定值0.6A,失灵低定值0;4A,满足失灵条件时经第一时限跳本开关,跳相邻开关即SLJ触点闭合;对于边开关来说,两个SLJ触点跳相邻中开关；两个SLJ触点起动母差失灵；另有四个SLJ触点开入至发信装置起动发信远跳;三跳接点可以分为三种：TJQ 三跳启动重合闸、启动失灵——目前基本没有什么用单重；TJR 三跳不启重合闸、启动失灵——母线保护、电抗器、失灵保护、远跳等的出口；TJF三跳不启重合闸、不启失灵——非电量出口不一致、本体等 ,三相不一致、瓦斯TJQ为三跳继电器,不闭锁重合闸,在一些三跳三重的场合TJQ动作还是允许重合的;如果此时去启动远跳回路肯定是不合适;TJR为永跳继电器,闭锁重合闸,往往母差保护及一些需闭锁重合闸的动作通过它来出口;TJR一但动作,肯定不能重合,用它来启动远跳回路;220kV开关失灵：1°线路开关失灵线路开关的失灵保护由线路保护、开关保护、失灵保护共同实现的,线路保护的分相跳闸命令来自操作三相跳闸命令TJR和TJQ与开关辅助保护过流判据失灵电流定值串联,开入至失灵保护屏,经失灵出口短延时跳母联/分段,失灵长延时跳该母线上所连接的所有开关;2°母联/分段开关失灵母联/分段开关的失灵保护由母差保护实现的,来自操作的三相跳闸命令TJR 开入母差保护屏,有母差保护经过流判据母联失灵电流定值实现失灵保护,满足失灵条件时经延时跳两条母线上的所有开关;3°变中开关失灵变中开关失灵有主变保护屏起动,借助失灵屏跳主变三侧;经内部逻辑判断后,开入之失灵屏的变中失灵中；同时主变保护屏的跳中压侧开关的命令开入至失灵屏解除复压闭锁；两者条件同时满足,使得保护元件和闭锁元件触电同时动作,从而实现联跳主变三侧;2、自动重合闸前面已有提及3、三相不一致保护定义：断路器只有一相或两相跳开,三相跳位开入不一致,非全相状态此时系统中有零序/负序分量,它的控制字为“不一致经零序开放投”“不一致经负序开放投”,闭锁重合闸,不启动失灵TJF;4、充电保护充电保护由按相构成的两段两时限相过流和一段零序过流组成;充电保护动作后,起动失灵保护;仅在线路变压器充电时投入,充电正常后立即退出;5、死区保护死区保护是为开关CT间故障时,开关跳开并不能切除故障,此时,为减小这种故障对系统的影响而设置的比失灵保护动作更快的保护;动作逻辑为：当装置收到跳闸信号和TWJ信号,且死去过流元件动作仍不返回,受死区保护投入控制经整定延时起动死区保护,出口回路与失灵一致;动作延时更小1°CT和开关之间2°死区保护与失灵保护公用出口3°动作时间比失灵保护动作快动作条件：三相跳闸接点；三相跳位；死区电流动作；死区延时对于3/2接线,6、跟跳单相跟跳：收到线路保护来的A/B/C单相跳闸信号,并且相应的高定值电流元件动作,瞬时分相跳闸;两相跳闸联跳三相,收到而且仅收到线路保护来的两相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,经15MS延时联跳三相;三相跟跳：收到三相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,瞬时三相跳闸出口;四、主变保护1瓦斯保护反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作,它可防御变压器油箱各种短路故障和油面的降低,切具有很高的灵敏度;瓦斯保护有重轻之分,一般重瓦斯保护动作于跳开格策开关,轻瓦斯保护动作于信号;2纵联差动保护和电流保护用于防御变压器绕组和引出线的各种相间短路故障、绕组的匝间短路故障不能反映绕组很少的匝间短路故障以及中性点直接接地系统侧绕组和引出线的单相接地短路;纵差保护存在的问题：1°变比不同、分接头位置不同以及电流互感器的励磁特性不同,均会引起偏差,一般可以通过增设平衡绕组或改变微机保护的算法来补偿;2°励磁涌流,正常时,由于励磁电流很小,影响可不及,但在空载或者外部故障切除后电压恢复时,会有很大的励磁涌流,并且这种电流只流过电压器绕组的其中一侧,将会引起很大的差流,引起误跳闸,可以通过二次谐波量和间断角等识别励磁涌流;3反映外部相间短路故障的后备保护对于外部相间短路引起的变压器过电流,同时作为变压器瓦斯保护、纵联差动保护的后备保护,可采用的保护有过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流及单相式低电压起动的过电流保护以及阻抗保护等;4反应外部接地短路故障的后备保护对中性点直接接地电力网中,有外部接地短路引起过电流时,如变压器中性点接地运行应装设零序电流保护;零序电流保护可由两段组成,每段可各带两个时限,并均以较短的时限动作于缩小故障影响范围,或动作于本侧断路器,以较长的实现动作于断开变压器各侧断路器;5过负荷保护过负荷延时动作于信号,无人站必要时可动作于自动减负荷或跳闸;6过励磁保护大型变压器需装设过励磁保护,由于变压器铁心中的磁通密度B与电压/频率比U/f成正比,因此当电压升高和频率降低时会引起变压器过励磁,铁耗增加、发热,严重时甚至引起绝缘损坏;7其他非电量保护本体和有载调压部分的油温保护、压力释放保护、风冷保护、过载闭锁有载调压保护;五、母线保护断路器套管及母线绝缘子闪络、母线PT故障、运行人员的误碰误操作均会引起母线短路故障;母线故障的保护方法：根据电压等级的不同,对于35kV及以下母线,一般利用母线相连元件的保护装置来切除故障比如过电流保护,即不单独设置母线保护；而对于110kV及以上的母线,涉及到的负荷相对更大,这是为保证供电的可靠性,应该有选择性地切除任一组母线上的故障,并且另一段无故障母线仍能继续运行,这是就配置专用的母线保护;母线保护是以CT为分界点的,这也是因为母线保护按差动原理构成有关;因为差动保护能满足速动性和选择性的要求;母线差动原则：1°区外故障时,母线所连支路中流入和流出的电流相等；2°区内故障时,所有的电流几乎流向短路故障点,此时,流入和流出的电流不相等;3°从相位上来看,区外故障时,至少有一条支路的电流相位和其他支路相反；而区内故障时,由于电流都流向故障点,此时电流都是同相位的;完全差动和不完全差动：不完全差动需,1躲开外部短路时产生的不平衡电流；2躲开母线连接元件中,最大负荷支路的最大负荷电流,以防止电流二次回路断线时误动;母线不完全差动保护只需将连接于母线的各有电源元件上的电流互感器,接入差动回路,在无电源元件上的电流互感器不接入差动回路;因此在无电源元件上发生故障,它将动作;电流互感器不接入差动回路的无电源元件是电抗器或变压器;双母线接线方式的大差和小差双母线固定连接方式的完全电流差动保护：由三组差动保护组成,1M小差动,2M 小差动,1M、2M大差动;有大差之后,在母线运行方式发生变化时,由于小差通过大差闭锁来动作开关,可以有效闭锁区外故障时差动保护误动作;同样,在运行方式发生变化时,对于区内故障,会由大差继电器首先动作于母联开关,然后,小差I 、II继电器均有故障电流时会跳开两条母线;此种情况下会扩大停电范围;母联电流相位比较式差动保护：第一部分,进线和出线电流总电流继电器KA；第二部分,总差流,母联断路器电流和相位比较继电器KP;正常或区外故障时,KA不启动,不会误动；区内故障时,由KA判断区内故障,由KP判断故障母线;这种方式的缺点在于单母线运行时,需配置另一套单母线运行保护;举例说明母差动作：1、如果变电站A中母差保护动作母线故障,开关1跳开,对侧的开关2会跳开吗如果跳开的话,是不是通过变电站A母差保护操作箱中TJR发的远跳命令呢2、如果变电站A中母差保护动作母线故障,开关1拒跳,对侧的开关2会跳开;以前的培训说的是,母差保护动作,开关拒动会停信闭锁式保护,使开关2跳开;我在想,如果母差保护动作就会启动操作箱中TJR发远跳命令的话,就用不着停信使开关2跳开了;准确的说是母差保护跳令发送至操作箱的TJR继电器,TJR除跳闸,启动失灵外,同时给保护的"远跳开入"回路发一个开入,保护接到"远跳开入"开入量后,就向对侧保护发远跳命令,使对侧断路器跳闸;所以说根本的东西在于保护是否接到"远跳开入",如果接到了,就会向对侧保护发远跳命令;如果接线正确,不论开关是否拒跳,都会有：母差跳闸=>启动TJR=>保护收到远跳开入=>对侧断路器跳闸是否经启动控制要视控制字而定;TJQ为三跳继电器,不闭锁重合闸,在一些三跳三重的场合TJQ动作还是允许重合的;如果此时去启动远跳回路肯定是不合适;TJR为永跳继电器,闭锁重合闸,往往母差保护及一些需闭锁重合闸的动作通过它来出口;TJR一但动作,肯定不能重合,用它来启动远跳回路;本侧母差都动作了说明是母线故障,本侧开关跳开,现在如果线路保护是光纤纵差保护,母差保护动作启动TJR,TJR一副接点去启动远跳让对侧结合控制字是否需经本侧启动控制直接跳闸或者是远传结合本侧就地判据出口跳闸,本侧开关已经跳开,为了更快的隔离故障让对侧也跳闸也不会有什么负荷损失,像以前母差保护动作停信是针对闭锁式高频保护,CT与开关之间的故障,本侧母差保护动作跳开本侧开关,由于高频保护未能来得及动作,在本侧开关跳开后,故障点的电流由对侧流过来,对于本侧保护来说是反方向故障,保护会发信闭锁对侧的高频保护使得高频保护不能跳闸,由于对侧的距离一段只能保护线路全长的80%,只能由距离二段切除故障,距离二段时间较长会使故障扩大,所以必须让本侧母差保护动作让本侧保护停信好让对侧高频保护动作快速切除故障;母差动作和失灵动作的不同母差保护跳各种元件都是瞬时的,因为其判据简单且母线故障对系统稳定性影响极大;对于失灵保护而言,回路及判据相对复杂且一旦动作停电范围大,因此动作相对保守;这也是为什么失灵动作跳其它断路器要有延时的目的之一,尤其是现在保护双套配置的情况下,我们完全有理由在出现断路器失灵起动量保护动作接点＋电流判别元件寄希望于其它保护动作切除故障 ;因此,衡量了误动以及延时动作两者的危害后,延时跳开其它断路器是可以接受的;同时考虑到切除母联断路器一般情况下并不影响供电,因此母联断路器的切除时间可以更短些;但是因为判断断路器失灵不得不考虑保护动作时间和断路器动作时间以及整定计算上要考虑的时间最小级差的问题,因此跳开母联断路器也是要有短延时的,只不过这个时间可以比跳开其它断路器的时间更短些;相关补充1、对称分量法对称分量法method of symmetrical components电工中分析对称系统不对称运行状态的一种基本方法;广泛应用于三相交流系统参数对称、运行工况不对称的电气量计算;。
电力系统继电保护原理全套课程通用课件
继电保护的基本概念
继电保护
当电力系统中的元件或系统本身发生异常情况或故障时，能自动、迅速、有选 择地将故障元件从系统中切除，保证无故障部分继续运行，将事故限制在最小 范围的一种自动化措施。
继电保护装置
实现继电保护功能的设备或装置，用于快速、正确地隔离故障设备或线路，保 障电力系统的安全稳定运行。
异常运行状态
包括过负荷、过电压、欠电压等， 会对电力系统的稳定运行造成威胁 。
电流、电压、功率等基本物理量
01
02
03
电流
表示电荷在导体中流动的 量，是继电保护中的重要 物理量之一。
电压
表示电场中电位差的大小 ，是电力系统中能量传输 和转化的基础。
功率
表示单位时间内转换、消 耗或传输的能量，是衡量 电力系统运行效率的重要 指标。
差动保护
总结词
差动保护是通过比较线路两侧的电流大 小和相位，判断是否发生故障的保护方 式。
VS
详细描述
差动保护利用电流互感器检测线路两侧的 电流值，通过比较两侧电流的大小和相位 来判断是否发生故障。当检测到两侧电流 大小和相位不一致时，保护装置动作，切 断故障线路。差动保护具有较高的灵敏度 和可靠性，适用于变压器、发电机等重要 设备的保护。
率。
电力系统继电保护的基本元件
互感器
用于将高电压和大电流转换为低电压 和小电流，以便于测量和保护装置的 采集。
断路器
继电器
用于实现继电保护功能，能够根据输 入的物理量（如电流、电压等）判断 电力系统的运行状态，并采取相应的 动作（如跳闸、报警等）。
用于控制电力系统的正常运行和故障 切除，是继电保护装置的重要组成元 件之一。
继电保护讲义
同步稳定
振荡及振荡闭锁
• 无故障全相振荡的电压轨迹和阻抗轨迹 • 静稳破坏——突变量电流不启动，电流缓慢增 加，当超过静稳电流时闭锁距离保护。 • 暂稳破坏——突变量电流启动，静稳电流不动 作，开放距离保护160ms左右，之后闭锁距离 保护。 • 时间上躲振荡周期（ 1.5s）。振荡时测量阻抗 周期性动作、返回。
• 主要特征是所有变换系数是实数。在实现上运 算速度快。 • 叠加原理（略）。突变量保护。
电力系统对继电保护的要求
• • • • • “四性”： 可靠性（可信赖性和安全性） 选择性 快速性 灵敏性
“四性”
• 可靠性（可信赖性和安全性） • 可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或 故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。 • 安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所 有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。 • 可信赖性与安全性是一对矛盾。实际应用中它与接线 方式与电网结构有关 。 • 对于 220kV 电网以可信赖性为主，重点防止保护拒动。 • 对于500kV电网以安全性为主，重点防止保护误动。
振荡及振荡闭锁
• 对称开放——利用振荡中心电压随δ变化而变 化；短路点电压基本不变化（约0.05pu）。 • UCOSφ——无故障时是振荡中心电压；三相 短路时是短路点电压。 • 带短延时区分振荡和三相短路。
躲负荷抗振荡及过渡电阻
• 线路保护避开最大事故过负荷、系统振荡不误 动和可切除振荡中故障是线路保护一个原则。 对超高压线路主要针对的是距离保护，避开最 大事故过负荷和耐过渡电阻能力是一对矛盾， 一致认为相间距离耐过渡电阻的能力不低于 20Ω/相（相间40Ω）便可，恰当地整定容易避 开最大事故过负荷。接地短路可能有大的接地 电阻，但接地距离也只能对付不太大的过渡电 阻（如小于80Ω/相），对于大接地过渡电阻 （如300Ω/相）只有靠零序电流切除。
电力系统继电保护基本原理课程学习指导资料
电力系统继电保护基本原理课程学习指导资料电力系统继电保护基本原理是电气专业本科教育中重要的一门基础课程。
在电力系统的运行过程中，电力设备难免会遭遇各种故障，如电缆短路、变压器内部故障、发电机过载、线路切分等，如果没有继电保护，就会对电网的稳定性，以及电力设备的安全和可靠性产生危害。
因此，了解电力系统继电保护基本原理及其实现方法，对于保证电力系统正常稳定运行和加强电力设备的安全是必要的。
一、课程目标及范围电力系统继电保护基本原理课程培训在同时强调理论知识和实践操作，使学员全面掌握电力系统继电保护的基本概念，故障分析和保护原则，保护装置和系统的组成、工作原理和应用，以及常见故障的诊断和排除技术。
课程范围包括：1.电力系统基本概念及其故障特征和类型。
2.电力系统继电保护原理和分类。
3.电力设备继电保护装置的组成、运行原理和正确运行的技术要求。
4.电力系统故障实时检测、处理和记录技术。
5.主要故障的诊断和排除技术及应急处理措施。
二、教学方法本课程是理论和实践相结合的课程，主要采用授课、互动式讨论、案例分析和实验室实操等教学方法，以学员为中心，群体讨论和分享共同实践经验。
同时，课程难度较大，学员必须具备一定的电力系统和继电保护基础知识。
三、课程特点本课程具有以下特点：1.专业性强：本课程是电气专业必修科目，与电力系统和电力设备的设计、施工、运行、维护、管理密切相关，强调专业性的深度和广度。
2.实践性强：本课程注重实际应用，以实际案例为基础，通过仿真实验和现场实操的方式，将继电保护的基本理论与实际应用相结合，培养学生实际动手能力。
3.前沿性强：本课程着力于介绍继电保护领域的最新技术和研究成果，引领学生掌握电力系统继电保护的前沿动态和未来发展趋势。
四、课程内容1.电力系统基本概念及其故障特征和类型。
电力系统包括发电机、变压器、高压电缆、开关设备、电缆输电线路、变电站等电力设备和设施，功能是把电能从发电机传输到用电设备，保障用电设备的正常运行。
电力系统继电保护原理PPT讲义(PDF106页)
8. 反应故障时电压降低动作的低电压保护，要使保 护动作，灵敏系数必须（ ）。 A.大于1 B.小于1 C.等于1
9. 从故障切除时间考虑，原则上继电保护动作时间 应（ ）。 A．越短越好 B．越长越好 C．无要求，动作就行
10.继电保护在需要动作时不拒动，不需要动作时不 误动是指保护具有较好的（ ）。 A. 选择性 B. 快速性 C. 灵敏性 D. 可靠性
1.3对继电保护的基本要求
3.灵敏性
指对于其保护范围内发生的故障或不正常运行 状态的反应能力。
要求：在规定保护区内故障时，不论系统运行 方式、短路点的位置、短路的类型如何，以及短路 点是否有过渡电阻，都能灵敏地正确地反应出来。
应按照最不利的情况来检验保护灵敏性。 通常，用灵敏系数(Ksen)来衡量灵敏性。 一般要求在1.2～2之间
有选择性
1.3对继电保护的基本要求
1.选择性
主保护+后备保护
指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，
当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时， 才
允许由相邻设备或线路的保护或断路器失灵保护切
除故障。 主保护：
后备保护
是指能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：
后备保护指主保护或断路器拒动时用以切除故障
IC
UkAEA
k
EC
UkCUkB
EB IB
A B C
UkA UkB UkC 0
EBC
U kB
UkC
1 2
U
kA
3.1单侧电源网络相间短路电流保护
一、电流速断保护(I段)
3.短路电流分析
3)影响短路电流大小的因素
a)故障类型
电力系统继电保护原理版课件
母线是电力系统中的重要元件，负责汇集和分配电能。当母线发生故障时，会导致大范围的停电事故。因此，对母线进行继电保护至关重要。
母线继电保护的原理
通过装设母线保护装置，监测母线的运行状态，判断是否发生故障。一旦检测到故障，保护装置会迅速切断故障部分，防止事ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ扩大。
母线继电保护的分类
根据保护原理和应用场景，母线继电保护可分为差动保护、电流保护和电压保护等。
全线速动保护的缺点是设备成本较高，需要铺设额外的通信设备和电缆，且对于多电源供电系统或环形供电系统，实现起来较为复杂。
全线速动保护是输电线路中最快速的保护方式，通过在输电线路上安装高频或光纤通信设备，实时监测线路状态，一旦发现故障，立即切除故障线路。
全线速动保护具有快速、准确、可靠等优点，适用于对重要输电线路的保护。
阶段式电流保护具有简单、可靠、经济等优点，适用于一般输电线路的保护。
阶段式电流保护的缺点是对于远距离输电线路，由于线路的阻抗较大，保护装置的灵敏度较低，可能无法及时切除故障。
距离保护是通过测量输电线路上的电压和电流，计算出线路阻抗值，并根据阻抗值的大小判断线路是否发生故障的保护方式。
距离保护具有较高的灵敏度和可靠性，能够适应各种复杂环境和运行方式下的输电线路保护。
发电机和变压器的继电保护
总结词：发电机继电保护是电力系统中的重要组成部分，用于保护发电机组免受各种故障和异常运行情况的影响。
总结词：变压器继电保护用于保护变压器设备不受各种故障和异常运行情况的影响，保障电力系统的稳定运行。
母线与电动机的继电保护
母线继电保护的配置
在实际应用中，需要根据母线的电压等级、接线方式和运行特点等因素，合理配置母线继电保护装置，以确保其可靠性和选择性。
【精品】电力系统继电保护原理PPT课件(完整版)
-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”。