继电保护ppt课件
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电力系统继电保护
一.常用继电保护装置类型
1.电流保护（按照保护的整定原则，保护范围及原理 特点 ）
✓ 过电流保护--是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最 大负荷电流来整定的。
✓ 电流速断保护--是按照被保护设备或线路末端可能出现的最 大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。
✓ 定时限过流保护--定时限过电流保护由电流继电器、时间继 电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继 电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器 发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流 的大小无关，动作时间是恒定的。
✓ 方向高频保护--基本工作原理是，以比较被保护线路两端的 功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装 置。
6.距离保护
这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电 保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路 故障点不 同的阻抗值而整定的。
7.平衡保护
这是一种作为高压并联电容的保护装置。它是根据并联 电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。
1. 先用数字滤波器多采样信号进行滤波，再使用算 法对滤波后的信号进行处理；
2. 算法本身就具有良好的滤波性能，直接对输入的 采样信号进行处理。
3. 一般情况下这两种基本途径或多或少都需要用到 数字滤波器。
4.
3.算法问题
算法的目的是从数字滤波器的输出采样序列或直 接从输入采样序列中求取电气信号的特征参数，并且 进而实现保护动作判据或动作方程。微机保护中算法
源自文库
8.负序及零序保护
这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故 障时的主要保护装置。
9.方向保护
这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回 线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向 符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切 除故障点。
二.数字式继电保护
数字式继电保护是指基于可编程数字电路技术和实 时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护 。它又 被称作计算机型继电保护、微型计算机型继电保护、 微处理器型继电保护，或简称微机保护。
➢ 欠电压保护--防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受 损而设的。
➢ 零序电压保护--为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故 障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地） 的电力系统中。
3.瓦斯保护
4.差动保护
这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障， 在保护中产生的差动电流而动作的一种保护装置。常用做主 变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的 不同可分为：
一台完整的微机保护装置主要由硬件和软件两部分 构成。硬件指模拟和数字电子电路，硬件提供软件运 行平台，并且提供数字式保护装置与外部系统的电气 联系；软件指计算机程序设计，由它按照保护原理和
功能的要求对硬件进行控制，有序地王朝数据采集、 外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执 行等各项操作。
1.微机保护的数据采集
②基本动作判据的算法
启动判据的算法 相位比较和幅值比较判据的算法 功率方向判据的算法 实现距离元件动作特性的算法 电流差动判据的算法
三.我国电力系统继电保护的未来发展趋 势
1.我国电力系统继电保护技术的发展历史
我国继电保护技术在四十年的时间里四个发展的 历史阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护 装置、到集成电路式继电保护装置、再到微机继电保 护装置。
分为两大类：一类是特征量算法，用来计算保护所需
的各种电气量的特征参数，如交流电流和电压的幅值 及相位、功率、阻抗、序分量等；另一类是保护动作 判据或动作方程算法，与具体的保护功能密切相关， 并需要利用特征量算法的结果。特征量算法是微机保 护算法的基础。
①特征量算法
正弦信号的特征量算法 非正弦信号的特征量算法 移相算法 序分量算法 阻抗算法故障分量算法
纵联差动保护--常用作发电机的短路保护和并联电容器的保 护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动 保护。
横联差动保护--一般常用作主变压器的保护，是专门保护变 压器内部和外部故障的主保护 。
5.高频保护
这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保 护装置。
✓ 相差高频保护--基本原理是比较两端电流的相位的保护。规 定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就 是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时， 两侧电流相位差180度。
2.继电保护的发展趋势
继电保护技术未来的趋势是向计算机化，网络化， 智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化方向发 展。
•计算机化 计算机化是不可逆转的发展趋势。但对 如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电 保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益， 尚须进行具体深入的研究。
✓ 反时限过电流保护--继电保护的动作时间与短路电流的大小 成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路 电流越小，继电保护的动作时间越长。
✓ 无时限电流速断--不能保护线路全长，它只能保护线路的一 部分 。
2.电压保护（按照系统电压发生异常或故障时的变化 而动作的继电保护）
➢ 过电压保护--防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。
•采样过程 通过采样保持去器S/H把连续信号变为离 散信号；
•模数变换 通过A/D对采样信号的幅值进行离散化。
2.数字滤波
目前，大多数数字式继电保护是以故障信号的基 频分量或某种整次谐波分量为基础构成，而在实际 故 障情况下，输入信号中除了有用成分外，还包括许多 无效的“噪声”分量，为了消除噪声分量的影响，有 两种基本途径：
微机继电保护的输入信号是电力系统的模拟量， 而计算机只能对数字量进行计算和判断，因此由电力 系统经电压互感器和／或电流互感器输入的模拟量必 先经过预处理，继电保护在大部分情况下取用输入信 号中的基波模拟量。
微机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 力系统的主要的电量却是模拟性质的信号，因此，首 先需要通过数字信号采集系统将连续的模拟信号转变 为离散的数字信号，这个过程称为离散化。包括两个 过程：
一.常用继电保护装置类型
1.电流保护（按照保护的整定原则，保护范围及原理 特点 ）
✓ 过电流保护--是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最 大负荷电流来整定的。
✓ 电流速断保护--是按照被保护设备或线路末端可能出现的最 大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。
✓ 定时限过流保护--定时限过电流保护由电流继电器、时间继 电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继 电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器 发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流 的大小无关，动作时间是恒定的。
✓ 方向高频保护--基本工作原理是，以比较被保护线路两端的 功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装 置。
6.距离保护
这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电 保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路 故障点不 同的阻抗值而整定的。
7.平衡保护
这是一种作为高压并联电容的保护装置。它是根据并联 电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。
1. 先用数字滤波器多采样信号进行滤波，再使用算 法对滤波后的信号进行处理；
2. 算法本身就具有良好的滤波性能，直接对输入的 采样信号进行处理。
3. 一般情况下这两种基本途径或多或少都需要用到 数字滤波器。
4.
3.算法问题
算法的目的是从数字滤波器的输出采样序列或直 接从输入采样序列中求取电气信号的特征参数，并且 进而实现保护动作判据或动作方程。微机保护中算法
源自文库
8.负序及零序保护
这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故 障时的主要保护装置。
9.方向保护
这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回 线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向 符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切 除故障点。
二.数字式继电保护
数字式继电保护是指基于可编程数字电路技术和实 时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护 。它又 被称作计算机型继电保护、微型计算机型继电保护、 微处理器型继电保护，或简称微机保护。
➢ 欠电压保护--防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受 损而设的。
➢ 零序电压保护--为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故 障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地） 的电力系统中。
3.瓦斯保护
4.差动保护
这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障， 在保护中产生的差动电流而动作的一种保护装置。常用做主 变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的 不同可分为：
一台完整的微机保护装置主要由硬件和软件两部分 构成。硬件指模拟和数字电子电路，硬件提供软件运 行平台，并且提供数字式保护装置与外部系统的电气 联系；软件指计算机程序设计，由它按照保护原理和
功能的要求对硬件进行控制，有序地王朝数据采集、 外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执 行等各项操作。
1.微机保护的数据采集
②基本动作判据的算法
启动判据的算法 相位比较和幅值比较判据的算法 功率方向判据的算法 实现距离元件动作特性的算法 电流差动判据的算法
三.我国电力系统继电保护的未来发展趋 势
1.我国电力系统继电保护技术的发展历史
我国继电保护技术在四十年的时间里四个发展的 历史阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护 装置、到集成电路式继电保护装置、再到微机继电保 护装置。
分为两大类：一类是特征量算法，用来计算保护所需
的各种电气量的特征参数，如交流电流和电压的幅值 及相位、功率、阻抗、序分量等；另一类是保护动作 判据或动作方程算法，与具体的保护功能密切相关， 并需要利用特征量算法的结果。特征量算法是微机保 护算法的基础。
①特征量算法
正弦信号的特征量算法 非正弦信号的特征量算法 移相算法 序分量算法 阻抗算法故障分量算法
纵联差动保护--常用作发电机的短路保护和并联电容器的保 护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动 保护。
横联差动保护--一般常用作主变压器的保护，是专门保护变 压器内部和外部故障的主保护 。
5.高频保护
这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保 护装置。
✓ 相差高频保护--基本原理是比较两端电流的相位的保护。规 定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就 是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时， 两侧电流相位差180度。
2.继电保护的发展趋势
继电保护技术未来的趋势是向计算机化，网络化， 智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化方向发 展。
•计算机化 计算机化是不可逆转的发展趋势。但对 如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电 保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益， 尚须进行具体深入的研究。
✓ 反时限过电流保护--继电保护的动作时间与短路电流的大小 成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路 电流越小，继电保护的动作时间越长。
✓ 无时限电流速断--不能保护线路全长，它只能保护线路的一 部分 。
2.电压保护（按照系统电压发生异常或故障时的变化 而动作的继电保护）
➢ 过电压保护--防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。
•采样过程 通过采样保持去器S/H把连续信号变为离 散信号；
•模数变换 通过A/D对采样信号的幅值进行离散化。
2.数字滤波
目前，大多数数字式继电保护是以故障信号的基 频分量或某种整次谐波分量为基础构成，而在实际 故 障情况下，输入信号中除了有用成分外，还包括许多 无效的“噪声”分量，为了消除噪声分量的影响，有 两种基本途径：
微机继电保护的输入信号是电力系统的模拟量， 而计算机只能对数字量进行计算和判断，因此由电力 系统经电压互感器和／或电流互感器输入的模拟量必 先经过预处理，继电保护在大部分情况下取用输入信 号中的基波模拟量。
微机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 力系统的主要的电量却是模拟性质的信号，因此，首 先需要通过数字信号采集系统将连续的模拟信号转变 为离散的数字信号，这个过程称为离散化。包括两个 过程：