继电保护电流电压保护
继电保护工作原理
继电保护工作原理
继电保护工作原理是指通过继电器将电力系统各部件的状态信息传递给保护设备，实现对电力系统的保护。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 电流保护：电流保护主要是通过测量电路中的电流来判断是否存在过载、短路等故障。
当电流超过设定值时，继电器会被动作，将信号发送给保护设备，从而切断故障电路。
2. 过电压保护：过电压保护是通过对系统中电压进行监测和测量，当电压超过设定值时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以避免电气设备受到损坏。
3. 低电压保护：低电压保护基本原理与过电压保护相似，但是保护对象是电压过低的情况。
当电压低于设定值时，继电器会触发保护动作，以避免设备在电压过低情况下无法正常工作。
4. 频率保护：频率保护用于监测电力系统的频率，当频率偏离正常范围时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以防止电力系统发生频率过高或过低的故障。
5. 距离保护：距离保护是用于判定系统中发生故障的位置，以便精确地切除故障区域。
它通过测量故障点电流和电压的相位差来判断故障的距离，从而实现保护动作。
6. 差动保护：差动保护是一种用于保护输电线路和变压器的重要方式。
它基于物理定律，通过比较输入和输出电流的差值，
来判定是否存在异常情况，如短路、接地等故障。
综上所述，继电保护工作原理是通过测量和比较电力系统中各种参数（电流、电压、频率等）的数值，判断系统是否存在故障，并通过继电器将信号传递给保护设备，实现对电力系统的自动保护。
国家电网继电保护培训课程----电网相间短路接地的电流电压保护
组成：1）电流速断保护（第一段）。2）限时电流速断保护（第二段）。3） 定时限过电流保护（第三段）。
作用：第一段、第二段构成本线路故障时的主保护，第三段既是下级线路 或断路器拒动时的远后备，又是本给线路主保护拒动时的近后备，所以三 段式电流保护具有作为主保护和后备保护的全部功能。 优点：简单可靠，具有明确的选择性。适用于35KV及以下的单侧电源供电 网络，非重要用户。 缺点：1）当运行方式变动大的电网，灵敏度常常难以满足要求。2）第三 段保护，当故障点离电源愈近，短路电流愈大，对系统的影响也愈大，但 为了满足选择性要求，动作时间却愈长。3）第一段保护为了满足选择性要 求，需躲过本线路未端的最大短路电流，这样对于较短的线路或运行方式 变动大的系统，其保护范围很小满足不了灵敏度要求。通常在最大运行方 式下，保护区达线路全长的50%时，即认为有良好的灵敏度，在最小运行方 式下发生两相短路，保护区能达15-20%，即可安装。4）第二段保护虽然能 保护线路的全长，但保护的快速性方面较差。
方向性电流保护（二）
为实现功率方向判别，关键在于功率方向继电 器（GJ）。要正确测量短路功率方向，必须正 确联接电流互感器和电压互感器二次极性端子 与功率方向继电器的电流、电压端子。一般相 间短路方向继电器采用90度接线方式。主要原 因是：1）在中心点不接地系统中，中性点对 地电位是不固定的，各相对地电压难以确切反 应相间短路工况，因而采用线电压。2）为避 免两相短路时出现电压死区。
电流回路监视
通过比较两组电流互感器或同一 只电流互感器的两组不同的线圈 的 二 次 侧 的 和 电 流 3I0 ， 来 监 视 CT 二次电路的完好性，当和电流的 差值超过设定值时发出信号，所 发的信号可用来报警或闭锁不同 的保护功能。
《继电保护》课件
功能强大、灵活性高，适用于各种复杂的 保护场合。但对外界干扰较为敏感，需要 采取相应的抗干扰措施。
03
输电线路的继电保护
输电线路的故障类型与保护配置
总结词
了解输电线路的常见故障类型和对应的保护配置是保障电 力系统稳定运行的关键。
总结词
输电线路的故障类型主要包括短路、断线、接地等，每种 故障类型都需要相应的保护配置来快速切除故障，防止事 故扩大。
02
继电保护装置的组成与 分类
继电保护装置的组成
测量部分
用于测量被保护设备的输入信号，并与给定的整 定值进行比较，判断是否发生故障或异常。
逻辑部分
根据测量部分的输出结果，按照一定的逻辑关系 判断是否需要动作，并发出相应的动作指令。
执行部分
根据逻辑部分的指令，执行相应的操作，如跳闸 、报警等。
继电保护装置的分类
输电线路的自动重合闸
总结词
自动重合闸是一种在断路器跳闸后自动重新合闸的装置，用于提高输 电线路的供电可靠性和稳定性。
总结词
自动重合闸装置能够在短时间内自动检测线路状态并重新合闸，对于 瞬时性故障可以快速恢复供电，减少停电时间。
总结词
自动重合闸装置通常由控制器、断路器、隔离开关等组成，其工作原 理是利用控制器检测线路状态并控制断路器的分合闸操作。
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按被保护对象分类
可分为发电机保护、变压器保 护、输电线路保护等。
按保护原理分类
可分为电流保护、电压保护、 距离保护、方向保护等。
按装置结构分类
可分为电磁型保护装置、晶体 管型保护装置、集成电路型保 护装置和微机型保护装置。
按输入信号分类
可分为模拟量输入的保护装置 和数字量输入的保护装置。
继电保护知识重点
继电保护知识重点第一章绪论1. 继电保护装置是什么？其基本任务是什么？答：能反应电力系统中电气元件发生故障或者不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
基本任务是：自动、迅速、有选择性地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，保证其他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，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2. 继电保护装置的组成？答：继电保护装置中的基本组成元件——继电器（一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
） 传统继电保护装置的组成测量部分：测量被保护设备相应的电气量，并与整定值比较，从而判断是否启动保护。
逻辑部分：根据各测量部分输出量的大小、性质等判断被保护设备的工作状态。
执行部分：完成保护所承担的任务，如跳闸、发告警信号等。
3. 试述对继电保护的四个基本要求的内容： 答：选择性：※ 保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，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。
※ 主保护：正常情况下，有选择性切除故障· 但存在主保护不能够隔离故障元件的可能性，如断路器拒动 ※ 后备保护：主保护不能切除故障时起作用· 远后备：在远处（变电站）实现，性能比较完善，但其动作将扩大停电范围。
· 近后备：在主保护安装处实现，要同时装设必要的断路器失灵保护。
速动性：※ 力求保护装置能够迅速动作切除故障 ● 提高电力系统并列运行的稳定性 · 暂态稳定等面积定则极限切除时间 · 高压/超高压输电线路保护 ● 减轻对设备、用户的损害※ 对继电保护的速动性，不同情况有不同的要求（工程实际的考虑） ● 切除故障时间：保护装置动作时间+断路器动作时间。
·快速保护动作时间：0.01～0.04s · 断路器动作时间：0.02～0.06s 灵敏性：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。
继电保护的四个基本原理
继电保护的四个基本原理继电保护是电力系统中非常重要的一项安全保护措施，它能够在电力系统发生故障时快速、准确地检测和切除故障部分，从而保护电力设备和电力系统的安全运行。
继电保护的实现依赖于一些基本原理，本文将介绍继电保护的四个基本原理。
一、电流保护原理电流保护是继电保护中最常见的一种保护方式。
它基于电流的大小和方向来判断电力系统中是否存在故障。
当电流超过设定值时，继电器就会触发动作，进而切除故障部分。
电流保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将高电压线路中的电流转换成与之成比例的低电流，并通过继电器进行监测和切除故障。
二、电压保护原理电压保护是继电保护中另一种常见的保护方式。
它主要用于检测电力系统中的电压异常情况，如过高或过低的电压。
电压保护的实现需要使用电压互感器和继电器。
电压互感器将高电压线路中的电压转换成与之成比例的低电压，并通过继电器进行监测和切除故障。
三、差动保护原理差动保护是一种以比较电流差值来判断电力系统中是否存在故障的保护方式。
它主要应用于变压器、发电机等设备的保护。
差动保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将设备输入和输出侧的电流转换成与之成比例的低电流，继电器通过比较两侧电流的差值来判断是否存在故障，并触发动作切除故障。
四、过电流保护原理过电流保护是一种以电流超过额定值来判断电力系统中是否存在故障的保护方式。
它主要用于保护电力系统中的配电线路和设备。
过电流保护的实现主要依赖于电流互感器和继电器。
电流互感器将高电压线路中的电流转换成与之成比例的低电流，并通过继电器进行监测和切除故障。
继电保护的四个基本原理分别是电流保护、电压保护、差动保护和过电流保护。
这些原理在电力系统中起到了至关重要的作用，保护了电力设备和电力系统的安全运行。
通过合理配置和使用继电保护装置，能够及时检测和切除故障，有效避免了电力系统事故的发生，保障了电力系统的可靠供电。
继电保护原理
继电保护原理
继电保护是一种常用的电气保护装置，其原理是利用电流、电压和其他参数的变化来监测电力系统中的故障，并通过控制继电器的动作来实现系统的保护。
继电保护的基本原理是利用电流或电压信号的变化来触发继电器的动作。
在正常情况下，电力系统中的电流和电压是稳定的，继电器处于闭合状态。
但是，当电力系统中发生故障时，例如短路或过载，电流或电压会发生异常变化，这时继电器将接收到异常信号，并触发动作。
继电保护系统通常由传感器、测量装置、继电器和触发器等组成。
传感器用于检测电流、电压和其他参数的变化，并将其转化为电信号。
测量装置负责测量和记录这些电信号的数值。
继电器是一个电磁开关装置，当接收到来自传感器或测量装置的异常信号时，会触发电磁线圈的动作，使开关状态发生变化。
触发器负责控制继电器的触发条件和动作时间。
继电保护的作用是保护电力系统中的各种设备和线路免受过电流、过电压、短路、地故障等故障的损害。
通过及时检测并断开故障点附近的电力传输，继电保护可以防止故障扩大，减少事故发生的可能性，并保护设备和人员的安全。
继电保护在电力系统中起着至关重要的作用，它不仅能够实现故障检测和保护，还可以提供监测和记录故障信息的功能，为电力系统的运行和维护提供重要依据。
同时，随着电力系统的
不断发展，继电保护的技术也在不断创新和改进，使其能够适应各种新型设备和复杂的故障情况，确保电力系统的稳定运行。
继电保护基本原理
继电保护基本原理
继电保护基本原理是电力系统中一种常用的保护方法，它主要通过测量电路中的电流、电压等参数，并根据一定的逻辑关系和判据来判断电力系统是否存在故障或异常情况，并采取相应的措施，保护电力系统的安全运行。
继电保护的基本原理包括以下几个方面：
1. 电流与电压测量：继电保护通常通过电流互感器和电压互感器来测量电路中的电流和电压。
电流互感器将高电流变换为与之成比例的低电流，电压互感器则将高电压变换为与之成比例的低电压。
测量出的电流和电压信号将作为继电保护的输入信号。
2. 选择性：继电保护需要根据故障类型和位置来选择相应的保护元件，以实现快速、准确地判断故障位置和类型。
为了实现选择性保护，继电保护系统通常会设置多个保护回路，并通过元件的参数设置、电流电压比较等方式来实现选择性。
3. 逻辑判断：继电保护通过对测量得到的电流、电压信号进行逻辑判断，确定电力系统是否存在故障或异常情况。
常见的判断逻辑包括过流保护、距离保护、差动保护等。
例如，过流保护会比较电流信号与设定的额定电流值，当电流超过额定值时，保护动作，切断故障电路。
4. 装置操作：当继电保护判断存在故障时，它会采取相应的操作来保护电力系统。
常见的操作包括触发离合器、断路器等开
关设备，以切断故障电路。
此外，继电保护还可以向监控系统发送警报信号，以便及时采取措施修复故障。
继电保护基本原理的核心是通过测量和判断电路参数，实现对电力系统故障的快速、准确保护。
它在电力系统中起着重要的作用，可以有效地防止故障扩大、保护设备的安全运行。
电力系统继电保护的组成
电力系统继电保护的组成
电力系统继电保护由以下几个组成部分构成：
1. 电流互感器（CT）：用于测量电流，将高电压的电流变换
为便于测量的低电压。
2. 电压互感器（VT）：用于测量电压，将高电压变换为便于
测量的低电压。
3. 保护继电器：根据电流和电压的变化，通过开关或关闭回路来发出告警或执行保护动作。
4. 保护装置：用于实现不同类型保护，如过流保护、短路保护、过压保护等。
包括电流保护装置、电压保护装置、转换装置等。
5. 控制设备：负责对保护装置进行控制。
6. 清除装置：用于手动或自动地清除保护动作后的故障信号，以恢复系统的正常运行。
7. 通信设备：将保护继电器与其他系统组件进行联接，并与操作员或其他保护设备进行通信。
8. 辅助设备：包括电源、显示器、指示灯、按钮开关等，用于提供电力系统继电保护所需的电力和操作界面。
这些组成部分共同工作以确保电力系统的安全运行，并在故障发生时及时采取措施以防止电力系统受到进一步损坏。
电力系统继电保护1-3章习题解答
第1章绪论思考题与习题的解答1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？答：电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态，电气元件超出正常允许工作范围；但没有发生故障运行，属于异常运行方式既不正常工作状态；当电力系统发生故障和不正常运行方式时，若不及时处理或处理不当，则将引发系统事故，事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。
故障和异常运行方式不可以避免，而事故是可以避免发生。
1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？答：常见故障是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由上述几种故障组合成复杂的故障。
故障后果使故障设备损坏或烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或缩短使用寿命；造成系统中部分地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作影响产品质量；破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？答：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。
例如：线路的高频保护，变压器的差动保护等。
当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的故称为近后备保护。
远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。
1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么？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它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；继电保护装置与其它自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
继电保护保护类型
继电保护保护类型继电保护是电力系统中保护设备的一种重要手段，它通过对电力设备异常情况的检测，并发送信号控制接触器、断路器等装置进行动作，以保护电力系统的安全运行。
继电保护的分类主要根据被保护元件的不同类型进行划分，下面将介绍几种主要的继电保护类型。
一、电流保护电流保护是最常见的一种继电保护类型。
电流保护根据电路中电流的大小与设定值的关系来判断电路是否正常。
当电流异常时，电流保护会及时控制断路器的动作，切断电路，起到保护电气设备的作用。
例如，在电动机运行过程中，如果电流超过了额定值，则电流保护会及时切断电源，以避免设备烧毁。
二、电压保护电压保护是用来对电力系统电压异常状况进行检测的保护方式。
在电力系统中，电压的稳定性对设备运行非常重要。
电压保护可以检测电压的过高、过低、失压等异常情况，并根据设定值控制断路器等装置的动作。
它起到保护设备以及维持电力系统稳定运行的作用。
三、过载保护过载保护是针对电力设备超过额定负荷长时间运行而导致过热的情况进行保护的一种继电保护类型。
在电力系统中，电力设备的额定负荷一般是由制造厂家或设计部门根据设备的工作特性和可靠性确定的。
过载保护通过监测电路中电流的大小，当电流超过一定值时，会触发保护装置，切断电源，以保护设备不被过热损坏。
四、短路保护短路保护用来对电力系统中由于电路线路、设备绝缘损坏等引起的短路故障进行保护。
短路故障会导致电流迅速升高，对设备和电力系统的安全造成巨大风险。
短路保护通过检测电路中的电流、电压等参数来判断是否存在短路故障，并触发相应的保护动作，将故障段隔离，保护电力设备和系统的安全运行。
五、过电压保护过电压保护是为了防止电力系统中因为电力设备故障、闪击、雷击等原因导致电压突然升高而引发的故障。
过电压保护通过检测电压的变化情况，一旦发现异常，会及时触发保护动作，将电压恢复到正常水平，以保护电力设备不受损害。
六、欠电压保护欠电压保护主要是为了防止电力系统中电压突然降低引发的故障。
继电保护课程设计输电线路电流电压保护设计
继电保护课程设计输电线路电流电压保护设计第1章绪论 0第2章设计的原始资料 (1)2.1题目内容 (1)2.2课程设计的内容及技术参数参见下表 (1)2.3 工作计划： (2)2.4设计需要考虑的问题 (2)2.5保护方式的选取及整定计算 (2)第3章输电线路电流保护整定计算 (3)3.1保护3在最大、最小运行方式下的等值阻抗 (3)3.2保护3在最小运行方式下G2退出运行，L2退出运行等值电路 (3)3.3进行C母线、D母线、E母线相间短路的最大、最小短路电流的计算 (4)3.4整定保护1、2、3的电流速断保护定值，并计算各自的最小保护范围 (4)3.5整定保护2、3的限时电流速断保护定值，并校验灵敏度 (5)3.6整定保护1、2、3的过电流保护定值 (6)第4章电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (7)4.1电流三段式保护原理图 (7)4.2电流三段式原理展开图 (8)第5章MATLAB建模仿真分析 (11)5.1 MATLAB的概述 (11)5.2 仿真设计 (12)5.3仿真结果 (12)5.4结果分析 (14)第6章课程设计总结与心得 (15)参考文献 (15)第1章绪论继电保护装置是指能反应电力系统中电气元件发生的故障或不正常远行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本任务是：（1）自动、迅速、有选择地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，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
一般情况下不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的程度经一定的延时动作于信号。
目前，继电保护装置是以各电气元件作为保护对象的，其切除故障的范围是断路器之间的区段。
反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的延时有选择性地切除故障的保护称为主保护；当主保护或断路器拒绝动作时，用来切除故障的保护称为后备保护。
继电保护的概念
继电保护的概念继电保护的概念一、引言在电力系统中，由于各种原因（例如雷击、接地故障、短路故障等），会导致电网中出现过流、过压、欠压等异常情况，这些异常情况会对电力设备造成损害，甚至威胁到整个电网的稳定运行。
因此，为了保护电力设备和维护电网的稳定运行，需要在电力系统中设置继电保护。
二、继电保护的定义继电保护是指利用各种测量元件（例如变压器、传感器等）对电力系统进行实时监测和检测，当发生异常情况时，通过继电器等装置及时切断故障区域与其他区域之间的连接或采取措施消除故障，并使正常部分不受影响。
其主要作用是在发生故障时快速地将受到威胁的设备从系统中隔离出来，以避免更大范围的事故发生。
三、继电保护的分类按照功能分类：1. 过流保护：用于检测和切断过载和短路故障。
2. 过压保护：用于检测和切断过电压故障。
3. 欠压保护：用于检测和切断欠电压故障。
4. 地面保护：用于检测和切断接地故障。
5. 频率保护：用于检测和切断频率异常的情况。
按照实现方式分类：1. 电气式继电保护：采用电磁继电器或静态继电器等装置进行控制。
2. 数字式继电保护：采用数字信号处理器等计算机技术进行实现，具有高可靠性、高精度、易于调试等优点。
四、继电保护的工作原理继电保护的工作原理可以分为三个步骤：1. 测量元件采集数据：通过变压器、传感器等测量元件对系统中的各种参数（例如电流、电压、频率等）进行实时监测和检测，并将数据传输给控制装置。
2. 控制装置进行逻辑运算：控制装置根据预设的逻辑运算规则，对采集到的数据进行处理，判断是否出现异常情况，如果出现异常情况，则发出命令给执行装置。
3. 执行装置进行动作：执行装置根据控制装置发出的命令，切断故障区域与其他区域之间的连接或采取措施消除故障，并使正常部分不受影响。
五、继电保护的应用范围继电保护广泛应用于电力系统中，包括发电厂、变电站、配电网等各个环节。
在发电厂中，继电保护主要用于保护发电机和变压器等设备；在变电站中，继电保护主要用于保护变压器和开关设备；在配电网中，继电保护主要用于保护线路和配变等设备。
继电保护ppt课件
✓ 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。
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。
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。
➢ 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：
•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： 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。
电力系统继电保护基础知识讲座-第三章(电力系统输电线路的电流电压保护)
11、12——分别为电流第 II、III段电流保护的逻 辑延时元件 、
13、14、15——分别为 电流保护第I、II、III 段的报警用信号元件 KS 、 KS 、 KS
灵敏度校验：
1、
K II sen
I KBm in I II
OP1
1.3 ~ 1.5
IkBmin——在本线末端短路时流过 1QF 处保护的最小短路电流
2、当该保护灵敏度不满足要求时，动作电流可采用和相邻线路电流保护第 II 段
整定值配合，以降低本线路电流保护第 II 段的整定值而提高其灵敏度，即整
电流保护第
III
段的动作电流
I
III OP1
应按以下条件进行整定：
第一、正常运行并伴有电动机自启动而流过保护的最大负荷电流为 KssILmax
时该电流保护不动作，即要求动作电流满足下式：
I
III op1
>KSSILmax
第二、外部故障切除后，非故障线的定时限过流保护在下一母线有电动机启
动且流过最大负荷电流时应能可靠返回，即要求满足以下公式：
2、无时限电流速断保护的构成
1——电流测量元件 2——否门 3——信号元件 4——闭锁元件，如 雷击使线路避雷器对 地放电等情况出现时 输出闭锁信号
第一节 相间短路的电流电压保护 一、无时限电流速断保护（电流保护第I段）
3、无时限电流电压联锁速断保护
1——电流测量元件 2——电压测量元件，当输 入电压低于其动作电压时 有输出 3——逻辑元件，当电流、 电压测量元件均有输出且 元件5无闭锁信号输出时该 元件有输出 4——断线信号元件，在电 压互感器TV二次回路断线 时发出告警信号 5——闭锁元件，与图3-2 中闭锁元件的作用相同 6——保护动作的信号元件， 当该保护动作跳闸时发出 信号
继电保护第四章 电流电压接地保护
也限制了故障后过电压的水平。这是一种在国外应用较多、在
国内开始应用的中性点接地方式，属于中性点有效接地系统。
接地故障发生后依然有数值较大 的接地故障电流产生，断路器
必须迅速切除接地线路。同方式主要用于大城市电缆供电网络规模很大，接地时电
容电流太大，难以补偿。
4
上图为中性点不接地系统 发生单相接地故障后，故障相和非故障相都将流过正常负荷电流，线电
（3）当线路上采用单相自动合闸时，按照能够躲开非全相运行状态下又发生系统振荡时， 所出现的最大零序电流来整定。为了解决这个矛盾，设置两个零序 I 段保护，一个是按条件 1 或 2 整定（称为灵敏 I 段），它的主要任务是对全相运行状态下的接地故障起保护作用， 具有较大的保护范围，而当单相重合闸起动时，则将其自动闭锁，需待恢复全相运行时才能 重新投入。另一个时按条件（3）整定（称为不灵敏 I 段），装设它的主要目的，是为了在单 相重合闸过程中，其他两相又发生接地故障时，用以弥补失去灵敏 I 段的缺陷，尽快地将故 障切除
10
（2）由于序电流是由UKO 产生的，对于中性点直接接地电网并忽略回路电阻 时，按照规定的正方向画出零序电流和电压的矢量图如图 4-6（d）所示，I0' 和 I0n 将超前UKO 90°
对于中性点经电阻接地电网，零序电压电流矢量图如图 4-7（d）所示，这里 中性点电阻使得零序阻抗角为KO =80°，I0' 将超前UKO 100°。因为不考虑线路 电阻， I0n 依然滞后UKO 90°。
4-6， Z0 jxT1，它是变压器 T1 的零序电抗；对于图 4-7， Z0 3r jxT1，它是
变压器零序电抗与中性点电阻组成的合成阻抗。
12
2.中性点有效接地系统的接地保护 零序电流速断（零序I段）保护
变压器继电保护原理
变压器继电保护原理
变压器继电保护是为了防止变压器发生故障而采取的保护措施。
其原理主要包括电压保护、电流保护和温度保护三个方面。
电压保护是指当变压器的电压异常时，继电器会及时动作，切断变压器的电源，保护变压器不受电压过高或过低的损伤。
常用的电压保护方式有过压保护和欠压保护。
过压保护是通过检测变压器输入侧的额定电压是否超过设定的阈值来实现的，一旦超过阈值，继电器会动作，切断电源。
欠压保护则是检测变压器的输入侧电压是否低于设定的阈值，如果低于则继电器动作。
电流保护是为了防止变压器的电流超过额定值而引起变压器过载，造成变压器损坏。
电流保护常用的方式有过流保护和短路保护。
过流保护是通过检测变压器的输入或输出侧电流是否超过额定值来实现的。
当电流超过额定值时，继电器会动作，切断电源。
短路保护则是通过检测电流是否突然增大到异常高的数值来实现的，一旦检测到短路故障，继电器会动作。
温度保护是为了避免变压器过热引起的故障。
变压器继电保护常用的温度保护方式是通过变压器上设置的温度传感器来监测变压器的温度。
当温度超过设定的阈值时，继电器会动作，切断电源，以保护变压器不受过热的损伤。
综上所述，变压器继电保护原理包括电压保护、电流保护和温度保护三个方面，通过检测电压、电流和温度的异常情况，继电器及时动作，切断电源，以保护变压器的安全运行。
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辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：输电线路电流电压保护设计（5）院（系）：电气工程学院专业班级：电气092学号：学生姓名：金指导教师：（签字）起止时间： 2012.12.-2013.1.11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要本任务书研究的是不带方向判别的相间短路电流电压保护。
该线路相间短路电流电压保护又称为三段式电流电压保护。
电流电压保护在单电源辐射网中一般有很好的选择性和灵敏度。
而且电流电压保护的电路构成、整定计算及调试维护都较简单，因此，它是最可靠的一种保护。
但是，三段式电流电压保护在多电源或单电源环网灯复杂网络中无法保证其选择性，另外在系统运行方式变化很大、线路很短和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度可能不满足要求，甚至出现保护范围为零的情况。
因此主要用于 35kV 及以下单电源辐射网络作为线路保护，也可以作为电动机和小型变压器等元件的保护。
关键词：电流电压保护；三段式；选择性；灵敏度目录摘要 (III)第1章绪论 (1)1.1 电流电压保护概述 (1)1.1.1 电流电压保护概况 (1)1.1.2 电流电压保护的性能分析 (1)1.2 本文主要内容 (2)第2章输电线路电流保护整定计算 (3)2.1 电流Ι段整定计算 (3)2.1.1 保护3 在最大、最小运行方式下的等值电抗 (3)2.1.2 C 母线、D 母线、E 母线相间短路的短路电流 (4)2.1.3 整定计算1、2、3 的电流速断保护定值 (4)2.2 电流Ⅱ段整定计算 (5)2.3 电流Ⅲ段整定计算 (6)第3章电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (7)3.1电流三段式保护原理图 (7)3.2 电流三段式保护展开图 (8)第4章 MATLAB 建模仿真分析 (10)4.1 电流Ⅰ段Ⅱ段保护模拟动作 (10)4.2 电流Ⅲ段的保护模拟动作 (11)第5章课程设计总结 (12)参考文献 (13)第1章绪论1.1 电流电压保护概述1.1.1 电流电压保护概况电力系统中线路的电流电压保护包括：带方向判别和不带方向判别的相间短路电流电压保护，带方向判别和不带方向判别的接地短路电流电压保护。
他们分别是用于双电源网络、单电源环形网络及单电源辐射网络的线路上切除相间或接地短路故障。
线路相间短路电流电压是根据输、配电线上发生相间短路时线路电流增加而母线电压下降的特征而设计的一种保护，主要用于 35kA 及以下的小接地电流系统中。
电流电压保护中有一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件为基础构成的电流保护，另一种是以反应电流增大而动作的电流测量元件和反应电压下降而动作的电压测量元件为基础构成的电流电压保护。
为了实现保护之间的配合和保护的选择性，在这些保护中一般需要增加延时元件等逻辑元件才能形成一个完整的保护方案。
电流保护及电流电压保护的原理很简单，它们的关键在于如何选择保护的整定值，以及如何设计保护中各个元件间的逻辑关系。
1.1.2 电流电压保护的性能分析1) 电流电压保护的选择性电流电压保护在单电源辐射网中一般有很好的选择性。
电流（电压）保护第Ⅰ段主要靠动作电流值来区分被保护范围内部和外部短路而具有选择性。
而电流保护第Ⅱ段和第Ⅲ段则应由动作电流和动作时间二者相结合才能保证其选择性，缺一不可。
但在多电源或单电源环网等复杂网络中这种保护可能无法保证其选择性。
2) 电流电压保护的动作速度电流电压保护第Ⅰ段和第Ⅱ段共同作为线路的主保护，能满足《技术规程》关于 35kV 及以下网络主保护的速动性要求。
电流电压保护第Ⅲ段因为越接近电源，动作时间越长，有时候动作时间长达好几秒，因而一般情况下只能作为线路的后备保护。
3) 电流电压保护的灵敏度电流电压保护的灵敏度因系统运行方式的变化而变化。
一般情况下能满足灵敏度要求。
但在系统运行方式变化很大、线路很短和线路长而负荷重等情况下，其灵敏度可能不容易满足要求，甚至出现保护范围为零的情况。
这也是电流保护的主要缺点。
4) 电流电压保护的可靠性电流电压保护的电路构成、整定计算及调试维护都较简单，因此，它是最可靠的一种保护。
电流电压保护因为选择性、灵敏度和动作速度等方面都存在不足，故主要用于 35kV 及以下单电源辐射网络作为线路保护，也可电动机和小型变压器等元件的保护。
1.2 本文主要内容线路相间短路的电流电压保护有三种：第一，无时限电流速断保护或无时限电流电压联锁速断保护；第二，带时限电流速断保护或带时限电流电压联锁速断保护：第三，定时限过电流保护或低电压启动过电流保护。
这三种相间短路电流电压保护分别称为相间短路电流保护第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段。
其中第Ⅰ段和第Ⅱ段作为线路主保护，第Ⅲ段作为本线路主保护的近后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。
这第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段统称为线路相间短路的三段式电流电压保护。
第Ⅰ段称为无时限电流速断保护，该段动作时间快但是不能保护线路全长。
第Ⅱ段称为带时限电流速断保护，该段保护在任何情况下均能保护本线路的全长（包括线路末端），但是为了保证在相邻的下一个线路出口处短路时保护的选择性，必须和相邻的无时限电流速断保护配合。
第Ⅲ段称为定时限过电流保护，该段保护主要是作为本线路主保护的近后备保护和相邻下一线路（或元件）的远后备保护。
本文主要内容是研究在母线短路时，保护1、2、3 的第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段的整定值，并检验它们的灵敏度确定它们是否能够保护线路。
第2章 输电线路电流保护整定计算2.1 电流Ι段整定计算2.1.1 保护3 在最大、最小运行方式下的等值电抗（1）最大运行方式：三台发电机及线路L1、L2、L3 同时投入运行，等效电路图如图2.1所示。
图 2.1 最大运行方式等值阻抗图Ω=151G X Ω=202G X Ω=103G XΩ=⨯==204.05021L L X X Ω=⨯=164.0403L X Ω=⨯=204.050CD X Ω=⨯==124.030BC DE X X()()Ω=++=745.3//////332121min 3L G L L G G X X X X X X X（2）最小运行方式：在最大运行方式基础上 G2、L2 退出运行，等效电路图 如图2.2.图 2.2 最小运行方式等值阻抗图()()Ω=++=92.14//3311max 3L G L G X X X X X2.1.2 C 母线、D 母线、E 母线相间短路的短路电流C 母线最大短路电流：()KA =+=+=22.41275.33/115min 33max BCKC X X E I φC 母线最小短路电流：()KA =+=+=47.21292.143/1152323max 32min BC KC X X E I φD 母线最大短路电流：()KA =++=++=86.1122075.33/115min 33max CDBC KD X X X E I φD 母线最小短路电流：()KA =++=++=32.1201292.143/1152323max 32min CD BC KD X X X E I φE 母线最大短路电流：()KA =+++=+++=39.120121275.33115min 33max DECD BC KE X X X X E I φE 母线最小短路电流:()KA =+++=+++=13.120121292.14311523min 32min DE CD BC KE X X X X E I φ2.1.3 整定计算1、2、3 的电流速断保护定值无时限电流速断保护依靠动作电流值来保证其选择性，被保护线路外部短路时流过该保护的电流总小于其动作值，不能动作；而只有在内部短路时流过该保护的电流有可能大于其动作值，使保护动作。
且无时限电流速断保护的作用是保证在任何情况下只切除本线路上的故障。
保护1：()A =⨯=⋅=I I K I K I KE rel op 67.139.12.13max 1 保护2：()KA =⨯=⋅=I I 23.286.12.13max 2KD rel op I K I 保护3：()KA =⨯=⋅=I I 06.523.42.13max 3KC rel op I K I无时限电流保护不能保护线路全长，应采用最不利情况下保护的保护范围来校验保护的灵敏度，一般要求保护的最小的线路长度不小于线路长度的15%。
保护1保护的最小范围：()Ω-=++-=I45.1223max 31min 11CD BC op X X X I E l x φ保护2保护的最小范围：()Ω-=+-=I11.123max 32min 22BC op X X I E l x φ保护3保护的最小范围：Ω-=-=I55.323max 33min 33X I E l x op φ因为%15min11<=I DEsen X l x K %15min22<=I CDsen X l x K %15min33<==I BCsen X l x K 所以灵敏度不合格。
2.2 电流Ⅱ段整定计算由于无时限电流速断保护只能保护线路的一部分，而该线路剩下的短路故障由能保护本线路全长的带时限电流速断保护（电流保护第Ⅱ段）来可靠切除。
带时限电流速断保护与无时限电流速断保护的配合能以尽可能快的速度，可靠并有选择性的切除本线路上任一处，包括被保护线路末端的相间短路故障。
保护2的Ⅱ段应与相邻线路的Ⅰ段配合即：KA =⨯==I ∏∏92.11/67.115.1/2min 12b op rel op K I K I灵敏度：()()5.13.181.092.155.122min -<===∏∏op KD senI I K所以不合格保护3的Ⅱ段与相邻线路的Ⅰ段配合即：KA =⨯==I∏∏56.21/23.215.1/3min 23b op rel op K I K I灵敏度：()()5.13.196.056.247.232min -<===∏∏op KC senI I K所以不合格保护3的Ⅱ段与相邻线路的Ⅱ段配合即：KA =⨯==∏∏21.21/92.115.1/3min 23b op rel op K I K I灵敏度：())5.13.1(11.121.245.232min -<===op KC senI I K所以不合格2.3 电流Ⅲ段整定计算整定保护1、2、3 的过电流保护定值，假定母线E 过电流保护动作时限为0.5s ，确定保护1、2、3 过电流保护的动作时限，校验保护1 作近后备，保护2、3 作远后备的灵敏度。
保护1的Ⅲ段：A =⨯⨯=⋅⋅=I I I I I I 04.48724085.05.115.1max 1LDE re ss rel op I K K K I保护2的Ⅲ段：A =⨯⨯=⋅⋅=I I I I I I56.73036085.05.115.1max 2LCD re ss rel op I K K K I保护3的Ⅲ段：A =⨯⨯=⋅⋅=I I I I I I 8.81140085.05.115.1max 3LBC re ss rel op I K K K I保护1作近后备的灵敏度：()3.128.204.487111012min ≥===I I II I I op KE senI I K所以合格 保护2作远后备的灵敏度：()2.152.156.730111022min ≥===I I II I Iop KE senI I K所以合格 保护3作远后备的灵敏度：()2.163.18.811132032min ≥===I I II I I op KD senI I K所以合格 假定母线E 过电流保护动作时限为0.5s ，即：s t OPE 5.0=I I I保护1的Ⅲ动作时间：s t t t OPE15.05.01=+=∆+=I I II I I 保护2的Ⅲ动作时间：s t t t 5.15.0112=+=∆+=I I I I I I保护3的Ⅲ动作时间：s t t t 25.05.123=+=∆+=I I I I I I第3章电流保护原理图的绘制与动作过程分析3.1电流三段式保护原理图-图3.1 三段式电流保护原理接线图图3.1 给出的是三段式电流电压保护的原理接线图，其中1KA、2KA、KM 和1KS 构成第Ⅰ段无时限电流速断保护；3KA、4KA、1KT 和2KS 构成第Ⅱ段带时限电流速断保护；5KA、6KA、7KA(采用两相三继电器式接线)、2KT 和 3KS 构成第Ⅲ段定时限过电流保护。