继电保护基本原理

继电保护基本原理及电力知识问答

刘甲申主编

许继教育中心电气销售公司人力资源部编

编审委员会成员名单

主任委员：程利民许继集团副总裁高级经济师

副主任委员：谢世坤许继集团副总裁高级工程师

任志航许继集团电气销售公司总经理工程师

刘福成许继集团电气销售公司经理、书记工程师

晋国运许继集团教育中心主任高级讲师

陈晓征许继集团人力资源部部长副研究员

委员：过薇胡克明段卫东

前言

本书是为提高许继集团员工综合素质，由教育中心、许继电气销售公司和人力资源部共同编写和出版，是针对电气工程类职工的培训教材。

本书共分为三篇：第一篇为继电保护基本原理，作者以天津大学贺家李、宋从矩老师编写的《电力系统继电保护原理》为蓝本，根据自己多年从事继电保护产品的设计、研发、试验以及教学培训的经验和体会，结合许继集团的产品实际进行改编，力求做到删繁就简、去粗取精、简明扼要、突出重点，把最精华的部分呈献给读者。第二篇为新产品的介绍，该篇针对许继集团最近几年研制开发并已成功推向市场的8000系列综自和800系列保护的产品，简单介绍了这些产品的主要功能、特点、分类、应用范围，并与国内的几个主要生产厂家的产品作了对比。第三篇为电力基础知识，该篇除了电力系统、继电保护、自动化的基础知识以外，还包括了许继集团各子公司的主要产品。作者查阅了大量的相关资料，筛选出了二百多道题目，采用问答的形式编写，便于读者学习和掌握。

本书可以作为许继集团有限公司电气工程类设计研发人员、制造人员、工程调试人员、售后服务人员、市场营销人员、销售人员及新员工培训的教材，也可以作为电力部门继电保护人员调试、运行、维护的培训和参考资料。

全书由刘甲申主编，任志航、刘福成校核，谢世坤审核，教育中心、电气销售公司和人力资源部共同编辑出版。

本书在编写过程中得到了各相应子公司的大力支持和帮助，在此一并致谢。

由于编写时间紧张，作者能力有限，书中难免有错误和不当之处，敬请读者批评指正。

编委

2006年1月

目录

前言

第一篇继电保护基本原理 (1)

第一章概述 (1)

第二章电网的电流保护和方向性电流保护 (4)

第一节单侧电源网络相间短路的电流保护 (4)

第二节电网相间短路的方向性电流保护 (7)

第三节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护 (11)

第四节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流

及方向保护 (14)

第五节电流保护计算举例 (16)

第三章电网的距离保护 (19)

第一节距离保护的作用原理 (19)

第二节阻抗继电器 (20)

第三节阻抗继电器的接线方式 (25)

第四节关于阻抗继电器的整定阻抗和精确工作电流 (26)

第五节距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价 (27)

第六节影响距离保护正确工作的因素及防止方法 (29)

第七节距离保护计算举例 (32)

第四章输电线纵联保

护 (35)

第一节输电线纵联差动保护 (35)

第二节输电线的高频保护 (37)

第三节分相电流差动保护简介 (40)

第四节输电线纵联保护的发展趋势 (41)

第五章自动重合闸 (42)

第六章电力变压器的继电保护 (46)

第一节电力变压器的故障类型、不正常运行状态及相应的保护方式 (46)

第二节变压器的纵差动保护 (46)

第三节变压器的电流和电压保护 (51)

第四节变压器保护计算举例 (52)

第七章发电机的继电保护 (54)

第一节发电机的故障类型、不正常运行状态及其相应的保护方式 (54)

第二节发电机的纵差动保护和横差动保护 (54)

第三节发电机的单相接地保护 (56)

第四节发电机的负序过电流保护 (57)

第五节发电机的失磁保护 (58)

第六节发电机—变压器组继电保护的特点 (62)

第八章母线的继电保护 (64)

第九章微机继电保护概述 (69)

第一节微型机继电保护的发展过程 (69)

第二节微型机继电保护的基本构成 (70)

第三节微型机继电保护的特

点 (71)

第二篇新产品介绍 (73)

一8000系列综自系统的特点 (73)

二8000系列综自产品的分类及应用 (73)

三国内几大厂家综自系统对比分析 (73)

四800系列保护的主要特点 (74)

五800系列保护的分类 (74)

六800系列保护的主要功能及应用范围 (74)

七供货业绩 (76)

第三篇电力基础知识问答 (78)

参考文献 (115)

第一篇继电保护基本原理

第一章概述

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是什么？

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

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。

五．继电保护的基本原理和保护装置的组成

为完成继电保护所担负的任务，显然应该要求它正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。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，