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电力系统 继电保护PPT
电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4.3 功率方向继电器的接线方式—90 º接线方式 A: IA UBC B: IB UCA C: IC UAB 设计: PjA=IAUBCCos(Ф jA+ α ) PjB=IBUCACos(Ф jB+ α ) PjC=ICUABCos(Ф jC+ α )
2 二相式 2/3机会只切除一回线情形； 2/3机会选择性情形
3 问题 有可能会越级切除故障
2.3.7 其他
电力系统大小运行方式和保护的大小运行方式说明
电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4 双侧电源网络相间短路的方向性电流保护
2.4.1 问题的提出 三段式电流保护在双电源网络上的问题—无法同时满足灵敏性和选择 性问题
电力系统继电保护 （第1章 绪论）
1.7 继电保护分类：
1 按照职能分 线路保护 主设备保护
2．按发展阶段分 电磁型 整流型 晶体管型 （集成电路）微机保护 数字保护
3．其他说法 相间短路保护，接地短路保护、主保护、后备保护、 故障类保护、非故障类保护等
电力系统继电保护 （第1章 绪论）
1.8 继电保护的作用和意义 1．作用： （1）避免引起故障设备进一步损坏 （2）防止事故进一步扩大 （3）缩小停电事故范围 （4）提高电力系统稳定性 2．意义： （1）没有继电保护就没有电力系统的今天 （2）是电力系统安全运行的保证 （3）为电力系统发展提供了可能性 （4）改善了电力系统的稳定性
实际一般有二种内角的功率方向继电器30 º 45 º
电力系统继电保护 （第2章 电网的电流保护）
2.4.5 评价
1 功率方向继电器的灵敏性 P>Po 启动功率 Po 越小,它的灵敏度越高 有时需要注意和电流III段灵敏度的配合 在同样的故障电流下：不同的故障类型反应能力可能不 同。不同的故障位置可能也不同。
电力系统继电保护(张保会)资料.ppt 530页
3. 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护， 兼作第Ⅰ段的后备保护。
一句话：限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、 本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。
84
2.1.5 （定时限 ）过电流保护
过电流保护是指启动电流按躲最大负 荷电流来整定的保护。它是三段式电流保 护的第Ⅲ段。
该保护不仅能保护本线路全长，且能 保护相邻线路的全长。可作为本线路主保 护的近后备保护以及相邻下一路保护的远 后备保护
75
1 启动电流的整定
I II set.2 76
2 动作时限的选择
应比下一条线路速断保护的动作时限高出 一个时间阶梯△t
t2II t1 t
△t通常取0.5S
77
78
A 2
QF2 I
3 灵敏性校验
B 1
C
D
I K.B.min
K sen
II
I set .2
要求：Ksen 1.3 ~ 1.5
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
62
63
2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
64
1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
65
1电流速断保护动作电流的整的整定
记忆时间： 对于LG-11型，当模拟保护出口处短路在灵敏角 下，突然增加额定电流至10倍额定电流，电压自 100V同时突然降到0的情况下，继电器应可靠动 作，其极化继电器动作保持时间不小于50ms
131
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一句话：限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、 本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。
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2.1.5 （定时限 ）过电流保护
过电流保护是指启动电流按躲最大负 荷电流来整定的保护。它是三段式电流保 护的第Ⅲ段。
该保护不仅能保护本线路全长，且能 保护相邻线路的全长。可作为本线路主保 护的近后备保护以及相邻下一路保护的远 后备保护
75
1 启动电流的整定
I II set.2 76
2 动作时限的选择
应比下一条线路速断保护的动作时限高出 一个时间阶梯△t
t2II t1 t
△t通常取0.5S
77
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A 2
QF2 I
3 灵敏性校验
B 1
C
D
I K.B.min
K sen
II
I set .2
要求：Ksen 1.3 ~ 1.5
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
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2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
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1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
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1电流速断保护动作电流的整的整定
记忆时间： 对于LG-11型，当模拟保护出口处短路在灵敏角 下，突然增加额定电流至10倍额定电流，电压自 100V同时突然降到0的情况下，继电器应可靠动 作，其极化继电器动作保持时间不小于50ms
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电力系统继电保护(张保会)资料.[优质ppt]
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5
6
不正常工作状态的危害
• 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
• 2、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 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
53
动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
54
返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
55
56
57
58
59
2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
60
f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
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不正常工作状态的危害
• 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
• 2、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 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
Mth Mm
Mm C
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动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
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返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
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2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
备用 供电方式
中 性 点 非 直 接 接 地 （ 为 什 么 ？ ）
主 保 护 采 用 阶 段 式 特 性 的 电 流 保 护 承 担
60
f (1) f (2) f (1.1)
f (3)
f (1)
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
U f0 z (1) z
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
U f0 z (1) z
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。
11/13/2023
7
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。
11/13/2023
3
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
11/13/2023
4
三、学习本课程的基本要求
1、学会抓重点，领会问题的真谛；
21
§4 继电保护的基本组成
11/13/2023
22
§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。
2
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。
电力系统继电保护第一章 绪论-张保全版
1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动 保护原理。 1910年方向性电流保护开始得到应用，在此时期也 出现了将电流与电压相比较的保护原理。 在1927年前后，出现了利用高压输电线上高频载波 电流传送和比较输电线两端功率方向或电流相位的 高频保护装置。 在20世纪50年代，微波中继通讯开始应用于电力系 统，从而出现了利用微波传送和比较输电线两端故 障电气量的微波保护。在1975年前后诞生了行波保 护装置。
二、继电保护装置及其任务
继电保护装置：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。 继电保护装置基本任务： (1) 发生故障时，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受破 坏，保证非故障部分迅速恢复正常运行； (2) 对不正常运行状态，根据运行维护条件，而动作 于发出信号、减负荷或跳闸，且能与自动重合闸相 配合。
选用教材:
<电力系统继电保护>
张保会 尹项根主编
成绩分布：
课堂成绩80%+实验成绩20%
课堂学时42学时 期末成绩70%，平时成绩30%； 实验学时6学时 按要求完成实验并撰写实验报告。
第一章 绪论
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。 电力系统的一次设备：对一次设备的运行状态进行 监视、测量、控制和保护的设备。
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。
电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档
第一章 绪论
电力系统继电保护
教材：
《电力系统继电保护》 张保会主编
参考书目：
中国电力出版社
《电力系统继电保护原理》 贺家李主编 中国电力出版社
《电力系统继电保护基本原理》 王维俭编 清华大学出版社
《电力系统继电保护原理与应用》 尹相根编 华中科技大学出 版社 主讲：陈红艳
E-mail：
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1 电力系统的正常工作状态、 不正常工作状态和故障状态(复习)
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.3 对继电保护的基本要求
1.４ 继电保护发展简史
第一章 绪论 复习 电力系统 电网 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体
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：
熟练掌握电力系统继电保护的基本原理和基本知识；认识
二、继电保护的组成
１.测量比较元件 ２.逻辑判断元件 ３.执行输出元件
相应输入量
测量 比较 元件逻辑Fra bibliotek判断 元件执行 输出 元件
跳闸或信号
第一章 绪论
1.3
一、选择性
尽量缩小停电范围
对继电保护的基本要求
保护1 QF2
保护2
最大限度地限制故障范围
QF1
当电力系统发生故障时，要求最靠近故障点的保护装置动作切除故障，
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
电力系统继电保护
教材：
《电力系统继电保护》 张保会主编
参考书目：
中国电力出版社
《电力系统继电保护原理》 贺家李主编 中国电力出版社
《电力系统继电保护基本原理》 王维俭编 清华大学出版社
《电力系统继电保护原理与应用》 尹相根编 华中科技大学出 版社 主讲：陈红艳
E-mail：
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1 电力系统的正常工作状态、 不正常工作状态和故障状态(复习)
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.3 对继电保护的基本要求
1.４ 继电保护发展简史
第一章 绪论 复习 电力系统 电网 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户 联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体
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：
熟练掌握电力系统继电保护的基本原理和基本知识；认识
二、继电保护的组成
１.测量比较元件 ２.逻辑判断元件 ３.执行输出元件
相应输入量
测量 比较 元件逻辑Fra bibliotek判断 元件执行 输出 元件
跳闸或信号
第一章 绪论
1.3
一、选择性
尽量缩小停电范围
对继电保护的基本要求
保护1 QF2
保护2
最大限度地限制故障范围
QF1
当电力系统发生故障时，要求最靠近故障点的保护装置动作切除故障，
力争相邻元件的保护装置起后备保护的作用。 二、速动性
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承担输电任务
U
N
电
网
110kV电网：中多性电点源直环接网接地运行方式 主 保 护 由 纵 联 保 护 承 担 能 够 快 速 切 除 线 路 上 任 一 点 故 障
主要承担供、配电任务
U N
110kV
电
网
正采常用时双
电 单
源 侧
互 电
I (3) k
Zs
E Z1lk
I (2) k
3 E前 提：Z1Z2
2 Zs Z1lk
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2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
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1电流速断保护动作电流的整的整定
II set.2
I k . B. max
电力系统继电保护
前言
• 电力系统组成：发、输、配、用 • 电能的特点： • 一次设备：
发出、传送、分配和使用电能的设备。 发电机、变压器、母线、输电线路、电容 器、电动机等属于一次设备 • 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。
（+管理）
2
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• 1.1.1 正常工作状态
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。
要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵
敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，
但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切
除故障，满足选择性要求。
电力系统继电保护-PPT课件
继电保护与重合闸的配合关系
对单相自动重合闸的评价
优点： 绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电
提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
缺点： 按相操作的断路器 选相元件 非全相运行时退出其他保护，防止误动作
其他特殊问题 1.非全相运行对保护的影响。采用单相重合闸后，要求在单相 接地短路时至跳开故障相的断路器，这样在重合闸期间的断电时 间内出现了只有两项运行的非全相不对称运行状态，从而在线 路中出现负序以及零序的电压、电流分量，这就可能引起本线 路某些保护以及系统中的其他保护误动作。 对于可能误动的保护，应在单相重合闸动作是予以闭锁，或在 保护的动作之上躲开非全相运行或动作时限大于单相重合闸间 歇时间。 2.重合过电压问题。当线路发生单相接地而采用三相重合闸时， 会产生相当严重的重合过电压。这是由于三相跳闸时，在非故 障相上保留有残余电压，且该电压在较短的重合闸间隙断电时 间内
3.应考虑非全相运行对继电保护的影响，还需要考虑非全相运行 对通信系统和铁道号志系统的影响。
故障选相元件 为实现单相重合闸，首先就必须有故障相选择元件。对选相 元件的基本要求是： 首先应保证选择性，即选相元件与继电保护相配合只跳开发 生故障的一相，而接于另外两相上的选相元件不应动作；其次， 在故障相末端发生单相接地短路时，接于该相上的选相元件应 保证有足够的灵敏性。 根据网络接线和运行特点，满足以上要求的常用选相元件有 以下几种：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元件。
单相自动重合闸的动作过程 单相接地短路→跳故障单相→重合单相 瞬时性故障→重合成功 永久性故障→跳三相
单相自动重合闸的特点
与三相重合闸所带来的新问题主要表现在以下几个方面。
1.需要设置故障选相元件，应该指出有些保护装置本身就具有选 相功能
电力系统继电保护全套课件-PPT精品文档
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：
(完整版)电力系统继电保护(张保会)资料.ppt-530页
不正常工作状态的危害
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 2、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 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
两相三继电器接线方式
5 两种接线方式的应用
（1）三相星形接线：主要用于发电机、变压器的后备保护，采用电流保护作为大电流接地系统的保护（要求较高的可靠性和灵敏性）；也用于中性点直接接地系统中，作为相间短路和单相接地短路的保护（但不常见）。 （2）两相星形接线：中性点不接地电网或经高阻接地电网中，用于相间短路保护；（注：所有线路上的保护装置应安装在相同的两相上：A、C相）。
按相启动
注意电流线圈和电压线圈的极性
分析正方向远方两相短路
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
（二）限时电流速断保护的整定计算
5、对方向性电流保护的评价
①直接接地： 110kV及以上电网 ②不接地： 3~6kV 单相接地电流<30A 35～60kV 单相接地电流<10A ③非直接接地： 其他情况
构成
结论
仅靠动作电流值来保证其选择性，保护范围直接受到运行方式变化的影响，一般不能保护线路全长（当线路末端为线路-变压器单元时可以保护全长）；需要根据具体场合选择，一般适用于长线路。 能无延时地（相对而言）保护本线路的一部分（不是一个完整的电流保护）。
2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保护。 要求： 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵敏性； 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时，但力求动作时限最小； 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切除故障，满足选择性要求。
《电力系统继电保护原理》全套PPT课件
运行参数：I、U、Z∠φ 反应 I↑→过电流保护 反应 U↓→低电压保护 反应 Z↓→低阻抗保护(距离保护)
二、反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原 理，也称差动式原理）
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路
规定电压正方向：母线高于中性点
的继电器(保护)，Kh>1 2、集成电路型过电流继电器（晶体管型：略）
3ms延时：防止干扰信号引起的误动(干扰持续时间一般<1ms) 12ms展宽：使输出动作信号展成连续高电平。
二、电流速断保护（电流I段）
电流速断保护：瞬时动作的电流保护。
1、整定计算原则
(1) 短路特性分析：
三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流：
对于过量保护,灵敏系数：
应保护的范围内发生金 属性短路时的故障参数 计算值
Klm
保护装置的动作参数
（电流保护的故障参数计算值：系统最小运行方式下被保护线
路末端发生两相短路时，流过本保护的最小短路电流）
对保护1的电流II段：Klm=
I (2) d .B. m in I II dz..1
要求：Klm 1.3～1.5
d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下)
二、反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原 理，也称差动式原理）
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路
规定电压正方向：母线高于中性点
的继电器(保护)，Kh>1 2、集成电路型过电流继电器（晶体管型：略）
3ms延时：防止干扰信号引起的误动(干扰持续时间一般<1ms) 12ms展宽：使输出动作信号展成连续高电平。
二、电流速断保护（电流I段）
电流速断保护：瞬时动作的电流保护。
1、整定计算原则
(1) 短路特性分析：
三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流：
对于过量保护,灵敏系数：
应保护的范围内发生金 属性短路时的故障参数 计算值
Klm
保护装置的动作参数
（电流保护的故障参数计算值：系统最小运行方式下被保护线
路末端发生两相短路时，流过本保护的最小短路电流）
对保护1的电流II段：Klm=
I (2) d .B. m in I II dz..1
要求：Klm 1.3～1.5
d3点短路：6动作：有选择性； 5动作：无选择性 如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路：1、2动作：有选择性； 3、4动作：无选择性 后备保护（本元件主保护拒动时）：
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下)
电力系统继电保护PPT课件(张保会)
• 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当 主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
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变压器 保护区
发电机保护区
低压母线 保护区
线路 高压母线 保护区 保护区
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二、选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将 故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行， 以尽量缩小停电范围
t
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3 灵敏性的校验
• （1）作为近后备时
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3 灵敏性的校验
• （1）作为远后备时
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在各个灵敏度系数之间，要求灵敏系数互相配合
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过电流保护的构成
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流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流 的比值，称为接线系数
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两种接线方式在各种故障时的性能 分析
1、对各种相间短路，两种接线方式均能正确反 映；只是动作继电器的个数不同。 2、中性点直接接地系统的单相接地短路，三相 星形可反应各种接地故障，两相（AC）星形 不能反映B相接地故障 3、在小接地电流系统中，发生异地两点接地 时，一般只要求切除一个接地点，而允 许带一 个接地点继续运行一段时间。
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两相三继电器接线方式
提高灵敏性系数
( I A I C ) / nl I B / nl
.Y
.Y
.Y
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5 两种接线方式的应用
（1）三相星形接线：主要用于发电机、变压 器的后备保护，采用电流保护作为大电流 接地系统的保护（要求较高的可靠性和灵 敏性）；也用于中性点直接接地系统中，作为相间短
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变压器 保护区
发电机保护区
低压母线 保护区
线路 高压母线 保护区 保护区
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二、选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将 故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行， 以尽量缩小停电范围
t
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3 灵敏性的校验
• （1）作为近后备时
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3 灵敏性的校验
• （1）作为远后备时
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在各个灵敏度系数之间，要求灵敏系数互相配合
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过电流保护的构成
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流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流 的比值，称为接线系数
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两种接线方式在各种故障时的性能 分析
1、对各种相间短路，两种接线方式均能正确反 映；只是动作继电器的个数不同。 2、中性点直接接地系统的单相接地短路，三相 星形可反应各种接地故障，两相（AC）星形 不能反映B相接地故障 3、在小接地电流系统中，发生异地两点接地 时，一般只要求切除一个接地点，而允 许带一 个接地点继续运行一段时间。
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两相三继电器接线方式
提高灵敏性系数
( I A I C ) / nl I B / nl
.Y
.Y
.Y
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5 两种接线方式的应用
（1）三相星形接线：主要用于发电机、变压 器的后备保护，采用电流保护作为大电流 接地系统的保护（要求较高的可靠性和灵 敏性）；也用于中性点直接接地系统中，作为相间短
电力系统继电保护总结(张保会、尹项根)
第一章、绪论不正常运行状态：1、负荷潮流超过额定上限造成电流升高（过负荷）2、系统出现功率缺额导致频率降低3、发电机甩负荷引起发电机频率升高4、中性点不接地或者非有效接地系统中单相接地引起非接地相对地电压升高5、电力系统振荡短路的危害：1、短路电流及燃起的电弧，使故障元件损坏2、短路电流流经非故障元件，由于发热和电动力，导致非故障元件损坏3、导致部分地区电压水平降低，使电力用户正常工作遭到破坏或者产生废品4、破坏发电厂之间并列运行稳定性，引起系统振荡甚至瓦解电力系统继电保护泛指：继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术也包括电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，通信设备第二章、电流保护整定电流的意义是：当被保护线路的一次侧电流达到这个数值时，安装在该处的这套保护装置能够动作。
电流速断保护的优点：简单可靠、动作迅速，缺点：不能保护线路全长，保护范围受运行方式影响电流保护的接线方式指电流继电器与电流互感器之间的接线方式，目前广泛使用三相星形、两项星形接线。
功率方向元件的基本要求：1、明确的方向性，正方向故障可靠动作，反方向故障不动作2、足够的灵敏度功率方向元件接线方式要求：1、正方向任何短路都能动作，反方向不动作2、Ir、Ur尽可能大一些，ψk接近最大灵敏度角ψsen，减小消除动作死区中性点直接接地系统：零序电流的分布：主要取决于输电线路零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，与电源数目和位置无关零序功率方向：与正序功率方向相反，由线路流向母线中性点非直接接地系统零序分量分布特点：1、对地电容构成通路，零序阻抗很大2、单相接地时，相当于故障点产生与故障前相电压等大反向的零序电压，全系统出现零序电压3、非故障线路零序电流为线路本身的电容电流，容性无功由母线流向线路4、故障线路零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和，容性无功由线路流向母线第三章、距离保护距离保护的构成：启动部分、测量部分、振荡闭锁部分、电压回路断线部分、配合逻辑部分、出口部分（P-68）距离保护优点：同时利用电压电流特征，保护区稳定，灵敏度高，受运行方式影响小，在复杂网络中使用，可作为变压器发电机后备保护。
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I
(2) k
Z1 Z2 3 E前提： 2 Z s Z1lk
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2.1.3 电流速断保护
• 对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电 流保护，称为电流速断保护。它是三段式 电流保护的第一段
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1电流速断保护动作电流的整的整定
I I set.2
I k .B.max
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不正常工作状态的危害
• 3、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
• 4、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
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构成
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结论
• 仅靠动作电流值来保证其选择性，保护范 围直接受到运行方式变化的影响，一般不 能保护线路全长（当线路末端为线路-变 压器单元时可以保护全长）；需要根据具 体场合选择，一般适用于长线路。 • 能无延时地（相对而言）保护本线路的一 部分（不是一个完整的电流保护）。
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• 后备保护——主保护或断路器拒动时用来切除故 障的保护。 又分为远后备保护和近后备保护两种； ①近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线 路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒 动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。 ②远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。
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故障类型
f (1)
正序分量 U
f0
m
3
( n)
z
(n)
比例系数
附加电抗
z(2) z(0) 3z f
f f f
(1)
单相短路
(2)
z (1) z
U f0 z (1) z
3
x (0) x ( 2) ( x ( 2) x (0) )
要求：Ksen 1.3 ~ 1.5
II I set.2
L
按系统最小运行方式下，线路末端 发生两相短路时的短路电流进行校验
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限时电流速断动作时限的配合关系
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4 限时电流速断保护的构成（图 1）
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限时电流速断保护的构成（图 2）
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小结
1. 限时电流速断保护的保护范围大于本线 路全长； 2. 依靠动作电流值和动作时间共同保证其 选择性； 3. 与第Ⅰ段共同构成被保护线路的主保护， 兼作第Ⅰ段的后备保护。
例：第Ⅰ段：运行方式变化较大且线路较短，可能使保护范围为零； 第Ⅲ段：长线路重负荷（IL增大，Id减小），灵敏性不满足要求。
3、速动性： 一般情况下可以满足快速切除故障的要求（第Ⅰ、Ⅱ段满 足）； 第Ⅲ段越靠近电源，t越长——缺点 4、可靠性： 线路越简单，可靠性越高——优点
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2.2 双侧电源网络相间短路的 方向性电流保护
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(二)功率方向继电器的动作区
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LG-11整流型功率方向继电器
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ia
.
ib
.
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l
死区
记忆作用 记忆时间不小于50ms
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LG-11、LG-12小常识
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LG-11、LG-12小常识
电力系统继电保护
前言
• 电力系统组成：发、输、配、用 • 电能的特点： • 一次设备： 发出、传送、分配和使用电能的设备。 发电机、变压器、母线、输电线路、电容 器、电动机等属于一次设备 • 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。 （+管理）
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• 1.1.1 正常工作状态
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不正常工作状态的危害
• 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 • 2、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 2）降到47~48Hz以下会引起频率崩溃 3）使电压下降可能引发电压崩溃
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两相三继电器接线方式
提高灵敏性系数
( I A I C ) / nl I B / nl
.Y
.Y
.Y
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5 两种接线方式的应用
（1）三相星形接线：主要用于发电机、变压 器的后备保护，采用电流保护作为大电流 接地系统的保护（要求较高的可靠性和灵 敏性）；也用于中性点直接接地系统中，作为相间短
一句话：限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、 本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。
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2.1.5 （定时限 ）过电流保护
过电流保护是指启动电流按躲最大负 荷电流来整定的保护。它是三段式电流保 护的第Ⅲ段。 该保护不仅能保护本线路全长，且能 保护相邻线路的全长。可作为本线路主保 护的近后备保护以及相邻下一路保护的远 后备保护
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2.1.2单侧电源网络相间短路时电流量值特征
• 目前，我国电力系统主要的电压等级： 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, 66kV, 35kV, 10kV, 6kV, 380/220V。
承担输电任务 多电源环网 U 110kV电网：中性点直接接地运行方式 N 主保护由纵联保护承担 能够快速切除线路上任一点故障 电网 主要承担供、配电任务 采用双电源互为备用 U N 110kV电网 正常时单侧电源供电方式 中性点非直接接地（为什么？） 主保护采用阶段式特性的电流保护承担
t
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3 灵敏性的校验
• （1）作为近后备时
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3 灵敏性的校验
• （1）作为远后备时
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在各个灵敏度系数之间，要求灵敏系数互相配合
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过电流保护的构成
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流入保护继电器的电流与电流互感器的二次电流 的比值，称为接线系数
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（2）原因分析
S+ S+
S误动
S+
S-
S+
S+
误动
S-
S+
S+
S-
S+
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（3）解决方法
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2、功率方向继电器
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（1）基本原理
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（2）功率方向继电器的动作方程
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（2）功率方向继电器的动作方程
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2.1.1 继电器——测量元件
M dc K2
2
I r2
Mdc
Mth Mth1 Kt (1 )
Mm C
Mth
Mm
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动作电流：能使继电器动作的最小电流值，记作Iop
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返回电流：能使继电器返回（原位）的最大电流值Ire
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• 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当 主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。
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变压器 保护区
发电机保护区
低压母线 保护区
线路 高压母线 保护区 保护区
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二、选择性 选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将 故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行， 以尽量缩小停电范围
动作时间： 对于LG-11型，在灵敏角下，电压由额定突然降4 倍最小动作电压，电流同时由0升至额定电流时， 动作时间不大于30mS；对于LG-12型，在灵敏角 下，同时突然加入额定电流和4倍最小动作电压时， 动作时间不大于40ms。 记忆时间： 对于LG-11型，当模拟保护出口处短路在灵敏角 下，突然增加额定电流至10倍额定电流，电压自 100V同时突然降到0的情况下，继电器应可靠动 作，其极化继电器动作保持时间不小于50ms
路和单相接地短路的保护（但不常见）。
（2）两相星形接线：中性点不接地电网或经 高阻接地电网中，用于相间短路保护； （注：所有线路上的保护装置应安装在相 同的两相上：A、C相）。
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三段式电流保护的接线图举例
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2.1.8 对电流保护的评价
1、选择性： 在单测电源辐射网中，有较好的选择性， 但在多电源或单电源环网等复杂网络中可能无法保证选择性。 2、灵敏性： 受运行方式的影响大，往往满足不了要求。——电流保护的 缺点
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2.1.4限时电流速断保护
定义： 是带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保 护范围之外的故障，且作为速断保护的后备保 护。 要求： ① 任何情况下能保护线路全长，并具有足够的灵 敏性； ② 在满足要求①的前提下，可以带一定时间延时， 但力求动作时限最小； ③ 在下级线路发生短路时，保证下级保护优先切 除故障，满足选择性要求。