继电保护原理 第四章 第一、二节 线路电流保护
(完整word版)继电保护教材(超实用)
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1.电力系统的故障：三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解。
事故：指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指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。
2．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有无经常值班人员），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。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、利用基本电气参数的区别发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图1-1所示，（2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作。
2、利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差别。
继电保护的基本原理和保护
二、继电保护装置的组成
三、继电保护装置的类型
1、按被保护的对象分，有
输电线路的保护、发电机的保护、变压器的保护、 母线保护、电动机的保护等；
2、按保护原理分，有 电流保护、电压保护、距离保护、高频保护、差动 保护、方向保护等；
二）电力系统的运行状态
1、定义：电力系统在不同运行条件（如负荷水平、 出力配置、系统接线、故障等）下的系统与设备的工 作状况。 2、类型：有正常运行状态、不正常运行状态、故 障状态三种。 ◆正常运行状态——在此状态下，电力系统的有 功功率和无功功率处于平衡，各发电、输电和用电设 备均在规定的长期安全工作限额内运行，电压、频率 均在规定的范围内变化，电能质量合格。
电力系统继电保护绪
论
第一节 电力系统继电保护的作用
一、电力系统继电保护及自动装置的作用与任务
一）一次设备与二次设备的基本概念
一次设备：是指直接参与生产、输送和分配电能 的生产过程的高压电气设备。 它包括发电机（发电）、变压器（变换）、断 路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线 （汇集、重新分配电能） 、输电线路（输送电） 、 电力电缆、电抗器、电动机（用电）等。
二）迅速性——指继电保护装置动作尽可能快
凡是作用于断路器跳闸的保护均要求动作要迅 速。 要求快速动作的主要理由和必要性： ①可以提高电力系统并列运行的稳定性。
A B C
k
例：K点发生了三相短路故障时，A母线电压将大大下降到接近 于零，使A厂送不出负荷，发电机转速迅速升高。而B厂母线B 母线，则由于远离短路点，还有较高残压。如果保护动作时间 较长，A、B两厂的发电机转差增大，使系统发生振荡甚至解列。
电力系统继电保护 第四章输电线路的纵联保护
3 微波通信
频段为300~30000MHz，超短波的无线电波，频带宽，信息传输容量大，传 输距离不超过40~60km；距离较远时，要装设微波中继站，以增强和传递微 波信号。通信速率快，可用于纵联电流差动原理的保护。
4 光纤通信
1.光纤通信的构成
光发射机、光纤、中继器和光接收机。
（2）正常时有高频电流方式（长时发信） 在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高 频通道传送高频电流。
优点：高频通道部分经常处于监视的状态，可靠性高；且无 需收、发信机启动元件，简化装置。 缺点：经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时 间；也易受外界高频信号干扰，应具有更高的抗干扰能力。
（希望不动） 一侧为正 一侧为负
内部故障 （希望动作）
两侧均为正
一侧动作 一侧不动作
两侧均动作
电流相位 相位差 180
接近同相
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
根据通道的构成，输电线路载波通信分为： “相-相”式 连接在两相导线之间 “相-地”式 连接在输电线一相导线和大地之间
1、输电线路载波通信的构成
继电
部分
G R
输电线路
高频阻波器 耦合电容器
连接滤波器 高频电缆
G 高频通道部分 R
接 地 开 关
继电
部分
(1)阻波器：阻波器是由 一电感线圈与可变电容器 并联组成的回路。当并联 谐振时，它所呈现的阻抗 最大（1000Ω以上），利 用这一特性，使其谐振频 率为所用的载波频率。这 样的高频信号就被限制在 被保护输电线路的范围以 内，而不能穿越到相邻线 路上去。但对工频电流而 言，阻波器仅呈现电感线 圈的阻抗，数值很小（约 为0.04Ω左右），并不影 响它的传输。
继电保护课程学习要点
继电保护课程学习要点第一章绪论一、本章的学习要点1、了解继电保护的作用。
在学习时要了解电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态，以及发生短路时对电力系统的危害。
认识继电保护、继电保护装置的概念，及继电保护在电力系统中的任务。
2、了解继电保护的基本原理和继电保护装置的的组成。
学习时应了解和认识电力系统在正常运行与发生故障或不正常运行状态时电气量参数的差别。
它们是实现继电保护的理论依据。
3、对电力系统继电保护的四项基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
它们是设计、分析与评价继点保护装置是否先进、实用和完善的出发点和依据，应熟练掌握并应用于今后的学习中。
第二章电网的电流保护和方向性电流保护第一节单侧电源网络相间短路的电流保护一、本节的学习要点1、了解继电器的有关概念---动作、返回、动作电流、返回电流、返回系数等。
2、熟练掌握三段式电流保护的配置、基本工作原理、整定计算原则、整定计算方法、原理接线及其评价与应用范围。
电流保护是反应故障时电流增大而动作的保护，所以在学习中首先要掌握线路上发生相间短路时，短路电流的计算方法。
其次，要搞清楚短路电流的大小与故障点、故障类型及运行方式之间的关系，以便更好地理解继电保护的工作原理，掌握电流保护的整定计算方法。
通过学习，应理解并掌握三段式电流保护的逐级配合关系。
既相邻保护在灵敏度和动作时间上均应相互配合。
3、掌握相间短路电流保护的基本接线方式及其特点与应用范围。
要求会画原理接线图。
第二节电网相间短路的方向性电流保护1、了解并认识在双侧电源网络中继电保护动作带有方向性的必要性。
2、熟练掌握方向元件（功率方向继电器）的工作原理、构造及动作特性。
学习中首先要弄清楚电压电流的参考方向是如何规定的，以及参考方向与实际方向之间的关系。
其次，要了解并认识电力系统正常运行及发生故障时电压电流之间的相位关系。
并掌握有关功率方向继电器的最大灵敏角、内角和死区等基本概念。
3、熟练掌握相间短路的功率方向继电器的典型接线方式----90 接线及其动作行为分析方法。
继电保护第四章-纵联保护
4. 输电线路纵联保护（Unit Protection）结构
继电保 护装置
通信设备
• 导引线 • 载波 • 光通信纤信道 • 微波
继电保 护装置
通信设备
继电保护装置
实现电气量采集并形成电气量特征，完成保护任务。
通信设备
将上述信息发送至对端的保护设备，同时接收对端保护发送的
信息并送至本端保护单元
通信信道
故障分量方向元件的特点
不受负荷状态的影响 不受故障点过渡电阻的影响 正、反方向短路时，方向性明确 无电压死区 不受系统振荡影响
（二） 闭锁式方向纵联保护
1. 工作原理
以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭
锁信号的方式构成。
闭锁信号
A1
B
2
3
闭锁信号
C
4
5
6D
F
对AB线路为外部故障，2处功率方向均为 负，发闭锁信号，1、2保护被闭锁。
导引线通信应用：
高压电网超短线路（几公里）。 用于变压器、发电机等电力设备和母线。
（二） 电力线载波通信
采用输电线路本身作为信息传输媒介，在传输电能的同时 完成两端信息的交换。 （一）通道的构成
1
2 76
3 45 89
3
2
4 5
67
98
1.传输线 2.阻波器 3.结合电容器 4.连接滤波器 5.高频电 缆 6.保护间隙 7.安全接地开关 8. 高频收发信机 9.保护 继电器
3. 电气元件故障时两端电气量的特征分析
所选电气量
区内故障 特征
区外或正常 运行时特征
保护原理
功率方向
均指向被保 护元件
一端指向被 保护元件反
电力系统继电保护第4章4-1,4-2
图4-1环流法接线的纵差保护 单相原理接线图
4.1.1 纵联差动保护原理
正常运行和外部短路： 流入差动继电器KD中的电流为：
I r I I 2 I II 2 1 I I I II 0 KTA
实际上，差动回路中还有一 个不平衡电流Iunb。差动继电器 KD的起动电流是按大于不平衡电 流整定的，所以，在被保护线路
I I I2 I I I 2 II II 2
II
正常及外部故障时差动保护不会 动作。
内部短路：流入差动保护回路的电 流为
I I I r 2M 2N I I I 1N 1M ' K KTA KTA KTA
被保护线路内部故障时，流 入差回路的电流远大于差动继电 器的起动电流，差动继电器动作， 瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两 侧断路器。 结论： 1、差动保护灵敏度很高 2、保护范围稳定 3、可以实现全线速动 4、不能作相邻元件的后备保护
4.1.1 纵联差动保护原理
电网的纵联差动保护反应被保护 线路首末两端电流的大小和相位，保 护整条线路，全线速动。纵联差动保 护原理接线如图4-1所示。
电流互感器采用环流法接线。 流入继电器的电流为两个电流互 感器二次电流的差。即
Ir I2M I2 N 1 I1M I1N KTA
I opr K rel Kerr K st K np I K max KTA
为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电 流互感器二次断线整定： K rel I Lmax I op KTA 灵敏度校验： K sen I K min 1.5 ~ 2
I op
4.1.4影响输电线路导引线纵联差动 保护正确动作的因素
2．暂态不平衡电流
继电保护原理基础_第四章
负序功率方向元件的特点
(1)可反应所有不对称故障; 增加电压记忆后,也可 反应三相对称故障;
(2)没有电压死区; 保护区外故障时, 近故障侧负 序电压( 功率 )高于远故障侧负序电压 ( 功率 ), 容易实现灵敏度配合
(3)系统振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功 率方向元件不误动
因此,负序功率方向元件在高频闭锁保护中得 到了广泛的应用
由精于度电的电流流互互感感器器，励在磁必要回时路．以还可及采二次回路电
感用中铁的心磁磁路通中不有小能气突隙变的电，流在互二感器次。回路中引起
自由非周期分量电流。
在暂态过程中，励磁电流大大超过其稳态 值，并含有大量缓慢衰减的非周期分量， 这将使不平衡电流大为增加。
第二节 输电线的高频保护
一、高频保护概述
离I段启动发讯，当其保护范围内部故 障动作于跳闸的同时，还向对端发出 跳闸信号，可以不经过其它控制元件 而直接使对端的断路器跳闸，即收讯 即可跳闸。 两端保护的构成比较简单，无需互相 配合，必须要求每端发送跳闸信号保 护的动作范围小于线路的全长．而两 端保护动作范围之和应大干线路的全 长。前者是为厂保证动作的选择性， 后者则是为了保证全线上任一点故障 的快速切除。
《继电保护原理》课件
功能
继电保护的功能包括故障检 测、故障定位和故障隔离， 以确保电力系统的稳定运行。
继电保护原理
1 故障电流特性
继电保护根据故障电流的 特性来判断是否触发保护 动作。
2 故障电压特性
继电保护通过监测故障电 压的变化来确定是否需要 进行保护。
3 动作特征示意图
继电保护的动作特征示意 图是一种图形表示方法， 用于描述保护的响应行为。
《继电保护原理》PPT课 件
本课件将介绍继电保护的基本原理，包括继电保护的定义、分类和功能。让 我们一起进入这个令人兴奋的领域，探索继电保护的奥秘！
什么是继电保护
定义
继电保护是一种电气设备， 用于在电力系统发生异常时， 保护设备和系统免受损坏。
分类
继电保护可根据其功能和应 用领域进行分类，例如差动 保护、过流保护和欠频保护。
类型
常见的继电保护装置类型包括差 动保护、过电流保护和过压保护 等。
总结
1 继电保护发展历程
继电保护经历了从机械继电器到数字保护的发展历程。
2 继电保护现状和未来发展趋势
现代继电保护技术不断发展，趋向数字化、智能化和通信化。
3 继电保护的重要性及应用广泛性
继电保护对电力系统的安全运行非常重要，广泛应用于电力变电站和工业领域。
继电保护元件
1
继电保护元件分类
继电保护元件包括电流传感器、电压传感器和继电器等。
2
继电保护元件参数
电流传感器的参数包括额定电流、精度和频率响应等过串联或并联连接到电力系统中的设备上。
继电保护方案设计
1
继电保护方案设计方法
2
常用的设计方法包括基于规则的方法、
基于模型的方法和基于经验的方法。
电力系统继电保护-2 电网的电流保护
1、电力系统运行方式（ Z s）的变化； 2、电力系统正常运行状 态（E）的变化； 3、不同短路类型（ K）的变化； 4、随短路点距等值电源 的距离变化，短路电流 连续变化，越远电流越 小， 并且在本线路末端和下 级线路出口短路，电流 没有差别。
（图解：电力系统艰苦的工作环境）
2.1.3 电流速断保护
最大运行方式- 在相同的地点发生相同 类型的短路时流过保护 安装处电流最大， 对继电保护而言称为系 统最大运行方式，对应 的系统等值阻抗最小， Z s Z s min。 最小运行方式- 在相同的地点发生相同 类型的短路时流过保护 安装处电流最小， 对继电保护而言称为系 统最小运行方式，对应 的系统等值阻抗最大， Z s Z s max。
根据继电器的安装位置和工作任务给定动作值， 为使继电器有普遍的使用价值，动作值可以调整。
图2-1： 过电流继电器框图
2.1.1 继电器
（电流继电器图）
（电压继电器DY-28C图）
（时间继电器DS-31图）
（LDB-I型电流保护综合继电器图）
2.1.1 继电器
• 3 继电器的继电特性
• 继电特性——无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不 可能停留在某一个中间位置。
2.1.4 限时电流速断保护
• （图2-9： 限时电流速断动作时限的配合关系）
由上图可见，在保护 1 电流速断范围以内的故障，将以 t1I 的时间被切除，此时保
II 护 2 的限时电流速断虽然可能起动，但由于 t 2 较 t1I 大一个 t ，保护 1 电流速断
动作切出故障后，保护 2 返回，因而从时间上保证了选择性。
• • • •
2.1.1 继电器
• 2 过电流继电器原理框图
电力系统继电保护电子教案第四章输电线纵联保护
1. 环流式导引线保护
.
IM
* *
.
Im
.
IN
同极性端子
* *
.
In
动作线圈 动作线圈
导引线
制动线圈
同极性端子 制动线圈
线路两侧电流互感器的同极性端子经导引线连接起 来。继电器的动作线圈跨接在两导引线芯之间。如 果有制动线圈则它被串接在导引线的回路中。
.
IM
* *
.
Im
.
IN
* *
.
In
动作线圈 动作线圈
M
IM
k1 I N N
根据基尔霍夫电流定律(KCL)
可知：
UM
UN
在集总参数电路中，任何时刻，
内部故障
对任意一节点，所有支路电流相 量和等于零。用数学表达式表示 M IM
I N N k2
如下： I 0
区外故障
对于输电线路MN可以认为是一个节
点。
内部故障
I IM IN Ik
外部故障
I IM IN 0
.
IM
* *
.
Im
.
k1
IN
*
*
.
In
动作线圈 动作线圈
动作线圈中两侧电流同相
制动线圈
制动线圈的制动电流小于 动作线圈中的动作电流
制动线圈
在内部故障时，动作线圈中两侧电流同相，制动线圈 的制动电流小于动作线圈中的动作电流，保护能够可 靠动作。
2．均压法
.
IM
*
*
.
Im
.
IN
* *
.
In
平衡线圈 平衡线圈
(4)光纤通道
光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤 通信也广泛采用(PCM)调制方式。当被保 护线路很短时,通过光缆直接将光信号送到 对侧,在每半套保护装置中都将电信号变成 光信号送出,又将所接收之光信号变为电信 号供保护使用。由于光与电之间互不干扰, 所以光纤保护没有导引线保护的问题,在经 济上也可以与导引线保护竞争。
继电保护原理书
继电保护原理书
继电保护是电力系统中一种常见的保护方式，其原理是通过电气信号来控制继电器实现对电力设备的保护。
继电保护系统通常由故障检测、信号传输、判断及动作四个部分组成。
在继电保护系统中，故障检测是最关键的环节。
它通过监测电力设备（如变压器、发电机等）的电流、电压等参数，以及通过采集和处理这些参数的变化来检测潜在的故障。
当检测到异常情况时，信号将被传输到继电器中。
信号传输部分通常使用传统的有线通信方式，如电缆或光纤，来传递检测到的故障信号。
这些信号经过调制和解调的处理后，可在继电器中进行判断和处理。
继电保护系统的判断部分采用各种算法和逻辑，根据接收到的信号来判断故障的类型、位置和程度。
这些算法和逻辑通常包括比较、计算和逻辑运算等。
最后，当判断部分确定故障情况后，动作部分将会触发相应的继电器动作，如切断电源、跳闸等。
这样可以保证电力设备和系统免受故障的影响，从而保障电网的稳定运行。
继电保护系统的可靠性和准确性对于电力系统的安全运行至关重要。
因此，继电保护原理的研究与应用一直是电力工程的重要领域。
通过不断的研究和改进，继电保护系统的性能和功能得到了显著提升，为电力系统的运行提供了可靠的保障。
继电保护的基本原理ppt课件
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11
电力系统发生短路可能产生的后果
故障点所燃烧电弧使故障元件损坏。
短路电流通过非故障元件，产生发热和 电动力，使非故障元件损坏或降低使用 寿命。
电力系统部分地区电压降低，影响用户 工作稳定性或影响工厂产品质量。
破坏电力系统并列运行的稳定。
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短路： 就是供电系统中一相或多相载流导 体接地或相互接触并产生超出规定 值的大电流。
短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越 近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连 接的电动机或其它设备的正常运行。
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短路电流和系统运行方式的关系
供电系统的短路电流大小与系统的运行方式有很大 的关系。系统的运行方式可分为最大运行方式和 最小运行方式。
最大运行方式下电源系统中发电机组投运多，双 回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整 个系统的总的短路阻抗最小，短路电流最大；
继电保护装置即各种不同类型的继电器，以一定 的方式连接与组合，在系统发生故障时，继电保 护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号， 以达到对系统进行保护的目的。
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常见的继电保护装置
继电保护装置由若干个继电器组成，所以 继电器是继电保护的主要元件。
电流继电器、电压继电器、时间继电
器、中间继电器、信号继电器、温度继电
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什么是变压器的空载试验？
变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变 压器的空载电流和空载损耗。一般说来，空载试验可以在 变压器的任何一侧进行。通常将额定频率的正弦电压加在 低压线圈上而高压侧开路。为了测出空载电流和空载损耗 随电压变化的曲线，外施电压要能在一定范围内进行调节。 变压器空载时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压 决定的，当变压器施加额定电压时，铁芯中的主磁通达到 了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗也达 到了变压器额定工作下的数值，因此变压器空载时输入功 率可以认为全部是变压器的铁损。一般电力变压器在额定 电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。
继电保护知识要点
第一章绪论一、基本概念1、正常状态、不正常状态、故障状态要求：了解有哪三种状态,各种状态的特征正常状态：等式和不等式约束条件均满足；不正常运行状态：所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态故障状态：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障;2、故障的危害要求：了解,故障分析中学过①过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏;②短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力作用,会使其的损坏或缩短其使用寿命;③电力系统中部分地区的电压大大降低,使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品;④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解;3、继电保护定义及作用或任务要求：知道定义,明确作用;定义：继电保护是继电保护技术与继电保护装置的总称基本任务：①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,并根据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸;4、继电保护装置的构成及各部分的作用要求：构成三部分,哪三部分测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件;5、对继电保护的基本要求,“四性”的含义要求：知道有哪四性,各性的含义选择性：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;速动性：是指尽可能快地切除故障;灵敏性：在规定的保护范围内,对故障情况的反应能力;可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时,应可靠动作,即不发生拒动；而在任何其他不该动作的情况下,应可靠不动作,即不发生误动作;6、主保护、后备保护、近后备、远后备保护的概念要求：什么是主保护、后备保护、近后备、远后备保护主保护：指能以较短时限切除被保护线路或元件全长上的故障的保护装置;后备保护：考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护;近后备：当电气元件的主保护拒动时,由本元件的另一套保护起后备作用;远后备：当主保护或其断路器拒动时,由相邻上一元件的保护起后备作用;第二章电网的电流保护一、基本概念1、继电器的定义及类型要求：了解定义：是一种能自动执行断续控制的部件,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,具有对被控制电路实现“通”、“断”控制的作用;类型：按动作原理分：电磁型、感应型、整流型、电子型和数字型按反应物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体继电器按所起的作用分：启动继电器、量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器2、继电特性、动作电流、返回电流、返回系数要求：什么继电特性,动作电流、返回电流、返回系数的定义无论启动和返回,继电器的动作都是明确干脆的,不可能停留在某一个中间位置,这种特性被称为“继电特性”;在过电流继电器中,为使继电器启动并闭合其触点,就必须增大通过继电器线圈的电流,以增大电磁转矩,能使继电器动作的最小电流称之为动作电流;在继电器动作之后,为使它重新返回原位,就必须减小电流以减小电磁力矩,能使继电器返回原位的最大电流称之为继电器的返回电流;返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数;3、单则电源网络相短路时电流量有哪些特征要求：1短路电流是单方向的,2短路电流比正常电流大得多,3短路电流的大小同系统运行方式、故障类型、电源电势、故障位置等因素有关4、最小运行方式和最大运行方式要求：了解最小运行方式的定义,用于校验保护灵敏度；了解最大运行方式的定义,用于整定保护的速断电流最小运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最小,对应的Z=Z系统等值电抗最大,s s.max最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最大,对应的Z=Z系统等值电抗最小,s s.min5、电流速断保护的工作原理、整定计算原则,动作选择性是如何保证的P16要求：电流速断保护的定义,根据什么参数来整定计算,上下级保护的动作选择性是如何保证的靠整定电流的大小反应于电流增大而瞬时动作的电流保护称为电流速断保护,也称为电流I段速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定,通常都是优先保证动作的选择性,即从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不启动,在继电保护技术中,这又称为躲开下一条线路出口出短路的条件整定6、电流速断保护的主要优缺点简述要求：了解主要优缺点,如快速简单,不能保护线路全长优点：简单可靠、动作迅速缺点：不能保护线路全长7、限时电流速断保护的工作原理、整定原则要求：主保护,能保护线路全长,但不能用于下一级线路的远后备保护工作原理：保护范围延伸到下一条线路为保证选择性,必须使保护的动作带有一定的时限为了使动作时限尽量缩短,考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段整定原则：①启动电流的整定 II set.2.1I 1.1-1.2II I II rel set rel K I K ，其中取保护范围不超过下级线路速断的保护范围②动作时限的选择 II I 21t =t +t t 0.3-0.5，其中取动作时限比下级的限时速断保护高出一个时间梯度8、灵敏系数的定义,灵敏度需大于1的原因,III 段式保护哪段最灵敏要求：了解灵敏系数的定义,知道III 段式保护哪段最灵敏第III 段为了能够保护本线路的全长,限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下,线路末端发生两相短路,具有足够的反应能力,这个能力通常由反应系数来衡量;灵敏度大于1线路才没有死区;sen K =保护范围内发生金属性短路时故障参数的计算值保护装置的动作参数值III 段式保护中,III 段灵敏度最高,I 段灵敏度最低;9、过电流保护的工作原理、整定原则,上下级保护的动作选择性是如何保证的要求：了解过电流保护按躲过最大负荷电流来整定,上下级保护的动作选择性靠整定时间来保证的工作原理：起动电流大于躲开最大负荷电流起动电流大于躲开最大负荷自起动电流,外部故障能可靠返回 理解的难点保护定值不能保证选择性为保证选择性,必须使保护的动作带有一定的时限与相邻线路动作时限配合：阶梯时限特性整定原则：①启动电流的整定 保护装置的启动电流必须大于该线路上出现的最大负荷电流L.max I ；同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复,负荷自启动电流作用下保护装置必须能够返回,其返回电流应大于自启动电流III III III rel ss setL.max rel ss re re K K I =I K 1.15-1.25K 1.5-2.5K 0.85-0.95K ，其中取，取，取②动作时限的选择各保护的启动电流均按照躲开被保护元件上各自的最大负荷电流整定10、III段式电流保护是指哪三段各段的保护范围、时限配合分析参见书中图要求：要会分析,是三段式保护的核心内容;故障发生在I段时,II、III段会起动吗三段：电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护11、继电保护的整定分哪三步曲继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合吗要求：知道保护整定三步曲继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合保护整定三部曲：动作值的整定、动作时限的整定、灵敏度校验12、继电保护的接线方式和接线系数要求：了解接线方式,主要是二相二继电器和三相三继电器,接线系数的定义接线方式：1三相三继电器的完全星形接线它主要用于中性点直接接地电网中进行各种相间短路保护和单相接地短路保护;2两相两继电器的不完全星形接线应用在中性点直接接地电网和中性点非直接接地电网中,广泛作为相间短路保护的接线方式;3两相一继电器的两相电流差接线主要用于低压线路保护和电动机保护中灵敏度较易满足的场合接线系数：13、双测电源网络相间短路功率方向的定义要求：明确功率方向的定义,单电源线路和双电源线路的核心区别是功率短路功率：短路时母线电压与线路电流相乘所得到的感性功率,当功率方向由母线流向线路为正方向14、方向性电流保护方向元件的动作特性分析分析要求：知道15、90度接线方式,相间短路时功率方向元件的动作特性分析分析要求：熟练掌握,当线路末端发生二相故障时,这二相的继电器动作行为分析ϕ时其灵敏度角是多少线路阻16、采用90接线方式的LG-11型功率方向继电器,其内角为︒抗角多大最灵敏继电器动作范围是什么要求：掌握,能正确回答sen k r a==-=---90+ϕϕϕϕϕϕϕϕ≤≤。
继电保护知识点总结
继电保护知识点总结第一篇：继电保护知识点总结电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态故障：短路(最常见也最危险)；断线；两者同时发生不正常：过负荷；功率缺额而引起的频率降低；发电机突然甩负荷而产生的过电压；振荡继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。
迅速切除故障，减小停电时间和停电范围指示不正常状态，并予以控制继电保护的基本原理利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时，各种物理量的差别来判断故障或异常，并通过断路器将故障切除或者发出告警信号继电保护装置的三个组成部分。
测量部分：给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动逻辑部分：常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等，确定断路器跳闸或发出信号执行部分保护的四性选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减少速动性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。
灵敏性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。
故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动，称信赖性）而在不属于该保护装置动作的其他情况下，则不应该动作（即不误动，称安全性）。
主保护、后备保护保护：被保护元件发生故障故障，快速动作的保护装置后备保护：在主保护系统失效时，起备用作用的保护装置。
远后备：后备保护与主保护处于不同变电站近后备：主保护与后备保护在同一个变电站，但不共用同一个一次电路。
继电器的相关概念：继电器是测量和起动元件动作电流：使继电器动作的最小电流值返回电流：使继电器返回原位的最大电流值返回系数：返回值/动作值过量继电器：返回系数Kre<1 欠量继电器：返回系数Kre>1 绩电特性：启动和返回都是明确的，不可能停留在某个中间位置阶梯时限特性：最大(小)运行方式：在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小(大)，而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式三段式电流保护：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工作原理：电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护，为了保证保护的选择性，一般情况下只保护被保护线路的一部分限时电流速断保护：切除本线路上电流速断保护范围之外的故障，作为电流速断保护的后备保护定时限过电流保护：反应电流增大而动作，保护本线路全长和下一条线路全长，作为本条线路主保护拒动的近后备保护，也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。
《继电保护原理》课后答案_刘学军
《继电保护原理》复习资料（课后习题选）第一章概述1-1什么是故障、异常运行方式和事故？电力系统运行中，电气元件发生短路、短线是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，即不正常工作状态；当电力系统发上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，而事故则可以避免发生。
1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？常见鼓掌是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，还有输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由以上几种故障组合成复杂的故障。
故障后果会是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算短使用寿命；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，使系统发生震荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是住保护、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？一般把反应被保护元件严重故障、快速动作于跳闸的保护装置称谓主保护。
在主保护系统失效时起备用作用的保护装置成为后备保护。
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，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。
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。
1-4继电保护装置的人物及其基本要求是什么？继电保护装置的任务：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；（2）反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号。
（3）继电保护装置还可以和电力系统中的其他自动化装置配合。
继电保护第四章课后习题参考答案
纵联保护依据的最基本原理是什么？答：纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。
纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。
通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。
纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障，当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时，判断为区内故障，保护立即动作跳闸；当任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时，就判断为区外故障，两侧的保护都不跳闸。
纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。
所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。
4.7 图4—30所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较纵联保护，分析在K点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。
⋅⋅答：当短路发生在B—C线路的K处时，保护2、5的功率方向为负，闭锁信号持续存在，线路A—B上保护1、2被保护2的闭锁信号闭锁，线路A—B两侧均不跳闸；保护5的闭锁信号将C—D线路上保护5、6闭锁，非故障线路保护不跳闸。
故障线路B—C上保护3、4功率方向全为正，均停发闭锁信号，它们判定有正方向故障且没有收到闭锁信号，所以会立即动作跳闸，线路B—C被切除。
答：根据闭锁式方向纵联保护，功率方向为负的一侧发闭锁信号，跳闸条件是本端保护元件动作，同时无闭锁信号。
继电保护原理基础-线路保护PPT课件
9
2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。
常见的不正常状态及其危害：
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。 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；
Ui.min Ui Ui.max
用电设备的功率及其上限； 母线电压及其上、下限；
I ijj I ijj . max 线路电流及其上限；
f min f f max 系统频率及其上、下限；
编辑版pppt
8
2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约 束条件不满足但又不是故障的工作状态称为不正常 运行状态。
编辑版pppt
10
3.故障状态和故障类型
(2)
(2)
ab
ca
a
(2)
b
bc
c
(1)
a
a
(1)
b
b
c
a
b
(1) c
c
(2,0)
(2,0)
ab
ca
(2,0) bc
两相短路
单相接地短路
Phase -to-phase
Phase -to-ground
常见的十种短路类型
两相接地短路
Phase -to-phasetto-groundd
运行，以尽量缩小停电范围。
例：
停电
k3
当k3点短路时，若保护7正确动作和7DL跳
闸，保护5动→跳5DL，则越级跳闸 （非选择性）
编辑版pppt
33
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电流速断保护方向元件的装设原则
例如：
同一线路两侧，定值小者加方向元件，定值大者可不 加方向元件。
EI
k2
M 1 2
N
k1 E II
I I I set1 I set2
保护1可不加KW
(二)限时电流速断保护的整定计算
仍然是与下一级保护的第一段配合，但需考 虑保护安装点与短路点之间有分支电路的影响。 k C B A I AB I
o
Ik2
（2）功率方向继电器的动作方程 比相式动作方程：
e jα Ur 90 arg 90 Ir
Ur 90 arg 90 Ir
KU r I r cos( r ) 0
①四个角度： r： 加入功率方向继电器的电压和电流之夹角
I k1B
k1点短路时,若
I I I k1 A I set2
保护2误动；
EA
A
1
k2
B
2 3
k1
C
4 5 6
D EB
I k2 A
对电流速断保护: k2点短路时,若
I k2 B
I I I k2 B I set3 保护3误动；
EA
A
1 2
B
3
k1
4
C
5 6
D
EB
I k1 A
对过电流保护:
I k1B
动作
小结: 采用90°接线方式的优缺点 优点： ① 对各种两相短路都没有死区。 ② 适当选择内角α后，对线路上各种相 间故障都能保证动作的方向性。 缺点： 三相短路时仍有死区。
三、方向性电流保护整定计算特点
(一)电流速断保护的整定计算 k2
EI
M 1 2
k1 E N II
Id
① ②
I I I set1 I set2 I I set2 (带方向)
K sen.1 K sen.2 K sen.3 K sen.4
4.过电流保护的构成
YR QF
信号
KA
KT
KS
I
TA
t
过电流保护单相原理接线图
第二节 双侧电源网络相间短路的 方向性电流保护
一.问题的提出及解决办法
EA A
1 2
B
3
K1
C
4 5 6
D
EB
I k1 A
对电流速断保护:
S D
6
EB
EA
S A
1
I k1 A
k2
S BS
2 3
误动
S C S
4 5
I k1B
S D
6
EB
I k2 A
I k2 B
（3）解决方法 增加功率方向元件
S为正时功率方向元件动作；
S为负时功率方向元件不动作；
电流元件 方向元件 与 门
时间元件
出口
EA
A
1 2
B
3 4
C
5 6
D EB
A
QF1
B
QF2
k1
M
QF4
C
QF3
I ss.max K ss I L.max
III III K rel I ss.max K rel K ss I L.max I re
III I re K rel K ss I L.max III I set K re K re
2.动作时限的选择
当仅有外汲时
Kb 1
A 1
I AB
B 2
I BC
k
C
引入分支系数
故障线路流过的短路电流 Kb 被保护线路流过的短路电流
当无分支时
Kb 1
A 1
I AB IB
B 2
I BC I BC
k
C
引入分支系数
I 故障线障线路流过的短流 Kb BC 被保护保护线路流过的电流 I AB
四 过电流保护
过电流保护是指其起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 下一线路保护的远后备保护。
1.起动电流的整定
（1）大于流过该线路的最大负荷电流 I L.max （2）外部故障切除后电动机自起动时，应可靠返回
I k.B.max
l
2.最小保护范围校验
A
QF1
k1B K2
QF2
C
QF3
Ik
lmin 1 3 E % ( Z S.max ) I l Z AB 2 I set.1
b
a
要求≥(15~20)%
I
I set.1
lmin
lmax
I k.B.max
l
3.电流速断保护的构成
YR QF
信号
KA
KM
KS
l
二、 电流速断保护
对于仅反应于电流增大而瞬时动作的 电流保护，称为电流速断保护。它是三段 式电流保护的第Ⅰ段。
1.起动电流的整定
A
QF1
k1B K2
QF2
C
QF3
Ik
I
b
I set.1
K I
I rel k.B.max
a
I 式中：K rel
1.2 ~ 1.3
I
I set.1
lmin
lmax
当既有助增又有外汲时， K b 可能大于1，也可能小于1
A 1
I AB IB
B 2
I BC I BC
要求≥1.3
当灵敏度不满足要求时
A
QF1
B
QF2
C
QF3
Ik
I
II set.1
K I
II t2
II II rel set.2
II t1
t
I
I set.2
I
II set.1
I
II set.1
I
II set.2
l
4.限时电流速断保护的构成
YR QF
信号
KA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
KT
KS
I
TA
t
限时电流速断保护单相原理接线图
UCA KWB： r I B , Ur UCA , rB arg 30 动作 I IB
分析正方向远方两相短路（以BC两相短路为例）
ABC KW
(I r ) I C IB
IC
U AB (Ur ) EA U A
EC
EA EB
设 300
1200
sen
60 0
Ur
三、 相间短路功率方向 继电器接线方式
90°接线方式是指在三相对称且功率因数 cos 1 的情
况下，I r 超前 U r 90°的接线方式。
UA
继电器 KWA KWB
KWC
Ir IA IB
IC
Ur
U BC U CA
ZS
Zk
取
α 30, k 60
Ur 120 arg 60 Ir
Ur 动作方程： 90 α arg 90 α Ir
分析正方向出口两相短路（以BC两相短路为例）
ABC KW
( I r )I C
EC
EA EB
rC
BC
1
IB
2
I BC I AB
助增电流
助增电源
助增：使故障线路电流增大的现象。
A 1
I AB
' I BC I AB
B 2
I BC I BC
k
C
外汲电流 外汲：使故障线路电流减少的现象。
A 1
I AB IB
B 2
I BC I BC
k
C
引入分支系数
l
必须同时考虑正反方向短路
I
I set1
K I
I K k1.max
I set1
保护2带方向
当：I k2.max I
I
I set2
K I
I
I K k2.max
I set 2
I set2
K I
I K k2.max
当：I k1.max I
K I
保护2不带方向
I
I set2 I K k1.max
故障线路流过的短路电流 Kb 被保护线路流过的短路电流
A 1
I AB IB
B 2
I BC
k
C
引入分支系数
故障线路流过的短路电流 Kb 被保护线路流过的短路电流
当仅有助增时
Kb 1
A 1
I AB
B 2
I BC I BC
k
C
引入分支系数
I 故障线路流过的短路电流 Kb BC 被保护线路流过的短路电流 I AB
P U N I k1cosk1 0
k1
I k1
反方向短路
M 1
k2
2
N
Ik2 Ir
4
P
3 Ik2
UN 180o arg 180o k2 270o Ir
UN
k 2
180o k2
Ik2
P U N I r cos(180 k2 ) 0
k1点短路时要求 t 2 t 3
才能保证选择性
EA
A
1
k2
2