【全】继电保护原理复习提纲

开关量输出回路的与非门：①提高带负载能力；②提高抗干扰能力 频率高于f max 的分量出现频率混叠的问题， 可用前置低通滤波器消除影响

继电保护原理

第1章 绪论

1.1 继电保护装置，就是指能反应电力系统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：

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。 1.2 继电保护的基本原理：利用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。（差动原理）

1.3 继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。 1.4 电力系统继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

①选择性 指电力系统中有故障时，应由距离故障点最近的保护装置动作，仅将故障元件从电力

系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行

②速动性 在发生故障时，保护装置能迅速动作切除故障

③灵敏性 指对于其保护范围内发生任何故障或不正常运行状态的反应能力

④可靠性 指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，

而在任何其他该保护装置不应该动作的情况下，则不应该误动作

第2章 继电保护的硬件构成——继电器

2.1 继电器是一种能反应一个弱信号的变化而突然动作，闭合或断开其接点以控制一个较大功率的

电路或设备的器件。

发展阶段：电磁式、感应式→晶体管式→集成电路式→数字式

2.2 继电特性：①继电器的动作都是明确干脆的

②继电器的返回系数是返回值与动作值的比值

2.3 感应型继电器具有反时限特性（方向继电器、阻抗继电器、差动继电器、平衡继电器） 2.4 微机保护装置硬件的核心是微处理器。微处理器是数字式保护的核心。 2.5 微机保护装置硬件

①数据采集单元：将模拟输入量尽可能准确地转换为数字量（电气量变换）

a. 电压变换 电流变换器、电压变换器 电量变换、隔离

b. 采样保持 采样定律：f s ≥2f max

c. 模拟低通滤波器 有源滤波器、无源滤波器

d. 模拟量多路转换开关

e. 数模转换器（直接、间接） A/D 转换技术指标：分辨率，量程，精度，转换时间和转换速率

②数据处理单元：对由数据采集系统输入至随机存取存储器中的数据进行分析处理

③开关量输入/输出接口：完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部接点输入及人机对话 光电隔离 防止继电器的误动作 ④通信接口：实现多机通信或联网

⑤电源：供给微处理器、数字电路、A/D 转换芯片及继电器所需的电源。（逆变电源） 2.6 微机保护的软件（监控程序、运行程序）分为两个模块：

a. 主程序：包括初始化，全面自检、开放及等待中断

b. 中断服务程序：包括采样中断

串行口中断

第3章 电网的相间电流、电压保护和方向性相间电流、电压保护 3.1 电流增大和电压降低是电力系统中发生短路故障的基本特征。

3.2 短路电流大小的影响因素：故障类型、系统阻抗（运行方式）和短路地点 3.3 阶段式相间电流保护定值的整定原则

Ⅰ段 按照躲过线路末端最大短路电流整定（用保护范围衡量其灵敏性） Ⅱ段 按照躲过下一级各相邻元件Ⅰ段（Ⅱ段）保护范围末端的最大短路电流整定

Ⅲ段 按照躲过本线路最大负荷电流（及负荷自启动过程中产生的自启动电流、考虑返回电流）整定

瞬时速断 不能保护线路全长 辅助保护 限时速断 不能作为下级线路后备 主保护

过电流

范围延伸至下级线路末端 后备保护

3.4 引入可靠系数的原因：①实际短路电流可能大于计算值； ②非周期分量使总电流增大；

③装置中继电器的实际动作电流可能小于整定值； ④考虑裕度。

3.5 反时限过电流保护

①动作特性：电流越大，动作时限越短；电流越小，动作时限越长 ②保护功能：近处故障时，动作时限短；远处故障时，动作时限长

③实现方式：传统保护采用感应型圆盘式继电器；微机保护采用反时限特性方程 ④优点：靠近电源端故障具有较短的切除时间

缺点：系统最小运行方式下短路时，动作时间较长

3.6 电流保护的接线方式 ①三相星形接线（完全星接）

110kV 及以上（中性点有效接地—零序保护）

a. 优点：可反应各种相间短路和中性点直接接地系统的单相短路

降压变高压侧加装过流保护作为低压侧线路故障的后备保护，完全星接有更高灵敏性

b. 缺点：接线复杂，不经济

c. 适用范围：中性点直接接地系统，作为相间短路和单相短路的保护 ②两相星形接线（不完全星接）（统一装在A 相和C 相上） 35kV 及以下

a. 优点：中性点不直接接地系统并联的不同线路发生单相接地短路时，有2/3的机会只切除一条线路

b. 缺点：不可反应直接接地系统的B 相单相短路故障（以及并联线路均发生B 相短路）

中性点不直接接地系统串联的不同线路发生单相接地短路时，只有2/3的选择性

c. 适用范围：中性点非直接接地系统，作为相间短路的保护 3.7 低电压保护的特点

①电压保护反应于电压降低而动作，返回电压高于起动电压，返回系数大于1

②瞬时电压速断保护总有一定的保护范围，最小运行方式下灵敏度高，与电流保护相反 ③电压保护没有方向性，必须配以过电流闭锁或监视元件 3.8 功率方向元件 ①基本概念

φk 阻抗角

φ实际电流与电压的夹角 φsen.max 最灵敏角 α功率方向继电器内角α＝90°－φk ②0°接线（同名相电压和相电流U A 、I A ） a. 动作方程 b. 若短路发生在保护出口处，母线残压约为0，方向继电器无法判断正方向，出现“电压死区” ③90°接线（非故障相电压作为参考量判别电流相位U BC 、I A ） a. 动作方程 b. 除正方向出口处附近发生三相短路，继电器具有电压死区外，其他任何包含A 相的不对称

().max cos 0

k k sen U I ϕϕ->.max sen k

ϕϕ=()cos 0

BC A U I ϕα+>.max 90sen k ϕϕ=-︒