电力系统继电保护,第一讲(绪论,电网电流保护)
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电力系统继电保护
Power System Protective Relaying
电力系统继电保护
前修课程 《工厂供电》 《电力系统分析》以及电气
工程专业基础课。 后续课程 《高电压技术》 课程情况
教学：32学时 考核：平时成绩30%+期末考查70% 考核类型：闭卷考试
电力系统继电保护
（5）上下级保护之间的配合 上下级电力元件的保护范围必须交叉重叠。 以保证系统中任意一点故障保护都能动作。
（6）后备保护之间保护的配合 上一级保护的灵敏度要低于下一级； 上一级保护的动作时限要高于下一级；
1.3 对继电保护的基本要求
可靠性：不误动，不拒动。 选择性：系统发生故障时，仅将故障元件切
除，保证非故障元件能正常工作。 速动性：以尽可能短的时限切除故障元件。 灵敏性：保护范围内任意一点发生故障，均
应有足够的反映能力。
1.3 对继电保护的基本要求
故障切除时间： 保护装置的动作时间+断路器跳闸时间
保护的动作时间： 保护的固有动作时间+保护的整定时间
保护的灵敏度要求：参照GB14285-1993 《继电保护和安全自动装置规程》
取值范围：主保护：1.5~2.0 近后备：1.3~1.5 远后备：1.2
1.1 电力系统的四种状态
（2）故障状态 故障类型：
由于各种原因，系统中发生的各种形式的 短路故障和断线故障。 故障特征量： 电流增大、电压降低、测量阻抗减小、功 率方向发生变化、各物理量之间的相位变 化。
1.1 电力系统的四种状态
故障的原因： 自然原因：大风，雨，雷电，大雾，覆冰 人为原因：操作失当。
1.1 电力系统的四种状态
不正常运行状态的后果：加速绝缘设 备的老化，减少设备的使用寿命。
对策：一旦电力系统设备发生不正常 运行状态，应该发出报警信号、减 负荷或跳闸。
1.1 电力系统的四种状态
（5）继电保护的作用和任务 电力系统发生故障时，自动、迅速、有选 择的将故障元件切除，保证其它非故障设 备正常运行。动作于跳闸并发出事故信号。 电力系统出现不正常运行状态时，动作于 发预告信号，特殊情况也可动作于跳闸。
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
（3）事故状态
系统发生大面积停电，造成重大经济损 失，电气设备损坏或出现人员伤亡。
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
（4）不正常运行状态
除上述三种状态以外的状态。 一定限度的超出正常运行时的任一等 式或不等式约束。 包括：电流偏大、电压偏低、频率偏 低、系统震荡，中性点不接地系统发生 单相接地电流小于规定值等等。
各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护 运行及维护等技术。 继电保护装置是完成继电保护功能的核心；继电保护装置就是能 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。
1 绪论
1.1 电力系统的四种状态
运行状态的定义： 电力系统在不同运行条件下的系统与设备 的工作状态。 正常运行状态 故障状态 不正常运行状态 事故状态
1.4 继电保护发展简史
20世纪90年代后半期，在数字式继电保护 技术和调度自动化技术的支撑下，变电所 自动化技术和无人值守运行模式得到迅速 发展，融测量，控制，保护和数据通信为 一体的变电所综合自动化装备，已成为目 前我国绝大部分新建变电所的二次设备， 继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日 益深入。
参考教材：
① 《电力系统继电保护（第二版）》，张保 会、尹项根，中国电力出版社出版。
② 《电力系统继电保护与控制》，张艳霞、 姜蕙兰 ，清华大学出版社出版。
1 绪论
电力系统继电保护概念及作用
概念：电力系统继电保护是继电保护技术和继电保护装置的统称； 继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电力系统故障分析、
1.2 继电保护的基本原理及其组成
正常运行状态： 电流：负荷电流，电源侧负荷电流大； 电压：±5％内，靠近电源侧的母线电压较高； 测量阻抗：负荷阻抗，阻抗模值很大 短路故障状态： 电流：Id 剧增 过电流保护 电压：Ud 降低 低电压保护 测量阻抗：阻抗模值减小 距离保护
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.2 继电保护的基本原理及其组成
（1）保护构成的基本原理 反映电流过大而动作的过电流保护； 反映电压过大而动作的过电压保护； 反映电压过低而动作的低电压保护； 反映测量阻抗减小而动作的距离保护； 反映功率方向变换的方向性保护； 反映各物理量之间相位差变化的相差动保护； 反映电压电流序量变化的序量保护。
件任意一点故障的保护。 近后备：主保护拒动时，能够以一定的时限
切除线路全长或元件任意一点故障，且动 作于自身断路器的保护。 远后备：主保护、近后备、断路器拒动，由 上级元件的保护以较长的动作时限动作与 上级断路器的保护。
1.2 继电保护的基本原理及其组成
保护之间的配合：
1.2 继电保护的基本原理及其组成
2.1 继电器
继电器定义： 继电器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，如触电打 开、闭合或电平由高到低、由低变高等， 具有对被控电路实现‘通’、‘断’控制 的作用。
（2）保护装置的构成 测量比较 逻辑判断 执行输出
输入 信号
测量部分
逻辑部分
整定值
执行部分
输出 信号
（3） 保护装置的工作wenku.baidu.com路
属二次回路；包括电压互感器、电流互感器二次 侧以后的各电缆连线、信号设备、跳闸回路、工 作电源等。
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.2 继电保护的基本原理及其组成
（4）保护的配合 主保护：能够以较短时限切除线路全长或原
1.1 电力系统的四种状态
系统正常工作条件下的约束 有功平衡： 无功平衡： 功率、电压上限约束：
电流、频率约束：
1.1 电力系统的四种状态
（1）系统正常工作状态 能够满足上述相关等式约束、不等式约束； 能够提供合格的电能，满足符合的供电需 求；能够保证系统中的相关设备均在规定 的长期安全限额内运行，并保持一定的备 用容量。
Power System Protective Relaying
电力系统继电保护
前修课程 《工厂供电》 《电力系统分析》以及电气
工程专业基础课。 后续课程 《高电压技术》 课程情况
教学：32学时 考核：平时成绩30%+期末考查70% 考核类型：闭卷考试
电力系统继电保护
（5）上下级保护之间的配合 上下级电力元件的保护范围必须交叉重叠。 以保证系统中任意一点故障保护都能动作。
（6）后备保护之间保护的配合 上一级保护的灵敏度要低于下一级； 上一级保护的动作时限要高于下一级；
1.3 对继电保护的基本要求
可靠性：不误动，不拒动。 选择性：系统发生故障时，仅将故障元件切
除，保证非故障元件能正常工作。 速动性：以尽可能短的时限切除故障元件。 灵敏性：保护范围内任意一点发生故障，均
应有足够的反映能力。
1.3 对继电保护的基本要求
故障切除时间： 保护装置的动作时间+断路器跳闸时间
保护的动作时间： 保护的固有动作时间+保护的整定时间
保护的灵敏度要求：参照GB14285-1993 《继电保护和安全自动装置规程》
取值范围：主保护：1.5~2.0 近后备：1.3~1.5 远后备：1.2
1.1 电力系统的四种状态
（2）故障状态 故障类型：
由于各种原因，系统中发生的各种形式的 短路故障和断线故障。 故障特征量： 电流增大、电压降低、测量阻抗减小、功 率方向发生变化、各物理量之间的相位变 化。
1.1 电力系统的四种状态
故障的原因： 自然原因：大风，雨，雷电，大雾，覆冰 人为原因：操作失当。
1.1 电力系统的四种状态
不正常运行状态的后果：加速绝缘设 备的老化，减少设备的使用寿命。
对策：一旦电力系统设备发生不正常 运行状态，应该发出报警信号、减 负荷或跳闸。
1.1 电力系统的四种状态
（5）继电保护的作用和任务 电力系统发生故障时，自动、迅速、有选 择的将故障元件切除，保证其它非故障设 备正常运行。动作于跳闸并发出事故信号。 电力系统出现不正常运行状态时，动作于 发预告信号，特殊情况也可动作于跳闸。
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
（3）事故状态
系统发生大面积停电，造成重大经济损 失，电气设备损坏或出现人员伤亡。
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
1.1 电力系统的四种状态
（4）不正常运行状态
除上述三种状态以外的状态。 一定限度的超出正常运行时的任一等 式或不等式约束。 包括：电流偏大、电压偏低、频率偏 低、系统震荡，中性点不接地系统发生 单相接地电流小于规定值等等。
各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护 运行及维护等技术。 继电保护装置是完成继电保护功能的核心；继电保护装置就是能 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。
1 绪论
1.1 电力系统的四种状态
运行状态的定义： 电力系统在不同运行条件下的系统与设备 的工作状态。 正常运行状态 故障状态 不正常运行状态 事故状态
1.4 继电保护发展简史
20世纪90年代后半期，在数字式继电保护 技术和调度自动化技术的支撑下，变电所 自动化技术和无人值守运行模式得到迅速 发展，融测量，控制，保护和数据通信为 一体的变电所综合自动化装备，已成为目 前我国绝大部分新建变电所的二次设备， 继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日 益深入。
参考教材：
① 《电力系统继电保护（第二版）》，张保 会、尹项根，中国电力出版社出版。
② 《电力系统继电保护与控制》，张艳霞、 姜蕙兰 ，清华大学出版社出版。
1 绪论
电力系统继电保护概念及作用
概念：电力系统继电保护是继电保护技术和继电保护装置的统称； 继电保护技术是一个完整的体系，它主要包括电力系统故障分析、
1.2 继电保护的基本原理及其组成
正常运行状态： 电流：负荷电流，电源侧负荷电流大； 电压：±5％内，靠近电源侧的母线电压较高； 测量阻抗：负荷阻抗，阻抗模值很大 短路故障状态： 电流：Id 剧增 过电流保护 电压：Ud 降低 低电压保护 测量阻抗：阻抗模值减小 距离保护
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.2 继电保护的基本原理及其组成
（1）保护构成的基本原理 反映电流过大而动作的过电流保护； 反映电压过大而动作的过电压保护； 反映电压过低而动作的低电压保护； 反映测量阻抗减小而动作的距离保护； 反映功率方向变换的方向性保护； 反映各物理量之间相位差变化的相差动保护； 反映电压电流序量变化的序量保护。
件任意一点故障的保护。 近后备：主保护拒动时，能够以一定的时限
切除线路全长或元件任意一点故障，且动 作于自身断路器的保护。 远后备：主保护、近后备、断路器拒动，由 上级元件的保护以较长的动作时限动作与 上级断路器的保护。
1.2 继电保护的基本原理及其组成
保护之间的配合：
1.2 继电保护的基本原理及其组成
2.1 继电器
继电器定义： 继电器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，如触电打 开、闭合或电平由高到低、由低变高等， 具有对被控电路实现‘通’、‘断’控制 的作用。
（2）保护装置的构成 测量比较 逻辑判断 执行输出
输入 信号
测量部分
逻辑部分
整定值
执行部分
输出 信号
（3） 保护装置的工作wenku.baidu.com路
属二次回路；包括电压互感器、电流互感器二次 侧以后的各电缆连线、信号设备、跳闸回路、工 作电源等。
1.2 继电保护的基本原理及其组成
1.2 继电保护的基本原理及其组成
（4）保护的配合 主保护：能够以较短时限切除线路全长或原
1.1 电力系统的四种状态
系统正常工作条件下的约束 有功平衡： 无功平衡： 功率、电压上限约束：
电流、频率约束：
1.1 电力系统的四种状态
（1）系统正常工作状态 能够满足上述相关等式约束、不等式约束； 能够提供合格的电能，满足符合的供电需 求；能够保证系统中的相关设备均在规定 的长期安全限额内运行，并保持一定的备 用容量。