1、第一章第一章 緒論緒論 1.1、電力系統繼電保護的作用1.2、繼電保護的基本原理和保護裝置的組成1.3、電力系統繼電保護的分類1.4、對繼電保護的基本要求 1、繼電保護系統的含義（1繼電保護技術：是一個完整的體系，它主要包括了電力系統的故障分析、各種繼電保護原理及實現方法、繼電保護的設計、繼電保護運行及維護等技術（2繼電保護裝置：是完成繼電保護功能的核心。就是能反映電力系統中電器元件發生故障或不正常運行狀態，并動作與斷路器跳閘，或者發出信號的一種自動裝置。2、電力系統的運行狀態： 電力系統是指由發電、變電、輸電、配電、用電等電器設備所組成的龐大的電氣網絡。（1正常運行狀態-指在額定運行指標內運

2、行。（2） 故障狀態 -指電力系統中的設備原件的正常運行狀態遭受破壞而無法運行。如，短路、斷線等。（3不正常運行狀態-指超出額定運行指標的運行。如，過負荷、過電壓、系統振蕩等。3、電力系統短路故障的危害：（1短路點通過很大的短路電流，此電流行成的電弧有可能燒毀發生故障的原件。（2短路電流通過其他非故障設備時，產生很大的熱量和電動力，使這些元件的使用壽命縮短或破壞。（3電力系統各發生故障處附近的電壓急劇下降，影響用戶的正常用電。（4使電力系統各發電廠之間并聯運行的穩定性受到破壞，引起系統振蕩，甚至可能使整個電力系統解列。4、電力系統短路故障的發生概率：（1三相短路-5%； （2兩相短路-10%；

3、 （3兩相接地短路-20%； （4不同地點的兩相接地短路-20%；（5單相接地短路-65%。 5、繼電保護裝置的作用:（1當被保護元件發生故障時,能自動、迅速而有選擇地借助斷路器將故障元件從電力系統中切除,以保證系統的其他元件正常運行,并使故障設備免于繼續遭受損壞。（2當被保護元件出現不正常運行狀態時，保護裝置能發出信號，以便值班人員采取有效措施，或有其他自動裝置進行自動調節，以消除不正常運行狀態。6、繼電保護裝置的基本原理及保護裝置的組成： 過電流、過電壓、距離保護、序分量保護、差動保護 其三部分的作用是：其三部分的作用是：（1測量部分：是測量被保護元件工作狀態正常狀態、非測量部分：是測量被

4、保護元件工作狀態正常狀態、非正常狀態的一個或幾個物理量，并且和已給的整定值進正常狀態的一個或幾個物理量，并且和已給的整定值進行比較，從而判斷保護是否應該啟動。行比較，從而判斷保護是否應該啟動。（2邏輯部分：是根據測量部分各輸出量的大小、性質、出邏輯部分：是根據測量部分各輸出量的大小、性質、出現的順序或他們的組合，使保護裝置按一定的邏輯程序工現的順序或他們的組合，使保護裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執行部分。作，最后傳到執行部分。 （3執行部分：是根據邏部分送的信號，最后完成保護裝置執行部分：是根據邏部分送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如發出信號，跳閘或不動作等。所擔負的任務。如發出

5、信號，跳閘或不動作等。 7、繼電保護裝置的分類：、繼電保護裝置的分類：（1按照被保護的對象分類按照被保護的對象分類 ：輸電線路的保護、電氣設備：輸電線路的保護、電氣設備的保護的保護 （2按照保護原理分類按照保護原理分類 ：過電流、低電壓、過電壓、功率：過電流、低電壓、過電壓、功率方向、阻抗距離方向、阻抗距離 、差動保護、差動保護 等等（3按照保護所反映的故障類型分類 ：相間短路保護、接地故障保護、非全相運行保護、失步保護、失磁保護等。（4按繼電保護裝置的實現技術分類 ：電磁型保護、晶體管型保護、集成電路型保護、微機型保護目前廣泛使用）（5按保護所起的作用分類：主保護、后備保護、輔助保護等。8、

6、繼電保護裝置基本要求： （1選擇性： 繼電保護裝置在電力系統產生短路或不正常運行時，繼電保護裝置應該能夠有選擇地切除故障電流或給出提示信號，并保證故障范圍最小。 （2速動性： 繼電保護裝置在電力系統產生短路時，繼電保護裝置應該在盡可能短的時間內有選擇地切除故障，保證系統故障設備的安全性。 速動性的意義：A、電力系統產生故障時，迅速切除故障可以提高系統供電的質量，減少停電時間，提高生產效率；B、提高故障設備的修復率；C、提高電力系統運行的穩定性；D、減小電力系統故障范圍，提高自動重合閘的成功率。（3靈敏性： 繼電保護的靈敏性是指當電力系統發生故障時，繼電保護裝置對其所保護的對象的反應能力，一般，

7、繼電保護的靈敏性用靈敏系數衡量。（4可靠性： 繼電保護的可靠性是指繼電保護裝置不應該有誤動現象和拒動現象。 繼電保護裝置誤動：是指繼電保護裝置在運行過程中不應該由其動作時，但由于技術、產品、維護等原因而造成的誤動作。 繼電保護拒動：繼電保護裝置拒動是一種比誤動更為嚴重的問題，它是指當繼電保護裝置應該動作時卻不動作，會造成故障的擴大，設備嚴重損害。2.1、單側電源電網相間短路的電流保護2.2、多測電源電網相間短路的方向性電流保護2.3、中性點直接接地電網中接地短路的零序電流及方向性保護2.4、中性點非直接接地電網中單相接地故障的零序電壓、電流及方向保護第二章第二章 電網的電流保護電網的電流保護

8、2.1、單側電源電網相間短路的電流保護、單側電源電網相間短路的電流保護 當電網輸電線路發生短路時，故障相電流增大。根據這一當電網輸電線路發生短路時，故障相電流增大。根據這一特征，可以構成反應故障時電流增大而動作的電流保護。特征，可以構成反應故障時電流增大而動作的電流保護。 -無時限電流速斷保護電流一段保護）無時限電流速斷保護電流一段保護） -限時電流速斷保護電流二段保護）限時電流速斷保護電流二段保護） -定時限過電流保護電流三段保護）定時限過電流保護電流三段保護）三種保護配合使用構成主后備保護、完成對輸電線路所有故三種保護配合使用構成主后備保護、完成對輸電線路所有故障點的反應。障點的反應。2.

9、1.1、反應單一電氣量的繼電器、反應單一電氣量的繼電器 繼電器是根據某種輸入信號來實現自動切換電路的自動控繼電器是根據某種輸入信號來實現自動切換電路的自動控制電器。當其輸入量達到一定值時，能使其輸出的被控制量制電器。當其輸入量達到一定值時，能使其輸出的被控制量發生預計的狀態變化，如觸點打開、閉合或電平由高變低、發生預計的狀態變化，如觸點打開、閉合或電平由高變低、由低變高等，具有對被控制電路實現由低變高等，具有對被控制電路實現“通通”、“斷控制的斷控制的作用，所以它作用，所以它“類似于開關類似于開關”。2.1.1、反應單一電氣量的繼電器、反應單一電氣量的繼電器 按工作原理可分為電磁式、感應式、電

10、動式、電子式(如晶體管型)、整流式、熱式(利用電流熱效應的原理)、數字式等； 1.電磁型繼電器電磁型電壓繼電器工作原理與電流繼電器基本相同） -電流繼電器KA -電壓繼電器KV電磁型繼電器電磁型繼電器（1繼電器動作的條件：為使繼電器動作，必須增大電流通過增大電流來增大電磁轉矩，當繼電器的電磁力矩大于彈簧的作用力距和摩擦力矩之和時，銜鐵被吸合時，稱為繼電器動作。-動作電流：使繼電器動作的最小電流值啟動電流）（2繼電器的返回條件: 繼電器動作后，當電流減小時，繼電器在彈簧的作用下將返回。為使繼電器返回，彈簧的作用力矩必須大于電磁力矩和摩擦力矩之和。-返回電流：使繼電器返回原位的最大電流值-返回系數

11、：返回電流和啟動電流的比值一般在0.850.9之間）（3繼電特性：無論是動作還是返回，繼電器都是突發性的從起始位置到最終位置，它不可能停留在某一個中間位置上。這種特性就稱之為繼電器的“繼電特性”。電磁型繼電器動作分析電磁型繼電器動作分析-時間繼電器時間繼電器KT用處：電磁型時間繼電器作為輔助元件用于各種保護及用處：電磁型時間繼電器作為輔助元件用于各種保護及自動裝置中，時被控制元件達到所需要的延時，在保護裝置自動裝置中，時被控制元件達到所需要的延時，在保護裝置中中用于主保護與后備保護的選擇性配合。用于主保護與后備保護的選擇性配合。-中間繼電器中間繼電器KM用處：電磁型中間繼電器用于作為各種保護和

12、自動控制用處：電磁型中間繼電器用于作為各種保護和自動控制裝置中，以增加保護和控制回路的接點數量和接點容量。裝置中，以增加保護和控制回路的接點數量和接點容量。-電磁型信號繼電器電磁型信號繼電器用處：用于在保護動作時，發出燈光和音響信號，并對保護用處：用于在保護動作時，發出燈光和音響信號，并對保護裝置的動作起記憶作裝置的動作起記憶作用，以便分析保護裝置動作情況和電力系統故障性質。用，以便分析保護裝置動作情況和電力系統故障性質。輔助繼電器輔助繼電器-僅反映電流增大而能瞬時動作切除故障的保護稱為無時限電流速斷保護，簡稱電流速斷保護。1、基本概念：2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護-三相短路電流：E

13、s：系統等效電源的相電勢，母線上的電壓；Zs：保護安裝處到系統等效電源之間的阻抗，即系統阻抗；Z1：線路單位長度的正序阻抗，單位為/ km ；Lk 短路點至保護安裝處之間的距離。-1系統最大運行方式：系統最大運行方式：當系統阻抗最小時，流經被保護元件短路電流最大的運行方當系統阻抗最小時，流經被保護元件短路電流最大的運行方式稱為最大運行方式。式稱為最大運行方式。2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護-2系統最小運行方式：系統最小運行方式：短路時系統阻抗最大，流經被保護元件短路電流最小的運行短路時系統阻抗最大，流經被保護元件短路電流最小的運行方式稱為最小運行方式。系統等值阻抗的大小與投入運行的方式

14、稱為最小運行方式。系統等值阻抗的大小與投入運行的電氣設備及線路的多少等有關電氣設備及線路的多少等有關-3最大短路電流：最大短路電流：在最大運行方式下，發生三相短路時通過被保護元件的電流在最大運行方式下，發生三相短路時通過被保護元件的電流最大，即最大短路電流為最大，即最大短路電流為-4最小短路電流：最小短路電流：在最小運行方式下，發生兩相短路時通過被保護元件的電流在最小運行方式下，發生兩相短路時通過被保護元件的電流最小，即最小短路電流為最小，即最小短路電流為2、保護裝置的整定、保護裝置的整定-1保護裝置的啟動值保護裝置的啟動值-對因電流升高而動作的電流保護來講，使啟動保護裝置的最對因電流升高而動

15、作的電流保護來講，使啟動保護裝置的最小電流值稱為保護裝置的啟動電流。小電流值稱為保護裝置的啟動電流。-保護裝置的啟動值是用電力系統的一次側參數表示的，當一保護裝置的啟動值是用電力系統的一次側參數表示的，當一次側的短路電流達到這個數值時，安裝在該處的這套保護裝次側的短路電流達到這個數值時，安裝在該處的這套保護裝置就能夠啟動置就能夠啟動2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護-2保護裝置的整定保護裝置的整定-所謂整定就是根據對繼電保護的基本要求，確定保護裝置的啟動值一所謂整定就是根據對繼電保護的基本要求，確定保護裝置的啟動值一般情況下式指電力系統一次側的參數）、靈敏性、動作時限等過程。般情況下式指電

16、力系統一次側的參數）、靈敏性、動作時限等過程。2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護二、電流速斷保護原理及整定計算二、電流速斷保護原理及整定計算-1.基本原理基本原理-以保護以保護2為例為例 -當本線路末端當本線路末端d1點短路時，希望速斷保護點短路時，希望速斷保護2能夠瞬時動作能夠瞬時動作切除故障切除故障 -當相鄰線路的始端習慣上又稱為出口處當相鄰線路的始端習慣上又稱為出口處d2點短路時，點短路時，按照選擇性的要求，速度按保護按照選擇性的要求，速度按保護2就不應該動作，因為該處就不應該動作，因為該處的故障應由速度按保護的故障應由速度按保護1動作切除。動作切除。2.1.2、電流速斷保護、電流速

17、斷保護-優先保證動作的選擇性優先保證動作的選擇性 -從保護裝置啟動參數的整定上保證下一條線路出口處短路從保護裝置啟動參數的整定上保證下一條線路出口處短路時不啟動，在繼電保護技術中，這又稱為按躲開下一條線路時不啟動，在繼電保護技術中，這又稱為按躲開下一條線路出口處短路的條件整定。出口處短路的條件整定。 -一般情況下速斷保護只保護被保護線路的一部分一般情況下速斷保護只保護被保護線路的一部分2、整定計算、整定計算-1動作電流動作電流-整定原則：保護裝置的起動電流應按躲開下一條線路出口處整定原則：保護裝置的起動電流應按躲開下一條線路出口處通過保護的最大短路電流最大運行方式下的三相短路電流通過保護的最大

18、短路電流最大運行方式下的三相短路電流來整定。來整定。即：即：式中式中 電流速斷保護的可靠系數，一般取電流速斷保護的可靠系數，一般取1.21.3。三相短路電流：三相短路電流：2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護2、保護的靈敏性、保護的靈敏性-1用保護的范圍來衡量用保護的范圍來衡量-2通常用線路全長的百分數來表示通常用線路全長的百分數來表示-3由圖可見，當系統為最大運行方式時，電流速斷的保護由圖可見，當系統為最大運行方式時，電流速斷的保護范圍為最大范圍為最大-4當出現系統最小運行方式下的兩相短路時，電流速斷的當出現系統最小運行方式下的兩相短路時，電流速斷的保護范圍為最小保護范圍為最小-5) 一般

19、情況下應按最小方式，兩相短路電流來校驗其保護一般情況下應按最小方式，兩相短路電流來校驗其保護范圍范圍最大保護范圍：最大保護范圍：最小保護范圍：最小保護范圍：2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護三、原理接線圖及其特點：三、原理接線圖及其特點：1、電流速斷保護原理接線圖、電流速斷保護原理接線圖-中間繼電器中間繼電器KM的作用：的作用：增大接點容量增大接點容量增大裝置動作時間增大裝置動作時間(0.060.08s)-QF輔助接點作用：輔助接點作用：保護保護KM的接點的接點2.1.2、電流速斷保護、電流速斷保護三、原理接線圖及其特點：三、原理接線圖及其特點：2、特點、特點-優點：動作迅速，簡單可靠優點：動作迅速，簡單可靠-缺點：不能保護線路全長，單獨使用不能作為主保護，保護缺點：不能保護線路全長，單獨使用不能作為主保護，保護范圍受系統運行方式變化的影響范圍受系統運行方式變化的影響3、保護的使用情況、保護的使用情況-當系統運行方式變化很大，或者被保護線路的長度很短時，當系統運行方式變化很大，或者被保護線路的長度很短時，速斷保護就可能沒有保護范圍，因而不能采用速斷保護就可能沒有保護范圍，因而不能采用-在個別情況下，有選擇性的電流速斷也可以保護線路的全長，在個別情