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1、电力系统继电保护基本原理课程学习指导资料编写：陈 皓适用专业：电力系统自动化专业适用层次：专升本（业余）四川大学网络教育学院二 0 0 三年十一月电力系统继电爱护差不多原理课程学习指导资料编写：陈 皓审稿（签字）： 审批（主管教学负责人签字）： 本课程学习指导资料依照该课程教学大纲的要求，参照现行采纳教材电 力系统继电爱护（王维俭主编，清华大学出版社，1998 年）以及课程学习光盘， 并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电力系统自动 化专业专升本学生。第一部分 课程的学习目的及总体要求一、 课程的学习目的 电力系统继电爱护是四川大学网络学院电力系统及其自动化专业 （本科）
2、考 试打算中的一门专业课。它是研究继电爱护技术和继电爱护装置及其在电力系统 中应用的一门科学,为培养电力系统及其自动化高等工程、科研技术人才而设置 的。通过学习获得电力系统继电爱护必要的差不多理论、差不多知识和差不多技 能，为以后分析、解决本专业的技术问题奠定基础。二、课程的总体要求 本课程的内容包括两部分：电网爱护和主设备（变压器、发电机、母线等）爱 护。通过本课程的学习，要求：1把握电流、电压、方向电流、距离和差动等爱护的差不多原理和构成； 明白得有关继电器的工作原理、动作特性、接线方式和工作情形的分析方法。2明白得各继电爱护装置的应用范畴；把握电流爱护、距离爱护的整定运 算原则和方法；能
3、阅读继电爱护原理图和展开图。3了解继电爱护的进展过程和趋势。第二部分 课程学习的差不多要求及重点难点内容分析第一章 概 述1、本章学习要求（1）应熟悉的内容 了解电力系统继电爱护的作用，明确继电爱护在在电力系统发生故障或不正 常运行时的差不多任务和作用。（2）应把握的内容 了解实现继电爱护的差不多原理和组成： 继电爱护的差不多原理。利用单侧、双侧电气量或非电气量变化的特点能够判定电力系统有、无故障 或不正常运行情形。继电爱护装置的三个组成部分以及各部分的作用。（3）应熟练把握的内容 深刻明白得电力系统对继电爱护的差不多要求和“四性”之间的关系。 对继电爱护的差不多要求：选择性、快速性、灵敏性和
4、可靠性（即“四性”） 等极其重要的差不多概念。“四性”之间的关系以及它们之间有时是矛盾而又统一的概念。 后备爱护的作用；近后备和远后备。2、本章重点难点分析对继电爱护装置应当具有的性能，必须提出严格的要求，确实是所谓的“四 性”，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。其中可靠性是最重要的，选择性是 关键，灵敏性必须足够，速动性要达到必要的程度，所谓“必要的程度”，有时 是指快到几十或十几毫秒，有时也能够是几秒或更长些，依照被爱护对象的重要 性具体确定。 “四性是设计、分析与评判继电爱护装置是否先进、有用和完 善的动身点和依据。3、本章典型例题解答 例：何谓继电爱护装置、继电爱护系统、继电爱护？ 答
5、：继电爱护装置是当电力系统中发生故障或显现专门状态时能自动、迅 速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。继电爱护系统为多种或多套继电爱护装置的组合。 继电爱护用来泛指继电爱护技术或继电爱护系统。也常用作继电爱护装置 的简称，有时直截了当称为“爱护”。4、本章作业（p.5）第二章 电网相间短路的电流电压爱护和方向性电流爱护1、本章学习要求（1）应熟悉的内容 了解电磁型继电器的作用和工作原理，明白得起动值、返回值和返回系数及 继电特性等差不多概念。明白得电流（电压）互感器的极性和误差。了解相间短路 方向电流爱护的作用和构成。了解电抗型电流电压变换的作用、构造及工作原理。
6、（2）应把握的内容把握阅读电流爱护原理图和展开图的方法。深刻明白得相间短路电流爱护各 部分的作用、构成和工作原理，专门是在保证选择性的前提下，如何处理快速性 与灵敏性之间的关系。明白得两种接线方式（三相星形和两相星形）的工作特点和 适用范畴。明白得在该电网中广泛采纳两相星形接线方式的缘故和 Y，d11 接线 变压器后两相短路时电流爱护的工作情形以及为提高灵敏性所采取的措施。把握 方向元件（功率方向继电器）的工作原理、构造及动作持性。初步把握基于两个电 气量相位比较的原理和基于两个电气量幅值比较的原理及其互换性。了解实现比 幅式继电器的一样方法。3）应熟练把握的内容熟练把握三段式电流爱护的整定运
7、算原则和运算方法。从选择性、快速性、 灵敏性和可靠性等四个方面评判时期式电流爱护。最大 （小）运行方式、最大（小） 短路电流、灵敏系数（爱护范畴）、时期式电流爱护的概念、继电器原理及其接线 方式、动作情形的分析、整定运算和评判等，是本课程的重点内容之一，是学好 继电爱护必须熟练把握的差不多知识。明确对功率方向继电器接线方式的要求和 900接线方式的概念，并明白得相 间短路时功率方向继电器的工作情形。关于爱护安装处两侧有电源的网络，继电 爱护为保证动作的选择性，需装设方向元件。把握在双测电源网络中继电爱护动 作带有方向性的必要性，以及能够省略方向元件的条件。2、本章重点难点分析本章知识点中，重点
8、是：电磁型继电器、相间短路的电流爱护及其接线方式 和时期式电流爱护整定运算原则和运算方法。难点是对 Y，d11 接线变压器后两 相短路时的电流分析及整定运算时分支系数的考虑。依照选择性原则分析能够省 略方向元件的条件。一、二段电流爱护：动作值不能保证选择性时需使用功率方向继电器 三段电流爱护：动作时刻不能保证选择性时需使用功率方向继电器 专门注意：三段电流爱护设置功率方向继电器的选择条件3、本章典型例题解答 例 1 ：如图所示，在 110KV 输电线路中，线路 BC 的负荷电流为 230A, 系统阻抗为:Xs=2.5欧姆，单位线路长度的阻抗为:X=0.4（欧姆/公里），1,11,111段电流爱
9、护可靠 系数 Kk=1.25; Kk=Kk=1.15;自启动系数 Kzq=1.5;返回系数 Kh=0.85；。运算： 线路 BC 的电流速断、限时电流速断、过电流爱护动作值与动作时刻;解：（1）线路 BC 的速断爱护口一30KM1.5s动作值I(3)d.C.maxE(Z + Z + Z )s ABBC_110/再(2.5 + 20 x 0.4 + 25 x 0.4)110/.320.5=3.1( KA)为保证选择性，按躲开线路BC末端的最大短路电流Id（3）Cmax整定速断 d .C.maxI二 K I(3) 二 3.87(KA) dz.B kd .C. max动作时刻t二0sB(2)线路BC
10、的限时电流速断动作值:与下条线路电流速断动作值I配合:dz.C二 K I(3) 二 1.86(KA)dz.Ck d .D. maxI= K - (I) = 2.14(KA)dz.Bkdz .C动作时刻：B(3)线路BC的过电流爱护动作值:K - K1 15 x 1 5k就.(I)二x 230 二 466.76(A)dz.BKf .C.maxh动作时刻:二 t + At 二 t + 2At 二 t + 3AtC D E二 1.5 + 3 x 0.5 二 3s例 2在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流爱护动作时限如 图所示。问:(1)输电线路过电流爱护动作时刻;(2)哪些线路过电流爱护必须
11、安装功 率方向元件? (3)在给定潮流方向的情形下，线路Lab,Lbc上功率方向元件的动作行 为如何？解：(1)按阶梯时刻特性运算爱护 14 的过电流爱护动作时限。考虑电源Em单独作用时，爱护8为其末端线路爱护，以其为基准进行运算:t = t + At = 1.5 + 0.5 = 2 s38t = max t , t , t + At = t + At = 2.5s13 6 73考虑电源En单独作用时，爱护5为其末端线路爱护，以其为基准进行运算:t = t + At = 1 + 0.5 = 1.5s25t = max t , t , t + At = t + At = 2.5s4 2 6 7
12、7（2）必须安装功率方向元件的过电流爱护a. 母线A出线的爱护：爱护5为负载线路爱护，则爱护1不需设置功率方向元件。b. 母线C出线的爱护：爱护8为负载线路爱护，则爱护4不需设置功率方向元件。c. 母线B出线的爱护：爱护3，7的动作时刻相等，均为最大动作时刻，t = t = t = 2s max 37则爱护 2， 3 均需设置功率方向元件（方向标于图中，与爱护正方向相同）。 （说明：由于爱护 7 为负载线路爱护，则该线路故障时，由于爱护 2 动作时刻小 于爱护7动作时刻，爱护2失去选择性误跳闸；爱护3， 7的动作时刻相等，将 同时动作跳闸，即爱护 3 失去选择性误跳闸；为保证选择性，爱护 2，
13、 3 需设置 功率方向元件。）爱护6， 7为负载线路爱护，则爱护6， 7不需设置功率方向元件。（3）给定潮流方向下功率方向元件动作行为分析a. 线路Lab上潮流方向与爱护2动作正方向相反：爱护2功率方向元件不动作。b. 线路Lbc上潮流方向与爱护3动作正方向相同：爱护3功率方向元件动作；但 现在爱护 3 电流元件不动作，因此方向性电流爱护不动作。4、本章作业（p2223）第三章 接地短路的零序电流和方向性零序电流爱护1、本章学习要求（ 1）应熟悉的内容 了解电力系统中性点的接地点式和变压器中性点接地的一样原则及零序电 流（电压）滤过器的作用和原理。明白得中性点直截了当接地电网接地短路时零序 重
14、量（零序电压、电流和功率）的特点及中性点不接地电网单相接地短路时故障相 和非故障相电压、电流的特点和性质。（ 2）应把握的内容灵敏I段和不灵敏I段爱护的差别与使用条件。限时零序电流速断爱护的灵 敏系数不满足要求时所采取的措施（四段式零序电流爱护）。了解中性点非直截 了当接地电网发生单相接地时零序重量的的特点及其接地爱护方式。（ 3）应熟练把握的内容把握中性点直截了当接地电网三段式零序电流爱护的整定运算原则和运算 方法，并明白得零序功率方向继功率方向继电器的工作原理。2、本章重点难点分析本章知识点中，重点是中性点直截了当接地电网接地短路时零序重量的特点 及具零序电流爱护和零序方向电流爱护的整定运
15、算原则和运算方法。把握电网接 地短路时零序重量的特点是实现接地爱护的理沦依据，也是学好本章的基础。学 习时与反应相间短路的电流爱护和功率方向继电器进行比较，找出异同，有助于 加深明白得。3、本章典型例题解答零序方向电流爱护的要紧特点是什么？(1) 零序方向电流爱护的灵敏度高，动作时限短，无电压死区。(2) 零序电流爱护受运行方式变化的阻碍较小。(3) 零序爱护不受三相对称的系统振荡，短时过负荷等的阻碍。(4) 在 110kV 及以上的高压系统中，单相接地故障约占全部故障的 70 90，且其它的故障也往往是由单相接地进展起来的，因此采纳专门的零序爱护 具有显著的优越性3、本章作业(p29)第四章 电网的距离爱护1、本章学习要求(1) 应熟悉的内容明白得距离爱护的测量阻抗和时限特性，专门是测量阻抗的概念；了解反应 相间短路和接地短路的阻抗继电器接线方式；对振荡闭坡装置作初步的了解；了 解电压回路断线的阻碍及其防止措施。(2) 应把握的内容明白得把握方向性阻抗继电器产生死区的缘故、排除死区的措施，并了解由于引入极 化电压给阻抗继电器暂态特性带来的阻
