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1、电力系统继电保护原理课程自学指导书继电保护教研组2008-6电力系统继电保护原理课程自学进度表教材：电力系统继电保护 教材编者： 张保会、尹项根 出版社：中国电力出版社 出版时间：2005年周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点、难点、基本要求1第一章 绪论11 电力系统的三种状态12 继电保护的基本原理及组成13 继电保护的基本要求14 继电保护的发展概况1-21-56第一章 重点：继电保护的任务、对继电保护的基本要求。难点：继电保护的选择性和灵敏性。第二章 重点：相间短路的三段式电流保护及方向电流保护的工作原理、整定计算原则、功率方向元件的工作原理及动作特性、方向元件的加装原则。难点：相
2、间短路的三段式电流保护的工作原理、整定计算原则，功率方向元件的性能分析、方向元件的加装原则。第三章 重点：距离保护的基本原理、阻抗继电器的动作特性、阻抗继电器的实现方法、距离保护的整定计算及影响距离保护正确动作的因素和防止办法。第四章 重点：输电线路纵联保护的工作原理、特点和通信方式，输电线路纵差保护、方向纵联保护的基本原理。难点：方向比较式纵联保护、纵联电流差动保护的工作原理。第五章 重点：重合闸与继电保护的配合，综合重合闸（单相重合闸）的特点。第六、七章 重点：变压器的纵差保护，不平衡电流的产生及消除办法。发电机的保护配置，各种保护的基本原理及其反映的故障类型。2第二章 电网的电流保护21
3、 单侧电源网络相间短路的电流保护2.1.1 继电器； 2.1.2 单侧电源网络相间短路时电流量特征； 2.1.3 电流速断保护2-32-42-51032.1.4 限时电流速断保护；2.1.5 定时限过电流保护； 2.1.6 阶段式电流保护的配合及应用； 2.1.8 电流保护的接线方式2-72-91042.2 双侧电源网络相间短路时的功率方向2.2.1 双侧电源网络相间短路时的功率方向； 2.2.2方向性电流保护的基本原理； 2.2.3 功率方向判别元件2-112-13652.2.4 方向判别元件的接线方式；2.2.5方向性电流保护的应用特点；2-122-146623 中性点直接接地系统中接地短
4、路的零序电流及方向保护2.3.1 接地短路时零序电压、电流和功率分布； 2.3.2 零序电压、零序电流滤过器； 2.3.3 零序电流段保护； 2.3.4 零序电流段保护； 2.3.5 零序电流段保护2-172-1910724 中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护2.4.1 中性点不接地系统单相接地故障的特点； 2.4.2 中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障的特点； 2.4.3 零序电压保护； 2.4.4 零序电流和方向保护2-222-23108第三章 电网距离保护31 距离保护的基本原理与构成；3.1.1 距离保护的概念； 3.1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系； 3.1.3 三相系
5、统中测量电压与测量电流的选取3-13-23-510932 阻抗继电器及其动作特性；3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念；3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程； 3.2.3 绝对值比较与相位比较之间的相互转换3-93-10101033 阻抗继电器的实现方法3.3.1 绝对值比较原理的实现；3.3.2 相位比较原理的实现；3.3.3 比较工作电压相位法实现的故障区段判断3.3.4 精确工作电流与精确工作电压3-153-1761134 距离保护的整定计算与对距离保护的评价；3.4.1 距离保护的整定计算；3.4.2 对距离保护的评价3-183-19101235 距离保护的振荡闭锁；36 故障类
6、型判别和故障选相；37 距离保护特殊问题的分析；3-213-243-281013第四章 输电线路纵联保护41 输电线路纵联保护概述；42 输电线路纵联保护两侧信息的交换；43 方向比较式纵联保护；4-14-24-51014第五章 自动重合闸51 自动重合闸的作用及对它的基本要求；52 输电线路的三相一次自动重合闸；53 高压输电线路的单相自动重合闸5-15-31015第六章 电力变压器保护第七章 发电机保护6-17-110注：习题作业是教材每章后的“习题及思考题”。目录第一章 绪论第二章 电网的电流保护和方向性电流保护第三章 电网的距离保护第四章 输电线纵联保护第五章 自动重合闸第六章 电力变
7、压器的继电保护第七章 发电机的继电保护第八章 母线的继电保护第一章 绪 论一、电力系统继电保护的作用1. 继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。 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、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。P1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。2. 电力系统的故障和不正常运行状态：（三相交流系统）* 故障：各种短路（d(3)、 d(2) 、d(1) 、d(1-1)）)和断线（单相、两相），其中最常见且最危险的是
8、各种类型的短路。其后果：1电流I增加 危害故障设备和非故障设备；2电压U降低或增加 影响用户的正常工作；3破坏系统稳定性，使事故进一步扩大（系统振荡，电压崩溃）4发生不对称故障时，出现I2，使旋转电机产生附加发热；发生接地故障时出现 I0，对相邻通讯系统造成干扰* 不正常运行状态：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的运行状态。如：过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。3继电保护的作用：（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的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，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；（2）反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的
9、条件（例如有无经常值班人员）而动作于发出信号、减负荷或跳闸。二、继电保护的基本原理、构成与分类：1.基本原理：为区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态必须找出两种情况下的区别。 I增加 故障点与电源间 过电流保护 U降低 母线电压 低电压保护 相位变化，变化； 正常：为负荷的功率因数角一般为0-30左右 短路：为输电线路的阻抗角一般为6085方向保护. 测量阻抗降低，Z= 模值减少 阻抗保护 双侧电源线路外部故障： 内部故障： 电流差动保护。 反映I2 ，0 的 序分量保护等。非电气量：瓦斯保护，过热保护原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别），即可找出一
10、种原理，且差别越明显，保护性能越好。2.构成以过电流保护为例：正常运行： LJ不动故障时： LJ动SJ动（延时）XJ动信号 TQ动 跳闸（常用继电器及触点的表示方法参考 附录1 P230）保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。（1）测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。（2）逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑
11、工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。（3）执行元件：作用；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。3.分类：几种方法如下：（1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；（3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4）按构成继电保护装置的继电器原理分类：机
12、电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单
13、保护。三、对电力系统继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。 即保护的四性。（一）选择性：P4选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件从系统中切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。例：当d1点短路时，保护1、2动跳1DL、2DL，有选择性当d2点短路时，保护5、6动跳5DL、6DL，有选择性当d3点短路时，保护7、8动跳7DL、8DL，有选择性当d3点短路时，若保护7拒动或7DL拒动，保护5动跳5DL（有选择性）若保护7和7DL正确动作于跳闸，保护5动跳5DL，则保护5为误动，或称保护5越级跳闸（保护
14、5失去选择性）小结：选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置拒动、DL拒动、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。但远后备保护切除故障的时间较长。在高压电网中，应加强主保护。（二）速动性：保护的动作速度应尽可能快速。快速切除故障的好处： 提高系统稳定性；减少用户在低电压下的动作时间；减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。；t故障总切除时间；tbh-保护动作时间；tDL-断路器动作时间；一般的快速保护动作时间为0.060.12s，最快的可达0.01
