继电保护概论ppt课件

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1、继电保护概论1/76电力系统运行状态电力系统运行状态1.1.正常运行。正常运行。2.2.故障故障3.3.不正常运行不正常运行断线断线 短路短路三相短路、三相短路、 两相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间短及变压器绕组间的匝间短路等路等单相断线单相断线 两相断线两相断线过负荷、过负荷、 过电压过电压频率降低频率降低 、系统振荡等、系统振荡等上页下页返回2/76 故障状态：故障状态：一次设备运行中由于外力、绝缘老化、一次设备运行中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作等原因发生短路、断线。过电压、误操作等原因发生

2、短路、断线。电力系统运行状态分为：电力系统运行状态分为：正常状态：正常状态：等约束和不等约束条件都满足，电力系等约束和不等约束条件都满足，电力系统在规定的限度内可以长期安全稳定运行。统在规定的限度内可以长期安全稳定运行。负荷潮流越限致使电流升高（过负荷）发电机突然甩负荷引起发电机频率升高；系统出现有功功率缺额引起的频率降低；中性点不接地系统单相接地引起的非接地相电压升高；电力系统发生振荡； 不正常状态：不正常状态：正常运行条件受到破坏，但还未发生正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。故障。等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。3短路的危害：短路的危害：

3、（1 1）短路电流大，燃弧，易使元件损坏；）短路电流大，燃弧，易使元件损坏；（2 2）电压降低，用户正常的生产、生活受到影响；）电压降低，用户正常的生产、生活受到影响；（3 3）破坏系统稳定性）破坏系统稳定性, ,引起系统振荡引起系统振荡, ,甚至系统崩溃。甚至系统崩溃。4 事故：事故：系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程造成对用户少送电或电能质量变坏到不能

4、允许的程度，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。度，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。度，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。度，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。5 5一、继电保护的作用电力生产的特点电力生产的特点电力生产的特点电力生产的特点：电能无法大容量存储，电能的：电能无法大容量存储，电能的：电能无法大容量存储，电能的：电能无法大容量存储，电能的生产与消耗必须时刻保持平衡。生产与消耗必须时刻保持平衡。生产与消耗必须时刻保持平衡。生产与消耗必须时刻保持平衡。负荷的波动与电力设备的退出运行，都会导致电负荷的波动与电力设备的退出运行，都会导致电力系统的运行状态发生变化。力系统的运行状态发生变化。

5、 电力系统运行状态电力系统运行状态是指电力系统在不同运行条件是指电力系统在不同运行条件（负荷水平、系统接线、出力配置、故障等）下的（负荷水平、系统接线、出力配置、故障等）下的系统与设备的工作状况。系统与设备的工作状况。6 6（1 1） 自动、迅速、有选择性地将自动、迅速、有选择性地将故障故障元件从电力元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。其它无故障部分迅速恢复正常运行。 （2 2） 反应电气元件的反应电气元件的不正常运行状态不正常运行状态，根据运行，根据运行维护的维护的 具体条件（例如有无经常值班人员）

6、和设具体条件（例如有无经常值班人员）和设备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸备的承受能力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 电力系统继电保护的基本任务：电力系统继电保护的基本任务：7继电保护的基本原理及其组成 为了完成继电保护的基本任务，必须正确区分正常运行、不正常运行和故障状正常运行、不正常运行和故障状态态，寻找这三种运行状态下的可测参量（电气量和非电气量）的“差异”。 根据可测参量的不同差异，可以构成不同原理的继电保护。8短路故障短路故障线路流过短路电流线路流过短路电流母线电压降低母线电压降低感受阻抗感受阻抗9/76 正常运行正常运行线路流过负荷电流线路流过负荷电流母线电压额定电压

7、附近母线电压额定电压附近 感受阻抗（电压与电流比）感受阻抗（电压与电流比）正常运行正常运行：电流电流：负荷电流，两侧电流大小相等方向相反：负荷电流，两侧电流大小相等方向相反d1d1短路短路：电流电流：故障段线路：故障段线路BCBC两侧电流大小一般不等，相位一般相同；两侧电流大小一般不等，相位一般相同；非故障段线路与正常运行时情况相同。非故障段线路与正常运行时情况相同。10电流增大 过电流保护过电流保护电压降低 低电压保护低电压保护阻抗减小 阻抗（距离）保护阻抗（距离）保护两侧电流大小和相位的差别 纵联差动保护（高频、微波、光纤）纵联差动保护（高频、微波、光纤）对称分量 零序或负序分量保护零序或

8、负序分量保护非电气量 瓦斯保护、过热保护等瓦斯保护、过热保护等保 护 原 理：1111 第一节第一节 继电保护的继电保护的任务任务1.1.1.1.当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故中切除，避免故

9、障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。障元件迅速恢复正常运行。障元件迅速恢复正常运行。障元件迅速恢复正常运行。2. 2. 当当电电力力系系统统中中电电气气元元件件出出现现不不正正常常运运行行状状态态时时，能能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。12/76电力系统继电保护装置电力系统继电保护装置 能反应电力系统故障和不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置 13/76根据逻辑元件传送的根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护信号，最后完成保护装置所担负的任务。装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不如：故障时跳闸；不正常运行

10、时发信号；正常运行时发信号；正常运行时不动作。正常运行时不动作。 第二节第二节 保护装置保护装置构成、构成、基本原理基本原理和组成和组成测量测量逻辑逻辑执行执行被测物被测物理量理量整定值整定值跳闸或跳闸或信号信号测量从被保护对象输入测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整等），并与已给定的整定值进行比较，根据比定值进行比较，根据比较结果给出较结果给出“是是”、“非非”、“大于大于”、“不不大于大于”等具有等具有“0”或或“1”性质的一组逻辑性质的一组逻辑信号，从而判断保护是信号，从而判断保护是否应该启动否应该启

11、动 根据测量部分输出量根据测量部分输出量的大小、性质、输出的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻使保护装置按一定逻辑关系工作，最后确辑关系工作，最后确定是否应跳闸或发信定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传号，并将有关命令传给执行元件。给执行元件。 上页下页返回14/76 继电保护装置继电保护装置的分类的分类继电保护装置继电保护装置按保护按保护对象分对象分按保护按保护原理分原理分按故障按故障类型分类型分按保护按保护技术分技术分按保护按保护作用分作用分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机电型保护整流型保护晶体管型

12、保护集成电路型保护微机保护电流保护电压保护距离保护差动保护方向保护零序保护主保护后备保护辅助保护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激磁保护15/76主保护、后备保护主保护：主保护：反应被保护元件自身的故障并以尽可能反应被保护元件自身的故障并以尽可能短的延时，有选择性地切除故障的保护称为主保短的延时，有选择性地切除故障的保护称为主保护。护。后备保护：后备保护：当主保护拒动时起作用，从而动作于当主保护拒动时起作用，从而动作于相应断路器以切除故障元件相应断路器以切除故障元件。 近后备保护：近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一

13、套保护来实现后备的保护。线路的另一套保护来实现后备的保护。远后备保护：远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻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。电力设备或线路的保护来实现的后备保护。1616/76主保护、后备保护示例1717/76 第三节第三节 对继电保护的基本要求对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: 选择性选择性速动性速动性灵敏性灵敏性可靠性可靠性电力系统发生故电力系统发生故障时，保护装置障时，保护装置仅将故障元件切仅将故障元件切除，而使非故障除，而使非故障元件仍

14、能正常运元件仍能正常运行，以尽量缩小行，以尽量缩小停电范围的一种停电范围的一种性能。性能。 保护快速切除保护快速切除故障的性能。故障的性能。故障切除时间故障切除时间包括继电保护包括继电保护动作时间和断动作时间和断路器的跳闸时路器的跳闸时间间 在规定的保护范在规定的保护范围内，保护对故围内，保护对故障情况的反应能障情况的反应能力。要求保护装力。要求保护装置应在区内故障置应在区内故障时，不论短路点时，不论短路点的位置与短路的的位置与短路的类型如何，都能类型如何，都能灵敏地正确地反灵敏地正确地反应出来应出来 发发生生了了属属于于它它该该动动作作的的故故障障，它它能能可可靠靠动动作作，即即不不发发生生

15、拒拒绝绝动动作作；而而在在不不该该动动作作时时，它它能能可可靠靠不不动动，即即不不发发生生错错误误动动作作。该该动动则则动，不该动则不动动，不该动则不动 18/76关于灵敏性关于灵敏性 灵灵敏敏性性用用灵灵敏敏系系数数来来衡衡量量，并并表表示示为为 ，也称为灵敏度。也称为灵敏度。在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑：在计算保护的灵敏系数时，可按如下原则考虑：1.在在可可能能的的运运行行方方式式下下，选选择择最最不不利利于于保保护护动动作作的的运行方式；运行方式；2.在在所所保保护护的的短短路路类类型型中中，选选择择最最不不利利于于保保护护动动作作的短路类型；的短路类型；3.在在保保护护区区

16、内内选选择择最最不不利利于于保保护护动动作作的的那那点点作作为为灵灵敏度校验点（计算所选的短路点）敏度校验点（计算所选的短路点）。19/76四者之间既相互联系又相互矛盾：四者之间既相互联系又相互矛盾： 因此，须从电力系统的实际情况出发，分清主次，因此，须从电力系统的实际情况出发，分清主次， 求得最优情况下的统一。求得最优情况下的统一。为保证选择性，有时要求保护动作带延时（降低了为保证选择性，有时要求保护动作带延时（降低了速动性要求）；速动性要求）；为保证速动性，有时允许保护非选择性动作，再由为保证速动性，有时允许保护非选择性动作，再由自动重合闸装置来纠正；自动重合闸装置来纠正；为保证速动性和选

17、择性，有时采用较复杂的保护为保证速动性和选择性，有时采用较复杂的保护装置（即降低了可靠性）。装置（即降低了可靠性）。P1P2P3P4P5P6P720/76继电保护工作的特点1 1、理论要求高、理论要求高 各设备的原理、性能、参数计算、故障状态的分析。各设备的原理、性能、参数计算、故障状态的分析。 电工原理、电机学、电力系统稳态电工原理、电机学、电力系统稳态/ /暂态分析、经济调度、安全控制、暂态分析、经济调度、安全控制、电力系统规划设计原则、运行方式制定的依据等等。电力系统规划设计原则、运行方式制定的依据等等。2 2、综合性科学、综合性科学 电工、电机、电子、电力系统、数学、计算机、通讯新理论

18、、新技电工、电机、电子、电力系统、数学、计算机、通讯新理论、新技术、新材料的引用都基于以上各学科的发展术、新材料的引用都基于以上各学科的发展3 3、理论和实践并重、理论和实践并重 实验室实验、动模实验、现场人工故障实验、试运行实验室实验、动模实验、现场人工故障实验、试运行4 4、责任重大、责任重大21/76继电保护相关专业知识22/76一、电流互感器一、电流互感器电流互感器及电压互感器电流互感器及电压互感器（一）电流互感器正方向规定（一）电流互感器正方向规定 极性端极性端一次侧电流同名端流进二次侧电流同名端流出等值电路等值电路相量图相量图由等值电路可见：由等值电路可见： 将电力系统的一次电流按

19、一定的变比变换成二次较小电流，供给测量表计和将电力系统的一次电流按一定的变比变换成二次较小电流，供给测量表计和继电器，同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员的安全。继电器，同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员的安全。 由电磁平衡原理：由电磁平衡原理：所以所以电流互感器变比电流互感器变比23/761 1、电流互感器存在误差的原因、电流互感器存在误差的原因（二）（二）电流互感器的误差电流互感器的误差比值误差比值误差角度误差角度误差由于励磁电流的存在，使一由于励磁电流的存在，使一次电流折算值与二次电流不次电流折算值与二次电流不等，即两者的大小和相位不等，即两者的大小和相位不同。

20、同。小于10%小于72 2、电流互感器、电流互感器10%10%误差曲线误差曲线电流互感器比值误差为电流互感器比值误差为10%10%，角度误差小于，角度误差小于7 7，电流，电流互感器一次电流倍数与允互感器一次电流倍数与允许的二次负载阻抗之间的许的二次负载阻抗之间的关系曲线关系曲线024/76电电压压互互感感器器的的接接线线方方式式星型接线星型接线三相五柱式接线三相五柱式接线V-VV-V接线接线 特点：可以获得对称的三个线电特点：可以获得对称的三个线电压，但不能获得相电压压，但不能获得相电压可以获得相电压、线电压和零序电压可以获得相电压、线电压和零序电压可以获得相电压、线电可以获得相电压、线电压

21、和零序电压压和零序电压二、二、电压互感器电压互感器25/76电压互感器二次电压可看成是电压源，而电流互感电压互感器二次电压可看成是电压源，而电流互感器二次电流可看成是电流源；器二次电流可看成是电流源； 电压互感器在正常工作情况下铁芯的工作磁密较电电压互感器在正常工作情况下铁芯的工作磁密较电流互感器高得多；流互感器高得多；电压互感器工作在二次侧开路状态，电流互感器工电压互感器工作在二次侧开路状态，电流互感器工作在二次侧短路状态；作在二次侧短路状态；电流互感器二次不能开路电流互感器二次不能开路 。（三）（三）电流互感器与电压互感电流互感器与电压互感器的工作特点器的工作特点26/76 变换器作用变换

22、器作用变换器变换器1按按照照保保护护装装置置构构成成原原理理的的要要求求，进进行行电电气气量量的的变变换换 与综合；与综合；2将将被被保保护护设设备备的的强强电电交交流流二二次次回回路路与与保保护护装装置置的的直直流弱电回路相隔离；流弱电回路相隔离；3利用测量变换器一、二次线圈的屏蔽层，抑制干扰利用测量变换器一、二次线圈的屏蔽层，抑制干扰信号的侵入，提高保护装置的抗干扰能力。信号的侵入，提高保护装置的抗干扰能力。 变换器的种类：变换器的种类：电流变换器电流变换器 电压变换器电压变换器电抗变压器电抗变压器 27/76一、电压变换器一、电压变换器 （中间变压器（中间变压器T T） 中间变压器用于将

23、中间变压器用于将一次电压一次电压一次电压一次电压变换成装置所需要的变换成装置所需要的二二二二次电压次电压次电压次电压。 当忽略其比值误差和角度误差时，则二次当忽略其比值误差和角度误差时，则二次输出电压：输出电压：二次输出电压中间变压器变比一次输入电压28/76二、电流二、电流变换器变换器 电流变换器用于将电流变换器用于将一次电流一次电流变换成装置变换成装置所需要的所需要的二次电压二次电压。 当忽略其比值误差和角度误差时，则二次当忽略其比值误差和角度误差时，则二次输出电压：输出电压：1221212WWnnRnInRnIUTTIIT=.二次输出电压变换系数中间变流器变比29/76三、电抗变压器（三

24、、电抗变压器（URUR） 电抗变压器电抗变压器用于将用于将一次电流一次电流变换成装置所需要的变换成装置所需要的二次电压二次电压。 电抗变压器铁芯具有气电抗变压器铁芯具有气隙，其励磁回路的励磁电隙，其励磁回路的励磁电抗数值很小，相对于二次抗数值很小，相对于二次较大的负荷阻抗来说，完较大的负荷阻抗来说，完全可以忽略不计，故一次全可以忽略不计，故一次电流全部作为励磁电流，电流全部作为励磁电流，电抗变压器在工作时二次电抗变压器在工作时二次绕组可认为处于开路状态绕组可认为处于开路状态调节电抗变压器调节电抗变压器一、二次绕组的一、二次绕组的匝数可以改变匝数可以改变 通过调节电抗变压通过调节电抗变压器绕组所

25、接的电阻器绕组所接的电阻可以改变的可以改变的角度角度 电流变换器与电抗变压器都是将一次电流成比例的变电流变换器与电抗变压器都是将一次电流成比例的变换成二次电压的，但是在应用上有些不同。电流变换换成二次电压的，但是在应用上有些不同。电流变换器在磁路未饱和时，励磁电流可以忽略，其二次输出器在磁路未饱和时，励磁电流可以忽略，其二次输出电压波形基本保持了一次电流信号的波形。电压波形基本保持了一次电流信号的波形。电抗变压器一次电流全部作为励磁电流，在暂态情况下，忽略铁芯有功损耗，其二次输出电抗变压器一次电流全部作为励磁电流，在暂态情况下，忽略铁芯有功损耗，其二次输出电压为：电压为：电抗变压器二次输出电压

26、对一次电流中的谐波成分有放大作用，对一次电流中的非周期电流电抗变压器二次输出电压对一次电流中的谐波成分有放大作用，对一次电流中的非周期电流有抑制作用有抑制作用 30/76当输入端三相电流、电压中当输入端三相电流、电压中含有三序分量时，输出端只含有三序分量时，输出端只输出负序分量输出负序分量 为了提高保护装置的灵敏度，经常采用序分量来作为为了提高保护装置的灵敏度，经常采用序分量来作为保护的判据。要获得这些序分量就必须借助于各种序分保护的判据。要获得这些序分量就必须借助于各种序分量滤过器，称为对称分量滤过器。量滤过器，称为对称分量滤过器。当输入端三相电流、电压中当输入端三相电流、电压中含有三序分量

27、时，输出端只含有三序分量时，输出端只输出零序分量输出零序分量对称分量滤过器对称分量滤过器 零序分量滤过器零序分量滤过器零序电压滤过器零序电压滤过器 零序电流滤过器零序电流滤过器 负序分量滤过器负序分量滤过器负负序电压滤过器序电压滤过器 负负序电流滤过器序电流滤过器 31/76零序电压滤过器零序电压滤过器零序电压滤过器的作用是为了获得零序电压，它的输入是零序电压滤过器的作用是为了获得零序电压，它的输入是三相电压，输出只与输入电压中的零序电压成正比。三相电压，输出只与输入电压中的零序电压成正比。 构成依据：构成依据： 构成元件构成元件 ： 三个单相式电压互感器或三个单相式电压互感器或三相五柱式电压

28、互感器都三相五柱式电压互感器都可以获得可以获得 32零序电流滤过器零序电流滤过器零序电流滤过器的作用是为了获得零序电零序电流滤过器的作用是为了获得零序电流流，它的输入是，它的输入是三相电三相电流流，输出只与输入电，输出只与输入电流流中的零序电中的零序电流流成正比。成正比。 构成依据：构成依据： 构成元件构成元件 ： 由三台具有相同型号和变比由三台具有相同型号和变比的电流互感器构成零序电流的电流互感器构成零序电流滤过器。滤过器。 33/76阻容式单相负序电压滤阻容式单相负序电压滤过器过器参数关系参数关系 输出电压输出电压 0120116030=-CCAARXtgRXtgjj3435/7636/7

29、6结论结论当输入正序电压时，负序电压滤过器输出为零。当输入正序电压时，负序电压滤过器输出为零。当输入负序电压时，负序电压滤过器输出不为零当输入负序电压时，负序电压滤过器输出不为零当输入零序电压时，负序电压滤过器输出为零。当输入零序电压时，负序电压滤过器输出为零。37/76幅值比较与相位比较幅值比较与相位比较幅值比较：就是通过比较两个电压的大小来决定继电器是否动作；相位比较：就是通过比较两个电压的相位来决定继电器是否动作。 38/76幅值比较与相位比较之间的关系幅值比较与相位比较之间的关系 幅值比较的动作方程幅值比较的动作方程：相位比较的动作方程39/76幅值比较与相位比较之间的关系幅值比较与相

30、位比较之间的关系40/76常用电磁型继电器常用电磁型继电器41/76一、电磁型继电器基本结构及工作原理一、电磁型继电器基本结构及工作原理 它是利用电磁铁的铁心与衔铁间的吸力作用而工作的继电器它是利用电磁铁的铁心与衔铁间的吸力作用而工作的继电器。 42/76电流继电器电流继电器过电流继电器过电流继电器 电压继电器电压继电器中间继电器中间继电器时间继电器时间继电器信号继电器信号继电器过电压继电器过电压继电器 低电压继电器低电压继电器 反应被保护元件电流升高而动作反应被保护元件电流升高而动作的一种继电器的一种继电器 反应被保护元件电压升高而动反应被保护元件电压升高而动作的一种继电器作的一种继电器 接

31、点多容量大接点多容量大, ,可实现短延时可实现短延时, ,及自保持。及自保持。多用于出口回路和逻辑回路多用于出口回路和逻辑回路建立保护所需要的延时时间。建立保护所需要的延时时间。当保护装置动作时，明显标示出继电器当保护装置动作时，明显标示出继电器或保护装置动作状态或保护装置动作状态 常用电磁型继电器常用电磁型继电器的类型的类型反应被保护元件电压降低而动反应被保护元件电压降低而动作的一种继电器作的一种继电器 43/76二二、电磁式过电流继电器电磁式过电流继电器电磁转矩满足下面关系时，继电器动作电磁转矩满足下面关系时，继电器返回44/76动作电流动作电流返回电流返回电流返回系数返回系数使电流继电器

32、动合触点闭合的最小电流使电流继电器动合触点闭合的最小电流使电流继电器动合触点打开的最大电流使电流继电器动合触点打开的最大电流返回电流与动作电流之比返回电流与动作电流之比实验接线实验接线合上电源开关合上电源开关S,S,调整自耦调压器调整自耦调压器, ,使使输入电流继电器的电流升高输入电流继电器的电流升高, ,当小灯当小灯刚好亮时电流表指示的电流就是继电刚好亮时电流表指示的电流就是继电器的动作电流器的动作电流. .调整自耦调压器调整自耦调压器, ,使输入电流继电器使输入电流继电器的电流减小的电流减小, ,当小灯刚好熄灭时当小灯刚好熄灭时, ,电流电流表指示的电流就是继电器的返回电流表指示的电流就是

33、继电器的返回电流. .电磁型过电流继电器电磁型过电流继电器的参数的参数45/76关于继电器的接点常开接点常开接点:继电器线圈不带电时打继电器线圈不带电时打开的接点开的接点 常闭接点常闭接点:继电器线圈不带电时闭继电器线圈不带电时闭合的接点合的接点 46/76二、二、 电磁型低电压继电磁型低电压继电器参数电器参数动作电压动作电压返回电压返回电压返回系数返回系数使电压继电器动断触点闭合的最大电压使电压继电器动断触点闭合的最大电压使电压继电器动断触点打开的最小电压使电压继电器动断触点打开的最小电压返回电压与动作电压之比返回电压与动作电压之比实验接线实验接线合上电源开关合上电源开关S,S,调整自耦调压

34、器调整自耦调压器, ,使使输入电压继电器的电压升高至额定值输入电压继电器的电压升高至额定值这时继电器动断触点打开这时继电器动断触点打开, ,调整自耦调整自耦调压器调压器, ,减小加入继电器的电压减小加入继电器的电压, ,当小当小灯刚好亮时灯刚好亮时, ,电压表指示的电压就是电压表指示的电压就是继电器的动作电压继电器的动作电压. .调整自耦调压器调整自耦调压器, ,使输入电压继电器使输入电压继电器的电压升高的电压升高, , 当小灯刚熄灭时当小灯刚熄灭时, ,电压电压表指示的电压就是继电器的返回电压表指示的电压就是继电器的返回电压. .47/76电流继电器和低电压继电器电流继电器和低电压继电器动作

35、和返回条件动作和返回条件动作条件：返回条件：48/76离散信号及系统离散信号及系统离散信号离散信号：只有在离散时刻才有定义的：只有在离散时刻才有定义的信号。信号。离散时间信号的表示离散时间信号的表示：49离散时间信号举例离散时间信号举例50/76离散时间系统离散时间系统指有输入和输出的物理装置或运算的总称，且指有输入和输出的物理装置或运算的总称，且其输入和输出均为离散信号。其输入和输出均为离散信号。表达式：表达式：51离散时间系统的描述离散时间系统的描述差分定义：差分定义：52线性定常系统差分方程线性定常系统差分方程描述线性定常离散时间系统描述线性定常离散时间系统53简单的线性定常离散系统简单

36、的线性定常离散系统表达式及实现的框图表达式及实现的框图y(n)=b1y(n-1)-a0x(n)+a1x(n-1)框图：54/76采样信号和采样定理采样信号和采样定理采样信号采样信号：将时间连续的信号，按照一定的时间间隔将时间连续的信号，按照一定的时间间隔变成时间的离散信号变成时间的离散信号采样定理：采样定理：一个有限频带时间信号一个有限频带时间信号f（t），其最高频），其最高频率为率为fm，若以若以T1/（2 fm） 的时间间隔进行采样，所的时间间隔进行采样，所得到的采样信号得到的采样信号fs（t）将含有原信号）将含有原信号f（t）的全部信）的全部信息。息。55/76采样过程描述采样过程描述5

37、6/76采样定理的说明采样定理的说明通过取不同的采样周期采样，来理解采样定理通过取不同的采样周期采样，来理解采样定理57/76数字滤波器数字滤波器 数字滤波器就是将一组输入数字滤波器就是将一组输入系统中的数字序列，通过一定的运算变系统中的数字序列，通过一定的运算变为另一组输出的数字序列。为另一组输出的数字序列。58/76简单滤波器工作原理说明简单滤波器工作原理说明利用加法运算构成利用加法运算构成59/76微机保护算法微机保护算法 根据代表电力系统运行状态的电流、电压根据代表电力系统运行状态的电流、电压的数字量进行数学运算，以计算出电流、电压的基波的数字量进行数学运算，以计算出电流、电压的基波幅

38、值、比值、相位差和功率等，然后再进行分析、比幅值、比值、相位差和功率等，然后再进行分析、比较、判断以完成继电保护功能的计算方法较、判断以完成继电保护功能的计算方法 60/76一、两采样值积算法一、两采样值积算法 根据输入电气量两个点的采样值，通过一定的数学式根据输入电气量两个点的采样值，通过一定的数学式或方程式计算出输入电气量的数值。或方程式计算出输入电气量的数值。61/76电流、电压采样值电流、电压采样值设设被被采采样样的的正正弦弦电电压压和和电流：电流： 62/76用两采样值计算电流和电压用两采样值计算电流和电压幅值的公式幅值的公式63/76二、相电流突变量元件算法二、相电流突变量元件算法

39、反映电流增量工作原理：64微机保护硬件系统微机保护硬件系统65/76各组成部分作用各组成部分作用数数据据采采集集系系统统的的作作用用: 完完成成输输入入信信号号的的预预处处理理。即即对对取取自自被被保保护护元元件件的的连连续续模模拟拟信信号号进进行行必必要要的的处处理理并并将将其其变变成成离离散散信信号号，最最后后转转换换成成数数字字信信号号，输入给微处理机。输入给微处理机。CPU主主系系统统的的作作用用: 由由微微处处理理器器执执行行存存放放在在EPROM中中的的程程序序，对对由由数数据据采采集集系系统统输输入入至至RAM区区的的原原始始数数据据进进行行分分析析处处理理，以以完完成成各各种种

40、继继电保护的功能。电保护的功能。开关量输人输出系统的作用开关量输人输出系统的作用:完成各种保护的出完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部开关量的输入及人机对口跳闸、信号警报、外部开关量的输入及人机对话等功能。话等功能。 66/76一、数据采集系统一、数据采集系统比较式模数变换的数比较式模数变换的数据采集系统据采集系统1、电压形成回路、电压形成回路2、前置模拟低通滤波器、前置模拟低通滤波器3、采样保持电路、采样保持电路4、模拟量多路转换开关、模拟量多路转换开关5、比较式模数变换器、比较式模数变换器67/76数据采集系统数据采集系统计数式模数变换的数据采集系统计数式模数变换的数据采集系统1、电压频

41、率式模数转换、电压频率式模数转换器器VFC变换原理：是产生一个频变换原理：是产生一个频率正比于输入电压瞬时值率正比于输入电压瞬时值的等幅脉冲序列的等幅脉冲序列2、计数器、计数器在固定的时间间隔内记在固定的时间间隔内记录录VFC输出的等幅脉冲输出的等幅脉冲的个数，从而知道此时的个数，从而知道此时输入电压的大小，即得输入电压的大小，即得到此时模拟电压的数字到此时模拟电压的数字量量。68/76二、二、CPUCPU系统系统69/76CPUCPU系统基本工作过程系统基本工作过程 每每 隔隔 一一 个个 采采 样样 间间 隔隔 ， 随随 机机 读读 写写 存存 储储 器器（RAM）就就从从数数据据采采集集

42、系系统统中中提提取取一一组组数数据据，该该数数据据就就代代表表了了模模拟拟量量电电流流或或电电压压某某一一时时刻刻的的大大小小。CPU系系统统中中的的单单片片机机根根据据开开入入量量的的状状态态，执执行行EPROM中中的的相相应应程程序序，并并不不断断从从RAM中中读读取取原原始始数数据据与与EEPROM中中保保护护整整定定值值比比较较、分分析析、运运算算和和判判断断，最最后后，根根据据程程序序要要求求，输输出出相相应应的的开开出出量量，完完成成规规定定的的保保护护动动作作行行为为（如如跳跳闸闸、信信号号等）。等）。 70/76三、数据采集系统与三、数据采集系统与CPUCPU系统之间数据传系统

43、之间数据传送方式送方式 1、程序查询方式程序查询方式由计算机起动由计算机起动A/D变换开始，然后程序一直查询变换开始，然后程序一直查询变换结束标志是否置位，等到置位后，即将变换变换结束标志是否置位，等到置位后，即将变换结果存入内存结果存入内存2、中断方式、中断方式由计算机起动变换，变换完毕，由由计算机起动变换，变换完毕，由A/D自动中断自动中断CPU，然后由，然后由CPU将变换结果存入内存将变换结果存入内存3、直接内存存取方式、直接内存存取方式直接在存储器与外设控制器之间交换数据直接在存储器与外设控制器之间交换数据71/76四、输入输出系统输入输出系统1、开关量输入和输出回路、开关量输入和输出

44、回路实现开关输入量和开关输出量与计算机的联系实现开关输入量和开关输出量与计算机的联系2、人机对话、人机对话实现人和计算机的交流实现人和计算机的交流72/76开入量输入回路开入量输入回路73/76开出量输出回路开出量输出回路74/76人机对话人机对话 电路硬件框图电路硬件框图基本工作情况基本工作情况单片机中的串行口与单片机中的串行口与CPU系统中单片机串行口相连系统中单片机串行口相连接，利用这种关系对接，利用这种关系对CPU硬件系统进行检查，以发硬件系统进行检查，以发现其硬件故障，给出装置现其硬件故障，给出装置故障的开关输出量（如告故障的开关输出量（如告警、呼唤等）；还可以通警、呼唤等）；还可以通过这种联系来公用打印机。过这种联系来公用打印机。打印各种信息打印各种信息 ；通过键盘；通过键盘来进行装置的调试等操作。来进行装置的调试等操作。75/76