1、學習單元一學習單元一:電力系統：生產、傳輸、分配、使用電能的發電電力系統：生產、傳輸、分配、使用電能的發電 機、變壓器、電力線路、各種用電設機、變壓器、電力線路、各種用電設 備聯系在一起組成的統一整體就是電備聯系在一起組成的統一整體就是電 力系統。力系統。特點：電能的生產、傳輸、分配和使用在同一時特點：電能的生產、傳輸、分配和使用在同一時 間內完成。間內完成。電力工業最基本的特點：一是重要性電力工業最基本的特點：一是重要性 二是電能生產的連續性二是電能生產的連續性說明：說明：故障故障分暫時性故障分暫時性故障：大風引起的樹枝碰線大風引起的樹枝碰線 永久性故障永久性故障：絕緣子擊穿、各種短路絕緣子

2、擊穿、各種短路 故障類型故障類型示示 意意 圖圖故障率故障率三相短路三相短路2.0%兩相短路兩相短路1.6%兩相接地短路兩相接地短路6.1%單相接地短路單相接地短路87%其它（包括斷其它（包括斷線等）線等） 3.3%3、電力系統發生故障的危害、電力系統發生故障的危害（1）產生很大的短路電流及電弧，）產生很大的短路電流及電弧，可能燒壞故障可能燒壞故障 設備設備。（2）故障回路故障回路的設備，由于短路電流產生的熱效的設備，由于短路電流產生的熱效 應和電動力的作用，應和電動力的作用，會遭受破壞或損傷會遭受破壞或損傷。（3）電力系統部分地區的）電力系統部分地區的電壓大幅度下降，影響電壓大幅度下降，影響

3、 用戶的正常生產和生活。用戶的正常生產和生活。（4）破壞電力系統并列運行的穩定性破壞電力系統并列運行的穩定性。引起系統。引起系統 振蕩，振蕩，甚至使整個系統瓦解甚至使整個系統瓦解，造成大面積的，造成大面積的 停電。停電。4、繼電保護裝置的任務、繼電保護裝置的任務繼電保護裝置：繼電保護裝置：是一種能反映電器設備的故障或是一種能反映電器設備的故障或不正常運行狀態并作用于斷路器跳閘和發出信不正常運行狀態并作用于斷路器跳閘和發出信號的自動裝置。號的自動裝置。繼電保護的任務：繼電保護的任務： （1）保護裝置能迅速動作，使斷路器跳閘，）保護裝置能迅速動作，使斷路器跳閘，將故將故 障的電氣元件從電力系統中切

4、除，使其損壞障的電氣元件從電力系統中切除，使其損壞 程度減至最小，并保證無故障部分繼續正常程度減至最小，并保證無故障部分繼續正常 運行。運行。（2）出現不正常工作狀態時，保護裝置發出信號）出現不正常工作狀態時，保護裝置發出信號 告訴運行人員予以處理。在無人值班的變電告訴運行人員予以處理。在無人值班的變電 所，保護可作用于減負荷延時跳閘。所，保護可作用于減負荷延時跳閘。（3）繼電保護與自動重合閘等自動裝置配合，可）繼電保護與自動重合閘等自動裝置配合，可在輸電線路發生暫時性故障時，迅速恢復故障線在輸電線路發生暫時性故障時，迅速恢復故障線路的正常運行，從而提高系統供電的可靠性。路的正常運行，從而提高

5、系統供電的可靠性。繼電保護的主要作用是：繼電保護的主要作用是： 防止電力系統事故的發生和發展，限制防止電力系統事故的發生和發展，限制事故的影響和范圍，保證電能質量并提高事故的影響和范圍，保證電能質量并提高供電的可靠性。供電的可靠性。二二 、 繼電保護的基本原理繼電保護的基本原理電力系統短路電力系統短路的基本特征？的基本特征？電流增大電流增大電壓下降電壓下降 根據反應的各種電量不同，可以構成各種不同的繼根據反應的各種電量不同，可以構成各種不同的繼電保護：電保護：1、反應電流改變的：電流速斷、定時限過電流、零、反應電流改變的：電流速斷、定時限過電流、零 序電流速斷。序電流速斷。2、反應電壓改變的：

6、低電壓（過電壓）保護、反應電壓改變的：低電壓（過電壓）保護3、反應電流及電流與電壓間相角改變的：方向過電、反應電流及電流與電壓間相角改變的：方向過電 流保護。流保護。4、反應電壓與電流比值的：距離保護。、反應電壓與電流比值的：距離保護。5、反應輸入電流和輸出電流之差的：差動保護。、反應輸入電流和輸出電流之差的：差動保護。繼電保護三個組成繼電保護三個組成：測量部分、邏輯部分、執行部分。：測量部分、邏輯部分、執行部分。1、測量部分測量部分：測量被保護元件的某些參數，并與保護的：測量被保護元件的某些參數，并與保護的 動作動作 整定值進行比較，以判斷被保護元件是否整定值進行比較，以判斷被保護元件是否

7、發生故障。如果運行參數達到或超過動作整定發生故障。如果運行參數達到或超過動作整定 值，測量部分向邏輯部分發出信號，表明發生值，測量部分向邏輯部分發出信號，表明發生 了故障，且保護裝置已經起動；了故障，且保護裝置已經起動；2、邏輯部分邏輯部分：接受測量部分送來的信號后，按照預定的：接受測量部分送來的信號后，按照預定的 邏輯條件，判斷保護裝置是否應該動作與跳閘，邏輯條件，判斷保護裝置是否應該動作與跳閘， 即實現選擇性的要求，并向執行部分發出信號。即實現選擇性的要求，并向執行部分發出信號。3、執行部分執行部分：根據邏輯部分送來的信號，按照預定的任：根據邏輯部分送來的信號，按照預定的任 務，動作與斷路

8、器跳閘或發出信號。務，動作與斷路器跳閘或發出信號。 三、對繼電保護與自動裝置的基本要求三、對繼電保護與自動裝置的基本要求 為了使繼電保護裝置能及時、正確地為了使繼電保護裝置能及時、正確地完成它負擔的任務，對反應短路故障的保完成它負擔的任務，對反應短路故障的保護裝置有以下四個基本要求：護裝置有以下四個基本要求： 可靠性、選擇性、快速性、靈敏性可靠性、選擇性、快速性、靈敏性 1、選擇性：、選擇性： 是指保護的動作是有所選擇的，即只是指保護的動作是有所選擇的，即只切除故障設備，以保證非故障設備繼續切除故障設備，以保證非故障設備繼續運行，將事故影響限制在最小范圍內。運行，將事故影響限制在最小范圍內。

9、舉例說明舉例說明 線路線路斷路器斷路器保護裝置保護裝置 1、線路、線路WL4上上K2點短路點短路 保護保護6動作動作 跳開斷跳開斷路器路器QF6，切除故障線路，切除故障線路WL4，系統的其它無故障，系統的其它無故障部分將繼續運行。部分將繼續運行。-有選擇。有選擇。2、若此時保護、若此時保護5動作動作 跳開跳開QF5，則則變電所變電所C和和D都將停電都將停電，-無選擇性動作無選擇性動作。 3、K1點點短路時短路時 保護保護1和保護和保護2動作動作 跳開跳開QF1和和QF2 線路線路WL1切除，切除，-才是才是 有有選擇性選擇性的。的。 4、如果、如果K2點短路點短路 保護保護6或或QF6拒動拒動

10、 保護保護5跳開跳開QF5，也將造成，也將造成變電所變電所C和和D都將停電都將停電 動作動作也是也是有所選擇有所選擇的，保護的，保護5起了起了WL4的的后備保護后備保護作用。作用。 由于這種后備作用是在遠處實現的，稱為由于這種后備作用是在遠處實現的，稱為遠后備遠后備保護保護。后備保護也可以采用。后備保護也可以采用近后備近后備方式，即在被保護方式，即在被保護元件上裝設兩套保護，由另一套后備保護切除故障，元件上裝設兩套保護，由另一套后備保護切除故障，但近后備保護不能在斷路器失靈時起后備作用，故還但近后備保護不能在斷路器失靈時起后備作用，故還必須裝設斷路器失靈保護。必須裝設斷路器失靈保護。 按作用分

11、按作用分： 后備保護：后備保護：遠后備，近后備遠后備，近后備 主保護主保護輔助保護輔助保護 主保護主保護：電氣設備（輸電線）的主要保護。：電氣設備（輸電線）的主要保護。后備保護后備保護：是指當主保護或斷路器拒絕動作時，起后：是指當主保護或斷路器拒絕動作時，起后 備作用的保護，它允許以較長的時間切除備作用的保護，它允許以較長的時間切除 故障。故障。輔助保護輔助保護：是指為了彌補主保護性能的不足而專門裝：是指為了彌補主保護性能的不足而專門裝 設的保護。設的保護。12主保護主保護1保護范圍保護范圍主保護主保護2保護范圍保護范圍近后備近后備2保護范圍保護范圍遠后備遠后備1保護范圍保護范圍主保護及后備保

12、護的保護范圍主保護及后備保護的保護范圍 切除故障時間切除故障時間=tph+tDL t tphph保護裝置動作的時間保護裝置動作的時間t tDLDL斷路器動作的時間斷路器動作的時間 快速切除故障可以限制故障的擴大，減輕設備快速切除故障可以限制故障的擴大，減輕設備的損壞程度，提高系統的穩定性和供電的可靠性。的損壞程度，提高系統的穩定性和供電的可靠性。 主主 保護保護 動動 作作 的的 時時 間間2、快速性、快速性、 就是要求繼電保護快速動作，以盡可能短的時就是要求繼電保護快速動作，以盡可能短的時 間將故障從電網中切除。間將故障從電網中切除。 電網的電壓等級電網的電壓等級 (KV)110 220-3

13、30500-750住保護動作時間住保護動作時間 (s) 0.1-0.50.04-0.10.02-0.043、靈敏性、靈敏性 又稱又稱靈敏度靈敏度。是指保護裝置對其保護范圍內。是指保護裝置對其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反映能力。即繼電發生故障或不正常運行狀態的反映能力。即繼電保護裝置對被保護設備可能發生故障和不正常運保護裝置對被保護設備可能發生故障和不正常運行狀態應能靈敏地感受并反映。行狀態應能靈敏地感受并反映。 靈敏性通常用靈敏性通常用靈敏系數衡量靈敏系數衡量，靈敏系數應根據，靈敏系數應根據對保護裝置動作最不利的條件進行計算。同時還對保護裝置動作最不利的條件進行計算。同時還要考慮系統

14、的運行方式。要考慮系統的運行方式。 1、對于反應故障時、對于反應故障時參數數值增大參數數值增大（如過電流）而（如過電流）而動作的保護裝置，其靈敏系數為動作的保護裝置，其靈敏系數為 2、對于反應故障時、對于反應故障時參數數值減小參數數值減小（如低電壓）而（如低電壓）而動作的保護裝置，其靈敏系數為動作的保護裝置，其靈敏系數為 考慮到故障可能是非金屬性短路等因素，因此要考慮到故障可能是非金屬性短路等因素，因此要求求1。在。在繼電保護和安全自動裝置技術規程繼電保護和安全自動裝置技術規程中，中，對各種保護裝置的最小靈敏系數都有具體規定。對各種保護裝置的最小靈敏系數都有具體規定。 一般對主保護要求靈敏系數

15、不小于一般對主保護要求靈敏系數不小于1.52；對后備；對后備保護要求不小于保護要求不小于1.21.5保護裝置整定動作值值時故障參數的最小計算保護區末端金屬性短路 senK值時故障參數的最大計算保護區末端金屬型短路保護裝置整定動作值senK說明：說明：4、可靠性、可靠性 -是對及電保護裝置是對及電保護裝置最根本的要求最根本的要求。是指。是指繼電保護的工作應安全可靠，即在保護范圍內繼電保護的工作應安全可靠，即在保護范圍內發生故障時，保護應可靠動作，發生故障時，保護應可靠動作，而在不屬于它而在不屬于它應該動作的情況下，不應該動作。應該動作的情況下，不應該動作。 該動時拒動該動時拒動事故范圍擴大事故范

16、圍擴大 不該動時誤動不該動時誤動本身事故根源本身事故根源 系統的運行方式系統的運行方式最大運行方式：最大運行方式：是指系統中投入運行的電源容量是指系統中投入運行的電源容量最大，系統的等值阻抗最小，以致發生故障時，最大，系統的等值阻抗最小，以致發生故障時，短路電流最大的那種運行方式。短路電流最大的那種運行方式。最小運行方式：最小運行方式：是指系統中投入運行的電源容量是指系統中投入運行的電源容量最小，系統的等值阻抗最大，以致發生故障時，最小，系統的等值阻抗最大，以致發生故障時，短路電流最小的那種運行方式。短路電流最小的那種運行方式。注：系統的運行方式有很多種，但不屬于極端的注：系統的運行方式有很多

17、種，但不屬于極端的運行方式。運行方式。自測題自測題1、電力系統中發生最嚴重的短路是（電力系統中發生最嚴重的短路是（ ） A、三相短路、三相短路 B、兩相短路、兩相短路 C、兩相接地短路、兩相接地短路 D、單相接地短路、單相接地短路2、系統發生短路的基本特征是（、系統發生短路的基本特征是（ ） A、電流減小、電壓降低、電流減小、電壓降低 B、電流減小、電壓升高、電流減小、電壓升高 C、電流增大、電壓降低、電流增大、電壓降低 D、電流增大、電壓升高、電流增大、電壓升高3、電力系統中發生短路次數最多的是（、電力系統中發生短路次數最多的是（ ） A、三相短路、三相短路 B、兩相短路、兩相短路 C、兩相

18、接地短路、兩相接地短路 D、單相接地短路、單相接地短路 答案：答案：1、A 2、C 3、D4、繼電保護在發生不正常工作狀態時，應（、繼電保護在發生不正常工作狀態時，應（ ） A、只發出信號、只發出信號 B、跳閘、跳閘 C、跳閘也發出信號、跳閘也發出信號 D、減負荷、減負荷5、反應電壓與電流比值的保護是（、反應電壓與電流比值的保護是（ ） A、電流速斷保護、電流速斷保護 B、定時限過電流保護、定時限過電流保護 C、距離保護、距離保護 D、低壓保護、低壓保護6、根據（、根據（ ）部分送來的信號，按照預定的任務，）部分送來的信號，按照預定的任務，動作與斷路器跳閘或發出信號。動作與斷路器跳閘或發出信號

19、。 A、測量部分、測量部分 B、邏輯部分、邏輯部分 C、執行部分、執行部分 D、都不對、都不對答案：答案：4、A 5、C 6、B7、對繼電保護裝置最根本的要求是（、對繼電保護裝置最根本的要求是（ ） A、快速性、快速性 B、選擇性、選擇性 C、靈敏性、靈敏性 D、可靠性、可靠性8、當線路發生故障時，線路保護裝置中最先動作的、當線路發生故障時，線路保護裝置中最先動作的是（是（ ）。）。 （A）時限機構）時限機構 （B）出口執行機構）出口執行機構 （C）測量啟動機構）測量啟動機構（D）切斷電源機構）切斷電源機構答案：答案：7、D 8、C 9、繼電保護裝置的具體任務是（、繼電保護裝置的具體任務是（

20、）。）。 （A）線路發生故障時，切斷電源，并發出警告信號）線路發生故障時，切斷電源，并發出警告信號 （B）用于測量線路運行數據）用于測量線路運行數據 （C）發生不正常工作狀態時，切斷電源）發生不正常工作狀態時，切斷電源 （D）用于監控線路運行狀況）用于監控線路運行狀況10、繼電保護裝置在線路出現不正常工作狀態（、繼電保護裝置在線路出現不正常工作狀態（ ）。）。 （A）由啟動機構作用于斷路器）由啟動機構作用于斷路器 （B）由時限機構發出警告信號）由時限機構發出警告信號 （C）由執行機構發生信號）由執行機構發生信號 （D）由啟動機構切除電源）由啟動機構切除電源答案：答案：9、A 10、C11、為提

21、高電力系統運行的穩定性，要求繼電保護裝、為提高電力系統運行的穩定性，要求繼電保護裝 置具有一定的（置具有一定的（ ）。）。 （A）靈敏性）靈敏性（B）準確性）準確性 （C）快速性）快速性（D）可靠性）可靠性12、電力系統內某一元件發生故障時，繼電保護裝置、電力系統內某一元件發生故障時，繼電保護裝置 有選擇地將其切除的功能，稱為繼電保護裝置的有選擇地將其切除的功能，稱為繼電保護裝置的 （ ）。）。 （A）選擇性）選擇性 （B）快速性）快速性 （C）靈敏性）靈敏性 （D）準確性）準確性13、繼電保護裝置對其保護范圍內故障的反應能力，、繼電保護裝置對其保護范圍內故障的反應能力， 稱為繼電保護的（稱為

22、繼電保護的（ ）。）。 （A）選擇性）選擇性（B）靈敏性）靈敏性 （C）可靠性）可靠性（D）快速性）快速性答案：答案：11、C 12、A 13、B14、無論線路發生什么故障都能迅速切除故障的、無論線路發生什么故障都能迅速切除故障的 保護稱為線路的（保護稱為線路的（ ）。）。 （A）輔助保護）輔助保護 （B）后備保護）后備保護 （C）主保護）主保護 （D）后續保護）后續保護15、當線路發生故障時，主保護因故不動作，這、當線路發生故障時，主保護因故不動作，這 時用來切除故障的保護稱為線路的（時用來切除故障的保護稱為線路的（ ）。）。 （A）主保護）主保護 （B）后備保護）后備保護 （C）輔助保護）

23、輔助保護（D）次保護）次保護16、在電力線路運行中，為了彌補主保護性能不、在電力線路運行中，為了彌補主保護性能不 足而專門裝設的保護為（足而專門裝設的保護為（ ）。）。 （A）主保護）主保護 （B）次保護）次保護 （C）后備保護）后備保護 （D）輔助保護）輔助保護 答案：答案：14、C 15、B 16、D二、判斷題二、判斷題1、（、（ ）繼電保護裝置就是在電力網中及時發現）繼電保護裝置就是在電力網中及時發現并切除線路故障和不正常工作狀態及時告警的一并切除線路故障和不正常工作狀態及時告警的一種自動裝置。種自動裝置。2、（、（ ）繼電保護裝置，在該動時，拒動會擴大）繼電保護裝置，在該動時，拒動會擴

24、大事故的范圍。事故的范圍。3、（、（ ）在大容量的電力系統中，用熔斷器難以）在大容量的電力系統中，用熔斷器難以達到保護要求，所以需要繼電保護裝置配合熔斷達到保護要求，所以需要繼電保護裝置配合熔斷器來進行保護。器來進行保護。答案：答案：1、2、 3、正確答案：在大容量的電力系統中，用熔正確答案：在大容量的電力系統中，用熔斷器難以達到保護要求，所以需要繼電保護配合斷器難以達到保護要求，所以需要繼電保護配合斷路器構成斷電保護裝置進行保護。斷路器構成斷電保護裝置進行保護。4（ ）為保證繼電保護裝置具有足夠的可靠）為保證繼電保護裝置具有足夠的可靠性。應力求接線方式簡單，繼電器性能可靠，性。應力求接線方式簡單，繼電器性能可靠，回路觸點盡可能最少。回路觸點盡可能最少。5、（、（ ）為了限制故障的擴大，減輕設備的）為了限制故障的