電力系統繼電保護南京郵電大學自動化學院張穎lachen@第一章緒論1.1、電力系統的三種狀態1.2、繼電保護的基本原理及其組成1.3、對繼電保護的基本要求1.1、電力系統的狀態－－正常狀態電力系統與電力設備中的電流在設定的路徑中流動。電力系統所有電氣設備的電氣參數都在規定范圍內。電力系統電能質量符合規定。電力系統結構有較高的可靠性。電力系統經濟運行。1.1、電力系統的狀態－－不正常狀態電力系統與電力設備中的電流在設定的路徑中流動，電力系統中某些電力設備的某些運行參數偏離規定范圍，稱為不正常運行狀態。1.1、電力系統的狀態－－故障狀態

電力系統與電力設備中的電流沒有按設定的路徑流動，電力設備的運行參數異常，稱為故障狀態。發生了設定路徑之外的電流流通路徑，稱為短路。設定的電流路徑發生開斷，稱為斷線。短路是最嚴重的故障狀態。有：三相短路，單相短路，兩相短路，兩相短路接地（兩相接地短路）短路對電氣設備和電力系統的危害

短路電流流過故障點，引燃電弧，使故障設備燒毀。強大的短路電流不論流過故障還是非故障的電氣設備時，都將引起發熱現象，使電氣設備過熱損壞。強大的短路電流流過故障和非故障的電氣設備時，電動力可能使電氣設備產生機械變形而損壞。造成電能質量嚴重惡化，影響電力用戶的正常生產，損害用戶的產品質量。電能質量包含電壓質量、頻率質量和波形質量三個方面。破壞電力系統的穩定性，引起發電機失步，甚至造成整個電力系統瓦解。

南京郵電大學自動化學院繼電保護的作用

電力系統繼電保護是一門研究這種自動識別故障并排除故障元件的自動裝置的技術學科。繼電保護自動裝置：能反應電力系統中電氣元件故障或不正常運行狀態并動作于斷路器跳閘或發出指示信號的一種自動裝置。~BkAC1QF2QF3QF4QF5QF6QF7QF圖0-1電力系統中繼電保護的作用南京郵電大學自動化學院

基本任務自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞并保證非故障元件迅速恢復正常運行；反應電氣元件的不正常工作狀態并根據實際運行條件作出不同反應，如：在無人值班的變電所，一般動作于故障元件的斷路器跳閘；若發生過負荷而有自動減負荷裝置時，可動作于自動減負荷裝置；在有值班人員的變電所或控制室，一般動作于發信號，提示值班人員哪個元件出現了不正常工作狀態。南京郵電大學自動化學院1.2繼電保護的基本原理及其組成1.2.1繼電保護的基本原理

利用電力系統發生故障和處于不正常運行狀態時一些物理量的特征和特征分量，可以構成各種原理的保護。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖1繼電保護原理示意圖南京郵電大學自動化學院1．電流保護的原理

當k2點發生三相短路時，電源與短路點之間的各相電流將突然增加，其值可能是額定電流或正常工作電流的十幾倍。利用這個特點可用一個元件對電流進行測量并和給定電流比較，當測量到的電流大于給定電流時，輸出相應的控制信號。這就構成了反應相電流增大而動作的過電流保護。這個給定電流稱為電流保護的整定值，即電流保護的動作電流。

南京郵電大學自動化學院2．低電壓保護的原理如圖2中k2點三相短路時，將使B、C母線電壓很小甚至幾乎為0。利用短路時母線電壓下降的特點，可構成測量電壓且反應電壓下降動作的低電壓保護。這個給定電壓稱為電壓保護的動作電壓。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護原理示意圖南京郵電大學自動化學院3．低阻抗保護的原理當k1點故障時，A母線電壓嚴重下降而線路電流卻大大上升，因此，故障時測量阻抗Zm也就與正常時大不相同，其幅值下降而相角卻增大。利用這種差別可以構成反應該斷路器處測量阻抗Zm變化的保護，稱為阻抗保護。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護原理示意圖南京郵電大學自動化學院4．方向保護的原理在圖2中，同一條線路上需要在線路兩側均裝斷路器并配置保護才能切除該線路上任意處的故障。在這種雙電源的線路上發生故障時，可以找到新的故障特點以構成保護。利用相位特點可構成反應功率方向的方向保護。~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護原理示意圖南京郵電大學自動化學院5．縱聯保護的原理利用線路內部短路時其兩側電流均為正，而外部短路時兩側電流一側為正一側為負的特點可構成縱聯保護。縱差保護是縱聯保護的一種。

~Bk2AC1QF2QF3QF4QF5QF6QFk1~圖2繼電保護原理示意圖南京郵電大學自動化學院6．序分量保護的原理當電力系統中發生不對稱短路時，故障電流和電壓中含有負序分量。若為不對稱接地故障時，故障電流、電壓中還包括零序分量。利用故障時序分量的出現可以構成反應序量動作的保護，如零序電流、電壓保護，負序電流、電壓保護等。7．其他保護原理利用變壓器內部短路時使其油箱內絕緣油受熱分解產生的大量氣體構成反應這些氣體多少和氣流速度的瓦斯保護。利用線路故障時故障點產生的暫態行波分量的傳播方向不同等特點可構成各種行波保護。南京郵電大學自動化學院1.2.2繼電保護裝置的構成

從所完成的功能看，保護的構成如圖所示，有輸入、測量、邏輯判斷、輸出和執行等主要部分。輸入量->測量比較->邏輯判斷->執行輸出->跳閘或信號

1.2.3繼電保護的工作回路除繼電保護裝置外，保護的工作回路還包括：互感器斷路器跳閘線圈指示保護裝置動作情況的信號設備保護裝置及跳閘、信號回路設備的工作電源1.2.3繼電保護的工作回路互感器互感器電壓互感器電流互感器是一次回路和二次回路的聯絡設備。一次回路的高電壓、大電流二次回路的低電壓、大電流

作用接入方式變換作用電氣隔離作用高電壓、大電流變換為標準的低電壓、小電流。如100V，5A，1A將二次設備與一次設備相隔離，保證了設備和人身安全

電壓互感器一次繞組以并聯形式接入一次回路；二次負荷以并聯形式接在電壓互感器的二次繞組回路。

電流互感器一次繞組以串聯形式接入一次回路；二次負荷以串聯形式接在電流互感器的二次繞組回路。

電壓互感器PT電流互感器CT電磁型繼電器1）繼電器（relay）：I>U<2）觸點：

常開觸點

常閉觸點KAKAKA3）基本邏輯：+－KA1KA1KA2KA2KA3KA4）位置開關觸點：

常開觸點

常閉觸點QFQFQFQFQFQF+++--KA1KA2KA2KA1KTKTKSKSQFYTXB原理接線圖+++--QFIa,IcIa=10AIzd=15AIa<IzdKA1KA2KA2KA1KTKTK