继电保护培训教程01

电力系统继电保护竞赛培训

电力系统继电保护尹项根， CEEE HUST,2009

Chapter 1继电保护基础本章内容提要：§1.1概述(四项基本原则；保护配置原则；继电特性)

§1.2微机保护概论(构成；数字化；采样定理；数字滤波；算法)

§1.3电力互感器浅析(电磁式电流互感器；电容式电压互感器)

§1.4电力线路电流保护的概念(三段式电流保护；低电压或复合电压闭锁式式电流保护；方向性电流保护；接地故障保护——零序保护)

§1.1概1.继电保护基本概念：

述

1.1.1继电保护的基本概念与作用电力系统安全保障体系中最重要的专门技术之一。

电力系统安全紧急控制的三道防线：——第一道防线：切除故障，继电保护装置；——第二道防线：防止解列，切机切负荷等；——第三道防线：防止崩溃，系统解列，低频低压减载等。 2.继电保护的基本作用在全电力系统范围内，按指定分区实时地检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统稳定、保持供电连续性、保障人生安全、防止或减轻设备损坏。

3.继电保护装置的基本任务：⑴迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；⑵反应电气元件的不正常运行状态，发出相应的动作指令；⑶采取预定措施，尽快恢复故障元件供电。 4.继电保护装置的运行特点⑴系统正常时处于监测状态，系统故障时迅速动作长时监视、短暂动作——静静的卫兵⑵动作命令一旦发出，将无法更改和收回

1.1.2对继电保护的基本要求1.选择性 ( Selectivity )最小的范围内将故障元件切除，尽量缩小停电范围。

图1.1用于说明有选择性动作的单侧电源网络图

术语：主保护

后备保护

远后备保护

近后备保护

2.速动性 ( Speediness )在允许的范围内，尽可能快速动作。概念说明：(1)允许范围的概念——保护配合 (2)需要快速切除的故障 (3)故障切除总时间 3.灵敏性 ( Sensitivity )对故障或不正常运行状态的反应能力。在其保护范围内，对各种性质的故障都能敏锐感觉、正确反应。概念说明：(1)灵敏度指标，具有不同的内涵； (2)灵敏系数。

4.可靠性 (Reliability )保护装置既不拒动、又不误动(无故的和无选择的)。概念：(1)主要指装置本身的质量及运行维护水平。 (2)使保护装置不误动与不拒动的技术措施常互相盾，需要折中或侧重。 (3)国外对可靠性(Reliability)的分类描述意思相似但叫法不同，将继电保护装置在区内故障时不拒动的可靠性称为“可信赖性(Dependability)”,而将无故障时不误动和区外

故障时不会非选择性动作的可靠性称为“安全性(Security)”。 (4)可靠性还与运行维护、现场条件及整定计算等素有关(概念：可靠性系数——选择性或安全性系数)。

1.1.3继电保护的系统配置及原则1.保护分区和保护范围的概念

图1.2

典型电力系统及其保护分区

2.保护分区的基本原则⑴保护分区必须覆盖整个电力系统，不允许存在死区。基本保护分区：以断路器为边界构成的区域分区与主、后备保护的关系

⑵相邻保护分区的保护范围要有重叠。⑶保护分区的基本类型——按独立电气元件(及其组合)。

图1.3按重叠保护范围正确地选择保护分区交界处的电流互感器

结论：继电保护装置感受到系统发生故障并不是其动作的充分必要条件，电保护装置只有检测到其对应的保护分区内的规定故障时才允许按规定的限配合及操作形式产生动作。

3.继电保护的系统性问题⑴整个电力系统要求保护配置的完备性；(2)被保护设备保护配置的完备性和冗余性；(3)保护装置+传感器，二次线，出口操作回路及断路器。

Z= U/ I

1.1.4继电保护的基本原理1.保护的基本思想从测量量中找出有别于正常运行状态的故障或异常特征量。短路故障时——⑴电流明显增大；⑵电压明显降低；⑶电压与电流间的相位角发生变化；⑷测量阻抗模值减小而阻抗角增大；⑸流入与流出电气元件的电的关系发生变化；⑹出现负序和零序分量。

其它故障或出现不正常运行状态时—— 2.基本保护原理利用电气量的变化特征：如过电流保护、低电压保护、阻抗保护、方向保护、序分量保护、流差动保护等

基本保护原理通过逻辑组合构成复杂的保护原理：如将过电流保护与方向保护组合可以构成方向电流保护等

反应非电气量的变化特征：如反应油受热分解所产生的气体而构成的瓦斯保护等

1.1.5继电特性说明：继电保护动作状态要求切和稳定，靠继电特性来保证。概念：⑴整定值；⑵过量保护电器；⑶欠量保护继电器。 1.继电特性 2.返回系数保护继电器的返回值与动作值之比称为返回系数，记为Kre。K re= I re/ I op图1.5过电流继电器的继电特性

(1.1)

过量继电器Kre<1;欠量继电器Kre>1。一般要求过量继电器的Kre≥0.85,欠量继电器的Kre≤1.2。