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主讲：陈一芳第一章概述一、电力系统的不正常运行状态系统中设备的运行参数偏离了允许值，但还未发展成故障。二、故障电力系统中设备的正常工作已遭到破坏，但未发展成事故。三、事故电力系统的正常工作遭到破坏，且已造成严重后果。四、继电保护和自动装置的任务１、电力系统故障时，保护能自动、准确地切除故障。２、电力系统出现不正常工作状态时，根据运行维护条件确定保护是动作与信号还是跳闸。五、对继电保护的基本要求１、可靠性：保护的动作应安全可靠。２、选择性：保护的动作应有选择的。３、快速性：保护的动作应快速的。４、灵敏性：保护对故障的反应能力。第二章、电网相间短路的电流保护第一节略第二节无时限电流速断保护（Ι段）１、Ι段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定Ｉdz1Ι=kkΙIDmax躲过本线路末端短路故障时最大短路电流（最大运行方式下三相短路）。（２）时间整定：保护的固有动作时间。（４）0．06秒的作用躲过避雷器的放电时间。12D第三节时限电流速断保护（Ⅱ段）１、Ⅱ段的作用：本线路的主保护。２、保护的范围：本线路全长＋下一线路的一部分。３、整定原则：（１）电流的整定：躲过下一线路Ι段的动作电流。Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ι（Ｉdz1Ⅱ=kkⅡIDZ2Ⅱ）（２）时间的整定：躲过下一线路Ι段的动作时间ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ＝０.５S（ｔ1Ⅱ＝ｔ２Ⅱ＋△ｔ=1S)（３）灵敏度校验：ＫＬ＝Ｉdl.ZX（本线路末）/Ｉdz1Ⅱ1.3~1.5第四节定时限过电流保护(Ⅲ段)１、Ⅲ段的作用：作为本线路的近后备，下一线路的远后备２、保护的范围：本线路的全长和下一线路全长３、整定原则（１）电流的整定：躲过最大负荷电流整定。IDZ=KK.KZq.Ifh.max/Kh（２）时间的整定：阶梯形时限特性ｔ1Ⅲ＝ｔ２Ⅲ＋△ｔ（３）KL近＝Ｉｄｌ.ZX（本线路末）／IDZ1.5KL远＝Ｉｄｌ.ZX（下一线路末）／IDZ1.212D第五节电流保护的接线方式１、何谓电流保护的接线方式：电流元件与ＣＴ二次侧的连接方式２、接线方式的种类（１）三相完全星形接线：特点：能反映各种类型的短路故障（２）两相不完全星形接线：特点：能反映各种类型的相间故障（３）两相三继式：适用场合：适用于Ｙ／△接的变压器保护目的：提高保护的灵敏度ABC三相完全星形接线：******ABC两相不完全星形接线：****ABC两相三继式：****第三章、电网相间短路的方向电流保护一、方向问题的提出二、装设场合：双电源及单电源环网的输电线路１２３４1DL2DL3DL4DLD1D2三、装设原则１、判断功率的正方向（母线----线路）。２、同一方向的保护进行阶梯形时限配合。３、同一母线两侧的保护时间较长的保护方向元件可以省略。１２３４1DL2DL3DL4DL时间整定例题12345670.5S1.5S1S121.52四、功率方向继电器的接线方式（一）对功率方向继电器的接线要求１、能反映正方向的故障２、能使继电器灵敏地动作五、９００接线（相间故障）１、何谓９０度接线方式三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流超前于电压９００2、电流电压组合IJUJAIaUbcBIbUcaCIcUab２、采用９００接线、功率方向继电器的动作分析(1)三相短路(正方向短路）UAUBUCUBCIAIBICαUJIJ灵敏线(２)二相短路B相继电器IbUca(正方向短路）灵敏线EAEBECUBUCUAEBCIbUcaUJ灵敏线IJ六、按相启动1、何为按相起动2、为何要按相启动防止反方向故障时方向保护误动作3、不按相启动的后果反方向故障时方向保护会误动作LJAGJALJBGJB第四章、输电线路的接地保护一、中性点的接地方式（一）大电流接地系统变压器的中性点直接接地（二）小电流接地系统变压器的中性点不接地或经消弧线圈接地二、中性点直接接地电网中线路的接地保护（一）单相接地时的UＯ、ＩＯ、ＰＯ的分布１、ＩＯ的分布取决于变压器的中性点接地的分布情况，与电源的数目无直接关系。方向：接地点----变压器中性点２、ＵＯ的分布接地点另序电压最高，变压器中性点的另序电压为另。３、ＰＯ的分布正方向为：线路指向母线（二）中性点直接接地电网中线路的接地保护１、三段式零序电流保护（1）零序Ι段（无时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路的一部分ｂ整定方式：躲过本线路末端接地故障时最大另序电流ｃ时间的整定：保护的固有动作时间（2）零序Ⅱ段（时限零序电流速断）ａ保护范围：本线路全长＋下一线路的一部分ｂ整定方式：电流的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作电流时间的整定：躲过下一线路另序Ι段的动作时间（ｔ１＝ｔ２＋△ｔ）ｃKL：ＫＬ＝３ＩＯ/Id.bＯ1.5（３）零序Ⅲ段（定时限零序过电流）a保护范围：本线路的全长和下一线路全长b整定方式：电流的整定：躲过最大不平衡电流时间的整定：阶梯形时限特性cKｌ近＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂdKｌ远＝ＩｄｌＯ／Ｉｄ。ｂ2、零序方向电流保护零序功率方向继电器的接线Ij=3IoUj=-3Uo（三）中性点不接地电网中线路的单相接地保护１、单相接地时的电流、电压（１）接地相电压降低（等于零），其他两相升高（√3倍），系统中出现另序电压且处处相等。（２）非故障线路首端的另序电流为本线路对地电容电流之和。（３）故障线路首端的另序电流为所有非故障线路对地电容电流之和。UAUBUCUBUC２、保护（绝缘监察装置）图各绕组的变比第五章、输电线路的距离保护一、距离保护的优点保护范围不受或少受运行方式的影响。二、阻抗元件能正确测量故障点到保护安装处距离的元件。三、何谓距离保护由阻抗元件构成的保护。12D四、名词解释１、测量阻抗Zj加在阻抗元件上的电压与电流之比uj/Ij。２、整定阻抗Zz使阻抗元件动作的最大阻抗。３、动作阻抗Zdz落在圆周上的测量阻抗。12D五、距离保护的时限特性1、距离Ι段：（1）保护范围：本线路的80%----85%（2）时限特性：保护的固有动作时间2、距离Ⅱ段（1）保护范围：本线路全长+下一线路的30%---40%（2）时限特性：ｔ１Ⅱ＝ｔ２Ι＋△ｔ=0.5s3、距离Ⅲ段（1）保护范围：本线路的全长和下一线路全长（2）时限特性：阶梯形时限特性（与下一线路Ⅲ段配合）六、阻抗继电器1、全阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ||ZZ|（2）动作特性2、方向阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-1/2ZZ||1/2ZZ|（2）动作特性3、偏移特性阻抗继电器（1）动作方程:|ZJ-ZO||ZZ-ZO|（2）动作特性RjXZzZjRjXZzZzZj12ZjZ04、多边形阻抗继电器RjXɑ15°15°45°防止在双电源的情况下，在保护区末端经过渡电阻短路时可能出现的超范围现象克服线路末端故障过渡电阻的影响保证在保护出口处经过渡电阻短路时能可靠动作保证在线路上发生金属性短路时能可靠动作七、具有插入电压的方向阻抗元件1、记忆电压:消除保护出口处附近短路时,存在的电压死区2、第三相电压引入的作用。（1）消除在记忆电压消失后保护装置正方向两相短路时的死区。（2）防止在保护安装处背后(反方向)两相短路时,记忆电压的作用消失后保护误动作。八、阻抗继电器的接线方式1、对阻抗继电器的接线方式的要求：（1）应使继电器的测量阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比，而与电网的运行方式无关。（2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即其保护范围和灵敏度，均不随故障类型而改变。九、0o接线（相间距离）1、三相电路对称，ＣＯＳφ＝１，接入继电器的电流与电压成００。2、电流电压组合AIj=Ia-IbUj=Ua-UbBIj=Ib-IcUj=Ub-UcCIj=Ic-IaUj=Uc-Ua十、带零序电流补偿的接线方式（接地距离）１、IJ接相电流＋k3IO,ＵＪ加相电压２、电流电压组合AIJ＝Ia+k3IOＵＪ=UaBIJ＝Ib+k3IOＵＪ=UbCIJ＝Ic+k3IOＵＪ=Uc十一、影响阻抗元件正确测量的因数１、过渡电阻Rg的影响：使ＺＪ变大，保护范围变小。（1）离Ｒｇ越近的保护影响越大（2）Ｒｇ对全阻抗继电器影响最小，对方向阻抗继电器影响最大。（3）Ｒｇ对Ι段无影响，对Ⅱ段影响很大（加瞬时测定），对Ⅲ段影响不考虑（因为Ⅲ段的保护范围大）。122、分支电流的影响（1）助增电流：使ＺＪ变大，保护范围变小。（2）汲出电流的影响：使ＺＪ变小，保护范围变大。123、系统振荡的影响（1）影响：使阻抗继电器误动。（2）消除方法：采用振荡闭锁装置。4、断线闭锁装置（PT二次侧断线）（1）影响：使阻抗继电器误动（2）消除方法：断线闭锁装置第一节输电线纵联差动保护实现全线速动需同时获取线路首端和末端的电气量。将线路一侧的电气量的信息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护称输电线路的纵联保护。1、分类（按通道的不同类型）（1）导引线纵联保护；（2）电力载波纵联保护（高频保护）（3）微波纵联保护（4）光纤纵联保护第七章输电线路的高频保护影响纵差保护正确工作的因素1、电流互感器的误差和不平衡电流；（1）稳态情况下的不平衡电流（2）暂态过程中的不平衡电流2、导引线的阻抗和分布电容对输电线纵差的影响；3、导引线的故障及感应过电压对保护的影响。导引线纵差保护只适用于短线路或集中元件。第二节输电线路的高频保护一、高频保护的作用输电线路发生故障时，自线路两端快速切除故障线路。二、何谓高频保护以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的电气量。三、高频保护的分类（一）高频闭锁方向保护以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的功率方向。（二）相差动高频保护以输电线路本身作为载流通道，比较线路两端的电流相位。四、高频通道阻止高频电流外流，以免产生不必要的损耗和造成对其他高频通道的干扰。但不影响工频电流的传输。阻高频，通工频。（二）耦合电容器的作用将发信机发出的高频电流送至高压输电线路，并使对端送来的高频电流进入收信机。（一）阻波器的作用与耦合电容器一起构成一个带通滤波器，并进行阻抗匹配。（四）高频电缆的作用高频电缆是高频收发信机或载波机和结合滤波器的连接线。高频电缆又称为同轴电缆，它有内、外两个导体，芯线是内导体，外皮(铅皮或铜丝网)是外导体。高频电缆有很好的抗干扰能力。（三）结合滤波器的作用五、高频通道的工作方式1、故障时发信正常时无高频电流，故障时有高频电流2、长期发信正常时有高频电流，故障时高频电流消失。3、移频方式正常时发出频率为f1的高频电流，用于监视通道。故障时发出频率为f2的高频电流。六、高频信号的性质1、闭锁信号：收不到该信号是保护跳闸的必要条件。2、允许信号：收到该信号是保护跳闸的必要条件。3、跳闸信号：收到该信号是保护跳闸的充分必要的条件。五、高频闭锁方向保护工作原理（一）准备本侧保护功率为正时发信机停信，为负时发信机发闭锁信号。（二）保护动作的条件1、保护启动2、本侧收信机没有收到闭锁信号。（三）原理介绍1234XL-1XL-2四、先收讯后停讯的原则防止启动元件与正方向元件动作时间的不配合而误动（启动元件应比跳闸准备元件动作快）。规定必须先收到信号10ms（证明通道完好）才允许正方向停信，准备跳闸。六、相差动高频保护的工作原理（一）准备本侧电流正半周时发讯机发信，负半周时发讯机不发信。（二）保护动作的条件1、保护启动2、本侧收信机收到间断的高频信号。（三）原理介绍MNMND1D21212第八章、输电线路的微机保护一、我国微机保护的发展概况１、第一代微机保护产品1984年华北电力学院研制的一套微机距离保护MDP—1型经试运行后通过了科研鉴定。其型号即通常所说的“01”型，于1987年投入批量生产。特点：采用单CPU结构及多路转换的ADC模数变换模式。２、第二代微机保护装置华北电力学院北京研究生部首先研制的。第一套“11”型微机保护装置于1990年5月投入了试运行。其代表产品WXH—11和WXB—11。特点：结构与第一代“01”型完全不同，采用多单片机并行工作，总线不引出插件，数模变换采用VFC方式，保护精度与速度及可靠性有了大幅度提高。３、第三代微机保