继电保护在电力系统中的作用及其基本原理和要求
一、继电保护在电力系统中的作用
电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果：
1、电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。
2、故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。
3、破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。
4、电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。
不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。
继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有：
1、当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。 2、当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。
二、继电保护的基本原理和基本要求
电力系统从正常情况运行到故障或不正常运行时，它的电气量（电流、电压的大小和它们之间的相位角等）会发生非常显著的变化，继电保护就是利用电气的突变来鉴别系统有无发生故障或不正常运行状态，根据电气量的变化测量值与系统正常时的电气参数的对比来检测故障类型和故障范围，以便有选择的切除故障。
测量元件将保护对象（输电线路、主变、母线等电气设备）的电气量通过测量元件（电流互感器和电压互感器）转换为继电保护的输入信息，通过与整定值（继电保护装置预先设置好的参数）进行比较，鉴别被保护设备有无故障或是否在正常状态运行，并输出相应的保护信息。逻辑元件根据测量元件的信息，判断保护装置的动作行为，如动作于跳闸或信号，是否需要延时跳闸或延时发信。执行元件则根据逻辑元件输出的信息，送出跳闸信息或报警信息至断路器的控制回路或报警信号回路。
基本性能
继电保护的正确工作不仅有力地提高电力系统运行的安全可靠性，并且正确使用继电保护技术和装置，还可能在满足系统技术条件的前提下降低一次设备的投资。继电保护为完成其功能,必须具备以下5个基本性能。 ①安全性：继电保护装置应在不该动作时可靠地不动作，即不应发生误动作现象。 ②可靠性：继电保护装置应在该动作时可靠地动作，即不应发生拒动作现象。 ③快速性：继电保护装置应能以可能的最短时限将故障部分或异常工况从系统中切除或消除。 ④选择性：继电保护装置应在可能的最小区间将故障部分从系统中切除，以保证最大限度地向无故障部分继续供电。 ⑤灵敏性：表示继电保护装置反映故障的能力。
继电保护须具备的 5个性能彼此紧密联系。在选择保护方案时，还应注意经济性。所谓经济性，不仅指保护装置的设备投资和运行维护费，还必须考虑由于保护装置不完善而发生误动或拒动时对国民经济所造成的损失。
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：
(1) 电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
(2) 电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
(3) 电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。
(4) 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
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题 目： 继电保护原理与应用
继电保护原理与应用
I 内容摘要
电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。电力系统继电保护的基本作用是：全系统范围内，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信号等措施，以求最大限度地维持系统的稳定、保持供电的连续性、保障人身的安全、防止或减轻设备的损坏。随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的求，电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展又为电力系统继电保护技术的发展不断地注入了新的动力。
关键词：继电保护；存在问题；发展趋势；微机继电 继电保护原理与应用
2 目 录
内容摘要 ........................................................................................................................... I
1 绪论 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 课题的背景及意义 ....................................................... 错误！未定义书签。
1.2 国内外发展现状 ........................................................... 错误！未定义书签。
1.2.1 国外继电保护发展现状 .................................... 错误！未定义书签。
第二节 继电保护的基本原理及其组成
参看图1-1至图1-6及其讲解，了解本章对继电保护装置对正常与故障或不正常状态的区分以及继电保护基本原理，并且通过对继电保护装置基本组成的学习深入了解各部分工作内容。
一、继电保护装置对正常与故障或不正常状态的区分
通过对继电保护装置正常运行状态与故障或不正常状态的学习，初步理解继电保护装置的原理。
1. 为完成继电保护所担负的任务，应该要求它能够正确区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。
图1-1 正常运行情况
在电力系统正常运行时，每条线路上都流过由它供电的负荷电流 ，越靠近电源端的线路上的负荷电流越大。同时，各变电站母线上的电压，一般都在额定电压±5%-10%的范围内变化，且靠近于电源端母线上的电压较高。线路始端电压与电流之间的相位角决定于由它供电的负荷的功率因数角和线路的参数。
由电压与电流之间所代表的“测量阻抗”是在线路始端所感受到的、由负荷所反应出来的一个等效阻抗，其值一般很大。
图1-2 d点三相短路情况
当系统发生故障时（如上图所示），假定在线路B-C上发生了三相短路，则短路点的电压 降低到零，从电源到短路点之间均将流过很大的短路电流 ，各变电站母线上的电压也将在不同程度上有很大的降低，距短路点越近时降低得越多。
设以 表示短路点到变电站B母线之间的阻抗，则母线上的残余电压应为
此时与之间的相位角就是的阻抗角，在线路始端的测量阻抗就是，此测量阻抗的大小正比于短路点到变电站B母线之间的距离。
2. 一般情况下，发生短路之后，总是伴随着电流的增大、电压降低、线路始端测量阻抗减小，以及电压与电流之间相位角的变化。故利用正常运行与故障时这些基本参数的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护：
（1）反应于电流增大而动作的过电流保护；
（2）反应于电压降低而动作的低电压保护；
