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《继电保护基础知识》PPT课件

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继电保护培训课件PPT课件

继电保护培训课件PPT课件
详细描述
继电保护是指在电力系统发生异常或故障时，通过特定的装置和设备，快速、 准确地切除故障元件，以防止事故扩大，保障电力系统的安全稳定运行。
继电保护的基本原理
总结词
继电保护基于电流、电压、阻抗等电气量的变化进行工作， 通过比较正常与异常时的电气量差异来判断是否发生故障。
详细描述
继电保护装置通过检测电力系统中的电流、电压、阻抗等电 气量，根据正常运行时的电气量与异常运行时的电气量进行 比较，判断是否发生故障。一旦检测到故障，保护装置会迅 速动作，切除故障元件，防止事故扩大。
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contents
目录
• 继电保护概述 • 继电保护装置 • 继电保护技术 • 继电保护系统的运行和维护 • 继电保护的发展趋势和展望
01 继电保护概述
继电保护的定义和作用
总结词
继电保护是电力系统中的重要组成部分，用于快速、准确地切除故障元件，保 障电力系统的安全稳定运行。
坏。
距离保护装置
根据电压、电流的相位差测量 阻抗，判断是否发生短路故障
。
零序保护装置
利用零序电流分量检测单相接 地故障。
差动保护装置
通过比较线路两端电流的大小 和相位，检测线路是否发生故
障。
继电保护装置的选择与配置
01
02
03
04
根据设备的重要性和故 障后果选择相应的保护 装置。
根据系统的运行方式和 负荷状况配置保护装置。
继电保护系统的故障处理和预防措施
01
继电保护系统故障的分类和处理
根据故障的性质和影响范围，将继电保护系统故障分为不同类型，并分
别介绍相应的处理方法。
02
继电保护系统故障的预防措施

继电保护基础知识培训讲座PPT

继电保护基础知识培训讲座PPT
－ 般的快速保护动作时间为0.06～0.1，2s 展快的可达0.01 0.04s 。
－ ～般的断路器的动作时间为0.06 0.15s ，最快的可达0.02 ～0.06s o
3 、时靠性：
要求保护装置处于良好状态 ，随时准备动作 。保 护 装 置 的 误 功 作 是
造成正常情况下停电、事故情况下扩大事故的直接根源 ，因此必须避免
其中故障参数的陆小、故大计算值足拟据 实 际 11J 能的i 泣不不Ll l豆 行J
方式、 出附类型和短路点来计算的。
坐坐也瑾至于→
→去
(3）电流与电压之间的相位角改变。正常运行日 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 ，rt! lit 与电
压之间的相位角是 由线路的阻抗角决；屯的，一般为60。 85 。，而在
择性）
J
1槌级跳闸 （ ｜
J ｜毡
2 、速动性 ：
2.1 速动性意义 ( 1 ）提高系统稳定性：
( 2 ）减少用户在低电压下的动作时间：
·w ( 3 ）减少故防元仲的损坏程度 ，避免故防进一 扩大
2.2故 ｜埠切除时间
。
t=tbh +toL
t 一故障切除时间J;
tbh 保 护 动 作 时间：
toL-tt}r路器动作时 间 ：
ttI ， 由相邻电力设备或线
路的保护米实现 的后备保主保护护。或断路器 动时
( 2 ）近 后 备 保 ： 当主保护扣动时 ， 山水电力设备戒线路的另一套
保护护米实圳JB备的保护 ： 当断路器拒动时 ， 出断路器失灵保护米实fJ!l
后备保护。
3、辅助保护 ：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保

继电保护基础知识ppt课件

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• 除上述反应于各种电气量的保护以外，还有根据电气设 备的特点实现反应于非电量的保护。
• 例如，当变压器油箱内部的绕组短路时，反应油被分解 所产生的气体而构成的瓦斯保护；反应电动机绕组的温 度升高而构成的过负荷或过热保护等。
• 以上各种原理的保护，可以由继电保护装置来实现。
21 三、继电保护的分类
电流增大 电压降低
过电流保护 低电压保护
16 二、继电保护的基本原理
测量阻抗发生变化
Z =U/I
正常运行时：负荷阻抗 短路时：短路阻抗
测量阻抗变小
阻抗保护
17 二、继电保护的基本原理
电流与电压之间的 相位角发生变化
方向保护
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°；
18 二、继电保护的基本原理
K lm

保护的动作参数 保护区内金属性短路时 故障参数的最大计算值
＝ U dz U d.max
《继电保护和安全自动装置技术规程（DL400－91）》
35 五、继电保护基本要求
可靠性 • 指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生
拒绝动作（拒动）； • 而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（简
按被保护的对象分类 输电线路保护 发电机保护 变压器保护 母线保护 电动机保护等
22 三、继电保护的分类
按保护原理分类： 电流保护 电压保护 距离保护 差动保护 方向保护 零序保护 ……
23 三、继电保护的分类
按保护所反应故障类型分类 相间短路保护 接地短路保护 匝间短路保护 ……
24 三、继电保护的分类
1
继电保护基础知识
• 一、继电保护的概念与作用
2
• 二、继电保护的基本原理

继电保护基本知识课件

继电保护基本知识课件
。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电流互感 器、电压互感器、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、 电容器等。
• 变电站内与继电保护直接相关的一次设备是电流互感器、 电压互感器和断路器。
一、继电保护概况
•1.1一次设备与电气主接线 •电气主接线主要是指为满足预 定的功率传送和运行等要求而 设计的、表明高压电气设备之 间相互连接关系的传送电能的 电路。220kV及以上变电站常用 的接线方式为双母线（分段） 、3/2接线。 •继电保护的配置、动作行为与 主接线方式密切相关。
• c.邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令响应 不足。
• d.400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：与 2012 年 7 月 30 日大停电类似，400kV Bina-Gwalior 线路距离 3 段保护动作跳闸，导致北部电网与西部电网解列。录 波 器数据显示系统中没有故障发生。
2012印度大停电 - 继电保护
• c. 邦电力调度中心对于区域电力调度中心的指令 响应不足。
• d. 400kV Bina-Gwalior 线路跳闸：400kV BinaGwalior 线路距离 3 段保护动作 跳闸，导致北 部电网与西部电网解列，其原因是线路重负荷引 起的过电流和低电 压，系统中并没有故障发生。
2012 年 7 月 31 日大停电的诱因
2012 年 7 月 30 日大停电的诱因
• a. 多重故障导致区域电网之间的联系变弱：西部 和北部电网之间联络线的 多重故障使得系统进一 步恶化。在故障发生前，400kV Bina-GwaliorAgra 输电线 是西部和北部电网之间唯一的主要 交流通道。
• b. 400kV Bina-Gwalior-Agra 输电线路重载：北 部地区一些电力公司采用非计 划交易，过度用电 导致联络线重载。

继电保护基础讲义PPT课件

继电保护基础讲义PPT课件
第6页/共62页
一、继电保护基本概念
4、继电保护的分类
按保护的作用分类
主保护：能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护。 后备保护：主保护或断路器拒动时，用于切除故障的保护。 ♦ 远后备：当主保护拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。 ♦ 近后备：当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现
讲义内容
■继电保护基本概念 ■继电保护基本原理 ■继电保护装置的基本组成 ■常见继电保护介绍 ■常规继电保护配置 ■配电网的继电保护 ■继电保护未来的发展方向
第1页/共62页
一、继电保护基本概念
1、电力系统运行状态
正常运行状态：电力系统的各母线电压在允许偏差范围内、 频率波动在允许范围内，系统的发电输电以 及用电设备有一定的备用容量，电力设备的 负载在额定负荷以内保持正常运行。
第10页/共62页
二、继电保护的基本原理
2、单侧电源系统采用的保护原理
反映短路故障后电流增大而动作的过电流保护； 反映短路故障后母线电压降低而动作的低电压保护； 反映短路故障后测量阻抗减小而动作的距离（阻抗）保护； 反映短路故障后负序和零序分量增大而动作的负序过流、 过压和零序过流、过压保护。
第11页/共62页
二、继电保护的基本原理
3、多侧电源系统采用的保护原理
通过在被保护设备或线路两侧进行电气量的测量比较 以构成差动原理的保护。如电流差动保护、电流相差 保护等； 反映短路电流流向的功率方向保护。
第12页/共62页
三、继电保护装置的基本组成
1、微机保护装置的硬件结构
调试网口
保信子站 监控系统 监控系统
第21页/共62页
四、常见继电保护介绍
3、方向式电流保护

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继电保护课件PPT
确定线路两侧电流参考正方向：母线→线路（如绿色箭头）
基本原理的总结 电流 I ： 故障时增大 - 过电流保护 正常状态时 两侧电流相位相同 内部故障时 两侧电流相位相反 －差动保护 电压U ：故障时降低 －低电压保护 阻抗Z ：Z模值减小 －阻抗（距离）保护 非电气量：温度升高 － 瓦斯保护
各种硬件继电保护的特点：
电磁型继电保护（现在已很少应用）
微机型继电保护（现在被大量应用）
过电流保护原理，1901年电流差动保护原理，1908年方向性电流保护，1910年距离保护，1920年高频保护，1927年行波保护，1950年工频变化量保护，1980年，由我国专家提出。
继电保护硬件装置不断变化，但保护原理不变。
需要根据电力系统和负荷的具体情况，对这4个方面的要求适当地予以协调。
四、继电保护的发展简史
1、继电保护硬件发展
第一代静态保护
第二代静态保护
电磁型机电型
晶体管型保护
集成电路型保护
第三代静态保护
1901年发明
70年代
80年代后
微机保护
1960年发明
1970年发明
1972年发明90后大量应用
“四性”之间的关系：矛盾、统一
经济性考虑： 选择并配置继电保护装置时，应考虑经济条件，按被保护元件在电力系统中的地位和作用来确定保护方式。 对于重要的系统元件，如果选用简单价廉的保护装置，由于技术性能不佳，出现拒动或误动所带来的损失是惊人的。而对较为次要的数量很多的电气元件，则不应装设过于复杂昂贵的保护装置。
短路点
短路电流
主保护
远后备
近后备
K2
1 ～ 5
跳 5
跳 1、3
跳 2、4
K3

继电保护基础知识PPT课件

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Me M f Ms
1
沈阳工程学院
42
关于继电器的接点
常开接点:继电器线圈不带电时打 开的接点
常闭接点:继电器线圈不带电时闭 合的接点
2019/12/31
沈阳工程学院
43
测量电流继电器动作电流与返回 电流的实验接线
S ZOB
I
22～0V
A
2019/12/31
沈阳工程学院
44
过电流继电器的动作电流、返回电流 和返回系数
3．利用测量变换器一、二次线圈的屏蔽 层，抑制干扰信号的侵入，提高保护装置 的抗干扰能力。
2019/12/31
沈阳工程学院
22
中间变压器（T）
作用：将由电压互感器接入的电压变换成 装置所需要的较小电压。
中间变压器二次输出电压与一次输入电压 的关系：

2019/12/31
沈阳工程学院
23
执行元件的作用：根据逻辑元件传送的信号，最
后完成保护装置所担负的任务
2019/12/31
沈阳工程学院
4
继电保护装置的分类
按保护对象分类 按保护原理分类 按保护所反映的故障类型分类 按保护所起的作用分类
2019/12/31
沈阳工程学院
5
主保护、后备保护、辅助保护
主保护：反应被保护元件自身的故障并以尽可 能短的延时，有选择性地切除故障的保护称为
6
主保护、后备保护示例
2019/12/31
沈阳工程学院
7
对继电保护装置的基本要求
选择性 灵敏性 速动性 可靠性
2019/12/31
沈阳工程学院
8
1、选择性
保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切 除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障 部分继续安全运行。为此，保护要尽力跳开离故 障点最近的断路器，如图所示。

《继电保护》PPT课件

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在正常运行，或者外部故障已经趋于稳定以后，对应的不平衡电流 情况。 2）、暂态不平衡电流
发生短路这个过程中的不平衡电流
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11
4.1.2 纵联差动保护的不平衡电流
1、稳定情况下的不平衡电流 稳态不平衡电流实际上就是两侧LH励磁电流的差。应采用外部故障
时流过LH的最大短路电流，当LH进行10%误差校验后，每个LH的 误差均不会大于10%，电流互感器的误差为负误差，其差动回路中产 生的不平衡电流最大值为
差回路出现的不平衡电流。在短路后的暂态过程中，短路电流中除周 期分量电流外，还有按指数规律衰减的非周期分量（不能变换到二次 侧，主要作为励磁电流，使二次电流误差增大）由于LH原副边回路对 非周期分量电流衰减时间常数不同，两侧电流互感器直流励磁程度不 同，所以使暂态不平衡电流加大。在纵差保护计算中，其最大值为
面还有根较细线路，最主要作用是起到引雷的作用，防止输电线路直
接被雷击） 三相不区分哪一相故障
3）、允许式纵联方向保护、允许式纵联距离保护、行波保护
（FSK音频接口、电力载波机、微波、光纤等）
4）、分相式线路纵差保护 与导引线相类似，相对相（微波、光
纤）超高压输电线路中以及110KV输电线路中往往采用作为主保护，
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3
输电线的纵联保护
输电线纵联保护的概念及分类 1、纵联保护： - 所谓输电线路的纵联保护，就是用某种通信信道（简称通道） 将输电线首末两端的保护装置纵向联接起来，将各端的电气量 （电流。功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较， 以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外。从而决定是 否切断被保护线路。 - 因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。
小结： 由于区内故障时，流入差动继电器的故障电流远大于继电

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2、继电保护的基本原理
如图，正常情况时，线路上只流过
负荷电流IL，因而电流互感器TA二次侧 的电流亦即继电器KA的线圈中电流Ik小
于电流继电器KA的起动电流Iop.k ，
KA不动作。当线路发生短路故障，线路
上流过很大的短路电流IK,则TA二次侧
电流IK增大，当IK等于或大于Iop.k时，
KA起动，其常开接点闭合，使得跳闸线
圈YT受电，铁芯向上吸动，使断路器QF
在弹簧FT作用下跳闸。QF跳闸后，它的
辅助接点QFF断开，YT断电。
PPT课件
11
在以上的过程中，继电器KA是关键，它由TA二次侧供 电，经过测量IK电流的数值，并与整定值比较，一旦超过整 定值就动作，向断路器发出跳闸命令。
有的继电器（例如采用晶体管继电保护时）不能直接与 电流互感器连接，需要经过变换电路，因而继电保护装置可 概括成如下方框图。
设备使用寿命，甚至发展成为故障。 中性点非直接接地系统当发生单相接地时，使未接地相
对地电压提高至原对地电压的根号3倍，它往往是导致短路 故障的一个原因。
PPT课件
2
为防止事故扩大，尽可能缩小停电范围，保证非故障设备的继续运 行，必须迅速切除故障，这一任务就是由继电保护装置来完成的。
变配电所的电气设备连接回路分为一次回路和二次回路。
17
继电器动作之后，IK继续增大、减小对输出电路并无影 响。因为动作之后δ较小，只要较小的电流就能维持继电器 的动作状态。
IK=Ire ·k 时，吸合转矩小于弹簧的作用力矩，衔铁被弹 簧拉回原来的位置。因为只要被拉开一 点， δ增大，Fem减小，衔铁更易于返回。
能使电流继电器返回的最大电流值Ire ·k——返回电流 返回电流与动作电流之比Kre——返回系数

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母 线 保 护
失
磁
相接匝
保
电 电 距 差 方 零 间 地 间 断失 护
流 压 离 动 向 序 短 故 短 线步 及
保 保 保 保 保 保 路 障 路 保保 过
护 护 护 护 护 护 保 保 保 护护 激
护护护
磁
保
护
机 电 型 保 护
整 流 型 保 护
晶 体 管 型 保 护
集 成 电 路 型 保 护
微 机 保 护
2. 当电力系统中电气元件出现不正常运行状态时，能 及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。
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电力系统继电保护装置
xx 2024/1/17
能反应电力系统故障和不正常运 行状态并作用于断路器跳闸或发出信 号的一种自动装置
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
被测物 理量
第二节 保护装置构成、基 本原理和组成
测量
逻辑
根据逻辑元件传送的 信号，最后完成保护 装置所担负的任务。 如：故障时跳闸；不 正常运行时发信号； 正常运行时不动作。
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继电保护装置的分类
继电保护装置
按保护 对象分
按保护 原理分
按故障 类型分
按保护 技术分
按保护 作用分
输 电 线 路 保 护
发 电 机 保 护
变电 压动 器机 保保 护护
1
电力系统运行状态
1.正常运行。
2.故障
短路 断线
三相短路、 两相短路、 单相接地短路、两相接地 短路、发电机和电动机以 及变压器绕组间的匝间短
路等
3.不正常运行
单相断线 两相断线
过负荷、 过电压 频率降低 、系统振荡等
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IB
考虑励磁电流
IC
Ig
KO
Ig 构Ia成元Ib 件Ic ： [(由IA 三 I台A)具 (有IB相 I同B型) 号(IC和 变IC比)]/ nTA
Ia Ib Ic
的滤(IIunb电过A 流 器I互。B 感I器C )构/ nT成A 零序电流
Iunb 不平衡电流
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阻容式单相负序电压滤过器
U oc
全电R可流以全忽 部略 作不 为计 励， 磁故 电一 流次 ，N3 R
jX I1 Rm
Z3a I R
U oc
电抗变压N2器一次N电3 流全电可部抗认作为变为励压 处磁器 于电在 开流，工 路在作 状暂时 态原 态理 绕情图况组下，U忽略oc 铁芯I1有(R功m损耗jX，其)二//(次Z输3出 R )
二次输出电压• ：
二次输
U2
出电压
I1 nTA
R2
nIU1
变换系 数
变换系 数
电流互感 器变比
nI R2 nTA nTA W2 W1
一次输 入电压
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三、电抗变压器（UR）
电抗变压器用于电将抗一变次压电器流铁变芯换具成U有装R气置所需要的二I1次电Z1a压。
I1
N1
N2
隙抗较，数大其值的U励 很 负oc 磁 小 荷I回 ， 阻1 路 相 抗N1的 对 来励 于 说磁 二 ，I电 次 完N2
参数关系
RC
1 3CC
1 3
XC
IAB超前U AB 300
1
RA
3 C A
3X A
IBC超前U BC 60 0
b
接
V PV2
线 方
三相五柱式接线UC
可U以C 获得相电压、线电 压和零序电压 V PV3
c n
式
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（三）电流互感器与电压互感器的工 作特点
• 电压互感器二次电压可看成是电压源，而电流互感器二次电流可看成是电流源； • 电压互感器在正常工作情况下铁芯的工作磁密较电流互感器高得多； • 电压互感器工作在二次侧开路状态，电流互感器工作在二次侧短路状态； • 电流互感器二次不能开路 。
调一匝电电有节、数电 换器 电压抗抑电二可流在压成为 变制uo抗次以原变磁波二： 压作c 变绕改理次换路形器用L结二器未基电压组变构次压与 饱 本器的dUdi图输电 和 保的t•oc出，抗 时 持电变 ， 了但L压是压 励 一dd对在器 磁 次it1一应都 电 电次用是 流 流通器可角电上将可信2过绕度以流I有一以号W调组改中些次忽的节所变的L不电略波电接的谐同流，形si抗的波。成其。nU变电成o电比二• ct压阻分流例次有变的输放换变出2I大W作定有 令ZLTb用1rUZ义，ebor：电c对T11Z一抗(ZbR次rb变mr电I1压U流jo中X器c /的的I)1非//转周(Z期移3电阻流R抗 )
含有三序分量时，输出端只 输出负序负分序量电。流滤过器
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零序电压滤过器
零序电压滤过器的作用是为了获得零序电压，它的输 入是三相电压，输出只与输入电压中的零序电压成正比。
构成依据：
A
Uout Ua Ub Uc 3U0
B C
构成元件 ：
三个单相式电压互感器或 三相五柱式电压互感器都 可以获得
I 10%70源自700ZmaxZ loa
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A BC
二 电压互感器 l
电
特A点B：C 可以U获得对称U的三U个线U电
压 互
V-V接线
A 压B C，但不能获n得相电压
U A
aU aV PV U
b
a
U
U
U
b
a
感
c
V PV1
器 的
星型接线
可以U获B 得相nU电b 压、线电压和零序电压c
1、电流互感器存在误差的原因
小于10%
励磁电流的存在，由于励 磁电流的存在，使一次电
比值误差
I I2 I1' 100% I1'
流折算值与二次电流不等，
•
即两者的大小和相位不同。
角度误差
arg
I2
•
I2'
2、电流互感器10%误差曲线
小于7º
m I 10%
电流互感器比值误差为10 %，角度误差小于7°，电 流互感器一次电流倍数与 允许的二次负载阻抗之间 的关系曲线。
（一）电流互感器正方向规定
等值电路 Z1a
Z2a
一次侧同名端流进
极性端
I1
K1
L1
I2
L2 K2
二次侧同名端流出
I1
I
I2
I1
Z
I2
Z loa
相量图
由等值电路可见： I1 I I2
由电磁平衡原理：
所以
I2 I1 nTA
I1W1 I1
I2W2
nTA 电流互感器变比
上页 下页
Z loa
返回
（二）电流互感器的误差
上页 下页 返回
第二节 变换器
一、变换器的功能 1：．按照保护装置构成原理的要求，进行电气量的变换
与综合； 2．将被保护设备的强电交流二次回路与保护装置的直 流弱电回路相隔离； 3．利用测量变换器一、二次线圈的屏蔽层，抑制干扰 信号的侵入，提高保护装置的抗干扰能力。
二、变换器的种类：
电流变换器 电压变换器 电抗变压器
第二章 继电保护基础知识
本章主要内容 一、电流互感器及电压互感器 二、变换器 三、对称分量分量滤过器 四、常用继电器
第一节 电流互感器及电压互感器
一、保护用电流互感器
将电力系统的一次电流按一定的变比变换成二次较小电流，供给测量表计 和继电器，同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证工作人员的安全。
3U 0
Na b c
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零序电流滤过器
零序电流滤过器的作用是为了获得零序电流，它的输入是
三输相入电电流流，继输电出器只的与电输流入电流中的零序电流成正比。
Ig
构Ia成依Ib 据 I：c (IA IB
正I常g 运行I，a忽略I励b 磁电I流c
IC ) / nTA
I3gI0 0
IA
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第三节 对称分量滤过器
为了提高保护装置的灵敏度，经常采用序分量来 作为保护的判据。要获得这些序分量就必须借助于各 种序分量滤过器，称为对称分量滤过器。
当输入端零三序相电电压流滤、过电器压中 零序分量滤过器 含有三序分量时，输出端只
输出零序零分序量电。流滤过器
负序分量滤过器
当输入端负三序相电电压流滤、过电器压中
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一、电压变换器（TV）
电压变换器用于将一次电压变换成装置所需要的二次电压。
当忽略其比值误差和角度误差时，则
二次输出电压• ：
U2
nU1
二次输 出电压
n W2 W1
一次输 入电压
变换系 数
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二、电流变换器（T）
电流变换器用于将一次电流变换成
装置所需要的二次电压。
当忽略其比值误差和角度误差时，则