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电力系统继电保护基本原理电力系统继电保护是电力系统中重要的安全保护措施，其基本原理是通过检测电力系统中的异常故障状态，并采取控制措施来迅速、准确地切除故障点，保护电力系统的安全运行。
下面将从基本概念、分类、原理以及应用等方面进行详细介绍。
一、基本概念继电保护是电力系统中用来对故障进行保护的设备。
它可以检测系统中的故障，并通过切除故障点、发送报警信号等手段来保护电力系统的安全运行。
二、分类根据继电保护的功能和应用，可以将其分为主保护、备用保护以及辅助保护。
1. 主保护：主保护是对电力系统中的主要设备（如变压器、发电机、电动机等）进行保护的措施。
主保护对应用最为严格的要求，需要快速、准确地切除故障点，并能适应系统的各种工作条件。
2. 备用保护：备用保护是为了当主保护出现故障或失效时，起到替代保护作用的设备。
备用保护的要求相对较低，主要是为了保证在主保护失效时仍能有效地保护电力系统。
3. 辅助保护：辅助保护是对系统中的辅助设备和线路进行保护的措施。
辅助保护的主要作用是检测系统中的异常情况，并发出相应的信号进行报警，以减少故障对系统的影响。
三、原理继电保护的工作原理是基于电气量的变化检测和测量。
通过对电流、电压、频率、功率因数等电气量的测量，判断系统中是否存在故障，并能够快速、准确地切除故障点。
1. 故障检测：继电保护能够检测到电力系统中的各种故障类型（包括短路、过载、接地故障等）。
通过对电流、电压等电气量进行检测和测量，在故障发生时能够及时判断故障类型和位置。
2. 故障切除：当继电保护检测到故障时，会通过控制开关进行故障点的切除。
切除故障的方式包括断开故障电路、切除故障设备、切换备用设备等。
3. 报警通知：继电保护还能够通过发送报警信号或故障信息来通知操作人员。
操作人员在接收到报警信息后，可以及时采取相应的措施来处理故障。
四、应用继电保护广泛应用于电力系统中的各个环节，包括输电线路、变电站、发电机等。
电力系统继电保护的原理
电力系统继电保护的原理是基于监测电力系统中的电流、电压等参数，一旦这些参数超过了设定的阈值，继电保护设备就会发出信号，触发断路器等设备进行动作，以保护电力系统的安全稳定运行。
继电保护设备通常由电流互感器和电压互感器等传感器、测量单元、比较单元、逻辑单元以及执行单元等组成。
其中，电流互感器和电压互感器负责将电力系统中的电流和电压信号转化为测量信号，传送给测量单元进行处理。
测量单元将测量信号转化为数字信号，并与事先设定的保护阈值进行比较。
比较单元负责对比测量信号和阈值的大小关系，当测量信号超过设定阈值时，比较单元会发出触发信号。
逻辑单元接收触发信号，并根据预设的保护逻辑进行判断，决定是否需要进行保护动作。
最后，执行单元接收逻辑单元的指令，通过操纵断路器等设备进行相应的动作。
继电保护设备的阈值设置是根据电力系统的运行要求和设备的额定参数进行调整的。
不同的电力设备，如发电机、变压器、线路等，具有不同的保护要求，因此需要针对性地设置保护阈值。
阈值的设置需要综合考虑设备的稳定工作范围、起动过电流、过负荷电流等因素，并根据实际情况进行适当调整。
继电保护系统的关键在于快速、准确地检测电力系统中的异常情况，并及时采取相应的保护措施。
通过使用互感器转化电路参数为可测量的信号，再经过测量、比较和逻辑判断等步骤，
能够快速、有效地实现对电力系统的保护。
这种原理能够大大提高电力系统的可靠性和安全性，确保电力系统的正常运行。
继电保护的原理及应用1. 什么是继电保护？继电保护是一种在电力系统中用来检测故障信号、判断故障类型和位置、并采取相应措施以保护电力设备和系统安全运行的技术手段。
继电保护系统主要由测量、判断、动作三个部分组成，它能及时准确地对电力系统的故障进行检测，保障电力系统的安全运行。
2. 继电保护的原理继电保护的原理主要基于电力系统的运行特点和故障模式，通过检测电流、电压、频率等参数的变化情况来判断电力系统是否存在故障。
继电保护的原理一般包括以下几个方面：•电流保护原理：通过检测电流的变化情况来判断电力系统是否存在过载、短路等故障。
常见的电流保护装置包括电流互感器、电流继电器等。
•电压保护原理：通过检测电压的变化情况来判断电力系统是否存在欠压、过压等故障。
常见的电压保护装置包括电压互感器、电压继电器等。
•频率保护原理：通过检测电力系统的频率变化情况来判断电力系统是否存在频率异常故障。
常见的频率保护装置包括频率继电器等。
•差动保护原理：通过比较电流、电压等参数的差异来判断电力系统是否存在故障，并采取相应动作。
差动保护主要用于保护高压线路和重要设备。
3. 继电保护的应用继电保护广泛应用于电力系统的各个环节，以保障电力设备和系统的安全运行。
以下列举了继电保护在电力系统中的主要应用：•发电机保护：发电机是电力系统的核心设备，对其进行继电保护可以有效预防过载、短路等故障，保障电力系统的稳定运行。
•变压器保护：变压器是电力系统中的重要传输设备，对其进行继电保护可以防止过电流、过热等故障，保护变压器的正常运行。
•线路保护：电力线路是电力系统的传输通道，对线路进行继电保护可以防止过载、短路等故障，确保电能在各个终端之间的正常传输。
•母线保护：电力系统的母线是电能分配的关键节点，对母线进行继电保护可以防止过电流、短路等故障，保障电力系统的正常运行。
•电动机保护：电动机是电力系统中的重要负载设备，对电动机进行继电保护可以防止过载、过热等故障，延长电机的使用寿命。
继电保护的作用及原理当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。
本期就为大家详细介绍继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和常见故障分析及其处理。
1、基本原理。
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：a.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。
b.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。
c.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°)。
d.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。
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。
2、基本要求。
继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
内容摘要电动机的保护是属于机电工程领域的一个研究课题。
电动机作为现代工业动力源的宠儿、机电一体化最完美的结合体，其保护问题长期困扰着继电保护专业人员和运行人员。
电动机是现代工业的动力源，对其进行可靠的有效的保护尤为重要。
本论文首先简单介绍了国内外继电保护发展状况，然后阐述了电动机基本继电保护原理及其配置，最后结合工作实际通过对电动机负序电流产生原因和对保护的影响进行分析，对高压电动机综合保护的定值整定方法进行了探讨。
关键词：电动机；继电保护；原理和分析；目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 电动机保护的发展状况 (1)1.2 电动机继电保护装置的构成 (3)1.3 对继电保护的基本要求 (3)1.3.1 选择性 (3)1.3.2 可靠性 (4)1.3.3 灵敏性 (4)1.3.4 快速性 (4)2 电动机继电保护及其配置整定 (5)2.1 电动机的故障及保护配置要求 (5)2.2 电动机的低电压保护 (6)2.2.1 低电压保护的作用 (6)2.2.2 电动机低电压保护的基本要求及保护的动作原理 (7)2.3 电动机的电流速断保护 (8)2.4 电动机的差动保护 (10)2.5 电动机的单相接地保护 (11)2.6 电动机的速断保护 (12)2.7 电动机的过负荷保护 (13)3 高压电动机微机综合保护整定计算方法 (14)3.1 综合保护整定计算中必须考虑的特殊问题 (14)3.2主要保护单元的整定方法 (17)参考文献 (20)1 绪论大型电动机是电力系统等重要主产过程的关键辅助设备，由于保护技术落后，其烧损情况严重，对安全生产有着至关重要的影响。
电动机的保护是属于机电工程领域的一个研究课题。
电动机作为现代工业动力源的宠儿、机电一体化最完美的结合体，其保护问题长期困扰着继电保护专业人员和运行人员。
据不完全统计，我国每年由于电动机过载、不平衡、短路、缺相、接地等故障引起严重损坏的恶性事故达数百起，直接经济损失上亿元。
电动机内部故障的诊断与检测是实现电动机有效保护的关键问题，同时研究与开发一种性能优良的电动机智能保护装置将具有现实的意义。
自电动机出现以来，电动机保护经历了从以熔断器、接触器和热继电器构成的组合保护到微机式保护的发展历程。
随着现代电子工业的发展，一批新颖的电子模拟式多功能保护应用而生。
我国电子式保护是由晶体管型发展至集成电路型，其功能的设置基本满足低压电动机保护的要求，如过载保护、短路保护、断相保护和接地保护等，其原理大都是抽取三相电流经电压电流变换器取出电压信号，经整流滤波送至监幅电路。
此种保护原理是实现一般保护的最简单方式，但由于其判据不清，动作特性与电动机热曲线不协调及选用材料不当等原因造成拒动或误动，给运行人员带来了很大麻烦。
况且，严重的会烧毁电动机。
近年来，出现了以电流幅值、零序电流和负序电流等做为判据的保护方式。
在新形势下，对电动机的保护装置提出了具有测试、自控、故障诊断、受控、智能化自处理和联网等的要求。
1.1 电动机保护的发展状况电动机故障诊断和保护技术的发展可划分为保护理论的发展和保护器的发展。
从时间上划分，电动机保护器的发展大致可划分为三代：第一代是以传统的机电式继电器为主，包括：熔断器、热继电器、电动机保护用自动开关及双金属片式温度继电器等。
熔断器是最古老、最简单、最廉价的保护电器。
它的主要缺点在于只适用于电动机的短路保护，而不能用于电动机的过载保护。
热继电器是利用电流流过热元件时的热效应引起双金属片弯曲使机构动作的。
其优点是结构简单、价格低廉、使用方便、有较好的反时限特性。
电动机保护用自动开关是一种具有过载和短路保护等保护功能的电动机保护装置，一定程度上可取代熔断器和热继电器的组合。
它最突出的特点是在进行短路保护时不会造成异步电动机的断相运行，并且分断后的停机时间短。
双金属片式温度继电器是一种埋置在电动机绕组中，直接反映电动机温度的保护装置。
从理论上讲，温度保护是提高电动机可靠性最直接、最有效的方法，对任何原因造成的绕组温度过高均能实现有效的保护。
因此，特别适用于由于通风不良、环境温度过高、起动次数过于频繁、变动或冲击性负载等原因引起的电动机过热保护。
但是，由于其体积较大，安装工艺比较复杂，动作缓慢、返回时间长，不适合在小型电动机中使用。
第二代是采用电子元件和中小规模集成电路的电子式电动机保护器。
它包括电子式电动机综合保护器及电子式温度继电器等等。
电子式电动机保护装置是随着电子技术的迅速发展应运而生。
电子式电动机综合保护装置是由电子元器件组成，基本上无可动部件（故称静止型），不存在机械误差和磨损。
因此，动作速度快、精度和灵敏度高，寿命较长，耐冲击和振动，整定简便。
但仍存在着扩展功能不够灵活，保护特性不易改变，灵敏度及电流的整定范围受到硬件的限制和电动机运行状态的监控不够完善等一些缺陷。
电子式温度继电器是一种将温度传感器埋置于电机绕组内，借助于电子装置对电机绕组温度进行保护的一种电动机保护电器。
温度传感器多采用温度系数大、灵敏度高、体积小和具有明显的开关特性正温度系数（PTC）热敏电阻。
由于传感器安置在电动机内部温升较高的部位，直接反映电动机内部的温度。
因此，从理论上讲，电子式温度继电器可以保护由各种原因引起的绕组温度过高的电机。
另外，安装位置的复杂性（至今未见有绕组温度最高点的确切描述）、保护温度选择的不确定性和传感器维护的困难，使得其应用受到一定的限制[1]。
第三代是采用微处理器的智能型电动机保护器[2]。
进入80年代以来，微电子技术的发展和应用对电动机保护在原理上的概念更新、装置上的结构变革、性能上的完善、功能上的扩展等方面起着强大的推动作用。
微处理器技术进入电动机保护领域后，使基于微处理器的电动机保护装置具有了优异的保护特性、完善的功能扩展和智能化的监视与控制。
进入20世纪90年代以来，由于微机通讯技术和网络技术的发展，国外一些公司又提出了兼有监控、保护功能的智能化保护器。
它能与中央控制系统进行双向通讯，形成监控、保护与信息网络；也能监视电动机各种运行参数，不但能测量当前数据，并能对过去的运行参数及故障情况做出统计，帮助操作人员做出决策定以减少线路和设备的停机和维修时间。
大大提高了整个系统的可靠性。
1.2 电动机继电保护装置的构成任何一套保护都是由三部分组成：(1)测量部分：对输入量与整定值进行比较,根据比较结果，给出“是”、“非”性质的逻辑信号，判断保护是否应该起动。
(2)逻辑部分：根据测量部分逻辑状态，使保护按一定逻辑关系工作。
(3)执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置承担的任务。
1.3 对继电保护的基本要求1.3.1 选择性仅将故障元件从电力系统中切除，保证停电范围最小。
在下图示网络中，当线路Ｌ1上Ｋ1点故障，保护1、2动作跳开断路器QF1、QF2，动作有选择性；当线路Ｌ4上Ｋ2点发生短路时，保护6动作跳开断路器QF6，将Ｌ4切除，继电保护的这种动作是有选择性的，若保护5动作于将QF5断开，这种动作是无选择性的。
测量部分 逻辑 部分 执行 部分输入信号 整定值输出信号如果Ｋ2点故障，而保护６或断路器QF6拒动，保护５动将断路器QF5断开，故障切除，这种情况虽然是越级跳闸，但却是尽量缩小了停电范围，限制了故障的发展，因而也认为是有选择性动作。
1.3.2 可靠性保护装置在规定的保护区内发生故障不拒动，区外故障不误动。
（该动作时不拒动、不该动作时不误动）1.3.3 灵敏性保护装置对其保护区内发生故障或异常运行状态的反应能力。
一般用灵敏系数来表示。
过量保护：K sen=I k.min/I op欠量保护：K sen=U res.max/U op保护的灵敏系数应符合规程要求才能使用。
1.3.4 快速性快速地切除故障。
2 电动机继电保护及其配置整定2.1 电动机的故障及保护配置要求电动机的故障及不正常工作状态的类型：电动机内部常见的故障是：（1）定子绕组相间短路。
（2）定子绕组单相接地。
（3）定子绕组匝间短路。
电动机常见的不正常工作状态是：（1）过负荷。
（2）电压消失或降低。
（3）同步电动机的异步状态。
电动机的保护配置及其要求（1）相间短路装设过电流保护和纵差保护。
对1000V电压以下的电动机，容量大的使用自动空气开关，设专用保护或利用其脱扣器保护；容量小的用熔断器保护。
（2）为防止过负荷，装设过电流保护和热力保护。
（3）为防止单相接地装设零序电流保护。
（4）欠电压保护。
（5）同步电动机的失步保护。
相间短路会引起电动机的严重损坏，并造成供电网络电压的严重降低和破坏其他用电设备的正常工作。
因此，电动机应配置相间短路的保护装置，以便尽快地断开故障电动机。
单相接地时对电动机的危害性取决于供电网络中性点接地方式。
在380/220V 三相四线制电网中，电源变压器中性点通常是接地的，这时单相接地故障可由保护相间故障的三相式保护装置来切除。
对3－10KV供电网络，一般均为不接地系统，因此单相接地时，只有全网络的电容电流流过故障点。
当接地电容电流大于5A时，在2000KW及以上的电动机上应配置接地保护；当接地电容电流大于10A 时，在高压电动机上应配置接地保护，保护可以动作于跳闸。
电动机的不正常工作状态主要是过负荷运行，引起过负荷的原因是：（1）电动机所带机械部分的过负荷。
（2）供电网络的电压或频率降低。
（3）熔断器一相熔断造成两相运行。
（4）延续时间很长起动和自起动等。
长时间的过负荷运行，将使电动机温升超过允许值，从而造成绝缘老化，甚至将电动机烧毁。
通常使用的电动机大部分都是中小型的，因此它们的保护装置应力求简单、可靠。
一般在低压、小容量电动机上广泛采用熔断器及自动空气开关的过流脱扣器作为相间短路保护，磁力起动器中的热继电在及自动空气开关中的热脱扣作为过负荷保护。
对容量较大的电动机才考虑装设专用的保护装置。
2.2 电动机的低电压保护2.2.1 低电压保护的作用（1）保护重要电动机的自起动当电源电压降低时，系统中所有异步电动机的转速都要下降，同步电动机则可能失步，而当电压恢复正常时，大量电动机自起动并吸收较其额定电流大数倍的起动电流，以致供电电压恢复时间增长，增加了不必要的自起动时间，甚至使自起动难以顺利完成。
在这种情况下，为保证重要电动机的自起动完成，可将一部分不重要的电动机切除，使用户端供电电源电压尽快恢复。
为此，在一些不重要的电动机上装设低电压保护，其动作电压为0.6－0.7倍的额定电压。
在上述情况下，以0.5S时限将不重要的电动机切除，以保证重要电动机自起动的完成，延时0.5S的目的是躲过同母线上速断保护动作时间。
（2）将不允许或不需要自起动的电动机跳闸当电源电压短时降低或短时中断后，根据要求对不允许或不需要自起动的电动机装设低电压保护，动作电压为0.4－0.5倍的额定电压，以0.5－1.5S的时限作用于跳闸。
