电力系统继电保护原理(第四版)
第二章继电保护的硬件构成
第一节继电器的类别和发展历程
继电器
能反应一个弱信号(电、磁、声、光、热)的变化而突然动作，闭合或断开其接点以控制一个较大功率的电路或设备的器件。继电器的分类 按输入信号性质分：非电量继电器和电量继电器 按功能分
量度继电器 在继电保护和自动装置中作为主要元件，与辅助元件有或无继电器配套 电流、电压、频率、功率继电器等有或无继电器 在保护装置中作为辅助元件 中间、时间、信号继电器等
电磁式继电器衔铁弹簧电磁铁工作回路电磁继电器触点
信号电源
一、电磁型继电器(Relay)
继电特性：无论起动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置动作电流：使继电器动作的最小电流值最小短路电流返回电流：使继电器返回原位的最大电流值最大负荷电流返回系数(恒小于1) I K re= K re= 0.85~ 0.9 I K act触发特性曲线返回动作 旋转衔铁式电流继电器结构
6
二、感应型继电器
用电磁铁在一铝制圆盘中或圆筒中感应产生电流，电流产生转矩使圆盘或圆筒转动，使接点闭合的继电器。四极感应圆筒式感应继电器 工作原理与鼠笼式感应电机相似
相当于两相式的电动机，垂直方向两磁极的线圈和水平两级的绕组磁通在空间上相差900,如果两磁通在时间上也相差900则可产生最大的旋转磁场 圆筒上的转矩： M= KΦ1Φ 2 sinθ
动作条件：电流大于定值(转矩大于弹簧反作用转矩),且θ为正(900时转矩最大)可反应两个电气量，如电压、电流，可实现方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等
电磁式电流继电器
侧面正面
电磁式中间继电器
正面
侧面
五、微机保护
将反应故障量变化的数字式元件和保护中需要的逻辑元件、时间元件、执行元件等和在一起用一个微机实现，成为微机保护，是继电器发展的最高形式。 20世纪70年代初、中期开始了微机保护研究的热潮源于计算机技术重大突破：价格大幅度下降、可靠性提高 70年代中后期，国外已有少量样机试运行。
(完整版)线路继电保护知识
线路继电保护知识
一、什么是继电保护装置
继电保护装置用满足哪些基本要求 ？继电保护装置是能反映电力系统中任一元件发生故障或不正常的工作状态.如过负荷、过电压、中性点非直接地系统中的单相接地等,并作用于断路器的传动机构去断开故障回路或发出信号的一种保护装置.它由继电器及二次线等组成。继电保护装置必须满足下列基本要求。
1、快速性:当发生短路故障时,必须快速切除故障回路。
2、可靠性:在元件发生故障或不正常个工作状态时，要求继电保护装置不应拒动或误动。3、灵敏性：继电保护装置应能很快地反映故障或不正常个工作状态，以减少故障对整个系统的影响。
4、选择性:当电力系统发生故障时,继电保护装置断开的只是故障回路,而其它非故障元件仍能保持安全运行。
二、为什么架空电力线路要装设继电保护装置
架空电力线路运行中，由于风大、冰雪、雷击、鸟害、外力损坏及绝缘损坏等原因,可能引起故障或不正常的工作状态。例如发生短路故障时、电流将会显著增加、电压将会大量下降，这样就可能烧坏线路元件或发、变电设备，同时会使故障电流通过的设备产生很大的热效应和电动力，导致设备损坏或缩短使用寿命.由于电压的下降，会使用户的生产和正常工作受到影响。为了尽快的切除故障线路，保证非故障线路的正常运行，所以架空电力线路要装设继电保护装置。
10～110KV架空电力线路一般装设哪些继电保护和自动装置以及其的范围按照继电保护装置的功能。分为主保护、后备保护和辅助保护三种。主保护用于快递、并有选择性地切除被保护区内的故障。后备保护用于在主保护或断路器拒绝动作时切除故障。辅助保护用于加速切除故障或消除方向元件的死区.
10~110KV架空电力线路一般装有下列继电保护装置
电流保护装置,线路发生短路故障时电流显著增大。故障点距电源越近，短路电流越大.当短路电流值达到继电器的整定值时.保护装置动作使线路断路器跳闸，迅速切除故障线路。
1第三章电网的相间电流、电
压保护和方向性相间电流、电
压保护
第一节单侧电源网络相间短
路的电流、电压保护
2电力系统发生短路故障的基本特征：电流
增大和电压降低
利用这一特征实现的保护是最基本也是
单侧电源网络kactII>
kactUU<利用这特征实现的保护是最基本，也是
最早得到应用的继电保护原理
电流增大——电流保护：
电压降低——电压保护：
发生短路时，短路功率（感性功率）总是从电
源流向短路点，即通过保护装置的短路电流只
能指向被保护的方向
短路电流计算
短路过程本质上是动态过程，典型短路电流曲线
如图，包含了周期分量和衰减非周期分量。
工频量电流保护原理所依据的短路电流实际上是故
障暂态短路电流中的周期分量——短路电流计算
不同的故障类型
对称故障：三相短路，计算最简单
不对称故障：两
相短路、两相短
路接地、单相接
地，采用对称分
量法
3对于三相短路可以用一相代表三相进行计算
要点：通过网络等值变换，算出电源到短路点的三相短路电流的计算方法
组合电抗值。
网络等值变换p
fE
I
jX
∑=&
&
SjX
TjX
LjXE&fjX
∑E&
fSTLjXjXjXjX
Σ=++
电力系统简单不对称故障的计算
不对称短路造成系统参数在故障点处不对称
在短路点处接入不对称电势源——将系统变回三相对称
利用对称分量法可以将故障点处的不对称电压等值成正
序负序零序电压分量
正常
电力系统不对称
故障电压源序、负序、零序电压分量
正常
电力系统故障
部分
6如果满足迭加原理就好了！怎么求解？
4采用迭加原理进行分析，即对于三相参数对称电力系统
，当外加不对称电源时，可以将该电源分解为正序、负
序、零序三种分量，分别求解，然后将结果相加即为整
个系统的解。
分析关键是形成正序、负序和零序网络，然后根据故障
的边界条件形成相应的复合序网。
叠加原理
单相接地故障
三个序网串联
正序负序和零序分正序、负序和零序分
量相等
5两相短路
正序和负序串联
--
-- 六章 电力变压器的继电保护
第一节 概述
一、 变压器的故障：
各相绕组之间的相间短路
油箱内部故障 单相绕组部分线匝之间的匝间短路
单相绕组或引出线通过外壳发生的单相接地故障
引出线的相间短路
油箱外部故障
绝缘套管闪烁或破坏引出线通过外壳发生的单相接地短路
二、 变压器不正常工作状态：
外部短路或过负荷 过电流
油箱漏油造成油面降低
外加电压过高或频率降低 过励磁等
三、 应装设的继电保护装置
（1）瓦斯保护 防御变压器油箱内各种短路故障和油面降低
重瓦斯 跳闸
轻瓦斯 信号
（2） 纵差动保护和电流速断保护 ：防御变压器绕组和引出线的多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路
（3） 相间短路的后备保护。 作为（1）(2)的后备
（a） 过电流保护
（b） 复合电压起动的过电流保护
（c） 负序过电流
（4） 零序电流保护：防御大接地电流系统中变压器外部接地短路
（5） 过负荷保护：防御变压器对称过负荷
（6） 过励磁保护：防御变压器过励磁
第二节： 变压器纵差动保护
一、构成变压器纵差动保护的基本原则 --
-- ....I-J1'I双绕组变压器纵差动保护单相原理图 正常运行或外部故障时
BnII2'1'/ 所以两侧的CT变比应不同，且应使
2"1"II
即：212'1'llnInI
或2'1'/21IInnll=Bn
即：按相实现的纵差动保护，其电流互感器变比的选择原则是两侧CT变比的比值等于变压器的变比。
二．不平衡电流产生的原因和消除方法：
