继电保护的基本原理

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1、继电保护的基本原理王刚刘沛继电保护什么是继电保护？泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。什么是继电保护装置？指能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护保护什么？继电保护装置的两大基本任务：1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；2)反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发信号、减负荷或跳闸。继电保护的基本原理19世纪末：过电流保护原理（熔断器）1905～1908年：电流差

2、动保护1910年：方向性电流保护20年代初：距离保护30年代：高频保护(纵联方向比较式保护)实现手段三个阶段，两次飞跃50年代：由机电式到半导体式80年代：由半导体式到数字式继电保护的基本概念保护：保险丝继电：由继电器来控制开关核心工作：判断信息来源：电流、电压等电气量及一些状态量理论工具：电力系统故障分析，信号处理方法相关技术：传感器技术、计算机技术、通讯技术电力系统对继电保护的基本要求选择性：指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小；速动性：发生故障时，继电保护装置能迅速动作，切除故障；灵敏性：是对于其保护的范围内，发

3、生故障或不正常运行状态的反应能力；可靠性：发生故障的部分不应该拒动，没有发生故障的部分不能误动。(可依赖性、安全性)继电保护装置的作用在工厂供电系统中发生故障时，必须有相应的保护装置将故障部分及时地从系统中切除，以保证非故障部分的继续工作，或发出报警信号，以便值班人员检查并采取消除故障的措施。继电保护装置即各种不同类型的继电器，以一定的方式连接与组合，在系统发生故障时，继电保护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号，以达到对系统进行保护的目的。常见的继电保护装置继电保护装置由若干个继电器组成，所以继电器是继电保护的主要元件。电流继电器、电压继电器

4、、时间继电器、中间继电器、信号继电器、温度继电器、瓦斯继电器继电保护装置的基本构成测量：传感回路、信息采集、滤波和算法。判断：故障分析、逻辑判别、定值门槛。执行：控制开关行为的具体电路。信息记录：故障录波、事件记录、通讯。学科特点：理论与实践并重。电力系统发生故障时，会引起电流的增加和电压的降低，以及电流、电压间相位角的变化。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成各种不同原理和类型的继电保护。测量部分逻辑部分执行部分故障参数量整定值跳闸或信号脉冲例如：1.反映电流改变的，有电流速断、定时限过电流、反时限过电流及零序电流等保护；2.反映电

5、压改变的，有低电压或过电压保护；3.既反映电流又反映电流与电压间相角改变的，有方向过电流保护；4.反映电压与电流的比值，即反映短路点到保护安装处阻抗的，有距离保护等；5.反映输入电流与输出电流之差的，有变压器差动保护等。电力设备在运行中可能发生故障和不正常的状态。故障：最常见也是最危险的故障是各种形式的短路。不正常状态：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但并未发生短路故障，这种情况属于不正常运行状态，比如设备过负荷、温度过高、小电流接地系统中的单相接地等。电力系统发生短路可能产生的后果故障点所燃烧电弧使故障元件损坏。短路电流通过非故障元件，产生

6、发热和电动力，使非故障元件损坏或降低使用寿命。电力系统部分地区电压降低，影响用户工作稳定性或影响工厂产品质量。破坏电力系统并列运行的稳定。短路：就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。短路电流流过载流体产生的力效应和热效应是校验载流部分和电气设备能否稳定工作的主要依据之一。为了选择和检验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，需要计算三相短路电流短路故障的种类：单相接地故障：单相接地短路是最常见的故障，约占全部故障几率的80%以上；两相接地短路：两相接地短路故障一般不超过全部故障几率的10%；两相短路及三相

7、短路：两相短路及三相短路故障相对较少，一般不超过全部故障几率的5%。但是这种故障比较严重，故障发生后要求迅速切除故障；断相：断相故障包括线路断线、断路器断相等。故障几率更小，约为1%；绕组匝间短路：这种故障发生在发电机、变压器、调相机、电动机等电机电器内部的绕组中，故障几率极小，但是能严重损坏设备。造成短路的主要原因造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误操作、雷击或过电压击穿等。由于误操作产生的故障约占全部短路故障的70%。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘加速老化或损坏

8、，同时产生很大的电动力，使设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，