《电力系统继电保护》PPT课件 南京工程学院 韩笑（教师）

 
课件内容： 
绪论 
合理利用您在本次课前已掌握的系统、社会、故障、短路、稳定、熔丝、熔断、外科医生、大脑、眼睛、手脚、卫士、传递、继续、初心、使命等知识点，建立对于电力系统继电保护的总体认识，让学生理解什么是继电保护？它的任务是什么？它是如何 工作的？它的结构是怎样的？为什么称继电保护是电力系统的安全卫士？要求掌握电力系统继电保护的核心任务即初心与使命是保障电力系统安全稳定运行。能够识读馈线保护示意图与继电保护装置组成示意图中的主要要图形与文字符号。能够掌握继电保护装置组成的概念。能够理解电力系统继电保护的大脑、眼睛、手脚分别指什么。能够树立治于未乱的哲学理念。 
本章节分两讲，每讲2个学时，共4个学时 
第一讲 继电保护初步认识 
1.1 继电保护的任务； 
1.2 一条馈线的继电保护 
1.3 装置与二次回路； 
1.4 继电保护的初心； 
第二讲 设计准则与保护范围 
2.1 继电保护的四性 
2.2 保护区域的划分 
基础知识 
合理利用我们在本次课前已掌握的电力系统分析知识及继电知识，掌握电力系统故障分析的总体方法，教会学生典型的短路电流计算方法以及录波图的识读方法。介绍电压互感器变比、接线的与继电保护的关系，建立三倍零序电压、开口三角电压与中性点接地方式知识点之间的联系。要求：掌握标幺值、等值阻抗、短路电流计算方法；掌握电压互感器接线的概念及变比计算方法；能够识读典型故障灵波图。 
本章节分两讲，每讲2个学时，共4个学时 
第一讲 故障分析基础 
1.1 标幺值与阻抗网络化简； 
1.2 短路电流计算方法； 
1.3 录波图电流部分的识读； 
1.4 电压互感器的额定参数与接线 
1.5 故障分析之三倍零序电压特点、电压互感器开口三角电压与中性点接地方式知识点之间的联系 
1.6 录波图电压部分的识读 
第二讲 互感器、控制回路与微机保护 
2.1 电流互感器变比与接线； 
2.2 电流互感器饱和及接线错误； 
2.3 二次系统空间概念 
2.4 断路器的控制回路； 
2.5 微机保护的硬件； 
2.6 微机保护的软件。 
配电线路保护 
突出配电线路为“末”的概念，对于末端线路的继电保护首先要服从大局，这样才能实现保护系统的“标本兼治”。建立阶段式电流保护的整体概念，说明在配电系统中阶段式电流保护是如何反应故障并切除故障，并满足保护四性要求。强化主保护的概念，建立保护因电流增加而启动并在满足动作时间条件时才真正出口跳闸的概念，掌握该种保护的主要特性及应用场景。说明在配电系统中如果出现双侧电源时，保护所遇到的难题及主要解决思路。说明方向元件所遇到的难题及主要解决思路。理解中性点非直接接地系统单相接地故障特点与继电保护的关系。 
本章节共五讲，理论课时为四讲，每讲2个学时，共8个学时，第五讲为实验，2学时。 
第一讲 I段II段与III段 
1.1单侧电源配电网相间故障特点与保护关系 
1.2电流I段原理 
1.3电流II段原理 
1.4电流III段原理 
1.5阶段式电流保护案例 
第二讲 接线方式、反时限、方向电流 
2.1 电流保护的接线方式 
2.2接线方案案例分析 
2.3保护应用举例 
2.4保护四性比较 
2.5反时限电流保护简介 
2.6方向电流保护的引入及基本原理 
第三讲 方向元件、小接地电流系统零序电流保护 
3.1方向元件的接线方式 
3.2方向元件特性分析 
3.3方向元件按相启动与方向电流保护逻辑 
3.4中性点非直接接地系统单相接地故障特点 
3.5绝缘监察装置基本原理 
第四讲 电流保护案例分析 
4.1电流Ｉ段整定案例 
4.2电流II段整定案例 
4.3电流III段整定案例 
4.4方向元件整定案例 
4.5中性点非直接接地系统单相接地故障分析案例 
第五讲 实验 
5.1继电器及继电保护装置认知电流I段原理 
5.2观察继电器的内部构造及动作情况 
5.3电磁型电流、时间继电器的特性实验 
5.4阶段式电流保护实验 
输电线路零序电流保护 
建立高压输电线路（110kV线路）保护的整体概念，掌握该种保护的主要特性及应用场景。强化零序电流保护知识，将配电线路的方向电流保护与零序方向电流保护进行横向比较，从而建立起阶段式电流量保护的概念，方向元件的概念。通过工程实用案例分析，展现该保护的实际工程应用方法。 
本章节分两讲，每讲2个学时，共4个学时 
第一讲 接地、零序与保护 
1.1零序电气量分布特征 
1.2零序电气量的获得 
1.3零序电流保护I、II段原理 
1.4零序电流保护III段原理 
1.5零序电流保护简单整定案例 
第二讲 零序方向电流保护 
2.1零序方向电流保护 
2.2零序电流保护的优点与缺点 
2.3零序电流分支系数的求法 
2.4110kV零序电流保护整定案例 
2.5影响零序电流保护正确动作的因素 
输电线路距离保护 
掌握距离保护基本原理、特点；掌握阻抗元件动作特性通用分析方法；理解不同的特性将对保护不动作行为产生不同的影响；掌握传统阻抗圆特性的表示法；理解整定阻抗，极化阻抗，测量阻抗、补偿阻抗等概念。了解阻抗元件的接线方式，掌握正序极化量阻抗元件动作特性的优点及应用方法，理解振荡对于阻抗测量的影响，掌握区别振荡与故障的方法。理解过渡电阻对于阻抗的影响，掌握相应对策；理解电压互感器断线的影响，掌握相应对策。理解影响阻抗元件正确动作的因素及对策；掌握距离保护简要整定方法。掌握对于距离保护的评价。掌握阻抗继电器的基本特性实验方法。 
本章节共四讲，理论课时为三讲，每讲2个学时，共6个学时，第四讲为实验，4学时。 
第一讲 基本原理 
1.1距离保护基本原理 
1.2距离保护组成 
1.3三段式距离保护简要整定方法 
1.4距离保护接线方式 
1.5阻抗圆特性表示方法 
第二讲 阻抗元件特性 
2.1阻抗元件的特性表示 
2.2阻抗元件的通用特性 
2.3传统阻抗元件的特性 
2.4直线与四边形特性影 
第三讲 距离保护工程应用 
3.1正序极化量阻抗元件 
3.2振荡时电气量变化特征 
3.3振荡闭锁方法 
3.4过渡电阻影响分析与对策 
3.5电压互感器影响分析与对策 
第四讲 实验  
4.1阻抗元件（继电器）硬件介绍 
4.2阻抗元件动作特性测试方法 
输电线路的纵联保护与电网继电保护整定专题 
掌握全线速动的概念；理解线路纵联保护原理、特点、分类及通道简介；掌握纵联电流差动保护及纵联方向保护工作原理及动作特性分析方法；了解工频变化量原理及纵联保护中的应用；了解数据同步简介; 掌握输电线路保护的配置原则。掌握电力系统继电保护整定计算原则及常用系数；通过案例强化配电线路阶段式电流保护的实用整定、阶段式距离保护的整定、阶段式零序电流保护整定方法。 
本章节共四讲，每讲2个学时，共8个学时。 
第一讲 纵联保护 
1.1纵联保护的定义与分类 
1.2双端测量电流差动及方向纵联基本原理 
1.3纵联保护通道 
1.4电流纵差动保护动作特性 
1.5方向纵联保护动作特性 
第二讲 工频变化量保护 
2.1工频变化量阻抗元件动作特性分析  
2.2工频变化量方向元件动作特性分析 
2.3影响纵联保护正确动作因素分析 
第三讲 实用整定方法 
3.1继电保护整定计算原则 
3.2阶段式距离保护、阶段式电流保护整定方法 
3.3分支系数与灵敏系数的讨论 
3.4本线路与相邻线路保护的配合关系讨论 
第四讲 整定案例分析 
4.1配电线路电流保护与输电线路距离保护整定原则 
4.2输电线路零序电流保护整定案例练习与讲解 
4.3接地距离保护与零序电流保护整定讨论 
4.4数字式线路保护装置的整定计算 
变压器保护 
建立元件保护的基本概念。掌握变压器保护分类及电气量的获得方法；理解变压器故障特点，掌握变压器保护基本配置；能够分析相位补偿与数值补偿方法。掌握纵联差动保护的差动电流、制动电流等概念。理解励磁涌流产生原因，掌握励磁涌流特点及对策。掌握比率制动式变压器的纵联差动保护基本分析方法、掌握变压器普通过电流保护与复合电压闭锁过电流保护动作机理、掌握普通过电流保护与复合电压闭锁过电流保护整定计算方法。理解电压量的取值方法及整定原则。掌握瓦斯保护的分类与动作机理。理解大型变压器相量后备保护配置及方向元件设置方法。理解过励磁保护判据。了解实际变压器接地后备保护整定计算方法。 
本章节共五讲，理论课时为四讲，每讲2个学时，共8个学时，第五讲为实验，2学时。 
第一讲 变压器保护概述 
1.1变压器故障特点及保护配置方法 
1.2变压器差动保护基本原理 
1.3相位补偿与数值补偿 
1.4励磁涌流分析与对策 
第二讲 纵联差动保护的比率制动特性 
2.1不平衡电流基本概念  
2.2比率制动特性分析 
2.3比率制动特性差动保护的整定方法 
2.4比率制动特性差动保护的整定案例 
第三讲 变压器相间短路后备保护 
3.1变压器普通过电流保护 
3.2复合电压闭锁过电流保护 
3.3复合电压闭锁过电流保护的方向元件 
3.4合电压闭锁过电流保护基本概念的整定案例讲解 
第四讲 变压器接地短路后备保护 
4.1变压器零序电流保护 
4.2变压器零序电压保护 
4.3变压器间隙零序保护 
4.4变压器接地后备保护案例分析讲解 
4.5变压器过励磁保护 
第五讲（实验） 
5.1变压器差动继电器构成原理 
5.2变压器差动保护特性实验 
发电机保护 
了解发电机故障特点及保护配置方案；掌握发电机的纵联差动保护原理及整定方法，理解发电机纵差与变压器纵差的区别；掌握匝间短路保护的基本原理，理解专用TV的作用，理解负序功率方向闭锁的作用。掌握100%定子接地保护的构成与基本原理；掌握对称过负荷保护的基本原理及反时限对称过负荷保护整定方法；了解不对称过负荷保护、转子接地保护的基本原理。理解发电机失步与失磁故障时电气量的变化特点；掌握失磁保护与失步保护判据；理解发电机异常运行时保护的基本原理。掌握失磁保护与失步保护的简要整定方法。 
本章节共三讲，每讲2个学时，共6个学时。 
第一讲 概述、纵差、匝间 
1.1发电机故障与不正常状态及保护配置方案 
1.2发电机完全纵差保护原理 
1.3发电机纵差保护相关技术问题分析 
1.4匝间短路保护 
第二讲 定子接地、转子接地、过电流 
2.1100%定子接地保护的构成与基本原理 
2.2转子接地保护基本原理 
2.3发电机过负荷（过电流） 
2.4发电机过负荷保护整定案例 
第三讲 失磁保护与失步保护 
3.1失磁的危害与保护动作行为 
3.2失磁保护的基本原理 
3.3失步的危害与保护动作行为 
3.4失步保护的基本原理 
母线保护 
掌握母线保护基本原理；理解不同电压等级母线保护动作行为；能够比较变压器、发电机、母线差动保护的异同并掌握简要的整定方法。了解断路器失灵保护、母线死区保护及母线充电保护基本原理，掌握数字式母线保护的功能组成及动作行为。能够结合具体母线接线，说明上述保护反应故障的过程。 
本章节分两讲，每讲2个学时，共4个学时 
第一讲 差动保护 
1.1母线故障的特点与母线保护 
1.2母线纵差保护基本原理 
1.3复式比率制动原理 
1.4母线保护装置与特殊问题 
第二讲失灵保护 
2.1母线失灵保护基本原理 
2.2母线死区保护基本原理 
2.3母线充电保护基本原理 
2.4母线保护不正确动作案例分析 
新型电力系统继电保护 
了解数字化变电站特点、三层两网的基本概念；简要了解数字化变电站继电保护功能、超高压直流输电线路继电保护、统一潮流控制器继电保护简介、电力电子化电力系统及继电保护发展趋势。 
本章节仅为一讲，2个学时 
1.1数字化变电站三层两网 
1.2数字化变电站继电保护功能 
1.3超高压直流输电线路继电保护 
1.4统一潮流控制器继电保护 
1.5电力电子化电力系统及继电保护 
输电线路自动重合闸（选讲） 
掌握电网常用输电线路自动重合闸装置的基本原理与动作逻辑，理解自动装置与继电保护的关系，理解自动重合闸装置对于电网对暂态稳定的贡献。（注：考虑到部分高校开设电力系统继电保护与自动装置课程，本课程提供输电线路自动重合闸装置相关课件内容供选择使用） 
本章节建议授课时长为4~8个学时 
1.1重合闸的分类与要求 
1.2输电线路三相重合闸 
1.3输电线路综合重合闸 
1.4重合闸相关问题