南京理工電力系統(tǒng)繼電保護原理教學(xué)大綱

1、課程教學(xué)大綱編號： 0822402 南京理工大學(xué)課程教學(xué)大綱學(xué) 院 （系）： 動力工程學(xué)院 課 程 名 稱： 電力系統(tǒng)繼電保護 課 程 學(xué) 分： 4 執(zhí) 筆 人： 都洪基 審 訂 人： 楊 偉 修（制）訂日期： 2006年 11月 一、課程的地位與作用本課程為電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的專業(yè)選修課之一，其目的是使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理，整定計算和試驗方法，為本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后從事電力系統(tǒng)領(lǐng)域的工作打下堅實的理論、實際知識和解決電力工程的能力。二、課程的教學(xué)目標(biāo)與基本要求 本課程著重闡明電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理和各種保護繼電器的結(jié)構(gòu)、分析方法和整定原則。掌握電力系統(tǒng)電流保護、復(fù)雜電網(wǎng)方向

2、保護、電力系統(tǒng)距離保護、高頻保護、差動保護等基本原理及構(gòu)成、特點及其適用條件；掌握電力繼電保護裝置的配置原則和整定配合；掌握電力系統(tǒng)繼電保護裝置試驗、調(diào)試方法；掌握電力系統(tǒng)計算機繼電保護的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和方法；掌握電力系統(tǒng)元件（發(fā)電機、變壓器等）的保護原理、整定計算及配置。三、課程內(nèi)容(重點，難點)1緒論1.1 電力系統(tǒng)繼電保護的作用 1.1.1短路電流 1.1.2短路殘壓 1.1.3故障切除1.2 繼電保護的基本原理和保護裝置 1.2.1電流、電壓、阻抗測量 1.2.2邏輯運算 1.2.3執(zhí)行裝置動作1.3電力系統(tǒng)繼電保護要求 1.3.1選擇性 1.3.2速動性 1.3.3靈敏性 1.3

3、.4可靠性1.4 電力系統(tǒng)繼電保護工作的特點 1.4.1一次主設(shè)備 1.4.2二次保護設(shè)備 1.4.3故障動作 1.4.4安全運行2 電網(wǎng)的電流保護和方向性電流保護2.1 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護 2.1.1電磁型、晶體管型、集成型電流繼電器 2.1.2電流速斷保護 2.1.3限時電流速斷保護 2.1.4定時限過電流保護 2.1.5電流保護的接線方式2.2 電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護 2.2.1方向性電流保護的工作原理 2.2.2功率方向繼電器的工作原理 2.2.3集成型功率方向繼電器 2.2.4相間短路功率方向繼電器的接線方式 2.2.5雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護整定的特點2.3 中性點

4、直接接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向 2.3.1零序電壓過濾器 2.3.2零序電流過濾器 2.3.3零序電流I段保護 2.3.4零序電流段保護 2.3.5零序電流段保護 2.3.6方向性零序電流保護2.4 中性點非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電壓、電流及方向性保護 2.4.1中性點不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點 2.4.2中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點 2.4.3中性點不接地電網(wǎng)中單相接地的保護3電網(wǎng)的距離保護3.1 距離保護的作用原理 3.1.1距離保護的基本概念 3.1.2距離保護的時限特性 3.1.3距離保護的主要組成元件3.2 阻抗繼電器 3.2.1構(gòu)成阻抗繼電器的

5、基本原則 3.2.2利用復(fù)數(shù)平面分析圓或直線特性阻抗繼電器 3.2.3阻抗繼電器交流回路的原理接線 3.2.4幅值比較回路 3.2.5相位比較回路3.3 阻抗繼電器的接線方式 3.3.1對接線方式的基本要求 3.3.2相間短路阻抗繼電器的0接線方式 3.3.3接地短路阻抗繼電器的接線方式3.4 集成型電路方向阻抗繼電器的接線和特性分析 3.4.1方向性繼電器的死區(qū)及消除方法 3.4.2極化回路記憶作用對繼電器動作特性的影響 3.4.3關(guān)于繼電器的整定阻抗ZZD 3.5 距離保護的整定計算原則及對距離保護的評價 3.5.1距離保護整定計算原則 3.5.2距離保護的評價3.6 影響距離保護正確工作

6、的因素及防止方法 3.6.1短路點過渡電阻對距離保護的影響 3.6.2電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響及振蕩閉鎖回路 3.6.3電壓回路斷線對距離保護的影響3.7 距離保護裝置框圖 3.7.1整流型相間距離保護裝置 3.7.2集成電路型相間距離保護裝置4 輸電線路縱聯(lián)保護4.1 輸電線縱聯(lián)差動保護 4.1.1保護原理及電路 4.1.2影響輸電線縱聯(lián)差動保護正確工作的因素4.2 輸電線的高頻保護4.2.1高頻保護的基本概念4.2.2高頻通道的構(gòu)成原理4.2.3高頻通道的工作方式和高頻信號的作用4.2.4方向高頻保護 4.2.5相差動高頻保護 5 自動重合閘5.1 自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用5.1.

7、1提高供電可靠性，減少停電次數(shù)5.1.2提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性5.2 單側(cè)電源送電線晶體管型三相一次重合閘的接線和工作原理5.2.1晶體管型三相一次重合閘電路框圖及原理接線圖5.2.2正常工作狀態(tài)5.2.3保護動作或誤動作跳閘一次重合閘5.2.4重合閘在永久性故障情況下不會再次重合5.2.5“后記憶元件”動作分析及重合閘后加速5.3 雙側(cè)電源送電線路重合閘的方式及選擇元件5.3.1雙側(cè)電源送電線路重合閘的特點5.3.2雙側(cè)電源送電線路重合閘的主要方式5.4 具有同步檢定和無電壓檢定的重合閘5.4.1無電壓檢定概念及方法5.4.2同步檢定電磁型同步檢定繼電器5.4.3雙側(cè)電源無電壓檢定、同

8、步檢定重合閘5.5 重合閘時限選擇與繼電保護配合5.5.1重合閘動作時限5.5.2重合閘前加速及后加速6 電力變壓器的繼電保護6.1 電力變壓器故障類型，不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式6.1.1瓦斯保護6.1.2縱差動保護或電流速斷保護 6.1.3過電流保護、負(fù)序電流保護6.1.4零序電流及零序方向保護6.1.5過負(fù)荷保護6.1.6過勵磁保護，溫度、過壓保護6.2 變壓器的縱差動保護6.2.1構(gòu)成變壓器縱差動保護的基本原則6.2.2變壓器縱差動保護的特點6.2.3變壓器縱差動保護的整定計算原則6.2.4帶有制動繞組（BCH-1）的差動繼電器保護6.2.5具有比率制動和二次諧波制動的差動繼電器

9、保護6.2.6低電壓起動的過電流保護6.3 復(fù)合電壓起動的過電流保護6.3.1負(fù)序電壓保護6.3.2負(fù)序電流保護6.3.3復(fù)合電壓起動的過電流保護7 發(fā)電機的繼電保護7.1 發(fā)電機的故障類型，不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式 7.1.1發(fā)電機定子繞組及引出線相間短路裝設(shè)縱聯(lián)差動保護7.1.2發(fā)電機定子繞組單相接地與零序電流保護7.1.3發(fā)電機定子繞組匝間短路與橫差動保護7.1.4負(fù)序電流及單相式低電壓起動過電流保護7.1.5發(fā)電機過電壓保護7.1.6發(fā)電機失磁及轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護7.1.7發(fā)電機逆功率、低頻減載保護7.2 發(fā)電機縱差動保護和橫差動保護7.2.1發(fā)電機縱差動保護整定計算和原理接線7.

10、2.2發(fā)電機匝間短路的橫差動電流保護7.3 發(fā)電機的單相接地保護7.3.1發(fā)電機定子繞組單相接地的特點7.3.2利用零序電流構(gòu)成的定子接地保護7.3.3利用零序電壓構(gòu)成的定子接地保護7.3.4利用三次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護7.4 發(fā)電機的負(fù)序過電流保護7.4.1負(fù)序過電流保護的作用7.4.2負(fù)序定時限過電流保護7.4.3負(fù)序反時限過電流保護7.5 發(fā)電機的失磁保護7.5.1發(fā)電機的失磁運動及其產(chǎn)生的影響7.5.2發(fā)電機失磁后的機端測量阻抗7.5.3發(fā)電機在其他運行方式下的機端測量阻抗7.5.4失磁保護的構(gòu)成方式7.6 發(fā)電機變壓器組繼電保護的特點和原理接線7.6.1發(fā)電機變壓器組繼

11、電保護的特點7.6.2發(fā)電機變壓器組繼電保護接線圖8 母線的繼電保護8.1 裝設(shè)母線保護的基本原則8.1.1利用供電元件的保護裝置切除母線保障8.1.2變壓器過電流保護切除母線保障8.1.3專用差動母線保護8.2 完全電流差動母線保護8.2.1躲開外部故障電流整定8.2.2電流互感器斷線起動電流整定8.3 電流比相式母線保護8.3.1母線不帶電分析8.3.2母線正常運行或外部故障分析8.3.3母線內(nèi)部故障分析8.3.4延時60回路的作用和保護的閉鎖角8.4 雙母線同時運行時，母線保護的實現(xiàn)方法8.4.1雙母線同時運行時，元件固定連接的電流差動保護8.4.2雙母線同時運行的母聯(lián)相位差動保護9計算

12、機繼電保護9.1 計算機繼電保護的發(fā)展9.2 計算機繼電保護的基本構(gòu)成和評價10計算機距離保護10.1保護功能計算基礎(chǔ)10.1.1差與移相算法10.1.2復(fù)數(shù)求模的近似算法10.1.3負(fù)序分量計算方法10.1.4比相式判據(jù)的計算方法10.1.5閉鎖角和動作角的計算方法10.2阻抗與故障距離測量10.2.1阻抗式阻抗元件10.2.2按動作方程直接運算的阻抗元件10.2.3測距式阻抗元件10.3 過渡電阻對阻抗元件影響的對策10.3.1微分方程法10.3.2自適應(yīng)式接地電抗元件10.4 故障類型與相別判別10.4.1接地判別10.4.2單相接地、兩相接地、三相接地判別10.4.3兩相短路相別判別1

13、1計算機發(fā)電機保護11.1計算機發(fā)電機縱差動保護11.1.1采樣瞬時縱差保護11.1.2基波相量縱差保護11.2 定子繞組不對稱故障保護11.3 定子繞組接地故障保護11.4發(fā)電機失磁保護12 計算機變壓器保護12.1 計算機變壓器保護的特點12.2計算機變壓器差動保護12.2.1原理和算法12.2.2軟件流程四、時間分配課程分段標(biāo)識序號教 學(xué) 內(nèi) 容教學(xué)環(huán)節(jié)（學(xué)時）講課習(xí)題實驗上機課外小計1緒論222電網(wǎng)電流及方向電流保護4483電網(wǎng)的距離保護82104輸電線路縱聯(lián)保護665自動重合閘446電力變壓器繼電保護447發(fā)電機的繼電保護888母線的繼電保護449計算機繼電保護2210計算機距離保護

14、62611計算機發(fā)電機保護4412計算機變壓器保護4413141516總 計56864五、課程說明課程英文名稱Relay Protection for Electric Power System主要先修課程電路、電機學(xué)、微機原理及應(yīng)用適用專業(yè)類別電氣工程及其自動化主要教材（作者、教材名稱、出版社）賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理，第三版.水力電力出版社，1991張志竟，黃玉錚.電力系統(tǒng)繼電保護原理及運行分析，第一版.水力電力出版社，1995陳樹德.計算機繼電保護原理與技術(shù).中國電力出版社，1998考核方式筆試課程簡介 本課程著重闡明電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理和各種保護繼電器的結(jié)構(gòu)、分析方法

15、和整定原則。介紹電力網(wǎng)電流保護、距離保護、高頻保護、重合閘等主要是線路保護的方法和原理；介紹電力系統(tǒng)器件保護，主要介紹了電力變壓器、發(fā)電機及母線保護的方法和原理；介紹計算機繼電保護的構(gòu)成、算法和實現(xiàn)原理。必 開實 驗項 目序號項 目 名 稱學(xué)時1電力網(wǎng)三段式電流保護22復(fù)雜電網(wǎng)功率方向試驗23阻抗繼電器（LZ-21）特性試驗24計算機線路保護25678910111213課 程 教 學(xué) 實 施 計 劃教學(xué)單元教學(xué)方式學(xué)時教學(xué)內(nèi)容（標(biāo)注重點，難點）教學(xué)目標(biāo)與作業(yè)要求123456789講授講授講授實驗實驗講授講授講授講授222222222電力系統(tǒng)繼電保護的作用、原理、要求及特點單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的

16、電流保護電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護零序電流及方向保護電力網(wǎng)三段式電流保護復(fù)雜電網(wǎng)功率方向試驗距離保護的作用原理阻抗繼電器阻抗繼電器的接線方式及特性分析距離保護的整定計算原則對距離保護的評價影響距離保護正確工作的因素及防止方法了解繼電保護的基本概念掌握三段式電流保護及其整定計算掌握功率方向元件的工作原理了解三段式電流保護的工作原理及組成了解方向性元件的工作原理理解距離保護的原理了解阻抗繼電器的結(jié)構(gòu)掌握距離保護的整定計算理解影響距離保護正確工作的因素課 程 教 學(xué) 實 施 計 劃教學(xué)單元教學(xué)方式學(xué)時教學(xué)內(nèi)容（標(biāo)注重點，難點）教學(xué)目標(biāo)與作業(yè)要求101112131415161718192021實驗講

17、授講授講授講授講授講授講授講授講授講授講授222222222222阻抗繼電器（LZ-21）特性試驗輸電線縱聯(lián)差動保護輸電線的高頻保護方向高頻保護相差動高頻保護自動重合閘的作用及原理雙側(cè)電源送電線路重合閘的方式及選擇元件重合閘時限選擇與繼電保護配合電力變壓器故障類型，不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式變壓器的縱差動保護復(fù)合電壓起動的過電流保護發(fā)電機的故障類型，不正常運行狀態(tài)及其相應(yīng)的保護方式發(fā)電機縱差動保護和橫差動保護發(fā)電機的單相接地保護發(fā)電機的負(fù)序過電流保護發(fā)電機的失磁保護發(fā)電機-變壓器組繼電保護的特點和原理接線了解阻抗繼電器特性掌握縱差動保護原理掌握高頻保護原理掌握方向高頻、相差動高頻保護原理掌握自動重合閘掌握重合閘與繼電保護的配合了解變壓器故障類型及其保護方式掌握變壓器縱差動保護原理了解發(fā)電機故障類型及其相應(yīng)的保護方式掌握發(fā)電機縱差動保護和橫差動保護理解負(fù)序過電流保護了解發(fā)電機-變壓器組繼電保護的特點和原理接線課 程 教 學(xué) 實 施 計 劃教學(xué)單元教學(xué)方式學(xué)時教學(xué)內(nèi)容（標(biāo)注重點，難點）教學(xué)目標(biāo)與作業(yè)要求2223242526272829303132講授講授講授講授講授講授實驗講授講授講授講授22222222222裝設(shè)母線保護的基本原則完全電流差動母線保護電流比相式母線保護雙母線同時運行時，母線保護的實