電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù) 第3版 課件全套 許建安 第1-8章 緒論、繼電保護(hù)基本元件- 母線(xiàn)保護(hù)

第1章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用

教學(xué)要求:理解電力系統(tǒng)繼電保護(hù)含義、任務(wù)；了解繼電保護(hù)裝置基本原理及組成；理解對(duì)繼電保護(hù)的基本要求；熟悉繼電器的圖形符號(hào)文字表示方法以及型號(hào)的表示方法；理解主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)、啟動(dòng)、動(dòng)作等幾個(gè)重要名詞定義。繼電保護(hù)裝置:由測(cè)量繼電器與邏輯繼電器通過(guò)合理組合而成的裝置。第1章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述繼電保護(hù)：對(duì)測(cè)量繼電器與邏輯繼電器進(jìn)行合理整定，使之完成特定功能。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)：應(yīng)用在電力系統(tǒng)線(xiàn)路、元件上的保護(hù)。1、電力系統(tǒng)故障和異常運(yùn)行

電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、變壓器、母線(xiàn)、輸電線(xiàn)路和用電設(shè)備通常處于正常運(yùn)行狀態(tài)，但也可能出現(xiàn)故障或異常運(yùn)行狀態(tài)。1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用

在三相交流系統(tǒng)中，最常見(jiàn)、最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。

金屬性短路：指直接連接（不考慮過(guò)渡電阻）的短路。

異常運(yùn)行狀態(tài)：指電力系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，但未形成故障。與其他電氣元件相比，輸電線(xiàn)路是電力系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的一環(huán)；線(xiàn)路還可能發(fā)生復(fù)故障。1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用短路故障的最大特點(diǎn)是：短路點(diǎn)的短路電流很大，電壓降低。短路后果：1）電流的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)直接損壞電氣設(shè)備，電壓下降影響用戶(hù)的正常工作和產(chǎn)品質(zhì)量。2）更嚴(yán)重的后果導(dǎo)致并列運(yùn)行的穩(wěn)定性、引起系統(tǒng)振蕩，甚至系統(tǒng)瓦解。1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用異常運(yùn)行狀態(tài)：最常見(jiàn)的是電氣元件的電流超過(guò)其額定值，即過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。

功率缺額造成頻率降低、發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷引起過(guò)電壓及系統(tǒng)振蕩，也屬于異常運(yùn)行狀態(tài)。事故：指整個(gè)系統(tǒng)或部分正常工作受到破壞，造成送電減少、停電或電能質(zhì)量達(dá)到不允許地步，造成設(shè)備損壞或人身傷亡。1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用2、繼電保護(hù)的任務(wù)繼電保護(hù)裝置是能反映系統(tǒng)電氣元件發(fā)生故障或異常狀態(tài)，動(dòng)作于跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。任務(wù)：1）當(dāng)電力系統(tǒng)被保護(hù)對(duì)象發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)地、有選擇地、快速地通過(guò)斷路器將故障元件從電力系統(tǒng)中切除。2）當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用1、繼電保護(hù)基本原理基本原理：利用被保護(hù)線(xiàn)路或設(shè)備故障前后某些變化的物理量為信息量，當(dāng)信息量達(dá)到一定值時(shí)，起動(dòng)邏輯環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的命令。（1）利用基本電氣參數(shù)量的區(qū)別

利用故障后電流、電壓、線(xiàn)路測(cè)量阻抗、電壓電流間相位、負(fù)序和零序分量的出現(xiàn)等變化，構(gòu)成相應(yīng)的保護(hù)。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成1）過(guò)電流保護(hù)：反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的保護(hù)。

保護(hù)1和保護(hù)2都能反應(yīng)(測(cè)量)到這個(gè)電流，保護(hù)2首先動(dòng)作于斷路器QF2跳閘。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成2）低電壓保護(hù)：反映電壓降低而動(dòng)作的保護(hù)。

此時(shí)A、B母線(xiàn)上的電壓將降低，保護(hù)1、2都能反應(yīng)到電壓降低，從選擇性要求，保護(hù)2應(yīng)首先動(dòng)作。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成3）距離保護(hù)：是反應(yīng)保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)之間的阻抗下降而動(dòng)作的保護(hù)。B母線(xiàn)上電壓為：1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成保護(hù)2測(cè)量阻抗為：

其大小等于保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)間的阻抗，正比于短路點(diǎn)到保護(hù)2之間的距離。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成（2）利用比較兩側(cè)的電流相位

正常運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)路AB兩側(cè)的電流大小相等，相位差為。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成外部發(fā)生短路故障時(shí):

顯然外部短路時(shí)，結(jié)論與正常運(yùn)行相同。保護(hù)區(qū)內(nèi)部短路時(shí)：1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成

從分析可知，若兩側(cè)電流相位相同，則判為內(nèi)部故障；若兩側(cè)電流相位相反，則判為外部故障。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成

利用被保護(hù)線(xiàn)路兩側(cè)電流相位，可構(gòu)成縱差保護(hù)、相差高頻保護(hù)、方向保護(hù)等。（3）反應(yīng)序分量或突變量是否出現(xiàn)特點(diǎn)：1）不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，將出現(xiàn)負(fù)序分量；2）接地短路時(shí)，將出現(xiàn)零序分量；3）發(fā)生短路時(shí)，正序分量將出現(xiàn)突變。

根據(jù)是否出現(xiàn)負(fù)序、零序分量構(gòu)成序分量保護(hù)；根據(jù)正序突變量構(gòu)成對(duì)稱(chēng)、不對(duì)稱(chēng)短路保護(hù)。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成（4）反應(yīng)非電量保護(hù)

反映變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的瓦斯氣體，構(gòu)成瓦斯保護(hù)；反應(yīng)繞組溫度升高而構(gòu)成過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。2、繼電保護(hù)裝置的組成1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成（1）測(cè)量部分：測(cè)量被保護(hù)對(duì)象的有關(guān)物理量，與給定量進(jìn)行比較，給出“是”或“非”信號(hào)。（2）邏輯部分：根據(jù)測(cè)量輸出的大小、性質(zhì)、輸出邏輯狀態(tài)，使保護(hù)按一定邏輯關(guān)系工作，然后確定跳閘或發(fā)信號(hào)。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成(3)執(zhí)行部分:根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。1.3對(duì)繼電保護(hù)的要求

每一電氣元件一般都有裝設(shè)：主保護(hù)、后備保護(hù)。必要時(shí)增加輔助保護(hù)。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成(3)執(zhí)行部分:根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。1.3對(duì)繼電保護(hù)的要求

每一電氣元件一般都有裝設(shè)：主保護(hù)、后備保護(hù)。必要時(shí)增加輔助保護(hù)。1.2繼電保護(hù)基本原理和保護(hù)裝置組成主保護(hù)：反應(yīng)整個(gè)被保護(hù)對(duì)象的故障并以最短的時(shí)延有選擇地切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除故障的保護(hù)。近后備：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由本保護(hù)對(duì)象的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求遠(yuǎn)后備：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰元件或線(xiàn)路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的。輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)或后備保護(hù)的不足而增設(shè)的比較簡(jiǎn)單的保護(hù)。1、可靠性：在規(guī)定的保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，它不應(yīng)該拒動(dòng)，區(qū)外發(fā)生故障時(shí)不誤動(dòng)。1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求2、選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)僅將故障對(duì)象從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍限制在最小的范圍內(nèi)。1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求3、靈敏性：在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置反應(yīng)故障能力。通常用靈敏度來(lái)衡量。反應(yīng)過(guò)量的保護(hù)：1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求反應(yīng)欠量的保護(hù)：

由于多數(shù)短路故障是非金屬性短路，計(jì)算或測(cè)量參數(shù)有誤差等，要求靈敏度要大于1。1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求4、速動(dòng)性：應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速地切除故障。

保護(hù)的基本要求是互相聯(lián)系而又互相矛盾的。保護(hù)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，在不斷解決保護(hù)裝置應(yīng)用中出現(xiàn)的對(duì)基本要求之間的矛盾，使之在一定條件下達(dá)到辯證統(tǒng)一的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的。繼電保護(hù)的基本要求是分析研究各種繼電保護(hù)裝置的基礎(chǔ)，是貫穿本課程的一條基本線(xiàn)索。

1.3對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

繼電器是各種繼電保護(hù)裝置的基本組成元件。一般來(lái)說(shuō)，按預(yù)先整定的輸入量動(dòng)作，并具有電路控制功能的元件稱(chēng)為繼電器。

繼電特性：輸入連續(xù)變化，輸出躍變。1.4繼電器

使繼電器的正常位置時(shí)的功能產(chǎn)生變化，稱(chēng)為起動(dòng)。

繼電器完成所規(guī)定的任務(wù)，稱(chēng)為動(dòng)作。

從動(dòng)作狀態(tài)回到初始位置，稱(chēng)為復(fù)歸。失去動(dòng)作狀態(tài)下的功能，稱(chēng)為返回。常開(kāi)觸點(diǎn)：當(dāng)繼電器輸入量未達(dá)到整定值時(shí)，斷開(kāi)的觸點(diǎn)。常開(kāi)觸點(diǎn)也稱(chēng)動(dòng)合觸點(diǎn)。1.4繼電器常閉觸點(diǎn)：當(dāng)繼電器輸入量未達(dá)到整定值時(shí)，閉合的觸點(diǎn)稱(chēng)常閉觸點(diǎn)也稱(chēng)動(dòng)斷觸點(diǎn)。電力系統(tǒng)保護(hù)裝置用的繼電器，稱(chēng)保護(hù)繼電器。分類(lèi)：1）按輸入物理量分：電量、非電量?jī)深?lèi)；2）按功能分：測(cè)量、邏輯繼電器。1.4繼電器型號(hào)：國(guó)產(chǎn)繼電器按漢語(yǔ)拼音字母表示型號(hào)。第一字母表示繼電器的工作原理，第二字（或第三）母代表用途。

第一個(gè)字母第二、三個(gè)字母

D——電磁型

L——整流型

B——半導(dǎo)體型

J——極化型或晶體管型L——電流繼電器Z——阻抗繼電器Y——電壓繼電器X——信號(hào)繼電器ZB——中間繼電器1.4繼電器繼電器線(xiàn)圈和觸點(diǎn)的表示方法常用繼電器和保護(hù)裝置1）電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，將對(duì)正常供電、人身安全和設(shè)備造成危害。要求發(fā)生短路，應(yīng)將故障部分切除。發(fā)生異常運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)作于信號(hào)，以便分析處理。2）利用電氣參數(shù)變化可構(gòu)成過(guò)電流、低電壓、距離保護(hù)；3）利用相位變化可構(gòu)成方向、差動(dòng)保護(hù)等；4）利用負(fù)序、零序分量構(gòu)成序分量保護(hù)；小結(jié)5）根據(jù)正序突變量可構(gòu)成突變量保護(hù)；繼電保護(hù)的基本要求是衡量保護(hù)裝置性能的重要指標(biāo)，是評(píng)價(jià)各種原理保護(hù)的主要依據(jù)。保護(hù)的基本要求是分析研究各種保護(hù)的基礎(chǔ)，是貫穿本課程的一條基本線(xiàn)索。小結(jié)第2章繼電保護(hù)基本元件普通電流互感器：一次繞組的匝數(shù)較少，串聯(lián)于電路中，二次繞組的匝數(shù)較多。

變比為一次、二次繞組磁勢(shì)相等，即

實(shí)際運(yùn)行中二次側(cè)負(fù)荷阻抗小，接近于短路狀態(tài)。

1、電流互感器原理2.1電流互感器穿芯式電流互感器其變比根據(jù)一次繞組穿過(guò)互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿芯匝數(shù)越多，變比越小；反之，穿芯匝數(shù)越少，變比越大。二次電流為2.1電流互感器2、電流互感器極性L(fǎng)1和K1為同極性端

注意事項(xiàng)：電流互感器極性端的標(biāo)注與變壓器不同。2.1電流互感器極性端標(biāo)注法。2.1電流互感器3、電流互感器的10%誤差曲線(xiàn)磁勢(shì)平衡方程

由于勵(lì)磁電流的存在，電流互感器的一次折算后的電流和二次電流大小不相等，相位不相同，說(shuō)明電流轉(zhuǎn)換中將出現(xiàn)數(shù)值和相位誤差。

變比誤差2.1電流互感器保護(hù)用的電流互感器都要按10%誤差曲線(xiàn)校驗(yàn)，防止保護(hù)裝置在被保護(hù)對(duì)象發(fā)生故障時(shí)拒動(dòng)，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，提高繼電保護(hù)的正確動(dòng)作。2.1電流互感器

為了控制誤差在一定的范圍，對(duì)一次電流倍數(shù)及二次側(cè)的負(fù)載阻抗有一定的限制。

誤差曲線(xiàn)是指一次電流倍數(shù)與最大允許負(fù)載阻抗的關(guān)系曲線(xiàn)，稱(chēng)為10%誤差曲線(xiàn)。

允許變比誤差為10％，角度誤差為7°。2.1電流互感器允許的二次負(fù)荷阻抗

一次電流倍數(shù)

二次負(fù)荷阻抗較大則允許的一次電流倍數(shù)就較小。如果二次負(fù)荷阻抗較小，則允許的一次電流倍數(shù)就較大。2.1電流互感器當(dāng)不滿(mǎn)足10%誤差要求時(shí)，采取的措施：1）改用伏安特性較高的電流互感器二次繞組，提高帶負(fù)荷的能力；2）提高變比或采用額定電流小的電流互感器；以減小一次電流倍數(shù)；3）串聯(lián)相同級(jí)別電流互感器二次繞組；2.1電流互感器5）將電流互感器的不完全星形接線(xiàn)方式改為完全星形接線(xiàn)方式；差電流接線(xiàn)改為不完全星形接線(xiàn)方式；6）改變二次負(fù)荷元件的接線(xiàn)方式，將部分負(fù)荷移至互感器備用繞組，以減小計(jì)算負(fù)荷。4）增大二次電纜截面或采用消耗功率小的繼電器；2.1電流互感器作用：1)變換電量：將電流或電壓轉(zhuǎn)換為弱電壓。2）隔離電路：將保護(hù)邏輯部分與電氣設(shè)備的二次隔離。

3)用于定值調(diào)整：改變繞組匝數(shù)以實(shí)現(xiàn)定值整定或擴(kuò)大定值范圍。4)用于電量的綜合處理：將多個(gè)電量綜合成單一電電，簡(jiǎn)化保護(hù)。2.2測(cè)量變換器2、分類(lèi)電壓變換器電流變換器電抗變換器2.2測(cè)量變換器3、工作特性（1）電壓變換器

鐵心工作在磁化曲線(xiàn)的直線(xiàn)部分，電壓變換器二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓的關(guān)系可近似表示為要求：為減小誤差要求勵(lì)磁電流要小、連接負(fù)載要大、漏抗要小，鐵芯工作在線(xiàn)性部分。2.2測(cè)量變換器（2）電流變換器

將一次側(cè)電流變換為一個(gè)與之成正比的二次側(cè)電壓。輸出電壓：

當(dāng)鐵心不飽和時(shí)，輸出電壓波形基本保持一次側(cè)電流的波形。2.2測(cè)量變換器（3）電抗變換器

電抗變換器將輸入電流直接轉(zhuǎn)換成與電流成正比電壓的一種電量變換裝置。輸出電壓：調(diào)相電阻，用于改變輸入電流與輸出電壓之間的相角差。2.2測(cè)量變換器

開(kāi)路結(jié)論：電壓超前電流約2.2測(cè)量變換器為了滿(mǎn)足被保護(hù)線(xiàn)路不同阻抗角要求，需要通過(guò)調(diào)整輸入電流與輸出電壓間的相位。措施：在接入調(diào)相電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)移阻抗，復(fù)常數(shù)。2.2測(cè)量變換器調(diào)相電阻接入時(shí)結(jié)論：適當(dāng)選擇調(diào)相電阻，即可調(diào)節(jié)相位。2.1電流互感器電抗變換器特點(diǎn)：1）電抗變換器具有電感性質(zhì)，有放大高次諧波的作用。2）有較強(qiáng)抑制非周期分量的作用。3）鐵芯的線(xiàn)性范圍比電流變換器寬。要求：輸出電壓與輸入電流間呈線(xiàn)性關(guān)系，即轉(zhuǎn)移阻抗為常數(shù)。2.2測(cè)量變換器

謝謝！

敬請(qǐng)各位指導(dǎo)！

教學(xué)要求:掌握零序分量濾過(guò)器、負(fù)序分量濾過(guò)器工作原理以及分析方法。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器2.3.1概述

電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路，故障參數(shù)出現(xiàn)負(fù)序分量，接地故障出現(xiàn)零序分量，正常運(yùn)行負(fù)、零序分量基本為零。序分量作用：1）利用電流、電壓的不對(duì)稱(chēng)，判斷故障的位置和類(lèi)型；2）利用反映負(fù)序、零序分量可構(gòu)成不對(duì)稱(chēng)短路保護(hù)。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器序分量保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：能避開(kāi)負(fù)荷電流，可提高保護(hù)靈敏度；不反映系統(tǒng)振蕩；能判斷故障位置類(lèi)型；簡(jiǎn)化保護(hù)構(gòu)成。

當(dāng)輸入端三相電流、電壓中含有三序分量時(shí)，輸出端只輸出零序分量，稱(chēng)為零序分量濾過(guò)器；只輸出負(fù)序分量時(shí)，稱(chēng)為負(fù)序分量濾過(guò)器；只輸出正序分量時(shí)，稱(chēng)為正序分量濾過(guò)器。2.3.2零序分量濾過(guò)器2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器1、零序分量濾過(guò)器（1）零序電流濾過(guò)器

根據(jù)不對(duì)稱(chēng)分量的理論，正序、負(fù)序三相仍然對(duì)稱(chēng)，其三相相量和等于零。因此：2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器

三相并聯(lián)的輸出電流為：2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器正常運(yùn)行時(shí)：出現(xiàn)不平衡電流原因：互感器勵(lì)磁電流不對(duì)稱(chēng)。

在保護(hù)區(qū)外發(fā)生短路故障時(shí)，因短路電流較大，互感器鐵芯飽和，不平衡電流要比正常運(yùn)行時(shí)大的多。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器

(2)零序電壓濾過(guò)器由于三相電壓不完全對(duì)稱(chēng)，即使不發(fā)生接地故障，也有不平衡電壓輸出。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器

2.3.4負(fù)序電壓濾過(guò)器濾過(guò)器參數(shù)關(guān)系:

由于相間電壓中不存在零序分量，相當(dāng)于零序分量已被濾掉。因此，負(fù)序電壓濾過(guò)器無(wú)一例外地加入相間電壓。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器即2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器輸出為2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器

由于元件參數(shù)不準(zhǔn)確,阻抗值隨溫度及頻率的影響,加入正序電壓時(shí)有不平衡電壓輸出,使用時(shí)應(yīng)注意。

如果將負(fù)序電壓濾過(guò)器任意兩個(gè)輸入端互換連接，則濾過(guò)器就會(huì)成為正序電壓濾過(guò)器。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器2.3.5負(fù)序電流濾過(guò)器電流變換器的一次繞組匝數(shù)關(guān)系為：

其目的是消除零序電流的影響。輸出電壓為：2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器電抗變換器一次兩個(gè)繞組匝數(shù)相等，加入兩相電流差。其二次輸出為：

加入兩相電流差的目的也是為了消除零序分量的影響。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器的輸出為：2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器如果，則無(wú)輸出。

加入正序分量時(shí)：2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器加入負(fù)序分量時(shí)：輸出為2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器二次極性相反

以上的分析中，沒(méi)有考慮變換器的角度誤差，若計(jì)及誤差存在，正常運(yùn)行時(shí)有一不平衡分量輸出。

通常可采取在電流變換器電阻旁并聯(lián)一個(gè)電容，可保證電流變換器輸出與電抗變換器輸出同相位。且二次電壓超前電流角度小于。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器小結(jié)：1)采用序分量濾過(guò)器的目的，可以提高保護(hù)的靈敏度；2)為獲得零序分量，只要將三相電流互感器同極性并聯(lián)，電壓順極性串聯(lián)；3)為了消除零序分量影響，加入負(fù)序電壓濾過(guò)器的電壓應(yīng)為線(xiàn)電壓；4)必須合理選擇參數(shù)，才能滿(mǎn)足負(fù)序分量濾過(guò)器的要求；2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器5）如果參數(shù)失調(diào)，可構(gòu)成復(fù)合濾過(guò)器；6)若將負(fù)序?yàn)V過(guò)器的相序?qū)Q，則成為正序?yàn)V過(guò)器，即正序、負(fù)序?yàn)V過(guò)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，只是相序不同而已；7）為了消除零序分量的影響，負(fù)序電流濾過(guò)器采用零序電流補(bǔ)償法與加入兩相電流差方法。2.3對(duì)稱(chēng)分量濾過(guò)器

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2.4電磁型繼電器電磁型繼電器結(jié)構(gòu)：2.4電磁型繼電器1、電磁型電流繼電器線(xiàn)圈通過(guò)電流時(shí)，產(chǎn)生電磁力，力矩表示為當(dāng)轉(zhuǎn)矩大于反作用力矩和摩擦力矩時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合。2.4電磁型繼電器摩擦力矩反作用力矩2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器使繼電器動(dòng)作的最小電流，稱(chēng)為繼電器的動(dòng)作電流。使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱(chēng)為繼電器的返回電流。2.4電磁型繼電器1、改變彈簧反作用力2、改變繞組聯(lián)接方式3、改變舌片初始位置返回系數(shù)：2.4電磁型繼電器輸入電流不變：串聯(lián)磁勢(shì)為并聯(lián)接磁勢(shì)為動(dòng)作電流并聯(lián)是串聯(lián)的2倍。串聯(lián)并聯(lián)2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2、電磁型電壓繼電器過(guò)電壓繼電器動(dòng)作電壓、返回電返回系數(shù)與過(guò)電流基本相同。低電壓繼電器動(dòng)作電壓：使繼電器動(dòng)作的最高電壓。低電壓繼電器返回電壓：使繼電器動(dòng)作的最小電壓。2.4電磁型繼電器2、電磁型電壓繼電器串聯(lián)磁勢(shì)為并聯(lián)磁勢(shì)為結(jié)論：串聯(lián)是并聯(lián)的2倍。2.4電磁型繼電器3、信號(hào)繼電器作用：保護(hù)裝置動(dòng)作的信號(hào)指示，接通聲光信號(hào)回路。特點(diǎn)：動(dòng)作后觸點(diǎn)自保持，應(yīng)手動(dòng)復(fù)歸。2.4電磁型繼電器4、中間繼電器特點(diǎn)：觸點(diǎn)容量大，觸點(diǎn)數(shù)量多，可直接接通跳閘回路?？蓪?shí)現(xiàn)小延時(shí)。2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器2.4電磁型繼電器檢驗(yàn)分類(lèi):新安裝驗(yàn)收檢驗(yàn)；定期檢驗(yàn)；補(bǔ)充檢驗(yàn)。1）新安裝驗(yàn)收檢驗(yàn)；要求對(duì)繼電器進(jìn)行全面檢查試驗(yàn)，以保證繼電器投入運(yùn)行后的性能和質(zhì)量滿(mǎn)足要求。

2）定期檢驗(yàn)：分為定期全部檢驗(yàn)、定期部分檢驗(yàn)以及作用于斷路器的整組跳合閘試驗(yàn)。5、電流繼電器檢驗(yàn)2.4電磁型繼電器3）補(bǔ)充檢驗(yàn)：主要是指由于裝置改造、一次設(shè)備檢修或更換、運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象情況以及在事故以后所進(jìn)行的檢驗(yàn)。

試驗(yàn)接線(xiàn)：接線(xiàn)的基本構(gòu)成原則應(yīng)盡量模擬實(shí)際運(yùn)行情況，使得試驗(yàn)時(shí)加入繼電器的電氣量與繼電器的實(shí)際工作情況相符合。2.4電磁型繼電器

過(guò)電流繼電器應(yīng)采用突然加入電流，模擬故障發(fā)生時(shí)電流突然上升的方法。測(cè)量誤差：真值：在測(cè)量中，被測(cè)量所具有的真實(shí)大小稱(chēng)為該量的真值。測(cè)量誤差：測(cè)量結(jié)果對(duì)被測(cè)量的真值的偏差稱(chēng)為測(cè)量誤差。2.4電磁型繼電器測(cè)量誤差通常分為：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。

絕對(duì)誤差是指被測(cè)得值與真值之間的差值。相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差：（整定值）平均誤差：在相同規(guī)定條件下，對(duì)同一繼電器所進(jìn)行的規(guī)定測(cè)量中，每次測(cè)量所得誤差值(絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差)的代數(shù)和的平均值。2.4電磁型繼電器動(dòng)作值變差：n次試驗(yàn)中動(dòng)作值的最大值與最小值之差稱(chēng)為變差，其表示法有絕對(duì)變差和相對(duì)變差。絕對(duì)變差：相對(duì)變差：2.4電磁型繼電器動(dòng)作值的離散度：n次試驗(yàn)中與平均值之差最大的動(dòng)作值減去n次動(dòng)作值的平均值，再與n次動(dòng)作值的平均值之比稱(chēng)為動(dòng)作值的離散度。

6、一般性檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求2.4電磁型繼電器（1）內(nèi)部和機(jī)械部分檢查（2）絕緣檢驗(yàn)（3）繼電器觸點(diǎn)工作可靠性檢驗(yàn)：帶上實(shí)際負(fù)荷對(duì)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行檢查。（4）動(dòng)作電流和返回電流的檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法步驟：2.4電磁型繼電器

1)將繼電器的線(xiàn)圈串聯(lián)，將調(diào)整桿放在某一個(gè)整定值上，調(diào)壓器處在輸出電壓最小位置（電阻最大位置）。2.4電磁型繼電器

2)合上刀閘ＱＫ，然后調(diào)節(jié)輸出電壓，慢慢地增加電流直至繼電器動(dòng)作，停止調(diào)節(jié)。記下電流數(shù)值，即動(dòng)作電流，再重復(fù)二次，求它的平均值。2.4電磁型繼電器3)繼電器動(dòng)作后，均勻地減小輸出電流，直至繼電器的觸點(diǎn)剛剛分開(kāi)，此時(shí)電流為返回電流，重復(fù)二次將其值填入表內(nèi)，求它的平均值。根據(jù)動(dòng)作電流和返回電流算出返回系數(shù)。2.4電磁型繼電器

動(dòng)作值與返回值的測(cè)量應(yīng)重復(fù)三次，每次測(cè)量值與整定值誤差不超過(guò)±3％。

過(guò)電流繼電器的返回系數(shù)應(yīng)不小于0.85。當(dāng)大于0.9時(shí)，應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力。2.4電流繼電器檢驗(yàn)

6）返回系數(shù)的調(diào)整改變舌片的起始角與終止角、適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力。7）動(dòng)作值的調(diào)整

繼電器在最大刻度值附近時(shí)調(diào)整舌片的起始位置、繼電器在最小刻度值附近時(shí)調(diào)整彈簧。4)將調(diào)整桿放在其它標(biāo)度重復(fù)上述試驗(yàn)。

5)將繼電器線(xiàn)圈采用并聯(lián)接法，按上述步驟試驗(yàn)。重點(diǎn)1）電流互感器極性2）電流互感器10%誤差校驗(yàn)3）變換器作用4）電流繼電器原理及定值調(diào)整5）中間、信號(hào)繼電器作用6）電流繼電器檢驗(yàn)方法及要求

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2.5微機(jī)保護(hù)硬件微機(jī)保護(hù)主要部分是微型計(jì)算機(jī),須配備自電力系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)輸入有關(guān)信息的輸入接口和計(jì)算機(jī)向電力系統(tǒng)輸出控制信息的接口。

還需輸入相關(guān)計(jì)算和操作程序、輸出記錄的信息，供運(yùn)行人員分析事故。2.5.1硬件組成2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5微機(jī)保護(hù)硬件1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換、模-數(shù)轉(zhuǎn)換等功能塊。

其作用：將所檢測(cè)的模擬量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為微機(jī)所需數(shù)字量。2、微機(jī)主系統(tǒng)2.5微機(jī)保護(hù)硬件

微機(jī)主系統(tǒng)（）：微處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、定時(shí)器、并行及串行接口等。3、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出

由并行口適配器、光隔器件及觸點(diǎn)中間繼電器等組成。

主要實(shí)現(xiàn)：各種保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)報(bào)警、外部觸點(diǎn)輸入及人機(jī)對(duì)話(huà)、通信等功能。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、電壓形成回路

微機(jī)保護(hù)模擬量的設(shè)置以滿(mǎn)足保護(hù)功能為基本準(zhǔn)則，輸入量與計(jì)算方法結(jié)合后，能夠反映被保護(hù)對(duì)象的所有故障特征。以高壓輸電線(xiàn)路距離保護(hù)為例：2.5微機(jī)保護(hù)硬件

模擬量一般設(shè)置為：三相相電流、零序電流、三相相電壓和線(xiàn)路側(cè)相電壓。

微機(jī)保護(hù)從被保護(hù)對(duì)象的電流、電壓互感器或其他變換器上取得信息，但互感器二次值對(duì)微機(jī)保護(hù)電路不適用，通常將輸入量變換為±5伏或±10伏范圍內(nèi)的電壓信號(hào)。因此采用中間變換器實(shí)現(xiàn)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2、采樣保持電路和低通濾波器采樣基本原理：在極短時(shí)間內(nèi)測(cè)量輸入量在該時(shí)刻瞬時(shí)值，并在模-數(shù)轉(zhuǎn)換期間保持不變。要求：電子模擬開(kāi)關(guān)AS的閉合時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足有足夠的充電或放電時(shí)間，即采樣時(shí)間。2.5微機(jī)保護(hù)硬件對(duì)采樣保持電路的要求：

采樣寬度短、保持時(shí)間長(zhǎng)、模擬開(kāi)關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開(kāi)斷時(shí)的漏電流要小。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5微機(jī)保護(hù)硬件采樣頻率的選擇：采樣間隔的倒數(shù)稱(chēng)為采樣頻率。2.5微機(jī)保護(hù)硬件要求：采樣頻率必須大于2倍最大頻率，即采樣定理。

因短路瞬間電流、電壓中含有高頻率信號(hào)，為了防止混疊誤差，要求采樣頻率很高，勢(shì)必增加對(duì)硬件的要求。目前大多數(shù)微機(jī)保護(hù)原理是反映工頻量的，可以在采樣之前將最高信號(hào)波頻率分量限制在一定頻帶內(nèi)。一般在采樣前用一個(gè)低通濾波器（ALF）將高頻分量濾掉。2.5微機(jī)保護(hù)硬件3、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)又稱(chēng)多路轉(zhuǎn)換器，它是將多個(gè)采樣保持后信號(hào)逐一與模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片接通的控制電路。常被測(cè)量或被控制量往往可能是幾路或幾十路。例如，阻抗、功率方向等都要求對(duì)各個(gè)模擬量同時(shí)采樣，以準(zhǔn)確的獲得各個(gè)量之間的相位關(guān)系，以進(jìn)行保護(hù)計(jì)算。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

在微機(jī)保護(hù)中，各個(gè)通道模擬電壓是在同瞬間采樣并保持記憶，在保持期間各路被采樣的模擬量電壓依次被取出進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，但微機(jī)所得到的仍認(rèn)為是同一時(shí)刻的信息。4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理：電力系統(tǒng)中電流、電壓為模擬量，微機(jī)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算，必須用模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

模-數(shù)轉(zhuǎn)換器被視為編碼電路。它將輸入模擬量相對(duì)于模擬參考量經(jīng)編碼電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。輸入與輸出關(guān)系：

對(duì)于單極性模擬量，小數(shù)點(diǎn)在最高位前，既要求輸入必須小于參考量。2.5微機(jī)保護(hù)硬件也可寫(xiě)成：

微機(jī)保護(hù)用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器絕大多數(shù)都是應(yīng)用逐次逼近法實(shí)現(xiàn)的。2.5微機(jī)保護(hù)硬件原理：逐次逼近法是指數(shù)碼設(shè)定方式是從最高位到低位逐次設(shè)定每位的數(shù)碼是“1”或“0”，并逐位將所設(shè)定的數(shù)碼轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓與待轉(zhuǎn)換的電壓相比較，從而確定各位數(shù)碼應(yīng)該是“1”還是“0”。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2.5.3微機(jī)主系統(tǒng)主系統(tǒng)包括：中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取儲(chǔ)器、定時(shí)器等。1）中央處理器：用于實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)整體控制及保護(hù)各種功能運(yùn)算。2）只讀存儲(chǔ)器：用于存儲(chǔ)各種編寫(xiě)好的程序，如監(jiān)控程序、保護(hù)功能等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件3）電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器：用于存儲(chǔ)保護(hù)定值等信息數(shù)據(jù)，保護(hù)定值的設(shè)定或修改可通過(guò)面板鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)。4）隨機(jī)存儲(chǔ)器：用于采樣數(shù)據(jù)及運(yùn)算過(guò)程中數(shù)據(jù)的暫存。5）定時(shí)器：用于計(jì)數(shù)、產(chǎn)生采樣脈沖和實(shí)時(shí)鐘等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

微機(jī)主系統(tǒng)還配有小鍵盤(pán)、液晶顯示器和打印機(jī)等常用設(shè)備用于人機(jī)對(duì)話(huà)。4、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出電路（1）開(kāi)關(guān)量輸出電路2.5微機(jī)保護(hù)硬件

微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)開(kāi)關(guān)量輸出(DO，簡(jiǎn)稱(chēng)“開(kāi)出”)電路，用于驅(qū)動(dòng)各種繼電器。如跳閘出口繼電器、重合閘出口繼電器、裝置故障告警繼電器等。開(kāi)關(guān)量輸出電路主要包括保護(hù)的跳閘出口、本地和中央信號(hào)及通信接口、打印機(jī)接口，一般都采用并行接口的輸出口來(lái)控制有觸點(diǎn)繼電器的方法，但為提高抗干擾能力，經(jīng)一級(jí)光電隔離。2.5微機(jī)保護(hù)硬件分類(lèi)：一類(lèi)是開(kāi)出電源受告警，啟動(dòng)繼電器的觸點(diǎn)閉鎖開(kāi)出量；另一類(lèi)是開(kāi)出電源不受閉鎖的開(kāi)出量。

AXJ告警繼電器觸點(diǎn)；QDJ起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件正常運(yùn)行時(shí)，軟件通過(guò)并行口發(fā)出閉鎖開(kāi)出電路的命令(即PB?7=1、PB?6=0、PB?5=0)，從而光電隔離不導(dǎo)通，出口繼電器均不動(dòng)作。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

發(fā)生故障后，起動(dòng)繼電器動(dòng)作QDJ的觸點(diǎn)閉合。經(jīng)微機(jī)保護(hù)程序計(jì)算，如故障位于保護(hù)區(qū)內(nèi)，則發(fā)出跳閘命令(即PB?7=0、PB?6=1)，光電隔離導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，24V電源經(jīng)告警繼電器的常閉觸點(diǎn)、三極管、隔離二極管使出口繼電器CKJ1動(dòng)作。軟件檢查斷路器跳閘成功后應(yīng)收回跳閘命令。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

保護(hù)裝置正常運(yùn)行時(shí)，軟件每隔一段時(shí)間對(duì)開(kāi)出量電路進(jìn)行一次檢查。方法是：通過(guò)并行口發(fā)出動(dòng)作命令(即PB?7=0、PB?6=1)，然后從并行口的輸入線(xiàn)讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為低電平時(shí)，說(shuō)明開(kāi)出電路正確，否則說(shuō)明開(kāi)出電路有斷路情況，報(bào)告開(kāi)出電路故障。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

如檢查正確，則再發(fā)出閉鎖命令(即PB?7=1、PB?6=0)，然后從并行口的輸入線(xiàn)讀取狀態(tài)，當(dāng)該位為高電平時(shí)，說(shuō)明開(kāi)出電路正確，否則說(shuō)明開(kāi)出電路有短路情況，報(bào)告開(kāi)出電路故障。2.5微機(jī)保護(hù)硬件2、開(kāi)關(guān)量輸入電路

保護(hù)裝置中一般設(shè)置幾路開(kāi)關(guān)量輸入電路。開(kāi)關(guān)量輸入(DI，簡(jiǎn)稱(chēng)“開(kāi)入”)主要用于識(shí)別運(yùn)行方式、運(yùn)行條件等，以便控制程序的流程。

開(kāi)關(guān)量輸入電路主要是將外部一些開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)引入微機(jī)保護(hù)的電路，通常外部觸點(diǎn)不能直接引入微機(jī)保護(hù)裝置，必須經(jīng)過(guò)光電隔離芯片引入。開(kāi)關(guān)量輸入電路包括斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)或跳合閘位置繼電器觸點(diǎn)輸入，外部裝置閉鎖重合閘觸點(diǎn)輸入，輕瓦斯和重瓦斯繼電器觸點(diǎn)輸入，及裝置上連接片位置輸入等回路。2.5微機(jī)保護(hù)硬件開(kāi)關(guān)量觸點(diǎn)分類(lèi)：1）安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)。這類(lèi)觸點(diǎn)指鍵盤(pán)觸點(diǎn)及切換裝置工作方式用的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。2)從裝置外部經(jīng)端子排引入裝置的觸點(diǎn)。由運(yùn)行人員不打開(kāi)裝置外蓋而在運(yùn)行中切換的各種壓板、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及其他保護(hù)裝置和操作繼電器的觸點(diǎn)等。2.5微機(jī)保護(hù)硬件圖a的原理：當(dāng)外部觸點(diǎn)接通時(shí)，光電隔離導(dǎo)通，其集電極輸出低電位；當(dāng)外部觸點(diǎn)斷開(kāi)，光電隔離不導(dǎo)通，其集電極輸出高電位，讀并行口該位的狀態(tài)，即可知道外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件圖b的原理：當(dāng)外部觸點(diǎn)接通時(shí)，光電隔離導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出高電位；當(dāng)外部觸點(diǎn)斷開(kāi)，光電隔離不導(dǎo)通，其發(fā)射極輸出低電位，讀并行口該位的狀態(tài)，也可知道外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。2.5微機(jī)保護(hù)硬件

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主講人：許建安2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置微機(jī)保護(hù)軟件分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序兩部分。監(jiān)控程序：對(duì)人機(jī)接口鍵盤(pán)命令處理程序及插件調(diào)試、整定設(shè)置、顯示等配置的程序。運(yùn)行程序：指保護(hù)裝置在運(yùn)行狀態(tài)下所需執(zhí)行的程序。

運(yùn)行程序軟件一般三個(gè)部分:2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置1）主程序:包括初始化，全面自檢、開(kāi)放及等待中斷等；2）中斷服務(wù)程序:通常有采樣中斷、串行口中斷等。

采樣中斷包括數(shù)據(jù)采集與處理、保護(hù)起動(dòng)判定等，串行口中斷完成保護(hù)CPU與保護(hù)管理CPU之間的數(shù)據(jù)傳送。

2.6微機(jī)軟件配置3）故障處理程序:在保護(hù)起動(dòng)后才投入，用以進(jìn)行保護(hù)特性計(jì)算、判定故障性質(zhì)等。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置1、主程序給保護(hù)裝置上電或按復(fù)歸按鈕后，進(jìn)行必要的初始化（初始化一）。如堆棧寄存器賦值、控制口的初始化、查詢(xún)面板上開(kāi)關(guān)的位置（如在調(diào)試位置進(jìn)入監(jiān)控程序，否則進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)）。CPU開(kāi)始運(yùn)行狀態(tài)所需的各種準(zhǔn)備工作（初始化二）。2.6微機(jī)軟件配置首先往并行控制口寫(xiě)數(shù)，讓所有繼電器處于正常位置；2.6微機(jī)軟件配置然后詢(xún)問(wèn)面板上定值切換開(kāi)關(guān)的位置，按照定值套號(hào)從EEPROM中取出定值，放至規(guī)定的定值區(qū)。準(zhǔn)備好定值后，將對(duì)裝置各部分進(jìn)行全面自檢，在確認(rèn)一切良好后才允許數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)始工作。2.6微機(jī)軟件配置完成采樣系統(tǒng)初始化后，開(kāi)放采樣定時(shí)器中斷和串行口中斷，等待中斷發(fā)生后轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序。全面自檢包括有：隨機(jī)存儲(chǔ)器讀寫(xiě)檢查，質(zhì)讀存儲(chǔ)器程序和定值求和檢查，開(kāi)出量回路檢查等。2.6微機(jī)軟件配置若中斷時(shí)刻未到，就進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)。它不斷進(jìn)行循環(huán)通用自檢及專(zhuān)用自檢項(xiàng)目。2.6微機(jī)軟件配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置通用自檢包括有：定值選擇撥輪的監(jiān)視和開(kāi)入量的監(jiān)視等。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置專(zhuān)用自檢依不同的被保護(hù)元件或不同保護(hù)原理而設(shè)置。

2、采樣中斷服務(wù)程序包括：1）數(shù)據(jù)采樣及存貯；2）電流差突變量啟動(dòng)元件；3）電壓、電流求和自檢。

2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置

進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，先關(guān)閉其他中斷，在中斷返回前則應(yīng)開(kāi)中斷。2.6微機(jī)軟件配置求和中斷故障中斷電壓、電流求和自檢目的是檢查是否斷線(xiàn)。

延時(shí)60ms后一直滿(mǎn)足，則置起動(dòng)標(biāo)志QDB=1，程序中斷返回時(shí)轉(zhuǎn)至故障處理程序。3、故障處理程序2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置

進(jìn)入故障處理程序先查電壓、電流求和自檢標(biāo)志，以確定采樣中斷是求和自檢不通過(guò)，還是相電流差突變量啟動(dòng)元件動(dòng)作而進(jìn)入故障處理程序。若求和自檢不通過(guò)，需進(jìn)一步判定自檢不通過(guò)原因。

一次系統(tǒng)故障所致，那么此時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置(零序?yàn)V過(guò)器)當(dāng)表明電壓或電流采集通道故障，閉鎖保護(hù)并報(bào)警。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置（自產(chǎn)）2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置4、算法分類(lèi)2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置保護(hù)算法的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)某種保護(hù)功能的數(shù)學(xué)模型。按該數(shù)學(xué)模型編制微機(jī)應(yīng)用程序，對(duì)輸入的實(shí)時(shí)離散數(shù)字信號(hào)量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，從而獲得保護(hù)動(dòng)作的判據(jù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)保護(hù)的算法是從采樣值中得到反應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)的特征量的方法。算法的輸出是繼電保護(hù)動(dòng)作的依據(jù)。

（1）分類(lèi)：正弦量函數(shù)算法、微分方程算法、按實(shí)際波形的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型算法及繼電器動(dòng)作方程直接算法。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置分析算法評(píng)價(jià)方法：精度和速度。精度：則往往要利用更多的采樣點(diǎn)和更多的計(jì)算量。速度：算法的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度（或稱(chēng)采樣點(diǎn)數(shù)）、算法運(yùn)算工作量。（2）正弦函數(shù)模型的算法2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置假設(shè)：被采樣的電壓、電流信號(hào)都是純正弦特性，即不含有非周期分量，又不含有高頻分量。以電流為例：因故障后電流、電壓都含有各種暫態(tài)分量，而且數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還會(huì)引入各種誤差，所以這一類(lèi)算法要獲得精確的結(jié)果，必須和數(shù)字濾波器配合使用。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置假設(shè)方程式是數(shù)字濾波器的輸出,而不是模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸出。1）兩點(diǎn)采樣值算法采樣值算法是利用采樣值的乘積來(lái)計(jì)算電流、電壓、阻抗的幅值和相角等電氣參數(shù)的方法，此方法是利用2~3個(gè)采樣值推算出整個(gè)曲線(xiàn)情況，所以屬于曲線(xiàn)擬合法。其特點(diǎn)是計(jì)算的判定時(shí)間較短。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置上兩式平方后相加，得2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置設(shè)和分別相隔的采樣時(shí)刻和的采樣值同理：2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置復(fù)阻抗的模量和幅角為：2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置電流和電壓復(fù)數(shù)形式：2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2）導(dǎo)數(shù)算法2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置用差分方程近似求導(dǎo)方法：導(dǎo)數(shù)算法采樣差分近似求導(dǎo)2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置導(dǎo)數(shù)算法需要的數(shù)據(jù)窗較短，僅一個(gè)采樣間隔。結(jié)論：瞬時(shí)值用平均值計(jì)算存在誤差。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置3）解微分方程算法特點(diǎn)：僅用計(jì)算阻抗。以距離保護(hù)為例，忽略線(xiàn)路分布電容時(shí)，方程為2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置兩個(gè)不同時(shí)刻和分別測(cè)量聯(lián)立求解得用近似算法有2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置電流、電壓平均值2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置實(shí)例（1)設(shè)輸入相電壓、相電流分別為已知取每周期采樣次數(shù)寫(xiě)出一個(gè)基頻周期的采樣值。2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置解：因?yàn)?，所以每隔采樣一次。以電壓為例?.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置第一個(gè)采樣點(diǎn)為第二個(gè)采樣點(diǎn)為依次類(lèi)推得到其他點(diǎn)的采樣值為2.6微機(jī)軟件配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置實(shí)例：（2）采用兩點(diǎn)乘積算法，利用上例得到采樣序列，計(jì)算電壓有效值、電流有效值、電阻及電抗。解：兩點(diǎn)乘積法假設(shè)輸入量為正弦量，兩點(diǎn)乘積法取相隔的采樣值進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí)，采樣周期所對(duì)應(yīng)電氣角度為兩點(diǎn)乘積法取相隔3個(gè)的采樣值進(jìn)行計(jì)算。2.6微機(jī)軟件配置采樣時(shí)刻發(fā)生變化，相位也發(fā)生變化，但有效值不變；計(jì)算阻抗時(shí)電壓量和電流量采用同時(shí)刻的采樣值。1）取計(jì)算：2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置2）取計(jì)算：2.6微機(jī)軟件配置2.6微機(jī)軟件系統(tǒng)配置重點(diǎn)1、主程序初始化、自檢作用2、中斷服務(wù)作用3、故障處理需進(jìn)行故障性質(zhì)判定4、正弦量算法作業(yè)：練習(xí)2-3、2-5第3章輸電線(xiàn)路的電流電壓保護(hù)教學(xué)要求：掌握三段式電流保護(hù)的原理、整定計(jì)算方法、特點(diǎn)及原理圖。線(xiàn)路故障特征：電流突然增大、電壓降低。利用電流突然增大，可構(gòu)成電流保護(hù)；利用電流、電壓變化，可構(gòu)成低壓過(guò)電流保護(hù)。3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)3.1單側(cè)電源輸電線(xiàn)路相間短路的電流電壓保護(hù)無(wú)時(shí)限(或瞬時(shí))電流速斷保護(hù)，它是反映電流升高，不帶時(shí)限動(dòng)作的一種保護(hù)，也稱(chēng)Ⅰ段保護(hù)。圖形符號(hào)＞1、工作原理和整定計(jì)算相間短路電流與故障點(diǎn)間關(guān)系為：3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)三相短路：兩相短路：設(shè)系統(tǒng)正、負(fù)序電抗相等。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式一定時(shí)，和是常數(shù)，流過(guò)保護(hù)安裝處短路電流是保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)距離的函數(shù)。3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

系統(tǒng)運(yùn)行方式及故障類(lèi)型變化時(shí)，短路電流的大小也會(huì)發(fā)生變化。在保護(hù)整定計(jì)算中，一般考慮兩種極端的運(yùn)行方式，即最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)為滿(mǎn)足選擇性：保護(hù)動(dòng)作電流按保護(hù)區(qū)末端短路條件整定原因：被保護(hù)線(xiàn)路末端與相鄰線(xiàn)路出口處短路電流幾乎相等；保護(hù)1無(wú)法正確區(qū)分。按上式確定定值后，保證了在相鄰線(xiàn)路上發(fā)生短路故障保護(hù)1不會(huì)誤動(dòng)作。

3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

確定最大短路電流必須考慮因素：1）系統(tǒng)運(yùn)行方式；2）短路點(diǎn)位置；3）短路類(lèi)型；4）電網(wǎng)接線(xiàn)方式；3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

保護(hù)區(qū)分析3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)

保護(hù)規(guī)程規(guī)定，電流速斷保護(hù)的靈敏度用保護(hù)范圍來(lái)衡量，當(dāng)最大保護(hù)范圍達(dá)50%，最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線(xiàn)路全長(zhǎng)的15%~20%時(shí)，才能裝設(shè)無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)。最大保護(hù)區(qū)確定：3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)最小保護(hù)區(qū)確定：說(shuō)明：當(dāng)不需求實(shí)際保護(hù)長(zhǎng)度時(shí)，可直接求50%處三相短路及15%處兩相短路時(shí)，若保護(hù)安裝處測(cè)量到短路電流大于整定值，無(wú)時(shí)限速斷保護(hù)可裝設(shè)。3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)2、線(xiàn)路-變壓器組無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)當(dāng)采用線(xiàn)路─變壓器組的接線(xiàn)時(shí)，保護(hù)的保護(hù)范圍可延伸到相鄰變壓器一部分，使全線(xiàn)都能瞬時(shí)切除故障。保護(hù)動(dòng)作電流配合系數(shù)靈敏度3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)原理接線(xiàn)：3.1.1無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)3.2雙側(cè)電源輸電線(xiàn)路相間短路的方向電流保護(hù)教學(xué)要求：通過(guò)學(xué)習(xí)要求掌握方向過(guò)電流保護(hù)的基本工作原理；功率方向繼電器工作原理及動(dòng)作區(qū)。消除出口三相短路死區(qū)的方法。雙側(cè)電源供電目的：是為了提高輸電線(xiàn)路供電可靠性。1、方向性問(wèn)題的提出3.2方向電流保護(hù)當(dāng)K1點(diǎn)短路,保護(hù)1、2動(dòng)作，斷開(kāi)QF1和QF2，接在A、B、C、D母線(xiàn)上的用戶(hù)，仍然由A側(cè)電源和D側(cè)電源分別供電，提高了對(duì)用戶(hù)供電可靠性。3.2方向電流保護(hù)

階段式電流保護(hù)用于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，不能完全滿(mǎn)足選擇性要求。3.2方向電流保護(hù)

以無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)1為例，保護(hù)的動(dòng)作電流為：為滿(mǎn)足選擇性要求，定值應(yīng)取大值，若背側(cè)短路電流大于正向，保護(hù)1正向保護(hù)靈敏度降低。3.2方向電流保護(hù)對(duì)過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)在K1點(diǎn)短路時(shí)，要求＜當(dāng)K2點(diǎn)短路時(shí)，要求＞顯然，雙側(cè)電源不同地點(diǎn)故障時(shí)，動(dòng)作時(shí)間的要求是相互矛盾。3.2方向電流保護(hù)對(duì)過(guò)電流保護(hù)，當(dāng)在K1點(diǎn)短路時(shí)，要求＜當(dāng)K2點(diǎn)短路時(shí)，要求＞顯然單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)利用動(dòng)作時(shí)間是無(wú)法滿(mǎn)足選擇性要求的。3.2方向電流保護(hù)結(jié)論：短路功率方向從母線(xiàn)指向線(xiàn)路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作才具有選擇性。3.2方向電流保護(hù)2、方向過(guò)電流保護(hù)工作原理規(guī)定：短路功率的方向從母線(xiàn)指向線(xiàn)路為正方向。K1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1、2、4、6為正方向；保護(hù)3和5反方向，不應(yīng)起動(dòng)。3.2方向電流保護(hù)

為了滿(mǎn)足選擇性要求，保護(hù)1、3、5動(dòng)作時(shí)間需進(jìn)行配合；保護(hù)2、4、6動(dòng)作時(shí)間需進(jìn)行配合。結(jié)論：相同動(dòng)作方向保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間仍按階梯原則進(jìn)行配合。3.2方向電流保護(hù)單相式方向過(guò)電流保護(hù)原理接線(xiàn)：由起動(dòng)元件、方向元件、時(shí)間元件和信號(hào)元件組成。3.2方向電流保護(hù)3、功率方向繼電器工作原理3.2方向電流保護(hù)K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，加入保護(hù)3的電壓與電流反映了一次電壓和電流的相位和大小。3.2方向電流保護(hù)通過(guò)保護(hù)3的短路功率為：＞0

當(dāng)反方向短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)3的短路功率為＜

0

3.2方向電流保護(hù)功率方向繼電器動(dòng)作條件：＞0

動(dòng)作；＜0時(shí)不動(dòng)作。（1）相位比較式原理實(shí)質(zhì)是判斷母線(xiàn)電壓與電流之間相位角是否在范圍內(nèi)。3.2方向電流保護(hù)動(dòng)作方程表達(dá)式≤≤事實(shí)上是間接比較保護(hù)安裝處母線(xiàn)電壓與流過(guò)保護(hù)安裝處電流的相位?！堋墚?dāng)加入繼電器電壓為零時(shí)，無(wú)法進(jìn)行比相。3.2方向電流保護(hù)簡(jiǎn)化后的表達(dá)式為：≤≤其中：稱(chēng)功率方向繼電器內(nèi)角。3.2方向電流保護(hù)（2）幅值與相位比較間關(guān)系A(chǔ)稱(chēng)為動(dòng)作量，B稱(chēng)為制動(dòng)量。當(dāng)＜時(shí)，A＞B當(dāng)＞

時(shí),A＜B3.2方向電流保護(hù)當(dāng)，則當(dāng)＞

時(shí),A＜B3.2方向電流保護(hù)

由上面分析可見(jiàn)，相位比較與幅值比較相互間是可以轉(zhuǎn)換的。比幅關(guān)系比相關(guān)系3.2方向電流保護(hù)≥比幅式動(dòng)作方程從上式可見(jiàn)，當(dāng)加入繼電器電壓為零時(shí)，動(dòng)作量等于制動(dòng)量，繼電器存在動(dòng)作死區(qū)。3.2方向電流保護(hù)4、功率方向繼電器接線(xiàn)要求：應(yīng)能正確反應(yīng)故障的方向；正向短路故障時(shí)，應(yīng)使方向元件工作在較靈敏的狀態(tài)。

時(shí)，加入繼電器的電流超前電壓。3.2方向電流保護(hù)功率方向繼電器

電流

電壓KP1KP3KP33.2方向電流保護(hù)3.2方向電流保護(hù)動(dòng)作區(qū)畫(huà)法：動(dòng)作區(qū)：3.2方向電流保護(hù)（1）三相短路3.2方向電流保護(hù)（2）近處兩相短路3.2方向電流保護(hù)（3）遠(yuǎn)處兩相短路3.2方向電流保護(hù)三相短路和近處兩相短路靈敏角變化范圍為：兩相遠(yuǎn)處短路，B相靈敏角變化范圍：C相靈敏角變化范圍：3.2方向電流保護(hù)為了使各種相間短路保護(hù)都能動(dòng)作，最大靈敏角范圍：3.2方向電流保護(hù)5、非故障相電流的影響與按相起動(dòng)其中：圖b為正確接線(xiàn)，圖c錯(cuò)誤接線(xiàn)。3.2方向電流保護(hù)6、方向電流保護(hù)的整定計(jì)算方向過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流可按下列兩條件整定：(1)躲過(guò)被保護(hù)線(xiàn)路中的最大負(fù)荷電流在單電源環(huán)形電網(wǎng)中，不僅要考慮閉環(huán)時(shí)線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流，還考慮開(kāi)環(huán)時(shí)負(fù)荷電流的突然增加。(2)同方向的保護(hù)的靈敏度應(yīng)相互配合，即同方向保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)從例電源遠(yuǎn)的保護(hù)開(kāi)始，向著電源逐級(jí)增大。

3.2方向電流保護(hù)＞＞

＞＞以保護(hù)4為例，其動(dòng)作電流為3.2方向電流保護(hù)（2）相繼動(dòng)作：?jiǎn)坞娫喘h(huán)形電網(wǎng)中，當(dāng)靠近A母線(xiàn)近處短路，流過(guò)保護(hù)2的短路電流幾乎為零。只有保護(hù)1跳開(kāi)QFl后，保護(hù)2才動(dòng)作跳開(kāi)OF2。保護(hù)裝置的這種動(dòng)作情況，稱(chēng)為相繼動(dòng)作。相繼動(dòng)作的線(xiàn)路長(zhǎng)度，稱(chēng)為相繼動(dòng)作區(qū)域。3.2方向電流保護(hù)3.方向過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)：方向過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)，主要取決于電流元件。其方法與不帶方向元件的過(guò)電流保護(hù)相同，但在環(huán)網(wǎng)中允許用相繼動(dòng)作的短路電流來(lái)校驗(yàn)靈敏度。要求：相繼動(dòng)作區(qū)不能動(dòng)大于全長(zhǎng)的50%。3.2方向電流保護(hù)4.助增電流的影響在保護(hù)1和2之間存在一助增電源，在線(xiàn)路K點(diǎn)發(fā)生故障，流過(guò)故障線(xiàn)路電流比保護(hù)1大。保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流為分支系數(shù)為3.2方向電流保護(hù)小結(jié)：（1）方向電流保護(hù)是為了滿(mǎn)足雙電源線(xiàn)路、單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)選擇性與靈敏性，在電流保護(hù)的基礎(chǔ)上增加方向元件。（2）方向元件在正向出口處三相短路時(shí)存在動(dòng)作死區(qū)。（3）采用接線(xiàn)是為了消除正向出口兩相短路的動(dòng)作死區(qū)。（4）比幅與比相間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是四邊形邊與對(duì)角線(xiàn)的關(guān)系。3.2方向電流保護(hù)3.3接地保護(hù)保護(hù)接地方式：中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)不直接接地。中性點(diǎn)直接接地稱(chēng)為大電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不直接接地稱(chēng)為小電流接地系統(tǒng)。3.3.1中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地的特點(diǎn)相間電壓特點(diǎn)：相間電壓仍然對(duì)稱(chēng)，對(duì)用戶(hù)沒(méi)有影響，一般情況可繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。3.3接地保護(hù)保護(hù)3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)電壓相量圖：結(jié)論:故障相電壓降低，非故障相電壓升高。

單相金屬性接地時(shí)，故障相電壓為零，非故障相電壓升高為線(xiàn)電壓值。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)電網(wǎng)中性點(diǎn)和各相對(duì)地電壓為零序電壓為：3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)非故障線(xiàn)路的零序電流接地點(diǎn)總零序電流為故障線(xiàn)路的零序電流為3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)單相接地特點(diǎn)：（1）全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓、且零序電壓全系統(tǒng)相等。（2）非故障線(xiàn)路零序電流由本線(xiàn)路對(duì)地電容形成。（3）故障線(xiàn)路零序電流由全系統(tǒng)非故障線(xiàn)路、元件對(duì)地電容形成。（4）故障相電壓下降，非故障相電壓升高。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈單相接地故障特點(diǎn)從接地點(diǎn)流回的總電流為

3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)由于和的相位差約，因此將因消弧線(xiàn)圈的補(bǔ)償而減小。補(bǔ)償方式：完全補(bǔ)償、過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償。為防止運(yùn)行方式變化時(shí)，出現(xiàn)串聯(lián)諧振的現(xiàn)象，應(yīng)采用過(guò)補(bǔ)償方式。

完全補(bǔ)償時(shí)要可能產(chǎn)生串聯(lián)諧振，不宜采用。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)3、中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)（1）無(wú)選擇性絕緣監(jiān)視裝置

在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，任一點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)零序電壓。根據(jù)此特點(diǎn)構(gòu)成的無(wú)選擇性接地保護(hù)，稱(chēng)為絕緣監(jiān)視裝置。

3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)（2）零序電流保護(hù)原理：利用故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路零序電流的數(shù)值不同實(shí)現(xiàn)。使用條件：電纜線(xiàn)路或經(jīng)電纜出線(xiàn)的架空線(xiàn)路上。保護(hù)動(dòng)作電流瞬時(shí)動(dòng)作可靠系數(shù)取4-5，延時(shí)動(dòng)作取1.5-2。靈敏系數(shù)3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)（3）零序功率方向保護(hù)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí),故障線(xiàn)路的零序電流和非故障線(xiàn)路的零序電流方向相反，即故障線(xiàn)路的零序電流滯后零序電壓。而非故障線(xiàn)路的零序電流超前零序電壓，采用零序功率方向保護(hù)可明顯區(qū)分故障線(xiàn)路。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)（4）反映高次諧波分量保護(hù)在電力系統(tǒng)中5次諧波分量數(shù)值最大，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地,消弧線(xiàn)圈只對(duì)基波電容電流有補(bǔ)償作用，5次諧波消弧線(xiàn)圈的感抗增加5倍,對(duì)容抗減小5倍；5次諧波電感電流相對(duì)于5次諧波電容電流來(lái)說(shuō)是很小,起不了補(bǔ)償作用,在5次諧波分量中可不考慮消弧線(xiàn)圈的影響。5次諧波電容電流在消弧線(xiàn)圈的分配規(guī)律與基波在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的分配規(guī)律相同。根據(jù)5次諧波零序電流的大小和方向就可以判別故障線(xiàn)路與非故障線(xiàn)路。3.3.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地保護(hù)保護(hù)3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)1、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)接地時(shí)零序分量的特點(diǎn)電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí),可利用對(duì)稱(chēng)分量法將電流分解為正序、負(fù)序和零序。接地時(shí)等效網(wǎng)絡(luò)：3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)特點(diǎn)：（1）故障點(diǎn)的零序電壓最高為，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，變壓器中性接地點(diǎn)的零序電壓為零。（2）零序電流的分布，主要決定于輸電線(xiàn)路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目和位置無(wú)關(guān)。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)（3）運(yùn)行方式變化，若線(xiàn)路和中性點(diǎn)接地的變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗和零序等效網(wǎng)絡(luò)就不變。系統(tǒng)正序阻抗和負(fù)序阻抗要隨著系統(tǒng)運(yùn)行方式而變化，將間接影響零序分量的大小。（4）對(duì)發(fā)生故障的線(xiàn)路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反，零序功率方向?qū)嶋H上都是由線(xiàn)路流向母線(xiàn)的。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)（5）系統(tǒng)發(fā)生接地短路時(shí)，都將出現(xiàn)零序電流和零序電壓，在非全相運(yùn)行或斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，系統(tǒng)中也會(huì)出現(xiàn)零序分量。系統(tǒng)正常運(yùn)行、振蕩、相間短路不會(huì)出現(xiàn)零序分量。（6）保護(hù)安裝處的零序電壓和零序電流之間的關(guān)系，取決于保護(hù)背后的零序阻抗，與被保護(hù)線(xiàn)路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)2、零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)通常也采用階段式保護(hù)。從保護(hù)構(gòu)成看，三段式零序電流保護(hù)與三段式相間短路保護(hù)相類(lèi)似。（1）無(wú)時(shí)限零序電流速斷保護(hù)特點(diǎn)：為了保證保護(hù)動(dòng)作的快速性和選擇性要求，保護(hù)只能保護(hù)線(xiàn)路的一部分。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)動(dòng)作條件：1）按躲過(guò)被保護(hù)線(xiàn)路末端接地短路時(shí)，保護(hù)安裝處測(cè)量到的最大零序電流整定。接地故障零序電流為3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)2）按躲過(guò)斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，最大零序電流整定若保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于斷路器三相合閘不同期時(shí)間，本條件可不考慮。靈敏度不滿(mǎn)足要求措施：保護(hù)可經(jīng)小延時(shí)，使保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間大于斷路器觸頭不同時(shí)合閘的時(shí)間。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)3）按非全相運(yùn)行且振蕩條件整定按此條件整定，通常整定值較高，按1）和2）整定可能誤動(dòng)，可采用設(shè)置兩個(gè)速斷保護(hù)。即靈敏I段，不靈敏I段保護(hù)。（2）限時(shí)零序電流速斷保護(hù)要求應(yīng)保護(hù)線(xiàn)路全長(zhǎng)。工作原理與相間短路保護(hù)相似。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)動(dòng)作電流有分支情況下：動(dòng)作時(shí)間：靈敏度：3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)當(dāng)下級(jí)線(xiàn)路比較短或運(yùn)行方式變化比較大，靈敏系數(shù)不滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用下列措施加以解決:①使本線(xiàn)路的零序Ⅱ段與下一線(xiàn)路的零序Ⅱ段相配合，其動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限都與下一線(xiàn)路的零序Ⅱ段配合；②保留原來(lái)0.5s時(shí)限的零序Ⅱ段，增設(shè)一個(gè)與下一線(xiàn)路零序Ⅱ段配合的、動(dòng)作時(shí)限為1s左右的零序Ⅱ段，它們與瞬時(shí)零序電流速斷及零序過(guò)電流保護(hù)一起，構(gòu)成四段式零序電流保護(hù)。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)③從電網(wǎng)接線(xiàn)的全局考慮，改用接地距離保護(hù)。（3）零序過(guò)電流保護(hù)作用：作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。動(dòng)作電流按最大不平衡電流整定。同時(shí)要求各保護(hù)間進(jìn)行配合。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)

按保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流來(lái)校驗(yàn)。近后備要求靈敏度≥1.3-1.5，遠(yuǎn)后備要求靈敏度≥1.25。靈敏度動(dòng)作時(shí)間：3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)3、原理接線(xiàn)3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)4、方向性零序電流保護(hù)如圖點(diǎn)短路時(shí)，應(yīng)該由保護(hù)1和保護(hù)2動(dòng)作切除故障，但零序電流流過(guò)保護(hù)3時(shí)，若保護(hù)3無(wú)方向元件可能誤動(dòng)。2、零序功率方向繼電器1、原理3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)

零序功率方向繼電器接于零序電壓和零序電流之上，動(dòng)作與否決定于零序功率功率的方向。

在正向保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路時(shí)，要求零序功率方向繼電器應(yīng)能正確動(dòng)作，并工作在較靈敏的狀態(tài)下。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)保護(hù)2方向元件的零序、零序電流間的相位差取決于保護(hù)安裝處背后的變壓器T2和線(xiàn)路BC的零序阻抗角。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)變壓器與線(xiàn)路總和阻抗角約，因此零序電流超前零序電壓約。靈敏角為：3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)a、b的接線(xiàn)實(shí)質(zhì)上一樣，只是極性標(biāo)注方法不同。由于在正常運(yùn)行情況下不存在零序量，零序方向元件的極性接線(xiàn)錯(cuò)誤不易被發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工作中應(yīng)特別注意。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)評(píng)價(jià)：1）靈敏度高過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為5

7A。零序過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為24A。2）動(dòng)作迅速零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限不必與Yd11接線(xiàn)的降壓變壓器后線(xiàn)路保護(hù)相配合。3）不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，保護(hù)不受其影響，因無(wú)零序分量。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)評(píng)價(jià)：1）靈敏度高過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為5

7A。零序過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為24A。2）動(dòng)作迅速零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限不必與Yd11接線(xiàn)的降壓變壓器后線(xiàn)路保護(hù)相配合。3）不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，保護(hù)不受其影響，因無(wú)零序分量。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)評(píng)價(jià)：1）靈敏度高過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為5

7A。零序過(guò)電流保護(hù)二次動(dòng)作電流一般為24A。2）動(dòng)作迅速零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限不必與Yd11接線(xiàn)的降壓變壓器后線(xiàn)路保護(hù)相配合。3）不受系統(tǒng)振蕩和過(guò)負(fù)荷的影響當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩和對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，保護(hù)不受其影響，因無(wú)零序分量。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)4）接線(xiàn)簡(jiǎn)單零序電流保護(hù)反應(yīng)的零序分量，用一個(gè)測(cè)量元件就可以反應(yīng)接地短路，測(cè)量元件數(shù)量少?？偨Y(jié)：1）相間短路的電流保護(hù)由無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)組成，可采用兩段式或三段式。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)2）無(wú)時(shí)限電流速斷、限時(shí)電流速斷保護(hù)構(gòu)成主保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)作為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。3）在電流保護(hù)的基礎(chǔ)上加裝方向元件就構(gòu)成了方向電流保護(hù)，用于雙電源網(wǎng)絡(luò)和單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，可滿(mǎn)足動(dòng)作選擇性的要求。3.4中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)4.1距離保護(hù)概述第四章輸電線(xiàn)距離保護(hù)1、距離保護(hù)的作用

原因：電流保護(hù)區(qū)隨系統(tǒng)運(yùn)行方式而變化，有時(shí)電流速斷保護(hù)或限時(shí)電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍將變得很小，甚至沒(méi)有保護(hù)區(qū)。

對(duì)長(zhǎng)距離、重負(fù)荷線(xiàn)路，線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流可能與線(xiàn)路末端短路時(shí)的短路電流相差甚微，采用過(guò)電流保護(hù)，其靈敏性也常常不能滿(mǎn)足要求。4.1距離保護(hù)概述在高電壓、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電網(wǎng)中，自適應(yīng)電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)還不能得到充分發(fā)揮。2、距離保護(hù)的基本原理工作原理：距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離，并根據(jù)該距離的大小確定動(dòng)作時(shí)限的一種繼電保護(hù)裝置。特點(diǎn)：故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近時(shí)，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就越短；反之，故障點(diǎn)距保護(hù)安裝處越遠(yuǎn)時(shí)，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限就越長(zhǎng)。

4.1距離保護(hù)概述故障點(diǎn)總是由離故障點(diǎn)近的保護(hù)首先動(dòng)作切除，從而保證了在任何形狀的電網(wǎng)中，故障線(xiàn)路都能有選擇性的被切除。距離保護(hù)核心元件：阻抗繼電器。阻抗繼電器：測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離。方向阻抗繼電器不僅能測(cè)量阻抗的大小，而且還應(yīng)能測(cè)量出故障點(diǎn)的方向。4.1距離保護(hù)概述原理：測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗，實(shí)際上是測(cè)量故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的線(xiàn)路距離。假設(shè)：電壓、電流互感器變比等于1。加入繼電器電壓、電流為、。測(cè)量阻抗工作電壓：4.1距離保護(hù)概述設(shè)阻抗繼電器安裝在線(xiàn)路M側(cè)：特點(diǎn)：1）正向保護(hù)區(qū)外短路時(shí)，工作電壓大于0。4.1距離保護(hù)概述2）正向保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)，工作電壓小于0。3）反向短路，工作電壓大于0。

結(jié)論：檢測(cè)工作電壓的相位變化，不僅能測(cè)量出阻抗的大小，而且還能檢測(cè)出短路故障的方向。1、極化電壓設(shè)極化電壓與測(cè)量電壓同相位，以極化電壓作為參考相量。4.1距離保護(hù)概述區(qū)內(nèi)區(qū)外注意：極化電壓只作相位參考量，不參與阻抗測(cè)量，任何時(shí)候其值不能為零。4.1距離保護(hù)概述動(dòng)作方程或極化電壓作用：1）極化電壓是按相位比較原理工作的方向阻抗繼電器工作所必須。數(shù)值過(guò)大或過(guò)小都是不適宜的。4.1距離保護(hù)概述2）可保證方向阻抗繼電器正、反向出口短路故障時(shí)有明確的方向性。3）根據(jù)比相原理的阻抗繼電器性能特點(diǎn)的要求，極化電壓有不同的構(gòu)成方式，可獲得阻抗繼電器的不同功能，改善阻抗繼電器性能。

2、插入電壓令4.1距離保護(hù)概述區(qū)內(nèi)短路，大于。插入電壓一般與測(cè)量電壓同相。區(qū)外短路，小于。4.1距離保護(hù)概述3、距離保護(hù)時(shí)限特性距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限與保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)間距離的關(guān)系，即的關(guān)系稱(chēng)為時(shí)限特性。與三段式電流保護(hù)類(lèi)似，具有階梯時(shí)限特性的距離保護(hù)獲得了廣泛的應(yīng)用。4.1距離保護(hù)概述4、距離保護(hù)的構(gòu)成

距離保護(hù)構(gòu)成：三段式距離保護(hù)裝置一般由啟動(dòng)元件、方向元件、測(cè)量元件、時(shí)間元件組成。4.1距離保護(hù)概述啟動(dòng)元件:發(fā)生故障瞬間啟動(dòng)保護(hù)裝置?？刹捎梅从池?fù)序電流構(gòu)成或負(fù)序與零序電流的復(fù)合電流構(gòu)成，也可以采用反映突變量的元件作為啟動(dòng)元件。方向元件：是保證動(dòng)作的方向性，防止反方向發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)誤動(dòng)作。4.1距離保護(hù)概述測(cè)量元件：用阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)，主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（或阻抗）。時(shí)間元件：主要作用是按照故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的遠(yuǎn)近，根據(jù)預(yù)定的時(shí)限特性動(dòng)作的時(shí)限，以保證動(dòng)作的選擇性。4.1距離保護(hù)概述

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主講人：許建安4.2阻抗繼電器教學(xué)要求：掌握各種阻抗繼電器特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，整定阻抗、測(cè)量阻抗及動(dòng)作阻抗意義；比幅與比相間的轉(zhuǎn)換。阻抗繼電器作用：阻抗繼電器是距離保護(hù)的核心,其主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。

加入阻抗繼電器的電壓與電流的比值稱(chēng)為測(cè)量阻抗。4.2阻抗繼電器為了方便比較，通常將測(cè)量阻抗與整定阻抗畫(huà)在同一阻抗復(fù)數(shù)平面上。4.2阻抗繼電器

所表示的直線(xiàn)段為繼電器動(dòng)作區(qū)，直線(xiàn)以外的區(qū)域?yàn)榉莿?dòng)作區(qū)。

由于互感器的誤差，直線(xiàn)形動(dòng)作特性不能采用的，必須擴(kuò)大保護(hù)區(qū)。4.2阻抗繼電器4.2.1圓特性阻抗繼電器1、全阻抗繼電器動(dòng)作方程：特點(diǎn):1)圓的半徑為整定阻抗；2)圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)；3)動(dòng)作不具有方向性。4.2阻抗繼電器圓的動(dòng)作方程為：方程兩邊乘以電流,則方程為若令整定阻抗為：物理意義：正常運(yùn)行時(shí)，電壓為額定電壓、電流是負(fù)荷電流，方程不滿(mǎn)足條件，即繼電器不動(dòng)作；當(dāng)在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)，電壓降低，電流增大，方程滿(mǎn)足條件，保護(hù)起動(dòng)。4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程兩邊同乘以測(cè)量電流,則方程為若令整定阻抗為：2、方向阻抗繼電器4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程：4.2阻抗繼電器

方向阻抗繼電器以電壓形式表示的動(dòng)作方程為：特點(diǎn)：1）動(dòng)作具有方向性；2）圓的直徑為整定阻抗；3）圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)。缺點(diǎn)：當(dāng)加入繼電器的電壓等于零時(shí)，保護(hù)存在動(dòng)作死區(qū)。4.2阻抗繼電器由于在保護(hù)安裝出口處發(fā)生三相短路時(shí)，加入繼電器的電壓為零，存在動(dòng)作死區(qū)。實(shí)用的方向元件必須解決保護(hù)動(dòng)作死區(qū)問(wèn)題。動(dòng)作阻抗：使阻抗繼電器啟動(dòng)的最大測(cè)量阻抗。整定阻抗：指保護(hù)安裝處至保護(hù)區(qū)末端阻抗。4.2阻抗繼電器特點(diǎn)：當(dāng)加入繼電器電壓與電流之間的相位差為不同數(shù)值時(shí)，動(dòng)作阻抗也隨之而變。處于靈敏角狀態(tài)下動(dòng)作阻抗具有最大值，保護(hù)區(qū)最長(zhǎng)，即最靈敏。當(dāng)測(cè)量阻抗角等于整定阻抗角時(shí)，此時(shí)動(dòng)作阻抗具有最大值，將此角度稱(chēng)為靈敏角。4.2阻抗繼電器比幅特性與比相特性間的轉(zhuǎn)換：動(dòng)作方程為：4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程用電壓形式表示時(shí)，其方程為：缺點(diǎn)：當(dāng)加入繼電器電壓為零時(shí)，也無(wú)法比相。存在動(dòng)作死區(qū)。4.2阻抗繼電器3、偏移特性阻抗繼電器動(dòng)作方程：4.2阻抗繼電器圓的半徑為：其中動(dòng)作方程可表示為：4.2阻抗繼電器當(dāng)，方程為：當(dāng)，方程為：全阻抗繼電器4.2阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器比相形式動(dòng)作方程：4.2阻抗繼電器以電壓形式表示動(dòng)作方程為：4.2阻抗繼電器小結(jié)：1）測(cè)量阻抗：由測(cè)量電壓與測(cè)量電流的比值，大小與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處遠(yuǎn)近有關(guān)；2）整定阻抗：一般取保護(hù)安裝點(diǎn)到保護(hù)范圍末端線(xiàn)路的阻抗；3）動(dòng)作阻抗：使阻抗繼電器動(dòng)作的最大測(cè)量阻抗。4.2阻抗繼電器4.2.2多邊形阻抗繼電器

多邊型阻抗繼電器反應(yīng)故障點(diǎn)過(guò)渡電阻能力強(qiáng)、躲過(guò)負(fù)荷能力好，在微機(jī)保護(hù)中應(yīng)用的相對(duì)廣泛。1、四邊形阻抗繼電器4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程：特點(diǎn)：測(cè)量阻抗落入四邊形區(qū)域內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。但保護(hù)不具方向性。4.2阻抗繼電器2、方向性多邊形阻抗繼電器

為了減小過(guò)渡電阻對(duì)阻抗保護(hù)的影響，各邊都采用了傾斜角，特性如圖所示。4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程：方向判別的動(dòng)作方程為：4.2阻抗繼電器3、零序電抗繼電器

為克服單相接地短路時(shí)過(guò)渡電阻對(duì)保護(hù)區(qū)的影響，使阻抗繼電器動(dòng)作特性適應(yīng)附加測(cè)量阻抗的變化、保護(hù)區(qū)穩(wěn)定不變，零序電抗繼電器是廣泛采用的一種阻抗繼電器。其動(dòng)作特性是過(guò)整定阻抗端點(diǎn)有一個(gè)傾角的直線(xiàn)。4.2阻抗繼電器

送電側(cè)受電側(cè)

若附加測(cè)量阻抗角等于傾斜角，則動(dòng)作特性與附加阻抗平行。則保護(hù)區(qū)不受過(guò)渡電阻的影響。4.2阻抗繼電器動(dòng)作方程為：4.2阻抗繼電器小結(jié)：（1）多邊形特性阻抗繼電器與直線(xiàn)形零序電抗繼電器在微機(jī)保護(hù)中被廣泛應(yīng)用；（2）其最大優(yōu)點(diǎn)是躲過(guò)過(guò)渡電阻能力比較強(qiáng)；（3）同時(shí)可以采用帶方向性。4.2阻抗繼電器

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