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第4章供电系统的保护第一节继电保护的基本概念第二节单端供电网络的保护第三节电力变压器的保护第四节低压配电系统的保护第五节供电系统的微机保护

第一节继电保护的基本概念

供电系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障：相间短路、接地短路，变压器、电动机一相绕组的匝间短路等。不正常运行状态：过负荷、小接地电流系统中的单相接地等。故障原因：外部原因：（如雷击、污闪等）内部原因：（如绝缘老化、损坏等）误操作：（运行时）故障后果:损坏设备、缩短设备使用寿命；破坏系统运行的稳定性；用户电压下降，破坏工作稳定，影响产品质量；供电质量：电压、频率、谐波。针对故障要求尽快将故障部分切除；针对不正常运行状态，要求能够让值班人员知道。－继电保护装置

供电系统中常见的保护装置类型主要有如下三种：(1)继电保护装置：适用于供电可靠性较高要求的高压供电系统中。(2)熔断器保护：广泛适用于高、低压供电系统。由于装置简单经济，在供电系统中应用得相当普遍。但是它的断流能力较小，选择性差，熔体熔断后更换不方便，不能迅速恢复供电，因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。(3)低压断路器保护：又称低压自动开关保护，由于低压断路器带有多种脱扣器，能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等，而且可作为控制开关进行操作，因此在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。

1．继电保护、继电保护装置及其任务继电保护装置:是一种能反映供电系统中电气元件（线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。继电保护:泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统。具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至断路器跳闸线圈的一整套设备。如需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。

1．继电保护、继电保护装置及其任务从继电保护装置的定义可看出，其两大任务：①发生故障时，自动、迅速、有选择地借助于断路器将故障部分从供电系统中切除；（继电保护动作于断路器跳闸）当设备出现不正常运行状态时，根据运行条件而动作于发出信号、减负荷或者跳闸。（继电保护动作于发信号）

2．继电保护的工作原理供电系统发生故障时，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等。因此，利用故障时参数与正常运行时的差别，就可以构成不同原理和类型的继电保护。分成两类：反应电气量变化的保护,反映非电气量变化的保护。

反应电气量变化的保护原理：利用短路时电流增大的特征，可构成过电流保护；利用电压降低的特征，可构成低电压保护；利用电压和电流比值的变化，可构成阻抗（距离）保护；利用电流和电压之间相位关系的变化，可构成方向保护；利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可构成差动保护等。

反应非电气量变化的保护原理：利用故障时变压器油分解所产生的气体，可构成瓦斯保护。利用电动机绕组温度的升高，可构成过负荷保护或过热保护。可利用任何故障与正常运行状态下有区别的信号来实现保护

3．继电保护装置的构成

4．对继电保护的基本要求对作用于跳闸的继电保护，在技术上有四个基本要求：可靠性灵敏性选择性速动性

（1）可靠性不误动；不拒动。可靠性是绝对要求的。装置不可靠还不如不装。

反应参数增加，如短路时电流增大Ks=Ikmin/Iop0IcaIopIkminIkmaxI动作区Ikmin保护区末端金属性短路时故障电流的最小计算值Iop保护装置的动作电流故障区（1）对于反应故障时参数量增加的保护装置例如：过电流保护的灵敏系数为kS＝Ik(n)／IopIk(n)—保护区内故障的最小短路电流值Iop—保护装置动作电流（一次侧）（2）灵敏性保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性，用灵敏系数（ks）来衡量。

（2）对于反应故障时参数量降低的保护装置例如：低电压保护的灵敏系数为kS＝Uop／Uk(n)Uk(n)——保护区内故障的最大残压值Uop——保护装置动作电压（一次侧）0