标题：电力系统继电保护
概要
电力系统继电保护（relay protection of power system）
最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了以断路器为核心的电磁式继电保护装置、电子式静态继电保护装置，最近发展迅速的以远动技术信息技术和计算机技术为基础的微机型继电保护装置；
继电保护装置必须具备以下5项基本性能：①安全性：在不该动作时，不误动；②可靠性：在该动作时，不拒动；③速动性：能以最短时限将故障或异常从系统中切除或隔离；④选择性：在自身整定的范围内切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电，不越级跳闸；⑤灵敏性：反映故障的能力，通常以灵敏系数表示；不拒动不误动是关键。[1]
继电保护的基本概念
在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害呢）、内部因素（绝缘老化，损坏等）及操作等，都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。
电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。
电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。电力系统发生故障或危及其安全运行的事件时，他们能及时发出告警信号，或直接发出跳闸命令以终止事件。
1、继电保护的基本任务
（1）自动迅速，有选择的跳开特定的断路器（2）反映电气元件的不正常运行状态
2、电力系统对继电保护的基本要求
速动性，选择性，灵敏性，可靠性。
发展历史
电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国。 
微机继电保护的发展史
微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。是在英国60年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降，可靠性、运算速度的大幅度提高，促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在70年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。90年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。
我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期，尽管起步晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经过10年左右的奋斗，到了80年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年代开始，华中　理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上的新一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机－变压器组保护也相继于1989年、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993年、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。因此到了90年代，我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中[1～3]。
图书信息
  书 名: 电力系统继电保护
作　者：陈少华何瑞文
出版社： 机械工业出版社
出版时间： 2009年01月
ISBN: 9787111252061
开本： 16开
定价: 24.00 元
内容简介
《电力系统继电保护》着重阐明电力系统继电保护的工作原理和继电保护技术的分析方法。
全书共九章，第一章绪论，第二章介绍微机继电保护的软、硬件基本知识，第三、四章介绍电网的阶段式电流保护和距离保护，第五章介绍输电线路的纵联保护，第六章介绍自动重合闸，第七～九章分别介绍电力变压器、发电机和母线等元件的继电保护。
《电力系统继电保护》可作为高等学校电气工程及其自动化专业“电力系统继电保护”课程的教材，亦可供研究生以及从事继电保护工作的技术人员参考。 
图书目录
前言
第一章 绪论
第二章 微机继电保护基础
第三章 电网的电流保护
第四章 电网的距离保护
第五章 输电线路的纵联保护
第六章 自动重合闸
第七章 电力变压器的保护
第八章 发电机的保护
第九章 母线的保护
参考文献
……
图书信息
作　者： 霍利民　主编  出 版 社： 中国电力出版社
出版时间： 2008-8-1 
字　数： 333000 
页　数： 213 
开　本： 16开 
纸　张： 胶版纸 
I S B N ： 9787508377520 
包　装： 平装 
定价：22.00 
内容简介
本书为普通高等教育“十一五”规划教材。
本书着重阐明电力系统继电保护的基本原理、各种基本继电器的分析方法和整定原则，融入了继电保护新技术，反映了继电保护技术的新发展。全书共分九章，主要内容包括绪论，电网的电流保护、距离保护，输电线路纵联保护和自动重合闸，电力变压器、发电机和母线等元件的保护，微机保护的软、硬件基本知识。
本书主要作为高等学校电气工程及其自动化和农业电气化与自动化专业本科教材，也可作为高职高专相关专业的教材或电力工程技术人员的参考用书。 
目录
前言
第一章 绪论
第一节 电力系统继电保护的作用
第二节 继电保护的基本原理和保护装置的组成
第三节 对继电保护的基本要求
第四节 继电保护技术的发展简史
第二章 电网的电流保护
第一节 继电保护用继电器和电力互感器
第二节 相问短路的电流保护
第三节 多侧电源电网相问短路的方向性电流保护
第四节 中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
第五节 中性点非直接接地电网中单相接地故障的保护
复习思考题
第三章 电网的距离保护
第一节 距离保护概述
第二节 阻抗继电器
第三节 阻抗继电器的接线方式
第四节 影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施
第五节 距离保护的整定计算
复习思考题
第四章 输电线路纵联保护
第一节 输电线路纵联保护的基本原理和分类
第二节 输电线路纵联保护的通信通道
第三节 输电线路的导引线纵联差动保护
第四节 方向比较式纵联保护
第五节 相位比较式纵联保护
复习思考题
第五章 输电线路的自动重合闸
第一节 自动重合闸的作用及要求
第二节 三相自动重合闸
第三节 单相自动重合闸
第四节 综合自动重合闸
第五节 自动重合闸与继电保护的配合
第六节 重合器与分段器
复习思考题
第六章 电力变压器的继电保护
第一节 电力变压器的故障类型、不正常运行状态和应加装的保护
第二节 变压器的瓦斯保护
第三节 变压器的电流速断保护
第四节 变压器纵联差动保护
第五节 变压器的电流和电压保护
第六节 变压器的零序保护
第七节 变压器的过励磁保护
复习思考题
第七章 发电机保护
第一节 发电机的故障类型、不正常运行状态及其保护方式
第二节 发电机的纵差动保护
第三节 发电机匝间短路的横差动保护
第五节 发电机的其他保护
复习思考题
第八章 母线保护
第一节 母线故障和装设母线保护的基本原则
第二节 单母线保护
第三节 双母线保护
第四节 一个半断路器接线的母线保护
第五节 断路器失灵保护
复习思考题
第九章 微机保护概述
第一节 微机保护系统简介
第二节 微机保护的硬件框图简介
第三节 微机保护的算法
第四节 微机变压器差动保护举例
第五节 提高微机保护可靠性的措施
第六节 变电站微机综合自动化系统简介
复习思考题
附录 本书使用的文字符号、图形符号说明
参考文献
图书信息
书名:电力系统继电保护 
ISBN:750833371 
作者:本书编写组 
出版社:中国水利水电出版社 
定价:29.9 
页数:0 
出版日期:2005-7-1 
版次:1
开本:24cm 
包装:平装 
简介:本书阐述了继电保护的基本原理，利用故障分量的继电保护检测原理，序分量的计算和获取方法，新型继电保护和故障测距方面的原理等内容。从继电保护反应故障信息的特点出发，介绍了故障识别和处理、利用故障分量的保护及选相方法、自适应继电保护等内容。主要有：电力系统继电保护的作用、线路电流电压保护、线路的距离保护、线路的差动保护、电力变压器保护、电动机保护等。书中内容反映了继电保护方面的最新技术与成果，可读性较强。本书主要强调电力系统故障理论分析，力求重点突出，理论结合实际。图形、文字符号采用最新国家标准。
本书可供继电保护专业技术人员及管理人员阅读，也可供高等院校、高等职业学院相关专业师生参考。
目录:
第1章　绪论　1.1　电力系统继电保护的作用　1.2　继电保护的基本原理　1.3　继电保护的组成及分类　1.4　对继电保护装置的基本要求
1.4.1　选择性
1.4.2　速动性
1.4.3　灵敏性
1.4.4　可靠性　1.5　继电保护的发展概况第2章　电网的电流保护和方向性电流保护　2.1　单侧电源网络相间短路的电流保护
2.1.1　反应单一电气量的继电器
2.1.2　无时限电流速断保护
2.1.3　限时电流速断保护
2.1.4　定时限过电流保护
2.1.5　阶段式电流保护的应用及评价
2.1.6　电流保护的接线方式　2.2　电网相间短路的方向性电流保护
2.2.1　方向性电流保护的工作原理
2.2.2　功率方向继电器
2.2.3　功率方向继电器的90°接线方式
2.2.4　方向性电流保护的整定举例
2.2.5　对方向性电流保护的评价　2.3　大电流接地系统的零序电流保护
2.3.1　接地故障时零序电流、零序电压及零序功率的特点
2.3.2　零序分量滤序器
2.3.3　零序电流速断保护
2.3.4　限时零序电流速断保护
2.3.5　零序过电流保护
2.3.6　方向性零序电流保护
2.3.7　零序电流保护整定计算举例
2.3.8　对零序电流保护的评价　2.4　小电流接地系统的接地保护
2.4.1　中性点不接地系统单相接地的特点
2.4.2　中性点不接地系统的接地保护
2.4.3　中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的特点
2.4.4　中性点经消弧线圈接地系统的接地保护　习题2第3章　电网的距离保护　3.1　距离保护的作用原理
3.1.1　距离保护的基本原理
3.1.2　距离保护的时限特性
3.1.3　距离保护的主要组成元件　3.2　阻抗继电器
3.2.1　用复数阻抗平面分析阻抗继电器的特性
3.2.2　比幅原理和比相原理
3.2.3　全阻抗继电器
3.2.4　方向阻抗继电器
3.2.5　偏移特性阻抗继电器　3.3　单相阻抗继电器的接线方式
3.3.1　阻抗继电器接线方式的要求及分类
3.3.2　相间短路的0°接线方式
3.3.3　中性点直接接地系统中两相接地短路
3.3.4　阻抗继电器的主要技术指标和参数　3.4　影响距离保护正确工作的因素
3.4.1　概述
3.4.2　过渡电阻对距离保护的影响
3.4.3　分支电路对距离保护的影响
3.4.4　电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁　3.5　距离保护的整定原则和计算方法
3.5.1　距离保护的整定原则
3.5.2　距离保护的整定计算
3.5.3　阻抗继电器的精确工作电流校验
3.5.4　距离保护整定计算举例　习题3第4章　高频保护　4.1　高频保护的工作原理和分类
4.1.1　高频保护的作用原理及分类
4.1.2　高频通道的构成
4.1.3　高频通道的工作方式和高频信号的作用　4.2　方向高频保护
4.2.1　高频闭锁方向保护
4.2.2　高频闭锁负序方向保护
4.2.3　高频闭锁距离保护
4.2.4　高频闭锁零序保护　4.3　相差动高频保护
4.3.1　相差动高频保护的工作原理
4.3.2　相差动高频保护的构成　4.4　高频保护的反事故措施及运行维护中的注意事项
4.4.1　相差动高频保护
4.4.2　高频闭锁距离保护　4.5　光纤保护简介　习题4第5章　输电线路的自动重合闸　5.1　自动重合闸的作用及其基本要求
5.1.1　自动重合闸在电力系统中的作用
5.1.2　自动重合闸装置的基本要求　5.2　单侧电源线路的三相一次自动重合闸
5.2.1　电磁型三相一次自动重合闸装置
5.2.2　工作原理　5.3　双侧电源线路的三相一次自动重合闸
5.3.1　双侧电源线路重合闸的特点
5.3.2　双侧电源线路重合闸的主要方式　5.4　自动重合闸与继电保护的配合
5.4.1　自动重合闸前加速
5.4.2　自动重合闸后加速　5.5　单相自动重合闸与综合自动重合闸
5.5.1　单相重合闸的特点
5.5.2　综合重合闸　习题5第6章　电力变压器保护　6.1　电力变压器的故障、异常工作状态及其保护方式　6.2　变压器的励磁涌流　6.3　变压器的差动保护
6.3.1　变压器差动保护的基本原理
6.3.2　不平衡电流产生的原因
6.3.3　减小不平衡电流的措施　6.4　变压器的瓦斯保护　6.5　变压器相间短路的后备保护及过负荷保护
6.5.1　过电流保护
6.5.2　低电压起动的过电流保护
6.5.3　复合电压起动的过电流保护
6.5.4　负序过电流保护
6.5.5　过负荷保护　6.6　变压器零序电流、电压保护
6.6.1　中性点直接接地变压器的零序电流保护
6.6.2　中性点可能接地或不接地运行时变压器的零序电流、电压保护　6.7　整定计算实例　习题6第7章　发电机保护　7.1　发电机的故障类型、不正常运行状态及其保护方式
7.1.1　发电机的故障和异常运行状态
7.1.2　大型发电机组的特点及对继电保护的要求
7.1.3　发电机保护装设的原则　7.2　发电机的纵差动保护
7.2.1　发电机纵差动保护的基本原理
7.2.2　采用BCH-2型差动继电器的纵差动保护　7.3　发电机定子匝间短路保护
7.3.1　匝间短路的特点
7.3.2　横差动保护的构成及工作原理
7.3.3　保护装置的整定计算及其他有关问题
7.3.4　定子绕组零序电压原理的匝间短路保护　7.4　发电机定子绕组单相接地保护
7.4.1　发电机定子绕组单相接地的特点
7.4.2　定子绕组单相接地的零序电流保护　7.5　发电机励磁回路接地保护
7.5.1　励磁回路接地故障的危害及保护装设原则
7.5.2　励磁回路一点接地保护
7.5.3　励磁回路两点接地保护　7.6　发电机失磁保护
7.6.1　发电机失磁的物理过程及特点
7.6.2　发电机失磁时的机端测量阻抗
7.6.3　发电机失磁保护的构成方式　7.7　整定计算举例　习题7第8章　母线保护　8.1　母线的故障及装设母线保护的原则　8.2　母线的完全电流差动保护
8.2.1　完全的电流差动保护原理
8.2.2　保护的整定计算　8.3　电流相位比较式母线保护
8.3.1　电流相位比较式母线保护的基本原则
8.3.2　保护的构成　8.4　双母线保护
8.4.1　双母线同时运行时，元件固定连接的电流差动保护
8.4.2　双母线同时运行时，元件非固定连接的母联电流相位比较式母线保护　8.5　整定计算举例　习题8第9章　微机保护　9.1　概　述
9.1.1　微机保护的基本构成
9.1.2　微机保护的特点　9.2　微机保护的硬件组成原理
9.2.1　微机保护系统的硬件组成
9.2.2　电压形成回路
9.2.3　采样保持电路与模拟低通滤波器
9.2.4　多路转换开关(MUX)
9.2.5　模数转换器(A/D)
9.2.6　高度集成的数据采集系统DAS
9.2.7　CPU主系统
9.2.8　开关量输入、输出系统
9.2.9　与综合自动化系统的接口部分　9.3　微机保护的软件基础
9.3.1　数字滤波
9.3.2　微机保护的算法　9.4　微机保护举例
9.4.1　概述
9.4.2　微机差动保护的动作判据和算法
9.4.3　微机变压器差动保护的软件流程　9.5　提高微机保护可靠性的措施
9.5.1　抗电磁干扰的措施
9.5.2　模拟量的自纠错
9.5.3　故障自诊断　习题9附录参考文献
常见的电力系统继电保护设备
微机保护装置微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护[2]的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的，而保护的性能和功能是由软件决定。 
运行原理
微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。目前数字核心的主流为嵌入式微控制器（MCU），即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V）、低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。继电器继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 
电力系统继电保护原理
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。 
电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是： 
(1) 电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。 
(2) 电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。 
(3) 电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。 
(4) 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。 
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。 
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。 
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护。[3]