1、 第 1 页 共 16 页 第1章 绪论 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信 技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力。因此，继电保护技术 得天独厚，在 40 余年的时间里完成了发展的 4 个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体 管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋 势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。 随着计算机硬件的迅速发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的 要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空 间，快速的数据处
2、理功能，强大的通信能力，与其它保护。 继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量， 当 突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继 电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。 这次课程设计以最常见的 110KV 电网线路保护设计为例进行分析设计， 要求对整个 电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电 路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电 保护中电流保护、距离保护的具体计算。 1.1 继电保护 电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的
3、各种短路。 发生短路 时可能会产生以下后果： 1、电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。 2、故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。 3、电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭 到破坏。 4、破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定 而解列瓦解。 因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性，一旦发生故 障，必须迅速而有选择性的切除故障，且切除故障的时间常常要求在很短的时间内（十 分之几或百分之几秒） 。实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要 求， 而这种装置在目前使用的大多数
4、是由单个继电器或继电器及其附属设备的组合构成 的，因此称为继电保护装置，它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状 第 2 页 共 16 页 态，并动作于断路器跳闸或发生告警信号。 继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。 满足电力系统安全运行的要求 是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基 本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈 的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、 材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电 路式、微处理机式等不同
5、的发展阶段。 继电保护的任务就是在系统运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地 等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测 量回路断线等） ，能够自动、迅速、有选择性且可靠的发出跳闸命令将故障切除或发出 各种相应信号，从而减少故障和不正常现象所造成的停电范围和电气设备的损坏程度， 保证电力系统安全稳定的运行。 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。 继电保护装置必须满足的四个基本要求： 1、选择性：当系统发生故障时，继
6、电保护装置只将故障设备切除，使停电范围尽 量缩小，保证无故障部分继续运行。 2、速动性：电力系统发生故障时，要求能快速切除故障以提高电力系统并列运行 的稳定性；减少用户在电压降低的异常情况下的运行时间，使电动机不致因电压降低时 间过长而处于停止转动状态，并利于电压恢复时电动机的自起动，以加速恢复正常运行 的进程；此外，还可避免扩大事故，减轻故障元件的损坏程度。 3、灵敏性：是指保护对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力，对于 保护范围内故障，不论短路点的位置在哪里，短路类型如何，运行方式怎样变化，保护 均应灵敏正确地反应。 4、可靠性：就是在保护范围以内发生属于它应该动作的故障时，不应该由于它本 身的缺陷而拒绝动作；而在其它任何不属于它动作的情况下，不应该误动作。 继电保护的基本概念： 在电力系统运行中，外界因素（如雷击、鸟害等） 、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； 三相短路；两相短路；两相接地短路；断线等。 电力系统非正常运行状态有
