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国家电网公司继电保护培训教材(上册)

(389) (389)

第一节变压器保护 (389) 一、变压器的故障和保护配置（389）二、纵差动保护（390）三、变压器纵 差动保护需要解决的问题（398）四、其他差动保护（407）五、复合电压闭 锁的（方向）过电流保护（411）六、零序电流（方向）保护（416）七、阻 抗保护（419）八、变压器过励磁保护（429）九、变压器中性点间隙保护和 零序电压保护（432）十、非电量保护（434） 第二节母线保护， .(435) 一、概述（435）二、母线差动保护（438）三、母联死区保护、母联失灵保护、 母联充电保护、母联过流保护（451）四、非全相运行保护（456）五、断路器 失灵保护（457) 第三节断路器保护 ..(461) 、断路器保护装置的配置与应用范图（461）二、3/2接线方式的断路器 失灵保护（461）三、3/2接线方式的自动重合闸（463）四、充电保 护（465）五、死区保护（466）六、断路器三相不一致保护（466）七、解 时跟跳回路（466）八、交流电压断线判别（466）九、闸位置异常告警 (466)

GB/T 16927.2-2013 高电压试验技术 测量系统第一节变压器保护 (389) 一、变压器的故障和保护配置（389）二、纵差动保护（390）三、变压器纵 差动保护需要解决的问题（398）四、其他差动保护（407）五、复合电压闭 锁的（方向）过电流保护（411）六、零序电流（方向）保护（416）七、阻 抗保护（419）八、变压器过励磁保护（429）九、变压器中性点间隙保护和 零序电压保护（432）十、非电量保护（434） 第二节母线保护 (435) 一、概述（435）二、母线差动保护（438）三、母联死区保护、母联失灵保护、 母联充电保护、母联过流保护（451）四、非全相运行保护（456）五、断路器 失灵保护（457) 第三节断路器保护 (461) 、断路器保护装置的配置与应用范图（461）二、3/2接线方式的断路器 失灵保护（461）三、3/2接线方式的自动重合闸（463）四、充电保 护（465）五、死区保护（466）六、断路器三相不一致保护（466）七、解 时跟跳回路（466）八、交流电压断线判别（466）九、跳闸位置异常告警 (466)

第一节变压器保护 (389) 一、变压器的故障和保护配置（389）二、纵差动保护（390）三、变压器纵 差动保护需要解决的问题（398）四、其他差动保护（407）五、复合电压闭 锁的（方向）过电流保护（411）六、零序电流（方向）保护（416）七、阻 抗保护（419）八、变压器过励磁保护（429）九、变压器中性点间隙保护和 零序电压保护（432）十、非电量保护（434）

第四节并联电抗器保护 一、并联电抗器的纵差保护和电流速断保护（467）二、并联电抗器匝间短路 和单相接地短路保护（468）三、主电抗器的过负荷荐保护及过电流、零序电流 后备保护（472）四、中性点电抗器的过电流保护、过负荷保护（473）五、干 式空心并联电抗器的保护（473） 第五节并联电容器组保护 (474) 一、电容器组与断路器之间连接线、电容器组内部连线上的相间短路故障保 护（474)二、电容器内部故障保护（474）三、多台电容器切除后的过电压保 护（475）四、电容器组为双星形接线时常用中性线不平衡电流保护（476） 五、电容器组的过负荷保护（476）六、电容器组的过电压保护（476）七、电 容器组的低电压保护（477）八、其他保护（477）九、电容器组在系统运行中 异常问题（478） 2 (478

第一节备用电源自动投人装置 一、概球（479）二、对备用电源自动投入装置的要求（479）三、微机式备用 电源自动投入装置（480） 第二节微机型自动按频率减负荷装置 (488) 一、概述（488）二、电力系统低频运行的危害（488）三、限制频率下降的措 施（489）四、电力系统负荷的静态频率特性（489）五、电力系统频率动态特 性（490）六、自动按频率减负荷装置（491） 第三节电力系统安全稳定控制装置： :（497 一、电力系统稳定控制的概念（497）二、电力系统稳定控制的三道防线（497） 三、电力系统紧急控制的类型及其作用（498）四、分布式稳定控制装置（499） 第四节故障录波器及故障信息管理系统 (500) 、故障录波器（500）二、故障信息管理系统概述（503) t 7507

(509) (509) (509)

第一节概述 (509 第二节二次回路的接线图 (509) 一、二次回路图纸的分类（509）二、二次回路的读图方法（513）三、二次回 路标号（513）四、二次回路连接导线截面的选择（521) 第三节继电保护用电流互感器 ·(521 一、电流互感器的一次参数（522）二、电流互感器的二次额定电流（522） 三、电流互感器的额定输出容量（522）四、电流互感器的10%误差校核（523） 五、电流互感器的其他参数（526） 第四节继电保护用电压互感器 (528)

第七章继电保护整定计算基础

七章继电保护整定计算基础

一、整定计算的目的及任务（596）二、整定计算的基本要求（597）三、整定 计算的工作步骤（600）四、整定计算参数选择及计算（600）五、整定计算运 行方式选择（601）六、整定计算的配合方法（603）七、整定计算相关技巧和 应注意的问题（614）八、整定计算定值管理（614） 第二节电流电压保护整定计算 (615) 一、概述（615）二、阶段式电流保护整定计算方法（615）三、阶段式电流 电压保护整定计算方法（617）四、辅助定值整定及注意事项（618）五、整 定计算案例（619) 第三节零序电流保护整定计算 (622) 一、概述（622）二、阶段式零序电流保护整定计算方法（623）三、超高压 电网零序电流保护整定计算方法（625）四、辅助定值整定及注意事项（627） 五、整定计算策例（627) 第四节距离保护整定计算 (631) 一、概述（631）二、接地距离保护整定计算方法（632）三、相间距离保护 整定计算方法（634）四、辅助定值整定及注意事项（634）五、整定计算算

例（636） 第五节纵联保护整定计算 (640) 一、概述（640）二、纵联方向保护整定计算方法（640）三、纵联距离保护 整定计算方法（641）四、纵联差动保护整定计算方法（641）五、辅助定值 整定及注意事项（641） :(642) 第六节变压器保护整定计算 一、概述（642）二、变压器主保护整定计算方法（642）三、变压器后备保 护整定计算（646）四、变压器其他相关保护整定（650）五、辅助定值及注 意事项（651）六、整定计算算例（653) .(657) 第七节母线及断路器失灵保护整定计算 一、概述（657）二、母线差动保护整定计算方法（657）三、母联相关保护 整定计算方法（659）四、断路器失灵保护整定计算方法（659）五、辅助定 值及注意事项(660) (660) 第八节特殊运行方式下的影响 、概述（660）二、系统运行方式变化的处理（660）三、保护停运的处 理（660）四、其他问题（661) 第九节整定计算工具 (663 一、整定计算工具介绍（663）二、用计算机进行整定计算的核心工作原 理（667)三、计算机整定使用中的相关问题（668）

第八章维电保护相关知识

第八章继电保护相关知识

(671) (671)

第一节一次设备基础知识 一、变电站的主接线（671）二、变压器（675）三、断路器（680）四、隔离开 关（682）五、互感器（683）六、电抗器（686）七、消弧线圈（687）八、防雷 及接地装置（688） 第二节变电运行及事故处理基础 (689) 一、变电站倒闸操作概述（689）二、继电保护有关操作（691）三、事故处理 的基本概念（691) 第三节变电站综合自动化 .(692 一、电力系统自动化的特点及功能（692）二、变电站综合自动化的结构形 式（693）三、监控系统的基本功能及实现方法（695）四、数据通信技术（710） 五、串行通信接口和现场总线技术（717）六、工业以太网（723）七、信道和传 输介质（729）八、站内通信系统（732）九、提高通信可靠性的手段（733） 十、数字化变电站（736)

一、变电站的主接线（671）二、变压器（675）三、断路器（680）四、隔离开 关（682）五、互感器（683）六、电抗器（686）七、消弧线（687）八、防雷 及接地装置（688)

例一起零序感引起的平行双回线跳闻事故分析…………

案例2.一起220kV线路保护异常跳闸的分析 (747) 案例3.220kV某变电站1号主变压器差动保护误动原因分析 (750) 案例4.一起220kV变电站交流站用电全失事故 (753) 案例5.防跳回路异常造成的事故 (755) 案例6.辅助触点切断合闸电流引起于扰误跳三相 (756) 案例7.220kV线路单相故障误跳三相 (758) 案例8.主变压器空投时差动保护误动 . (761) 案例9.寄生回路造成保护误动 (763) 案例10.220kV某站全站失电事故分析 (765) 案例11.二次回路接线错误造成保护拒动 (766) 案例12.500kV某线短弓I线保护误动作原因分析 (768) 案例13.电缆线间绝缘降低重瓦斯保护误跳闸 (769) 案例14.变压器充电引起的母差误动事故 (771) 案例15.一起试验引起的保护误动 : (774) 案例16.一起500kV母线失电事故分析 (775) 案例17同杆线路纵联零序方向保护误动分析及措施研究 (780) 案例18.一起500kV双线误跳闸的事故分析 (787) 案例19.一起保护误动弓引起的重大电网事故的分析 (790) 案例20.某220kV变电站母线全停事故分析 (792)

一、正弦交流电的基本概念

单相交流电路分析与计算

i= I. sin(wt + ?)

你为瞬时值；1称为最大值；w称为角频率；（+）称为相位；称为初相角 角频率和初相角是确定正弦交流电的三要素。

（一）交流电的周期、频率和角频率 交流电变化一周所需要的时间称为周期，用T表示，单位是秒（s）。交流电在1s内重 复变化的次数称为频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），简称赫。

交流电每变化一周就变化了2元弧度，即 uT=2↑ 角赖率、周期及频率的关系为

角频率w的单位是弧度/秒（rad/s）。我国电力工业的标准频率为50Hz，周期为0.02s。 （二）交流电的瞬时值、最大值及有效值 交流电的瞬时值是随时间变化的，用小写字母表示，如i、、e。最大值又称幅值，虽 然是一个不随时间变化的定值，但实际上是一个最大的瞬时值。最大值用带下标m的大写 字母表示，如1m、Um、E。瞬时值及幅值的大小难以用电工仪表测量。因此引入一个衡量 交流电大小的量值，即交流电的有效值。 交流电有效值的定义是：在阻值相等的两个电路中，分别通入直流电流1和交流电流， 如果在相同的时间内这两个电流所产生的热量相同、则交流电的有效值就等于这个直流电

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流1的大小。交流电的有效值用大写字母表示，如7、U、E。正弦交流电的有双值等于其取 大值的一倍。即

个同频率的正弦量的相位差等于它们初相

位及初相；②角频率、频率及周期；③t=0和t=0.018时电压的瞬时值各为多少？④如有

2 2T2元 （3）t=0s时电压的瞬时值为 t=0.01s时电压的瞬时值为： （4）电压与电流的相位差为 二、正弦交流电的相量表示法 如前所述，正弦交流电可以用三角函数式和波形图来表示。用三角函数式的优点是可以 直接从函数式中看出正弦量的三要素；波形图的优点是直接可以看到一个正弦量的变化情 况。但在交流电路的分析和计算时，经常需要将几个同频率的正弦量进行加减等运算，用三 角函数式和波形图就显得很麻烦。为了便于计算，正弦交流电常用相量来表示，这样可以把 三角函数运算简化成复数形式的代数运算。 在直角坐标系中，一个向量勾速旋转时在Y轴上的投影对应一条正弦函数。反之一个正 弦量也可以用一个旋转向量来表示。用旋转向量来表示正弦量时，向量的长度代表正弦量的 最大值，向量的初始位置与X轴正方向的夹角代表正弦量的初相，向量旋转的角速度代表 正弦量的角频率，不同时刻向量在Y轴上的投影代表正弦量的瞬时值。 在以后要讨论的交流电路中，如果给定电源的频率一定，那么电路中相应的电压、电流 的频率都与电源频率相同，即各正弦量都是同频率的。因此只需要画出一个能够反映正弦量 大小和初相两个因素的向量，就可以把这个正弦量完全表示出来。 以上分析说明，正弦量可以用一个复平面中处于起始位置的固定向量来表示，这个固定 向量的长度可用有效值或最大值，通常采用有效值。 需要注意的是正弦量本身是标量，正弦量用向量来表示的是有效值和相位，与表示力， 电场强度、磁感应强度等的空间向量有本质的区别的。只是正弦量借助向量这个工具来进行

a =ccosb b=csina

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可得相量用复数表示的四种形式：

=Va2+62 b = arctan

cost + jsing = el

A =d + ib =c( coso + jsing) = ceje = c /go

们依次分别称为复数的代数式、三角式、指数式和极坐标式。复数在加减运算时 式，实部与实部相加减，虚部与虚部相加减；在乘除运算时宜采用指数式和极 上桔拍乖险一幅角与鱼相加减

试求：①i、iz的相量表示；②求i+i2：③画出相量图。 解:（1) i、i, 的相量表示:

1）电阻上电压和电流为同频率的正弦量； 2）电阻上电压和电流相位一致； 3）电压和电流的最大值和有效值关系分另

i=Imsinot u = Ri =RImsinot = Um sinaot

U.=RI.: U=R

将电阳上电压和电流关系用相量来表示，则

U. = Ri. : U =Ri

2.功率关系 （1）瞬时功率。 在交流电路中电压和电流是随时 简变化的，所以电阻在任一时刻吸收 和消耗的功率也是随时间变化的。电 路在任一时刻吸收和消耗的功率称为 时功率，等于电压电流瞬时值的乘 积。用小写字母P表示。即

p=ui=U.Isin wt=2Uisin'w

【a）电路图：（b）电压电流波形：（c）相盘图：（d)

实际意义。工程上通常用它在一个周期内的平均值来衡量交流电路功率的大小，这 你为平均功率，又称有功功率，用大写字母P表示。即

因为U=RI的关系，所以电阻的平均功率还可以采用下面公式计算：

电流瞬时值函数表达式 （3）一个月所消耗的电能 （二）纯电感电路 1.电压与电流关系 电感元件如巢通入交流电 自感电动势，在电感两端建

电感元件如果通入交流电流，由于电流的变化，由电流建立的磁通也随之变化， 感电动势，在电感两端建立起自感电压。设电压与电流参考方向一致，如图1

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若选择电流为参考量i=I.sincot dt

= wLfm cosut = Umsin( wt + 90°) dt

1）电压与电流为同频率的正弦量； 2）相位上电压超前电流90°，或电流滞后电压90° 3）电压有效值（最大值）与电流有效值（最大值）之间有类似欧姆定律的关系。邸

Um=wLI.=Xm1 U =wLI=XLI X,=L=2mfL

式中：X称为电感的电抗，简称感抗，单位是欧姆（Q)。电压一定时，X越大，则电流越 小，所以X是表示电感对电流阻碍作用大小的物理量。但要注意，电感对正弦电流的阻碍 作用是由王自感电动势总是企图阻止交流电流变化形成的。

2.功率关系 【1）瞬时功率。

感抗X的大小与电感L和电源频率」 成正比。当电感L一定时，感抗与频率 成正比，即于越高，，越大，阻碍电流 通过的能力越强，当一→时，电感相当 于开路。反之，f越低，X越小，阻碍电 流通过的能力越弱，当f=0（直流）时， X=0，电感相当于短路。所以电感元件 具有“通低频、阻高频”的作用。 将电感上电压和电流关系用相量来表 示，则

U.=jXLI=jwLIm U =iX, =joLI

=ui=U.sin(wt+90°)/mBinwt=U.mcostot sinu =Ulsin2nt

只是电流方向相反而已。可见电感只是储存与释放能量，并不消耗功率，因此， 于零。即

pdt= [Ulsin2otdt = 0 =

(2）无功功率。 电感虽然不消耗能量，但它与电源之间存在能量交换，我们就用瞬时功率的最大值，即 能量交换的最大值来表示电感与电源间能量交换的规模，称为无功功率，用大写英文字母 Q,表示，即

=0.7A Q=Ul=220×0.7=154van X. 314

dU.sinot i=C =wCUmcosat = I.sin(wt + 90°) dt

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可见： 1）电压与电流为同频率的正弦量； 2）相位上电流超前电压90°，或电压滞后电流90°； 3）电压有效值（最大值）与电流有效值（最大值）之间有类似欧姆定律的关系。即

Um =Xclml U=Xcl 0C=2元fC

电容C的单位是法，用F表示，容抗的单位 也是欧姆（2）。 容抗Xc与电容C及电源的频率f有关， 当频率f一定时，容抗X与电容C成反比， 即C越大，Xc越小。当电容C一定时，容抗 与频率成反比。频率越高，容抗Xc越小，阻 碍电流的能力越小，当f很高时，容抗Xc趋向 于0，电容相当于短路，所以高频电流很容易 通过电容器；反之频率越低，Xc越大，对电 流的阻碍作用越大，当f=0（直流）时，Xc 趋于无穷大，这时电容器相当于开路。所以电 容具有“通高频、阻低频、隔直流”的作用。 将上述电容上电流和电压的关系统一用相量 表示，则

第一章 专业基础理论

Ulsin2wtdt = 0 pot

电容上平均功率等于零，只与电源之间存在能量交换，并且是通过瞬时功率反映出来 的，由此我们用电容的瞬时功率最大值，即能量交换的规模来表示电容与电源间能量交换的 情况，称作无功功率，用大写字母Q.表示，即

Qc=Ul=PXc X.

只47μuF的电容器并联接到1000Hz、10V的交流电源上.I.作时，并联的等效电 C =C, + C,=47 +47 =94μF

四、RLC串并联交流电路

GB 5413.17-2010发布稿 婴幼儿食品和乳品中泛酸的测定 发布稿四、RLC串并联交流电路

10 I= 5.92A X1. 69

Qc. = UI = 10 × 5. 92 = 59. 2var

U =UR + U, +u

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称为电路的电抗，它反映了感抗和容抗综合限流作用。

根据式（1－17）可作电流、 电压相量图。考虑到串联电路中各 元件中通过的是同一电流，所以选 电流为参考相量比较方便，把电流 画在正实轴上，然后根据R、L、C 上电压与电流的相位关系，即 与！同相，超前，滞后 i，画出R、和c，三者相

QB/T 1689-2021 贵金属饰品术语Z=R+jx = Iz1/0