電力系統(tǒng)繼電保護教學大綱

電力系統(tǒng)繼電保護教學大綱

課程中文名稱：電力系統(tǒng)繼電保護課程英文名稱：RelayProtectionofPower

System

課程編號：C1013應(yīng)開課學期：6

學時數(shù)：48學分數(shù)：3

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化課程類型：專業(yè)核心課/必修

先修課程：電路原理、電機學、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分

一、課程性質(zhì)

《電力系統(tǒng)繼電保護》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)（拔尖計劃）必修的專業(yè)核心課

程。本課程主要介紹繼電保護裝置的基本原理、配置原則、整定計算方法和數(shù)字式保護裝置

的基本實現(xiàn)方法，并通過實驗環(huán)節(jié)掌握常用繼電器的校驗方法。本課程涉及多門理論基礎(chǔ)課

程和專業(yè)核心課程的綜合運用，具有濃厚的工程實際應(yīng)用背景。

二、課程目標

通過對該課程的學習、研討與探索，使學生了解電力系統(tǒng)繼電保護的研究領(lǐng)域、研究內(nèi)

容、研究方法和實踐能力及與其它相關(guān)學科方向的關(guān)系；掌握電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域的基本

概念和術(shù)語；理解線路、發(fā)電機、變壓器和母線等主要電氣設(shè)備短路故障特征的分析和識別

方法，具備將繼電保護配置原則和整定計算方法應(yīng)用于二程分析和工程實際能力，為研究生

教育輸送高素質(zhì)生源，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供適應(yīng)能力強的人才。

課程以繼電保護的基本原理、配置原則和整定計算方法為核心內(nèi)容。要求理解三段式電

流保護、方向性電流保護、零序電流保護、距離保護、縱聯(lián)差動保護、斷路器失靈保井和自

動重合閘裝置的基本工作原理，掌握輸電線路保護、變壓器保護、發(fā)電機保護和母線保護的

配置原則和整定計算方法；理解繼電保護基本原理在數(shù)字式保護裝置中的實現(xiàn)方法；掌握常

見繼電器的具體調(diào)試和校驗方法。能夠進行簡單電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備繼電保護裝置的合

理配置和整定計算。

三、教學內(nèi)容、學時安排和基本要求

第一章緒論（2學時）

①掌握繼電保護基本原理及其組成。

②掌握對繼電保護的四項基本要求。

重點難點：對保護的四項要求及其間的矛盾與統(tǒng)一。

第二章電網(wǎng)的電流保護和方向性電流保護（10學時）

①理解電流繼電器引作電流、返回電流、返回系數(shù)的概念。

②理解電流保護的接線方式及其運用范圍。

③掌握三段式相間電流保護和零序電流保護的配置和整定計算原則。

④掌握功率方向元仔工作原理和電壓死區(qū)問題。

⑤掌握最大、最小運行方式下分支系數(shù)的計算方法。

⑥掌握中性點非直接接地電網(wǎng)單相接地故障特征及保護原理。

重點難點：電流保護H勺原理和整定計算，分支系數(shù)的定義和計算，方向元件的原理和加

裝原則。

第三章電網(wǎng)距離保護（10學時）

①掌握相間和接地阻抗繼電器接線方式的選擇和分析方法。

②掌握圓特性、直線特性陽抗繼電器的動作特性和動作方程及其實現(xiàn)方法。

③掌握三段式距離俁護的配置和整定計算原則。

④掌握距離保護的三種常見振蕩閉鎖措施。

⑤理解故障類型判別的作用和故障選相方法。

⑥理解過渡電阻、申補電容和非工頻分量對距離保護的影響。

⑦理解工頻故障分量距離保護概念和工作原理。

重點難點：阻抗繼電器的動作特性和動作方程，系統(tǒng)振蕩時各電氣量的變化規(guī)律及振蕩

閉鎖的措施、距離保護的整定計算。

第四章輸電線縱聯(lián)保護（4學時）

①掌握導(dǎo)引線通道、電力線路載波通道、微波通道和光纖通道的工作原理。

②理解線路兩側(cè)電流數(shù)據(jù)同步的方法。

③理解工頻故障分量方向元件的工作原理和特點。

④掌握方向比較式縱聯(lián)保護在區(qū)內(nèi)外故障時的動作特性分析方法。

⑤理解非全相運行、功率倒向和線路分布電容對方向比較式縱聯(lián)保護影響。

⑥掌握縱聯(lián)電流（相位）差動保護和的工作原理和整定計算原則。

⑦理解電流a感器不平衡電流、分布電容電流和負荷電流對縱聯(lián)電流差動保護的影響。

重點難點：輸電線路通路時兩側(cè)電氣量的故障特征分析，輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的

交換，閉鎖式方向縱聯(lián)保護的原理和工作過程。

第五章自動重合閘的（2學時）

①理解自動重合閘的作用和對重合閘的基本要求。

②掌握三相一次自幻重合閘構(gòu)成和工作原理

③掌握檢同期自動重合閘的同步檢定和無電壓檢定功能的配合關(guān)系。

④理解重合閘動作時限的影響因素和整定計算原則。

⑤掌握重合閘前加速保護和重合閘后加速保護及其配置原則。

⑥理解單相重合閘工作原理及其與繼電保護和選用元件的配合關(guān)系。

⑦理解潛供甩流的產(chǎn)生原因及其對單相重合閘時限的影響。

重點難點：檢同期重合閘的同步檢定和無電壓檢定邏輯關(guān)系；重:合閘前加速保護和后加

速保護，潛供電流的概念和來源。

第六章電力變壓器（6學時）

①理解變壓器的故陌類型和不正常工作狀。

②掌握變壓器縱差均保護不平衡電流產(chǎn)生原因及其減小方法。

③掌握變壓器縱差到保護的工作原理和整定計算原則。

④理解變壓器勵磁汨流產(chǎn)生機理及其鑒別方法。

⑤掌握理解變壓器相間短路后備保護的特點。

?掌握多臺變壓器封聯(lián)運行時的接地保護配置原則和跳閘邏輯。

⑦掌握變壓器主保護和后備保護的配置原則。

重點難點：變壓器的縱差動保護，變壓器相間短路的后備保護，變壓器接地短路佗后備

保護，變壓器的縱差動保護的特點及其小平衡電流的分析。

第七章發(fā)電機保護16學時）

①理解發(fā)電機的故障類型和不正常工作狀。

②掌握發(fā)電機主保護和后備保護的的配置原則。

③掌握定子繞組相間短路的縱差保護工作原理和整定原則。

④掌握定子繞組匝間短路的橫差保護工作原理和整定原則。

⑤掌握基于零序電壓和三次諧波電壓的定子繞組單相接地保護工作原理和整定原則。

⑥掌握定子繞組不對稱短路的負序電流保護工作原理和整定原則。

⑦理解發(fā)電機失磁、失步保護和勵磁系統(tǒng)接地保護工作原理和整定原則。

重點難點：發(fā)電機縱差保護的工作原理和整定原則，100%保護范圍的發(fā)電機定子接地

保護工作原理，發(fā)電機失磁保護。

第八章母線保護的工作原理（4學時）

①理解母線保護的作用和配置原則。

②掌握固定連接母線差動保護的工作原理和整定原則。

③掌握電流比相式母線差動保護的工作原理。

④掌握比率制動式母線差動保護的基本判據(jù)和整定原則。

⑤理解電流互感器飽和、母線運行方式切換和斷路器接線方式對母差保護的影響。

⑥掌握中阻抗母線差動保護和數(shù)字式母線差動保護的抗電流互感器飽和原理。

⑦理解斷路器失靈俁護的工作原理和動作邏輯。

重點難點：幾種常用母線差動保護的工作原理，母線保護的特殊問題及其對策

第九章數(shù)字式繼電保護技術(shù)基礎(chǔ)（4學時）

①理解數(shù)字式保護的概念與模擬式保護裝置的區(qū)別。

②理解微機保護系統(tǒng)硬件構(gòu)成各模塊的功能和原理。

③掌握簡單數(shù)字涯波器基本原理及其設(shè)計方法。

④掌握正弦信號的幅值、相位和功率的數(shù)字式保護算法。

⑤理解非正弦信號特征量的全周傅式算法。

⑥掌握啟動判據(jù)、相位比較判據(jù)和幅值比較判據(jù)的數(shù)字式保護算法。

⑦理解數(shù)字式保護裝置的軟件的基本功能，能夠理解保護裝置軟件的故障處理流程。

重點難點：數(shù)據(jù)采集與數(shù)字濾波，保護基本動作判據(jù)，數(shù)字式保護特征量算法。

四、課程的其它教學環(huán)節(jié)

序號教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容學時數(shù)

1、對保護的四項基本要求

2、線路相問電流保護的整定計算

3、線路距離保護的整定t?算

4、阻抗繼電器的動作特性和動作方程

1平時作業(yè)0

5、方向比較式縱聯(lián)保護的動作特性

6、變壓器縱差動保護不平衡電流

7、發(fā)電機主保護和后備供護的的配置原則

8、微機保護硬件構(gòu)成各模塊的功能和原理

五、教學方法與手段

本課程教學主要采用雙語PPT,中文課堂講授，并結(jié)合多媒體教學、課程作.業(yè)、企業(yè)工

程師參與教學等教學方法與手段。

六、推薦教材和教學參考資源

教材：

1.張保會尹項根主編.電力系統(tǒng)繼電保護（第2版）.北京：中國電力出版社，20