电力系统继电保护

体系完整，层层递进

从元器件到各类保护原理逐项展开，设置十二个保护实训项目，由基础认知到综合应用环环相扣

理实结合，突出应用

将保护原理与现场实际应用紧密结合，强调培养读者的动手能力，突出技能型人才培养的实用导向

深入浅出，通俗易学

全书内容安排上注重基本知识理论和技能，融入新型技术成果，语言朴实易懂，降低学习门槛

“电力系统继电保护”是电力工程技术类专业的一门骨干专业课程，是理论和实践并重的专业课。本书以培养应用、高技能人才为目标；以最新的国家标准、技术规范为依据；以培养学生的专业能力为落脚点，按照相关要求结合编者多年的电力系统从业经验和教学实践经验编写。本书对电力系统继电保护的构成原理进行了全面、详细的阐述，并对微机继电保护技术的最新成果进行了较为全面的阐述。由于微机技术、信息技术和通信技术的发展，继电保护的原理和技术都发生了深刻的变化。目前，微机继电保护已占据了主导地位，因此，本书专门对输电线路微机保护、发电机微机保护、变压器微机保护、微机保护装置的运行做了详尽的介绍。

本书紧紧扣住应用、高技能人才的培养目标，在系统阐述基础理论知识的前提下，注重理论联系实际，在内容安排上注重基本知识、基本理论和基本技能，突出逻辑分析，以提高学生独立分析问题和解决问题的能力。本书在文字组织上力求概念清楚，深入浅出，通俗易懂。

本书共分2个模块，第1个模块共9个项目，主要阐述了发电机、变压器、输电线路的继电保护的基本原理，第2个模块共12个实训项目，涵盖各类继电器的特性实训以及各类保护的综合性实训。全书按照由浅入深、循序渐进的教学顺序，可分为3个部分。

第1部分由项目1、项目2组成，为全书的基础，主要介绍电力系统继电保护的基础知识，互感器、对称分量滤过器、微机保护基础知识等。通过此部分的学习，读者可以掌握继电保护、微机保护的基本知识。

第2部分由项目3～项目9组成，主要介绍输电线路相间短路、双侧电源输电线路、中性点非直接接地系统和中性点直接接地系统、变压器和发电机、微机保护等相关继电保护内容。

第3部分为实训项目，将前两部分学习的相关理论进行融合，设计实训，让读者能将理论联系实际，更好地掌握继电保护相关内容。

本书项目1、项目6由广西电力职业技术学院潘光贵编写；项目2由广西电力职业技术学院盘昱兵编写；项目3、项目4由广西电力职业技术学院蔡红梅编写；项目5由兰州石化职业技术大学马丽红编写；项目7、项目8由陕西农林职业技术大学王志华编写，项目9及实训篇由陕西农林职业技术大学郭英芳编写。王志华负责统稿。

由于编者水平有限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。

编 者

2026年2月

前言
理　论　篇
项目1 电力系统继电保护的基本知识 2
1.1 电力系统继电保护的作用 2
1.1.1 电力系统的工作状态 2
1.1.2 继电保护装置 3
1.1.3 继电保护装置的基本任务 3
1.2 电力系统继电保护的基本原理和继电保护装置的组成 4
1.2.1 继电保护的基本原理 4
1.2.2 继电保护装置的组成 5
1.3 对继电保护的基本要求 6
1.4 电力系统继电保护技术的发展 9
本章小结 10
复习思考题 11
项目2 继电保护的基本元器件 12
2.1 电流互感器 12
2.1.1 电流互感器的结构原理 12
2.1.2 电流互感器的极性和变比 13
2.1.3 电流互感器的构造特点 14
2.1.4 电流互感器的接线方式 14
2.1.5 使用电流互感器的一般注意事项 15
2.2 电压互感器 15
2.2.1 电压互感器的结构原理及表示方法 15
2.2.2 电压互感器的极性和变比 16
2.2.3 电压互感器的构造特点 16
2.2.4 使用电压互感器的一般注意事项 18
2.3 对称分量滤过器 18
2.3.1 零序分量滤过器 18
2.3.2 负序分量滤过器 19
2.4 电磁型继电器 22
2.4.1 电磁型电流继电器和电压继电器 22
2.4.2 电磁型时间继电器 24
2.4.3 电磁型信号继电器 24
2.4.4 电磁型中间继电器 25
本章小结 25
复习思考题 25
项目3 单侧电源输电线路相间短路的电压电流保护 27
3.1 瞬时（无时限）电流速断保护 27
3.1.1 工作原理及整定计算 27
3.1.2 线路—变压器组瞬时电流速断保护 29
3.1.3 原理接线图 30
3.2 限时电流速断保护 30
3.2.1 工作原理及整定计算 31
3.2.2 灵敏系数的校验 32
3.3 定时限过电流保护 33
3.3.1 工作原理 33
3.3.2 整定计算 34
3.3.3 灵敏系数校验 34
3.3.4 时限整定 34
3.4 电流保护的接线方式 34
3.4.1 三相三继电器完全星形接线 35
3.4.2 两相两继电器不完全星形接线 35
3.4.3 两相三继电器不完全星形接线 36
3.5 线路相间短路的Ⅲ段式电流保护装置 37
3.6 电流、电压连锁速断保护 40
本章小结 40
复习思考题 41
项目4 双侧电源输电线路相间短路的方向过电流保护 42
4.1 过电流保护的方向性 42
4.2 方向过电流保护的工作原理 43
4.3 功率方向继电器的工作原理 45
4.4 功率方向继电器接线 49
4.5 非故障相电流的影响与按相启动 50
4.6 方向过电流保护整定计算 51
本章小结 52
复习思考题 52
项目5 中性点非直接接地系统接地故障保护 54
5.1 中性点非直接接地系统单相接地的特点 54
5.2 中性点非直接接地系统单相接地故障的保护方式 56
5.3 中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点 57
本章小结 58
复习思考题 59
项目6 中性点直接接地系统输电线路接地故障保护 60
6.1 中性点直接接地系统接地时零序分量的特点 60
6.2 零序电流保护 61
6.3 零序方向电流保护 65
本章小结 66
复习思考题 67
项目7 电力变压器保护 68
7.1 电力变压器的故障、异常工作状态及其保护的配置 68
7.2 变压器的差动保护 69
7.2.1 不平衡电流产生的原因及减小不平衡电流的方法 70
7.2.2 采用BCH型差动继电器构成的差动保护 76
7.2.3 采用带磁制动特性差动继电器构成的差动保护 82
7.3 变压器瓦斯保护 85
7.3.1 瓦斯继电器的工作原理 85
7.3.2 瓦斯保护的接线 86
7.4 变压器的电流速断保护 87
7.5 变压器相间短路的后备保护及过负荷保护 88
7.5.1 过电流保护 88
7.5.2 低电压启动的过电流保护 89
7.5.3 复合电压启动的过电流保护 90
7.5.4 负序电流及单相式低电压启动的过电流保护 91
7.5.5 相间短路后备保护的配置原则 92
7.5.6 变压器的过负荷保护 93
7.6 变压器的零序保护 93
7.6.1 中性点直接接地变压器的零序电流保护 94
7.6.2 中性点可能接地或不接地变压器的零序保护 95
7.7 变压器的过励磁保护 97
7.7.1 变压器过励磁及其危害 97
7.7.2 变压器的过励磁保护 98
思考题与习题 99
项目8 同步发电机的继电保护 100
8.1 发电机故障、不正常运行状态及其保护方式 100
8.2 发电机的纵差保护 102
8.2.1 发电机相间短路及其纵差保护要求 102
8.2.2 发电机的纵差保护 102
8.2.3 比率制动式纵差保护 105
8.3 发电机定子绕组匝间短路保护 107
8.3.1 单继电器式横差保护 108
8.3.2 反映转子回路二次谐波电流原理匝间短路保护 109
8.3.3 定子绕组零序电压原理的匝间短路保护 110
8.4 发电机定子绕组单相接地保护 111
8.4.1 发电机定子绕组单相接地的特点 112
8.4.2 零序电流及零序电压的定子绕组单相接地保护 113
8.4.3 发电机100%定子绕组单相接地保护 116
8.5 发电机励磁回路接地保护 120
8.5.1 励磁回路一点接地保护 121
8.5.2 励磁回路两点接地保护 123
8.6 发电机的失磁保护 124
8.6.1 发电机失磁运行及其产生的影响 125
8.6.2 电机失磁后的机端测量阻抗 125
8.6.3 失磁保护的主要判据 129
8.6.4 失磁保护的辅助判据 130
8.6.5 失磁保护的构成方式 130
8.7 发电机相间短路后备保护及过负荷保护 131
8.7.1 过电流保护 131
8.7.2 复合电压启动的过电流保护 132
8.7.3 负序电流单相式低电压启动过电流保护 133
8.7.4 负序反时限过电流保护 136
8.7.5 过负荷保护 137
8.8 发电机的其他保护 139
8.8.1 发电机逆功率保护 139
8.8.2 发电机低频保护 139
8.8.3 非全相运行保护 140
8.8.4 过电压保护 140
8.8.5 过励磁保护 141
8.8.6 失步保护 142
8.9 发电机—变压器组保护 142
8.9.1 发电机—变压器组保护的特点 142
8.9.2 发电机—变压器组保护接线图举例 144
思考题与习题 147
项目9 微机继电保护 149
9.1 微机继电保护概述 149
9.1.1 计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 149
9.1.2 微机继电保护装置的特点 150
9.1.3 微机继电保护优、缺点 151
9.2 输电线路微机保护 151
9.2.1 保护程序逻辑原理 152
9.2.2 定值范围及动作告警信息 157
9.3 微机变压器保护 159
9.3.1 微机变压器保护的配置 159
9.3.2 WBH-812微机变压器保护装置 160
9.4 微机发电机保护 164
9.5 微机继电保护装置运行管理 167
9.5.1 人机界面及其操作 167
9.5.2 微机保护装置的运行维护 172
本章小结 176
复习思考题 177
实　训　篇
实训项目1 电磁型电流继电器特性实训 180
实训项目2 电磁型电压继电器特性实训 182
实训项目3 电磁型时间继电器特性实训 185
实训项目4 电磁型中间继电器特性实训 187
实训项目5 DXM-2A信号继电器动作特性实训 189
实训项目6 BCH-2差动继电器特性实训 191
实训项目7 定时限过电流保护实训 193
实训项目8 瞬时过电流速断保护实训 195
实训项目9 单侧电源输电线路Ⅲ段式电流保护实训 197
实训项目10　低电压闭锁过电流保护实验 200
实训项目11　带低电压启动的过电流保护 203
实训项目12 绝缘监视装置实训 206
参考文献 208

1. 风电机组运行与维护 [主编 巩真 呼吉亚 班淑珍]
2. Python程序设计 [主编 卢山]
3. 信息科技基础（上下册） [主编 闵笛 彭增焰]
4. 信息素养与人工智能基础实验教程 [主 编　罗奕 钱前]
5. 藏香鸡高效健康养殖与疾病防控 [黄增文 陈意群 王中成 等 著]
6. 大学物理实验（第三版） [主编 张强 李含 孙耀强]
7. 人工智能通识课实践教程 [主编　冯大春　刘双印　胡海艳]
8. 中学物理实验训练简明教程 [主编 黄永平 吴英]
9. 数据库原理及应用 [主编 解启娜 曾安平 张航旗]
10. 推荐算法 [顾爽 著]
11. 机电设备装配与维修 [主编　周锡]
12. 人工智能赋能教师发展研究与实践 [吴涛 余光华 闵笛 著]
13. 普通机床的零件加工 [主编　周锡　龙育才]
14. 影响你一生的英语背诵范文大全·栀子花开（2000 词汇量版）（第2版） [主编 张元婧　宋歌　成晔]
15. AIGC基础与应用 [主编 彭波 谢崇波]
16. 人工智能技术应用项目式教程 [主编 孙丰伟]
17. 网络安全运维实践教程 [主编 谷胜伟]
18. C语言程序设计（第二版） [主编 姜雪]
19. 商业摄影 [彭湘]
20. 工智能图形化编程 [吴涛　曾绍庚]
21. 机电一体化技术实训教程 [李旭仕 欧阳雅坚]
22. OPC：多智能体协同与自动化 [何伟　孟伟坡　著]
23. 计算机网络技术项目教程 [主编 高良诚 许鹏]
24. 电工技术（第三版） [主编 姜燕 江亚群]
25. 单词密码：用美国人的方法背单词 [朱子熹 编著]
26. AI领导力突围：从校园到职场 [刘言午　著]
27. 影响你一生的英语背诵范文大全•生如夏花（3000词汇量版）（第2版） [成琳　陈丽霞　成应翠]
28. 动态影像技术（活页式） [吕米佳　邱一恒]
29. 超高清HDR视频制作项目式教程（微课版） [孙晔]
30. 人工智能应用项目化教程 [主编　金忠伟　太淑玲]