电力系统继电保护复习资料文档格式.docx
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如果线路发生的是瞬时性故障，则单相重合成功，即恢复三相的正常运行。
15.变压器保护分电量和非电量保护两种。
16.由于星形侧采用了两相电流差，该侧流入差动继电器的电流增;
&
口了、$倍。
为了保证正常运行与外部故障情况下差动回路没有电流，该侧电流互感器的变比也要相应地增大苗倍。
17.变压器的主保护通常采用差动保护和瓦斯保护。
18.过电流保护按躲过可能出现的最大负荷电流整定，启动电流比较大，对于升压变压器或容量较大的降压变压器，灵敏度往往不能满足要求，为此可以采用低电压启动的过电流保护。
19.一般要求在变压器上装设接地保护，作为变压器主保护和相邻元件接地保护的后备保护，发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将岀现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是反映这些电气量构成的。
20.轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳开变压器各侧断路器。
21.发电机故障类型主要有定子绕组相间短路、定子一相绕组内的匝间短路、定子绕组
单相接地、转子绕组一点接地或两点接地、转子励磁回路励磁电流消失等
22.对于1MW以上发电机的定子绕组与其引出线的相间短路,应装设纵差动保护。
23.对于300MW与以上的发电机，应装设过励磁保护。
24.绕组内部匝间短路横差动保护，同相不同绕组匝间短路横差动保护。
25.发电机失磁故障是指发电机的励磁突然全部消失或部分消失。
26.对于大机组，这样处理将不能保证机组的安全，通常需要装设用于反映震荡过程的专门失步保护。
27.对于断路器的拒动，则专门装设断路器失灵保护。
二.简答题
1.电力系统继电保护的基本任务是：
（1）自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续找到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行：
⑵反应电气设备的不正常运行状态，并根据维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
此时一般不要求迅速动作，而是根据电力系统与其元件的危害程度规泄一泄的延时,以免短暂的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。
2.纵联电流差动保护的工作原理（pl36）
3.什么是重合闸前加速保护？
有何优缺点？
主要适用于什么场合？
答：
所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。
如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。
采用前加速的优点：
（1）能够快速地切除瞬时性故障；
（2）可能使瞬时性故障来不与发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率：
（3）能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能资源。
前加速的缺点：
（1）断路器的工作条件恶劣，动作次数较多：
（2）重合于永久性故障时，故障切除的时间可能较长；
（3）如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，则将扩大停电范羽。
甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。
前加速保护主要用于35kv以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上。
4.什么是重合闸后加速保护？
所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。
如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。
后加速的优点：
（1）第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范带I,特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正（即前加速）；
（2）保证永久性故障能瞬时切除，并任然是有选择性的：
（3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般说来是有利而无害的。
后加速的缺点：
（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂：
（2）第一次切除故障可能带有延时。
“后加速”的配合方式广泛应用于35kv以上的网络与对重要负荷供电的输电线路上。
5.关于变压器纵差保护中的不平衡电流与差动电流在槪念上有何区别与联系？
引起差动电流的原因。
差动电流指被保护设备内部故障时，构成差动保护的各电流互感器的二次电流之和（各电流互感器的参考方向均指向被保护设备时）。
不平衡电流指在正常与外部故障情况下,由于测星:
误差或者变压器结构、参数引起的流过差动回路电流。
6•励磁涌流是怎么产生的？
与哪些因素有关？
当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器的电压从零或很小的数值突然上升到运行电压。
在这个电压上升的暂态过程中，变压器可能会严重饱和，产生很大的暂态励磁电流。
这个暂态励磁电流称为励磁涌流。
与变压器的额定容量有关。
三.分析计算题
1•如图2-2所示网络，在位置1、2和3处装有电流保护，系统参数为：
E®
=115/\/3kV>
X©
]=15fl、XG2=10Q,XG3=IOQ,厶=厶=60km,厶=40畑,Lry=50km,Lc_n=30km,L»
e=20〃…线路阻抗0.4Q/km,K.二1.2、K；
产K舄二1.15,/«
_Cmax=300A,fc_D_=200A»
/“-E.max=150A,K“二1.5、K“二0.85。
试求：
（1）发电机元件最多三台运行，最少一台运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确龙保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。
（2）整左保护1、2、3的电流速断左值，并计算各自的最小保护范围。
（3）整左保护2、3的限时电流速断定值，并校验使英满足灵敏度要求（K’“ni.2）
（4）整左保护1、2、3的过电流定值，假左流过母线E的过电流保护动作时限为0.5s,校
解：
由已知可得二Xj二0.4X60二240,X£
3=0.4X40=160,二0.4X50二20。
，
XrD=0.4X300,X/屈二0.4X20二8。
先算各段线路的阻抗
（1）经分析可知，最大运行方式与阻抗最小时，则有三台发电机运行，线路L1~L3全部运行，由题意Gl,G2连接在同一母线上，则
^.v.nun^<
^G1I^G2+^Llj）（XG3+XL3）=（6+12）|（10+16）=10.6
同理，最小运行方式卜即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1运行，相应地有
X$max二Xg+X<
］二39
BCDE
10.620128
图2-3等值电路
（2）对于保护1,其等值电路图如图2-3所示，母线E最大运行方式下发生三相短路流过
k.E.max
保护1的最大短路电流为
10.6+20+12+8
相应的速断左值为/爲二K：
X几叭二1・2X1.312二l・57kA可靠系数乘该
段最大短路电流
最小保护范围计算公式为儿=—Lmin=上L—Z“\X—-85.9km
"
2Z®
+Z厶⑴儿g0.4
即1处的电流速断保护在最小运行方式卜没冇保护区。
对于保护2等值电路如图2-3所示，母线D在最大运行方式下发生三相短路流过保护2的最大电流
WEX.+XnC+
=1.558kA
相应的速断定值为I爲二KiX4Dmax=l.2X1.558=1.87kA
最小保护范羽为Lmin=
2_z
r115.max
1set.2
X0A~~l0'
6km
即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。
对于保护3等值电路如图2-3所示，母线C在最大运行方式下发生三相短路流过保护3的最大电流
jt.C.max
=2.17kA
相应的速断定值为%二K爲x/ACmax=l.2X2.17=2.603kA
最小保护范囤为Lmin=弓L-Z®
het.3
x乔一-12.3km
即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。
上述讣算表明，在运行方式变化很大的情况下，电流速断保护在较小运行发生下可能没有保护区。
（3）整左保护2的限时电流速断左值为比二K：
/爲二1.15X1.57=1.806kA
线路末段（即D处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为
“.max=£
一二一=68098kA
乙Aj.max十ABC十ACD
所以保护2处的灵敏系数K；
*set
半严二0.4484即不满足心“21・2的要求。
同理，保护3的限时电流速断定值为巴.3二K鳥/；
e/2=1.15Xl.87=2.151kA
线路末段（即C处）最小运行发生下发生两相短路时的电流为
kCmax=—二0.9761kA
2—+X眈
所以保护3处的灵敏系数尺爲二斗严二0.4531即不满足^.n>
1.2的要求。
4.3
可见，由于运行方式变化太大，2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都远不能满足要求。
/k"
kI
⑷过电流整如算公式必方七4
所以有e.
同理得Z]J；
2=406A/舄厂609A
在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的计算公式为/min二£
-一
2max+Z<
所以有^.min=727.8A/Dmin=809.8A/Cniin=974.51A
所以由灵敏度公式K回二丄带可知，保护1作为近后备的灵敏度为
H二占罟=2.39>
1.5满足近后备保护灵敏度的要求;
人"
1
保护2作为远后备的灵敏度为Ki：
二占罟二1・79X1.2满足最为远后备保护灵敏度的要求;
1昭2
保护3作为述后备的灵敏度为KO二堆L=l・33>
1.2满足最为远后备保护灵敏度的要求。
Aw・3
保护的动作时间为*二0・5+0.5二Is+0.5=1.5s+0.5=2s
2•当图2-2中保护1的出口处在系统最小运行方式下发生两相短路，保护按照题1配
置和整左时，试问
（1）共有哪些保护元件启动？
（2）所有保护工作正常，故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？
（3）若保护1的电流速断保护拒动，故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？
（1）由题1的分析，保护1出口处（即母线D处）短路时的最小短路电流为0.8098kA,在量值上小于所有电流速断保护和限时电流速断保护的整左值，所以所有这些保护都不会启动：
该量值大于1、2、3处过电流保护的泄值，所以三处过电流保护均会启动。
（2）所有保护均正常的情况下，应有1处的过电流以Is的延时切除故障。
（3）分析表明，按照本题给左的参数，1处的速断保护肯左不会动作，2处的限时电流速断保护也不会动作，只能靠1处的过电流保护动作，延时Is跳闸：
若断路器拒动，则应由2处的过电流保护以1.5s的延时跳开2处的断路器。
3.图3-7所示系统中，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。
参数为：
◎=115/5/5kv»
Xg=X2.G1二X\.G2=X2.G2=15Q.♦
X\.G3=X2.G3=X1.G4=X2.G4二】。
。
~X1T4二】。
X（）7i~Xof4=30Q,Xi*=X1T6=20Q,X0T5=X0T6=10Q»
LA_B=60km>
=40kmt
线路阻抗乙二Z2二0・4Q/■km,Z（）=1.2Q/km,线路阻抗角均为75°
乙皿叭=L55/300A,负荷功率因数角为30°
：
K/1.2,K,二0.85,K加0.75。
变压器均装有快速差动保护。
试回答：
图3-7系统示总图
（1）为了快速切除线路上的各种短路，线路A-B、B-C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式？
各选用何种动作特性？
应在1、2、3、4处配备三段式距离保护：
选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式：
它们的I、II段选择具有方向特性的距离保护，II【段具有偏移特性的距离保护。
（2）整左保护「4的距离I段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画岀各保护的的动作区域。
线路AB正序阻抗ZAB=Z,La_b=0.4X60=24Q
线路BC的正序阻抗ZH_C=^^=0.4X40=160
保护1、2的距离保护I段Z打丄2=K爲85X24二20.4。
保护3、4的距离保护I段Z=3.4=K爲Zbc二85X16=13.6Q
保护广4距离I段在复阻抗平而上的动作区域如图3-8所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离I段的动作特性。
图3-8保护1~4距离I段的动作特性
（4）分別求岀保护1、4接地距离II、III段的左值即时限，并校验灵敏度。
答：
保护1距离II段的整定：
1）整泄阻抗：
按下而两个条件选择。
（a）当与相邻下级线路距离保护I段相配合时，有
Zh=糾（乙B+K“nZ爲）=0.75X（24+1.59X13.6）=34.2180
（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有
Zh=K*Z朋+K“.min乙）=0.75X（24+2.01X20）=48.15Q所以取Z"
fl=34.2180
734?
1R
2）灵敏度校验：
K、“=亠==二1・43>
1・25,满足灵敏度要求。
Z24
Sb乙分
3）动作时限：
与相邻保护3的II段配合，有屮=以+△/=（）.5+0.5二Is，它能同时满足与相邻线路保护
以与相邻变压器保护配合的要求。
保护1距离III段的整泄：
1）整定阻抗：
按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定，有
2貯辟
.min
K凤cos如一©
）
0.83x190.53
Zse，A~1.2x1.2xcos（75:
-30）小①93°
2）灵敏度校验:
715593
（3）本线路末端短路时灵敏度系数为心『芸=寸毛心.5
（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为Kg=
ylll
_sMl.2
乙M+心.唤乙rm
①相邻线路末端短路时灵敏系数。
利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令X肽=Xbc，Xk=0即可,所以有
“1
八仍_¥
5iYYY
竺一+-XX[邑•+（1+兰如）（1+竺一）]
*^12.0+Xmo3|+X]=]+X-^34.0-^34.0X|2.o+X480
当X34」、X"
嘶分别取最小值，而XI2J.X。
、X^o分别取最大值时，心,就取最大值，即当
34.1min>
^56.0min=200,^!
2.lmax=25°
，^IZ.Omax=30°
♦^34.0max=30°
时，｛]^Jfcmax=2・88,
Zg=Zfic=16Q,
z川
Kg、一s_2・33>
1.2
M7“2）7亠k7
J\B十八血max乙MM
②相邻变压器灵敏系数校验，此时人加法二2・88,乙胡=乙二20Q
人初⑵=
=-1.91>
1.2所以灵敏度校验要求。
\h.maxnext
3）动作时限：
与相邻设备保护配合，有屮=*+△/二Is,它能同时满足与相邻线路保护以与相邻变压器保护配合的要求。
保护4距离I【段的整建：
1）整怎阻抗：
（a）当与相邻下级线路距离保护【段相配合时，有
2L=+=0-75x（16+1.41X20.4）二33.573°
（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有
Z：
4=K打S+A：
4Z,minZf）二0.75X（16+1.53X20）=34.950所以取Z；
4二33.573Q
71133S73
2）灵敏度校验：
《稣=注==二2・1>
1.25,满足灵敏度要求。
Z%.16
与相邻保护2的I段配合，有屮=£
+厶20.5+0.5二Is，它能同时满足与相邻线路保护以与相邻变压器保护配合的要求。
保护4距离III段的整泄：
按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整泄，有
.mm
疗0.9X110““c刊
K尽cos（隘一径）
Z“m=二Fn.二190・53Q,Z®
7；
>
/3xO・3
UL.max
ZietA~1.2x1.2xcos（75:
-30°
）~10°
'
93°
7111155
（a）本线路末端短路时灵敏度系数为=二土=上丄二9・74>
1・5
乙剜A
Z必16
（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为―产乂^1.2
7丄r7
厶BC八46.max^next
利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令=Xb-Xk=0即可,
所以有
2
HX
X]2.o+XBC{）3]*X^]+X”.]
^56.0
X|x^+（1+君。
+*珈+；
肚』
当X|2」、俎㈡分别取最小值，而X^」、X12.o.X^o分别取最大值时，K“就取最大值，即当
X⑵m/12・50，X^min二200,兀（论二20Q,X】2叽二30G,X杯_二30。
时，有K叽广2.21,Z川
Z唤=Z制二240,Kg=-__=2.26>
1.2
②相邻变压器灵敏系数校验，此时^^=1.99,乙切=乙二20。
K阿⑵=
=也°
-2.79>
ZbC+心权maNm
与相邻设备保护配合，有它能同时满足与相邻线路保护以与相邻变压器保护配合的要求。
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