继电保护版本.docx

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继电保护版本

第一章

1、不正常运行状态和故障

不正常运行状态是指电力系统这种电气元件的正常工作遭到破坏，但是没有发生故障的运行状态。

如过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。

故障主要包括各种类型的短路和断线。

如三相短路、单相断线等。

2、继电保护的作用

为了及时正确处理故障和不正常运行状态，避免事故的发生，就有了继电保护，它是一反事故措施。

继电保护包括了继电保护技术和继电保护装置，继电保护装置是完成继电保护功能的核心。

3、继电保护的基本任务

（1）当电力系统中某电气元件发生故障时，能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。

（2）当系统中电气元件出现不正常运行状态时，能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。

4、各种保护

①根据短路电流较正常电流升高的特点，可构成过电流保护；②利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护；③利用短路时线路端测量阻抗降低可构成距离保护；④利用电压与电流之间的相位差的改变可构成方向保护。

5、继电保护装置的组成

一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。

6、测量元件

测量元件的作用是，测量从被保护对象输入的有关物理量，并与给定的整定值进行比较，根据比较给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

7、逻辑元件

逻辑元件的作用是，根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定逻辑关系工作，最好确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。

逻辑回来有：

或、与、非、延时起动、延时返回、记忆等。

8、执行元件

执行元件的作用是，根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

如：

故障时跳闸，不正常运行时发信号，正常运行时不动作等。

9、对继电保护的基本要求

选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护四性。

①选择性：

指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件除去，而非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围的一种性能。

②速动性：

指保护快速切除故障的性能。

t=toper+tqf（故障切除时间=保护动作时间+断路器跳闸时间）

③灵敏性：

指在规定的保护范围之内，保护对故障情况的反应能力。

（灵敏度Ksen）

④可靠性：

指发生了属于它应该动作的故障，她能可靠动作，即不发生拒绝动作（拒动）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作（误动）。

10、主保护：

是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快的速度有选择地切除被保护元件故障的保护。

远后备保护：

是指当主保护或断路器拒动时，又相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护

近后备保护：

指当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备保护。

（距离保护是后备保护）

辅助保护：

是为了补充主保护和后备保护的性能或当主保护后后备保护退出运行而增设的简单保护。

第二章

1、保护用电流互感器

保护用电流互感器是将电流系统的一次电流按一定的变比变换成二次较小的电流，供给测量表计和继电器，同时还可以使二次设备与一次高压隔离，保证人身和设备的安全。

电流互感器均是单相式，一次同如的电流源，二次接相应负载。

2、电压互感器

电压互感器是将电力系统的一次电压按一定的变比变换成二次较小的电压，供给测量表计和继电器，同时还可以使二次设备和一次高压隔离，保证人身和设备的安全。

其工作原理和变压器基本相同。

3、电磁式电压互感器常用接线方式P9

①有两个单相式电压互感器构成V-V接线；②三个单相式电压互感器构成的星形接线；③三相五柱式电压互感器的接线方式。

4、电压变换器（T）

用于将一次电压变换成装置所需要的二次电压，单相式。

U2=nTU1,nt=W2/W1

5、电流变换器

用于将一次电流变换成装置所需要的二次电压。

U2=I1R2/nT,nt=W2/W1

6、零序分量过滤器P13

①零序电压过滤器。

构成依据：

构成元件：

三个单相式电压互感器，三相五柱式~。

②零序电流过滤器。

构成依据：

构成元件：

三台具有相同型号和变比的电流~

7、电磁型继电器的基本结构

有螺管线圈式、吸引衔铁式、转动舌片式等。

主要构成元件有电磁铁、可动衔铁、线圈、触点、反作用弹簧、止挡。

8、电磁式继电器基本工作原理

电磁型继电器是利用电磁铁的铁芯与衔铁之间的吸力作用而工作的继电器。

9、电磁式过电流继电器KA（DL-10）

是反应被保护元件电流升高而动作的一种继电器。

它是采用转动舌片式的结构，具有一堆动合触点（开触点）。

动作电流Ioper：

使电流继电器动合触点闭合的最小电流。

返回电流Ires：

使电流继电器动合触点打开的最大电流。

返回系数：

定义是为继电器返回电流与动作电流的比值，即Kres=Ires/Ioper<1

10、电磁式电压继电器

分为低电压继电器和过电压继电器。

电压继电器作为测量元件，它的作用是测量被保护元件所接入的电压大小并与其整定值比较，决定是否动作。

>1

11、信号继电器的作用

当保护装置动作时，明显标示出继电器或保护装置动作状态，或接通灯、声、光、信号电路，以便分析保护动作行为和电力系统故障性质。

第三章

1、三段式电流保护

Ⅰ段：

电流速断保护

Ⅱ段：

限时电流速断保护（ⅠⅡ段为主保护，Ⅲ段后备保护）

Ⅲ段：

过电流保护

2、无时限电流速断保护P64

是反应电流升高而不带时限动作的一种电流保护。

对于反应电流升高而动作的电流保护装置而言，能使保护装置起动的最小电流称为保护装置的动作电流Ioper。

（Ik>=Ioper,起动）

Ik（3）=EM/Z∑=EM/（ZM+ZK）

Krel一般取1.2-1.3

3、限时电流速断保护P68

为了得到动作选择性，第二套电流速断保护必须带着时限，以便和相邻线路I段电流速断保护相配合，通常所带的时限只比瞬时电流速断保护大一个或两个时限级差△t，所以称它为时限电流速断保护。

4、定时限过电流保护

定时限过电流保护不仅能保护本线路的全长，还能保护相邻线路的全长，可以起到后备保护作用。

5、定时限过电流保护动作电流的整定原则

（1）为确保过电流保护在正常运行情况下不动作，保护这种的动作电流应整定得大于该线路上可能出现的最大负荷电流Il.max,即Ioper>Il.max,.

（2）在外部短路故障切除后，已动作的电流继电器能可靠返回。

Ioper=KrelKresIl.max/Kres（Kres,返回系数，取0.85）

6、电流保护的接线方式P71

指的是电流继电器和电流互感器二次绕组之间的了解方式，有：

（1）三相三继电器完全星形接线。

（2）两相两继电器不完全星形接线。

（3）两相电流差接线。

7、三段式电流保护接线图P75

例题3-1作业3-11

第四章

1、方向电流保护单相原理P83

2、功率方向继电器的接线方式P89

功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。

要求有：

（1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性，即正方向发生过任何类型的短路故障时，继电器都能工作，而反方向短路故障时不动作。

（2）尽量使功率方向继电器在正方向短路故障时具有较高的灵敏性，即故障后进入继电器的电压和电流应尽可能大，并使ψg尽可能接近于最大灵敏角ψsen.

所谓90°接线是指在三相对称缺功率因数=1的情况下，进入各相功率方向的继电器的电压和电流之间的相角差是90°。

P90

第五章

1、变压器中性点节点（中性点不接地系统中性点的位移电压不超过5%）

要求：

（1）不使系统出现危险的过电压；

（2）不使零序序网有较大的变化，以保证零序电流保护有稳定的灵敏度。

选择原则：

（1）在多电源系统中，每个电源处至少应该有一台别有情趣中性点接地，以防止中性点不接地的电源因某种原因与其他电源切断时，形成中性点不接地系统。

（2）在双母线按固定联接方式运行的变电所，每组母线上至少有一台变压器中性点直接接地。

（3）如果两台变压器并联运行，应选用零序阻抗相等的变压器。

（4）在两台以上变压器并联运行的情况下，规定正常按一台变压器中性点接地运行，其他中性点不接地。

（5）低压侧无电源的变压器的中性点可以不接地运行，以提高零序电流保护灵敏度和简化保护接线。

2、零序电压、零序电流分布特点

（1）故障点处的零序电压最高，变压器中性点接地处地零序电压为零。

（2）零序电流由故障点处地零序电压产生，只在故障点与中性点接地的变压器之间流动。

（3）零序或负序功率方向与正序功率方向相反，即正序功率方向为由母线指向故障点，而零序功率方向却由故障点指向母线。

3、三段式零序电流保护原理图P98

4、大接地电流系统零序保护的评价

（1）灵敏度高。

（2）动作迅速。

（3）不受系统振荡和过负荷的影响。

（4）接线简单、经济、可靠。

5、小接地系统单相接地的特点

（1）发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。

非故障电压升高至原来的3½倍，电源中性点对地电压Un=Uk0,Uk0的相量与故障相电势的相量的大小相等方向相反。

（2）非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容电流。

容性无功功率是由母线指向非故障线路。

超前零序电压90°。

（3）故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件的零序电容电流之和。

而容性无功功率是由故障线路指向母线，即其功率方向与非故障线路方向相反。

第六章

1、距离保护的基本工作原理

距离保护是通过测量被保护线路的始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护，这个比赛称为测量阻抗Zm，用来完成这一测量认为的元件称为阻抗继电器KI。

在线路正常运行时的测量阻抗称为负荷阻抗，其值较大；当系统发生短路时，测量阻抗等于保护安装处到短路点之间的线路阻抗值较小，而且故障点越靠近保护安装处，值越小。

当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗Zset时，保护动作。

因为在短路时的测量阻抗反应了短路点到保护安装点之间距离的长短，所以称这种原理的保护是距离保护，也称阻抗保护。

（变压器后备保护）

2、距离保护的主要组成元件

（1）起动元件。

（2）阻抗测量元件。

（3）时间元件。

（4）出口执行元件。

3、全阻抗继电器P119

特性是以保护安装点为圆心，以整定阻抗Zset为半径所作地一个圆。

园内为动作区，园外为非动作区，圆周是动作边界。

4、方向阻抗继电器P120

特性是以整定阻抗为直径的并且圆周经过坐标原点的一个圆，园内为动作区，园外为非动作区，圆周是动作边界。

5、偏移特性的阻抗继电器P122

动作特性是当正方向的整定阻抗为Zset时，同时向反方向便宜一个αZset（α是偏移率）。

其中0<α<1.园内为动作区，园外为非动作区，圆周是动作边界。

7、方向继电器的死区

当在保护安装处正方向出口的一定范围内发生金属性相间短路时，母线电压（即保护安装处电压）降低到零或最小值，加到继电器上的电压为0或者小于继电器动作所需的最小电压时，无论方向阻抗继电器是根据比幅原理还是比相原理构成的，均不能动作。

发生此情况道德一定范围内，称为方向阻抗继电器的死区。

8、消除方向继电器死区的措施

在幅值比较式方向阻抗继电器的两个比较量中引入相等的插入电压Uch，在相位比较式方向继电器中引入极化电压Uj。

Uch和Uj应该满足以下要求：

（1）Uch和Uj应该与Um同相。

（2）当保护安装处出口发生短路时，Uch和Uj应不为0或能保持一段时间逐渐衰减到0.

措施：

（1记忆回路。

（2引入非故障单相。

第七章（变压器充电时产生的励磁涌流，可能会引起差动保护误动。

）

1、纵联差动保护的原理P175

输电线的纵联差动保护就是用某种通信通道将输电线两端的保护这种纵向连接起来，将各端的电气量传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切断被保护线路。

2、光纤纵联差动保护P178光纤

电信号输入→信号处理→光发送器▔断路器→断路器→光接收器→信号处理→电信号输出

3、平行双回线路的横联差动方向保护P180

横联差动方向保护和电流平衡统称为平行线路的横联保护。

4、高频通道的工作方式

分为故障起动发信方式（常用）、长期发信方式和移频方式三大类。

5、高频信号P188

就是高频电流信号，分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号。

闭锁信号：

是阻止保护动作跳闸的信号，所以是继电保护作用于跳闸的必要条件。

（本侧保护元件RP动作和无闭锁信号。

）

允许信号：

是允许保护动作于跳闸的信号，即允许信号的存在是保护动作于跳闸的必要条件。

（本侧保护元件RP动作和有允许信号。

）

跳闸信号：

是直接引起跳闸的信号，即有跳闸信号是保护作用于状态的充分条件。

（与保护元件无关，只需接收跳闸信号。

）

6、方向高频保护P190

高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，一判别是被保护范围内部故障还是外部故障。

通常规定：

从母线流向输电线路的功率方向为证方向；从输电线流向母线的功率方向为负方向。

第八章

1、变压器的保护装置

（1）气体保护。

（用于带负荷调压的油浸式变压器的调压装置。

）

（2）纵差动保护或电流速断保护。

（3）过电流保护。

（保护动作后，应带时限动作于跳闸）

（4）零序电流保护。

（5）过负荷保护。

（6）过励磁保护。

2、气体保护P202

当变压器油箱内发生各种电路故障时，由于电路电流和短路点电弧的作用，变压器油和绝缘材料受热分解，产生大量气体，从油箱流向油枕上部。

故障越严重。

产生气体越多，流向油枕的气流和油流速度也越快，利用这种气体来实现的保护称为气体保护。

主要元件是气体继电器。

有三种形式：

浮筒式、挡板式和复合式。

4、电流速断保护P217

对于容量较小的变压器，当其电流保护的动作时限对于0.5s时，可在电源侧装设电流速断保护。

它与气体保护配合，构成变压器的主保护。

第十章

1、引起母线故障的主要原因

由于空气污秽，导致断路器套管及母线绝缘子的闪络；母线电压和电流互感器的故障；运行人员的误操作，如带负荷拉隔离开关、带接地线合断路器等。

故障类型主要是单相接地和相间短路故障。

2、切除母线故障的方式

（1）利用母线上其他供电元件的保护装置来切除故障。

（时间长）

（2）利用专门的母线保护。

3-11.如图3-21所示，35kV电网线路1的保护拟定为三段式电流保护，已知线路1最大负荷电流为90A，nTA=200/5,在最大及最小运行方式下各点短路电流见下表。

线路2的定时限过流保护动作时限为1.5s。

试对线路1三段式电流保护进行整定计算。

1、保护1的无时限电流速断一次动作电流

2、保护1的时限电流速断保护

继电器动作电流

动作时限为

灵敏度校验

3、过电流保护

保护1的过电流保护动作电流：

继电器动作电流

动作时限为

灵敏度校验：

作本线路的近后备保护

作相邻线路2的远后备保护