继电保护复习资料

1继电保护装置

能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 2电力系统继电保护

泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息的电压，电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，还包括通信手段。 3电力系统继电保护的基本任务

自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 4保护装置的构成 （1）测量比较元件—用于测量通过保护电力元件的物理参量，并与其给定值进行比较，根据比较结果，给出逻辑信号，判断保护装置是否应该启动。（2）逻辑判断元件—根据测量比较元件输出逻辑信号的性质，先后顺序，持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸，发出信号或不动作，并将对应指令传给执行输出部分。（3）执行输出元件—根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息，发出警报或不动作。 5继电保护的基本要求

（1）可靠性--包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求。所谓安全性，是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动作。所谓信赖性，是要求继电保护在规定的保护范围内发生了故障时应可靠动作，即不发生拒动作。（2）选择性—保护装置动作时，在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开，最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。（3）速动性—尽可能快速地切出故障，以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。（4）灵敏性—对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。 6继电器

一种能自动执行断续控制的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，如触点打开，闭合或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现通断控制的作用。 7继电特性(如图)

正常状态下不动作输出高电平，I>Iop动作输出低电平，I<Ire返回输出高电平；无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，不可能停留在某一中间位置，这种特性称作继电特性。Ire返回电流，Iop动作电流，返回系数Kre=Ire/Iop，为保证动作后输出状态的稳定性和可靠性，过电流继电Kre恒小于1。

8系统最大运行方式

在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的短路电流最大，对应系统的等值阻抗最小，Is=Is.min 9、系统最小运行方式

在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安处的电流最小，对应的系统等值阻抗Zs=Zsmax,通常取最大运行方式下三相短路和最小运行方式下取两相短路的电流

10、为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定

引入可靠系数Krel =1.2~1.3是考虑非周期分量的影响，实际的短路电流可能大于计算值，电流互感器存在着误差，保护装置的实际动作值可能小于整定值和一定的裕度等因素

11、定时限过电流的逆向阶梯原则

定时限过电流的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后

备保护的作用，为保证选择性，当远处短路

时，应当保证离故障点最近的过流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高，动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则就有可能出现越级跳闸，非选择性动作现象的发生。 12、方向性电流保护 保护中加装可以判别短路功率流动方向的元件，并且当功率方向由母线流向线路时才动作，并与电流保护共同工作，便可以快速，有选择性的切除故障，称为方向性电流保护 13、90°接线方式 在三相对称的情况下，当cos =1时，加入继电器的电流如IA和电压UBC相位相差90°潜动：指在只加入电流信号或只加入电压信号的情况下，继电器就能够动作的现象 灵敏角、内角：最大灵敏角 sen= k=60°，为保证当短路点有过渡电阻，线路阻抗角？在0~90°范围内变化情况下正方向故障时，继电器都能可靠动作，功率方向元件动作的角度为 sen+90°采用非故障的相间电压接入功率方向元件的电压参考相量，判别故障相电流相位， sen=-90°+ k=-30°,90°- k=a a 称为功率方向继电器的内角，0°< k < 90°时，使故障相方向继电器在一切故障情况下都能动作的条件应为30°<a<60° 14、90°接线方式的优点 （1）对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高 （2）选择继电器的内角a=90°- k后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性 15、分支系数 （1）助增电流：整定结果增大，保护范围减小应补回 Kf=1+（上回路阻抗）/（下回路阻抗）>1 Kf=1+ZAB / ZB （2）汲出电路：整定结果减小，保护范围增大Kf=1-（上回路阻抗）/（下回路阻抗）<1 16、零序网络 零序电流的规定正方向，由母线流向线路为正，零序电压正方向，规定线路高于大地的电压为正

零序分量参数特点 （1）零序电压 零序电源在故障点，故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低，取决于测量点到大地间阻抗的大小 （2）零序电流 由零序电压UK0产生，由故障点流向大地 （3）零序功率及电压、电流相位关系 对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反实际上都是由主线路流向母线的

17、电网距离保护、 测量电压和测量电流的选取 为保护接地短路，取接地短路的故障环路，为相—地故障环路，测量电压为保护安装处在故障相对地电压，测量电流为带有零序电流补偿的故障相电流。（接地距离保护接线方式）对于相间短路，故障环路为相—相故障环路，取测量电压为保护安装处在两故障相的电压差，测量电流为两故障相的电流差。（相间距离保护接线方式） 18.距离保护的构成： 启动部分：用来判别电力系统是否发生故障 测量部分：在系统故障的情况下，快速准确的测出故障方向和距离，并与预先设计的保护范围相比较，区内故障时结出动作信号，区外故障时不动作 振荡闭锁部分：为防止误动，要求振荡闭锁元件准确判别系统振荡，并将保护闭锁 电压回路断线部分：电压断线将保护闭锁，防止出现保护误动 配合逻辑部分：用来突限距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三段式距离保护中的各段之间的时限配合 出口部分：包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路发出相应信号 19.测量阻抗，整定阻抗，动作阻抗的定义(有图) 测量阻抗Zm：就是保护安装处测量电压Um与测量电流Im之间的比值，系统不同的运行状态下，测量阻抗不同，可能落在阻抗平面任意位置，在短路故障时，由故障环上的测量电压，电流算出的测量阻抗能够正确的反应故障点到保护安装处的距离.Zm = Um/Im 正向整定阻抗,反向整定阻抗：根据被保护电力系统（Iset = KI/KU）的具体情况而设定

的常数，不随故障情况变化而变化，一般取继电器，点到保护范围末端的线路作为整定阻抗。

动作阻抗：使阻抗元件处于临界动作状态对应的测量阻抗（Iop = |Iset|- U0/|KUIm|） 25.输电线路的通讯方式是;

导引线通信，电力线载波通信，微波通信，光纤通信

26.闭锁角锁定：

实际情况下，由于互感器误差，线路分布电20.解释阻抗继电器的最灵敏角

当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Iset1的阻抗角相等，阻抗继电器的动作阻抗最大正好等于Iset1,即Iop = Iset1，此时继电器最为灵敏，所以阻抗角又称为最灵敏角。

21.最小精确工作电流，最小精确工作电压 通常情况下，在阻抗继电器的最灵敏角方向上，继电器的工作阻抗就等于其整定阻抗，即：Zop=Zset，但是当测量电流较小时，由于测量误差、计算误差、人为设定动作门槛等因素的影响，会使动作阻抗降为0.9Zset对应的测量电流，称为最小精确工作电流，用Iac.min表示，(当测量电流很大时，由于互感器饱和，处理电路饱和，测量误差假的等因素Zop下降为0.9Zset，对应的测量电流称为最大精确工作电流)

当测量电流和电压小于最小工作电流或电压时，Zop下降，实际保护范围缩短，可能引起与之配合的其他保护的非选择性动作， 22.电力系统振荡

并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象称为电力系统振荡

电力系统振荡时，系统两侧等效电动势之间的夹角a可能在0~360度范围做周期性变化。从而使系统中各点的电压、线路电流、功率大小和方向及距离保护的测量阻抗也都呈现周期性变化，严重失步振荡时，可能因系统振荡而动作，用来防止系统振荡时保护误动的措施，就称为振荡闭锁。 23.过渡电阻：

当接地短路或相间短路时，短路点电流经相导线流入大地流回中性点或由一相流到另一相的路径中所通过物质的电阻。 24.稳态超越：

因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进一步引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。

4输电线路纵联保护 容，高频信号传递时间等原因。区外故障时两侧的收信机，收到的高频信号不连续，会出现一定的间断，可能保护误动，莹闭锁外部故障可能出现的最大间断角，闭锁角φb。 Φb>=7°+15°+L/100*6°+Φy

电流互感器两侧二次电流的最大误差不超过7度，经保护装置中的滤波序器及发信操作回路的角度误差两侧不超过15度，高频信号在输电线路上传播，速度为3*10^8m/s ,线路长度与等值的I频角延迟为L/100*6° (相继动作;在输电线路保护中，一侧保护先动作跳闸后，另一侧保护才能动作的现象。 检同步：双电源供电系统中，故障跳闸，检验两侧系统是否同步的过程。) 27.单相自动重合闸

单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相，若不成功在跳开三相的重合方式。 28.潜供电流

当故障线电路自两侧切除后，由于非故障相与断开相之间存在静电（通过电容）

和电磁（通过电感）的联系，故障点的弧光通道中仍留有电流。

29.重合闸时间对称稳定性影响分析？如下图

30.纵差动保护的暂态不平衡电流 分析理解(图

)

由于励磁电流不能突变，故障刚开始时电流互感器并没有饱和，不平衡电流不大。几个周波后电流互感器开始饱和，不平衡电流逐渐达到最大值。以后随着一个电流非周

期分量的衰减，不平衡电流又逐渐下降并趋于稳态不平衡电流。暂态不平衡电流比稳态不平衡电流大许多倍，且含有很大的非周期分量，其特性完全偏于时间轴的一侧。 31.减小不平衡电流的主要措施 （1）计算变化与实际变比不一致产生的不平衡电流的补偿；（2）减小因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流；（3）减少电流互感器的暂态不平衡电流。 32.励磁涌流

当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器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，产生暂态励磁电流，称为励磁涌流。 33.制动电流的选取方法

平均电流制动：Ires=（I1+I2）/2 复式制动：Ires=|Ì1-Ì2|/2

标记制动：Ires=√I1*I2*cosΨ12

34.拐点电流Ires.g选取范围 Ires.g=(0.6-1.1)*In

最小动作电流Iset.min=(0.2-0.5)*In 35、自动重合闸的目的：（1）是保证并列运行系统的稳定性；(2)是尽快恢复瞬时故障元件的供电，从而自动恢复整个系统的正常运行。