电力系统继电保护原理1 绪论Δ1、继电保护的作用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遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。

2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。

Δ2、保护装置的构成的几个环节及其作用答：一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。

1）测量比较元件：测量通过被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而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的逻辑信号的性质、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，并将对应的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。

3、继电保护的分类1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护、电动机保护等。

2）按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等。

3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地短路保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等。

4）按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护。

5）继电保护测量值与整定值的关系分类：过量保护（测量值﹥整定值）、欠量保护（测量值﹤整定值）6）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。

Δ6、对电力系统继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性(1)选择性、故障点在区内就动作、在区外不动作。

（2分）(2)速动性、保护的动作速度应尽可能快速。

（2分）(3)灵敏性、在规定的保护范围内，保护装置对故障或不正常运行状态的反应能力。

（2分）(4)可靠性、在保护范围内可靠动作，在保护范围外可靠不动作。

（2分）4、主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护。

5、后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

又分为近后备保护和远后备保护。

近后备保护：在本元件处装设两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作。

远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由上一级保护来实现的后备保2 电网的电流保护护1、继电器的有关概念动作电流(Iop)：使继电器动作的最小电流返回电流(Ire)：使继电器返回的最大电流返回系数：K=Ire/Iop<1Δ2、三段式电流保护工作原理和整定计算方法（分析题，见课件）Δ3、电流保护的接线方式答：三相星形接线方式、两相星形接线方式5、Y,d11接线的变压器(结论)Δ1)当Y,d11接线的降压变压器低压（Δ）侧AB两相短路时，在高压（Y）侧各相的电流为Δ2)当Y,d11接线的升压变压器高压（Y）侧BC两相短路时，在低压（Δ）侧各相的电流为3)这对采用两相星形接线的后备保护不利! ，如果保护采用两相星形接线方式，则由于B相没有装设继电器，因此灵敏度要比采用三相星形接线方式要降低50％。

为了提高灵敏度，采用两相三继电器接线方式。

6、90°接线方式：KWA：、KWB: 、KWC: 、Δ7、90°接线方式正方向出口发生两相短路（见课件）○8、内角的选择（30°、45°，(90°-Φk)与哪个角相近选哪个）9、装设方向元件的条件（了解）1）电流速断保护方向元件的装设原则：同一线路两侧，定值小者加方向元件，定值大者可不加方向元件。

2）过电流保护方向元件的装设原则：对同一变电站的电源出线，动作延时长的可不加方向元件，动作延时小的或相等时要加方向元件。

Δ10、中性点直接接地电网发生单相接地短路时，零序电流、零序电压的分布特点（没有死区）1）零序电压：故障点零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地处为零。

2）零序电流分布：与变压器中性点接地的多少和位置有关大小：与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关3）零序功率分布：短路点零序功率最大方向：对于发生故障的线路，两端的零序功率方向为线路→母线○11、零序功率方向继电器的接线(结论)（无死区）1）Φsen =70°：=-3、=32）Φsen =-110°:=3、=3Δ12、保护1的II段时间比下一级保护2的I段时间高出一个Δt，Δt应考虑哪些因素？（三段延时应考虑哪些因素（为了保证选择性））P1）故障线路断路器的跳闸时间、灭弧时间2）故障线路保护2中时间继电器的实际动作时间比整定时间大的正误差3）非故障线路保护1中时间继电器可能比预定时间提早动作的负误差4）非故障线路保护1中的测量元件在外部故障切除后，由于惯性的影响而不能立即返回的延时5）考虑一定的裕度电网距离保护1、测量阻抗与一次阻抗的关系：Zm==Z12、阻抗继电器的动作特性和动作方程（方向阻抗继电器）（见课件）Δ3、阻抗继电器的测量阻抗——阻抗继电器的接线方式（结论）1）相间距离保护：0º接线方式，正确反应三相短路、两相短路、两相接地短路，不能正确反应单相接地短路。

2）接地距离保护：具有零序电流补偿的0º接线方式，可以正确反应单相接地短路、两相接地短路和三相短路时。

不能正确反应两相短路。

4、方向阻抗继电器的死区及消除措施（不能消除出口三相短路的死区）1）产生的原因：当在保护安装处正方向出口发生金属性相间短路时，母线电压降到零或很小，加到继电器的电压为零或者小于继电器动作所需的最小电压时，方向继电器会出现死区。

Δ2）消除措施：○1记忆回路○2引入第三相电压Δ5、距离保护的整定计算（分析题，见P103）6、过渡电阻对单相式阻抗继电器的影响1）单电源线路经过渡电阻短路对阻抗继电器影响的定性分析○1Rg的存在总是使继电器的测量阻抗增大，保护范围缩短○2保护装置距短路点越近，受过渡电阻影响越大，有可能导致保护无选择性动作○3整定值越小，受过渡电阻的影响越大2）双电源线路经过渡电阻短路对阻抗继电器影响的定性分析○1双侧电源线路，过渡电阻可能使测量阻抗增大，也可能使测量阻抗减小○2送电端感受电阻偏容性，测量阻抗减小，容易发生超范围误动○3受电端感受电阻偏感性，测量阻抗增大，容易发生欠范围拒动3）对不同圆特性阻抗继电器的影响在整定值相同的情况下，动作特性在+R轴方向所占的面积越小，受过渡电阻的影响就越大，即全阻抗继电器受过渡电阻的影响最小；方向阻抗继电器受过渡电阻的影响最大。

7、振荡过程中的电压、电流向量图（见课件）（振荡中心电压变化，δ=180°，中心电压为0）Δ8、系统振荡（综合题，见补充习题）9、电力系统振荡对单相式阻抗继电器的影响1）系统振荡对安装在不同地点的距离保护的影响○1振荡中心在保护范围内时，则距离保护会误动○2当保护安装点越靠近振荡中心时，受到的影响越大○3振荡中心在保护范围以外或位于保护的反方向时，则距离保护不会误动2）对不同特性的阻抗继电器的影响继电器的动作特性在阻抗平面上沿OO’方向所占面积越大，受振荡的影响就越大。

即在距离保护整定值相同的情况下，全阻抗继电器所受振荡影响最大，方向阻抗继电器受影响最小。

10、系统振荡对三段式距离保护的影响○1距离I段：t=0s，受影响可能会误动○2距离II段：t=0.5s，受影响可能会误动○3距离III段：t≥1.5s，可躲过振荡的影响Δ11、振荡与短路的区别（简答）1）振荡：三相对称，无负序分量;电压、电流周期性缓慢变化；测量阻抗随δ角变化2)短路：有负序分量出现；电压、电流突变；测量阻抗不变Δ12、躲同样负荷阻抗，方向阻抗继电器的灵敏度比采用全阻抗继电器提高倍4 输电线纵联保护1、高频通道的构成（了解）：输电线、阻波器、结合电容器、连接滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀闸、高频收发信机2、高频信号的分类及作用1）闭锁信号：阻止保护动作于跳闸的信号2）允许信号：允许保护动作于跳闸的信号3）跳闸信号：直接引起于跳闸的信号○3、高频通道的工作方式1)正常无高频电流方式(短期发信方式)2)正常有高频电流方式(长期发信方式)3)移频方式○Δ4、闭锁式方向纵联保护的工作原理1）区外故障时，由短路功率为负的一端发闭锁信号，此信号被两端的收信机接收闭锁保护。

2）对于故障线路，两侧保护均为正,不发闭锁信号，故两侧保护都收不到闭锁信号而动作于跳闸。

5、闭锁式方向纵联保护构成的各个元件及其作用1）I1低定值起动元件：灵敏度较高，起动发信机发信2）I2高定值起动元件：灵敏度较低，起动保护的跳闸回路3）S+ 功率方向元件：判断短路功率的方向；Δ4）t1延时返回元件：外部故障切除后，保证近故障点侧继续发信t1时间，避免高频闭锁信号过早解除而造成远离故障点侧保护误动。

Δ5）t2延时动作元件：防止外部故障时，远离故障侧的保护在未收到近故障点侧发送的高频闭锁信号而误动，要求延时t2大于高频信号在保护线路上的传输时间。

Δ6、闭锁式纵联保护为什么需要高低定值的两个启动元件？答：采用两个灵敏度不同的起动元件，灵敏度高的起动发信机发闭锁信号，灵敏度低的起动跳闸回路，以保证在外部故障时，远离故障点侧起动元件开放跳闸时，近故障点侧起动元件肯定能起动发信机发闭锁信号。

7、通道破坏、收发信机故障对保护的影响（区内无影响，区外有影响）答：由于利用非故障线路的一端发闭锁信号，闭锁非故障线路不跳闸，而对于故障线路跳闸不需要闭锁信号，所以在区内故障伴随通道破坏时，保护仍能可靠跳闸。

5 自动重合闸1、自动重合闸的作用及对其基本要求1）自动重合闸的作用○1对于瞬时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。

○2对双侧电源的线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。

○3可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。

2）对自动重合闸的基本要求○1动作迅速○2不允许任意多次重合○3动作后应能自动复归○4手动跳闸时不应重合○5手动合闸于故障线路不重合2、自动重合闸的分类1）根据重合闸控制断路器所接通或断开的电力元件不同可分为：线路重合闸、变压器重合闸和母线重合闸等。

2）根据重合闸控制断路器连续跳闸次数的不同可分为：多次重合闸和一次重合闸。

3）根据重合闸控制断路器相数的不同可分为：单相重合闸、三相重合闸、和综合重合闸。

Δ3、双侧电源送电线路上具有同步检定和无压检定的重合闸的特点1）检无压侧，同时投入同步检定继电器。

检同期侧，无电压检定是绝对不允许同时投入，两侧的投入方式可以利用连结片定期轮换。

先重合检无压侧，再重合检同期侧。