湖南大学继电保护复习要点

继电保护复习指导题型：填空、选择、名词解释、问答、计算第一章：绪论对继电保护的基本要求（四性）：可靠性，选择性，速动性，灵敏性。第2章 ：电网的电流保护1、过电流继电器的动作电流、返回电流、返回系数： 动作电流：随着电流增大，继电器刚好动作时候的电流。 返回电流：随着电流减小，继电器返回时候的电流。 返回系数：返回电流和动作电流的比值(1)。2、系统最大运行方式和最小运行方式：对继电保护而言，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小；在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大。3、电流速断、限时电流速断和定时限过电流保护的整定计算（包括动作电流、动作时限、灵敏度校验）：A：电流速断保护 保护2的电流速断整定值： 保护1的电流速断整定值：KrelI为可靠系数，取1.21.3，是考虑非周期分量影响、实际短路电流可能大于计算值、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。继电器的二次动作电流: 。nTA为电流互感器变比；Kcon为电流互感器的接线系数，TA二次侧为三相星形或两相星形接线时，其值为1，当二次侧为三角形接线时，其值为 。动作时间：取决于继电器本身固有的动作时间，一般小于10ms。考虑到躲过线路中避雷器的放电时间4060ms，一般加装一个动作时间为6080ms的保护出口中间继电器，一方面延时，另一方面扩大触点的容量和数量。电流速断保护的保护范围校验：考虑最不利于保护动作的情况：最小运行方式下两相短路：规程规定，最小保护范围不应小于线路全长的1520，即：B：限时电流速断保护起动电流的整定：保护区要延伸到相邻线路、或相邻元件的一部分。动作时限（考虑选择性问题）：应比下一条线路电流速断保护的动作时限高出一个时间阶梯t：t1II = t2I +t； t 通常取为0.5s。灵敏性用灵敏系数Ksen衡量：基本出发点：选择在要求的保护区内短路最不利于保护动作的情况，来校验保护是否能够动作。运行方式：最小 短路类型：两相短路点：本线路末端要求Ksen 1.31.5C：过电流保护起动电流的整定：选择性问题：为满足选择性的要求，必须依靠各保护装置具有不同的动作时限来保证。灵敏性的校验a. 作为近后备时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流来校验，要求Ksen 1.3 1.5（下图） b.作为远后备时采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流来校验，要求Ksen 1.2（下图） 灵敏系数配合： Ksen.1 Ksen.2 Ksen.34、 三段式电流保护如何保证选择性:保护1：瞬时过电流保护；保护2：0.5s过电流保护，可加电流速断(两段式)；保护3：电流速断，限时电流速断过电流保护(三段式).全系统任意点发生短路时，如果不发生保护或断路器据动，则故障都可以在0.5s内切除。5、相间电流保护的接线方式：（1） 三相星形接线（下左） 特点：三相电流互感器二次绕组与三个电流继电器分别按相连接，三个继电器触点并联。中性线上流回的电流：（2） 两相星形接线（上右）特点：只有a,c两相装设电流互感器，按相连接继电器。中性线上流回的电流：6、相间短路功率方向元件的接线方式：采用按相启动接线。所谓按相启动接线是指接入同名相电流的测量元件和功率方向元件的接点串联，而后与其他元件相并联后启动逻辑元件。对功率方向继电器的接线，必须十分注意继电器电流线圈和电压线圈的极性。7、90接线概念及评价：采用非故障的相间电压作为Ur , 故障相电流作为Ir。例如，A相功率方向元件Ur取UBC，Ir取IA。在这种接线方式下，最大灵敏角设计为sen= k90。功率方向元件动作方程：常取继电器内角= sen=90 k 评价：除正方向出口附近发生三相短路时，UBC0，继电器具有很小的电压死区外，在其他任何包含A相的不对称短路时， UBC 电压很高，IA很大，继电器没有死区，且动作灵敏度很高。8、 中性点直接接地系统发生单相接地故障时的故障特征：中性点直接接地的电网又称大接地电流系统，即当发生接地故障时，通过变压器接地点构成通路，使故障相流过很大的短路电流。9、 对零序电流保护的评价：优点1.零序过电流保护的灵敏度高，动作时限短（尤其双端电源网络中）；2.受系统运行方式的影响要小；3.不受系统振荡和过负荷的影响；4.方向性零序电流保护没有电压死区；5.简单、可靠，在110kV 及以上的高压和超高压系统中，单相接地故障约占全部故障的70一90% , 而且其他的故障也往往是由单相接地发展起来的，因此，采用专门的零序保护就具有显著的优越性。缺点1.对短线路或运行方式变化很大时，保护往往不能满足要求；2.单相重合闸的过程中可能误动；3.当采用自耦变压器联系两个不同电压等级的电网时，任一电网中的接地短路都将在另一网络中产生零序电流，将使保护的整定配合复杂化，且将增大第III段保护的动作时间。10、 中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障特征：1.零序网络由同级电压网络中元件对地的等值电容构成通路，与中性点直接接地系统由接地的中性点构成通路有很大不同，网络的零序阻抗很大；2.发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。非故障相对地电压升高至原来的 倍，电源中性点对地电压与故障相电势的相量大小相等方向相反；3.非故障线的零序电流为该线非故障相对地电容电流之和，方向为由母线指向线路且超前零序电压90；4.故障点的电流为全系统非故障相对地电容电流之和，其相位超前零序电压90 ；5.故障线的零序电流等于除故障线外的全系统中其他元件非故障相的电容电流之和，其值远大于非故障线的零序电流，且方向与非故障线电流的方向相反，由线路指向母线，且滞后零序电压90 ；6.故障线的零序功率与非故障线的零序功率方向相反。 11、 中性点经消弧线圈接地时的补偿方式：过补偿的特点：1.全系统出现零序电压和零序电流；2.由于过补偿作用使流经故障点、故障线路的零序电流大大减小，因此它的大与非故障线路的零序电流值差别不大，3.由于补偿系数不大，所以采用零序电流保护很难满足灵敏系数的要求；4.采用过补偿方式后故障线零序电流和零序功率方向与非故障线零序电流和零序功率方向相同，就无法利用零序功率方向保护来选择故障线路；5.在接地短路暂态过程中，接地电流中含有丰富的高次谐波分量；6.接地故障时，暂态过程中的暂态电容电流比稳态电容电流大得多，且在过渡过程中首半波幅值出现最大。第三章：距离保护1、相间距离和接地距离的接线方式：（书上没有明确介绍）。2、测量阻抗、动作阻抗、整定阻抗：动作阻抗：使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗；测量阻抗：测量电压和测量电流之比；整定阻抗：和整定长度Lset相对应的阻抗Zset。3、 正常运行及短路故障时测量阻抗的特征：1) 正常运行时：Um：近似为额定电压；Im ：为负荷电流Zm ：负荷阻抗，量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角，阻抗性质以电阻性为主。（ZL）2) 系统金属性短路时：Um：降低；Im ：增大Zm ：为短路点与保护安装处的线路阻抗。4、 距离保护的整定计算：一、 距离保护第段的整定整定阻抗：对输电线路，按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定，即取 可靠系数一般取0.80.85动作时间的整定：2、 距离保护第段的整定：分支电路对测量阻抗的影响：结论：助增电流，使测量阻抗增大，保护范围缩短。结论：外汲电流，使测量阻抗减小，保护范围增大，可能造成无选择性动作。整定阻抗：(1) 与相邻线路距离保护段配合；可靠系数一般取0.8，分支系数取各种情况下的最小值。(2) 与相邻变压器的快速保护配合 可靠系数一般取0.70.75，取两者中较小者作为整定阻抗。灵敏度校验： 如果不满足要求，则距离保护1的段改与相邻元件的保护段配合。动作时间的整定： 距离保护段的动作时间，应比与之配合的相邻元件保护动作时间大一个时间级差t。3、 距离保护第段的整定整定阻抗：(1) 与相邻下级线路距离保护的段或段配合整定可靠系数的取法与段整定中类似，分支系数应取各种情况下最小值。如果与相邻下级线路距离保护的段配合灵敏系数不够，则应改与相邻下级线路距离保护段配合。(2) 与相邻下级变压器的电流、电压保护配合整定：Zmin为电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗值。(3) 按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定计算若采用全阻抗继电器： 若采用方向阻抗继电器： 最小负荷阻抗：灵敏度的校验：(1) 近后备：按本线路末端短路校验 (2) 远后备：按相邻设备末端短路校验，Znext为相邻设备(线路、变压器)的阻抗；Kb.max为分支系数最大值。动作时间的整定：比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差。5、 电力系统振荡时测量阻抗的变化规律：当由0变化到360时，测量阻抗终点的轨迹是Z的垂直平分线。 6、 振荡与短路的区别：（1）振荡时，三相完全对称，没有负序分量和零序分量出现；而短路时，总要长时或瞬时出现负序或零序分量；（2）振荡时，电气量呈周期性变化，其变化速度与系统功角的变化速度一致，比较慢；从短路前到短路后其值突然变化，速度很快，而短路后短路电流、各点残压和测量阻抗不计及衰减时是不变的；（3）振荡时，电气量呈现周期变化，若阻抗测量元件误动作，则在一个振荡周期动作和返回各一次；而短路时阻抗元件可能动作，可能不动作。7、 实现振荡闭锁的方法：1）短时开放保护，实现振荡闭锁；2）利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁；3）用动作的延时实现振荡闭锁。8、 整定值相同的不同特性的阻抗元件躲负荷能力、躲过渡电阻能力及躲振荡能力的比较：（找不到）9、 单侧电源线路过渡电阻对距离保护的影响：保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大，同时保护装置的整定值越小(相当于被保护线路越短），受过渡电阻的影响也越大。第4章 ：输电线路纵联保护1、 载波通道的工作方：正常无高频：在正常条件下发信机不工作，通道中没有高频电流，只在电力系统发生故障期间才由起动元件起动发信正常时有高频电流方式（长时发信）：在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高频通道传送高频电流。移频方式：在正常工作条件下，发信机向对侧传送频率为f1的高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频率为f2的高频电流。2、 载波信号的种类：按高频载波通道在纵联保护中的作用，将载波信号分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号。闭锁信号：收到高频信号时，阻止本端保护动作于跳闸，即没有收到高频电流信号是保护作用于跳闸的必要条件。允许信号：收到高频信号时，允许本端保护动作于跳闸，即收到高频电流信号是本端保护作用于跳闸的必要条件。跳闸信号：收到高频信号时，可直接动作于跳闸。3、 闭锁式方向纵联保护的工作原理：对于故障线路，两侧的功率方向均为正，都不会发信号，因此，此时通道破坏，两端的保护仍能正确跳闸。4、 纵差动保护的基本原理：纵联电流差动保护原理是建立在基尔霍夫定律基础之上的 线路正常运行和外部故障(k2)时：线路内部故障(k1)时：5、 纵联电流相位差动保护的基本工作原理：比较被保护线路两侧电流的相位，即利用高频信号将电流的相位传送到对侧去进行比较来确定跳闸与否，这种保护又称为相差高频保护。区内故障：两侧电流同相位，发出跳闸脉冲； 区外故障：两侧电流相位相差180，保护不动作 。第5章 ：自动重合闸1、 双侧电源线路自动重合闸和单侧线路自动重合闸的不同：（没有总结）2、 具有同步检定和无压检定的重合闸：KU1无电压检定继电器；KU2同步检定继电器；KRC自动重合闸继电器。3、 重合闸与继电保护的配合：重合闸前加速保护（前加速）：假定每条线路上均装设过电流保护，其动作时限按阶梯型原则来配合，保护3处的时限最长。仅在QF3处安装自动重合闸。解决方法：在保护3处采用前加速方式，即当任何一条线路上发生故障时，第一次都由保护3瞬时无选择性动作，然后重合闸进行一次重合。若重合于瞬时性故障，则线路就恢复了供电。若重合于永久性故障，则保护带时限有选择性地切除故障。重合闸后加速：就是当线路发生故障时，首先保护有选择性动作切除故障，重合闸进行一次重合。若重合于瞬时性故障，则线路恢复供电；如果重合于永久性故障上，则保护装置加速动作，瞬时切除故障，与第一次动作是否带有时限无关。4、 重合闸时限的整定单侧电源线路的三相重合闸的最小时间确定原则：（1）在断路器跳闸后，负荷电动机向故障点反馈电流的时间；故障点电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度需要的时间；（2）在断路器动作跳闸息弧后，其触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新充满油、气需要的时间；同时其操作机构原状准备好再次动作需要的时间；（3）如果重合闸是利用继电保护跳闸出口启动，其动作时限还应该加上断路器的跳闸时间。根据运行经验，重合闸的最小时间为0.30.4s。双侧电源线路的三相重合闸的最小时间：双侧电源线路的重合闸最小时间除满足以上原则外，还应考虑线路两侧继电保护以不同时限切除故障的可能性。从最不利的情况出发，每一侧的重合闸都应该以本侧先跳闸而对侧后跳闸来作为考虑整定时间的依据。先跳闸一侧的重合闸时限：tARDtpr.2tQF2tpr.1tQF1tu5、 单相重合闸：单相故障：跳单相；重合单相，重合于永久性故障跳三相；相间故障：相跳开不重合。6、 三相重合闸：任何类型故障均跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。7、 综合重合闸A：单相故障跳单相，重合单相，重合于永久性故障跳三相；B：相间故障跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。第六章：电力变压器保护1、变压器