繼電保護(hù)復(fù)習(xí)總結(jié)

14/14第一章對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性?？煽啃园ò踩院托刨囆?，是對(duì)繼電保護(hù)性能的最根本的要求。所謂安全性，是要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)作。所謂信賴性，是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不發(fā)生拒絕動(dòng)作。選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大短路電流、低電壓下運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。靈敏性是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。第二章過電流繼電器的動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)：動(dòng)作電流：能使繼電器動(dòng)作的最小電流稱為動(dòng)作電流Iop。返回電流：能使繼電器返回原位的最大電流稱為繼電器的返回電流Ire。返回系數(shù)：返回系數(shù)是返回電流與動(dòng)作電流的比值，即系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式：最大運(yùn)行方式：對(duì)繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流最大，稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小，Zs＝Zs.min；最小運(yùn)行方式：對(duì)繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過保護(hù)安裝處的電流最小，稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小,Zs＝Zs.max。電流速斷、限時(shí)電流速斷和定時(shí)限過電流保護(hù)的整定計(jì)算（包括動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限、靈敏度校驗(yàn)）：三段式電流保護(hù)如何保證選擇性：電流速斷（Ⅰ斷）：依靠整定值保證選擇性；限時(shí)電流速斷（Ⅱ斷）：依靠動(dòng)作時(shí)限和動(dòng)作值共同保證選擇性；定時(shí)限過電流保護(hù)（Ⅲ斷）：依靠動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)限、靈敏系數(shù)三者相配合保證選擇性。相間電流保護(hù)的接線方式和各種接線方式的應(yīng)用場合：相間電流保護(hù)的接線方式：分為三相星形接線、兩相星形接線。三相星形接線廣泛用于發(fā)電機(jī)、變壓器等大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中；兩相星形接線應(yīng)用在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中。相間短路功率方向元件的接線方式、90°接線及評(píng)價(jià)：相間短路功率方向元件的接線方式：90°接線方式是指在三相對(duì)稱且功率因數(shù)cos?=1的情況下，加入繼電器的電流Ir超前電壓Ur90°的接線方式。對(duì)90°接線方式的評(píng)價(jià)：第一，對(duì)各種兩相短路都沒有死區(qū)，因?yàn)槔^電器加入的是非故障的相間電壓，其值很高；第二，選擇繼電器的內(nèi)角α=90°－φk后，對(duì)線路上發(fā)生的各種故障，都能保證動(dòng)作的方向性。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障特征（沒有死區(qū)）：零序電壓：零序電源在故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，取決于測量點(diǎn)到大地間阻抗的大小。零序電流：由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的，由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地。零序功率：對(duì)于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反。對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)，零序功率元件有無電壓死區(qū)：對(duì)零序電流保護(hù)的評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：（1）零序過電流保護(hù)的靈敏度高；（2）受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響要??；（3）不受系統(tǒng)振蕩和過負(fù)荷的影響；（4）方向性零序電流保護(hù)沒有電壓死區(qū)；（5）簡單、可靠。缺點(diǎn)：（1）對(duì)短線路或運(yùn)行方式變化很大時(shí)，保護(hù)往往不能滿足要求；（2）單相重合閘的過程中可能誤動(dòng)；（3）當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個(gè)不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)時(shí)，將使保護(hù)的整定配合復(fù)雜化，且將增大第III段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。零序功率元件沒有電壓死區(qū)。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障特征：（1）發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。非故障相電壓升高至原來的倍，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓與故障相電勢的相量大小相等方向相反；（2）非故障線的零序電流為該線非故障相對(duì)地電容電流之和，方向?yàn)橛赡妇€指向線路且超前零序電壓90°；（3）故障點(diǎn)的電流為全系統(tǒng)非故障相對(duì)地電容電流之和，其相位超前零序電壓90°；（4）故障線的零序電流等于除故障線外的全系統(tǒng)中其他元件非故障相的電容電流之和，其值遠(yuǎn)大于非故障線的零序電流，且方向與非故障線電流的方向相反，由線路指向母線，且滯后零序電壓90°；（5）故障線的零序功率與非故障線的零序功率方向相反。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)的補(bǔ)償方式：完全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償。第三章相間距離和接地距離的接線方式：為保護(hù)接地短路，取接地短路的故障環(huán)路為相-地故障環(huán)路，測量電壓為保護(hù)安裝處故障相對(duì)地電壓，測量電流為帶有零序電流補(bǔ)償?shù)墓收舷嚯娏?，由它們算出的測量阻抗能夠準(zhǔn)確反應(yīng)單相接地故障、兩相接地故障和三相接地短路情況下的故障距離，稱為接地距離保護(hù)接線方式。對(duì)于相間短路，故障環(huán)路為相-相故障環(huán)路，取測量電壓為保護(hù)安裝處兩故障相的電壓差，測量電流為兩故障相的電流差，由它們算出的測量阻抗能夠準(zhǔn)確反映兩項(xiàng)短路、三相短路和兩相短路接地情況下的故障距離，稱為相間距離保護(hù)接線方式。測量阻抗、動(dòng)作阻抗、整定阻抗：測量阻抗Zm：護(hù)安裝處測量電壓與測量電流之間的比值，系統(tǒng)不同的運(yùn)行狀態(tài)下，測量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。在短路故障情況下，由故障環(huán)的測量電壓、電流算出的測量阻抗能夠正確地反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。動(dòng)作阻抗：使阻抗元件處于臨界動(dòng)作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的測量阻抗，從原點(diǎn)到邊界圓上的矢量連線稱為動(dòng)作阻抗，通常用Zop來表示。整定阻抗：和整定長度Lset相對(duì)應(yīng)的阻抗ZsetZset=Z1·Lset其中z1為單位長度線路的復(fù)阻抗正常運(yùn)行及短路故障時(shí)測量阻抗的特征：正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的測量電壓近似為額定電壓，測量電流為負(fù)荷電流，測量阻抗為負(fù)荷阻抗。負(fù)荷阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較小的功率因數(shù)角，阻抗性質(zhì)以電阻性為主；當(dāng)短路時(shí)，測量電壓降低，測量電流增大，測量阻抗變?yōu)槎搪伏c(diǎn)與保護(hù)安裝處之間的線路阻抗，阻抗角等于輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大，阻抗性質(zhì)以電感性質(zhì)為主。距離保護(hù)的整定計(jì)算：分支電路對(duì)測量阻抗的影響（助增和外汲）：助增電流，使測量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短。外汲電流，使測量阻抗減小，保護(hù)范圍增大，可能造成無選擇性動(dòng)作。電力系統(tǒng)振蕩：并聯(lián)運(yùn)行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間出現(xiàn)功率角大范圍周期性變化的現(xiàn)象，稱為電力系統(tǒng)振蕩。振蕩時(shí)測量阻抗的變化規(guī)律：在系統(tǒng)兩端電動(dòng)勢相等的情況下，測量電阻按下式規(guī)律變化：測量阻抗分成了兩部分：第一部分為保護(hù)安裝處到振蕩中心的線路阻抗，只與保護(hù)安裝處到振蕩中心的相對(duì)位置有關(guān)，與功角無關(guān);第二部分垂直于，并隨功角的變化而變化當(dāng)δ由0°變化到360°時(shí)，測量阻抗終點(diǎn)的軌跡是Z∑的垂直平分線。對(duì)應(yīng)的軌跡如下圖所示：振蕩與短路的區(qū)別：（1）振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱，沒有負(fù)序分量和零序分量出現(xiàn)；而短路時(shí)，總要長時(shí)或瞬時(shí)出現(xiàn)負(fù)序或零序分量；（2）振蕩時(shí)，電氣量呈周期性變化，其變化速度與系統(tǒng)功角的變化速度一致，比較慢；從短路前到短路后其值突然變化，速度很快，而短路后短路電流、各點(diǎn)殘壓和測量阻抗不計(jì)及衰減時(shí)是不變的；（3）振蕩時(shí)，電氣量呈現(xiàn)周期變化，若阻抗測量元件誤動(dòng)作，則在一個(gè)振蕩周期動(dòng)作和返回各一次；而短路時(shí)阻抗元件可能動(dòng)作，可能不動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖的方法：利用系統(tǒng)短路時(shí)的負(fù)序、零序分量或電流突然變化，短時(shí)開放保護(hù)，實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。（2）利用阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉鎖。（3）利用動(dòng)作的延時(shí)實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。整定值相同的不同特性的阻抗元件躲負(fù)荷能力、躲過渡電阻能力及躲振蕩能力的比較：在整定值相同的情況下，橄欖型、方向圓特性、全阻抗圓特性的阻抗元件躲過負(fù)荷能力依次從大到?。欢噙^渡電阻的能力依次從小到大；躲振蕩能力依次從大到小。單側(cè)電源線路過渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響：過渡電阻的存在總是使繼電器的測量阻抗值增大，阻抗角變小，保護(hù)范圍縮短。保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近時(shí)，受過渡電阻影響越大；同時(shí)，保護(hù)裝置的整定阻抗越小，受過渡電阻的影響越大。第四章載波通道的工作方式：正常無高頻、正常有高頻、移頻方式。載波信號(hào)的種類：閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)、跳閘信號(hào)。閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)：當(dāng)區(qū)外故障時(shí)，被保護(hù)線路近短路點(diǎn)一側(cè)為功率方向?yàn)樨?fù)，2和5發(fā)出閉鎖信號(hào)，兩側(cè)收信機(jī)收到閉鎖信號(hào)后將各自保護(hù)閉鎖。當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，線路兩端的短路功率方向均為正，發(fā)信機(jī)均不向線路發(fā)送閉鎖信號(hào)，保護(hù)的起動(dòng)元件不被閉鎖，瞬時(shí)跳開兩側(cè)斷路器?？v聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)：縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)原理是建立在基爾霍夫定律基礎(chǔ)之上的。線路正常運(yùn)行和外部故障(k2)時(shí)：線路內(nèi)部故障(k1)時(shí)：流入差動(dòng)繼電器的電流：線路正常運(yùn)行和外部故障(k2)時(shí)：線路內(nèi)部故障(k1)時(shí)：縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位，即利用高頻信號(hào)將電流的相位傳送到對(duì)側(cè)去進(jìn)行比較來確定跳閘與否。區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)電流同相位，發(fā)出跳閘脈沖；區(qū)外故障：兩側(cè)電流相位相差180°，保護(hù)不動(dòng)作。第五章雙側(cè)電源線路自動(dòng)重合閘和單側(cè)線路自動(dòng)重閘的不同:（1）當(dāng)線路上故障跳閘后，存在著重合閘時(shí)兩側(cè)的電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問題;（2）當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)的保護(hù)可能以不同的時(shí)限跳閘（如一側(cè)以第Ⅰ段時(shí)限動(dòng)作，另一側(cè)以第Ⅱ段時(shí)限動(dòng)作），為了保證故障點(diǎn)電弧的熄滅和絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)，以使重合閘有可能成功，線路上兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘后再進(jìn)行重合，其重合閘的時(shí)間與單側(cè)電源的有所不同。具有同步檢定和無壓檢定的重合閘:具有同步檢定和無壓檢定的重合閘在使用無壓檢定的一側(cè)要同時(shí)投入同步檢定，在使用同步檢定的一側(cè)絕對(duì)不能投入無壓檢定。除在線路兩側(cè)均裝設(shè)重合閘裝置以外；在線路一端還裝設(shè)有檢定線路無電壓的繼電器KU1，當(dāng)線路無電壓時(shí)允許重合閘重合；而在另一側(cè)則裝設(shè)檢定同步的繼電器KU2,檢測母線電壓與線路電壓間滿足同期條件時(shí)允許重合閘重合。這樣當(dāng)線路有電壓或是不同步時(shí)，重合閘就不能重合。重合閘與繼電保護(hù)的配合：重合閘前加速保護(hù)：當(dāng)任何一條線路上發(fā)生故障時(shí)，第一次都由保護(hù)3瞬時(shí)為選擇性動(dòng)作予以切除，重合閘以后保護(hù)第二次動(dòng)作切除故障是有選擇性的。重合閘后加速保護(hù)：當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障，而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無關(guān)。重合閘時(shí)限的整定：單側(cè)電源三相重合閘的最小時(shí)間整定原則：（1）在斷路器跳閘后，負(fù)荷電動(dòng)機(jī)向故障點(diǎn)反饋電流的時(shí)間；故障點(diǎn)電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度需要的時(shí)間；（2）在斷路器動(dòng)作跳閘息弧后，其觸頭周圍絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)以及消弧室重新充滿油、氣需要的時(shí)間；同時(shí)其操作機(jī)構(gòu)原狀準(zhǔn)備好再次動(dòng)作需要的時(shí)間；（3）如果重合閘是利用繼電保護(hù)跳閘出口啟動(dòng)，其動(dòng)作時(shí)限還應(yīng)該加上斷路器的跳閘時(shí)間雙側(cè)電源線路的重合閘最小時(shí)間除滿足以上原則外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)繼電保護(hù)以不同時(shí)限切除故障的可能性。三相重合閘、單相重合閘及綜合重合閘：三相重合閘：任何類型故障均跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。單相重合閘：單相故障跳單相，重合單相，重合于永久性故障跳三相；相間故障，三相跳開不重合。綜合重合閘：單相故障跳單相，重合單相，重合于永久性故障跳三相；相間故障跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。第六章變壓器的主保護(hù)：變壓器的主保護(hù)是縱差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。電流縱差保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其它元件的配合，可以無延時(shí)地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。后備保護(hù)是過電流保護(hù)和阻抗保護(hù)?？v差動(dòng)保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因及消除方法：原因：計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流；由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭產(chǎn)生的不平衡電流；電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器勵(lì)磁電流產(chǎn)生的不平衡電流；消除方法：計(jì)算變比與實(shí)際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補(bǔ)償；應(yīng)盡可能使用型號(hào)、性能完全相同的D級(jí)電流互感器，使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同，以減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流。在差動(dòng)回路中接入具有速飽和特性的中間變流器來減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。勵(lì)磁涌流的特征及鑒別方法：勵(lì)磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電壓上升的暫態(tài)過程中，變壓器可能嚴(yán)重飽和，出現(xiàn)很大的暫態(tài)勵(lì)磁電流，稱勵(lì)磁涌流，其值可達(dá)變壓器額定電流的4～8倍。可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。特征：由于三相電壓之間有的相位差，因而三相勵(lì)磁涌流不會(huì)相同，任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相中要出現(xiàn)不同程度的勵(lì)磁涌流；某相勵(lì)磁涌流可能不再偏離時(shí)間軸的一側(cè)，變成了對(duì)稱性涌流。對(duì)稱性涌流的數(shù)值比較