繼電保護(hù)(本版)復(fù)習(xí)大綱

繼電保護(hù)復(fù)習(xí)資料說明：涉及頁(yè)碼為新版課本 電氣0804班第一章緒論電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分為：正常狀態(tài)：等約束和不等約束條件都滿足，電力系統(tǒng)在規(guī)定的限度內(nèi)可以長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。不正常狀態(tài)：正常運(yùn)行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。等約束條件滿足，部分不等約束條件不滿足。（eg：負(fù)荷潮流越限致使電流升高（過負(fù)荷）發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起發(fā)電機(jī)頻率升高；系統(tǒng)出現(xiàn)有功功率缺額引起的頻率降低；中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地引起的非接地相電壓升高；電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩；）故障狀態(tài)：一次設(shè)備運(yùn)行中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作等原因發(fā)生短路、斷線。（各種類型的短路是最常見也是最危險(xiǎn)的故障狀態(tài)。）2.根據(jù)可測(cè)參量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)：電流增大－過電流保護(hù)電壓降低－低電壓保護(hù)阻抗減小－阻抗（距離）保護(hù)兩側(cè)電流大小和相位的差別－縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（高頻、微波、光纖）對(duì)稱分量－零序或負(fù)序分量保護(hù)非電氣量－瓦斯保護(hù)、過熱保護(hù)等3．簡(jiǎn)述繼電保護(hù)的原理、要求、組成、作用分別是什么？原理：利用被保護(hù)線路或設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，啟動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。對(duì)繼電保護(hù)的基本要求——可靠性：不拒動(dòng)、不誤動(dòng)選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小速動(dòng)性：指保護(hù)裝置以可能最短的時(shí)限將故障或異常工況自電網(wǎng)中切除或消除。靈敏性：只在規(guī)定的保護(hù)的范圍內(nèi)，在最不利條件下對(duì)故障情況的反應(yīng)能力。繼電保護(hù)裝置的組成框圖見課本第6頁(yè)圖1.3繼電保護(hù)的作用（基本任務(wù)）：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2） 反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件（例如有無經(jīng)常值班人員）和設(shè)備的承受能力，發(fā)出警報(bào)信號(hào)、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)什么是系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式？系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：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，與此對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式。（對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗Zs最?。┫到y(tǒng)最小運(yùn)行方式：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，與此對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式。（對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗Zs最大）使電流速斷保護(hù)有最小保護(hù)范圍的是最小運(yùn)行方式下兩相短路，動(dòng)作電流是按照最大運(yùn)行方式下三相短路整定的。返回電流與啟動(dòng)電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)Kre,過電流繼電器的返回系數(shù)恒小于1.靈敏系數(shù)Ksen用來衡量保護(hù)范圍，保護(hù)范圍越長(zhǎng)越靈敏。Ksen=最小運(yùn)行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流/動(dòng)作電流電流三段式保護(hù)分別是：電流速斷保護(hù)（電流I段保護(hù)）、限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流II段保護(hù)）、定時(shí)限過電流保護(hù)（電流III段保護(hù)）（1） 1段保護(hù)不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。動(dòng)作電流按躲過相鄰下一條線路出口短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定：課本17頁(yè)式2.3和2.4動(dòng)作時(shí)間取決于繼電器本身固有的動(dòng)作時(shí)間，一般小于10ms,理想情況下動(dòng)作時(shí)間為0s。保護(hù)范圍的校驗(yàn)：要求最小保護(hù)范圍大于被保護(hù)線路全長(zhǎng)的15%。計(jì)算式見課本18頁(yè)2.7式.（2） 11段保護(hù)必須能保護(hù)本線路全長(zhǎng)。動(dòng)作電流的整定見2.9式，動(dòng)作時(shí)限的選擇課本第20頁(yè)式2.11:靈敏性校驗(yàn)式2.12，保證靈敏系數(shù)Ksen±1.3-1.5（3） 111段保護(hù)一般情況下既能保護(hù)本線路全長(zhǎng)，又能保護(hù)相鄰線路全長(zhǎng)，起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。動(dòng)作電流按躲開最大負(fù)荷電流來整定，公式見23頁(yè)2.17式；動(dòng)作時(shí)限見式2.18.定時(shí)限過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)，仍采用式2.12：作為本線路的主保護(hù)時(shí)，要求Ksen±1.3-1.5；作為相鄰線路的后備保護(hù)時(shí)，要求Ksen±1.2。此外，在各個(gè)過電流保護(hù)之間要求靈敏系數(shù)互相配合，即越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系數(shù)。電流1、11段聯(lián)合工作就可以保證全線路的故障在0.5秒內(nèi)予以切除，一般情況下能夠滿足速動(dòng)性的要求，可以作為“主保護(hù)”。電流三段式保護(hù)的評(píng)價(jià)和應(yīng)用：選擇性：通過動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間來保證選擇性。單電源輻射網(wǎng)絡(luò)上可保證獲得選擇性；多電源網(wǎng)絡(luò)上在某些特殊情況下才獲得選擇性。速動(dòng)性：無時(shí)限速斷和帶時(shí)限速斷保護(hù)動(dòng)作是迅速的；過電流保護(hù)則常常不能滿足速動(dòng)性的要求。靈敏性：運(yùn)行方式變化較大時(shí)，速斷保護(hù)往往不能滿足要求。被保護(hù)線路很短時(shí)，無限時(shí)電流速斷保護(hù)常為零。長(zhǎng)距離重負(fù)荷線路過電流保護(hù)的靈敏度常常也很小。靈敏度差是電流電壓保護(hù)的主要缺點(diǎn)?？煽啃裕豪^電器簡(jiǎn)單、數(shù)量少，整定計(jì)算和校驗(yàn)容易?？煽啃院檬撬闹饕獌?yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：主要用在35kv及以下的單電源輻射網(wǎng)上。（或者見課本25頁(yè)下至26頁(yè)上）電流速斷保護(hù)不能保證選擇性時(shí)，保護(hù)誤動(dòng)作，需加裝功率方向性元件。雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)，其原理是在原有保護(hù)基礎(chǔ)上加裝功率方向判別元件，反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖不致誤動(dòng)。采用0°接線方式（即采用故障相的電壓和電流作為功率方向元件的參考相量）的功率方向元件時(shí)，若正方向出口附近短路接地，故障相對(duì)地電壓很低，功率方向元件不能動(dòng)作，出現(xiàn)“電壓死區(qū)”。而90°接線方式的功率方向元件采用非故障的相間電壓作為電壓參考相量，判別故障相電流的相位，可有效消除電壓死區(qū)。即I-U；I-U；I-UABCBCACAB

優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)各種兩相短路都沒有死區(qū)－引入了非故障相電壓。（2）適當(dāng)選擇內(nèi)角后，對(duì)各種故障都能保證方向性。90°接線方式原理圖見第38頁(yè)圖2.30注意：若功率方向繼電器有一個(gè)線圈的極性接反，就會(huì)出現(xiàn)正向故障拒動(dòng)，反向故障誤動(dòng)的現(xiàn)象，從而造成嚴(yán)重事故。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中什么情況下采用方向性零序電流保護(hù)，為什么不采用三相相間電流保護(hù)？第一問，見49頁(yè)2.3.6節(jié)第一段。第二問，見50頁(yè)2.3.7零序電流保護(hù)相對(duì)相電流保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。零序電流靈敏I段與不靈敏I「段的區(qū)別。靈敏I段：Ii=K-max〔3I ,3I f（K=1.2—1.3）setrel 0.max0.unb relI0max是本線末單相或兩相接地故障可能出現(xiàn)的最大零序電流0,max/0,unb是斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流若保護(hù)動(dòng)作時(shí)間>三相不同期合閘時(shí)間，可不考慮10誠(chéng)影響。若I0.unb>I0.max造成靈敏度降低，保護(hù)范圍縮小，可考慮給保護(hù)加短延時(shí)（0.1s），按I0max整定以躲過斷路器三相不同期合閘的影響。不靈敏I段——定值較高當(dāng)線路采用單相自動(dòng)重合閘時(shí),按能躲過非全相運(yùn)行狀態(tài)下,系統(tǒng)又發(fā)生振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流。靈敏I段：針對(duì)全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地短路起保護(hù)作用，非全相運(yùn)行時(shí)退出；不靈敏I段：針對(duì)非全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地短路起保護(hù)作用，對(duì)全相運(yùn)行也起到一定的保護(hù)作用。第三章電網(wǎng)距離保護(hù)距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測(cè)量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值則動(dòng)作的保護(hù)（距離保護(hù)是一種欠量保護(hù)）距離保護(hù)的應(yīng)用范圍有哪些？對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)？應(yīng)用范圍：可在多側(cè)電源的高壓及超高壓復(fù)雜電力系統(tǒng)中應(yīng)用，可作為發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)的后備保護(hù)。評(píng)價(jià)：（1）保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，比電流電壓保護(hù)靈敏度高，受運(yùn)行方式影響?。?）1段不能保護(hù)全長(zhǎng)，首末端共30%—40%的范圍故障保護(hù)動(dòng)作有時(shí)延（3） 接線復(fù)雜，可靠性低（4） 可用于發(fā)電機(jī)、變壓器保護(hù)中作后備14．阻抗繼電器的種類及其動(dòng)作方程？（課本第69頁(yè)）（在距離保護(hù)中，阻抗繼電器就是在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，通過測(cè)量故障環(huán)路上的測(cè)量阻

抗Zm,并將它與整定阻抗Zset相比較，以確定故障所處的區(qū)段，在保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí),給出動(dòng)作信號(hào)。也稱為阻抗元件、距離繼電器、測(cè)量元件。阻抗繼電器在阻抗復(fù)平面動(dòng)作區(qū)域的形狀，成為動(dòng)作特性。動(dòng)作特性用復(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)方程描述時(shí)，此方程就稱為動(dòng)作方程）阻抗繼電器分為如下五種：圓特性阻抗繼電器、蘋果形特性和橄欖形特性阻抗元件、直線特性的阻抗元件、多邊形特性的阻抗元件、復(fù)合特性的阻抗元件。其中圓特性又可分為偏移圓特性、方向圓特性、全阻抗圓特性和上拋圓特性等。動(dòng)作方程有絕對(duì)值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。（1）偏移圓特性： 1/ 其中圓特性又可分為偏移圓特性、方向圓特性、全阻抗圓特性和上拋圓特性等。動(dòng)作方程有絕對(duì)值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。（1）偏移圓特性： 1/ 、1絕對(duì)值比較動(dòng)作方程Z-1（Z +Z ）m2sei set2<_~2Z-Z相位比較動(dòng)作方程Z-相位比較動(dòng)作方程Z-Z一9CF<argse1 m<90pZ—Z~m set2當(dāng)測(cè)量阻抗Zm的阻抗角等于阻抗元件的最靈敏角時(shí)，動(dòng)作阻抗Zop（使阻抗元件處于臨界動(dòng)作狀態(tài)的阻抗）最大，保護(hù)范圍最長(zhǎng)。偏移圓特性阻抗元件沒有完全的方向性（在反向故障時(shí)有一定的動(dòng)作區(qū)）。應(yīng)用在距離保護(hù)的III當(dāng)測(cè)量阻抗Zm的阻抗角等于阻抗元件的最靈敏角時(shí)，動(dòng)作阻抗Zop（使阻抗元件處于臨界動(dòng)作狀態(tài)的阻抗）最大，保護(hù)范圍最長(zhǎng)。偏移圓特性阻抗元件沒有完全的方向性（在反向故障時(shí)有一定的動(dòng)作區(qū)）。應(yīng)用在距離保護(hù)的III段保護(hù)。（2）方向圓特性： ] ]絕對(duì)值比較動(dòng)作方程 Z=Z,Z=0,Z—-Z<-Zset1 set set22set2 set相位比較動(dòng)作方程Z—Z-90<arg <90不同測(cè)量阻抗角所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作阻抗是不同的。測(cè)量阻抗角等于最靈敏角時(shí),動(dòng)作阻抗最大，保護(hù)范圍最長(zhǎng)。當(dāng)保護(hù)反方向發(fā)生故障時(shí)不動(dòng)作，阻抗元件本身具有方向性。應(yīng)用在距離保護(hù)的第I、II段。（3）全阻抗圓特性絕對(duì)值比較動(dòng)作方程Z二Z,Z 二絕對(duì)值比較動(dòng)作方程Z二Z,Z 二—Zset1 set set2 setmset相位比較動(dòng)作方程set m.<90°Z+Zmset不同測(cè)量阻抗角所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作阻抗相同。無方向性。應(yīng)用在單側(cè)電源系統(tǒng)中。正方向出口的相間短路存在動(dòng)作死區(qū)的是偏移圓特性阻抗繼電器；受過渡電阻（系統(tǒng)振蕩）影響最小的是全阻抗圓特性的阻抗繼電器,次之是偏移圓特性特性阻抗繼電器,最大的是方向圓特性的阻抗繼電器；過負(fù)荷能力最強(qiáng)的是全阻抗圓特性，次之是偏移圓特性、最弱的是方向圓特性。在距離保護(hù)的I、II段保護(hù)整定值計(jì)算中乘以一個(gè)小于1的可靠系數(shù)是為了保證動(dòng)作的選擇性。（距離保護(hù)是一種欠量保護(hù)）①過渡電阻的存在使阻抗繼電器的測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍減小。若方向阻抗繼電器的極性接反，則正向故障時(shí)保護(hù)拒動(dòng)作，反向故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作。第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)的概念和特點(diǎn)？將線路一側(cè)電氣量信息經(jīng)通信通道傳到另一側(cè)，安裝于線路兩側(cè)的保護(hù)對(duì)兩側(cè)的電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作，即在線路兩側(cè)之間發(fā)生縱向聯(lián)系，以這種方式構(gòu)成的保護(hù)稱之為輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)。特點(diǎn)：縱聯(lián)保護(hù)僅反映線路內(nèi)部故障，不反應(yīng)正常運(yùn)行和外部故障，具有絕對(duì)的選擇性。無時(shí)限跳閘?！搁]鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)「方向比較式縱聯(lián)保護(hù)＜L閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)Y縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理？采用正常時(shí)無高頻電流，而在區(qū)外故障時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)的方式構(gòu)成。對(duì)于故障線路，兩端功率方向均為正，無閉鎖信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作；對(duì)于非故障線路，由功率方向?yàn)樨?fù)的一側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)，將兩側(cè)保護(hù)閉鎖。原理接線圖見131頁(yè)圖4.14。閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)是將方向比較式縱聯(lián)保護(hù)和距離保護(hù)結(jié)合起來得到的，使區(qū)內(nèi)故障時(shí)能瞬時(shí)動(dòng)作切除故障，區(qū)外故障時(shí)則具有常規(guī)距離保護(hù)的階段式配合特性，起到后備保護(hù)的作用。輸電線路縱聯(lián)保護(hù)中通道的種類？縱聯(lián)比較式保護(hù)中通道傳輸?shù)男盘?hào)的種類有哪些（另一種問法：電力線載波信號(hào)的種類）？通道種類：導(dǎo)引線通道，電力線載波通道（利用輸電線路構(gòu)成通道）微波通道，光纖通道?？v聯(lián)比較式保護(hù)中通道傳輸?shù)男盘?hào)的種類：閉鎖信號(hào)，允許信號(hào)，跳閘信號(hào)。（高頻信號(hào)載波傳送由輸電線路實(shí)現(xiàn)。）對(duì)于閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)，區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時(shí)，如果傳送的是閉鎖信號(hào)，故障線路的保護(hù)能可靠動(dòng)作；非故障線路的保護(hù)受通道損壞的影響會(huì)誤動(dòng)。如果傳送的是允許信號(hào)，受通道損壞的影響保護(hù)會(huì)拒動(dòng)。方向比較式縱聯(lián)保護(hù)和縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)的區(qū)別是什么？見課本第119頁(yè)最后兩段。（1） 牙向比較.式縱聯(lián)偌護(hù)二功率方囪、測(cè)量阻驍判斷給來方向縱聯(lián)保護(hù) 距臭縱聯(lián)保護(hù)連輯看號(hào)（2） 縱聯(lián)屯流差功保護(hù)二電流灤形、相程倍息同玉桑橐電力線載波通信中高頻阻波器有何作用？使兩端發(fā)送的高頻載波信號(hào)只在本線路內(nèi)傳輸而不穿越到相鄰線路上去（防止高頻電流竄越）。第五章自動(dòng)重合閘什么是單相重合閘？單相重合閘是指線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作只跳開故障相的斷路器并單相重合；當(dāng)單相重合不成功或多相故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作直接跳開三相斷路器，不再進(jìn)行重合。什么是潛供電流？它對(duì)單相重合閘有何影響？線路上發(fā)生單相接地故障，繼電保護(hù)通過選相元件只將故障相自線路兩側(cè)斷開，非故障相仍然繼續(xù)運(yùn)行，這時(shí)非故障相與斷開的故障相之間存在靜電（通過相間電容）和電磁（通過相間互感）的聯(lián)系，使故障點(diǎn)弧光通道中仍有一定數(shù)值的電流通過，此電流稱為潛供電流。它的大小與線路的參數(shù)有關(guān)，線路電壓越高，越長(zhǎng)，負(fù)荷電流越大，潛供電流越大。自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅且絕緣強(qiáng)度恢復(fù)以后才有可能成功，潛供電流的存在，將使短路時(shí)弧光通道的去游離受到嚴(yán)重阻礙，因此單相重合閘的動(dòng)作時(shí)限整定時(shí)要考慮潛供電