继电保护知识

第一篇：继电保护知识

二次回路的定义

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由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路。

在词典中的解释：

在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。

用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。

二次回路的组成[编辑本段]

指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。

一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。

二次回路的分类

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A、按电源性质分：交流电流回路---由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。

交流电压回路---由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。

直流回路---使用所变输出经变压、整流后的直流电源。蓄电池---适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。

B、按用途区分：测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁

回路、操作电源回路。

操动回路---包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。

信号回路---包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。

二次回路识图

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常用的继电保护接线图包括：继电保护的原理接线圈、二次回路原理展开图、施工图（又称背面接线图）、盘面布置图。

（1)、看图：

A、“先看一次，后看二次”。一次：断路器、隔离开关、电流、电压互感器、变压器等。了解这些设备的功能及常用的保护方式，如变压器一般需要装过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等，掌握各种保护的基本原理；再查找一、二次设备的转换、传递元件，一次变化对二次变化的影响等。

B、“看完交流，看直流”。指先看二次接线图的交流回路，以及电气量变化的特点，再由交流量的“因”查找出直流回路的“果”。一般交流回路较简单。

C、“交流看电源、直流找线圈”。指交流回路一般从电源入手，包含交流电流、交流电压回路两部分；先找出由哪个电流互感器或哪一组电压互感器供电（电流源、电压源），变换的电流、电压量所起的作用，它们与直流回路的关系、相应的电气量由哪些继电器反映出来。

D、“线圈对应查触头，触头连成一条线”。指找出继电器的线圈后，再找出与其相应的触头所在的回路，一般由触头再连成另一回路；此回路中又可能串接有其它的继电器线圈，由其它继电器的线圈又引起它的触头接通另一回路，直至完成二次回路预先设置的逻辑功能。E、“上下左右顺序看，屏外设备接着连”。主要针对展开图、端子排图及屏后设备安装图。原则上由上向下、由左向右看，同时结合屏外的设备一起看。

（2)、原理图：对于与二次回路直接相连的一次接线部分绘成三线形式，而其余部分则以单线图表达。原理图多用于对继电保护装置和自动装置的原理学习和分析或作为二次回路设计的原始依据。

A、原理图的仪表和继电器都是以整体形式的设备图形符号表示的，但不画出其内部的电路图，只画出触点的连接。

B、原理图是将二次部分的电流回路、电压回路、直流回路和一次回路图绘制在一起；特点是能使读图人对整个装置的构成有一个整体的概念，并可清楚地了解二次回路各设备间的电气联系和动作原理。

C、缺点：对二次接线的某些细节表示不全面，没有元件的内部接线。端子排号码和回路编号、导线的表示仅一部分，并且只标出直流电源的极性等。

（3）、展开图：展开图和原理图是同一接线的两种表达方式。“直观性好”

A、将二次回路的设备展开表示，分成交流电流、交流电压回路，直流回路，信号回路。

B、将不同的设备按电路要求连接，形成各自独立的电路。

C、同一设备（电器元件）的线圈、触点，采用相同的文字符号表示，同类设备较多时，采用数字序号。

D、展开图的右侧以文字说明回路的用途。

E、展开图中所有元器件的触点都以常态表示，即没有发生动作。

（4)、安装接线图（屏背面接线图）：以展开图、屏面布置图、端子排图为依据。（由制造厂绘制）

A、屏背面展开图---以屏的结构在安装接线图上展开为平面图来表示。屏背面部分装设仪表、控制开关、信号设备和继电器；屏侧面装设端子排；屏顶的背面或侧面装设小母线、熔断器、附加电阻、小刀开关、警铃、蜂鸣器等。

B、屏上设备布置的一般规定---最上为继电器，中为中间继电器，时间继电器，下部为经常需要调试的继电器（方向、差动、重合闸等），最下面为信号继电器，连接片以及光字牌，信号灯，按钮，控制开关等。

C、保护和控制屏面图上的二次设备，均按照由左向右、自上而下的顺序编号，并标出文字符号；文字符号与展开图、原理图上的符号一致；在屏面图的旁边列出屏上的设备表（设备表中注明该设备的顺序编号、符号、名称、型号、技术参数、数量等）；如设备装在屏后（如电阻、熔断器等），在设备表的备注栏内注明。

D、在安装接线图上表示二次设备---屏背面接线图中，设备的左右方向正好与屏面布置图相反（背视图）；屏后看不见的二次设备轮廓线用虚线画出；稍复杂的设备内部接线（如各种继电器）也画出，电流表、功率表则不画；各设备的内部引出端子（螺钉），用一小圆圈画出并注明端子的编号。

（5)、接线端子---连接同一屏（除特殊信号联络外）上不同设备电路。

A、试验端子---用于需要投入试验仪器的电流回路时可用到，主要利用它可校验电流回路中的仪表和继电器的准确度，可保证电流互感器的二次侧在测试中不会开路且又不必松动原来的接线。

B、连接试验端子---同时具备连接端子和试验端子的功能，常用于需要彼此连接的电流试验回路中。

C、特殊端子---用于需要很方便地开断回路的场合。

（6)、配电应用电缆截面积（铜芯）：

电流回路≥2.5MM2，长度较长时应≥4～6MM

2电压回路、控制回路、信号回路≥1.5MM2

第二篇：电力继电保护知识范文

项目名称：电力系统继电保护知识培训

培训目标：

1．了解继电保护的基础知识。

2．掌握继电保护装置的组成、工作原理。

3．提高对故障的分析能力。

培训对象：变电所的操作人员及相关的点检人员

培训内容：

1）变配电站继电保护的作用

2）变配电站继电保护的保护装置的组成基本工作原理

3）变配电站继电保护按保护性质分类如：

（1）电流速断保护：（2）电流延时速断保护。（3）过电流保护：

过电压保护：（5）差动保护：等等

4）变电站继电保护按被保护对象

5）变电站继电保护故障的分析与检修。

培训师资：

培训教材： 由教师准备

培训方法：

培训学时：24

适宜人数：

备注： 4）（

第三篇：文档2008继电保护工作总结

2008继电保护工作总结 中国电力网舍不得你 2008继电保护工作总结-中国电力网 2010年10月30日 继电保护装置是电力系统密不可分的一部分是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。实践证实继电保护一旦发生不正确动作往往会扩大事故酿成严重后果。继电保护事故的类型 1定值的题目 1整定计算的错误 由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出进有时两者的差别比较大则以标称值算出的定值较不正确。2设备整定的错误 人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象发生过。其原因主要是工作不仔细检查手段落后等才会造成事故的发生。因此在现场继电保护的整定必须认真操纵、仔细核对把好通电校验定值关才能避免错误的出现。3定值的自动漂移 引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面①受温度的影响②受电源的影响③元器件老化的影响④元件损坏的影响。2装置元器件的损坏 1三极管击穿导致保护出口动作 2三极管漏电流过大导致误发信号 3回路尽缘的损坏 1回路中接地易引起开关跳闸 2尽缘击穿造成的跳闸如一套运行的发电机保护在机箱后部跳闸插件板的背板接线相距很近在跳闸触点出线处相距只有2mm由于带电导体的静电作用将灰尘吸到了接线焊点的四周因天气湿润两焊点之间形成导电通道尽缘击穿造成发电机跳闸停机事故。3不易检查的接地点 在二次回路中光字牌的灯座接地比较常见但此处的接地点不轻易被发现。4接线错误 接线错误导致保护拒动 2接线错误导致保护误动 5抗干扰性能差 运行经验证实晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。集成电路保护的抗干扰题目最为突出用对讲机在保护屏四周使用可能导致一些逻辑元件误动作甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中如操纵干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍解决这些题目必须采取抗干扰措施。6误碰与误操纵的题目 1带电拔插件导致的保护出口动作 保护装置在运行中出现题目时若继电保护职员带电拔插件轻易使保护装置的逻辑造成混乱造成保护装置出口动作。2带电事故处理将电源烧坏工作职员在电源插件板没有停电的情况下拔出插件进行更换轻易使电源插件烧坏。7工作电源的题目 1逆变稳压电源逆变稳压电源存在的题目①、波纹系数过高可能造成逻辑的错误导致保护误动作。要求将波纹系数控制在规定的范围以内。②、输出功率不足。电源的输出功率不够会造成输出电压的下降假如下降幅度过大导致比较电路基准值的变化充电电路时间变短等一系列的题目影响到逻辑配合甚至逻辑判定功能错误。③、稳压性能差。电压过高或过低都会对保护性能有影响。④、保护题目。电压降低或是电流过大时快速退出保护并发出报警可避免将电源损坏。但电源保护误动作时有发生这种误动作后果是严重的对无人值班的变电站危害更大。2电池浮充供电的直流电源由于充电设备滤波稳压性能较差所以保护电源很难保证波形的稳定性即纹波系数严重超标。3UPS供电的电源在分析对保护的影响时应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等题目。4直流熔丝的配置题目直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性若熔丝配置混乱其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。8TV、TA及二次回路的题目 1①TV二次保险短路故障②TV二次开路故障。2TA二次的题目①因TA端子松动使母差保护不平衡电流超标②TA二次开路造成保护装置死机。9保护性能的题目一是性能方面的题目即装置的功能存在缺陷二是特性方面的题目即装置的特性存在缺陷。1保护性能题目的实例①变压器差动保护躲不过励磁涌流。②转子接地保护的误动与拒动。③保护跳闸出口继电器的接点不能断开跳闸电流。2保护特性变坏的实例 方向间隔保护的特性曲线为偏移特性圆或记忆特性圆由于制造的原因或是参数的变化或是元件特性的变化可能出现方向偏移的题目或记忆功能消失的题目。有的继电保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。10设计的题目

二、事故事例

一、事故概述1996年7月28日某水电厂发生直流接地派人前往处理仅隔几分钟的时间中控室光字牌显示“全厂所有发电机、变压器、厂用电保护及操纵的直流电源全部消失。”原因尚未查清直流接地点未找到控制屏上电流表计强劲冲顶值长下令由另一组Ⅱ蓄电池向全厂机、变、厂用电的保护和操纵供直流电源由于Ⅱ组蓄电池向机、变馈电的直流支路其熔断器根本没有因而机、变的保护及操纵的直流电源仍不能立即恢复。随即5号发电机75MW出现短路弧光并冒烟5号发电机、变压器保护及操纵回路因无直流电源发电机及变压器短路器均不能跳闸短路继续蔓延由于持续大电流作用秧及4号主变压器低压线圈热击穿进而发展成为高低压线圈尽缘击穿短路。主接线见图。由于短路故障继续存在与系统并网的二条220KV线路的对侧有两条线路的零序电流二段C相跳闸一条为零序电流二段三相跳闸该线路重合闸停用此时系统是非全相线路带着该厂短路点在运行。Ⅰ、Ⅱ回线两侧均由高频闭锁保护动作跳三相保护另作分析该厂与系统解列有功甩空加上5号机短路故障仍然存在实际短路故障已经扩大到4号变压器上健全发电机端电压急剧下降调速器自动关水门或自动灭磁因都无直流电源紧急停机命令都拒尽执行。危急之中就地手动切开5号发电机出口断路器才将短路故障切除。结果全厂停电造成5号发电机、4号变压器严重烧毁重大事故。

二、故障分析5号发电机短路故障因其保护及操纵直流电源消失保护不能动作断路器不能跳闸导致事故扩大。1直流一点接地在先才派人往查找直流接地接着发生全厂发电机、变压器的保护及操纵直流电源消失由事故演变的过程从技术上分析只有直流两点接地或造成直流短路才会引起中控室光字牌Ⅰ组蓄电池、专用熔断器显示直流电源消失。2直流系统接线明显不公道、全厂主机、主变压器的保护及操纵回路均由同一直流母线馈电。一是违反了《继电保护及安全自动装置的反事故措施要点》中规定的直流熔断器的配置原则。二是电力部在1994年以191号文颁布“反措要点”之后国、网、省三级调度部分大力宣传贯彻“反措要点”之中可该水电厂就是在这种形势下将机、变保护更新为微机保护是仍沿用原熔断器配置方案。说明该厂对部颁“反措要点”的意义熟悉不足没有熟悉到“反措要点”是汇集了多年来设计与运行部分在保障继电保护装置安全运行方面的基本经验没有熟悉到“反措要点”是事故教训的总结。正由于如此该厂这次事故是重蹈副覆辙的惨重教训。

三、措施 原有直流系统接线方式及熔断器的配置方式使全厂发电机、变压器的保护和操纵直流电源同时消失扩大了事故证实原直流系统接线有致命弱点必须按“反措要点”修改。首先是直流母线的接线方式从运行经验来看直流母线采用单母线分段方式直流负荷采用辐射状馈电方式较为合适。其特点是

1、接线简单、清楚。

2、各段之间彼此独立互不影响可靠性高。

3、查找直流接地方便。

4、分段母线间设有隔离开关正常断开当一组蓄电池退出运行时合上隔离开关由另一蓄电池供两段母线负荷行方便。其次是熔断器的配置方便千万不能将一个元件指发电机、变压器、母线、线路的保护装置及操纵的直流电源从同一段直流母线段馈电方式更不答应同一元件的保护装置与操纵的直流电源共用同一对熔断器。对有双重化要求的保护断路器操纵的直流电源也要从不同的母线不同的熔断器供给直流电源。查找直流接地的留意事项查找直流接地故障做到快捷、安全、正确是一件非常不轻易的事情。更重要的是保证安全不能由于查找直流接地使运行中的保护直流电源消失也不能在查找直流接地时投合直流造成运行中的保护装置由于存在寄生回路而误动作跳闸。因此查找直流接地的留意事项必须严格遵守

1、禁止使用灯泡来查找直流接地。

2、用仪表检查时所用仪表内阻不应低于2000Ω/V

3、当直流接地时禁止在二次回路上工作。

4、处理时不得造成直流短路或另一点接地。

5、必须两人同时进行工作。

6、拉路前必须采取预先拟好的安全措施防止投、合直流熔断器时引起保护装置误动作。

四、经验教训 电力部颁发的《继电保护及安全自动装置的反事故措施要点》是汇集了全国各地电力系统多年来在运行中的事故教训是运行经验的总结。对我国电力系统继电保护装置安全可靠运行有指导意义各级继电保护职员必须要把握它把握它电力系统保障安全稳定运行能够发挥有益的作用把握它使电力生产能创造出可观的经济效益把握它能进步继电保护职员的技术水平。反之惨重事故还会重演。这次事故再次告诫我们“反撮要点”不仅要深刻理解而且要必须执行。查找直流接地的题目。变电站的直流系统和交流系统、一次设备一样也有接地和短路故障发生它同样受天气变化的影响同样受一次系统接地故障产生的过电压的破坏。它受直接雷击遭遇的尽缘击穿它还有尽缘自然老化尽缘降低的题目。总之变电站的直流系统也是经常有接地和短路故障发生尤其是那些投运年头长的变电站在碰到雷雨和长期阴雨季节其故障的频率还会高。长期以来寻找直流接地题目要做到快捷、安全、正确是并非易事这个题目一直困扰着运行值班职员甚至一些有经验的继电保护职员也视为畏途。三总结 俗话说“工欲善其事必先利其器”。要想把查找直流接地故障快捷、正确的找出来最好配备有精良的检测仪器或装置。随着设备运行周期的延长和我厂的发电设备日趋老化直流接地的情况发生的越来越频繁我们要加强设备的维护工作认真做好设备检验进步检验工艺加强尽缘监视。电力系统继电保护典型故障分析

一、继电保护事故的类型 1定值的题目1整定计算的错误由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出进有时两者的差别比较大则以标称值算出的定值较不正确。2设备整定的错误 人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象发生过。其原因主要是工作不仔细检查手段落后等才会造成事故的发生。因此在现场继电保护的整定必须认真操纵、仔细核对把好通电校验定值关才能避免错误的出现。4定值的自动漂移 引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面①受温度的影响②受电源的影响③元器件老化的影响④元件损坏的影响。2装置元器件的损坏1三极管击穿导致保护出口动作2三极管漏电流过大导致误发信号 3回路尽缘的损坏回路中接地易引起开关跳闸 5尽缘击穿造成的跳闸如一套运行的发电机保护在机箱后部跳闸插件板的背板接线相距很近在跳闸触点出线处相距只有2mm由于带电导体的静电作用将灰尘吸到了接线焊点的四周因天气湿润两焊点之间形成导电通道尽缘击穿造成发电机跳闸停机事故。6不易检查的接地点在二次回路中光字牌的灯座接地比较常见但此处的接地点不轻易被发现。4接线错误 3接线错误导致保护拒动 4接线错误导致保护误动 5抗干扰性能差 运行经验证实晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。集成电路保护的抗干扰题目最为突出用对讲机在保护屏四周使用可能导致一些逻辑元件误动作甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中如操纵干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍解决这些题目必须采取抗干扰措施。6误碰与误操纵的题目 带电拔插件导致的保护出口动作保护装置在运行中出现题目时若继电保护职员带电拔插件轻易使保护装置的逻辑造成混乱造成保护装置出口动作。2带电事故处理将电源烧坏 工作职员在电源插件板没有停电的情况下拔出插件进行更换轻易使电源插件烧坏。7工作电源的题目 2逆变稳压电源逆变稳压电源存在的题目①、波纹系数过高可能造成逻辑的错误导致保护误动作。要求将波纹系数控制在规定的范围以内。②、输出功率不足。电源的输出功率不够会造成输出电压的下降假如下降幅度过大导致比较电路基准值的变化充电电路时间变短等一系列的题目影响到逻辑配合甚至逻辑判定功能错误。③、稳压性能差。电压过高或过低都会对保护性能有影响。④、保护题目。电压降低或是电流过大时快速退出保护并发出报警可避免将电源损坏。但电源保护误动作时有发生这种误动作后果是严重的对无人值班的变电站危害更大。2电池浮充供电的直流电源由于充电设备滤波稳压性能较差所以保护电源很难保证波形的稳定性即纹波系数严重超标。3UPS供电的电源在分析对保护的影响时应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等题目。4直流熔丝的配置题目直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性若熔丝配置混乱其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。8TV、TA及二次回路的题目 3TV二次的题目①TV二次保险短路故障②TV二次开路故障。4TA二次的题目①因TA端子松动使母差保护不平衡电流超标②TA二次开路造成保护装置死机。9保护性能的题目 一是性能方面的题目即装置的功能存在缺陷二是特性方面的题目即装置的特性存在缺陷。2保护性能题目的实例 ①变压器差动保护躲不过励磁涌流。②转子接地保护的误动与拒动。③保护跳闸出口继电器的接点不能断开跳闸电流。2保护特性变坏的实例方向间隔保护的特性曲线为偏移特性圆或记忆特性圆由于制造的原因或是参数的变化或是元件特性的变化可能出现方向偏移的题目或记忆功能消失的题目。有的继电保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。10设计的题目

二、综合性事故举例 停电线路保护做试验时造成运行线路保护误动作跳闸 1.1概述平行双回线中一般都装设有相差高频和零序横差双套全线速动主保护由于220KV线路电流互感器在当时一般只有四个二次绕组因此这两套全线速动主保护只能共用一组电流互感器二次绕组。然而在做停电线路保护试验时造成运行线路相差高频保护误动作跳闸事故。在某省网220KV平行双回线路中基于同一原因先后在不同的时间不同的地点发生过运行线路四次误动事故。1.2事故分析这些事故的重复发生都是在双回线中已停线路上做继电保护试验时造成的。试验时没有做好安全措施一般继电保护试验电源都有一个接地点。在一停用的保护装置上通电试验时由于双回线两组电流互感器各有一个接地点试验电源不可避免地分流到运行线路的相差高频保护回路中由于试验前没有考虑到双回线的零序方向横差保护与运行中线路的相差高频保护还有电的联系而没有采取必要的安全措施这是事故重复发生的原因。两组电流互感器的二次组合的电流回路不是一点接地而是两点接地 1.3措施要实现平行双回线路的相差高频保护和零序方向横差保护共用一组电流互感器时的接地点只有一个。在平行双回线路已停电的线路试验时必须做好安全措施。必须将运行线路的高频相差和零序方向横差保护的电流回路保持各自独立与停电线路的电流互感器二次断开。1.4经验教训一是违反了由几组电流互感器二次组合的电流回路只答应有一个接地点的规定二是两个接地点存在有两个隐患。一个隐患是若两个接地点位在开关场端子箱由于两个接地点的接地电阻不一定相同当发生短路经构架接地时接地短路电流在两个接地点间形成电位差接地电流就有可能分流到零序方向横差保护的电流回路中引起误动。二个隐患是若两个接地点位在保护屏端子排经屏接地由于接地点靠近零序横差方向保护电流线圈很近两个接地点和地构成的并联回路短接了电流线圈当在双回线路上发生接地短路时零序方向横差保护电流回路因并有两个接地点的回路分流严重时可以使零序方向横差保护灵敏度降低而拒动。所以在停电线路上做试验时不仅将运行线路的相差高频保护的电流回路与之隔离还不仅只保证一个接地点。差动保护包括双回线路的横差和纵差保护在超高压系统中应该单独使用一电流互感器不与其他保护共用。

三、体会 继电保护专业职员需要具备必要的理论知识与实践知识。既要把握保护的基本原理又要把握实际运行状况。在具体工作中主要把好调试关。继电保护的调试与检验是设备送电前的一道最重要的工序。认真搞好保护的新安装调试以及大、小修定检试验是减少事故使设备以良好的状态投进系统的关键环节不仅可以避免误动或拒动事故的发生在有故障出现时由于有完善正确的信息使题目的查找分析变得简单明了。熟悉电力系统知识、研究继电保护、把握事故分析、查找的方法使自己在生产中碰到具体题目时能够灵活地运用事故处理的基本原则以最短的时间、最快的速度和最高的效率处理好设备存在的故障和缺陷。

第四篇：继电保护期末

1-1 什么是故障,异常运行方式和事故? 它们之间有何不同? 有何联系? 答: 电力系统运行中,电气元件发生短路,断线时的状态均视为故障状态;电气元件超出正常允许工作范围,但没有发生故障运行,属于一场运行方式, 即不正常工作状态;当电力系统发生故障和不正常运行方式时,若不及时处理或者处理不当, 则将引发系统事故,事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏,并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准,甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果.故障和异常运行方式不可以避免,而事故可以避免发生.1-2 常见故障有哪些类型?故障后果体现在哪些方面? 答:常见故障是各种类型短路,包括相间短路和接地短路,另外,还有输电线路断线,旋转电机,变压器同一相绕组匝间短路等,以及由上述几种故障组合成的复杂的故障.故障会使故障设备损坏或烧毁;短路电路通过非故障设备产生热效应和力效应,使非故障元件损坏或缩短使用寿命;造成系统中部分地区电压值大幅下降,破坏电能用户正常工作,影响产品质量;破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性,使系统发生震荡, 从而使事故扩大,甚至整个电力系统瓦解.1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？ 答：一般把反应被保护在主保护系统元件严重故障、快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，故称为近后备保护。远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护的作用，同时它实现简单、经济、因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。

辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。

1-4继电保护装里的任务及其基本要求是什么？

答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故 障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承 受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。继电保护装置的基本要求是满足“四性”，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

2-1．电流互感器的极性是如何确定的?常用的接线方式有哪几种 ? 答:(1)电流互感器 TA 采用减极性标示方法，其一次绕组Ll-L2 和二次绕组 K l­K2 引出端子极性标注如图2-1(a)所示，其中Ll和Kl，L2和K2分别为同极性端。如果TA的端子标志不清楚，可用图2-1(b)所示接线测定判断出同极性端，如果用2-1(b)中实线接法U=U1-U2，则电压表U所接两个端子为同极性端，如虚线接法，则U=U1+U2，电压表U所接两个端子为异极性端。

2)电流互感器 TA 常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形（两项V形）接线、两项电流差接线和一项式接线。

2-2．电流互感器的10%误差曲线有何用途?怎样进行10%误差校验? 答：电流互感器额定变比KTA为常数，其一次电流I1与二次电流I2,在铁芯不饱和时有I2=I1/KTA的线性关系，如图2-2(a)中直线1所示。但当铁芯饱和时，I2与I1不再保持线性关系。如图2-2(a)中曲线2所示。继电保护要求在TA一次电流I1等于最大短路电流时，其变比误差要小于或等于10%。因此可在图2-2(a)中找到一个电流I1.b(m10)自I1。b点做垂线与直线1和曲线2分别交于B、A点，且，BA在= 0.1I1(I1= I1/KTA)。如果TA 一次电流I1≤I1.b ,则TA 变比误差就不会超过10%.由于TA变比误差与其二次负荷阻抗有关，为便于计算，制造厂对每种 TA 都提供了在m10下允许的二次负荷Zal，曲线m10 =f（Zal）就称为TA的10%误差曲线，用10%误差曲线可方便的求出TA在满足误差不超过10%的最大允许负荷阻抗。如图2-2(b)所示，已知m10-1后，可以从曲线上查出允许负荷阻抗 Zl。1，如果Zal。1大于实际负荷阻抗Zl，则误差满足要求。

2-3 电流互感器的准确度有几级？和二次负荷有什么关系？

答：电流互感器准确度级有0.2、1.0、3.0、10、B级，由于TA误差与二次负荷有关，故同一台TA在使用不同准确度级时有不同的额定容量，或者说带负荷越大，其准确度级越低。

2-4 电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路？ 答：（1）TA正常运行时，二次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流很小，铁芯中总磁通很小，二次绕组感应电动势不超过几十伏，如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全转变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组匝数很多，根据电磁感应定律可知二次绕组两端产生很高电压，可达数千伏。不但要损坏二次绕组绝缘，而且将严重危及人身安全。再者由于铁芯中磁通密度剧增，使铁芯损耗加大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此TA二次绕组不允许开路，故在TA二次回路中不能装设熔断器，二次回路一般不进行切换，若要切换应先将二次绕组短接。

（2）电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常时负荷阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小负荷电流，当二次侧短路时，负荷阻抗为零，将产生很大短路电流，将电压互感器烧坏，因此，TV二次侧不允许短路。

2-8何谓电流互感器零序电流接线? 答:用3只同型号相同变比的TA二次绕组同极性端子连接后再接人零序电流继电器KAZ，如图2-5所示，则流人继电器中电流为

13I1I)IrIaIbIc[(IAIBIC)(ImAImBImC)]0(ImAImBmCKTAKTAKTA0，即III0，则I为 当三相对称时，Ir0ABCIr1(ImAImBImC)Iunb

KTAI式中unb为不平衡电流是由三个TA励磁特性不同引起的。当发生单相接地或两相接地短路故障时，可获得零序电流，因此这种接线也成为零序电流滤过器的接线。

图2-5用三个TA构成零序电流滤过器

3-6 在定时限过流保护过程中，如何整定和调节动作电流和动作时间？反时限过流保护又如何整定和调节其动作电流和动作时间？为什么叫10倍动作电流的动作时间？

答：在定时限过流保护过程中，调节动作电流和整定时间采用改变时间继电器的整定值得办法，而反时限过流保护装置采用GL型电流继电器，它的时限调节结构是按10倍动作电流标度的动作曲线来整定，计算出短路电流在继电器中产生的动作电流倍数n=Ikr /Iop。r 和保护实际动作时间t’，确定GL型继电器的动作特性曲线，由此曲线找到n=10的动作时间t，将时限螺钉拧紧固定。

3-16 已知图3-45所示电源电势Eph=115/ √3KV，Xs.min=14Ω，Xs.max=15Ω，线路单位长度正序电抗X1=0.4Ω/km，取，保护采用不完全星形接线KTA=300/5，试对电流保护1的 I段、II段进行整定计算，即求I、II段动作电流

，动作时间

，并校验I、II段的灵敏系数，若灵敏系数不满足要求，怎么办？

解：1.各短路点最大运行方式及最小运行方式下三相短路电流值。

K1点：

K2点：

K3点：

2.线路WL1电流保护第I段保护整定计算。

（1）计算保护装置一次侧动作电流和继电器的动作电流

（2）最小灵敏系数校验，用校验最小保护范围来检查。

（3）第I段电流保护时限取。

3.线路WLI电流保护II段整定计算。（1）1QF处电流保护II段动作电流要和相邻电路WL2的电流保护第I段相配合，故首先计算线路WL2电流保护第I段动作电流值

（2）线路WL1电流保护II段动作电流值

（3）继电器动作电流

（4）线路WLI电流保护II段动作时限应与WL2电流保护第I段相配合

（5）校验电流保护II段灵敏系数，按本级线路WLI末端K1点最小运行方式下两相短路电流校验最小灵敏系数

因为灵敏系数不满足要求，改为电流保护1的II段与电流保护2的II段相配合。

灵敏系数

灵敏系数仍不合格，可以改为采用延时电流电压联锁速断保护。

3-17 如图所示网络中每条线路断路器处均装设三段式电流保护。试求线路WL1断路器1QF处电流保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的动作电流、动作时间和灵敏系数。图中电源电动势为115kV, A处电源的最大、最小等效阻抗为XSA.max= 20Ω，XSA.min=15Ω，线路阻抗XAB=40Ω,XBC=26Ω,XBD=24Ω,XDE=20Ω,。线路WL1的最

IⅢ大负荷为200A，电流保护可靠系数Krel=1.3，KⅡ=1.15，Krel=1.2，KTA=300/5，保护采用完全星形接成，Kss=2，Kre=0.85，t3Ⅲ=1s。

解：1.计算B、C、D、E点最大、最小运行方式下三相短路电流 B点： I(3)k.B.maxEphminXS.XAB1.20kA7

I(3)k.B.minEphXS.maxXAB1.107kA

C点： I(3)k.C.maxI(3)k.C.min

Eph0.82kA

Xs.minXABXBCEph0.772kA

Xs.maxXABXBCD点： I(3)k.D.maxEph0.841kA

Xs.minXABXBDI

E点：I(3)k.D.minEph0.79kA

Xs.maxXABXBD(3)k.E.maxEph0.671kA

Xs.minXABXBDXDEI(3)k.E.minEph0.6385kA

Xs.maxXABXBDXDE

2.线路WL1电流保护第Ⅰ段整定计算 ⑴ 保护装置一次侧动作电流

IⅠop.1KⅠ(3)rel k.B.maxI1.57kA

⑵ 继电器动作电流

IⅠop.1.rIKconIop.1KTA0.026kA

⑶ 最小保护范围校验

lp.min13Eph(XS.max)41.56km IX12IOP.1lABXAB40100km X10.41000041.56001500 lp.minlAB3.线路WL1带时限电流速断保护整定计算

⑴ 保护1第Ⅱ段动作电流要与相邻下一级WL2和ＷＬ3保护第I段电流保护相配合。Iop.2IIKrelIk.C.max1.30.821.066kA;IIop.3Ik.D.max1.30.841.092kA 保护装置一次侧动作电流为

ⅡIIⅡKop.1relIop.31.151.0921.2558kA

III继电器动作电流 op.1.rIIKconIop.1KTA0.02093kA20.93A

⑵II段电流保护时限的确定

IIt1IIt2t00.150.15s

⑶II段电流保护灵敏系数校验

KsII.mIk(2).min.B0.76331.3 IIIop.1灵敏系数不满足要求，可采用降低动作电流延长保护范围的方法提高灵敏性。改与保护3第II段电流相配合。

II保护3第II段动作电流Iop.3应与保护4第I段动作电流配合。

IIIIopK.4reIk.E.max1.30.6710.8723kA IIIIIIopK.3reIop.41.50.87231.003kA

IIIIIIIopK.1reIop.31.151.0031.154kA

KsII.m3(3)Ik.B.min0.8661.10720.831.3 IIIop.11.154灵敏系数不满足要求，改为采用带延时的电流电压联锁速断保护。时限t1II=0.5s 4.线路WL1电流保护第Ⅲ段整定计算

⑴ 保护装置一次侧动作电流

ⅢK1.22200ⅢrelKssIop.1II.max564.7A Kre0.85IⅢop.1.rKconⅢ1Iop.1564.79.412A

300KTA5Ⅲ2⑵保护时限确定

ttt10.51.5s

⑶灵敏系数校验 Ⅲ1近后备保护： Ks.minⅢ3(3)Ik.B.min0.8661.1072Ⅲ1.6981.5 合格

Iop.10.5647ⅢK远后备保护： s.min3(3)Ik.D.min0.8660.7921.211.2 合格 ⅢIop.10.5647

3-18 确定图3—15中各断路器上过电流保护的动作时间（时限极差t’=0.5s）,并在图上绘出过电流的时限特性。

t9=1s;t10=0.5s;t6=t8=t9+t’=1+0.5=1.5s;t7=0s;t5=t7+t’=0+0.5=0.5s;t4=t6+t’=1.5+0.5=2s;t2=t3=t4+t’=2+0.5=2.5s;t1=t2+t’=2.5+0.5=3s

3-19 如图3-16所示单电源辐射形网络，保护1、2和3均采用阶段式电流保护，已知线路正序电抗为X流IL.max10.4/km，AB线路最大工作电流IL.max400A，BC线路最大工作电，，350A，保护1的I段定值为，取，III段时限，保护4的III段时限。系统最大运行方式下，最小运行方式下要继电器并检验保护灵敏系数。

。整定计算保护3三段动作电流值，选择主

解：1.短路电流计算

(1)画出系统等值电路。计算构成电源的最大、最小等效阻抗Xs.min、Xs.max。

(2)B母线（K2点）短路电流

（3）C母线（K3点）短路电流

2.保护3第I段整定计算

（1）保护装置一次侧动作电流和继电器动作电流

选用DL-11/50型电流继电器，动作电流整定范围12.5~50A（2）检验最小保护范围

3.电流保护3第II段整定计算

（1）保护装置一次侧动作电流和继电器动作电流

选用DL-11/50型电流继电器，动作电流整定范围12.5~50A（2）灵敏系数校验

因为上述灵敏系数不满足要求，可采用降低动作电流，将保护3第II段改为与相邻线路保护2第II段相配合满足要求。电流保护2第II段动作电流为

保护3第II段动作电流为保护3第II段灵敏系数为

（3）动作时间

选取DS-111型时间继电器，其时限调整范围为0.1~1.3S

4.电流保护3的第III段整定计算

III III（1）保护装置一次侧动作电流Iop.3及继电器动作电流Iop.3.r计算

选用DL-11/20型电流继电器，其整定范围为2.5~10A（2）灵敏系数校验近后备保护：

远后备保护：

（3）动作时间确定

选用DS-113时间继电器，时限整定范围为0.5~9S。

4-9有一个按90度接线的LG-11型功率方向继电器，其电抗变换器UX的转移阻抗角为60度或45度，问：

（1）该继电器的内角α多大？灵敏角φm多大？

（2）该继电器用于阻抗角多大的线路才能在三相短路时最灵敏？

解：

（1）当电抗变换器UX阻抗角为60度或45度时该继电器内角为30度或45度，其灵敏角为—30度或—45度。

（2）通过图4—6中可以看出用于线路阻抗角φk=60度或45度时在三相短路时最灵敏。

5-1 为什么反应接地短路的保护一般要利用零序分量而不是其他分量？ 答：因为只有发生接地故障时短路电流中才会出现零序分量，利用零序分量构成接地保护有较大的优越性。由于对称平衡的三相系统不会出现零序分量，故零序电流保护的整定值不需要躲过电力系统的震荡电流，三相短路电流和最大负荷电流，因此零序电流保护的整定值较小，从而可提高保护的灵敏性。

5-3在中性点直接接地电网中，接地保护有哪些？它们的基本原理是什么？ 答：在中性点直接接地电网中，接地保护装置有三段式零序电流保护和三段式方向电流保护。保护第1段为零序电流速断保护，和相间速断保护一样，只能保护一部线路，不能保护线路全长。零序电流第Ⅱ段为带时限电流遮断保护，一般能保护线路全长，在线路对端母线故障时有足够的灵敏性，其动作时间比相邻线路的零序I段动作时间大一时限差Δt（Δt-般为0.5s）。零序保护第Ⅱ段为本级线路或相邻线路的后备保护，其动作时间和相邻线路豹零序Ⅱ段和Ⅲ段相配合。若零序第Ⅱ段在线路对端母线接地故障的灵敏系数不合格，就由零序第Ⅲ段保护线路全长，以保证原来对端母线接地故障时有足够的灵敏性，这时原来的零序第Ⅲ段就相应变为零序第Ⅳ段。

在变压器接地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向性，在线路两侧或多侧有接地中性点时，必须在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。这样可构成三段式零序方向电流保护，其接线是零序功率。方向继电器的电流线圈串接在零序电流滤过器上正极性端连接取得3I0，而它的。电压线圈接在零序电压滤过器开口三角形绕组上，反极性连接，取得-3U0。

这种接线是因为单相接地时，零序电。流3I0超前零序电压3U0的电角度为95°~

110°。（考虑到负荷电流、系统阻抗的电阻和短路点的过渡电阻），如果功率方向继。电器电压绕组接-3U0则电流3I0滞后零序。电压-3U0的电角度为70°~ 85°，如图5-1(a)所示，此时继电器应正确动作；且动作最灵敏。因此m= 70°。称为功率继电器最大灵敏角。动作区一般限制在。180°，即当零序电流3I0。超前零序电压。。-3U0 20°。至零序电流3I0滞后-3U0为160°范围内，方向元件都会动作，且在。3I0滞后-3U0为70°时动作最灵敏。图5-1(b)阴影区为功率方向继电器的动作区。

在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电流的方向总是由故障点流向各个中性点的变压器，因此当变压器接地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向性。在线路两侧或多侧有接地中性点时，必须在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。

三段式零序方向电流保护由无时限零序方向电流速断保护、限时零序方向电流速断保护和零序方向过流保护组成。同一方向上的零序电流保护动作电流和动作时限的整定同三段式零序电流保护相同，零序电流元件的灵敏系数校验也与相同。只是由零序电压分布特点可知，在靠近保护安装处附近不存在方向元件死区，但远离保护安装地点发生接地短路时，流过保护的零序电流及零序电压很小，方向元件可能不动作，因此,应分别检验方向元件的电流和电压灵敏系数。

5-11.零序电流保护由哪几部分组成？零序电流保护有什么优点？

答：零序电流保护主要由零序电流过滤器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成。零序电流保护同相间电流保护一样广泛采用三段式零序电流保护，即无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和零序过流保护。

零序电流保护和相间电流保护相比具有灵敏系数高、动作时间短的优点，尤其对于两侧电源线路，当线路内部靠近任一侧发生接地短路时，本侧I段动作跳闸后，对侧零序电流增大使对侧零序I段也相继跳闸，使总的故障切除时间更短。

相间短路电流速断和限时电流速断受系统运行方式变化影响大，而零序电流保护受系统运行方式变化影响小，此外由于零序阻抗比正序阻抗大，X0 =(2 ~ 3.5)X1,故线路始端和末端短路时，零序电流变化显著，曲线较陡，因此，零序I段保护范围大也比较稳定，零序Ⅱ段的灵敏系数较高，也易于满足条件。

当系统发生不正常运行状态时（如系统振荡，短时过负荷等），三相对称、相间短路电流保护均受他们的影响而可能误动作，因而要采取措施，而零序电流保护不受影响。

在110kV及以上高压系统和超高压系统中单相接地故障占全部故障70%~90%,而且其他故障也往往由单相接地引起，因而采用专门的零序保护具有显著优越性。

8-1 高频保护和线路纵差保护原理基本相似，它是将线路两端的相位或功率方向转变为高频信号。然后利用输电线路本身构成高频电流通道将此信号送到对端。在线路两端保护装置中进行电流相位或功率方向的比较。高频保护不反映保护范围外的故障，在参数选择上不需要与下一级线路配合，因此，可以无时限有选择的切除内部短路故障。

因此高频保护不能单端运行。

8-4 何谓闭锁信号，允许信号和跳闸信号？

答：（1）闭锁信号是禁止保护跳闸的信号。当线路发生内部故障时，两端不发生闭锁信号，通道中无闭锁信号，保护作用域跳闸，因此，无闭锁信号是保护跳闸的必要条件。（2）允许信号是允许保护动作于跳闸的信号。有允许信号是保护跳闸的必要条件。

（3）跳闸信号是线路对端发来的直接保护动作与跳闸的高频信号。只要收到跳闸信号，不管本端保护是否动作，保护必须启动并动作于跳闸，因此，跳闸信号是保护跳闸的充分条件。

8-5 试述高频通道中各构成元件的作用及工作原理。答：高频通道中主要加工设备有高频阻波器、耦合电容、连接滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀闸、高频收（发）信机。

高频阻波器的作用是防止本线路高频信号电流传递到外线路，是用电感绕组和电容组成并联谐振电路构成。

耦合电容是一高压小容量电容器，其作用是对工频电流呈现较大阻抗，阻止工频电压侵入高频发信机；对高频电流呈现小阻抗，使高频电流可顺利通过。

连接滤波器由一个可调空心变压器、电容器组成。连接滤波器与耦合电容共同组成“带通滤波器”，使所需要的高频电流能通过。带通滤波器与线路侧波阻（约400）相匹配，与高频电缆一侧波阻抗（约100）相匹配。避免高频信号电磁波在传送过程中发生反射，因而减小了高频能量的附加衰耗。

高频电缆采用单芯同轴电缆，用来连接收发信机与户外的连接滤波器。这段距离虽然不长，但通过电流频率很高，如采用普通电缆将会引起很大能量衰耗。

保护间隙是高频通道的辅助设备，作过电压保护用。

接地刀闸是当检修连接滤波器和高频收发信机时，作为耦合电容接地用，保证人身和设备安全。

高频收信机用于接收高频信号，高频发信机用于发送高频信号。

8-6 相差高频保护和高频闭锁方向保护为何采用２个灵敏系数不同的启动元件？

答：高频闭锁方向保护采用２个灵敏系数不同的启动元件，ＩＫＡ灵敏系数高，用于启动发信：２ＫＡ灵敏系数低，用于启动跳闸回路。采用２个灵敏系数不同的启动元件是为防止外部故障时，故障点的保护端保护感觉到情况与内部故障一样，此时主要靠近故障点端保护发出高频信号将远故障点端保护闭锁，防止其误动作。

相差高频保护启动元件由负序电流元件ＫＡＮ和相电流元件ＫＡＰ组成。负序电流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件灵敏系数高，用于启动发信；负序高定值元件灵敏系数低，用于启动比相回路。相电流元件与负序高定值元件、记忆元件一起构成对你短路故障的启动元件。

8--9 在什么情况下，相差高频保护出现相继动作？当线路一段跳开后，采用什么措施使对端保护迅速动作？

答：根据闭锁角公式可知，当线路长度L增加后，闭锁角的整定值必然增大，而动作角

增加，动作角

减小。另一方面，当保护范围内部故障时，M端高频信号相位差

也要随线路长度增加而增大，因此，当输电线路超过一定距离后，就可能出现

的情况，此时M端保护将不能动作。但在上述情况下，N端所售高频信号的相位差

是随线路的增加而减少的因此N端相位差必然小于

N端保护仍然能够可靠动作。

为了解决M端保护在内部故障时不能跳闸的问题，在保护线中采用了当N端保护动作跳闸同时，也使它停止自己所发的信号，在N端停信以后，M端发信机只收到自己所发的信号。由于这一信号是间断的，因此，M端的保护即可立即动作跳闸。保护装置的这种工作情况即必须一端保护先动作跳闸以后，另一端保护才能再动做跳闸，称之为相继动作。

影响相继动作的因素有 故障类型，线路长度，两侧电源电动势相角差，故障点两侧回路阻抗相角差，计算时间所取预度的大小等，其中主要是故障类型，两侧电源电动势相角差以及线路长度。

答:相差高频保护对操作电流的要求如下（1）能反映所有类型的故障

（2）线路内部故障时，两端操作电流相位差φ0或φ0（3）线路外部故障时，两端操作电流相位差φ180或φ180 为满足上述要求，通常将三相电流汇合成单一电流作为操作电流，最普遍的是将正序电流和负序电流组合成复合相序电流I1KI2,作为操作电流。I1KI2由复合相序过滤器取得。在I1KI2中正序电流能反映各种短路故障，KI2能反映不对称短路，I1虽然能反映各种类型的短路，但是当内部故障时，两端正序电流相位并非相同，有时相差很大，不利于保护工作，而内部故障时，两端负序电流基本相同，有利于保护动作

8—11 试分析高频闭锁方向保护在线路内部和外部短路故障时工作情况，电路系统振荡对高频闭锁方向保护的选择性是否有影响。

答：高频闭锁方向保护石通过高频通道简介比较背保护线路两端的功率方向，以判断是线路内部故障或外部故障，采用故障发信方式，并规定线路两端功率从母线流向线路为正，由线路流向母线为负。系统故障时，功率方向为正，则高频发信机不发信，若功率为负，则高频发信机发信。如图8—3所示电网，被保护线路都装有功率方向元件，当线路BC的k点发信故障时，对于线路AB和CD是保护范围外部故障，靠近故障点的一端保护2和5，其功率方向是由线路流向母线，故功率为负，保护不应动作，所以保护2和5应发出高频闭锁信号，通过高频用的传送到线路对端保护1和6，虽然对端保护1和5功率方向是从母线流向线路，功率方向为正，但收到对端发来的高频闭锁信号，故这一端保护1和6也不会动作。对于故障线路BC，两端保护3和4处功率方向却是由母线流向线路，动力方向为正，故两端保护3和4不发高频闭锁信号，故两端收信机都收不到高频闭锁信号，保护3和4动作，断路器3QF和4QF无延时跳闸，将故障线路切除。

电力系统振荡对高频闭锁方向保护的选择性没有影响吗，因为高频闭锁方向保护采用负序功率方向继电器作为方向元件，负序功率方向继电器能够反应各种故障，因为在对称短路时最初瞬间也会出现负序分量，所以保护无动作死区，在正常情况和系统振荡时都不会误动作。

8-12 什么叫做高频距离保护，它与距离保护有什么差别？

答：利用距离保护的启动元件和方向元件控制收、发信机发出高频闭锁信号，闭锁两侧保护的原理构成的高频保护称之为高频距离保护。它使保护无延时地切除被保护线路任一点故障，其构成原理如图8-4所示。图中ZI、ZII、ZIII分别为I、II、III段阻抗测量元件，tII、tIII为延时元件。当k1点短路时，ZIIA、ZIIIA、ZIB、ZIIB、ZIIIB均启动，B侧断路器跳闸，由于ZIB动作，B侧中间继电器1KM动作，停发B侧高频闭锁信号。同理A侧也停发高频闭锁信号，A侧收信机收不到高频闭锁信号，2KM继电器动断触点保持接通，ZIIA不带延时的立即跳开A侧断路器，实现高频距离保护的全线速动。

当k2点短路时，ZIIA、ZIIIA、ZIIIB动作，B侧发信机发出高频信号，并被A侧收信机接收，A侧2KM动断触点打开，A侧保护以tII延时跳A侧断路器（若B母线右侧断路器或其保护拒动时）。

高频闭锁距离保护与距离保护的区别是，前者既能在内部故障时快速切除被保护范围内任一点故障，又能在外部故障时作为下一级线路和变电所的后备保护，兼有距离保护和高频闭锁方向保护两种保护的优点，并能简化整个保护线路；而距离保护存在死区，不能实现全线无时限切除任一点故障，而且受各种因素影响较大。

第五篇：继电保护报告

燕山大学

电力系统继电保护原理

讨论课报告

学院（系）： 电气工程学院

年级专业： 电力4班 学 号：

学生姓名：

课题3：变压器励磁涌流对保护的影响及采取的对策。

1.励磁涌流的简介

变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，用于把低电压变成高电压或把高电压变成低电压，是交流电输配系统中的重要电气设备。当变压器合闸时，可能产生很大的电流，励磁涌流的发生，很明显是受励磁电压的影响。即只要系统电压一有变动，励磁电压受到影响，就会产生励磁涌流。在不同的情况下将产生如下所述的初始、电压复原及共振等不同程度的励磁涌流。其瞬时尖峰值及持续时间，将视下列各因素的综合情况而定，可能会高达变压器额定电流的8~30倍。

2.变压器励磁涌流的特点

变压器具有励磁支路，励磁电流ie只在某一侧流动，通过TA反映到差动保护中，不能被平衡，构成变压器不平衡电流的一部分，是不平衡电流产生的原因之

一。

a.励磁涌流含有数值很大的高次谐波分量(主要是2次和3次谐波),因此,励磁涌流的变化曲线为尖顶波。

b.励磁涌流的衰减常数与铁心的饱和程度有关。饱和程度越深,电抗越小、衰减越快,因此,在开始瞬间衰减很快,以后逐渐减慢,经0.5～1.0s后其值不超过0.25～0.50In。

c.一般情况下,变压器容量越大,衰减的持续时间越长,但总的趋势是涌流的衰减速度往往比短路电流衰减慢一些。

d.励磁涌流的数值很大,最大可达额定电流的8～10倍。当一台断路器控制一台变压器时,其电流速断保护的整定值可按变压器励磁电流来整定

变压器的励磁涌流的危害

a.励磁涌流引发变压器的保护装置误动作,使变压器的投运频频失败;b.变压器出线短路故障切除时所产生的电压突增,诱发变压器保护误动作,使变压器各侧全部停电,带不上负荷;c.变压器空投产生的励磁涌流,将诱发邻近其它电站等正在运行的变压器产生“和应涌流”而误跳闸,造成大面积停电;d.数值很大的励磁涌流会导致变压器及断路器因电动力过大受损;e.励磁涌流中的直流分量导致电流互感器磁路被过度磁化而大幅降低测量精度和继电保护装置的正确动作率;f.励磁涌流中的大量谐波对电网电能质量造成严重的污染。

在变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，则可能出现很大的励磁涌流。空载合闸时变压器铁心中 的磁通为：

3.避免励磁涌流影响的措施

在差流回路中接入具有速饱和特性的中间变流器

传统模拟式差动继电器广泛采用带速饱和铁心的中间变流器，以达到减小非周期分量对不平衡电流幅值的影响。由于励磁涌流也含有大量非周期分量，因此速饱和变流器同样具有一定的防止励磁涌流引起差动保护误动的能力。

控制三相断路器合闸时间削弱励磁涌流

变压器磁通在合闸电压角为0°时,磁通为最大值,此时励磁涌流也达到最大值。在合闸电压角为

90°时(即电压峰值时)合闸,磁通最小,励磁电流也最小,一般不超过额定电流的2%～10%〔1〕。因此,可在合闸角为90°(即电压峰值时)时合闸,来消弱励磁涌流。经仿真计算可知,合闸时间分散度为0.5ms的情况下,励磁涌流的幅值与三相随机合闸相比,减少了94.4%〔2〕。随着控制开关合闸时间技术的不断发展,此种方法是最易实现的方法。利用二次谐波闭锁原理

采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为

励磁涌流闭锁判据：

式中:Id2为差动电流中的二次谐波分量;Id1为差动电流中的基波分量;利用模糊识别原理

模糊识别原理是通过计算三相差电流的差流导数的比值作为励磁涌流闭锁判据,制动判据如下: 设差流导数为I(k),每周的采样点数是2n,对数列: X(k)=ûI(k)+I(k+n)û/〔ûI(k)û+ûI(k+n)û〕(k=0,1,2,„,n)可认为X(k)越小,该点所含的故障信息越多,即故障的可信度越大;反之,X(k)越大,该点所含的涌流的信息越多,即涌流的可信度越大。取一个隶属函数,设为A〔X(k)〕,综合半周信息,对k=0,1,2,„,n,求得模糊贴近度N为: Id2K2Id1

N=∑n k=1ûA〔X(k)〕û/n取门槛值为k,当N>k时,认为是故障;当N

采用按相闭锁,即三相差流中某相判为励磁涌流时,仅闭锁该相比率差动保护。利用间断角闭锁原理

间断角闭锁是鉴别短路电流与励磁涌流波形的差别。与短路电流不同,励磁涌流的波形之间出现间断,在一个周期中间断角为A 采用测量各相电流的间断角与波宽B判别励磁涌流,判据如下: 当A>65°或B<140°,判为涌流情况,闭锁比率 差动保护;当A<65°或B>140°,判为变压器内部故障,开放比率差动保护。

间断角原理采用按相闭锁,即某相满足闭锁条件,仅闭锁该相比率差动保护。

当然还有其他方法：如利用小波理论、数学形态学理论等鉴别涌流等新方法。

对于讨论的建议：

经过夜以继日的赶工，终于完成了报告任务，主要还是时间太仓促，当然我们也知道老师已经给我们争取了足够多的时间了，确实已经很好了，但这个时间夹杂在各种考试考研以及找工作当中，显得时间比较仓促了，这个确实也没办法，不过我们还是坚持完成了讨论，其实讨论的意义还是挺好的，既让我们增加了对继电保护这个课程的理解，加深了对知识的掌握，还能提高我

们自主学习能力，分析和解决问题的能力也有所提高，在讨论过程中，我们还互相帮助，把之前在课上未能解决的知识点也理解了，什么事纵联差动保护、什么是励磁涌流、涌流的危害以及保护措施等，这次讨论帮助我们加深了此处知识的印象与理解，也为日后工作有所帮助了。当然，这个讨论活动还是很有必要继续的，毕竟这类型的活动在整个大学生涯里也并不多的，它是一次难得的锻炼的机会。

建议1：老师应该提供一些相关的专业资料，因为网上的资料都太大众化，而相关的论文也都是千篇一律，没有针对性。

建议2：应该给予定点的时间和地点，因为我们组男生女生都有，所以不可能在宿舍讨论了，在教室讨论又会影响别人学习，在一起讨论时间比较仓促。