继电保护知识要点

继电保护知识要点继电保护知识要点继电保护知识要点xxx公司继电保护知识要点文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度第一章绪论一、基本概念1、正常状态、不正常状态、故障状态要求：了解有哪三种状态，各种状态的特征正常状态：等式和不等式约束条件均满足；不正常运行状态：所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态故障状态：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障。2、故障的危害要求：（了解，故障分析中学过）①过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏。

②短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力作用,会使其的损坏或缩短其使用寿命。

③电力系统中部分地区的电压大大降低,使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品。

④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解。3、继电保护定义及作用（或任务）要求：知道定义，明确作用。定义：继电保护是继电保护技术与继电保护装置的总称基本任务：①自动、迅速、有选择性地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。4、继电保护装置的构成及各部分的作用要求：构成三部分，哪三部分测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件。5、对继电保护的基本要求，“四性”的含义要求：知道有哪四性，各性的含义选择性：指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。速动性：是指尽可能快地切除故障。灵敏性：在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在任何其他不该动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。6、主保护、后备保护、近后备、远后备保护的概念要求：什么是主保护、后备保护、近后备、远后备保护主保护：指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。后备保护：考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护。近后备：当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用。远后备：当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用。第二章电网的电流保护一、基本概念1、继电器的定义及类型要求：了解定义：是一种能自动执行断续控制的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，具有对被控制电路实现“通”、“断”控制的作用。类型：按动作原理分：电磁型、感应型、整流型、电子型和数字型按反应物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体继电器按所起的作用分：启动继电器、量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器2、继电特性、动作电流、返回电流、返回系数要求：什么继电特性，动作电流、返回电流、返回系数的定义无论启动和返回，继电器的动作都是明确干脆的，不可能停留在某一个中间位置，这种特性被称为“继电特性”。在过电流继电器中，为使继电器启动并闭合其触点，就必须增大通过继电器线圈的电流，以增大电磁转矩，能使继电器动作的最小电流称之为动作电流。在继电器动作之后，为使它重新返回原位，就必须减小电流以减小电磁力矩，能使继电器返回原位的最大电流称之为继电器的返回电流。返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数。3、单则电源网络相短路时电流量有哪些特征要求：1）短路电流是单方向的，2）短路电流比正常电流大得多，3）短路电流的大小同系统运行方式、故障类型、电源电势、故障位置等因素有关4、最小运行方式和最大运行方式要求：了解最小运行方式的定义，用于校验保护灵敏度；了解最大运行方式的定义，用于整定保护的速断电流最小运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最小，对应的系统等值电抗最大，最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最大，对应的系统等值电抗最小，5、电流速断保护的工作原理、整定计算原则，动作选择性是如何保证的（P16）要求：电流速断保护的定义，根据什么参数来整定计算，上下级保护的动作选择性是如何保证的靠整定电流的大小反应于电流增大而瞬时动作的电流保护称为电流速断保护，也称为电流I段速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定，通常都是优先保证动作的选择性，即从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不启动，在继电保护技术中，这又称为躲开下一条线路出口出短路的条件整定6、电流速断保护的主要优缺点（简述）要求：了解主要优缺点，如快速简单，不能保护线路全长优点：简单可靠、动作迅速缺点：不能保护线路全长7、限时电流速断保护的工作原理、整定原则要求：主保护，能保护线路全长，但不能用于下一级线路的远后备保护工作原理：保护范围延伸到下一条线路为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段整定原则：①启动电流的整定保护范围不超过下级线路速断的保护范围②动作时限的选择动作时限比下级的限时速断保护高出一个时间梯度8、灵敏系数的定义，灵敏度需大于1的原因，III段式保护哪段最灵敏要求：了解灵敏系数的定义，知道III段式保护哪段最灵敏（第III段）为了能够保护本线路的全长，限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路，具有足够的反应能力，这个能力通常由反应系数来衡量。灵敏度大于1线路才没有死区。III段式保护中，III段灵敏度最高，I段灵敏度最低。9、过电流保护的工作原理、整定原则，上下级保护的动作选择性是如何保证的要求：了解过电流保护按躲过最大负荷电流来整定，上下级保护的动作选择性靠整定时间来保证的工作原理：起动电流大于（躲开）最大负荷电流起动电流大于（躲开）最大负荷自起动电流,外部故障能可靠返回（理解的难点）保护定值不能保证选择性为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限与相邻线路动作时限配合：阶梯时限特性整定原则：①启动电流的整定保护装置的启动电流必须大于该线路上出现的最大负荷电流；同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复，负荷自启动电流作用下保护装置必须能够返回，其返回电流应大于自启动电流②动作时限的选择各保护的启动电流均按照躲开被保护元件上各自的最大负荷电流整定10、III段式电流保护是指哪三段各段的保护范围、时限配合（分析）参见书中图要求：要会分析，是三段式保护的核心内容。故障发生在I段时，II、III段会起动吗三段：电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护11、继电保护的整定分哪三步曲继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合吗要求：知道保护整定三步曲！继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合保护整定三部曲：动作值的整定、动作时限的整定、灵敏度校验12、继电保护的接线方式和接线系数要求：了解接线方式，主要是二相二继电器和三相三继电器，接线系数的定义接线方式：1）三相三继电器的完全星形接线

它主要用于中性点直接接地电网中进行各种相间短路保护和单相接地短路保护。2）两相两继电器的不完全星形接线

应用在中性点直接接地电网和中性点非直接接地电网中，广泛作为相间短路保护的接线方式。3）两相一继电器的两相电流差接线

主要用于低压线路保护和电动机保护中灵敏度较易满足的场合接线系数：13、双测电源网络相间短路功率方向的定义要求：明确功率方向的定义，单电源线路和双电源线路的核心区别是功率短路功率：短路时母线电压与线路电流相乘所得到的感性功率，当功率方向由母线流向线路为正方向14、方向性电流保护方向元件的动作特性分析（分析）要求：知道15、90度接线方式，相间短路时功率方向元件的动作特性分析（分析）要求：熟练掌握，当线路末端发生二相故障时，这二相的继电器动作行为分析16、采用接线方式的LG-11型功率方向继电器，其内角为时其灵敏度角是多少线路阻抗角多大最灵敏继电器动作范围是什么要求：掌握，能正确回答16、方向元件电流保护在什么情况下可以取消方向元件要求：了解在电流速断保护中能用电流整定保证选择性要求的，尽量不加方向元件；对于线路两端的保护，能在一端保护中加方向元件后满足选择性要求的，不在两端保护中加方向元件。17、分支系数及计算方法要求：：熟练掌握，专门进行过讨论18、接地故障时零序电压、电流、功率的分布特性要求：熟悉故障点零序电压最高，出口没有死区，零序电流同正序电流相反。零序电源在故障点，故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低，取决于测量点到大地间阻抗的大小零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的19、方向性零序电流保护方向判别P50要求：熟悉零序电流和零序电压的相位关系。应该是电流超前电压95~11020、零序电流保护的整定方法P46要求：了解，同一线路零序电流保护同相电流保护比较哪个灵敏度高二、基本计算1、单侧电源电流保护的整定计算要求：熟练掌握2、双侧电源方向电流保护的整定计算要求：明确与单侧电源电流保护的区别和联系3、零序电流保护的整定计算要求：了解第三章电网的距离保护一、基本概念1、距离保护的定义及组成部分（简述）要求：了解定义：利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护.组成部分：由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成2、接地距离保护和相间距离保护中电压、电流的取值方法（表达式）要求：熟悉取值方法和表达式，特别是接地保护接地保护：测量电压为保护安装处故障相对地电压，测量电流为带有零序电流补偿的故障电流相间电流：测量电压为保护安装处两故障的电压差，测量电流为两故障相的电流差3、全阻抗继电器、方向阻抗继电器、带偏移特性方向阻抗继电器的动作特性分析（分析）要求：重点熟练掌握方向阻抗继电器的作用（作用有二个：一是测阻抗的大小，二判别故障的方向）、动作特性分析，包括绝对值比较方程和相位比较方程。全阻抗继电器：绝对值比较动作方程相位比较动作方程方向阻抗继电器：绝对值比较动作方程相位比较动作方程带偏移特性方向阻抗继电器：绝对值比较动作方程相位比较动作方程4、试画图并说明方向阻抗继电器具的测量阻抗、整定阻抗、动作阻抗的含义（简述）要求：熟练掌握偏移特性阻抗继电器的动作特性如图3—3所示，各电气量标于图中。测量阻抗就是保护安装处测量电压U与测量电流之间的比值，系统不同的的运行状态下（正常、震荡、不同位置故障等），测量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。在断路故障情况下，由故障环上的测量电压、电流算出测量阻抗能够正确的反应故障点到保护安装处的距离。对于偏移特性的阻抗继电器而言，整定阻抗有两个，即正方向整定阻抗和反方向整定阻抗，它们均是根据被保护电力系统的具体情况而设定的常数，不随故障情况的变化而变化。一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。动作阻抗：是阻抗元件处于临界动作状态对应的测量阻抗，从原点到边界圆上的矢量连线称为动作阻抗，对于具有偏移特性的阻抗继电器来说，动作阻抗并不是一个常数，二是随着测量阻抗的阻抗角不同而不同。5、方向阻抗继电器绝对值比较和相位比较原理的实现方法要求：按图能写出方程，并判别6、比较工作电压相位实现故障区段判别的原理（分析）要求：了解7、方向阻抗继电器的死区及解决办法要求：了解8、精工电流和精工电压的概念要求：知道最小精工电流是怎么定义的9、距离保护I、II、III段整定计算原则要求：熟悉10、三段式距离保护范围的配合（分析）要求：熟练掌握11、灌电流和汲电流使II、III段测量阻抗如何变化要求：了解对保护范围的影响12、对距离保护的评价（简述）要求：了解13、系统振荡时电压、电流的分布，测量阻抗的变化及对距离保护的影响要求：了解测量阻抗的变化规律14、振荡和短路的区别有哪些（简述）要求：：熟练掌握三大区别15、距离保护的振荡闭锁有哪些措施要求：了解二、基本计算1、距离保护I、II、III的整定计算要求：：熟练掌握整定计算，注意分支系数第四章输电线路的纵联保护一、基本概念1、纵差保护的工作原理及类型（按原理分），和阶段式保护的根本差别是什么要求：熟悉四种主要类型的工作原理，方向比较是比较两侧功率方向，相差电流是比较两侧相位差，主要特点是全线快速保护纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。方向比较式纵联保护两侧继电器仅反应本侧电气量，利用通道将继电器对故障方向判别结果传送到对侧，各侧保护根据两侧继电器的动作通过逻辑判断区分是区内（两侧正向）还是区外（一正一反）故障；传送逻辑信号；分为方向纵联保护和距离纵联保护。纵联电流差动保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障；在每侧直接比较两侧的电气量；要求两侧信息同步采集。纵联保护与阶段式保护的根本差别：阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第Ⅰ段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。2、输电线路纵联保护有哪几种信号通道要求：了解导引线通道、电力线载波通道、微波通道、光纤通道3、电力载波通道有哪几部分组成，阻波器的作用是什么要求：了解各部分，熟悉阻波器的作用组成：输电线路，阻波器，结合电容器，连接滤波器，高频收、发信机阻波器的作用：为了使两端发送的高频载波信号只在本线路内传输而不穿越到相邻线路上去4、电力载波通道的工作方式要求：了解正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。5、电力载波信号的种类及作用要求：熟悉三种类型，最常用的类型是闭锁信息(1)跳闸信号阻止保护动作于跳闸的信号收到高频信号是跳闸的充分条件。(2)允许信号允许保护动作于跳闸的信号收到高频信号是跳闸的必要条件，但不是充分条件。(3)闭锁信号直接引起跳闸的信号收不到高频信号是跳闸的必要条件。6、闭锁式方向纵联保护的工作原理及组成要求：掌握闭锁式方向纵联保护的工作原理7、功率倒向对方向比较式纵联保护的影响及解决办法要求：了解8、纵联电流差动保护的工作原理要求：熟悉9、纵联电流相差保护的工作原理、动作特性、相继动作（分析）要求：熟悉工作原理，区内外故障间断角的大小及变化的原因，相继动作是什么情况下产生的10、闭锁角的定义及计算。要求：熟练掌握为了保证在任何外部短路条件下保护都不误动，需要分析区外短路时两侧收到的高频电流之间不连续的最大时间间隔，并加以闭锁。这一时间间隔所对应的工频相角差就为闭锁角11、高频信号最大相位差的计算方法（参看例题）。要求：熟练掌握第五章自动重合闸一、基本概念1、自动重合闸的作用、基本要求、分类了解，熟悉基本要求，哪些情况该动作，哪些情况不该动作作用：（1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，提高供电的可靠性。输电线路80%~90%为瞬时性故障；一次重合成功率60%~70%；二次重合成功率80%~90%（2）对两侧电源线路，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。误跳闸：继保动作、QF操作机构不良、认为误碰。（4）加快事故后电力系统电压恢复速度。电机未完全制动，自起动电流小。基本要求：（1）ARC动作应迅速；（2）由运行人员手动或通过遥控装置将断路器断开时，自动重合闸装置不应动作；（3）手动合闸于故障线路时，继电保护跳开后，自动重合闸装置不应动作；（4）对于双侧电源，应考虑合闸时两侧电源间的同步问题；（5）动作的次数应符合预先的规定。如一次重合闸就只能重合一次；当重合于永久性故障而断路器再次跳闸后，就不应再重合。（6）动作后应能自动复归，为下一次动作做好准备；（7）重合闸时间应能整定，并有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作，以便更好地与继电保护相配合，加速故障地切除。（8）当断路器处于不正常状态时(如操动机构中使用的气压、液压异常等)，应将ARC装置闭锁。分类：按照自动重合闸装置作用于断路器的方式可分为：三相重合闸、单相重合闸、综合重合闸、分项重合闸。按照重合闸控制的断路器所接通或断开的电力元件可分为：线路重合闸、变压器重合闸、母线重合闸按照重合闸控制断路器连续合闸次数可分为：多次重合闸、一次重合闸2、双电源重合闸的原理要求：熟悉检查无电压和同步的动作顺序。检查无压侧同时投入同步检查装置的理由是为了误动作时纠错。但检查同步侧不能投入无电压装置3、单电源和双电源重合闸动作时间表的确定要求：了解4、前加速的概念及优缺点要求：概念要清晰定义：当任一线路发生故障，保护瞬时动作予以切除，若重合不成功，第二次动作切除故障是有选择性的切除故障。优点：(1)能快速切除暂时性故障。(2)可能使暂时性故障来不及发展成为永久性故障，从而提高重合闸的成功率。(3)能保证发电厂和重要变电站的母线电压在～倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量。(4)使用设备少，只需一套ARC，简单、经济。缺点：(1)装有ARC线路的断路器工作条件恶劣，动作次数较多。(2)重合于永久性故障时，再次切除故障的时间会延长。(3)若重合闸装置或QF1拒动，则将扩大停电范围，甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。应用：主要用于35kV以下由发电厂或重要变电所引出线，以便快速切除故障，保证母线电压。5、后加速的概念及优缺点要求：概念要清晰定义：当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障，则在断路器合闸后，再加速保护动作，瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。优点：(1)第一次跳闸是有选择性的，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性的动作，而后以重合闸来纠正(前加速的方式)。(2)保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然具有选择性。(3)和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般来说是有利而无害的。缺点：(1)第一次切除故障可能带时限。(2)每个断路器上都需要装设一套重合闸，相比较为复杂。应用：广泛应用于35kV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。6、潜供电流的概念要求：了解潜供电流：单跳后健全相电势经相间藕合电容向故障点提供的短路电流及健全相负荷电流经相间互感在故障相产生的感应电势通过对地电容向故障点提供的短路电流。由于存在潜供电流，使短路点电弧熄灭时间、介质绝缘恢复时间增大，相应单相重合闸延时较三相重合闸延时增大。第六章电力变压器的保护一、基本概念1、变压器常见故障有哪些要求：了解油箱外故障：绝缘套管的相间短路与接地短路；引出线上的发生的相间短路和接地短路。油箱内故障：变压器绕组相间短路、匝间短路、接地短路。2、变压器差动保护的原理，差动保护能自动保证选择性吗要求：熟练掌握变压器差动保护的原理，区内故障电流很大，区外故障或正常运行电流为现零。差动保护具有绝对选择性3、差动保护不平衡电流产生的原因及减小不平衡电流的措施要求：熟悉有哪些不平衡电流及解决的办法原因：（1）变压器两侧绕组接线方式不同；二次修正措施:变压器Y形侧——TA二次侧接成Δ形;变压器Δ形侧——TA二次侧接成Y形。变压器、电流互感器的计算变比与实际变比不同；二次修正措施:对不平衡电流进行补偿。微机保护允许任意的TA变比。变压器带负荷调节分接头；整定值考虑措施:整定时增大动作电流门槛值。电流互感器传变误差的影响；整定值考虑措施:暂态—选用具有较好暂态传变特性的TA;稳态—增大动作电流门槛值。变压器励磁电