继电保护复习大纲

继电爱护复习资料

说明：涉及页码为新版课本电气0804班

第一章绪论

电力系统运行状态分为：

正常状态：等约束和不等约束条件都满意，电力系统在规定的限度内可以长期

平安稳定运行。

不正常状态：正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。等约束条件满意，部

分不等约束条件不满意。

（eg：负荷潮流越限致使电流上升（过负荷）

发电机突然甩负荷引起发电机频率上升；

系统消失有功功率缺额引起的频率降低；

中性点不接地系统单相接地引起的非接地相电压上升；

电力系统发生振荡；）

故障状态：一次设施运行中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作等缘由发生

短路、断线。（各种类型的短路是最常见也是最危急的故障状态。）

2.依据可测参量的不同差异，可以构成不同原理的继电爱护：

电流增大一过电流爱护

电压降低一低电压爱护

阻抗减小一阻抗（距离）爱护

两侧电流大小和相位的差别一纵联差动爱十（高频、微波、光纤）

对称重量一零序或负序重量爱护

非电气量一瓦斯爱护、过热爱护等

3.简述继电爱护的原理、要求、组成、作用分别是什么？

原理：采用被爱护线路或设施故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变

量达到肯定值时，启动规律掌握环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。

对继电爱护的基本要求一一

牢靠性:不拒动、不误动

选择性：爱护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小速动性:

指爱护装置以可能最短的时限将故障或特别工况自电网中切除或消退。

灵敏性」只在规定的爱护的范围内，在最不利条件下对故障状况的反应力最。

继电爱护装置的组成框图见课本第6页图1.3

继电爱护的作用（基本任务）：（1）自动、快速、有选择性地将故障元件从

电力系统中切除，使故障元件免于连续遭到损坏，保证其它无故障部分快速恢复

正常运行。

（2）反应甩气元件的不正常运行状态，依据运行维护的详细条件（例如有

无常常值班人员）和设施的承受力量，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。

其次章电网的电流爱护

4.什么是系统最大运行方式和最小运行方式？

系统最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路时流过爱护安装处的电

流最大，与此对应的系统运行方式。（对应的系统等值阻抗Zs最小）

系统最小运行方式：在相同地点发生相同类型的短路时流过爱护安装处的电

流最小，与此对应的系统运行方式。（对应的系统等值阻抗Zs最大）

使电流速断爱护有最小爱护范围的是最小运行方式下两相短路，动作电流是

依据最大运行方式下三相短路整定的。

5.返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre,过电流继电器的返回

系数恒小于1.

6.灵敏系数Ksen用来衡量爱护范围，爱护范围越长越灵敏。

Ksen=最小运行方式下本线路末端发生两相短路时的短路电流/动作电流

7.电流三段式爱护分别是：电流速断爱护（电流I段爱护）、限时电流速断爱护

（电流II段爱护）、定时限过电流爱护（电流山段爱护）

（1）I段爱护不能爱护线路全长。动作电流按殷过相邻下一条线路出口短路时

可能消失的最大短路电流来整定：课木17页式2.3和2.4

动作时间取决于继电器本身固有的动作时间，一股小于10ms,抱负状况下动作

时间为0s。

爱护范围的校验：要求最小爱护范围大于被爱护线路全长的15%o计算式见课

本18页2.7式.

（2）II段爱护必需能爱护本线路全长。动作电流的整定见2.9式，动作时限的

选择课本第20页式2.11：灵敏性校验式2.12,保证灵敏系数Ksen》

（3）HI段爱护一般状况下既能爱护本线路全长，又能爱护相邻线路全长，起远

后备爱护的作用。动作电流按躲开最大负荷电流来整定，公式见23页2.17式；

动作时限见式2.18.

定时限过电流爱护灵敏系数的校验，仍采纳式2.12：作为本线路的主爱护时，要

求Ksen》；作为相邻线路的后备爱护时，要求Ksen21.2。此外，在各个过电流

爱护之间要求灵敏系数相互协作，即越靠近故障点的爱护应具有越高的灵敏系

数。

电流I、II段联合工作就可以保证全线路的故障在0.5秒内予以切除，一般状况

下能够满意速动性的要求，可以作为“主爱护”。

8.电流三段式爱护的评价和应用：

选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性。

单电源辐射网络上可保证获得选择性；

多电源网络上在某些特别状况下才获得选择性。

速动性：无时限速断和带时限速断爱护动作是快速的；

过电流爱护则常常不能满意速动性的要求。

灵敏性：运行方式变化较大时，速断爱护往往不能满意要求。

被爱护线路很短时，无限时电流速断爱于常为零。

长距离重负荷线路过电流爱护的灵敏度常常也很小。

灵敏度差是电流电压爱护的主要缺点。

牢靠性：继电器简洁、数量少，整定计算和校验简洁。

牢靠性好是它的主要优点。

应用：主要用在35kv及以下的单电源辐射网上。

（或者见课本25页下至26页上）

9.电流速断爱护不能保证选择性时,爱护误动作，需加装功率方向性元件。

10.双侧电源网络相间短路的方向性电流爱护，其原理是在原有爱护基础上加装功率

方向判别元件，反方向故障时把爱护闭锁不致误动。

采纳0°接线方式（即采纳故障相的电压和电流作为功率方向元件的参考相

量）的功率方向元件时，若正方向出口四周短路接地，故障相对地电压很低，功

率方向元件不能动作，消失“电压死区”。

而90°接线方式的功率方向元件采纳非故障的相间电压作为电压参考相量，

判别故障相电流的相位，可有效消退电压死区。即

优点：（1）对各种两相短路都没有死区一引入了非故障相电压。

（2）适当选择内角后，对各种故障都能保证方向性。

90°接线方式原理图见第38页图2.30

留意：若功率方向继电器有一个线圈的极性接反，就会消失正向故障拒动，反向

故障误动的现象，从而造成严峻事故。

11.中性点直接接地系统中什么状况下采纳方向性零序电流爱护，为什么不采纳

三相相间电流爱护？

第一问，见49页236节第一段。其次问，见50页2.3.7零序电流爱护相对

相电流爱护的优点。

12.零序电流灵敏I段与不灵敏I段的区分。

灵敏।段:匕二K>max{3/。皿3/。,汕}=1.2-13）

hmax是本线末单相或两相接地故障可能消失的最大零序电流

hunb是断路港三相触头不同期合闸时消失的最大零序电流

若爱护动作时间>二相不同期合闸时间，可不考虑lo.unb影响。若l0.unb〉l0E造

成灵敏度降低，爱护范围缩小，可考虑给爱护加短延时（0.1S），按lo.max整定以躲过

断路器三相不同期合闸的影响。

不灵敏I段——定值较高

当线路采纳单相自动重合闸时，按能躲过非全相运行状态下,系统又发生振荡时所

消失的最大零序电流。

灵敏I段：针对全相运行状态下的接地短路起爱于作用，非全相运行时退出；

不灵敏I段：针对非全相运行状态下的接地短路起爱护作用，对全相运行也起

到肯定的爱护作用。

第三章电网距离爱护

距离爱护是采用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，

该比值反应故障点到爱护安装处的距离，假如短路点距离小「整定值则动作的爱护。

（距离・爱护是一种欠量爱护）

13.距离爱护的应用范同有哪些？对距离爱护的评价？

应用范围：可在多侧电源的高压及超高压简单电力系统中应用，可作为发电

机、变压器爱护的后备爱护。

评价：（1）爱护区稳定，比电流电压爱护灵敏度高，受运行方式影响小

（2）I段不能爱护全长，首末端共30%—40%的范围故障爱护动作有时延

（3）接线简单，牢靠性低

（4）可用于发电机、变压器爱护中作后备

14.阻抗继电器的种类及其动作方程？（课本第69页）

（在距离爱护中，阻抗继电器就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻

抗Zm,并将它与整定阻抗Zset相比较，以确定故障所处的区段，在爱护范闱内部故障时，

给出动作信号。也称为阻抗元件、距离继电器、测量元件。

阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的外形，成为动作特性。动作特性用第数的数学方程

描述时，此方程就称为动作方程）

阻抗继电器分为如下五种：圆特性阻抗继电器、苹果形特性和橄榄形特性阻

抗元件、直线特性的阻抗元件、多边形特性的阻抗元件、复合特性的阻抗元件。

其中圆特性又可分为偏移圆特性、方向圆特性、全阻抗圆特性和上抛圆特性

等。动作方程有肯定值比较动作方程和相位比较动作方程。

（1）偏移圆特性：

肯定值比较动作方程1(Zset\+Z.2)《gl图］-Z

set!

相位比较动作方程2

当测量阻抗Zm的阻抗角等于阻抗元件的最灵敏角时，动作阻抗Zop（使阻抗

元件处于临界动作状态的阻抗）最大，爱护范围最长。偏移圆特性阻抗元件没有

完全的方向性（在反向故障时有肯定的动作区〔应用在距离爱护的in段爱才。

（2）方向圆特性：

肯定值比较动作方程，z=ZZ1=0

相位比较动作方程加1前

不同测量阻抗角所对应的动作阻抗是不同的。测量阻抗角等于最灵敏角时，动

作阻抗最大，爱护范围最长。当爱护反方向发生故障时不动作，阻抗元件本身具

有方向性。应用在距离爱护的第I、II段。

（3）全阻抗圆特性

肯定值比较动作方程

相位比较动作方程

不同测量阻抗角所市应的动作阻抗相同。无方向性。应用在单侧电源系统中。

15.正方向出口的相间短路存在动作死区的是偏移圆特性阻抗继电器;受过渡电

阻（系统振荡）影响最小的是全阻抗圆特性的阻扰继电器,次之是偏移圆特性特

性阻抗继电潜,最大的是方向圆特性的阻抗继电器；过负荷力量最强的是全力抗

圆特性，次之是偏移圆特性、最弱的是方向圆特性。

16.在距离爱护的kII段爱护整定值计算中乘以一个小于1的牢靠系数是为了

保证动作的选择性。（距离爱护是一种欠量爱护）

17.①过渡电阻的存在使阻抗继电器的测量阻抗增大，爱护范围减小。

②若方向阻抗继电器的极性接反，则正向故障时爱护拒动作，反向故障时爱

护误动作。

第四章输电线路纵联爱护

将线路二侧电气喜信息或通信通道传到另一侧，安装于线路两侧的爱护对两侧的

电气量同时比较、联合工作，即在线路两侧之间发生纵向联系，以这种方式构成

的爱护称之为输电线路的纵联爱护。

特点：纵联爱护仅反映线路内部故障，不反应正常运行和外部故障，具有肯定

的选择性。无时限跳耐。

△闭锁式方向纵联爱护

方向比较式纵联爱护摩

线闭锁式距离纵联爱护率

方纵联爱护

2（纵联电流差动爱护

使协

作特性，起到后备爱护的作用。

21.输电线路纵联爱护中通道的种类？纵联比较式爱护中通道传输的信号的种类

有哪些（另一种问法：电力线载波信号的种类）？

通道种类：导引线通道，电力线载波通道（采用输电线路构成通道），微波通

道，光纤通道。

纵联比较式爱护中通道传输的信号的种类：闭锁信号，允许信号，跳闸信号。

（高频信号载波传送由输电线路实现。）

22.对于闭锁式方向纵联爱护，区内故障伴有通道损坏时，假如传送的是闭锁信

号，故障线路的爱护能牢靠动作；非故障线路的爱护受通道损坏的影响会误动。

假如传送的是允许信号，受通道损坏的影响爱护会拒动。

23.方向比较式纵联爱护和纵联电流差动爱护的区分是什么？

见课本第119页最终两段。

24.电力线载波通信中高频阻波器有何作用？

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（防止

高频电流窜越）。

第五章自动重合闸

25.什么是单相重合闸？

单相重合闸是指线路上发生单相接地故障时，爱护动作只跳开故障相的断路器

并单相重合；当单相重合不胜利或多相故障时，爱护动作直接跳开二相断路器，

不再进行重合。

26.什么是潜供电流？它对单相重合闸有何影响？

线路上发生单相接地故障，继电爱护通过选相元件只将故障相自线路两侧断

开，非故障相仍旧连续运行，这时非故障相与断开的故障相之间存在静电（通过

相间电容）和电磁（通过相间互感）的联系，使故障点弧光通道中仍有肯定数值

的电流通过，此电流称为潜供电流。它的大小与线路的参数有关，线路电压越高,

越长，负荷电流越大，潜供电流越大。

自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复以后才有可能胜利，潜供

电流的存在，将使短路时弧光通道的去游离受到严峻阻碍，因此单相重合闸的动

作时限整定时要考虑潜供电流的影响。

27.同期合闸的条件是什么？

两侧系统的电压幅值差、相位差、频率差合格。

第六章电力变压器爱护

28.电力变压器的主爱护是什么？

瓦斯爱护和变压器纵差动爱护。（变压器纵差爱护是采用比较变压器两侧电流的幅值

和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线,在正常运行和外部故障时，

流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近为零，继