继电保护知识点总结

第一章、绪论

电力系统的概念：

由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

完成发电-输电■配电功能的设施叫做一次设施，如发电机，断路器，

电流电压互感器，变压器，避雷器等；对一次设施进行掌握，爱护作

用的设施叫做二次设施，如继电器，掌握开关，指示灯，测量仪表等。

继电爱护的基本原理

1、采用每个电气元件在内部故障和外部故障（包括正常运行状况）

时，两侧电流相位或功率方向的差别，就可以构成各种差动原理的爱

护，如纵联差动爱护、相差高频爱护、方向高频爱护等。

2、差动原理的爱护只能在被爱护元件的内部故障时动作，而不反应

外部故障。所以被认为有肯定的选择性。

1、电力系统运行状态概念及对应三种状态：

正常（电力系统以足够的电功率满意符合对电能的需求等）

不正常（正常工作遭到破坏但还未形成故障，可连续运行一段时间

的状况）

故障（电力系统的全部一次设施在运行过程中由于外力、绝缘老化、

误操作、设计制造缺陷等缘由会发生如短路，断线等故障）

2、电力系统运行掌握目的:

通过自动和人工的掌握，使电力系统尽快摆脱不正常运行状态和故

障状态，能够长时间的在正常状态下运行。

3、电力系统继电爱护：

泛指继电爱护技术和由各种继电爱护装置组成的继电爱护系统。

4、事故：

指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户停电或少

送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设

施损坏的大事。

5、故障：

电力系统的全部一次设施在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操

作、设计制造缺陷等缘由会发生如短路，断线等。

6、继电爱护装置：

指能反应电力系统中电气设施发生故障或不正常运行状态，并动作

与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

7、爱护基本任务：

自动、快速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使元件免

于连续遭到损坏，保障其它非故障部分快速恢复正常运行；反应电气

设施的不正常运行状态，并依据运行维护条件，

而动作于发出信号或跳闸。

8、爱护装置构成及作用：

测量比较元件（用于测量通过被爱护电力元件的物理参量，并与其

给定的值进行比较依据比较结果，给出“是”“非”“0”“1”性

质的一组规律信号，从而推断爱护装置是否应启动）、规律推断元

件（依据测量比较元件输出规律信号的性质、先后挨次、持续时间

等，使爱护装置按肯定的规律关系判定故障的类型和范围，最终确

定是否该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给

执行输出部分）、执行输出元件（依据规律推断部分传来的指令，

发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作）

9、对电力系统继电爱护基本要求：

牢靠性（包括平安性和信任性；最根本要求；不拒动，不误动）；选

择性；速动性；灵敏性

10、爱护区件重叠：

为了保证任意处的故障都置于爱护区内。区域越小越好，由于在重

叠区内发生短路时，会造成两个爱护区内全部的断路器跳闸，扩大

停电范围。

11、故障切除时间等于爱护装置（0.06-0.12s,最快0.01-0.04S）

和断路器动作时间（0.06-0.15,最快0.02-0.6）之和。

12、①llOkv及以下电网，主要实现“远后备”-一般下级电力元

件的后备爱护安装在上级（近也源侧）元件的断路器处；②220kv及

以上电网，主要实现“近后备”-,“加强主爱护，简化后备爱护”

其次章、电网的电流爱护

1、继电器特性：

，作牢靠，动作过程具有“继电特性”要求继电器动作值误差小、功

率损耗小、动作快速、动热稳定性好以及抗干扰力量强。安装整定

便利，运行维护少，廉价。（按原理分：电磁型、感应、整流、

电子、数字；按反应物理量：电流继电器、电压、功率方向、阻抗、

频率和气体；按其作用：启动继电器、量度、时间、中间、信号、出

口）

继电特性：继电器的继电特性是指继电器的输入量和输出量在整个变

化过程中的相互关系。无论是动作还是返回，继电器都是从起始位置

到最终位置，它不行能停留在某一个中间位置上。这种特性就称之为

继电器的“继电特性”。

返回系数：对于继电爱护定值整定的爱护，例如按最大负荷电流整定

的过电流爱护和最低运行电压整定的低电压爱护，在受到故障量的作

用时，继电器动作，当故障量消逝或回复至动作量以内后爱护返回到

正常位置。返回量与动作量比值即返回系数。Ke=lre（动作电流）/lop

（返回电流）

牢靠系数：通俗一点讲就是为了你整定的爱护定值能牢靠的躲过你计

算出来的短路电流，而选取的一个系数，一般会在1.1-1.3之间，选

取主要靠阅历，需要你权衡是尽量不让爱护误动还是不让它拒动，返

回系数是确保爱护选择性的重要指标.让不该动作的继电器准时返回,

使正常运行的部分系统不被切除.

2、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，对继电爱护而言称为系统最大运行方式；

3、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，对继电爱护而言称为系统最小运行方式。

简洁牢靠，动作快速；不能爱护路线的全长，爱护范围直接受方式变

简洁牢靠，一般状况下也能够满意快速切除故障的要求；它直接受

的运行方式变化的影响，使它往往不能满意灵敏系数或变化范围要

5、对功率方向继电器概念、要求：

A.用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角的元件；

B,应具有动作牢靠性，即在正方向发生各种故障时能牢靠动作，而

在反方向故障时牢靠不动

作；正方向故障时有足够的灵敏度。

6、采纳90°接线特点:

对各种两相短路都没有死区，由于继电器加入的是非故障的相间电

压，其值很高：选择继电器的内角a=90°-6k后，对线路上发

生的各种故障，都能保证动作的方向性。

7、零序重量中电压，电流，功率特点：

（1）只要本级电压网络中发生单相接地故障，则在同一电压等级的

全部发电厂和变电所的母线上，都将消失数值较高的零序电压。（2）

故障线路零序电流较非故障线路大。（3）采用故障线路与非故障线

路零序功率方向不同的特点来实现有选择性的爱护，动作于信号或

跳闸。

8、理清零序电流爱护的评价：

（1）优点：爱护简洁，经济，牢靠；整定值一般较低，灵敏度较高;

受系统运行方式变化的影响较小；系统发生震荡、短时过负荷是不受

影响；方向零序爱护没有电压死区，零序爱护就为绝大部分故障状况

供应了爱护，具有显著的优越性。

（2）缺点：对于短路线路或运行方式变化较大的状况，爱护往往

不能满意系统运行方式变化的要求。随着相重合闸的广泛应用，在

单项跳开期间系统中可能有较大的零序电流，爱护会受较大影响。

自耦变压器的使用使爱护整定协作简单化。

9、电网中区分消弧线圈三种补偿:

完全补偿就是使IL二忙£,接地点的电流近似为零；欠补偿就是使

IL<lc£,补偿后的接地点电流仍旧是电容性的；过补偿IL>lc£,

补偿后的电流是感性的（P=5-10%）o

10、为什么定时限过电流爱护的灵敏度、动作时间需要同时逐级协作,

而电流速断的灵敏度不需要逐级协作？

定时限过电流爱护的整定值依据大于本线路流过的最大负荷电流

整定，不但爱护本线路的全长，而且爱护相邻线路的全长，可以起

远后备爱护的作用,当远处短路时，应俣证离故障点最近的过电流

爱护最先动作，这就要求爱护必需在灵敏度和动作时间上逐级协作,

最末端的过电流爱护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动

作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可

能消失越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只爱护本

线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不

需要逐级协作。

第三章、电网距离爱护

3

1、距离爱护：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，该比值反应故障到爱护安装处的距离（或阻抗），

假如短路点距离（或阻抗）小于整定值则动作的爱护。

2、距离爱护是反应故障点至爱护安装地点之间的距离（或阻抗）。并依

据距离的远近而确定动作时间的一种爱护装置。

距离爱护主要用于输电线的爱护，一般是三段或四段式。第一、二段带方向性,

作为本线段的主爱护，其中第一段爱护线路的80%~90%。其次段爱护余下的

10%〜20%并作相邻母线的后备爱护。第三段带方向或不带方向,有的还没有不

带方向的第四段，作本线及相邻线段的后备爱护。

距离爱护构成：由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、协作

规律和出口等几部分组成；作用如下：

1用来判别系统是否发生故障。系统正常运行时，该部分不动作；而

当发生故障时，该部分能够动作。通常状况下，只有启动部分动作后，

才将后续的测量、规律等部分投入工作。

2在系统故障的状况下，快速、精确地测定出故障方

向和距离，并与预先设定的爱护范围相比较，区内故障时给出动作

信号，区外故障时不动作。

3在电力系统发生振荡时，距离爱护的测量元件有可能误动作，振

荡闭锁元件的作用就是正确区分振荡和故障。在系统振荡的状况

下，将爱护闭锁，即使测量元件动作，也不会出口跳闸；在系统故障

的状况下，开放爱护，假如测量元件动作且满意其他动作条件，则发

出跳闸命令，将故障设施切除。

4电压回路断线时，将会造成爱护测量电压的消逝，从而可能使

距离爱护的测量部分消失误推断。这种状况下应将爱护闭锁，以防

止消失不必要的误动。

5用来实现距离爱护各个部分之间的规律协作以及三段式爱护中各

段之间的时限协作。

6包括跳闸出口和信号出口，在爱护动作时接通跳闸回路并发出相应

的信号。

3、影响距离爱护正常工作因素：

短路点过渡电阻对距离爱护的影响；电力系统振荡对距离爱护的影

响；电压互感器二次回路断线对距离爱护的影响；分支电路对距离

爱护的影响；线路串联补偿电容对距离爱护的影响；短路电压、电

流中的非工频重量对距离爱护的影响。

4、电力系统振荡：

并联运行的电力系统或发电厂之间消失功率角大范围周期性变化的

现象。

第四章、输电线路纵联爱护

1、输电线路纵联爱护：

采用某种通信通道将输电线路两端的爱护装置纵向连接起来，将各段

的电气量传送到对端，

将各段的电气量进行比较，以推断故障在本线路范围内部还是在本

线路范围外部，从而打算是否切除被爱护线路。

2、纵联爱护包括：

两端爱护装置，通信设施，通信通道。

3、纵联爱护分类：

按所采用信息通道类型分导引线纵联爱护，电力线载波，微波，光

纤；按动作原理方向分比

较式纵联爱护，纵联电流差动爱护。

4、导引线通信概念：

采用敷设在输电线路两端变电所之间的二次电缆传递被爱护线路各

侧信息的通信方式叫导

引线通信，以导引线为通道的纵联爱护称之为导引线纵联爱护。

5、电力线载波信号有哪三种信号、通道工作方式：

A.闭锁信号，阻挡爱护动作跳闸的信号，只有满意本端爱护元件动

作、无闭锁信号，爱护才

作用于跳闸；B允许信号，允许爱护动作于跳闸的信号，只有满意

本端爱护元件动作、有允

许信号，爱护装置在动作于跳闸；C跳闸信号，直接引起跳闸的信

号，跳闸的条件是本端保

护元件动作或对端传来跳闸信号。

6、光纤通信特点：

通信容量大；可以节省大量金属材料；保密性好，敷设便利，不

怕雷击，不受外界电磁干扰，

抗腐蚀，和不怕潮。最重要・无感用性能。不足通信距离不够长。

7、影响纵联爱护电流差动爱护正确动作因素：

4

电流互感器的误差和不平衡电流；输电线路的分布电容电流；负荷

电流对纵联差动爱护的影

响。

8、

A.图4.22所在系统线路全部配置闭锁式方向比较式纵联爱护，分析

在k点短路时各端爱护

方向元件的动作状况，各线路爱护的工作过程及结果。

当短路发生在BC线路的k点时，全部爱护都会启动（故障在下级

线路内），发闭锁信号。爱护2和5的功率方向为负，闭锁信号

持续存在，线路A-B上爱护1、2被爱护2的闭锁信号闭锁，线

路A-B两侧均不跳闸；爱护5的闭锁信号将C-D线路上爱护5、6

闭锁，非故障线路爱护不跳闸。故障线路B-C上爱护3、4功率方

向全为正，均停发闭锁信号，他们推断为正方向故障且没有收到闭锁

信号，所以会马上动作跳闸，B-C线路被切除。

B.图4.22所示系统中，线路全部配置闭锁式方向纵联爱护，在k

点短路时，若AB、BC线路通道同时故障，爱护将会消失何种状况？

靠什么爱护动作切出故障？

当k点发生短路时，爱护2、5的功率方向为负，其余爱护的功率

方向全为正。3、4之间停发闭锁信号，5处爱护向6处发闭锁

信号，2处爱护向1处发闭锁信号。由于3、4停发闭锁信号且故

障为正方向，满意跳闸条件，因此BC通道的故障将不会阻挡爱护

3、4跳闸。CD通道正常，其线路上爱护5发出的闭锁信号将爱

护6闭锁，非故障线路CD上爱护不跳闸。2处爱护判定为方向不

满意跳闸条件，并且发闭锁信号，由于AB通道故障，2处爱护发

出的闭锁信号可能无法传到1处，而爱护1处判为正方向故障，将

会导致1处爱护误动作。

第五章、自动重合闸'

1、采纳重合闸的技术经济效果：

大大提高供电的牢靠性，减小线路停电的次数，特殊是对单侧电源

的单回路尤为显著；在高压输电线路线路采纳重合闸，还可提高电

力系统并列运行的稳定性，从而提高传输容量；对断路器本身由于

机构不良或继电爱护误动作而引起的跳闸，也能起订正的作用。

2.对重合闸的要求：

A在下列状况下，重合闸不应动作：由值班人员手动分闸或通过遥

控装置分闸时；手动投入断路器，由于线路上有故障，而随即被继

电爱护将其断开时；当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸

时。B当断路器由继电爱护动作或其它缘由跳闸后，重合闸均应动

作，使QF重新合闸。C.自动重合闸装置的动作次数应符合预先的

规定，如一次重合闸就只应实现重合一次，不允许其次次重合。D.

自动重合闸在动作以后，一般应能自动复归，预备好下一次再动

作。E应能和继电爰护协,作实现前加速或后加速故障的切除。F双

侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同步问

题，并满意所提出的要求。

3.重合闸的分类：

（依据重合闸断路器相数）单相，三相，综合，分相重合闸；（重

合闸掌握断路器连续合闸次数）多次，一次重合闸。

4.重合闸前加速，后加速爱护特点：

所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端爱护无选择性动

作，然后进行重合。假如重合于永久性故障上，则在断路器合闸后,

再有选择性的切除故障。优点是：能够快速地切

除瞬时性故障；可能使瞬时性故障来不及进展成永久性故障，从而

提高重合闸的胜利率；能保证发电厂和重要变电所的母线电压在

0.6-0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；

使用设施少，只需装设一套重合闸装置，简洁，经济。缺点：断路器

工作条件恶劣，动作次数较多；重合于永久性故障上时，故障切除

的时间可能较长；假如重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，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

在这条线路上的全部用户停电。

重合闸后加速爱护一般又称为“后加速”。所谓后加速就是当线路

第一次故障时，爱护有选

择性动作，然后进行合闸。假如重合于永久性故障，则在断路器重

合闸后，再加速爱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：第一次是有选择地切除故障，不会扩大停电范围，

特殊是在重要的高压电网中，一般不允许爱护无选择性地动作而后

以重合闸来订正（即前速）；保证了永久性故障能瞬时切除，并

仍旧是有选择性的；和前加速相比，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：每台断路器上都需要

安装一套重合闸，与前加速相比略为简单；第一次切除故障可能带有

延时。

5.具有同步的无电压检定的重合闸接线原理（图53,5.4）

第六章、电力变压器爱护

6

1、变压器故障分类，变压器爱护分类:

油箱外故障（主要是套管和引出线上发生相间短路以及接地短路）；

油箱内故障（包括绕组的相间短路.接地短路.匝间短路.以及铁

芯的烧损）

爱护分类：瓦斯爱护（轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压

器各电源侧的断路器，800KV及以上油浸式变压器和400KVA及以

上的车间油浸式）纵差动爱护，电流速断爱护，外部相间短路爱护后

备爱护，外部接地短路后备爱护，过负荷爱护，过励磁爱护，其

他非电量爱护。

2、励磁涌流的概念：

变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时变压器电压从零或很

小的数值突然提升到运行电压。在这个电压提升的暂态过程中，变

压器可能会严峻饱和，产生很大的暂态励磁电流，这个励磁电流称

为励磁涌流。

3、单相励磁涌流的特点：

在变压器空载合闸时，涌流是否产生及涌流的大小与合闸角有关，合

闸角（1=0和。=兀时励磁涌流最大；波形完全偏离时间轴的一侧，

并且消失间断。涌流越大，间断角越小；含有很大成分的非周期重量。

间断角越小，非周期重量越大；含有大量的高次谐波重量，而以二

次谐波为主，间断角越小，二次谐波也越小。

4、防止励磁涌流引起误动的方法：

采纳速饱和中间变流器（因励磁电流中含有大量非周期重量，所以

采纳该方法。动作电流大，灵敏度降低，并且在变压器内部故障时,

会因非周期重量的存在而延缓爱护的动作）；二次谐波制动方法（是

依据励磁涌流中含有大量二次谐波重量的特点，当检测到差电流中

二次谐波含量大于整定值时就将差动继电器封锁，以防止励磁涌流引

起误动）；间断隹鉴别（通过检测差电流波形是否存在间断角，当

间断角大于整定值时将差动爱护封锁）。

5、变压器主爱护有哪些：差动爱护；瓦斯爱护。

6、区分轻、重瓦斯爱护：

轻.反映变压器内部的不正常状况或稍微故障；重.反映变压器的故

障。

7、大型变压器为什么要设置双重化纵差爱护：

能够起到优势互补，加快内部故障的动作速度。

第七章、发电机爱护

1、配置发电机爱护：

对1MW以上发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵

差动爱护；对于发电机定子

绕组的匝间短路，当定子绕组星形接线、每相有并联分支且中性点

侧有分支引出端时，应装

设横差爱护，200MW及以上的发电机有条件时可装设双重化横差爱

护；对于由不对称负荷或外部不对称短路而引起的负序过电流，一

般在50MW及以上的发电机上装设负序过电流爱护；

对于水轮发电机定子绕组过电压，应装设带延时的过电压爱护。对

于发电机励磁回路的一点接地故障，对1MW及以下的小型发电机

可装设定期检测装置；对1MW以上的发电机应装设专用的励磁回

路一点接地爱护。对于发电机励磁消逝故障，在发电机不允许失磁

运行时，应在自动灭磁开关断开时连锁断开发电机的断路器；对于

转子回路的过负荷，在100MW及以上，并且采纳半导体励磁系统的

发电机上，应装设转子过负荷爱护对于燃气轮发电机，应装设逆

功率爱护。对于300MW及以上的发电机，应装设过励磁爱护。

2、发电机定子短路故障主要有哪几种状况：

发生单相接地，然后由于电弧引发故障点处相间短路；直接发生线

棒间绝缘击穿形成相间短路；发生单相接地，然后由于电位的变化

引发其他地垫发生另一点的接地，从而构成两点接地短路；发电机

端部放电构成相间短路；定子绕组同一相的匝间短路故障。

3、发电机定子绕组中性点接地状况：

采纳高阻接地方式的主要目的是限制发电机单相接地时的暂态过电

压，防止暂态过电压破坏定子绕组绝缘，但另一方面也人为的增大

了故障电流。

4、大型发・变组单元接线下，采纳欠补偿运行方式

5、爱护作用于发电机断路器跳闸同时，为什么要作用于自动灭磁开

关：快速消退发申机内部的故障

2、在什么状况下应装设特地母线爱护：

A在llOkV及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切

除任一组（或段）母线上发生的故障：而另一组（或段）无故障的

母线仍能连续运行，应装设专用的母线爱护；B.llOkV及以上的单

母线，重要发电厂的35kV母线或高压侧为llOkV及以上的重要降

压变电所的

35kV母线，依据装设全线速动爱护的要求必需快速切除母线上的故

障时，应装设专用的母线爱护。

3、装断路器失灵爱护条件：

相