继电保护复习

1、.继电保护复习第一章 绪论一、对电力系统继电保护组成继电保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。1） 测量元件作用：测量从被保护对象输入的有关物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。2） 逻辑元件作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有：或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。3） 执行元件 作用

2、；根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。二、分类1） 按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；2） 按保护原理分类：电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；3） 按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；4） 按构成继电保护装置的继电器原理分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；5） 按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护

3、等；主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。三、对继电保护的基本要求精品.对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护的四性。（1）

4、 选择性 在发生故障时，应由距故障点最近的保护动作，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。距故障点最近的保护拒动时后备保护动作，后备保护分远后备（在主保护安装处以外的远处）和近后备（在主保护安装处）。 当k3点短路时，保护6动跳6dl，母线d停电，有选择性；保护6不动或6dl不跳，保护5动跳5dl，母线b、d停电，也有选择性，保护6是保护5的远后备。若保护6和6dl正确动作于跳闸，保护5动跳5dl，则保护5为误动，或称保护5越级跳闸（保护5失去选择性）当k2点短路时，保护5动跳5dl，母线c、d停电，也有选择性。当k1点短路时，保护1、2动跳1dl、2dl，切线路a

5、b，母线b、c由另一条并列的非故障线路连接，不停电，有选择性。小结：选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。当主保护未动作时，由近后备或远后备切除故障，使停电面积最小。因远后备保护比较完善（对保护装置拒动、dl拒动、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用）且实现简单、经济，应优先采用。但远后备保护切除故障的时间较长。在高压电网中，应加强主保护。（2） 速动性： 在发生故障时，应力求保护装置能迅速切除故障。快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性、减少用户在电压降低的情况下工作的时间、缩小故障元件的损坏程度、防止大电流流过非故障设备引起损坏等。 保护的动作速度应尽可能快速。

6、快速切除故障的好处： 1提高系统稳定性；2减少用户在低电压下的动作时间；3减少故障元件的损坏程度 ，避免故障进一步扩大。故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间之和： t故障总切除时间，tbh-保护动作时间，tdl-断路器动作时间；快速保护0.02-0.04s ,最快 0.01-0.02s ，一般保护 0.06-0.15s，最快 0.02-0.04s。（3） 灵敏性精品.通常，灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为klm。对反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）对反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）其中故障参数的最小、最大计算值是根据实际可能的最不利运行方式、故障类型和短路点位置来计

7、算的。原继电保护和安全自动装置技术规程（dl40091）中，也对各类保护的灵敏系数klm的要求都作了具体规定。（4）可靠性要求保护装置在应该动作时可靠动作；在不应该动作时不应误动，即既不应该拒动也不应该误动。影响可靠性有内在的和外在的因素：内在的：装置本身的质量，包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明，触点多少等；外在的：运行维护水平、安装调试是否正确。上述四个基本要求是设计、分析研究继电保护的基础，也是贯穿全课程的一个基本线索。在它们之间既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。四、发展： 原理随电力系统的发展和科学技术的进步而发展。（1）从保护原理看 过电流保护（19

8、01年）、（最早熔断器（1908年）、电流差动保护、 方向性电流保护 （1910年）， 距离保护（50年代） 、高频保护 （70年代诞生、50年代有设想）、微波保护、 行波保护、光纤保护 （1920年） （1927 （2）从构成保护装置的元件看 机电型 （20世纪50年代） 电子型（ 60年代末提出）、(电磁型、感应型1901年、电动型) 晶体管 （70年代后半期） 集成电路 微机型（80年代）精品.第二章 继电器一、电磁型继电器式中， 分别是电磁转矩、气隙磁通、线圈电流、气隙长度和两比例系数。（非线性方程）式中，分别是弹簧反力矩、弹簧反力矩的初力矩，气隙的初始和终止的长度，比例系数。(线性方

9、程）继电器动作条件：式中，为电磁转矩、弹簧反力矩、摩擦力矩。精品.式中，分别为启动力矩、动作电流、气隙初始长度和比例系数。继电器返回原位的条件：式中，为电磁转矩、弹簧反力矩、摩擦力矩式中，分别为返回力矩、返回电流、气隙初始长度和比例系数。二 、感应型继电器 式中，分别是感应旋转力矩，有相位差的两气隙磁通，两磁通的相位角和一个系数。精品.三、晶体管型继电保护四、集成电路型继电保护五、微机保护 将反映故障量变化的数字式元件和保护中需要的逻辑元件、时间元件、执行元件等合作在一起用一个微机实现，称做微机保护，是继电器发展的最高精品.第三章 电流的相间电流、电压保护和方向性相间电流、电压保护第一节 单侧

10、电源网络的相间电流、电压保护一、瞬时电流速断保护 （1）短路电流的记号：最大运行方式母线b（线路ab末端）三相短路电流，也记做 最小运行方式线路b（线路ab末端）两相短路电流，也记做最大运行方式线路bc末端三相短路电流，也记做 最小运行方式线路bc末端两相短路电流，也记做注意：（2）瞬时电流速断定值 节点1的瞬时电流速断保护的动作电流（对应运行方式、方式有两点，方式的点距离l小），节点2的瞬时电流速断保护的动作电流（对应运行方式、方式有两点，方式的点距离l小）， ，一般 可靠系数灵敏性（保护范围），以保护2为例： 上式左等号左边的式子是一定子不随运行方式变化，右等号右边的式子是随运行方式变化的

11、，由上式解出：精品. 受运行方式的影响表现在的取值，还与故障方式有关表现为取值。最大保护范围为（最大方式三相短路）,下式表明充分小时可能为负值：最小保护范围为（最小方式两相短路），下式表明充分小时可能为负值： 二、限时电流速断保护 （1）动作电流并与瞬时电流速断保护比较：节点1的瞬时电流速断保护、限时电流速断保护的动作电流节点2的瞬时电流速断保护、限时电流速断保护的动作电流限时限过电流保护动作电流： ，可靠性系数 限时限过电流保护动作电流的时限： 上式时间依次是，故障线路跳闸时间、中间继电器时间、时间继电器时间、测量元件返回惯性时间、裕度精品.灵敏度校验：，三、 定限时过电流保护（可作为线路全

12、长的远后备保护） 动作电流并与定时电流速断保护比较： 式中，分别是继电器返回系数（0.85）、可靠性系数（1.25-1.5)、负荷电动机自启动最大电流与额定（或正常运行）最大电流比例（几倍）； 分别为定限时过电流保护定值（全段），保护装置返回电流，负荷电动机自启动最大电流，额定（或正常运行）最大电流。精品.单侧放射形的网络，时间配合时间配合第一式针对的短路是图中的k1，第二式针对的短路是图中的k2，依次类推。 k1短路时，对于过电流保护1而言，可以是主保护，灵敏系数；这时保护2作为相邻线路的后备保护，灵敏系数 ，以此类推： 。四、 阶段式流保护 动作电流和时限比较：精品.精品.第二节 电网相间

13、短路的方向式电流、电压保护一、双侧电源电流保护示意图双侧电源网络（图3-1与单侧电源放射形网络（图3-1、3-2、3-3、3-5、3-6、3-9、3-10、3-14等）对比：（1）单侧电源网络每段线路只在始端设断路器和保护双侧电源网络每段线路都分别在始端、末端设断路器和保护（2）单侧电源网络每段线路短路都只有一个电源向短路点提供短路电流，电流方向是从电源流出。双侧电源网络每段线路短路都会有两个电源向短路点提供短路电流，电流方向是从两个电源流出。（3）双侧电源网络每段线路始端、末端所设断路器和保护，如按单侧电源网络每段线路在始端所设断路器和保护同样设置，就会“误动”精品.二、功率方向继电器工作原

14、理 精品.图中： （1）继电器0接线方式（）（2）继电器90接线方式（a相电流，bc线电压接线：，因所用电压滞后与电流同名相电压 90，习惯称90接线）在范围为动作方向（见图3-26，a），写作：写成功率：或继电器90接线方式，还可以结成b相电流，ca线电压接线（），c相电流，ab线电压接线（）。注意：也是在不动作区的中央。三、功率方向继电器的动作特性精品.死区：四、功率方向继电器的接线图中，b相得kpd（功率方向继电器）少了一根电流流出的线。继电器90接线方式，a相电流，bc线电压（）结成b相电流，ca线电压（），c相电流，ab线电压（）。精品. ta的两个黑点表示一次电流和二次电流正方向的

15、端，kpd的两个黑点表示电流和电压二次正方向端五、双电源网络中电流保护整定的特点（1）瞬时电流速断保护1）图3-35中，k1是电源的最远短路点，k2是电源的最远短路点，k1、k2都在区外，短路时保护1、2都应不动作，所以动作电流要大于其中较大者。小电源侧保护2的保护范围缩小，两侧电源容量差别越大，影响越明显。2）在保护2装设方向元件，只当电流从从母线流向被保护线路才动作。但这是保护1不需要安装方向保护，因为已经从动作电流定值避开k1短路的反向电流（2）限时电流速断保护正常：精品.可靠性系数，比略小。有助增或外吸电源的情况助增，外吸（即正常情况）六、方向性保护的死区少用方向性保护的措施（1） 对

16、于电流速断保护，从定值上躲开反方向短路（2） 对于过电流保护精品.如果保护6动作时间大于保护1动作时限加一个时间台阶，即，则保护6可以不设方向元件，但保护1要设方向元件。七 双侧电源网络中方向性电压速断保护图3-35中， k1、k2都在区外，短路时保护1、2都应不动作。对于保护1 ，k1短路，电压低，电压速断保护会误动；加电流闭锁，又因电源提供了短路电流，仍然不起闭锁作用，所以要装设方向性元件来防止电压速断保护误动。精品.第三章 第一节 作业题 参考答案 p38 p70p41过电流保护 p70精品. p33p37 p45 第一问：第二个“定时限”要改为“反时限”精品. 第二问p33p36第三问

17、p41第三章 第二节 参考答案1110271 分析图3-22中方向继电器应用情况。精品.双侧电源网络（图3-22）与单侧电源放射形网络（图3-1、3-2、3-3、3-5、3-6、3-9、3-10、3-14等）对比：（1）单侧电源网络每段线路短路都只有一个电源向短路点提供短路电流，电流方向是从电源流出。双侧电源网络每段线路短路都会有两个电源向短路点提供短路电流，短路电流方向是从两个电源流出。图（a）、（b）是实际电流方向。（2）单侧电源网络每段线路只在始端设断路器和保护，双侧电源网络每段线路都分别在始端、末端设断路器和保护。（3）双侧电源网络，如按单侧电源网络每段线路在始端所设断路器和保护同样设

18、置，就会“误动”：例如，k1短路，保护2、6正确动作外，保护1、5还会误动，把变电站b、c全停；k2短路，保护1、7正确动作外，保护6、8还会误动，把变电站c、d全停。（4）规定短路电流正方向是从母线流向线路，4、3、2、1为一组，反映电源一侧的电流（实际电流与正方向同）， 8、7、6、5一组，反映电源的一侧电流（实际电流与正方向同），按单侧电源网络每段线路在始端所设断路器和保护同样设置，就不会“误动”。例如，k1短路，保护2、6正确动作，保护3、7虽方向允许，但时限较保护保护2、6长，在保护2、6正确动作后，短路消失也不会动作；1、5（8、4）因功率方向相反不会启动。又如，k2短路，保护1、7正确动作，保护2、3虽方向允许，但时限较保护保护1、7长，在保护1、7正确动作后，短路消失也不会动作；保护4、5因功率方向相反不会启动。2 试推导的方向继电器原理公式