電力系統(tǒng)繼電保護復習知識點總結材料

1、第一章、緒論1、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)概念及對應三種狀態(tài)：正常（電力系統(tǒng)以足夠的電功率滿足符合對電能的需求等）不正常（正常工作遭到破壞 但還未形成故障，可繼續(xù)運行一段時間的情況）故障 （ 電力系統(tǒng)的所有一次設備在運行過程 中由于外力、絕緣老化、誤操作、設計制造缺陷等原因會發(fā)生如短路，斷線等故障 ）2、電力系統(tǒng)運行控制目的：通過自動和人工的控制，使電力系統(tǒng)盡快擺脫不正常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)，能夠長時間 的在正常狀態(tài)下運行。3、電力系統(tǒng)繼電保護：泛指繼電保護技術和由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統(tǒng)。4、事故：指系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞，并造成對用戶停電或少送電或電能質量變壞 到不能允許的地步，

2、甚至造成人身傷亡和電氣設備損壞的事件。5、故障：電力系統(tǒng)的所有一次設備在運行過程中由于外力、絕緣老化、誤操作、設計制造缺陷等 原因會發(fā)生如短路，斷線等。6、繼電保護裝置：指能反應電力系統(tǒng)中電氣設備發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作與斷路器跳閘或發(fā)出 信號的一種自動裝置。7、保護基本任務：自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使元件免于繼續(xù)遭到損壞，保 障其它非故障部分迅速恢復正常運行； 反應電氣設備的不正常運行狀態(tài)， 并根據運行維護條 件，而動作于發(fā)出信號或跳閘。8、保護裝置構成及作用：測量比較元件（用于測量通過被保護電力元件的物理參量，并與其給定的值進行比較根 據比較結果，給出“是

3、”“非”“ 0”“ 1”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應 啟動）、邏輯判斷元件（根據測量比較元件輸出邏輯信號的性質、先后順序、持續(xù)時間等， 使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍， 最后確定是否該使斷路器跳閘、 發(fā)出 信號或不動作， 并將對應的指令傳給執(zhí)行輸出部分）、執(zhí)行輸出元件（根據邏輯判斷部分傳 來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應的動作信息、發(fā)出警報或不動作）9、對電力系統(tǒng)繼電保護基本要求：可靠性（包括安全性和信賴性；最根本要求；不拒動，不誤動）；選擇性；速動性；靈敏性10、保護區(qū)件重疊：為了保證任意處的故障都置于保護區(qū)內。區(qū)域越小越好，因為在重疊區(qū)內發(fā)生短路時，

4、會造成兩個保護區(qū)內所有的斷路器跳閘，擴大停電范圍。11、故障切除時間等于保護裝置（0.06-0.12s ，最快 0.01-0.04s ）和斷路器動作時間（0.06-0.15 ，最快 0.02-0.6 ）之和。12、 110kv及以下電網，主要實現(xiàn)“遠后備”-一般下級電力元件的后備保護安裝在上級（近電源側）元件的斷路器處； 220kv及以上電網，主要實現(xiàn)“近后備”-,“加強主保護，簡化后備保護”13、電力系統(tǒng)二次設備：對一次設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的設備。第二章、電網的電流保護1繼電器要求、分類：工作可靠，動作過程具有“繼電特性”要求繼電器動作值誤差小、功率損耗小、動作迅速、動熱

5、穩(wěn)定性好以及抗干擾能力強。安裝整定方便，運行維護少，便宜。（按原理分：電磁型、感應、整流、電子、數字；按反應物理量：電流繼電器、電壓、功率方向、阻抗、頻 率和氣體；按其作用：啟動繼電器、量度、時間、中間、信號、出口）2、系統(tǒng)最大運行方式：在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最大，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最大運行方式；系統(tǒng)最小運行方式：在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護安裝處的電流最小，對繼電保護而言稱為系統(tǒng)最小運行方式。3、電流速斷保護優(yōu)缺點：簡單可靠，動作迅速；不能保護路線的全長，保護范圍直接受方式變化的影響。4、三段式電流保護特點：簡單可靠，一般情況下也能夠滿足快速切除故障

6、的要求；它直接受電網的接線以及電力系統(tǒng)的運行方式變化的影響，使它往往不能滿足靈敏系數或變化范圍要求。5、對功率方向繼電器概念、要求：A. 用以判別功率方向或測定電流、電壓間相位角的元件；B, 應具有動作可靠性，即在正方向發(fā)生各種故障時能可靠動作，而在反方向故障時可靠不動作；正方向故障時有足夠的靈敏度。6、采用90°接線特點：對各種兩相短路都沒有死區(qū)，因為繼電器加入的是非故障的相間電壓，其值很高；選擇 繼電器的內角a =90° - 0 k后，對線路上發(fā)生的各種故障，都能保證動作的方向性。7、零序分量中電壓，電流，功率特點：（1）只要本級電壓網絡中發(fā)生單相接地故障，則在同一電壓

7、等級的所有發(fā)電廠和變電所的母線上，都將出現(xiàn)數值較高的零序電壓。（2）故障線路零序電流較非故障線路大。（3）利用故障線路與非故障線路零序功率方向不同的特點來實現(xiàn)有選擇性的保護，動作于信號或跳閘。8、理清零序電流保護的評價：（1 ）優(yōu)點：保護簡單，經濟，可靠；整定值一般較低，靈敏度較高；受系統(tǒng)運行方式變化 的影響較?。幌到y(tǒng)發(fā)生震蕩、短時過負荷是不受影響；方向零序保護沒有電壓死區(qū)，零序保 護就為絕大部分故障情況提供了保護，具有顯著的優(yōu)越性。（2）缺點：對于短路線路或運行方式變化較大的情況，保護往往不能滿足系統(tǒng)運行方式變化的要求。隨著相重合閘的廣泛應用，在單項跳開期間系統(tǒng)中可能有較大的零序電流，保護會

8、受較大影響。自耦變壓器的使用使保護整定配合復雜化。9、電網中區(qū)分消弧線圈三種補償：完全補償就是使IL=lc刀，接地點的電流近似為零 ；欠補償就是使IL<lc刀,補償后的接 地點電流仍然是電容性的；過補償IL>Ic刀，補償后的電流是感性的（P=5-10%）。10、為什么定時限過電流保護的靈敏度、動作時間需要同時逐級配合，而電流速斷的靈敏 度不需要逐級配合？定時限過電流保護的整定值按照大于本線路流過的最大負荷電流整定，不但保護本線路的全長，而且保護相鄰線路的全長，可以起遠后備保護的作用。當遠處短路時，應當保證離故障點最近的過電流保護最先動作，這就要求保護必須在靈敏度和動作時間上逐級配合

9、，最末端的過電流保護靈敏度最高、動作時間最短，每向上一級，動作時間增加一個時間級差，動作電流也要逐級增加。 否則，就有可能出現(xiàn)越級跳閘、非選擇性動作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速 斷只保護本線路的一部分，下一級線路故障時它根本不會動作，因而靈敏度不需要逐級配合。第三章、電網距離保護1、距離保護：利用短路發(fā)生時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值，該比值反應故障 到保護安裝處的距離（或阻抗），如果短路點距離（或阻抗）小于整定值則動作的保護。2、距離保護構成：由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成；作用如 下：1 用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。系統(tǒng)正常運行時，該部分不動

10、作；而當發(fā)生故障時，該 部分能夠動作。 通常情況下， 只有啟動部分動作后， 才將后續(xù)的測量、 邏輯等部分投入工作。 2 在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準確地測定出故障方向和距離，并與預先設定的保護范圍相 比較，區(qū)內故障時給出動作信號，區(qū)外故障時不動作。 3 在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護 的測量元件有可能誤動作， 振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。 在系統(tǒng)振蕩的情 況下， 將保護閉鎖， 即使測量元件動作， 也不會出口跳閘； 在系統(tǒng)故障的情況下， 開放保護， 如果測量元件動作且滿足其他動作條件，則發(fā)出跳閘命令，將故障設備切除。 4 電壓回路斷 線時， 將會造成保護測量電壓的消失， 從而可能使

11、距離保護的測量部分出現(xiàn)誤判斷。 這種情 況下應該將保護閉鎖，以防止出現(xiàn)不必要的誤動。5 用來實現(xiàn)距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合。 6 包括跳閘出口和信號出口，在保護動作時接 通跳閘回路并發(fā)出相應的信號。3、影響距離保護正常工作因素：短路點過渡電阻對距離保護的影響；電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響；電壓互感器二次 回路斷線對距離保護的影響； 分支電路對距離保護的影響； 線路串聯(lián)補償電容對距離保護的 影響；短路電壓、電流中的非工頻分量對距離保護的影響。4、電力系統(tǒng)振蕩：并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間出現(xiàn)功率角大范圍周期性變化的現(xiàn)象。第四章、輸電線路縱聯(lián)保護1、輸電線路

12、縱聯(lián)保護：利用某種通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱向連接起來，將各段的電氣量傳送到對 端，將各段的電氣量進行比較， 以判斷故障在本線路范圍內部還是在本線路范圍外部， 從而 決定是否切除被保護線路。2、縱聯(lián)保護包括：兩端保護裝置，通信設備，通信通道。3、縱聯(lián)保護分類 :按所利用信息通道類型分導引線縱聯(lián)保護，電力線載波，微波，光纖；按動作原理方向 分比較式縱聯(lián)保護，縱聯(lián)電流差動保護。4、導引線通信概念：利用敷設在輸電線路兩端變電所之間的二次電纜傳遞被保護線路各側信息的通信方式叫 導引線通信，以導引線為通道的縱聯(lián)保護稱之為導引線縱聯(lián)保護。5、電力線載波信號有哪三種信號、通道工作方式：A. 閉鎖信號

13、，阻止保護動作跳閘的信號，只有滿足本端保護元件動作、無閉鎖信號，保 護才作用于跳閘；B允許信號，允許保護動作于跳閘的信號，只有滿足本端保護元件動作、 有允許信號，保護裝置在動作于跳閘；C跳閘信號，直接引起跳閘的信號，跳閘的條件是本端保護元件動作或對端傳來跳閘信號。6、光纖通信特點：通信容量大；可以節(jié)約大量金屬材料；保密性好，敷設方便，不怕雷擊，不受外界電磁 干擾，抗腐蝕，和不怕潮。最重要 - 無感用性能。不足通信距離不夠長。7、影響縱聯(lián)保護電流差動保護正確動作因素： 電流互感器的誤差和不平衡電流；輸電線路的分布電容電流；負荷電流對縱聯(lián)差動保護 的影響。8m k1 1V ； iL-: EJ 曲X

14、jTSA. 圖4.22所在系統(tǒng)線路全部配置閉鎖式方向比較式縱聯(lián)保護，分析在k點短路時各端保護方向元件的動作情況，各線路保護的工作過程及結果。當短路發(fā)生在BC線路的k點時，所有保護都會啟動（故障在下級線路內），發(fā)閉鎖信號。 保護2和5的功率方向為負，閉鎖信號持續(xù)存在，線路A-B上保護1、2被保護2的閉鎖信號閉鎖，線路 A-B兩側均不跳閘；保護 5的閉鎖信號將C-D線路上保護5、6閉鎖，非故障 線路保護不跳閘。故障線路B-C上保護3、4功率方向全為正，均停發(fā)閉鎖信號，他們判斷為正方向故障且沒有收到閉鎖信號，所以會立即動作跳閘，B-C線路被切除。B. 圖4.22所示系統(tǒng)中，線路全部配置閉鎖式方向縱聯(lián)

15、保護，在k點短路時，若 AB BC線路通道同時故障，保護將會出現(xiàn)何種狀況？靠什么保護動作切出故障？當k點發(fā)生短路時，保護 2、5的功率方向為負，其余保護的功率方向全為正。3、4之間停發(fā)閉鎖信號，5處保護向6處發(fā)閉鎖信號，2處保護向1處發(fā)閉鎖信號。由于 3、4停發(fā)閉 鎖信號且故障為正方向， 滿足跳閘條件，因此BC通道的故障將不會阻止保護 3、4跳閘。CD 通道正常，其線路上保護5發(fā)出的閉鎖信號將保護 6閉鎖，非故障線路CD上保護不跳閘。2 處保護判定為方向不滿足跳閘條件，并且發(fā)閉鎖信號，由于AB通道故障，2處保護發(fā)出的閉鎖信號可能無法傳到 1處，而保護1處判為正方向故障，將會導致 1處保護誤動作

16、。第五章、自動重合閘1. 采用重合閘的技術經濟效果：大大提高供電的可靠性，減小線路停電的次數，特別是對單側電源的單回路尤為顯著； 在高壓輸電線路線路采用重合閘，還可提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高傳輸容量；對斷路器本身由于機構不良或繼電保護誤動作而引起的跳閘，也能起糾正的作用。2. 對重合閘的要求：A在下列情況下，重合閘不應動作：由值班人員手動分閘或通過遙控裝置分閘時；手動投 入斷路器，由于線路上有故障， 而隨即被繼電保護將其斷開時；當斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實現(xiàn)重合閘時。B當斷路器由繼電保護動作或其它原因跳閘后，重合閘均應動作，使QF重新合閘。C自動重合閘裝置的動作次數應符合預先的

17、規(guī)定，如一次重合閘就只應實現(xiàn)重合一次,不允許第二次重合。D.自動重合閘在動作以后，一般應能自動復歸，準備好下一次再動作。E應能和繼電保護配合實現(xiàn)前加速或后加速故障的切除。F雙側電源的線路上實現(xiàn)重合閘時，應考慮合閘時兩側電源間的同步問題，并滿足所提出的要求。3. 重合閘的分類：（根據重合閘斷路器相數）單相，三相，綜合，分相重合閘；（重合閘控制斷路器連續(xù)合閘次數）多次，一次重合閘。4. 重合閘前加速，后加速保護特點：所謂前加速就是當線路第一次故障時，靠近電源端保護無選擇性動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上， 則在斷路器合閘后， 再有選擇性的切除故障。 優(yōu)點是：能夠快速地切除瞬時性故障；可能

18、使瞬時性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率； 能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在0.60.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質量；使用設備少，只需裝設一套重合閘裝置，簡單，經濟。缺點：斷路器工作 條件惡劣，動作次數較多；重合于永久性故障上時，故障切除的時間可能較長；如果重合閘 裝置或斷路器 QF3拒絕合閘，則將擴大停電范圍。 甚至在最末一級線路上故障時，都會使連接在這條線路上的所有用戶停電。重合閘后加速保護一般又稱為“后加速”。所謂后加速就是當線路第一次故障時，保護有選擇性動作，然后進行合閘。如果重合于永久性故障，則在斷路器重合閘后，再加速保護動作瞬時切除故障，

19、而與第一次動作是否帶有時限無關。優(yōu)點：第一次是有選擇地切除故障，不 會擴大停電范圍，特別是在重要的高壓電網中，一般不允許保護無選擇性地動作而后以重合閘來糾正（即前速）；保證了永久性故障能瞬時切除，并仍然是有選擇性的；和前加速相比，使用中不受網絡結構和負荷條件的限制，一般來說是有利而無害的。缺點：每臺斷路器上都需要安裝一套重合閘，與前加速相比略為復雜；第一次切除故障可能帶有延時。5. 具有同步的無電壓檢定的重合閘接線原理（圖5.3,5.4 ）第六章、電力變壓器保護1、變壓器故障分類，變壓器保護分類：油箱外故障（主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路以及接地短路）；油箱內故障（包括 繞組的相間短路 .

20、接地短路 . 匝間短路 .以及鐵芯的燒損） 保護分類：瓦斯保護（輕瓦斯動作于信號， 重瓦斯動作于跳開變壓器各電源側的斷路器， 800KV 及以上油浸式變壓器和 400KVA及以上的車間油浸式）縱差動保護，電流速斷保護，外部相 間短路保護后備保護， 外部接地短路后備保護， 過負荷保護， 過勵磁保護， 其他非電量保護。2、勵磁涌流的概念：變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時變壓器電壓從零或很小的數值突然上升到 運行電壓。 在這個電壓上升的暫態(tài)過程中， 變壓器可能會嚴重飽和， 產生很大的暫態(tài)勵磁電 流，這個勵磁電流稱為勵磁涌流。3、單相勵磁涌流的特點：在變壓器空載合閘時，涌流是否產生及涌流的大小

21、與合閘角有關，合閘角a =0和a = n時勵磁涌流最大；波形完全偏離時間軸的一側，并且出現(xiàn)間斷。涌流越大，間斷角越?。缓?有很大成分的非周期分量。間斷角越小， 非周期分量越大；含有大量的高次諧波分量， 而以 二次諧波為主，間斷角越小，二次諧波也越小。4、防止勵磁涌流引起誤動的方法：采用速飽和中間變流器（因勵磁電流中含有大量非周期分量，所以采用該方法。動作電 流大，靈敏度降低， 并且在變壓器內部故障時， 會因非周期分量的存在而延緩保護的動作） ； 二次諧波制動方法 （是根據勵磁涌流中含有大量二次諧波分量的特點， 當檢測到差電流中二 次諧波含量大于整定值時就將差動繼電器封鎖， 以防止勵磁涌流引起誤

22、動） ；間斷角鑒別（通 過檢測差電流波形是否存在間斷角，當間斷角大于整定值時將差動保護封鎖）。5、變壓器主保護有哪些 ：差動保護；瓦斯保護。6、區(qū)分輕、重瓦斯保護：輕. 反映變壓器內部的不正常情況或輕微故障；重. 反映變壓器的故障。7、大型變壓器為什么要設置雙重化縱差保護：能夠起到優(yōu)勢互補，加快內部故障的動作速度。第七章、發(fā)電機保護1、配置發(fā)電機保護：對1MW以上發(fā)電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應裝設縱差動保護；對于發(fā)電機 定子繞組的匝間短路，當定子繞組星形接線、每相有并聯(lián)分支且中性點側有分支引出端時， 應裝設橫差保護，200MW及以上的發(fā)電機有條件時可裝設雙重化橫差保護；對于由不對稱負

23、 荷或外部不對稱短路而引起的負序過電流，一般在50MW及以上的發(fā)電機上裝設負序過電流保護； 對于水輪發(fā)電機定子繞組過電壓， 應裝設帶延時的過電壓保護。 對于發(fā)電機勵磁回路 的一點接地故障，對1MW及以下的小型發(fā)電機可裝設定期檢測裝置；對1MW以上的發(fā)電機應裝設專用的勵磁回路一點接地保護。 對于發(fā)電機勵磁消失故障， 在發(fā)電機不允許失磁運行時， 應在自動滅磁開關斷開時連鎖斷開發(fā)電機的斷路器；對于轉子回路的過負荷， 在100MW及以上，并且采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上， 應裝設轉子過負荷保護對于燃氣輪發(fā)電機， 應裝 設逆功率保護。對于 300MW及以上的發(fā)電機，應裝設過勵磁保護。2、發(fā)電機定子短路故

24、障主要有哪幾種情況：發(fā)生單相接地，然后由于電弧引發(fā)故障點處相間短路；直接發(fā)生線棒間絕緣擊穿形成相 間短路； 發(fā)生單相接地， 然后由于電位的變化引發(fā)其他地墊發(fā)生另一點的接地，從而構成兩點接地短路；發(fā)電機端部放電構成相間短路；定子繞組同一相的匝間短路故障。3、發(fā)電機定子繞組中性點接地狀況：采用高阻接地方式的主要目的是限制發(fā)電機單相接地時的暫態(tài)過電壓，防止暫態(tài)過電壓 破壞定子繞組絕緣，但另一方面也人為的增大了故障電流。4、大型發(fā)-變組單元接線下，采用欠補償運行方式5、 保護作用于發(fā)電機斷路器跳閘同時，為什么要作用于自動滅磁開關：快速消除發(fā)電機內 部的故障八、1 理清圖 8.1,8.2,8.3:2、在

25、什么情況下應裝設專門母線保護：A在110kV及以上的雙母線和分段單母線上，為保證有選擇性地切除任一組（或段）母 線上發(fā)生的故障：而另一組（或段）無故障的母線仍能繼續(xù)運行，應裝設專用的母線保護； B.IIOkV及以上的單母線，重要發(fā)電廠的35kV母線或高壓側為110kV及以上的重要降壓變電所的35kV母線，按照裝設全線速動保護的要求必須快速切除母線上的故障時，應裝設專 用的母線保護。3、裝斷路器失靈保護條件：相鄰元件保護的遠后備保護靈敏度不夠時應裝設斷路器失靈保護。對分相操作的斷路器,允許只按單相接地故障來校驗其靈敏度；根據變電所的重要性和裝設失靈保護作用的大小來決定裝設斷路器失靈保護。例如多母線運行的220kV及以上變電所，當失靈保護能縮小斷路 器拒動引起的停電范圍時，就應裝設失靈保護。4、對斷路器失靈保護要求： 失靈保護的誤