繼電保護(hù)復(fù)習(xí)總結(jié)

14/14第一章對繼電保護(hù)的基本要求：可靠性、選擇性、速動性、靈敏性。可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護(hù)性能的最根本的要求。所謂安全性，是要求繼電保護(hù)在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動作。所謂信賴性，是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不發(fā)生拒絕動作。選擇性是指保護(hù)裝置動作時，在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開，最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。速動性是指盡可能快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大短路電流、低電壓下運行的時間，降低設(shè)備的損壞程度，提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。靈敏性是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。第二章過電流繼電器的動作電流、返回電流、返回系數(shù)：動作電流：能使繼電器動作的最小電流稱為動作電流Iop。返回電流：能使繼電器返回原位的最大電流稱為繼電器的返回電流Ire。返回系數(shù)：返回系數(shù)是返回電流與動作電流的比值，即系統(tǒng)最大運行方式和最小運行方式：最大運行方式：對繼電保護(hù)而言，在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護(hù)安裝處的電流最大，稱為系統(tǒng)最大運行方式，對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小，Zs＝Zs.min；最小運行方式：對繼電保護(hù)而言，在相同地點發(fā)生相同類型的短路時流過保護(hù)安裝處的電流最小，稱為系統(tǒng)最小運行方式，對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小,Zs＝Zs.max。電流速斷、限時電流速斷和定時限過電流保護(hù)的整定計算（包括動作電流、動作時限、靈敏度校驗）：三段式電流保護(hù)如何保證選擇性：電流速斷（Ⅰ斷）：依靠整定值保證選擇性；限時電流速斷（Ⅱ斷）：依靠動作時限和動作值共同保證選擇性；定時限過電流保護(hù)（Ⅲ斷）：依靠動作電流、動作時限、靈敏系數(shù)三者相配合保證選擇性。相間電流保護(hù)的接線方式和各種接線方式的應(yīng)用場合：相間電流保護(hù)的接線方式：分為三相星形接線、兩相星形接線。三相星形接線廣泛用于發(fā)電機、變壓器等大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中；兩相星形接線應(yīng)用在中性點直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中。相間短路功率方向元件的接線方式、90°接線及評價：相間短路功率方向元件的接線方式：90°接線方式是指在三相對稱且功率因數(shù)cos?=1的情況下，加入繼電器的電流Ir超前電壓Ur90°的接線方式。對90°接線方式的評價：第一，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；第二，選擇繼電器的內(nèi)角α=90°－φk后，對線路上發(fā)生的各種故障，都能保證動作的方向性。中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的故障特征（沒有死區(qū)）：零序電壓：零序電源在故障點，故障點的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點越遠(yuǎn)處的零序電壓越低，取決于測量點到大地間阻抗的大小。零序電流：由于零序電流是由零序電壓產(chǎn)生的，由故障點經(jīng)線路流向大地。零序功率：對于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率方向與正序功率方向相反。對零序電流保護(hù)的評價，零序功率元件有無電壓死區(qū)：對零序電流保護(hù)的評價：優(yōu)點：（1）零序過電流保護(hù)的靈敏度高；（2）受系統(tǒng)運行方式的影響要??；（3）不受系統(tǒng)振蕩和過負(fù)荷的影響；（4）方向性零序電流保護(hù)沒有電壓死區(qū)；（5）簡單、可靠。缺點：（1）對短線路或運行方式變化很大時，保護(hù)往往不能滿足要求；（2）單相重合閘的過程中可能誤動；（3）當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個不同電壓等級的電網(wǎng)時，將使保護(hù)的整定配合復(fù)雜化，且將增大第III段保護(hù)的動作時間。零序功率元件沒有電壓死區(qū)。中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的故障特征：（1）發(fā)生接地后，全系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。非故障相電壓升高至原來的倍，電源中性點對地電壓與故障相電勢的相量大小相等方向相反；（2）非故障線的零序電流為該線非故障相對地電容電流之和，方向為由母線指向線路且超前零序電壓90°；（3）故障點的電流為全系統(tǒng)非故障相對地電容電流之和，其相位超前零序電壓90°；（4）故障線的零序電流等于除故障線外的全系統(tǒng)中其他元件非故障相的電容電流之和，其值遠(yuǎn)大于非故障線的零序電流，且方向與非故障線電流的方向相反，由線路指向母線，且滯后零序電壓90°；（5）故障線的零序功率與非故障線的零序功率方向相反。中性點經(jīng)消弧線圈接地時的補償方式：完全補償、欠補償、過補償。第三章相間距離和接地距離的接線方式：為保護(hù)接地短路，取接地短路的故障環(huán)路為相-地故障環(huán)路，測量電壓為保護(hù)安裝處故障相對地電壓，測量電流為帶有零序電流補償?shù)墓收舷嚯娏鳎伤鼈兯愠龅臏y量阻抗能夠準(zhǔn)確反應(yīng)單相接地故障、兩相接地故障和三相接地短路情況下的故障距離，稱為接地距離保護(hù)接線方式。對于相間短路，故障環(huán)路為相-相故障環(huán)路，取測量電壓為保護(hù)安裝處兩故障相的電壓差，測量電流為兩故障相的電流差，由它們算出的測量阻抗能夠準(zhǔn)確反映兩項短路、三相短路和兩相短路接地情況下的故障距離，稱為相間距離保護(hù)接線方式。測量阻抗、動作阻抗、整定阻抗：測量阻抗Zm：護(hù)安裝處測量電壓與測量電流之間的比值，系統(tǒng)不同的運行狀態(tài)下，測量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。在短路故障情況下，由故障環(huán)的測量電壓、電流算出的測量阻抗能夠正確地反應(yīng)故障點到保護(hù)安裝處的距離。動作阻抗：使阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應(yīng)的測量阻抗，從原點到邊界圓上的矢量連線稱為動作阻抗，通常用Zop來表示。整定阻抗：和整定長度Lset相對應(yīng)的阻抗ZsetZset=Z1·Lset其中z1為單位長度線路的復(fù)阻抗正常運行及短路故障時測量阻抗的特征：正常運行時，保護(hù)安裝處的測量電壓近似為額定電壓，測量電流為負(fù)荷電流，測量阻抗為負(fù)荷阻抗。負(fù)荷阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較小的功率因數(shù)角，阻抗性質(zhì)以電阻性為主；當(dāng)短路時，測量電壓降低，測量電流增大，測量阻抗變?yōu)槎搪伏c與保護(hù)安裝處之間的線路阻抗，阻抗角等于輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大，阻抗性質(zhì)以電感性質(zhì)為主。距離保護(hù)的整定計算：分支電路對測量阻抗的影響（助增和外汲）：助增電流，使測量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短。外汲電流，使測量阻抗減小，保護(hù)范圍增大，可能造成無選擇性動作。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，稱為電力系統(tǒng)振蕩。振蕩時測量阻抗的變化規(guī)律：在系統(tǒng)兩端電動勢相等的情況下，測量電阻按下式規(guī)律變化：測量阻抗分成了兩部分：第一部分為保護(hù)安裝處到振蕩中心的線路阻抗，只與保護(hù)安裝處到振蕩中心的相對位置有關(guān)，與功角無關(guān);第二部分垂直于，并隨功角的變化而變化當(dāng)δ由0°變化到360°時，測量阻抗終點的軌跡是Z∑的垂直平分線。對應(yīng)的軌跡如下圖所示：振蕩與短路的區(qū)別：（1）振蕩時，三相完全對稱，沒有負(fù)序分量和零序分量出現(xiàn)；而短路時，總要長時或瞬時出現(xiàn)負(fù)序或零序分量；（2）振蕩時，電氣量呈周期性變化，其變化速度與系統(tǒng)功角的變化速度一致，比較慢；從短路前到短路后其值突然變化，速度很快，而短路后短路電流、各點殘壓和測量阻抗不計及衰減時是不變的；（3）振蕩時，電氣量呈現(xiàn)周期變化，若阻抗測量元件誤動作，則在一個振蕩周期動作和返回各一次；而短路時阻抗元件可能動作，可能不動作。實現(xiàn)振蕩閉鎖的方法：利用系統(tǒng)短路時的負(fù)序、零序分量或電流突然變化，短時開放保護(hù)，實現(xiàn)振蕩閉鎖。（2）利用阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉鎖。（3）利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖。整定值相同的不同特性的阻抗元件躲負(fù)荷能力、躲過渡電阻能力及躲振蕩能力的比較：在整定值相同的情況下，橄欖型、方向圓特性、全阻抗圓特性的阻抗元件躲過負(fù)荷能力依次從大到小；多過渡電阻的能力依次從小到大；躲振蕩能力依次從大到小。單側(cè)電源線路過渡電阻對距離保護(hù)的影響：過渡電阻的存在總是使繼電器的測量阻抗值增大，阻抗角變小，保護(hù)范圍縮短。保護(hù)裝置距短路點越近時，受過渡電阻影響越大；同時，保護(hù)裝置的整定阻抗越小，受過渡電阻的影響越大。第四章載波通道的工作方式：正常無高頻、正常有高頻、移頻方式。載波信號的種類：閉鎖信號、允許信號、跳閘信號。閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動保護(hù)、縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)的基本工作原理：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)：當(dāng)區(qū)外故障時，被保護(hù)線路近短路點一側(cè)為功率方向為負(fù)，2和5發(fā)出閉鎖信號，兩側(cè)收信機收到閉鎖信號后將各自保護(hù)閉鎖。當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時，線路兩端的短路功率方向均為正，發(fā)信機均不向線路發(fā)送閉鎖信號，保護(hù)的起動元件不被閉鎖，瞬時跳開兩側(cè)斷路器?？v聯(lián)電流差動保護(hù)：縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理是建立在基爾霍夫定律基礎(chǔ)之上的。線路正常運行和外部故障(k2)時：線路內(nèi)部故障(k1)時：流入差動繼電器的電流：線路正常運行和外部故障(k2)時：線路內(nèi)部故障(k1)時：縱聯(lián)電流相位差動保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位，即利用高頻信號將電流的相位傳送到對側(cè)去進(jìn)行比較來確定跳閘與否。區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)電流同相位，發(fā)出跳閘脈沖；區(qū)外故障：兩側(cè)電流相位相差180°，保護(hù)不動作。第五章雙側(cè)電源線路自動重合閘和單側(cè)線路自動重閘的不同:（1）當(dāng)線路上故障跳閘后，存在著重合閘時兩側(cè)的電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問題;（2）當(dāng)線路上發(fā)生故障時，兩側(cè)的保護(hù)可能以不同的時限跳閘（如一側(cè)以第Ⅰ段時限動作，另一側(cè)以第Ⅱ段時限動作），為了保證故障點電弧的熄滅和絕緣強度的恢復(fù)，以使重合閘有可能成功，線路上兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘后再進(jìn)行重合，其重合閘的時間與單側(cè)電源的有所不同。具有同步檢定和無壓檢定的重合閘:具有同步檢定和無壓檢定的重合閘在使用無壓檢定的一側(cè)要同時投入同步檢定，在使用同步檢定的一側(cè)絕對不能投入無壓檢定。除在線路兩側(cè)均裝設(shè)重合閘裝置以外；在線路一端還裝設(shè)有檢定線路無電壓的繼電器KU1，當(dāng)線路無電壓時允許重合閘重合；而在另一側(cè)則裝設(shè)檢定同步的繼電器KU2,檢測母線電壓與線路電壓間滿足同期條件時允許重合閘重合。這樣當(dāng)線路有電壓或是不同步時，重合閘就不能重合。重合閘與繼電保護(hù)的配合：重合閘前加速保護(hù)：當(dāng)任何一條線路上發(fā)生故障時，第一次都由保護(hù)3瞬時為選擇性動作予以切除，重合閘以后保護(hù)第二次動作切除故障是有選擇性的。重合閘后加速保護(hù)：當(dāng)線路第一次故障時，保護(hù)有選擇性動作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障，而與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。重合閘時限的整定：單側(cè)電源三相重合閘的最小時間整定原則：（1）在斷路器跳閘后，負(fù)荷電動機向故障點反饋電流的時間；故障點電弧熄滅并使周圍介質(zhì)恢復(fù)絕緣強度需要的時間；（2）在斷路器動作跳閘息弧后，其觸頭周圍絕緣強度的恢復(fù)以及消弧室重新充滿油、氣需要的時間；同時其操作機構(gòu)原狀準(zhǔn)備好再次動作需要的時間；（3）如果重合閘是利用繼電保護(hù)跳閘出口啟動，其動作時限還應(yīng)該加上斷路器的跳閘時間雙側(cè)電源線路的重合閘最小時間除滿足以上原則外，還應(yīng)考慮線路兩側(cè)繼電保護(hù)以不同時限切除故障的可能性。三相重合閘、單相重合閘及綜合重合閘：三相重合閘：任何類型故障均跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。單相重合閘：單相故障跳單相，重合單相，重合于永久性故障跳三相；相間故障，三相跳開不重合。綜合重合閘：單相故障跳單相，重合單相，重合于永久性故障跳三相；相間故障跳三相，重合三相，重合于永久性故障跳三相。第六章變壓器的主保護(hù)：變壓器的主保護(hù)是縱差動保護(hù)和瓦斯保護(hù)。電流縱差保護(hù)不但能夠正確區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，而且不需要與其它元件的配合，可以無延時地切除區(qū)內(nèi)各種故障，具有獨特的優(yōu)點，因而被廣泛地用作變壓器的主保護(hù)。后備保護(hù)是過電流保護(hù)和阻抗保護(hù)?？v差動保護(hù)中不平衡電流產(chǎn)生的原因及消除方法：原因：計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流；由變壓器帶負(fù)荷調(diào)節(jié)分接頭產(chǎn)生的不平衡電流；電流互感器傳變誤差產(chǎn)生的不平衡電流；變壓器勵磁電流產(chǎn)生的不平衡電流；消除方法：計算變比與實際變比不一致產(chǎn)生的不平衡電流的補償；應(yīng)盡可能使用型號、性能完全相同的D級電流互感器，使得兩側(cè)電流互感器的磁化曲線相同，以減少因電流互感器性能不同引起的穩(wěn)態(tài)不平衡電流。在差動回路中接入具有速飽和特性的中間變流器來減少電流互感器的暫態(tài)不平衡電流。勵磁涌流的特征及鑒別方法：勵磁涌流：當(dāng)變壓器空載投入和外部故障切除后電壓恢復(fù)時，電壓上升的暫態(tài)過程中，變壓器可能嚴(yán)重飽和，出現(xiàn)很大的暫態(tài)勵磁電流，稱勵磁涌流，其值可達(dá)變壓器額定電流的4～8倍。可能造成保護(hù)誤動作。特征：由于三相電壓之間有的相位差，因而三相勵磁涌流不會相同，任何情況下空載投入變壓器，至少在兩相中要出現(xiàn)不同程度的勵磁涌流；某相勵磁涌流可能不再偏離時間軸的一側(cè)，變成了對稱性涌流。對稱性涌流的數(shù)值比較