繼電保護(hù)復(fù)習(xí)串講

會計學(xué)1繼電保護(hù)復(fù)習(xí)串講2目錄緒論電網(wǎng)的電流保護(hù)電網(wǎng)的距離保護(hù)輸電線路縱聯(lián)保護(hù)自動重合閘電力變壓器的保護(hù)母線保護(hù)第1頁/共54頁3第一章緒論電力系統(tǒng)的三種運行狀態(tài)正常、不正常、故障繼電保護(hù)的作用：1、當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障設(shè)備迅速恢復(fù)正常運行；2、反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的條件而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。第2頁/共54頁4保護(hù)裝置的組成保護(hù)裝置由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。第3頁/共54頁5對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求：對動作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。選擇性選擇性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置僅將故障元件從系統(tǒng)中切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。速動性：保護(hù)的動作速度應(yīng)盡可能快速。靈敏性：指在最不利的條件下，保護(hù)裝置對故障的反應(yīng)能力?？煽啃裕喊l(fā)生了屬于某保護(hù)裝置動作的故障，它應(yīng)能可靠動作，即不拒絕動作（拒動）；而發(fā)生了不屬于本保護(hù)動作的故障時，保護(hù)應(yīng)可靠不動，即不錯誤動作（誤動）。第4頁/共54頁6繼電保護(hù)基本原理：為區(qū)分系統(tǒng)正常運行狀態(tài)與故障——必須找出兩種情況下的區(qū)別。

I增加—>過電流保護(hù)U降低—>低電壓保護(hù)相位變化:（正常：0-30°左右短路：60°～85°）—>方向保護(hù).Z的模值減少—>阻抗保護(hù)雙側(cè)電源線路外部故障與內(nèi)部故障的差別：—>電流差動保護(hù)。反映I2

，I0

的序分量保護(hù)等。

非電氣量：瓦斯保護(hù)，過熱保護(hù)第5頁/共54頁7幾個重要概念:主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù)。又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)兩種。①遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實現(xiàn)的后備保護(hù)。②近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動時，由本設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實現(xiàn)后備的保護(hù)。第6頁/共54頁繼電器的動作電流：能使繼電器動作的最小電流稱為繼電器的動作電流（Iop）。繼電器的返回電流：能使繼電器返回的最小電流稱為繼電器的返回電流(Ire)。繼電器的返回系數(shù)：繼電器的返回電流與動作電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)（Kre）。第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)第7頁/共54頁9（一）三段式電流保護(hù)的整定計算涉及內(nèi)容：電流大小的計算、動作時限的設(shè)定以及靈敏性的校驗電流速斷保護(hù)（第Ⅰ段）：對于僅反應(yīng)于電流增大而瞬時動作的電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)一、單測電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)第8頁/共54頁無時限電流速斷保護(hù)動作電流一般用lmin%來校驗，要求lmin%>15%~20%整定原則：動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路電流整定。第9頁/共54頁限時電流速斷保護(hù)整定原則：與下級線路電流速斷保護(hù)相配合，比下級線路的電流速斷保護(hù)高一個時間階段。動作電流動作時限靈敏性校驗第10頁/共54頁定時限過電流保護(hù)原則：躲過線路正常運行時的最大負(fù)荷電流當(dāng)相鄰元件故障切除后電動機自啟動時，要可靠返回。動作電流：第11頁/共54頁13靈敏性校驗

近后備

遠(yuǎn)后備

動作時限：階梯型

第12頁/共54頁14（二）電流保護(hù)的接線方式定義：指保護(hù)中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。常用的兩種接線方式：三相星形接線和兩相星形接線課堂上分析了兩種接線方式在各種故障條件下的性能比較

第13頁/共54頁在中性點非直接接地系統(tǒng)中異地兩點單相接地短路情況下的性能比較三相星形接線：保護(hù)1和保護(hù)2之間有配合關(guān)系，100％切除后一線路。兩相星形接線：2/3機會切除后一條線。（1）在相互串聯(lián)的兩條線路上（2）在相互并聯(lián)的兩條線路上三相星形接線：過流保護(hù)動作時間相同時，保護(hù)1和保護(hù)2同時動作，切除兩條線路。兩相星形接線：2/3機會只切一條線路。第14頁/共54頁16二、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)（一）功率方向繼電器的工作原理加裝方向元件－－功率方向繼電器功率方向元件：用于判斷短路功率方向或測定電壓與電流間夾角的繼電器，簡稱為方向元件。第15頁/共54頁二、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)（二）功率方向繼電器的９０度接線方式

（三）方向元件的加裝原則及分支系數(shù)的概念第16頁/共54頁18三、輸電線路的接地保護(hù)110KV及以上電網(wǎng)中性點直接接地(大接地電流系統(tǒng))66KV及以下電網(wǎng)中性點不接地或不直接接地(小接地電流系統(tǒng))大電流接地系統(tǒng)單相接地故障的特點小電流接地系統(tǒng)單相接地故障特點小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)第17頁/共54頁19故障點處的零序電壓最高，離故障點越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變壓器中性點接地處的零序電壓為零。零序電流是由故障點處零序電壓產(chǎn)生。其分布與中性點接地變壓器分布與數(shù)目決定；大小與線路及中性點接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。大電流接地系統(tǒng)零序分量的特點三、中性點直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)第18頁/共54頁20零序電壓的獲取

第19頁/共54頁21零序電流的獲取

第20頁/共54頁四、中性點非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)中性點不接地系統(tǒng)

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、非故障元件中流過的是本身的對地電容電流。容性無功功率是由母線指向線路；3、故障元件中流過的是所有非故障元件的對地電容電流之和。而容性無功功率是由線路指向母線。第21頁/共54頁單相接地的特點總結(jié)

：

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、非故障元件中流過的是本身的對地電容電流。容性無功功率是由母線指向線路；3、故障線路保護(hù)安裝處，流過的零序電流為消弧線圈的零序電流與所有非故障元件的零序之差。電容性無功功率的方向也是是由母線指向線路。

中性點經(jīng)銷戶線圈接地第22頁/共54頁24第三章電網(wǎng)的距離保護(hù)概念：距離保護(hù)是利用短路時電流電壓同時變化的特增測量電壓和電流的比值，從而反映故障點到保護(hù)安裝點之間的距離二動作的保護(hù)。距離保護(hù)實質(zhì)：反映故障點到保護(hù)安裝處的距離。

距離保護(hù)通過阻抗繼電器實現(xiàn)對阻抗的測量。第23頁/共54頁25阻抗繼電器及其動作特性在實際中由于互感器誤差，過渡電阻等原因的存在，Zm并不能嚴(yán)格的落在Zset方向的直線上，而是落在它周圍的一個區(qū)域內(nèi)，為了保證區(qū)內(nèi)故障時阻抗繼電器都能動作，把保護(hù)范圍擴大成一個區(qū)域。－－－動作區(qū)域

第24頁/共54頁26阻抗繼電器的動作特性和動作方程動作特性：阻抗繼電器動作區(qū)域的形狀動作方程：用復(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)方程式來表示動作特性常用的三種圓特性阻抗繼電器：全阻抗圓特性、偏移圓特性和方向圓特性的阻抗繼電器1）全阻抗圓特性相位比較原理幅值比較原理第25頁/共54頁272）偏移圓特性阻抗3）方向圓特性

第26頁/共54頁28區(qū)分三個重要概念：測量阻抗（Zm）：加入到阻抗繼電器上的阻抗整定阻抗（Zset）：保護(hù)范圍末端的阻抗動作阻抗（Zop）：使阻抗繼電器處于臨界動作狀態(tài)對應(yīng)的動作邊界上的阻抗

第27頁/共54頁29阻抗繼電器的接線方式基本要求

1要求測量阻抗Zm正比于保護(hù)安裝處到短路點的阻抗。2要求測量阻抗Zm的值僅與保護(hù)安裝處至故障點的距離有關(guān)，而與故障類型無關(guān)。

（其中：k=(Z0-Z1)/3Z1，零序補償系數(shù)。）

第28頁/共54頁距離保護(hù)的整定

距離保護(hù)I段：按躲過線路末端故障整定。距離保護(hù)II段原則1：與相鄰線路的距離I段配合原則2：按躲過線路末端變壓器低壓母線短路整定距離保護(hù)III段：按躲過輸電線路的最小負(fù)荷阻抗整定第29頁/共54頁31距離保護(hù)分為三段式：III段：I段

II段t=0.5s第30頁/共54頁縱聯(lián)差動保護(hù)定義利用某種通信通道（簡稱通道）將輸電線路兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將各端的電氣量（電流、功率方向等）傳送到對端，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外。從而決定是否切除被保護(hù)線路。F1F2F2F1第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)第31頁/共54頁相－地制電力線載波通道示意圖第32頁/共54頁34高頻閉鎖方向保護(hù)由短路功率為負(fù)的一側(cè)發(fā)出高頻閉鎖信號，這個信號被兩端的收信機所接收，而把保護(hù)閉鎖。在故障線路上由于短路使高頻通道可能遭到破壞時，并不會影響保護(hù)的正確動作

第33頁/共54頁35第五章自動重合閘自動重合閘（ZCH）裝置是斷路器因故障跳開后的按需要將斷路器重新投入的一種自動裝置。作用：1）對暫時性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。2）對兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動作引起的誤跳閘

4）可以暫緩架設(shè)雙回線路。不利影響：1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；2）使斷路器的工作條件惡化。應(yīng)用：1KV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上，只要裝有斷路器，一般應(yīng)裝設(shè)ZCH第34頁/共54頁36兩側(cè)電源線路三相一次重合閘：1、應(yīng)考慮的兩個問題：（1）時間的配合：兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時跳閘。（2）同期問題：兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。2、兩側(cè)電源線路上的主要合閘方式：（1）快速自動重合方式。（2）非同期重合閘方式。（3）檢查雙回線另一回線電流的重合閘方式。（4）自動解列重合閘方式。（5）具有同步檢定和無壓檢定的重合閘。第35頁/共54頁37具同步檢定和無壓檢定的重合閘方式示意圖第36頁/共54頁38自動重合閘與繼電保護(hù)的配合兩者關(guān)系極為密切，保護(hù)可利用重合閘提供的便利條件，加速切除故障，一般有如下兩種配合方式：1、重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”）無論哪條線路故障，先由保護(hù)１加速動作把故障切除，重合閘裝置動作，合１斷路器，若故障沒有消失，第二次由保護(hù)3有選擇性的切除故障．第37頁/共54頁392、重合閘后加速保護(hù)（簡稱“后加速”）每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。第一次故障時，保護(hù)按有選擇性的方式動作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護(hù)動作，切除故障。第一次短路時，保護(hù)1動，ZCH重合，之后保護(hù)1瞬時動。第38頁/共54頁單相自動重合閘:線路上發(fā)生單相接地故障時,保護(hù)動作自跳開故障相的斷路器,然后進(jìn)行單相重合.單相自動重合閘：K(1)—>保護(hù)動跳故障相—>單相重合不成功允許非全相運行——再次跳故障相不重合。不允許非全相運行——再次跳三相不重合。3、單相自動重合閘與綜合自動重合閘綜合重合閘：當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時,采用單相重合閘方式;當(dāng)線路發(fā)生相間故障時,采用三相重合閘方式。單相重合閘和三相重合閘綜合在一起,成為綜合重合閘。第39頁/共54頁41第六章電力變壓器保護(hù)變壓器的故障：油箱內(nèi)部故障各相繞組之間的相間短路單相繞組部分線匝之間的匝間短路單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地

油箱外部故障

套管或引出線的相間短路套管或引出線的單相接地短路第40頁/共54頁變壓器應(yīng)設(shè)置的保護(hù)1、瓦斯保護(hù)：重瓦斯（故障）輕瓦斯（不正常運）反映油箱內(nèi)部故障和油面降低2、縱聯(lián)差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為引出線、套管及油箱內(nèi)故障主保護(hù)3、過電流保護(hù)外部短路及內(nèi)部短路的后備保護(hù)4、接地保護(hù)110kV及以上大接地電流系統(tǒng)變壓器——零序電流保護(hù)5、過負(fù)荷保護(hù)反映對稱過負(fù)荷6、溫度保護(hù)上層油溫監(jiān)視，自動啟動冷卻風(fēng)扇第41頁/共54頁43第八章母線保護(hù)母線保護(hù)總的來說可以分為兩大類型：一、裝設(shè)專門的母線保護(hù)裝置二、裝設(shè)專門的母線保護(hù)裝置單母線完全電流差動母線保護(hù)電流相位比較式母線保護(hù)元件固定連接的雙母線差動保護(hù)元件非固定連接的母聯(lián)電流相位比較式母線保護(hù)第42頁/共54頁重點：元件固定連接的雙母線差動保護(hù)雙母線對母線差動保護(hù)的要求1、母線故障時，母線保護(hù)應(yīng)能夠準(zhǔn)確的判斷出故障是發(fā)生在雙母線上。（判斷母線故障）2、母線故障時，母線保護(hù)應(yīng)該能夠準(zhǔn)確判斷出故障是發(fā)生在雙母線的哪一條母線上，使母線保護(hù)能夠有選擇性的切除故障母線，保留非故障母線。（判斷故障母線）第43頁/共54頁1、保護(hù)組成：第一組由電流互感器1、2、５和差動繼電器KD１組成用于選擇I母線的故障。第二組由電流互感器３、４、６和差動繼電器KD２組成用于選擇II母線的故障。第三組由所有電流互感器及差動繼電器KD3組成，作為整個保護(hù)起動元件。第44頁/共54頁固定連接未被破壞時：正常運行或區(qū)外故障時，1KD、2KD、3KD中均為不平衡電流，保護(hù)不動作母線故障時，例:母線Ⅰ故障，電流分布情況可見：1KD、3KD中流入全部短路電流，所以1KD、3KD啟動，跳開1QF、2QF和5QF；2KD中為不平衡電流，不動，所以母線Ⅱ仍可繼續(xù)運行。當(dāng)母線Ⅱ故障時，分析同上。2KD、3KD起動，跳開3QF、4QF、和5QF，母線Ⅰ繼續(xù)運行。固定連接破壞時：

例線路L2由母線Ⅰ切換到母線Ⅱ，因二次回路不能隨之切換，所以外部短路時，1KD、2KD中有較大的差動電流而誤動，但3KD仍流過不平衡電流，不會誤動。區(qū)內(nèi)短路時，1KD、2KD都可能動作，3KD動作，所以兩條母線都可能切除。第45頁/共54頁47電力系統(tǒng)繼電保護(hù)習(xí)題1、繼電保護(hù)的基本作用是___________和___________.2、對本元件的主保護(hù)起后備作用的保護(hù)稱為___________.

3、電力系統(tǒng)常見的短路故障類型既出現(xiàn)零序又出現(xiàn)負(fù)序的__。4、在中性點直接接地電網(wǎng)中，發(fā)生單相接地短路時，_____________處零序電壓最高,_____________處零序電壓為零；5、對于元件固定連接的雙母線電流差動保護(hù)，當(dāng)固定連接方式破壞時，任一母線上的故障將切除

。

6、距離保護(hù)所反應(yīng)的實質(zhì)是__________________。7、在高頻閉鎖方向保護(hù)中，有兩個電流起動元件，其中高靈敏度的起動元件的作用是___________。

第46頁/共54頁488、兩側(cè)電源采用自動重合閘時需要考慮兩個問題______和______。9、繼電保護(hù)整定計算中，通常要考慮系統(tǒng)______和_____兩種極端運行方式10、保護(hù)裝置動作時僅將故障元件切除，，使停電范圍盡量縮小，這種特性屬于繼電保護(hù)“四性”中的_________性。11、高頻通道中的主要元件阻波器的作用是_____。第47頁/共54頁4912、在雙側(cè)電源系統(tǒng)中,采用方向元件是為了提高保護(hù)()A．方向性B可靠性C靈敏性D選擇性13.繼電保護(hù)裝置在該動作時不拒動，不該動作時不誤動，這種特性屬于繼電保護(hù)4“性”中的()。A可靠性B速動性C靈敏性D選擇性14、正方向出口相間短路,存在動作“死區(qū)”的阻抗繼電器是（）A．全阻抗繼電器

B．方向阻抗繼電器C．偏移特性阻抗繼電器

D．上拋圓阻抗繼電器15、以下()能夠快速切除線路任意一點故障。A距離保護(hù)B零序電流保護(hù)C縱聯(lián)保護(hù)D瓦斯保護(hù)第48頁/共54頁5016、對于10～35KV的小電流接地系統(tǒng)，電流保護(hù)常用的接線方式是不完