继电保护总结笔记.doc

1 绪论 1．继电保护的用途有哪些？ 答：（1）当电力系统中发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，继电保护使故障设备迅速脱离电网，以恢复电力系统的正常运行。 （2）当电力系统出现异常状态时，继电保护能及时发出报警信号，以便运行人员迅速处理，使之恢复正常。 2．什么是继电保护装置？ 答：指反应电力系统中各电气设备发生的故障或不正常工作状态，并用于断路器跳闸或发出报警信号的自动装置。 3．继电保护快速切除故障对电力系统有哪些好处？ 答：（1）提高电力系统的稳定性。 （2）电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，从而减少对用户的影响。 （3）减轻电气设备的损坏程度，防止故障进一步扩大。 （4）短路点易于去游离，提高重合闸的成功率。 4．什么叫继电保护装置的灵敏度？ 答：保护装置的灵敏度，指在其保护范围内发生故障和不正常工作状态时，保护装置的反应能力。 5．互感器二次侧额定电流为多少？为什么统一设置？ 答：5A/1A。便于二次设备的标准化、系列化。 6．电流互感器影响误差的因素？ 答：（1）二次负荷阻抗的大小。 （2）铁心的材料与结构。 （3）一次电流的大小以及非周期分量的大小。 7．当电流互感器不满足10%误差要求时，可采取哪些措施？ 答：（1）增大二次电缆截面。 （2）将同名相两组电流互感器二次绕组串联。 （3）改用饱和倍数较高的电流互感器。 （4）提高电流互感器变比。 8．电流互感器使用中注意事项？ 答：（1）二次回路不允许开路。 （2）二次回路必须有且仅有一点接地。 （3）接入保护时须注意极性。 9．电流互感器为什么不允许二次开路运行？ 答：运行中的电流互感器出现二次回路开路时，二次电流变为零，其去磁作用消失，此时一次电流将全部用于励磁，在二次绕组中感应出很高的电动势，其峰值可达几千伏，严重威胁人身和设备的安全。再者，一次绕组产生的磁化力使铁芯骤然饱和，有功损耗增大，会造成铁芯过热，甚至可能烧坏电流互感器。因此在运行中电流互感器的二次回路不允许开路。 10．继电器的概念，基本要求？ 答：（1）概念：继电器是一种能自动执行断续控制的部件，具有对被控电路实现“通”、“断”控制的作用。 （2）基本要求：工作可靠，动作过程满足“继电特性”。 11．什么是返回系数？ 答：动作电流与返回电流的比值；其中返回电流小于动作电流，以保证触点不抖动。 2 电流保护 1．接地电流系统为什么不利用三相相间电流保护兼作零序电流保护，而要单独采用零序电流保护？ 答：三相式星形接线的相间电流保护，虽然也能反应接地短路，但用来保护接地短路时，在定值上要躲过最大负荷电流，在动作时间上要由用户到电源方向按阶梯原则逐级递增一个时间差来配合。而专门反应接地短路的零序电流保护，不需要按此原则来整定，故其灵敏度高，动作时限短，因线路的零序阻抗比正序阻抗大的多，零序电流保护的范围长，上下级保护之间容易配合。故一般不用相间电流保护兼作零序电流保护。 2．什么叫定时限过电流保护？ 答：为了实现过电流保护的动作选择性，各保护的动作时间一般按阶梯原则进行整定。即相邻保护的动作时间，自负荷向电源方向逐级增大，且每套保护的动作时间是恒定的，与短路电流的大小无关。具有这种动作时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。 3．何谓系统的最大、最小运行方式？ 答：在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大最小运行方式。最大运行方式是指在被保护对象末端短路时，系统的等值阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。最小的运行方式是指在上述同样短路情况下，系统等值阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。 4．什么是感应型功率方向继电器的潜动？为什么会出现潜动？解决办法是什么？ 答：当感应型功率方向继电器仅在电流线圈或电压线圈通电而产生转矩引起可动系统的转动的现象称为潜动。 只加电压不加电流时所产生的潜动称为电压潜动。 只加电流不加电压时所产生的潜动称为电流潜动。 潜动主要是由于继电器的磁系统不对称而引起的。 解决办法：调整电路参数，保证平衡。 5．相间方向电流保护中，功率方向继电器使用的内角为多少度？采用接线方式有什么优点？ 答：相间功率方向继电器一般使用的内角为，采用接线具有以下优点： (1)接入非故障相电压，各种两相短路故障都没有死区，可灵敏动作。 (2)适当选择内角α后，对线路上各种相间故障都保证动作的方向性。 (3)采用记忆回路可以消除出口短路“死区” 6．零序电流保护的整定值为什么不需要避开负荷电流？ 答：零序电流保护反应的是零序电流，而在负荷电流中不包含（或很少包含）零序分量，故不必考虑避开负荷电流。 7．过电流保护的整定值为什么要考虑继电器的返回系数？而电流速断保护则不需要考虑？ 答：过电流保护的动作电流是按避开最大负荷电流整定的，一般能保护相邻设备。在外部短路时，电流继电器可能起动，但在外部故障切除后（此时电流降到最大负荷电流），必须可靠返回，否则会出现误跳闸。考虑返回系数的目的，就是保证在上述情况下，保护能可靠返回。 电流速断保护的动作值，是按避开预定点的最大短路电流整定的，其整定值远大于最大负荷电流，故不存在最大负荷电流下不返回的问题。再者，瞬时电流速断保护一旦起动立即跳闸，根本不存在中途返回问题，故电流速断保护不考虑返回系数。 8．电流三段保护的概念及基本要求？ 答：（1）电流速断保护：指仅反应电流增大而瞬时动作的保护，是三段式电流保护的第Ⅰ段，是电流保护的主保护。 （2）限时电流速断保护：指快速切除本线路上瞬时速断保护范围之外故障的保护，是三段式电流保护的第Ⅱ段，是电流保护的主保护，同时可以作为速断保护的后备保护。 基本要求：在任何情况能够保护线路的全长，并具有足够的灵敏度； 在下一级线路发生故障时候，首先保证由下一级线路切除故障。 （3）过电流保护：指按躲过最大负荷电流来整定的保护，是三段式电流保护的第Ⅲ段，可以作为本线路的近后备保护，还可以作相邻线路的远后备。 基本要求：正常运行时不起动； 外部故障切除之后能可靠返回。 9．电流保护的接线方式？ 答：指保护中电流继电器和电流互感器之间的连接方式。常用接线方式有三相星形接线方式和两相星形接线方式 10．两种接线方式性能分析？ 答：（1）各种相间短路： 相同之处：两种接线方式均能正确反应； 不同之处：动作的继电器个数不同。 （2）大接地电流系统中单相接地短路： 三相星形：可反应各相的接地短路； 两相星形：不能反应B相接地短路。 （3）Y,d11接线变压器后两相短路： 当Y,d11接线的变压器Δ侧两相短路时，在Y侧滞后相电流大小为其它两相电流的两倍； 当Y,d11接线的变压器Y侧两相短路时，在Δ侧超前相电流大小为其它两相电流的两倍。 11．对电流保护的评价？ 答：（1）Ⅰ段、Ⅱ段做为主保护，Ⅲ段做为后备保护。 （2）Ⅰ段不能保护全长，保护范围不稳定。 （3）Ⅱ段可以保护全长，保护速动性差一些。 （4）Ⅲ段最灵敏，故障越靠近电源，切除时间越长。 （5）简单、可靠，单侧电源系统中选择性较好，一般可以满足速动要求。 12．方向元件与电流元件之间为按相与（按相连接）的关系： 13．功率方向继电器的基本要求？ 答：（1）方向性明确，正方向故障时动作，反方向故障时不动作。 （2）接入的电压、电流尽可能大，灵敏度高，没有死区。 14．接线A相引入的基准量是什么？ 答：、 15．变压器中性点接地方式的基本原则？ 答：(1)发生接地故障时候不会出现危险过电压。 (2)零序网络不会因某台变压器的投退而发生较大变化。 (3)终端变压器中性点一般不接地。 (4)自耦变压器中性点必须接地。 16．零序电压的特点？ 答：故障点最高，离故障点越远，越低，变压器中性点接地处 = 0。 17．零序电流的特点？ 答：分布与中性点接地的多少及位置有关；大小与零序阻抗、正负序阻抗、故障前负荷情况相关。 18．零序电流保护的优点？ 答：（1）受运行方式的影响小，保护范围大且相对稳定。 （2）不受系统振荡和过负荷的影响。 （3）方向性零序电流保护没有电压死区。 3 电网距离保护 1．什么是距离保护？基本工作原理是什么？ 答：距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。基本工作原理是：当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若位于保护区的正方向上，且故障点到保护安装处的距离小于整定距离，说明故障发生在保护范围内，保护应立即动作，跳开相应的断路器；反之则保护不应动作。通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接的测量和判断故障距离。 2．电力系统正常运行时与发生金属性短路时的测量阻抗有什么区别？ 答：在电力系统正常运行时，近似为额定电压，为负荷电流，测量阻抗为负荷阻抗，且负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角（一般功率因数角不低于0.9，对应的阻抗角不大于28.5°），阻抗性质以电阻性为主；电力系统发生金属性短路时，降低，增大，测量阻抗变为短路点与保护安装处的线路阻抗，短路阻抗的阻抗角就等于输电线路的阻抗角，阻抗性质以电感为主，阻抗角数值较大（对于220KV及以上电压等级的线路，阻抗角一般不低于75°）。 3．三相系统中测量电压和测量电流的选取？ ①单相接地短路故障：（以A相金属性接地为例）： 即=，。对于非故障相B，C的测量电压、电流不能准确地反应故障的距离。由于接近正常电压，而均接近于正常的负荷电流，B、C两相的工作状态与正常负荷状态相差不大，所以该两相电压、电流算出的测量阻抗接近负荷阻抗，对应的距离一般都大于整定距离，由它们构成的距离保护一般都不会动作。 ②两相接地短路故障：（以BC相金属性两相接地为例）：，。即=，，或=，，抑或=，，均能正确判断故障距离。 ③两相不接地短路故障：在金属性两相短路的情况下，故障点处两故障相的对地电压相等，各相电压都不为0，以A，B相故障为例，，故，。而非故障相C相故障点处的电压与故障相电压不等，作相减运算时不能被消除，不能用来进行故障距离的判断。 ④三相对称短路：三相对称短路时，故障点处的各相电压相等，且在三相系统对称时均都为0。这种情况下，应用任何一相的电压、电流或任何两相间电压、两相电流差作为距离保护的测量电压和电流，都可以用来进行故障判断。 4．什么是距离保护的时限特性？ 答：距离保护的动作时间t与故障点到保护安装处的距离之间的关系称为距离保护的时限特性。目前距离保护广泛采用三段式的阶梯时限特性， 距离Ⅰ段为无延时的速动段； Ⅱ段位带时限的速动段，固定的时延一般为0.3~0.6s；Ⅲ段时限需要与相邻下级线路的Ⅱ段或Ⅲ段保护配合，在其延时的基础上再加上一个时间级差。 5．距离保护由哪几部分构成？各部分的功能是什么？ 答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。 启动部分用来判别系统是否发生故障。 测量部分是距离保护的核心，在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距离，并给出相应的信号。 振荡闭锁部分是为防止电力系统发生振荡时保护误动，要求该元件能准确判别系统振荡，并将保护闭锁。 电压回路断线部分是防止电压回路断线时保护测量电压消失而致使距离保护的测量部分出现误判断，要求该部分应该将保护闭锁。 配合逻辑部分是用来实现距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三段式距离保护中各段之间的时限配合。 出口部分包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。 6．什么是阻抗继电器动作区域？ 答：定义：正方向保护范围内短路情况下测量阻抗与整定阻抗同方向，并且其值小于整定阻抗 。 但在实际情况下，由于互感器误差