電力系統(tǒng)繼電保護(hù)重點(diǎn)

1、知識點(diǎn)繼電保護(hù)的基本要求：可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。保護(hù)裝置由 測量比較元件、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件。* 過流繼電器的返回系數(shù) Kre 恒小于 1.在實(shí)際應(yīng)用中常常為 * 最大最小運(yùn)行方式 .P16* 限時(shí)電流速斷保護(hù)。 P19 *電流保護(hù)的接線方式：三相星形接線，兩相星形接線方式。P29 附圖三相星形接線用在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，作為相間短路和單相接地短路的保護(hù)。 兩相星形接線在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)和非直接接地系統(tǒng)中，被廣泛用作為相間短路的 保護(hù)。功率方向繼電器廣泛采用的是 90 度接線方式。 零序電壓、零序電流特點(diǎn)、與功率相位關(guān)系。 P43-44 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)

2、P51。電流、電壓保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠，在 35KV 及以下電壓等級的電網(wǎng)中 得到了廣泛的應(yīng)用。P66 表 3-1.阻抗繼電器及其動作特性 P69-71 （1）偏移圓特性（2）方向圓特性（3）全阻抗圓特 性。P94 例 3-1.電力系統(tǒng)振蕩：并聯(lián)運(yùn)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。電力系統(tǒng)振蕩與短路時(shí)電氣量的差異 P101 電力線載波通道的特點(diǎn)和工作方式 P124 自動重合閘作用 P149雙側(cè)電源輸電線路重合閘的特點(diǎn)和主要方式 P152-153 重合閘時(shí)限的整定原則 P155重合閘前加速、后加速優(yōu)缺點(diǎn) P158-159 變壓器保護(hù)配置有哪些保護(hù)：瓦斯保護(hù)、

3、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)、外部相間短路 和接地短路時(shí)的后備保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)、其他非電量保護(hù)。由于發(fā)電機(jī)容易發(fā)生繞組線棒和定子鐵芯之間絕緣的破壞，因此發(fā)生單相接地故障的 比例很高，約占定子故障的 70%-80%。本文基本上是老師勾的重點(diǎn)知識點(diǎn)，自己歸納了下，有些比較難碼字，自己翻書查 看。還有部分計(jì)算題和少數(shù)知識點(diǎn)沒有歸納，請見諒！本文后面附精選習(xí)題答案，請自行查看。謝謝!1. 繼電保護(hù)的基本任務(wù)是什么？ P4（1）自動、迅速、有選擇性地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，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（如有無經(jīng)

4、常值班人員）而動作于信號或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免暫短地運(yùn)行波動造成不必要的動作和干擾而引起的誤 動。2. 闡述遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：遠(yuǎn)后備保護(hù)的 優(yōu)點(diǎn)是：保護(hù)范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護(hù)范圍，它能解決遠(yuǎn)后 備保護(hù)范圍內(nèi)所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。遠(yuǎn)后備保護(hù)的 缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)多個(gè)電源向該電力元件供電時(shí)，需要在所有的電源側(cè)的上級元件處配置遠(yuǎn)后備保護(hù)；（2）動作將切除所有上級電源測的斷路器，造成事故擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中難以滿足靈敏度的要求。近后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1 ）與主保護(hù)安裝在同一斷路器處，

5、在主保護(hù)拒動時(shí)近后備保護(hù)動作；（2）動作時(shí)只能切除主保護(hù)要跳開的斷路器，不造成事故的擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中能滿足靈敏度的要求。近后備保護(hù)的缺點(diǎn)是 ：變電所直流系統(tǒng)故障時(shí)可能與主保護(hù)同時(shí)失去作用，無法起到 “后備”的作用；斷路器失靈時(shí)無法切除故障，不能起到保護(hù)作用。3 .解釋“動作電流”和“返回系數(shù)”，過電流繼電器的返回系數(shù)過低或高各有何缺 點(diǎn)？答：在過電流繼電器中，為使繼電器啟動并閉合其觸點(diǎn)，就必須增大通過繼電器線圈的電 流Ik，以增大電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器動作的最小電流稱之為動作電流Iop。在繼電器動作之后，為使它重新返回原位，就必須減小電流以減小電磁力矩，能使繼電器返回原位的最大電流稱之為

6、繼電器的返回電流I re過電流繼電器返回系數(shù)過小時(shí)，在相同的動作電流下起返回值較小。一旦動作以后要 使繼電器返回，過電流繼電器的電流就必須小于返回電流，真陽在外故障切除后負(fù)荷電流 的作用下繼電器可能不會返回，最終導(dǎo)致誤動跳閘；而返回系數(shù)過高時(shí)，動作電流惡和返 回電流很接近，不能保證可靠動作，輸入電流正好在動作值附近時(shí)，可能回出現(xiàn)“抖動” 現(xiàn)象，使后續(xù)電路無法正常工作。繼電器的動作電流、返回電流和返回系數(shù)都可能根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)定。習(xí)題:2.7如圖2-2所示網(wǎng)絡(luò),在位置1、2和3處裝有電流保護(hù)，系統(tǒng)參數(shù)為：E115 / . 3kVXG1 15Xg2、10Xg310L2 60kmL340 kmLB C

7、50 kmLc d 30 kmL D E20 m ,線路阻抗0.4/ kmKrel=1.2、K 口rel :K皿I=drel =115I B C.max300 A I1 C D. max 200 AI DE.max150A Kss=1.5、re =0.85。試求:(1) 發(fā)電機(jī)元件最多三臺運(yùn)行，最少一臺運(yùn)行，線路最多三條運(yùn)行，最少一條運(yùn)行，請確定保護(hù)3在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗。(2) 整定保護(hù)1、2、3的電流速斷定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍。(3) 整定保護(hù)2、3的限時(shí)電流速斷定值，并校驗(yàn)使其滿足靈敏度要求(Ksen 1.2)(4) 整定保護(hù)1、2、3的過電流定值，假定流過母線E

8、的過電流保護(hù)動作時(shí)限為0.5s，校驗(yàn)保護(hù)1作后備用，保護(hù) 2和3作遠(yuǎn)備用的靈敏度。G1G39L1I8.7 |L2I6 *L3I4 圖2-2簡單電網(wǎng)示意圖XXxx解：由已知可得L1= L2=0.4 X 60=24, L3=0.4 X 40=16, BC =0.4 X 50=20,Xcd =0.4 X 30, Xde =0.4 X 20=8(1) 經(jīng)分析可知，最大運(yùn)行方式及阻抗最小時(shí)，則有三臺發(fā)電機(jī)運(yùn)行，線路L1L3全部運(yùn)行，由題意 G1 ， G2連接在同一母線上，則X s.min(Xg1| Xg2+ X L1| Xl2) |(Xg3+ Xl3)=(6+12)|(10+16)=10.6同理，最小運(yùn)

9、行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1運(yùn)行，相應(yīng)地有s.maxXg1+ Xl1=39s. min10.620z12圖2-3等值電路(2)對于保護(hù)1，其等值電路圖如圖2-3所示,保護(hù)1的最大短路電流為相應(yīng)的速斷定值為丨涸化最小保護(hù)范圍計(jì)算公式為I k. E. maxK；l1訥_母線 E最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過115/ .3X s. min X BC X CD X DEI=1.2 X 1.312=1.57kA2 Zs.max Z1 Lmin10.6 20I setZs.max1.312kA12 80.4=-85.9km即1處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū)對于保護(hù)2等值電路如圖

10、 2-3所示，母線 D在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)2的E最大電流h.D.max = XsmnXBCXCD =1.558kA相應(yīng)的速斷定值為I 1 k 11 set.2 = rel xI=1.2 X 1.558=1.87kA最小保護(hù)范圍為Lminnset.2Zs.max104=-70.6km即2處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。對于保護(hù)3等值電路如圖2-3所示，母線 C在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)3的E最大電流Ik.C.max= XsminXbc =2.17kAI 1k 1 I相應(yīng)的速斷定值為I set3 = Krel X IkC.max=1.2 X 2.17=2.6

11、03kA最小保護(hù)范圍為LminI set.3Zs.max丄0.4=-42.3km即3處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū) 上述計(jì)算表明，在運(yùn)行方式變化很大的情況下，電流速斷保護(hù)在較小運(yùn)行發(fā)生下可能沒有 保護(hù)區(qū)。（3）整定保護(hù) 2的限時(shí)電流速斷定值為Iit-K n I 1set Iset.1=1.15 X 1.57=1.806kA線路末段（即D處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時(shí)的電流為3eI k.D.max =2 X s.max X BC X CD =0 8098kA所以保護(hù)2處的靈敏系數(shù)Iit=0.4484即不滿足Ksen1.2的要求。同理，保護(hù) 3的限時(shí)電流速斷定值為I n k nse

12、t.3 relIset2=1.15 X 1.87=2.151kA線路末段（即 C處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時(shí)的電流為I k.C.max = 2 Xs.maxXbc =0.9764kA所以保護(hù)3處的靈敏系數(shù)1 k.C .mi nK n| nKset.3扁3 0.4531即不滿足sen 1.2的要求。可見，由于運(yùn)行方式變化太大,2、3處的限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度都遠(yuǎn)不能滿足要求。 皿1 reKrel Kss 1 L.max(4)過電流整定值計(jì)算公式為IsetKreKreK川K Irel ssl D E.max所以有Is；1-Kre=304.5A同理得 lset.2406A烏3=609a.3在最

13、小運(yùn)行方式下流過保護(hù)元件的最小短路電流的計(jì)算公式為I k.min 2 Zs.max Z L所以有 k.min 727.8A1 D.min 809.8A1C .min974.51Ak.min所以由靈敏度公式KI川Ksen Iset可知，保護(hù)1作為近后備的靈敏度為E.min皿 皿KsetJ Iset.1 2.391.5滿足近后備保護(hù)靈敏度的要求;保護(hù)2作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為保護(hù)3作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為K皿set.2 E.minI皿set.21.791.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求;K皿Kset.3 luE.minI皿set.31.331.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求。保護(hù)的動作時(shí)間為0.5+0

14、.51s+皿 +皿2 1 +0.51.5st3m2.7配置2.8當(dāng)圖2.56中保護(hù)1的出口處在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路，保護(hù)按照題 和整定時(shí)，試問（1）共有哪些保護(hù)元件啟動？（2）所有保護(hù)工作正常，故障由何處的那個(gè)保護(hù)元件動作、多長時(shí)間切除？（3）若保護(hù)1的電流速斷保護(hù)拒動，故障由何處的那個(gè)保護(hù)元件動作、多長時(shí)間切除？（4）若保護(hù)1的斷路器拒動，故障由何處的那個(gè)保護(hù)元件動作、多長時(shí)間切除？答：（1 ）由題2.7的分析，保護(hù) 1出口處（即母線D處）短路時(shí)的最小短路電流為0.8098kA，在量值上小于所有電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定值，所以所有這些 保護(hù)都不會啟動；該量值大于 1、2

15、、3處過電流保護(hù)的定值，所以三處過電流保護(hù)均會啟 動。（2） 所有保護(hù)均正常的情況下，應(yīng)有1處的過電流以1s的延時(shí)切除故障。（3） 分析表明，按照本題給定的參數(shù)，1處的速斷保護(hù)肯定不會動作，2處的限時(shí)電流速斷保護(hù)也不會動作，只能靠1處的過電流保護(hù)動作，延時(shí)1s跳閘；若斷路器拒動，則應(yīng)由2處的過電流保護(hù)以1.5s的延時(shí)跳開 2處的斷路器。3.12阻抗繼電器的絕對值比較動作方程和相位比較動作方程之間的關(guān)系是什么？答：設(shè)絕對值比較式中“”左側(cè)的阻抗記為ZB，右側(cè)的阻抗記為Za，則絕對值比較動作條件的一般表達(dá)式為ZBZa ;設(shè)相位比較式中分子、分母的阻抗分別用ZC和ZD表示，則90o ZC 270o相

16、位比較動作條件的一般表達(dá)式為ZD。可以得出四個(gè)量之間關(guān)系為ZC ZB Z A ZD ZB Z A11Zb -（Zc Zd） Za 尹 Z）224.2縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)的根本差別是什么 ？答：縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)的根本差別在于，階段式保護(hù)僅檢測、反應(yīng)保護(hù)安裝處一端的 電氣量，其無延時(shí)的速動段（即第I段）不能保護(hù)全長，只能保護(hù)線路的一部分，另一部 分則需要依靠帶有一定延時(shí)的第H段來保護(hù)；而縱聯(lián)保護(hù)通過通信聯(lián)系，同時(shí)反應(yīng)被保護(hù) 線路兩端的電氣量，無需延時(shí)配合就能夠區(qū)分出區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障，因而可以實(shí)現(xiàn)線路 全長范圍內(nèi)故障的無時(shí)限切除。K點(diǎn)短路時(shí)各端保護(hù)方向元4.7圖430所示系統(tǒng)，線路全部配置閉鎖

17、式方向比較縱聯(lián)保護(hù)，分析在 件的動作情況，各線路保護(hù)的工作過程及結(jié)果。答：當(dāng)短路發(fā)生在BC線路的K處時(shí)，保護(hù)2、5的功率方向?yàn)樨?fù)，閉鎖信號持續(xù)存 在，線路AB上保護(hù)1、2被保護(hù)2的閉鎖信號閉鎖，線路 A B兩側(cè)均不跳閘；保 護(hù)5的閉鎖信號將CD線路上保護(hù)5、6閉鎖，非故障線路保護(hù)不跳閘。故障線路 BC上保護(hù)3、4功率方向全為正，均停發(fā)閉鎖信號，它們判定有正方向故障且沒有 收到閉鎖信號，所以會立即動作跳閘，線路BC被切除。答：根據(jù)閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)，功率方向?yàn)樨?fù)的一側(cè)發(fā)閉鎖信號，跳閘條件是本端保護(hù)元件動作，同時(shí)無閉鎖信號。1保護(hù)本端元件動作，但有閉鎖信號，故不動作；2保護(hù)本端元件不動作，收到本端閉鎖信號，故不動作；3保護(hù)本端元件動作，無閉鎖信號，故動作；4保護(hù)本端元件動作，無閉鎖信號，故動作；5保護(hù)本端元件不動作，收到本端閉鎖信號，故不動作； 6保護(hù)本端元件動作，但有閉鎖信號，故不動作。5.12什么是重合閘前加速保護(hù)？ 答：所謂前加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，