继电保护

继电保护原理复习资料1-3、什么是主保护和后备保护？远后备保护和近后备保护有什么区别和特点？答：一般把反映被保护元件严重故障、快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。

当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，故称为近后备保护。

远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑用近后备保护。

1-4、继电保护装置的任务及其要求是什么？答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行；反应电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电气元件予以切除。

反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作；继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽可能恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

对继电保护的基本要求有四条：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

1-5、继电保护的基本原理是什么？答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特性可以构成各种原理的继电保护。

2-2、电流互感器的10%误差曲线有什么用途？怎样进行10%误差校验？答：电流互感器额定变比K TA 为常数，其一次电流1I 与二次电流2I ，在铁心不饱和时有21TA I I K =的线性关系，如图2-2（a ）中直线1所示。

但当铁芯饱和时，1I 和2I 不再保持线性关系，如图2-2（a ）中曲线2所示。

继电保护要求在TA 一次电流1I 等于最大短路电流时，其变比误差要小于或等于10%，因此可在图2-2（a ）中找到一个电流1,10()b I m 自1,b I 点做垂线与直线1和2分别交于B 、A 点，且''1110.1()TA BA I I I K ==。

如果TA 一次电流1I ≤1,b I ，则TA 变比误差就不会超过10%。

由于TA 变比误差与其二次符合阻抗有关，为便于计算，制造厂对每种TA 都提供了在10m 下允许的二次负荷al Z ，曲线10()al m f Z =就称为TA 的10%误差曲线，用10%误差曲线可方便的求出TA 在满足误差不超过10%的最大允许负荷阻抗。

如图2-2（b ）所示，已知101m -后，可以从曲线上查处允许负荷阻抗,1al Z ，如果,1al Z 大于实际负荷阻抗L Z ，则误差满足要求。

2-4、电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路？答：（1）TA 正常运行时，二次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流很小，铁芯中总磁通很小，二次绕组感应电动势不超过几十伏，如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全转变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组匝数很多，根据电磁感应定律可知二次绕组两端产生很高电压，可达数千伏。

不但要损坏二次绕组绝缘，而且将严重危及人身安全。

再者由于铁芯中磁通密度剧增，使铁芯损耗加大，严重发热，甚至烧坏绝缘。

因此TA 二次绕组不允许开路，故在TA 二次贿赂中不能装设熔断器，二次回路一般不进行切换，若要切换应先将二次绕组短接。

（2）电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常时负荷阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小负荷电流，当二次侧短路时，负荷阻抗为零，将产生很大短路电流，将电压互感器烧坏，因此，TV 二次侧不允许短接。

2-5、电流互感器二次绕组的接线有哪几种方式？答：TA 二次绕组接线方式有：1、完全星形接线；2、不完全星形接线；3、两相电流差接线；4、三角形接线；5、一相用两只电流互感器串联或并联连接。

2-14、为什么差动保护使用D 级电流互感器？答：变压器差动保护用电流互感器其型号和变比都不同，即使输出线路、发电机、电动机的纵联差动保护两侧所用的电流互感器变比相同，其励磁特性和剩磁也不相同，因此正常运行时，总会有不平衡电流unb I 流过差动继电器。

而且会随着一次电流增大，铁芯饱和程度的加深不平衡电流显著增大。

为减小不平衡电流，需要在电流互感器的结构、铁芯材料等方面才去措施，使一次侧通过脚大的短路电流时铁芯也不至于饱和。

D 级TA 就具有上述性能，它是专门用于纵联差动保护的特殊电流互感器。

3-2、什么叫作保护的最大和最小运行方式，确定最大和最小运行方式时应考虑哪些因素？答：当电力系统运行方式和故障类型改变时，短路电流k I 将随之变化。

对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式称为系统最大运行方式，而短路电流为最小的方式则称为系统最小运行方式。

对于不同安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况选取最大运行方式和最小运行方式，在系统最大运行方式下发生三相短路故障时，通过保护装置的短路电流最大；而在系统最小运行方式下发生两相短路故障时，通过保护装置的短路电流最小。

3-3、在计算无时限电流速断和带时限电流速断保护的动作电流时，为什么不考虑符合的自启动系数和继电器的返回系数？(a)TA 二次电流与一次电流的关系；（b ）TA10%误差曲线答：因为无时限电流速断和带时限电流速断保护的整定计算公式中，动作电流(3),max op rel k I K I 使用最大运行方式下三相短路电流来整定，与负荷的自启动电流和返回电流相比较，后者可以忽略不计，因而可以不考虑负荷的自启动系数和继电器返回系数。

3-4、什么叫作线路过电流保护？给出原理接线图，并说明其工作原理与动作过程，掌握动作电流与动作时间的整定计算和灵敏系数校验。

说明定时限与反时限过电流保护的特点，并绘出时限配合曲线。

答：过电流保护即电流保护的第Ⅲ段，它是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定，并以时限来保证动作的选择性。

它包括定时限过电流保护和反时限过电流保护。

3-5、试述DL-10（20）系列与GL-10（20）系列电流继电器的结构。

动作原理以及两种继电器的动作电流和返回电流的意义。

答：DL-10（20）系列电流继电器属于电磁型电流继电器，采用舌片式结构。

使继电器动作的最小电流值称为继电器的动作电流，继电器动作后，减小继电器电流，使继电器返回原位的最大返回电流称为继电器的返回电流。

GL-10（20）系列电流继电器属于感应型电流继电器，由两个元件组成，由带延时的感应元件和瞬时动作的电磁元件组成，感应元件的动作电流是指继电器铝盘轴上的蜗杆与扇形齿片咬合时，绕组所通入的最小电流值。

使扇形齿片脱离蜗杆返回到原位置的最大电流称为感应系统的返回电流。

3-8、比较电流、电压保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的灵敏系数，哪一段保护的灵敏系数最好和保护范围最长？为什么？答：电流电压保护第Ⅰ段保护其灵敏系数随运行方式变化而变化，灵敏系数和保护范围最小。

第Ⅱ段保护其灵敏性有所提高，保护范围延伸到下一级线路的一部分，但当相邻线路阻抗很小时，其灵敏系数也可能达不到要求。

第Ⅲ段保护其灵敏系数一般很高，可以保护本级线路全长，并作为相邻线路的远后备保护。

3-9、相间短路电流、电压保护中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段各有什么办法提高其灵敏系数？它为什么可以提高灵敏系数？答：相间短路电流保护第Ⅰ段的灵敏系数受系统运行方式影响很大，运行方式变化大，则灵敏系数可能不满足要求。

可以采用第Ⅱ段保护提高其灵敏系数，但是当相邻线路阻抗很小时，灵敏系数也可能不满足要求。

可采用电流电压联锁速断保护提高其灵敏系数，但是当运行方式改变较大时，灵敏系数也要减小。

第Ⅲ段的灵敏系数一般能够满足要求，但是在长距离、重负荷的输电线路上时往往不能满足要求。

3-10、如图3-41所示电网中，线路WL1和WL2均装有三段式电流保护，当在线路WL2的首段k 点短路时，都有哪些保护启动和动作，跳开哪个断路器？答：在WL2首段k2点发生短路，三段过流保护都启动，只有保护2动作，跳开2QF 。

3-11、如图3-43所示电网中，试指出对6QF 电流保护来说，在什么情况下具有最大和最小运行方式？答：对6QF 来说，当变压器T1和变压器T2并联运行时为电网最大运行方式，T1和T2切除一台为电网最小运行方式。

3-12、试说明电流保护整定计算时，所用各种系数re ,K K rel con ss s m K K K 、、、、它们的意义和作用。

答：rel K 为可靠系数，为保证继电保护装置的可靠性；re K 为继电器返回系数，恒小于1，reK 越接近于1，继电器越灵敏；K con 为保护中电流互感器的接线系数；ss K 为负荷的自启动系数，反应尖峰电流作用；,s m K 为保护装置的灵敏系数。

只有满足保护装置要求的灵敏系数，保护装置才能使用。

3-14、在Yd11接线的变压器后面（△侧）发生两相短路时，装在Y 侧的电流保护采用三相完全星形接线与采用不完全星形接线方式其灵敏系数有何不同？为什么采用两相三继电器接线方式就能使其灵敏系数与采用三相完全星形接线相同呢？答：Yd11接线变压器在△侧发生两相短路（a,b 两相短路）时，设变压器电压变比为1，在Y 侧电流为13A C a I I I ==，23B a I I =，由此克制采用三相星形接线比采用不完全星形接线灵敏系数可提高1倍。

如采用两相三继电器接线，在中线上的继电器3KA 通过电流为c 2()()3on con A C a TA TA K K I I I K K += ，即与完全星形接线中B 相继电器2KA 中通过电流值相同，故与完全星形接线系数相同。

4-1、过电流保护和电流速断保护在什么情况下需要装设方向元件？试举例说明之。

答：在两侧电源辐射形电网或单侧环形电网的情况下，为实现选择性，过电流和电流速断保护应加装方向元件。

4-4、画出功率方向继电器90°接线，分析在采用90°接线时，通常继电器的α角取何值为好？ 答：功率方向继电器90°接线：通常功率方向继电器内角取30°~45°。

4-5、在方向过电流保护中为什么要采用按相启动？答：在电网中发生不对称短路时，非故障相仍有电流流过，此电流称为非故障相电流，非故障相电流可能使非故障相功率元件发生误动作。

采用直流贿赂按相启动接线，将同名各相元件和同名功率方向元件动合触点串联后，分别组成独立的跳闸回路，这样可以消除非故障相电流元件不会动作，所以保护不会误跳闸。

4-6、为什么方向过电流保护在相邻保护间要实现灵敏系数配合？答：在同方向的保护，它们的灵敏系数应相互配合。