继电保护知识点总结

电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态

故障：短路(最常见也最危险)；断线；两者同时发生

不正常：过负荷；功率缺额而引起的频率降低；发电机突然甩负荷而产生的过电压；振荡

继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。

迅速切除故障，减小停电时间和停电范围

指示不正常状态，并予以控制

继电保护的基本原理

利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时，各种物理量的差别来判断故障或异常，并通过断路器将故障切除或者发出告警信号

继电保护装置的三个组成部分。

测量部分：给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动

逻辑部分：常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等，确定断路器跳闸或发出信号

执行部分

保护的四性

选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减少速动性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。

灵敏性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和

可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动，称信赖性）而在不属于该保护装置动作的其他情况下，则不应该动作（即不误动，称安全性）。

主保护、后备保护

保护：被保护元件发生故障故障，快速动作的保护装置

后备保护：在主保护系统失效时，起备用作用的保护装置。

远后备：后备保护与主保护处于不同变电站

近后备：主保护与后备保护在同一个变电站，但不共用同一个一次电路。

继电器的相关概念：

继电器是测量和起动元件

动作电流：使继电器动作的最小电流值

返回电流：使继电器返回原位的最大电流值

返回系数：返回值/动作值

过量继电器：返回系数Kre<1

欠量继电器：返回系数Kre>1

绩电特性：启动和返回都是明确的，不可能停留在某个中间位置

阶梯时限特性：

最大(小)运行方式：

在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小(大)，而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式

三段式电流保护：由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护

工作原理：

电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切

除故障的电流保护，为了保证保护的选择性，一般情况下只保护被保护线路的一部分

限时电流速断保护：切除本线路上电流速断保护范围之外的故障，作为电流速断保护的后备保护

定时限过电流保护：反应电流增大而动作，保护本线路全长和下一条线路全长，作为本条线路主保护拒动的近后备保护，也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。

整定计算：

串联线路：三相星形接线可100%只切除后面的一条线路,两相星形接线2/3机会放射线路：三相星形接线两套保护均将启动，两相星形接线2/3机会只切一条

采用两相星形接线时，由于B相没有装设继电器，因此灵敏度系数只能由A、C 相电流决定，灵敏度比三相接线降低一半，措施：中线上再接入一个继电器

应用：三相接线：大型贵重电气设备保护，中性点直接接地电网作为相间保护及单相接地保护(专门的零序电流保护)

两相接线：中性点直接和非直接接地电网中都广泛采用作为相间短路保护

方向电流保护的基本原理

由母线到线路（正方向故障），动作；由线路到母线（反方向故障），不动作

只有方向元件和电流元件同时动作，保护装置才能动作于跳闸

功率方向继电器

应具有明确的方向性，故障时继电器的动作有足够的灵敏度

正方向出口附近短路，存在死区，不能动作

90°接线，只有正方向出口三相短路短路的很小死区外，基本无死区，且灵敏度高

方向性电流保护的评价

在具有两个以上电源的网络接线中，采用方向性保护能保证各保护之间的选择性。

方向性过电流保护常用于35kV以下的两侧电源辐射型电网和单电源环网中作为主要保护

35kV及110kV辐射型电网，方向性过电流保护常与电流速断保护配合使用，构成三段式方向电流保护，作为相间短路的整套保护。

中心点直接接地系统

接地短路时零序分量的特点

(1)故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低

(2)零序电流的分布，主要决定于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零

序阻抗，而与电源的数目和位置无关。

(3)对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反

(4)零序电流与零序电压之间的相位差也将由背侧零序阻抗的阻抗角决定，而与

被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关

(5)电力系统运行方式变化时，系统的正序阻抗和负序阻抗随着运行方式和变化，

因而间接影响零序分量的大小。

方向性零序电流保护：零序功率由线路到母线时动作

零序电流保护优点：灵敏度高、受系统运行方式变化影响较小、减少误动、速动性好、零序方向元件无死区

中性点非直接接地系统

接地短路时零序分量的特点

在发生单相接地时全系统都将出现零序电压

在非故障的元件上的零序电流数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路。

在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障的特点

流经故障线路的零序电流将大于本身的电容电流，但大的不多。

流经故障线路的容性无功功率实际方向为由母线到线路，同非故障线路。中性点不接地电网中单相接地的保护

(1)绝缘监视：三个电压表度数不同时动作，依次断开某线路时，0序电压信号

消失，判别故障线路

(2)零序电流保护：利用故障线路零序电流较非故障线路大

(3)零序功率方向保护

距离保护的基本原理

电压、电流保护作为主保护一般只适应于35kV及以下电压等级电网；对于110kV 及以上电压等级的复杂电网，线路保护常采用距离保护。

距离保护的实质是用测量阻抗Zm与被保护线路的整定阻抗Zset比较，当|Zm|<|Zset|时，继电器动作

阻抗继电器是距离保护装置的核心元件

全阻抗继电器：动作无方向性，无电压死区，动作阻抗固定为Zset，一般用作无需判断方向的启动元件等。

方向阻抗继电器：动作具有方向性，有电压死区，动作阻抗随测量阻抗角变化而变化，最大动作阻抗为Zset，广泛作为距离保护的测量元件

偏移特性阻抗继电器：正向保护范围长，反向短路范围短，具有一定的方向性；消除了方向阻抗继电器出口短路时的电压死区；动作阻抗随测量阻抗角的变化而变化；用于手合或重合于故障时采用。

四边形阻抗继电器：电抗特性下倾a4，防止相邻线路出口经过渡电阻短路时的稳态超越；电阻特性倾斜a3，提高躲长线路负荷阻抗的能力；二象限边界线倾斜a2，金属性短路时，动作特性有一定的裕度；四象限下倾a1，保证本线路出口经过度电阻短路时，保护能够可靠动作

测量阻抗：加入阻抗继电器的电压电流比值

整定阻抗：编制整定方案时，根据保护范围给出的阻抗

动作阻抗：使距离保护装置刚能动作的测量阻抗

阻抗继电器接线方式

补偿的相常用接线方式：0º接线，＋30º接线，－30º接线、相电压和具有K3I

电流接线。

设负荷的功率因数(cosΦ)为1时，若Um与Im同相位，称0º接线

若Um超前Im30º时，称30º接线以此类推

对相间距离保护——阻抗继电器采用0 °接线

对接地距离保护——阻抗继电器采用零序电流补偿接线

要接三个

最小精确工作电流：阻抗继电器的动作阻抗与整定阻抗的差距在10&时，加入阻抗继电器的最小电流。基座Iac.min

短路点过渡电阻对距离保护的影响：