电力系统继电保护(详细版)

1. 电力系统的三种状态：正常运行，不正常运行和故障运行。

2. 继电保护的任务和作用：①当电力系统发生故障时，自动，迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。②反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

3. 动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。

4. 继电保护装置一般由测量比较元件，逻辑判断元件和输出元件三部分组成。测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出是非或0或1性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息，发出警报或不动作。

5. 电流保护的接线方式有三种：①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③；两相两继电器的不完全星形接线。

6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos ψ=1时，加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。

7. 90°接线方式的主要优点是：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相见电压，其值很高；第二，适当地选择继电器的内角α后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。

8. 电力系统发生振荡和短路时的主要区别是：①振荡时，电流和各点电压的幅值均作周期性变化，而短路后，短路电流和各点电压的值当不计其衰减时是不变的②振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系都随δ的变化而变化；而短路时，电流与电压之间的相位关系是不变的③振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量出现；而当短路时，总要长期（在不对称短路过程中）或瞬时（三相短路开始时）出现负序分量。

9. 当ψm 等于Z set 的阻抗角时，继电器的启动阻抗达到最大，等于圆的直径，此时阻抗继电器

的保护范围最大，工作最灵敏，这个角度就是阻抗继电器的最大灵敏角

10. 消弧线圈作用：若单相接地，在接地点有一个电感分量的电流通过，此电流和原系统中的电容电流相抵消，可以减少故障点电流。.

11. 中性点不接地系统中单相接地故障的特点：在A 相发生了单相接地，则A 相对低电压变为零，对地电容被短接，而其他两相的对低电压升高根号3倍，对地电容电流也相应的增大根号3倍，在单相接地时，三相中的负荷电流和线电压仍然是对称的。 在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压；在非故障的元件上有零序电流，其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

流之总和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。

12. 消弧线圈有完全补偿，欠补偿及过补偿三种补偿方式一般采用欠补偿。

13. 距离保护由启动回路、测量回路、逻辑回路构成

14. 三个阻抗的含义：Z m 是继电器的测量阻抗。由加入继电器的电压Ùm 电流Ìm 的比值确定，Z m 的阻抗角就是Ùm Ìm 之间的相位差ψm 。Z set 是继电器的整定阻抗。对全阻抗继电器而言，整定阻抗就是圆的半径，对方向阻抗而言，整定阻抗就是在最大灵敏角方向上的圆的直径，对偏移特性的阻抗继电器，整定阻抗是在最大灵敏角方向上

由原点大圆周上的长度。Z op 是继电器的启动阻抗。表示当继电器刚好动作时，加入继电器中电压Ùm 电流Ìm 的比值。

15. UV 电压变换器作用:将电压互感器的输入电压变换为适合弱点回路运算的电压。 UX 电抗互感器作用：可以滤除直流分量，当输入中含高

频信号时，它将会有较大的放大作用

16. 对应图示曲线中，当Z op.r =0.9Z set 时通过继电器的

电流，称为全阻抗继电器的精确工作电流，记作I jd 。分为最小精工电流和最大精工电流。为什么要设置这两个值：为了把启动误差限制在一定范围之内。

17. 短路点的过渡电阻Ra 是指当相间短路或者接地短路时，短路电流从一项流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻。单侧

电源线上过渡电阻的影响：Ra是继电器的测量阻抗增大，使保护范围缩短。克服过渡电阻对距离保护影响的措施①选四边形特性测量元件②采用瞬时测定装置克服过渡电阻对二段保护的影响

18.高频信号分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号。

19.电流相位差动高频保护的工作原理：它是根据直接比较线路两端电流相位而确定保护是否动作的原理构成的仅利用输电线路两端电流相位在区外短路时相差180°，区内短路时相差0°，也可区分去内外短路，这就是相差高频保护的原理。

20.纵联保护与电流保护的区别：①电流保护装设在线路一端，只反映一侧的电流，而带辅助导线的纵联差动保护反应线路两侧的电气量②电流保护只保护线路的一段，不能保护线路全长，而纵联保护能够保护线路全长③为选择性的切除线路上任意点的故障，需要电流距离阶段式保护的配合，故不能实现全线路瞬时切除故障；而纵联保护可以快速。可靠的区分本线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的④电流保护结构简单，而纵联保护比较复杂。

21.电力线路高频通道的工作方式有三种：正常时无高频电流方式、正常时有高频电流方式和移频信号方式。

22.故障分类：瞬时性故障和永久性故障

23.电力系统中采用自动重合闸的作用：①大大提高供电可靠性，减小线路停电次数，特别是对单侧电源的单回线路尤为显著②在高压输电线路上采用重合闸，还可以提高电力系统并列运行的稳定性③对断路器本身由于机构不良或者继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起纠正的作用④在电力网的设计过程中，由于考虑了自动重合闸，有事可以暂缓假设双回线路以节约投资

24.所谓三相一次重合闸，即无论线路发僧何种类型的故障，继电保护装置将断路器三相跳开，然后重合闸装置自动启动，经预定延时（可整定，一般在0.5-1.5s之间）发出重合脉冲，将断路器三相一起合上。

25.变压器差动保护中的不平衡电流有：由变压器两侧接线不同产生的不平衡电流，由变压器调节分接头产生的不平衡电流和变压器两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流.

26.重合闸前加速保护怎样动作：重合闸前加速保护方式一般用于具有几段串联的辐射形线路中,重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。当线路上(包括相邻线路及以后的线路)发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸,而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。

重合闸后加速保护怎样动作：当线路发生故障后，保护有选择性地动作切除故障，重合闸进行—次重合以恢复供电。若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速

27.将线路一侧电气信息量传到另一侧去，两侧的电气量同时比较、联合工作，也就是说在线路两侧之间发生纵向的联系，以这种方式构成的保护称为纵联保护。

28.双侧电源送电线路重合闸的特点（即需要考虑什么问题）①同步问题，线路上发生故障时，有可能使两侧电源间失去同步，故对后合闸一侧的断路器要考虑两侧电源是否同步，以及是否允许非同步合闸②时间问题，即当线路上发生故障时，两侧的保护可能以不同的动作时限动作与，为了使重合闸有可能成功，线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸以后，再进行重合，其重合闸时间与单侧电源的有所不同。

29.自动重合闸与继电保护配合时，一般采用重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种方式30.单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相、若不成功再跳开三相的重合方式称为单相自动重合闸

31.变压器空载合闸或断开外部故障后系统电压恢复时，短时出现的励磁电流数值可达额定电流的4-8倍，称为变压器的励磁涌流。

32.励磁涌流有以下特点：①励磁涌流含有很大的非周期分量，偏于时间轴的一侧，对于中小型变压器，励磁涌流的峰值可达额定电流的8倍②励磁涌流中含有大量的高次谐波分量，其中2次谐波分量所占的比例最大③励磁涌流相邻波形之间存在间断角。

33.防止励磁涌流影响的方法：①采用速饱和中间变流器的差动继电器②利用二次谐波制动③鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别

34.纵差动保护的分类：完全纵差动保护和不完全纵差动保护。完全差动保护能反应发电机内部及引出线上的相间短路，但不能反应发电机内部匝间短路及分支开焊，不完全差动保护适用于每相定子绕组为多分支的大型发电机，它能反应发电机相间短路，还能反应定子线棒开焊及分支匝间短路。

35.电流比相式母线保护基本原理：是根据木箱在内部故障和外部故障时，各连接元件电流相位的变化来实现的。母线上发生故障时，所有和电源连接的元件都向故障点供应短路电流，在理想条件下，所有供电元件的电流相位相同；而在正常运行状态或母线外部故障时，至少有一个元件的电流相位和其他元件的电流相位相反，流入母