继电保护重点复习知识

绪论 （补充）

1. 继电保护的概念：继电保护装置是指装设于整个电力系统的各个元件上，能在指定区域快速准确地对电气元件发生的各种故障或不正常运行状态作出反应，并按规定时限内动作，使断路器跳闸或发出信号的一种反事故自动装置。

2. 继电保护的基本任务和作用：

任务：切除故障 ，针对不正常运行状态报警，快速恢复供电 作用：把故障影响限制在最小范围，预防故障的发生。

3. 继电保护的组成：

继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分组成

4. 在电力系统发生短路故障时，电气量相对于正常运行状态要发生很大变化 a. 电流明显增大：在短路点与电源间直接联系的电气元件上的电流会增大

b. 电压明显降低：故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点愈近，下降愈多，甚至降为零

c. 电压与电流间的相位角会发生变化

d. 测量阻抗会发生变化：测量阻抗为测量点电压与电流相量的比值

e. 电气元件流入与流出电流关系发生变化

f. 出现负序和零序分量：正常运行时，系统中只存在正序分量，但发生不对称故障时会产生负序和零序分量

5. 电磁型电流继电器 原 理： 测量电流大小，反应电流超过整定值而动作的继电器，作为测量或起动元件。

动作条件： 动作电流： 能够满足上式，使继电器动作的最小电流值。 返回条件： 继电器动作后，当IJ 减小时，继电器在弹簧作用下要返回。为使继电器返

回 返回电流： 满足上述条件，使继电器返回原位 的最大电流值。

返回系数：返回电流与起动电流的比值。 返回系数越大，则保护装置的灵敏度越高，但过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。

6. 电流互感器作用：电流互感器（TA ）就是把大电流按比例降到可以用仪表直接测量的数值，以便用仪表直接测量，并作为各种继电保护的信号源。一次大电流变换为二次小电流（额定值为5A 或1A)；隔离作用。（一次绕组和高压回路串联，应特别注意防止二次绕组开路，TA 二次回路必须有一点直接接地，但仅一点接地。） 同名端的规定：

f s e M M M +≥2

2

2δ

act

e I K M =f

s e M M M -≤2

22δre

h I K M =re I act

re

re I I

K =

第二章

（一）三段式电流保护的整定

1. 无时限电流速断保护（电流 段） 最大运方下短路电流 ，最小运方下短路电流

为保证选择性，保护装置的动作电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短

路电流来整定。 引入可靠系数，目的是：考虑存在的各种误差；实际短路电流要大于理论计算值；考虑必要的裕度。

2. 限时电流速断保护（电流Ⅱ段）

限时电流速断的保护范围不超出下一条线路无时限电流速断保护的范围。 电流整定：动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护的动作电流

动作时限：限时电流速断保护比下一条线路无时限电流速断保护的动作时限高出一个时间

阶段△t 灵敏度校验： 3. 定时限过电流保护（电流Ⅲ段）

过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定，而时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护。它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。

动作电流：动作电流按躲开被保护线路的最大负荷电流，且在自起动电流下继电器能可靠

返回进行整定。 灵敏度校验：

动作时间：由于电流Ⅲ段保护的范围很大，为保证保护动作的选择性，其保护动作延时应

比下一条线路的电流Ⅲ段的动作时间长一个时限阶段△t

三段式评价

1. 对电流速断保护的评价 优点：简单可靠，动作迅速

缺点：不能保护线路全长；运行方式变化较大时，可能无保护范围 2. 对限时电流速断保护的评价

优点：结构简单，动作可靠，能保护本线路全长

I II II =2

.act act I K I rel L Z Z E I s k 1min )

3(max +=⋅Φ⋅L Z Z E I s k 1max )2(min 23+⨯=⋅Φ⋅)

3(max

..N k r el act I K I I I =t t t ∆+=I

II 211

>=定值保护装置动作参数的整路时故障参数的最小值

保护范围末端金属性短sen K 5

.1~3.1)

2(min

≥=II ⋅act

k sen I I K max L r e

Ms

r el act I K K K I III

III =5.1)2(min (1.≥=III ⋅⋅III act k sen I I K 本末近）25.1)

2(min (1.≥=III

⋅⋅III act k sen I I K 下一末远）

缺点：不能作为相邻元件（下一条线路）的后备保护(有时只能对相邻元件的一部分起后备保护作用），因此必须寻求新的保护。

限时电流速断保护和线路电流速断保护的动作时限配合，可以在0.5S 内切除全线路范围内的故障，且能满足速动性的要求，具有这种作用的保护称为该线路的主保护。即无时限电流速断和限时电流速断构成线路的“主保护”。 3. 对定时限过电流保护的评价

优点：结构简单，动作可靠，对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作。不仅能做本线路的后备保护（有时也作为主保护），而且能作为下一条线路的远后备。 缺点：越靠近电网其动作时限越大，对靠近电源端的故障不能快速切除。

（二） 电流保护的接线方式：指保护中电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接方式 三相星形接线（完全星形接线）,两相星形接线（不完全星形接线）,两相电流差接线。

接线系数：流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值称为接线系数。

三相和两相星形接线：Kc=1；两相电流差接线，在对称运行或三相短路时， Kc= ；在AC 两相短路时， Kc=2，在AB 和BC 两相短路时，

Kc=1。

（三）方向电流保护

方向性电流保护：加装了方向元件的电流保护。由于方向元件动作具有一定的方向性，可在反向故障时把保护闭锁。 规定：当短路功率由母线流向线路（正向故障）时动作；当短路功率由线路流向母线时（反向故障）不动作。从而使继电保护具有一定的方向性。

功率方向继电器的接线方式: 继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。 应满足如下要求： （1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即正向发生任何类型的故障都能动作，而反向故障时则不动作。

（2）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的灵敏度，即尽可能使故障以后加入继电器的电流和电压的夹角接近于最大灵敏度角。

90。接线方式

三相短路动作情况分析

31cos =ϕ

90arg =∙∙

K

K U I