《电力系统继电保护》学习包
(完整版)电力系统继电保护辅导资料二

电力系统继电保护辅导资料二主题:课件第二章电网的电流保护第1-2节——单侧电源网络相间短路的电流保护、电网相间短路的方向性电流保护学习时间:2013年10月7日-10月13日内容:我们这周主要学习第二章的第1-2节,单侧电源网络相间短路的电流保护和电网相间短路的方向性电流保护的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深电网电流保护相关知识的理解。
一、学习要求1.掌握三段式电流保护的配合原则、整定计算,会阅读三段式电流保护的原理图;2.理解方向性电流保护中方向元件的作用,能正确按动作方向分组配合、整定计算。
二、主要内容(一)单侧电源网络相间短路的电流保护1.继电器(1)基本原理能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。
当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时,继电器就动作,使被控制电路通断。
它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。
继电器的继电特性:(也称控制特性)继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。
图1 继电特性继电器的返回系数r K :返回值r X 与动作值op X 的比值。
即r r opX K X 过量继电器:反应电气量增加而动作的继电器。
其返回系数小于1,不小于0.85。
欠量继电器:反应电气量降低而动作的继电器。
其返回系数大于1,不大于1.2。
(2)继电保护装置的基本分类● 按动作原理:电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。
● 按反应的物理量:电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
● 按作用:起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。
Y Y min 0(3)过电流继电器动作电流(I op ):使继电器动作的最小电流。
返回电流(I re ):使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。
2.单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行:负荷电流短路:三相短路、两相短路k k s E I K Z Z ϕϕ=+式中,E ϕ——系统等效电源的相电动势;s Z ——保护安装处至系统等效电源之间的阻抗;k Z ——短路点至保护安装处之间的阻抗;K ϕ——短路类型系数(三相短路取1,两相短路取2)。
大工20秋《电力系统继电保护》在线作业3-辅导资料附学习答案

大工20秋《电力系统继电保护》在线作业3
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 10 道试题,共 50 分)
1.零序电压的发电机匝间保护,要加装方向元件是为保护在()时保护不误动作。
--A.定子绕组接地故障时
--B.定子绕组相间故障时
--C.外部不对称故障时
--D.外部对称故障时
注:请仔细阅读上述题目,并作出选择
参考选择答案是:C
2.在母线的所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器的母线差动保护是( )。
--A.完全电流差动母线保护
--B.高阻抗母线差动保护
--C.具有比率制动特性的电流差动母线保护
--D.电流比相式母线保护
注:请仔细阅读上述题目,并作出选择
参考选择答案是:A
3.纵差保护区为()。
--A.被保护设备内部
--B.差动保护用的几组CT之间
--C.CT之外
--D.被保护设备外部
注:请仔细阅读上述题目,并作出选择
参考选择答案是:B
4.反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称为()。
--A.纵差保护
--B.横差保护
--C.瓦斯保护
--D.电压保护
注:请仔细阅读上述题目,并作出选择
参考选择答案是:C
5.发电机单继电器式横差保护为防止励磁回路一点接地后发生瞬时性第二点接地引起保护误动作,采取的措施是()。
--A.接入TA
--B.接入TV
--C.接入KT
--D.接入KOF
注:请仔细阅读上述题目,并作出选择
参考选择答案是:C。
《电力系统继电保护》

一、单选题(共 15 道试题,共 60 分。
)1. 保护线路发生三相短路,相间距离保护感受到的阻抗()接地距离保护感受的阻抗。
A. 大于B. 等于C. 小于D. 不确定满分:4 分2. 发电机的负序过流保护主要是为了防止()A. 损坏发电机的定子线圈B. 损坏发电机的转子C. 损坏发电机的励磁系统D. 损坏发电机外壳满分:4 分3. 过电流继电器的动作电流()返回电流。
A. 大于B. 小于C. 等于D. 不确定满分:4 分4. 如果负载电流超前电压90°,这个负载是( )。
A. 电阻B. 电容C. 电感D. 电阻、电感串连满分:4 分5. 以下圆特性的阻抗继电器中,()既能测量故障点的远近,又能判别故障方向。
A. 全阻抗继电器B. 方向圆阻抗继电器C. 偏移圆阻抗继电器D. 以上都不对满分:4 分6. 变电站接地网接地电阻过大对继电保护的影响是()A. 可能会引起零序方向保护不正确动作B. 可能会引起过流保护不正确动作C. 可能会引起纵差保护不正确动作D. 无影响满分:4 分7. 谐波制动的变压器保护中设置差动速断的主要原因是()A. 为了提高差动保护的动作速度B. 为了防止较高的短路水平时,由于电流互感器的饱和产生谐波,高次谐波量增加,导致差动元件拒动C. 保护设置的双重化,互为备用D. 以上都不对满分:4 分8. 前加速、后加速保护第一次动作分别是()A. 无选择、无选择B. 无选择、有选择C. 有选择、无选择D. 有选择、有选择满分:4 分9. 在中性点直接接地电网中发生接地短路时,()零序电压最高。
A. 保护安装处B. 接地故障点处C. 变压器接地中性点处D. 线路末端满分:4 分10. 三段式电流保护中,保护范围最大的是()A. 电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 定时限过电流保护D. 一样大满分:4 分11. 中性点不接地系统与直接接地系统相比供电可靠性()。
A. 低B. 高C. 相同D. 无法确定满分:4 分12. 继电保护的灵敏系数Ksen要求( )A. Ksen<1B. Ksen=1C. Ksen>1D. Ksen<=1满分:4 分13. 对于反应故障时参数增大而动作的继电保护,计算继电保护灵敏系数时,应用()A. 保护区末端金属性短路B. 保护区首端金属性短路C. 保护区内任何一点金属性短路D. 以上都不对14. 在最大运行方式下,电流保护的保护区较最小运行方式下的保护区( )A. 大B. 小C. 相同D. 无法确定满分:4 分15. 电流保护采用两相不完全星形接线时,一般保护继电器都装在()A. A、B两相上B. B、C两相上C. A、C两相上D. A相和中性线上满分:4 分二、多选题(共 5 道试题,共 20 分。
《电力系统继电保护》习题库(建议收藏保存)

一、单选题(每题2分,共20道小题,总分值40分)1.关于三相电路自动重合闸的说法有误的是( )。
(2分)A重合于永久性故障时不会使电力系统又一次受到故障冲击B使断路器的工作条件变得更加严重,因为断路器要在短时间内连续两次切断故障电流C提高了供电的可靠性,减少了停电损失D提高了电力系统的暂态稳定水平,增大了高压线路的送电容量纠错正确答案A解析知识点电力系统继电保护作业题2.( )是指在只加入电流信号或只加入电压信号的情况下,继电器就能够动作的现象。
(2分)A激发B潜动C跃动D受激纠错正确答案B解析知识点电力系统继电保护作业题3.两个绕组中,电压较高的称为( )。
(2分)A低压绕组B中高压绕组C高压绕组D中压绕组纠错正确答案C解析知识点电力系统继电保护作业题4.变压器中输入电能的绕组是( )。
(2分)A一次绕组B二次绕组C三次绕组D多次绕组纠错正确答案A解析知识点电力系统继电保护作业题5.下列不属于电容器外部故障保护的是( )。
(2分)A单相接地保护B串联电抗器的保护C过负载保护D电路速度保护纠错正确答案D解析知识点电力系统继电保护作业题6.当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后,它们的联合工作就可以保证全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间以内予以切除,在一般情况下都能够满足速动性的要求,具有这种性能的保护称为该线路的( )。
(2分)A主保护B次保护C再次保护D二次保护纠错正确答案A解析知识点电力系统继电保护作业题7.微机保护算法中全周波傅氏算法的特点描述有误的是( )。
(2分)A傅氏算法原理简单、计算精度高B可求出正确的故障参数,不必用故障后的采样值C全周波傅氏算法所需的为一个周波D为了提高微机保护的动作速度,还可以采用半周波傅氏算法。
纠错正确答案B解析知识点电力系统继电保护作业题8.下列关于电流变换的电抗变换器,以下说法有误的是( )。
(2分)A由于铁芯带气隙而不易饱和,线性范围大B有移相作用C会抑制直流分量,放大高频分量D在非周期分量的作用下容易饱和,线性度较差,动态范围大纠错正确答案D解析知识点电力系统继电保护作业题9.下列不属于电容器外部故障保护的是( )。
《继电保护培训资料》课件

THANK YOU
感谢聆听
数字化变电站技术的发展
数字化变电站技术是指利用先进的传感器、通信、信息处理等技 术,实现对变电站设备的实时监测、控制和智能化管理。
随着数字化技术的不断发展,数字化变电站已成为未来变电站发 展的趋势,对继电保护技术提出了更高的要求。
智能电网对继电保护的影响
01
智能电网是指利用先进的信息、 通信和控制技术,构建一个高度 自动化的电力系统,实现电力的 高效、安全和可靠供应。
继电保护装置
继电保护装置是实现继电保护功能的设备,当电力系统发生故障 时,它能自动、迅速、有选择地将故障部分从系统中切除,保证 非故障部分继续运行。
继电保护的重要性
保障电力系统安全稳定运行
继电保护能够快速检测和隔离电力系统中的故障, 防止故障扩大,保障电力系统的安全稳定运行。
提高供电可靠性
继电保护能够减少停电时间,提高供电的可靠性, 保证电力系统的连续供电。
80%
测量元件
用于测量被保护设备的电气参数 ,如电流、电压等。
100%
逻辑元件
根据测量元件提供的信号,按照 设定的逻辑关系判断是否发生故 障。
80%
执行元件
在逻辑元件判断出故障后,执行 相应的动作,如跳闸或报警。
继电保护装置的分类
02
01
03
按被保护对象分类
可分为发电机保护、变压器保护、输电线路保护等。
距离保护
距离保护是利用阻抗的变化来 判断是否发生故障,当阻抗超 过设定值时,保护装置动作, 将故障部分从系统中切除。
差动保护
差动保护是利用比较线路两端 电流的大小和相位来判断是否 发生故障,当电流超过设定值 或相位不正确时,保护装置动 作,将故障部分从系统中切除 。
《电力系统继电保护(第二版)》读书笔记

《电力系统继电保护》读书笔记1. 绪论1.1 电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备,对一次备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备称为二次设备。
一般正常状态下的电力系统,其发电、输电和变电设备还保持一定的备用容量,能满足负荷随机变化的需要,同时在保证安全的条件下,可以实现经济运行;能承受常见的干挠,从一个正常状态和不正常状态、故障状态通过预定的控制连续变化到另一个正常状态,而不致于进一步产生有害的后果。
不正常运行状态指部分参量超过安全工作限额但又不是故障的工作状态,如因负荷潮流超过电气设备的额定上限造成的电流升高(又称为过负荷),系统中出现功率缺额而引起的频率降低,发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高,中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压的升高,以及电力系统发生振荡等。
电力系统的故障状态最常见同时也是最危险的故障是发生各种类型的短路,包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路,其中以单相接地短路为主,其次为两相短路。
电力系统自动化(控制):为保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术与装备,主要进行电能生产过程的连续自动调节,动作速度相对缓,调节稳定性高,把整个电力系统或其中的一部分作为调节对象。
为了在故障后迅速恢复电力系统的正常运行,消除故障,保证持续供电,常采用以下的自动化措施:输电线路自动重合闸,备用电源自动投入,低电压切负荷,按频率自动减负荷,电气制动、振荡解列以及为维持系统的暂态稳定而配备的稳定性紧急控制系统,完成这些任务的自动装置统称为电网安全自动装置。
继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发生信号的一种自动装置。
1.2 继电保护的基本原理及构成实现继电保护需区分电力系统在不同运行状态下的差异,具有明显差异的电气量有:流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向;元件运行相电压幅值、序电压幅值;元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。
《电力系统继电保护》

《电力系统继电保护》《电力系统继电保护》第一章绪论一,电力系统的正常工作状态,不正常工作状态和故障状态电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路.发生短路时可能产生以下后果:1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏.2)短路电流通过非故障设备时,由于发热和电动力的作用,引起电气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减.3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量.4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至导致整个系统瓦解.继电保护装置的基本任务是:1)自动地,迅速地和有选择地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,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行.2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置. 二, 继电保护的基本原理及其组成1,继电保护的基本原理电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:1)电流增大. 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流.2)电压降低. 当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低.3)电流与电压之间的相位角改变. 正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°;三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定,一般为60°~85°;而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的限额将则是180°+(60°~85°).4)不对称短路时,出现相序分量, 如单相接地短路及两相接地短路时,出现负序和零序电流和电压分量.这些分量在正常运行时是不出现的.利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护.例如,据短路故障时电流的增大,可构成过电流保护;据短路故障时电压的降低,可构成电压保护;据短路故障时电流与电压之间相角的变化,可构成功率方向保护;据电压与电流比值的变化,可构成距离保护;据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护; 据不对称短路故障时出现的电流,电压相序分量,可构成零序电流保护,负序电流保护和负序功率方向保护等.2, 继电保护的组成及分类模拟型继电保护装置的种类很多,它们都由测量回路,逻辑回路和执行回路三个主要部分组成.3,对继电保护装置的基本要求(l) , 选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除.(2),速动性速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障.对于反应短路故障的继电保护,要求快速动作的主要理由和必要性在于1 )快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性.2 )快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程.保证厂用电及用户工作的稳定性.3 )快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度.4 )快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合问和备用电源或设备自动投人的成功率.对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号.3 , 灵敏性灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力.所谓系统最大运行方式,就是在被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式;系统最小运行方式,就是在同样的短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式.保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量.灵敏系数表示式为:l )对于反应故障参数量增加(如过电流)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值2 )对于反应故障参数量降低(如低电压)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值4,可靠性可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时,不应由于它本身的缺陷而拒动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应可靠地不动作.以上四个基本要求是设计,配置和维护继电器保护的依据,又是分析评价继电保护的基础.这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往又存在着矛盾.因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一.第二章,电网的电流保护一, 单侧电源网络相间短路的电流保护输电线路发生相间短路时,电流会突然增大,故障相间的电压会降低.利用电流会这一特征,就可以构成电流保护.电流保护装置的中心环节是反应于电流增大而动作的电流继电器.电流继电器是反应于一个电器量而电阻的简单继电器的典型.1,继电器(1)电磁型继电器电磁继电器的基本结构形式有螺管线圈式, 吸引衔铁式和转动舌片式三种,如图2.1 所示. 电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件, 它是反应电流超过一整定值而动作的继电器. 电磁继电器是利用电磁原理工作的,以吸引衔铁式继电器例进行分析,在线圈1 中通以电流,则产生与其成正比的磁通,通过由铁心,空气隙和可动舌片而成的磁路,使舌片磁化于铁心的磁极产生电磁吸力,其大小于成正比,这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转距可表示为( 2.1 )式中比例常数;电磁铁与可动铁心之间的气隙.( a )螺管线圈式; (b) 吸引衔铁式; (c) 转动舌片式图2.1 电磁型继电器的结构原理1 —线圈;2 —可动衔铁;3 —电磁铁;4 —止挡;5 —接点;6 —反作用弹簧正常工作情况下,线圈中流入负荷电流,继电器不工作,这是由于弹簧对应于空气隙产生一个初始力矩 .由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,当空气长度由减小到时,弹簧产生的反作用力矩为式中比例常数.另外,在可动舌片转动的过程中,还必须克服摩擦力力矩 .因此1 )继电器动作的条件.为使继电器动作,必须增大电流,通过增大电流来增大电磁电磁转矩,使其满足关系式:2 ) 动作电流 .能够满足上述条件,使继电器动作的最小电流值称为继电器的动作电流(起动电流),记作 .3 )继电器的返回条件.继电器动作后,当减小时,继电器在弹簧的作用下将返回.为使继电器返回,弹簧的作用力矩必须大于电磁力矩及摩擦力矩之和,即或4 ) 返回电流. 满足上述条件,使继电器返回原位的最大值电流称为继电器的返回电流,记为,5 )返回系数. 返回电流和起动电流的比值成为继电器的返回系数,可表示为6 ) 动作电流的调整方法:①改善继电器线圈的匝数;②改变弹簧的张力;③改变初始空气隙的长度.7 ) 剩余力矩 .在继电器的动作过程和返回过程中,随着气隙的变化,都将出现一个剩余力矩,从而使继电器的动作过程和返回过程都雪崩式的进行,继电器要么动作,要么返回,它不可能停留在某一个中间状态,具有明显的"继电特性".同时,该力矩还有利于继电器的触点可靠的接触与断开.2,几个基本概念1 )系统最大运行方式在被保护线末端发生短路时,系统等值阻抗最小,而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式.2 )最小运行方式在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的电流为最小的运行方式.系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少等有关.3 )最小短路电流与最大短路电流在最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大,称之为最大短路电流.而在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小,称之为最小短路电流.4 )保护装置的起动值对因电流升高而动作的电流保护来讲,使起动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流,记作 .保护装置的起动值是用电力系统的一次侧参数表示的,当一次侧的短路电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置就能够起动.5 )保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置的起动值(一般情况下是指电力系统一次侧的参数),灵敏性,动作时限等过程.3,无时限电流速断保护根据对保护速动性的要求,在满足可靠性和保护选择性的前提下,保护装置的动作时间,原则上总是越快越好.因此,各种电气元件应力求装设快速动作的继电保护.仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护,称为电流速断保护,也称为无时限流速断保护.(1),工作原理无时限速断保护是为了保证其动作的选择性,一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分,具体工作原来如图2.6 所示.对于单侧电源供电线路,在每回电源侧均装有电流速断保护.在输电线上发生短路时,流过保护安装地点的短路电流可用下式计算( 2.4 )图2.06 电流速断保护的动作特性分析Ⅰ—最大运行方式下三相短路电流;Ⅱ—最小运行方式下两相短路电流由式( 2.4 )和( 2.5 )可看出,流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置而变化,且与系统的运行方式和短路类型有关. 和与的关系如图2.6 中的曲线Ⅰ和Ⅱ所示.从图可看出,短路点距保护安装点愈远,流过保护安装地点的短路电流愈小.(2),整定计算1 )动作电流为了保证选择性,保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处(如点即B 变电所短路时,通过保护的最大保护电流(最大运行下的三相短路电流)来整定.即可靠系数对保护1 ( 2.6 )把起动电流标于图2.6 中,可见在交点M 与保护 2 安装处的一段线路上短路对2 能够动作.在交点M 以后的线路上的短路时,保护2 不动作.因此,一般情况下,电流速断保护只能保护本条线路的一部分,而不能保护全线路.2 )保护范围(灵敏度)计算(校验)规程规定,在最小运行方式下,速断保护范围的相对值为15%~20% ,即式中——最小保护范围;当系统为最大运行方式时,三相短路时保护范围最大;当系统为最小运行方式时,两相短路时保护范围最小.求保护范围时考虑后者.由图2.6 可知( 2.7 )其中, 代入式( 2.7 )整理得( 2.8 )(3)动作时限无时限电流速断保护没有人为延时,只考虑继电保护固有动作时间.考虑到线路中管型避雷器放电时间为0. 04~0.06s ,在避雷器放电时速断保护不应该动作,为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器,一方面扩大接点的容量和数量,另一方面躲过管型避雷器的放电时间,防止误动作.由于动作时间较小,可认为t=0 .( 4 )电流速断保护的接线图1 )单相原理接线图电流继电器接于电流互感器TA 的二次侧,它动作后起动中间继电器,其触点闭合后,经信号继电器发出信号和接通断路器跳闸线圈.(5),对电流速断保护的评价优点:简单可靠,动作迅速.缺点:①不能保护线路全长.②运行方式变化较大时,可能无保护范围.如图2.9 所示,在最大运行方式整定后,在最小运行方式下无保护范围.③在线路较短时,可能无保护范围.4, 限时电流速断保护由于电流速断保护不能保护本线路的全长,因此必须增设一套新的保护,用来切除本线路电流速断保护范围以外的故障,作为无时限速断保护的后备保护,这就是限时电流速断保护.( 1 )对限时电流速断保护的要求增设限时电流速断保护的主要目的是为了保护线路全长,,对它的要求是在任何情况下都能保护线路全长并具有足够的灵敏性,在满足这个全体下具有较小的动作时限.( 2 )工作原理1 ) 为了保护本线路全长,限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线线路去,这样当下一条线路出口短路时,它就能切除故障.2 ) 为了保证选择性,必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限.3 ) 为了保证速动性,时限尽量缩短.时限的大小与延伸的范围有关,为使时限较小,使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.因而动作时限比下一条线路的速断保护时限高出一个时间阶段 .( 3 )整定计算1 )动作电流动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护的电流进行整定( 2.9 )2 )动作时限 .为了保证选择性,时限速断电流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,即( 2.10 )当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后,它们联合工作就可以0.5s 内切除全线路范围的故障,且能满足速动性的要求,无时限电流速断和限时速断构成线路的"主保护".3 )灵敏度校验. 保护装置的灵敏度(灵敏性),是只在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力.灵敏度的高低用灵敏系数来衡量, 限时电流速断保护灵敏度为( 2.11 )式中——被保护线路末端两相短路时流过限时电流速断保护的最小短路电流;当时,保护在故障时可能不动,就不能保护线路全长,故应采取以下措施:①为了满足灵敏性,就要降低该保护的起动电流,进一步延伸限时电流一条线路限时电流速断保护的保护范围).②为了满足保护选择性,动作限时应比下一条线路的限时电流速断的时限高一个,即速断保护的保护范围,使之与下一条线路的限时电流速断相配合(但不超过下( 4 )限时电流速断保护的接线图1 )单相原理接线如图2.11 所示,( 5 )对限时电流速断保护的评价限时电流速断保护结构简单,动作可靠,能保护本条线路全长,但不能作为相邻元件(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,必须寻求新的保护形式.5,定时限过电流保护( 1 )工作原理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.在系统正常运行时它不起动,而在电网发生故障时,则能反应电流的增大而动作,它不仅能保护本线路的全长,而且也能保护下一条线路的全长.作为本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.如图2.13 所示,( 2 )整定计算1 )动作电流.按躲过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( 2.12 )2 )灵敏系数校验.要求对本线路及下一条线路或设备相间故障都有反应能力,反应能力用灵敏系数衡量.本线路后备保护(近后备)的灵敏系数有关规程中规定为( 2.13 )作为下一条线路后备保护的灵敏系数(远后备),〈〈规程〉〉中规定( 2.14 )当灵敏度不满足要求时,可以采用电压闭锁的过流保护,这时过流保护自起动系数可以取13 )时间整定.由于电流Ⅲ段的动作保护的范围很大,为保证保护动作的选择性,其保护延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的电阻时间长一个时限阶段为( 2.15 )( 3 )灵敏系数和动作时限的配合过电流保护是一种常用的后备保护,实际中使用非常广泛.但是,由于过电流保护仅是依靠选择动作时限来保证选择性的,因此在负责电网的后备保护之间,除要求各后备保护动作时限相互配合外,还必须进行灵敏系数的配合(即对同一故障点而言越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数).( 4 )对定时限过电流的评价定时限过电流结构简单,工作可靠,对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作.不仅能作本线路的近后备(有时作主保护),而且能作为下一条线路的远后备.在放射型电网中获得广泛的应用,一般在35kv 及以下网络中作为主保护.定时限过电流保护的主要缺点是越靠近电源端其动作时限越大,对靠近电源端的故障不能快速切除.6, 阶段式电流保护的应用及评价电流速断保护只能保护线路的一部分,限时电流速断保护能保护线路全长,但却不能作为下一相相邻的后备保护,因此必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护.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一整套保护,叫做三段电流保护.实际上,供配电线路并不一定都要装设三段式电流保护.比如,处于电网末端附近的保护装置,,当定时限过电流保护的时限不大于0.5~0.7s 时,而且没有防止导线烧损及保护配合上的要求的情况下,就可以不装设电流速断保护和限时电流速断保护,而将过电流保护为主要保护.在某些情况下,常采用两段组成一套保护, ( 2 )阶段式电流保护的时限阶段式电流保护的时限特性是指各段电流保护的保护范围与动作时限的关系曲线.电流三段式保护的保护特性及时限特性如图2.14 所示.图2.14 电流三段式保护特性及时限特性分析图继电保护的接线图一般可以用原理图和展开图形式来表示.电流三段式保护单相原理接线图如图2.15 所示,( 3 )阶段式保护的选择性电流速断保护是通过选择动作电流保证选择性的,定时限过电流保护通过选择动作时限来保证选择性的,而限时电流速断保护则是通过同时选择动作电流和动作时限来保证选择性的.这是应当重点理解的环节. ( 4 )对阶段式电流保护的评价三段式电流保护的优点是简单,可靠,并且一般情况下都能较快切除故障,一般用于35kv 及以下电压等级的单侧电源电网中.缺点是它的灵敏度和保护范围受系统运行方式和短路类型的影响,此外,它只在单侧电源的网络中才有选择性.7,电流保护接线方式电流保护的接线方式就是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.( 1 )三相完全星型接线主要接线方式1 )三相完全星型接线方式如图2.17 所示,三个电流互感器与三个电流继电器分别按相连接在一起,形成星型.三个继电器触点并联连接,相当于"或"回路.三相星型接线方式的保护对各种故障,如三相,两相短路,单相接地短路都能动作.图2.17 完全星型接线图图 2.18 不完全星形接线图2 )相不完全星型接线方式两相不完全星型接线方式如图 2.18 所示.它与三相星形的保护的区别是能反应各种相间短路,但B 相发生单相短路时,保护装置不会动作.( 2 )各种接线方式在不同故障时的性能分析1 )中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路.前述三种接线方式均能反应这些故障(除两相电流接线不能保护变压器外),不同之处在于动作的继电器数目不同,对不同类型和相别的相间短路,各种接线的保护装置灵敏度有所不同.2 )中性点非直接接地电网中的两点接地短路图2.20 串联内线路上两点接地的示意图在中性点非直接接地电网(小接地电流)中,某点发生单相接地时,只有不大的对地电容电流流经故障点,一般不需要跳闸,而只要给出信号,由值班人员在不停电的情况下找出接地点并消除之,这样就能提高供电的可靠性.因此,对于这种系统中的两点接地故障,希望只切除一个故障.①串联线路上两点接地情况,如图2.20 所示,在和点发生接地短路,希望切除距电源远的线路.若保护1 和保护2 均采用三相星形接线时,如果它们的整定值和时限满足选择性,那么,就能保证100%地只切除BC 段线路故障.如采用两相星形接线,则保护就不能切除B 相接地故障,只能由保护2 切除BC 线路,使停电范围扩大.这种接线方式在不同相别的两点接地组合中,只能有2/3 的机会有选择地后面的一个线路.②放射性线路上两点接地情况如图2.21 所示,图2.21 放射性线路上两点接地的示意图在点发生接地短路时,希望任意切除一条线路即可.当采用三相星型接线时,两套保护(若时限整定相同)均将起动.如采用两相星型接线,则保护有2/3 的机会只切除任一线路.因此,在放射性的线路中,两相星型比三相星型应用更广泛.( 3 )各种接线方式的应用三相星形接线方式能反应各种类型的故障,保护装置的灵敏度不因故障相别的不同而变化.主要应用如下方面:1 )广泛用于发电机,变压器,大型贵重电气设备的保护中.2 )用在中性点直接接地电网中(大接地电流系统中),作为相同短路的保护,同时也可保护单相接地(对此一般都采用专门的零序电流保护).3) 在采用其它更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时,可采用这种接线方式.两相星形接线方式较为经济简单,能反应各种类型的相同短路.主要应用于如下方面:1 )在中性点直接接地电网和非直接接地电网中,广泛地采用它作为相间短路保护在10kv 以上,特别在3 5kv非直接接地电网中得到广泛应用.2 )在分布很广的中性点非直接接地电网中,两点接地短路常发生在放射型线路上.在这种情况下,采用两相星形接线以保证有2/3 的机会只切除一条线路(要使保护装置均安装在相同的两相上,一般为AC 相).如在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中对单相接地可不立即跳闸,允许运行2 小时,因此在6~10kv 中性点不接地系统中的过流保护装置广泛应用两相星形接线方式.两相电流差接线方式具有接线简单,投资较少等优点,但是灵敏性较差,又不能保护Y/ -11 接线变压器后面的短路,故在实际应用中很少作为配电线路的保护.这种接线主要用在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中,作为馈电线和较小容量高压电动机的保护.二,双侧电源网络相间短路的方向性电流保护1,方向性电流保护的工作原理在单侧电源网络中,各个电流保护线路靠近电源的一侧,在发生故障时,它们都是在短路功率的方向从母线流向线路的情况下,有选择性地动作,但在双侧电源网络中,如只装过电流保护是不能满足选择性要求.( 2 )几个概念1 ) 短路功率:指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率.。
电力系统继电保护基本原理课程学习指导资料全

第一章概述1、本章学习要求(1)应熟悉的容了解电力系统继电保护的作用,明确继电保护在在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。
(2)应掌握的容了解实现继电保护的基本原理和组成:继电保护的基本原理。
利用单侧、双侧电气量或非电气量变化的特征可以判断电力系统有、无故障或不正常运行情况。
继电保护装置的三个组成部分以及各部分的作用。
(3)应熟练掌握的容深刻理解电力系统对继电保护的基本要求和“四性”之间的关系。
对继电保护的基本要求:选择性、快速性、灵敏性和可靠性(即“四性”)等极其重要的基本概念。
“四性”之间的关系以及它们之间有时是矛盾而又统一的概念。
后备保护的作用;近后备和远后备。
2、本章重点难点分析对继电保护装置应当具有的性能,必须提出严格的要求,就是所谓的“四性”,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
其中可靠性是最重要的,选择性是关键,灵敏性必须足够,速动性要达到必要的程度,所谓“必要的程度”,有时是指快到几十或十几毫秒,有时也可以是几秒或更长些,根据被保护对象的重要性具体确定。
“四性’是设计、分析与评价继电保护装置是否先进、实用和完善的出发点和依据。
3、本章典型例题解答例:何谓继电保护装置、继电保护系统、继电保护?答:继电保护装置是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。
继电保护系统为多种或多套继电保护装置的组合。
继电保护用来泛指继电保护技术或继电保护系统。
也常用作继电保护装置的简称,有时直接称为“保护”。
4、本章作业(p.5)第二章电网相间短路的电流电压保护和方向性电流保护1、本章学习要求(1)应熟悉的容了解电磁型继电器的作用和工作原理,理解起动值、返回值和返回系数及继电特性等基本概念。
理解电流(电压)互感器的极性和误差。
了解相间短路方向电流保护的作用和构成。
了解电抗型电流电压变换的作用、构造及工作原理。
(2)应掌握的容掌握阅读电流保护原理图和展开图的方法。
《电力系统继电保护》复习资料

(3)解决方法
*/528
*/528
2、功率方向继电器
*/528
(1)基本原理
*/528
*/528
(2)功率方向继电器的动作方程
*/528
*/528
(2)功率方向继电器的动作方程
*/528
(二)功率方向继电器的动作区
*/528
LG-11整流型功率方向继电器
*/528
2.1.4限时电流速断保护
定义: 是带时限动作的保护,用来切除本线路上速断保护范围之外的故障,且作为速断保护的后备保护。 要求: 任何情况下能保护线路全长,并具有足够的灵敏性; 在满足要求①的前提下,可以带一定时间延时,但力求动作时限最小; 在下级线路发生短路时,保证下级保护优先切除故障,满足选择性要求。
*/528
两相三继电器接线方式
*/528
5 两种接线方式的应用
(1)三相星形接线:主要用于发电机、变压器的后备保护,采用电流保护作为大电流接地系统的保护(要求较高的可靠性和灵敏性);也用于中性点直接接地系统中,作为相间短路和单相接地短路的保护(但不常见)。 (2)两相星形接线:中性点不接地电网或经高阻接地电网中,用于相间短路保护;(注:所有线路上的保护装置应安装在相同的两相上:A、C相)。
*/528
*/528
*/528
*/528
构成
*/528
结论
仅靠动作电流值来保证其选择性,保护范围直接受到运行方式变化的影响,一般不能保护线路全长(当线路末端为线路-变压器单元时可以保护全长);需要根据具体场合选择,一般适用于长线路。 能无延时地(相对而言)保护本线路的一部分(不是一个完整的电流保护)。
*/528
三段式电流保护的接线图举例
华北电力大学国家级精品课《电力系统继电保护

由于要求切除故障的速度要很快,只能通过自动的继电保护 装置来完成。
3. 继电保护装置的基本任务 (1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中 切除,使故障元件免于继续遭到损坏,保证其它无故障 部分迅速恢复正常运行。 即内部故障时发出跳闸命令。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态,根据运行维护的 具体条件(例如有无经常值班人员)和设备的承受能力, 发出警报信号、减负荷或延时跳闸。 即不正常工作时发出告警信号。
反应数值上升的保护: 反应数值下降的保护:
4、可靠性
定义:当保护范围内部故障时必须动作(不拒动), 当外部故障时不动作(不误动)。 包括两个方面: (1)不拒动,即可信赖性
(2)不误动,即安全性
影响可靠性的因素: 内在:装置本身的质量,包括元件好坏、结构设计
的合理性、制造工艺水平、内外接线简明, 触点多少等;
正常运行: 电流:为负荷电流,两侧电流大小相等,方向相反(即相位相差 180)。 内部d1短路: 电流:线路BC两侧电流大小一般不等,方向相同(即相位相同); 差动保护原理
基本原理的总结
电流 I : 故障时增大 - 过电流保护 正常状态时 两侧电流相位相同 内部故障时 两侧电流相位相反 电压U :故障时降低 -低电压保护 阻抗Z :Z模值减小 -阻抗(距离)保护 -差动保护
远后备保护:位于其它变电站、发电厂中的后备保护; 近后备保护:位于本变电站、发电厂中的的后备保护;
2、速动性(迅速性)
定义:继电保护装置要以尽可能短的时间将故障从电网中切除。 优点: (1)提高电网的稳定性; (2)加快非故障部分的恢复供电; (3)减轻故障设备的损坏程度。 故障切除时间=保护装置动作时间+断路器动作时间 保护装置的动作时间为: 微机保护最快:0.01~0.04秒,即0.5~2个周期就动作;
电力系统继电保护学习总结

电力系统继电保护学习总结第一章、绪论不正常运行状态:1、负荷潮流超过额定上限造成电流升高(过负荷)2、系统出现功率缺额导致频率降低3、发电机甩负荷引起发电机频率升高4、中性点不接地或者非有效接地系统中单相接地引起非接地相对地电压升高5、电力系统振荡短路的危害:1、短路电流及燃起的电弧,使故障元件损坏2、短路电流流经非故障元件,由于发热和电动力,导致非故障元件损坏3、导致部分地区电压水平降低,使电力用户正常工作遭到破坏或者产生废品4、破坏发电厂之间并列运行稳定性,引起系统振荡甚至瓦解电力系统继电保护泛指:继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术也包括电压、电流互感器二次回路,经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备,通信设备。
第二章、电网的电流保护继电器是组成继电保护装置的基本测量和起动元件。
整定电流的意义:当被保护线路的一次侧电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置能够动作。
电流速断保护的优点:简单可靠、动作迅速。
缺点:不能保护线路全长,保护范围受运行方式影响电流保护的接线方式指电流继电器与电流互感器之间的接线方式,目前广泛使用三相星形、两项星形接线。
功率方向元件的基本要求:1、明确的方向性,正方向故障可靠动作,反方向故障不动作2、足够的灵敏度功率方向元件接线方式要求:1、正方向任何短路都能动作,反方向不动作2、Ir、Ur尽可能大一些,ψk接近最大灵敏度角ψsen,减小消除动作死区中性点直接接地电网中必须装设专用的接地保护。
零序电流的分布:主要取决于输电线路零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗,与电源数目和位置无关零序功率方向:与正序功率方向相反,由线路流向母线中性点非直接接地系统零序分量分布特点:1、对地电容构成通路,零序阻抗很大;2、单相接地时,相当于故障点产生与故障前相电压等大反向的零序电压,全系统出现零序电压;3、非故障线路零序电流为线路本身的电容电流,容性无功由母线流向线路;4、故障线路零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和,容性无功由线路流向母线。
《电力系统继电保护》第3章电网的距离保护-第1234节学习资料

ZOP1
保护范围最长
Z0
ZOP2
方向性:能够消除方向阻抗元件在正 向出口处的保护死区,但同时反方向
Z set 2
《电力系统继电保护》第3章电 网的距离保护-第1234节
K3M 1
K1
Lset K 2
2N
Zm UI mm Zmm
jX
Z k2
区内: Zm Zset 区外: Zm Zset
Z Set
Z k1
ZL
反方向:m(0,90) Z k3
R
依据测量阻抗在不同情况下幅值和相位的“差异”, 区分系统是否发生故障、故障发生的范围。
k 3 M 1 Ik
k1
k 2 2N
Lset
测量故障环路的测量阻抗Zm,与整定阻抗Zset比较, 确定故障所处的区段,决定保护是否应该动作。
由于互感器误差、故障点
jX
过渡电阻,Zm落在 Zset 附
Z k2
近的一个区域中。
Z Set
圆形
动作区域
四边形 苹果形
Z k1
ZL
橄榄形等
Z k3
R
k 3 M 1 Ik
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
ZmU I m mI AU K A3I 0 z1lk
Zm lk 一个接地阻抗元件动作
3) 两相接地短路(AB)
M 1 Ik
K (1,1)
2N
U
U U k (I K 3 I 0)z1 lk
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
M 1 Ik
K (3)
2N
U
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
川大14秋《电力系统继电保护(1)1352》14秋在线作业1答案

《电力系统继电保护(1)1352》14秋在线作业1
一,单选题
1. A.
B.
C.
D.
?
正确答案:B
2. 在中性点不接地电网中采用的有选择性零序电流保护,在接地故障时,它是靠线路对地( )零序电流动作的。
A. 电感性
B. 电容性
C. 电阻性
D. 暂态
?
正确答案:B
3. A. 测量阻抗减小
B. 测量阻抗不变
C. 测量阻抗增大
D. 测量阻抗增大或减小
?
正确答案:A
4. 采样定理的基本概念是:要使连续信号的频谱采样后能够不失真地还原,采样频率必须( )连续信号中最高频率的两倍
A. 小于
B. 大于
C. 大于或等于
D. 等于
?
正确答案:C
5. 对于间接比较的高频保护,要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响,应该选择的间接比较信号是( )。
A. 允许信号
B. 跳闸信号
C. 闭锁信号
D. 任意信号
?
正确答案:C。
#大工12秋《电力系统继电保护实验》实验报告___含答案

网络高等教育《电力系统继电保护》实验报告学习中心:奥鹏学习中心(直属)层次:专科起点本科专业:电气工程及自动化年级:春/秋季学号:学生姓名:实验一电磁型电流继电器和电压继电器实验一、实验目的1. 1. 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的的实际结构,工作原理、基本特性;2.学习动作电流、动作电压参数的整定方法。
二、实验电路1.过流继电器实验接线图2.低压继电器实验接线图三、预习题1. DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值,为线圈并联时的额定值;DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值,为线圈串联时的额定值。
(串联,并联)2.电流继电器的返回系数为什么恒小于1?答:返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre ,Kre=Ire/Iop ,使继电器开始动作的电流叫启动电流Iop ,动作之后,电流下降到某一点后接点复归,继电器返回到输出高电子,这一电流点叫返回电流Ire 。
为了保证动作后输出状态的稳定性和可靠性,过电流继电器和过量动作继电器的返回系数恒小于1 。
在实际应用中,常常要求较高的返回系数,如0.85-0.9四、实验内容1.电流继电器的动作电流和返回电流测试表一过流继电器实验结果记录表2.低压继电器的动作电压和返回电压测试表二低压继电器实验结果记录表五、实验仪器设备六、问题与思考1.动作电流(压),返回电流(压)和返回系数的定义是什么?答: 在电压继电器或中间继电器的线圈上,从0逐步升压,到继电器动作,这个电压是动作电压;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压. ;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压. 返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数。
2.返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途?答:确保保护选择性的重要指标.让不该动作的继电器及时返回,使正常运行的部分系统不被切除.实验二电磁型时间继电器和中间继电器实验一、实验目的1. 熟悉时间继电器和中间继电器的实际结构、工作原理和基本特性;2. 掌握时间继电器和中间继电器的的测试和调整方法。
第一章 继电保护的基本知识(6节)

系统安全运行和电能质量、防止故障扩大和事故发生,起着极
其重要的作用,是电力系统必不可少的组成部分。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类
一、基本工作原理(构成原理)
正常 ?
运行中的电力设备 故障 ? 异常 ?
识别设备 工作状态 动作于发信号 (任务二) 动作于QF跳闸 (任务一)
指:继电保护装置识别被保护设备工作状态的能力。它通 过检测被保护设备的参数实现。并且检测什么参数,通常就称 什么保护,或者说,继电保护的名称中,通常就包含有保护装 置的基本原理。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
一、电力系统的故障
(二)短路故障
短路电流分布图 4.短路故障时对继电保护装置的要求: 快速、自动且有选择地借助断路器跳闸,以切断短路电流 回路,以切除故障。
第一节 电力系统的故障及异常运行状态
二、电力系统的异常运行状态(不正常运行状态) 1.定义:电力系统的正常工作遭到破坏但还未形成故障,可继
本章小结
电力系统中所有投入运行的设备,都配置有相应的继电保护装置。
由继电保护的两个任务可知,所谓的继电保护装置,是一种能在被保护
设备发生故障或异常运行时动作于断路器跳闸或发信号的自动装置。显 然,保护装置要能正确工作,首先必须具备有识别被保护设备工作状态
的能力,而这就是保护装置的基本工作原理,它通过三种状态下参数的
(一)检测电参数构成的保护
(二)检测非电参数构成的保护
如气体保护、温度保护等。
第三节 继电保护的基本工作原理及分类 二、种类
1.按保护对象不同归类:有发电机保护、变压器保护、输电线路 保护、母线保护、电动机保护、电容器保护等。 2.按动作结果不同归类:有动作于断路器跳闸的短路故障保护 和动作于发信号的异常运行保护两大类,其中,短路保护的种 类又有以下几种:
《电力系统继电保护原理》全套PPT课件

二、反应电气元件内部故障与外部故障(及正常运行)时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理(双端测量原 理,也称差动式原理)
以A-B线路为例:
规定电流正方向:保护处母线→被保护线路
规定电压正方向:母线高于中性点
的继电器(保护),Kh>1 2、集成电路型过电流继电器(晶体管型:略)
3ms延时:防止干扰信号引起的误动(干扰持续时间一般<1ms) 12ms展宽:使输出动作信号展成连续高电平。
二、电流速断保护(电流I段)
电流速断保护:瞬时动作的电流保护。
1、整定计算原则
(1) 短路特性分析:
三相短路时d(3),流过保护安装处的短路电流:
对于过量保护,灵敏系数:
应保护的范围内发生金 属性短路时的故障参数 计算值
Klm
保护装置的动作参数
(电流保护的故障参数计算值:系统最小运行方式下被保护线
路末端发生两相短路时,流过本保护的最小短路电流)
对保护1的电流II段:Klm=
I (2) d .B. m in I II dz..1
要求:Klm 1.3~1.5
d3点短路:6动作:有选择性; 5动作:无选择性 如果6拒动,5再动作:有选择性(5作为6的远后备保护)
d1点短路:1、2动作:有选择性; 3、4动作:无选择性 后备保护(本元件主保护拒动时):
(1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
二、速动性:故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户 在电压降低情况下工作的时间及故障元件损坏程度,应尽 量地快速切除故障。 (快速保护:几个工频周期,微机保护:30ms以下)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电力系统继电保护》学习包第一章绪论一、电力系统的正常工作状态,不正常工作状态和故障状态电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路。
发生短路时可能产生以下后果:1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏。
2)短路电流通过非故障设备时,由于发热和电动力的作用,引起电气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减。
3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量。
4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至导致整个系统瓦解。
继电保护装置的基本任务是:1)自动地、迅速地和有选择地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,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置。
二、继电保护的基本原理及其组成1、继电保护的基本原理电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:1)电流增大。
短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
2)电压降低。
当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
3)电流与电压之间的相位角改变。
正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°;三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定,一般为60°〜85°;而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的限额将则是180° +(60。
〜85° )。
4)不对称短路时,出现相序分量,如单相接地短路及两相接地短路时,出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
例如,据短路故障时电流的增大,可构成过电流保护;据短路故障时电压的降低,可构成电压保护;据短路故障时电流与电压之间相角的变化,可构成功率方向保护;据电压与电流比值的变化,可构成距离保护;据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护;据不对称短路故障时出现的电流、电压相序分量,可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护等。
2、继电保护的组成及分类模拟型继电保护装置的种类很多,它们都由测量回路、逻辑回路和执行回路三个主要部分组成。
3、对继电保护装置的基本要求(l) 、选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
(2) 、速动性速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障。
对于反应短路故障的继电保护,要求快速动作的主要理由和必要性在于1)快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性。
2)快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程。
保证厂用电及用户工作的稳定性。
3)快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度。
4)快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合问和备用电源或设备自动投人的成功率。
对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号。
3、灵敏性灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力。
所谓系统最大运行方式,就是在被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式;系统最小运行方式,就是在同样的短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量。
灵敏系数表示式为:1)对于反应故障参数量增加(如过电流)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值2)对于反应故障参数量降低(如低电压)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值4、可靠性可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时,不应由于它本身的缺陷而拒动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应可靠地不动作。
以上四个基本要求是设计、配置和维护继电器保护的依据,又是分析评价继电保护的基础。
这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往又存在着矛盾。
因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一。
第二章、电网的电流保护一、单侧电源网络相间短路的电流保护输电线路发生相间短路时,电流会突然增大,故障相间的电压会降低。
利用电流会这一特征,就可以构成电流保护。
电流保护装置的中心环节是反应于电流增大而动作的电流继电器。
电流继电器是反应于一个电器量而电阻的简单继电器的典型。
1、继电器(1)电磁型继电器电磁继电器的基本结构形式有螺管线圈式、吸引衔铁式和转动舌片式三种,如图2.1所示。
电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件,它是反应电流超过一整定值而动作的继电器。
电磁继电器是利用电磁原理工作的,以吸引衔铁式继电器例进行分析,在线圈1中通以电流亠「,则产生与其成正比的磁通「通过由铁心、空气隙和可动舌片而成的磁路,使舌片磁化于铁心的磁极产生电磁吸力,其大小于「成正比,这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转距二二-可表示为I2(2.1比例常数;式中-电磁铁与可动铁心之间的气隙图2.1电磁型继电器的结构原理3—电磁铁;4 —止挡;5 —接点;6 —反作用弹簧正常工作情况下,线圈中流入负荷电流,继电器不工作,这是由于弹簧对应于空气隙 "产生一个初始力矩;二1。
由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,当空气长度由〔减小到丄时, 弹簧产生的反作用力矩为财厂脸+K命弋)式中I 一比例常数。
另外,在可动舌片转动的过程中,还必须克服摩擦力力矩』“。
因此1)继电器动作的条件。
为使继电器动作,必须增大电流<,通过增大电流「来增大电磁电磁转矩,使其满足关系式:■2)动作电流。
能够满足上述条件,使继电器动作的最小电流值[称为继电器的动作电流(起动电流),记作丄二。
3)继电器的返回条件。
继电器动作后,当「减小时,继电器在弹簧的作用下将返回。
为(a )螺管线圈式;转动舌片式(b)吸引衔铁式; (c) 1 —线圈;2 —可动衔铁;使继电器返回,弹簧的作用力矩亠J必须大于电磁力矩二1-及摩擦力矩之和,即- —亠V 或2,' --」八;4)返回电流。
满足上述条件,使继电器返回原位的最大值电流称为继电器的返回电流,记为二,K* = -5)返回系数。
返回电流和起动电流的比值成为继电器的返回系数,可表示为6)动作电流的调整方法:①改善继电器线圈的匝数;②改变弹簧的张力;③改变初始空气隙的长度。
7)剩余力矩。
在继电器的动作过程和返回过程中,随着气隙「的变化,都将出现一个剩余力矩丄二:,从而使继电器的动作过程和返回过程都雪崩式的进行,继电器要么动作、要么返回,它不可能停留在某一个中间状态,具有明显的“继电特性”。
同时,该力矩还有利于继电器的触点可靠的接触与断开。
2、几个基本概念1)系统最大运行方式在被保护线末端发生短路时,系统等值阻抗最小,而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。
2)最小运行方式在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的电流为最小的运行方式。
系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少等有关。
3)最小短路电流与最大短路电流在最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大,称之为最大短路电流。
而在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小,称之为最小短路电流。
4)保护装置的起动值 对因电流升高而动作的电流保护来讲,使起动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流,记作-二“。
保护装置的起动值是用电力系统的一次侧参数表示的,当一次侧的短路电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置就能够起动。
5 )保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置的起动值(一般情况下是指电力系 统一次侧的参数)、灵敏性、动作时限等过程。
3、无时限电流速断保护根据对保护速动性的要求,在满足可靠性和保护选择性的前提下, 保护装置的动作时间, 原则上总是越快越好。
因此,各种电气元件应力求装设快速动作的继电保护。
仅反应电流增 大而能瞬时动作切除故障的保护,称为电流速断保护,也称为无时限流速断保护。
(1)、工作原理无时限速断保护是为了保证其动作的选择性,一般情况下速断保护只保护被保护线路的 一部分,具体工作原来如图2.6所示。
对于单侧电源供电线路,在每回电源侧均装有电流速断保护。
在输电线上发生短路时,流过 保护安装地点的短路电流可用下式计算图2.06电流速断保护的动作特性分析I —最大运行方式下三相短路电流;U —最小运行方式下两相短路电流(2.4由式(2.4 )和(2.5 )可看出,流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置而变化, 且与系统的运行方式和短路类型有关。
「二二和〔'亠一与.的关系如图2.6中的曲线I 和 U 所示。
从图可看出,短路点距保护安装点愈远,流过保护安装地点的短路电流愈小。
(2)、整定计算1 )动作电流为了保证选择性,保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处(如 点即B 变电所短路时,通过保护的最大保护电流(最大运行下的三相短路电流)来整定。
即~ r — 二工: 一,—一:二二'-■可靠系数把起动电流标于图2.6中,可见在交点M 与保护2安装处的一段线路上短路对 2能够动 作。
在交点M 以后的线路上的短路时,保护 2不动作。
因此,一般情况下,电流速断保护 只能保护本条线路的一部分,而不能保护全线路。
2 )保护范围(灵敏度--':)计算(校验)规程规定,在最小运行方式下,速断保护范围的相对值一为15%~20%,即 15% <^ = ^LxWO% <20%式中 --------- 最小保护范围;当系统为最大运行方式时,三相短路时保护范围最大;当系统为最小运行方式时,两相短路 时保护范围最小。
求保护范围时考虑后者。
由图 2.6可知心=邑—生— 2 ( 2.7 ) 其中,‘'-'1」山代入式(2.7 )整理得对保护1」 4 Ilf6 2(3 )动作时限无时限电流速断保护没有人为延时,只考虑继电保护固有动作时间。
考虑到线路中管型避雷器放电时间为0.04~0.06s ,在避雷器放电时速断保护不应该动作,为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器,一方面扩大接点的容量和数量,另一方面躲过管型避雷器的放电时间,防止误动作。
由于动作时间较小,可认为t=0 。
(4 )电流速断保护的接线图1 )单相原理接线图电流继电器接于电流互感器TA的二次侧,它动作后起动中间继电器,其触点闭合后,经信号继电器发出信号和接通断路器跳闸线圈。