继电保护考试重点整理

第一章

继电保护装置：能够反应电力系统中电气元件发生的故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护装置构成：测量比较元件，逻辑判断元件和执行输出元件。

继电保护装置的基本任务（作用） 1)自动、迅速、有选择地向断路器发出跳闸命令，将故障元件从电力系统中切除，保证其他无故障部分迅速地恢复正常运行。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。

基本要求：选择性（保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能小，并保证系统中非故障部分继续安全运行。）速动性、灵敏性（指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。）可靠性

四性要求之间的关系：选择性、速动性、灵敏性、可靠性是分析、研究、评价继电保护性能的基础，它们之间既有矛盾的一面（选择性与速动性是一对矛盾体；灵敏性与可靠性是一对矛盾体），又要根据系统的实际运行情况、被保护元件的作用，使以上四个基本要求在所配置的保护中得到辨证的统一。在保证可靠性和选择性的前提下，强调灵敏性，力争速动性。

主保护:反映元件严重故障，快速动作于跳闸的保护。后备保护：主保护不动作时备用的保护，由相邻设备的保护来完成。后备保护的作用及优缺点：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动，保护回路中的其他环节，断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。远后备保护：保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围，能够解决远后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。缺点：当多个电源向该电力元件供电是，需要在所有电源侧的上级元件出配置远后备保护，动作将切除所有上级电源侧的断路器，造成事故扩大，在高压电网中往往难以满足灵敏度的要求。近后备保护：与主保护安装在同一断路器处，在主保护拒动时近后备保护动作，动作时只切除主保护要跳开的断路器，不会造成事故扩大，在高压电网中能满足灵敏度要求。缺点：变电所直流系统故障时可能与主保护同时失效，无法起到后备作用，断路器失灵时，不能保护。

第二章

不加方向元件：（1）对于电流速断（1段、2段）如果反方向的最大短路电流小于本保护的定值，可以不加方向元件(不会误动)。（2）对于过电流保护（3段） 一般按照躲最大负荷电流整定，故很难从电流定值上躲开，主要从时间上考虑。

1) 在双侧电源网络中，母线两侧的过电流保护中时限短者加方向，长者不加。时限相同则都加方向元件。

2) 电源引出线和负荷引出线接在同一个母线上时，电源引出线保护延时 小于或等于 负荷引出线保护延时,电源引出线的保护加方向元件。

3)负荷引出线的保护不需加方向。 功率方向元件的工作特性 对（功率）方向元件的基本要求是：

1、应具有明确的方向性。

2、正向故障时可靠动作，有足够的灵敏性

比较工作电压相位法实现的故障区段判断 1. 比较工作电压相位法的基本原理： 当采用测量电压 作为参考电压 时，无法保证线路正向出口短路时的选择性。因为当正向出口短路时，有： 2. 正序电压为参考电压的测量元件的动作特性:测量元件的动作方程为： 对于按接地距离保护接线方式而言，有 所以，测量元件的动作方程变为： 3.以记忆电压为参考电压的测量元件：在以测量电压或正序电压为参考电压，在出口三相对称短路时三相电压都降为0，而失去比较的依据，从而产生动作死区。克服动作死区，可用故障前”记忆电压”作为参考电压 以相间距离保护接线方式为例 分析，有： 可得动作方程为：

set m m op Z I U U ⋅-= 21180arg 180αα+︒≤≤-︒m op U U 90arg 270op m U U ︒≤≤m U ref U 0=m U 90arg 901

≤-≤-m op U U set set m m op Z I K I U Z I U U )3(0 ⋅+-=⋅-=ϕϕ 90)3(arg 9010≤-⋅+-≤-m set U Z I K I U ϕϕ90arg 90m sen sen m U I ϕϕ≥≥＋－90arg 90sen m m U e I ϕ-≥≥－ref U 90arg 90≤-≤-ref op U U ]0[AB ref U U = 90)(arg 90]0[≤---≤-AB set B A AB U Z I I U

中性点直接接地电网中的接地短路的保护主要是由零序电流保护来构成。零序电流保护不反应系统震荡，短时过负荷。零序方向元件没有死区。

中性点不接地系统中单相接地故障的特点：接地相电压为零，中性点电压升高为相电压，非故障相电压升高根号三倍，零序电压升高为相电压，线电压依然对称，接地点电流为正常时三相电容电流之和，接地点电流时线路的零序电流，非故障相对地电容电流相应增大根号三倍。

第三章

常用阻抗继电器的动作特性优缺点 1.偏移圆阻抗特性继电器：可以消除方向圆阻抗特性继电器的动作死区。但是它不具有完全的方向性，在反方向出口附近短路时保护动作，只能作为距离保护的后背段。2.方向圆阻抗特性继电器：阻抗元件本身具有方向性，旨在正向区内故障时动作，反方向短路时不会动作。其主要缺点是动作特性经过坐标原点，在正向出口或反向出口短路时，测量阻抗值很小，会落在坐标原点附近，正好处于阻抗元件临界动作的边界上，有可能出现正向出口短路时拒动或反向出口短路时误动。3.全阻抗圆特性继电器：没有电压死区，不具有方向性。

方向阻抗继电器用于相位比较的两个电压为极化电压U m 和补偿电压U op 。测量阻抗Zm ：定义为保护安装处测量电压Um 与测量电流Im 之比，即Zm=Um/Im 。整定阻抗Zset ：为整定长度Lset 相对应的阻抗。 动作阻抗Zop ：使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗。

对距离保护的评价:1）同时利用了短路时电压、电流的变化特征，通过测量阻抗的变化情况确定故障范围。

2）距离Ι段几乎不受系统运行方式变化的影响, 距离Ⅱ段受系统运行方式变化的影响比较小。3）距离Ι段的保护范围为线路全长的80％～85％，在双端供电系统中，大约有30％～40％区域内故障时，两侧保护相继动作切除故障，若不满足速动性的要求，必须配备能够实现全线速动的保护－－纵联保护。4）相对于电流保护，距离保护的接线、逻辑都比较复杂，可靠性相对降低。距离1段的动作性能会受短路点过渡电阻，电力系统震荡因素的影响。距离2段的整定阻抗应按分支系数Kb 为最小的运行方式来确定，目的是为了保证各种运行方式下保护动作的灵敏性。

电力系统振荡:并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角在大范围内发生周期性变化的现象，称为电力系统振荡。 电力系统发生震荡时，震荡中心位于系统纵向总阻抗中点，当系统各元件的阻抗角一致时，

δ=180°，震荡中心的电压为0。 系统振荡时测量阻抗的变化规律：

电力系统振荡对距离保护的影响：1）当电力系统振荡时，保护安装处M 点的电压电流会周期性变化，当电流变大时电压变小，测量阻抗Zm 幅值变小，有可能进入阻抗动作区而发生距离保护误动。2）当振荡中心落在母线MN 中间的线路上，δ变化时M 侧测量阻抗将沿直线OO ’移动。3）当测量阻抗在轨迹O1到O2方位内时，测量阻抗落点在阻抗动作区域内，导致距离保护误动，距离1段不易受振荡影响，2、3段整定阻抗较大，容易受振荡影响。总之，电力系统振荡时，阻抗继电器是否误动、误动的时间长短与保护安装位置、保护动作范围，动作特性的形状和振荡周期长短有关，安装位置离振荡中心越近，整定值越大，动作特性曲线与整定阻抗垂直方向的动作区越大时，越容易受振荡的影响，振荡周期越长误动的时间越长。 区分振荡与短路的主要特征(1)对称性；(2)电气量变化速度、规律；(3)动作后是否返回。

距离保护的振荡要求：(1)振荡时不应误动；(2)振荡过程中发生不对称故障时，保护应正确动作；(3)全相振荡中三相短路时，应可靠动作，允许延时。措施（1）系统短路时，利用故障判断元件 短时开放 保护

（2）利用阻抗变化率的不同“闭锁”（3）利用动作的延时(Ⅲ段>1.5s)

过渡电阻对方向阻抗继电器的影响，视运行条件的不同，可能使保护范围缩短，也可能发生超越现象，还可能失去方向性。承受过渡电阻能力最强的是全阻抗继电器，受系统震荡影响最小的是方向阻抗继电器。 单侧电源线路过渡电阻的影响 （1）使测量阻抗增大，保护范围缩短；（2）保护装置距离短路点越近，受到的影响越大，可能导致保护无选择性动作；（3）线路越短，整定值越小，所受影响越大。

稳态超越：这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小，进而引起保护误动作的现象，称为距离保护的稳态超越。克服稳态超越影响的措施：采用能容许较大的过度电阻而不至于拒动的测量元件。

第四章

纵联保护依据的最基本原理：通过通信设施将线路两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反映其安装点的电气量，而且还反应线路对侧另一保护安装处的电气量。

纵联保护：1）概念：将线路一侧电气量信息传到另一侧去，两侧电气量同时比较、联合工作的保护。即线路两侧之间有纵向联系的保护。2）纵联保护特点：可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路，即可以实现全线速动。3）通道类型：导引线通信 电力线载波通信 微波通信 光纤通信 2221M m δctg Z j )Z Z (Z ∑∑--=