配电系统继电保护存在的问题及解决方法
发表时间：2017-12-06T09:57:38.943Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：胡红光[导读] 摘要：人们对电力能源的依赖度越来越高，配电系统继电保护的重要性也愈发明显。
（江西省建筑设计研究总院江西省南昌市 330000）摘要：人们对电力能源的依赖度越来越高，配电系统继电保护的重要性也愈发明显。面对当前配电系统继电保护的问题，我们一方面要打好基本功，解决存在的问题，另一方面要对配电系统继电保护发展的趋势有所预测，迎接更大的挑战。因此，本文对配电系统继电保护存在的问题进行了分析。
关键词：配电系统；继电保护；解决对策
一、配电系统继电保护的概况
1.1配电系统的继电保护装置的组成
电源进线：定时限过流保护，定时限速切保护，过负荷报警及差动保护，轻、重瓦斯及温度保护。馈出线路：过流保护，电流速断保护，小电流接地报警。
1.2配电系统的继电保护装置的配置原则
继电保护的配置，它应当满足两点最基本的要求：一是任何电力设备和线路不得在任何时候处于无继电保护的状态下运行；二是任何电力设备和线路在运行中必须在任何时候由两套完全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器实现保护。具体来来，要符合以下几点原则：
1）配电站进线一般不设继电保护； 2）变电站及开关站出线保护由过电流保护、零序电流保护、前加速一次重合闸保护（若线路有架空线）构成； 3）配电站及开关站母线分段，配置备用电源自切及自切后加速保护装置； 4）配电变压器选用熔断器或由继电器构成的过电流保护及零序电流保护。
二、配电系统继电保护存在的问题
2.1继电保护人员素质不高
电力系统的继电保护工作是一项连续的工作，而且任务繁重，需要稳定的、业务能力强的继电保护人员来进行具体的操作。但是，目前继电保护人员流动性较大，不能保证继电保护工作的连续性，从而使继电保护工作效率低下。此外，继电保护工作任务繁重，从事这一工作的人员很少有机会参加培训，他们对配电系统的继电保护装置不熟悉，也不了解具体的运行规定，使他们在继电保护装置出现故障时不能够及时、冷静地处理。继电保护人员素质不高就不能正确地判断继电保护现象，也不能加强对继电保护工作中的注意事项的重视，从而影响继电保护工作的正常进行。
2.2电流互感器饱和影响对变、配电的保护
随着现代工业的发展，对电力的需求越来越大，供电系统的规模也不断地加大。在大规模的供电系统中低压配电系统短路的电流不断增大，短路电流的增大使电流互感器变比的误差加大，这样一来，一些不太灵敏的电流速断保护就可能会拒绝工作。电流速断保护拒绝工作，就不会对线路短路时的电力系统进行有效的保护，从而影响配电系统的正常工作。在线路短路时，电流互感器饱和，几乎不能感应到二次侧的电流，在这种情况下定时限过流保护装置也不能正常工作。当变电所出现定时限过流保护装置的拒动时，就可能会延长故障时间，扩大故障影响的范围。如果出现在配电所，就有可能造成整个配电系统的瘫痪。
2.3继电保护设备老化
我国配电系统的继电保护的设备大都是20世纪七八十年代的老式机械，这些设备许多已经老化，不能真正产生保护作用。老式设备的节点有很多的氧化尘，压力降低，电力系统出现故障时继电保护很可能出现保护误动或拒动现象。由于设备老化，二次直流回路在系统严重低压时的可靠性很难保证，甚至会导致越级跳闸使事故的范围加大。
2.4环网供电缺乏保护设施
我国环网供电系统基本以负荷开关为主，基本不设断路器也没有其他的保护措施。即使安置断路器，受到负荷转移等因素的影响也很难协调继电保护的选择性。环网供电的模式，一旦发生线路故障，整个环网就会全部停电，要想恢复需要人工重构网络体系。这样就会延长故障时间，扩大故障的影响范围。
2.5继电保护校验装置存在漏洞
保护校验装置是配电系统继电保护的重要装置，但是目前继电保护系统缺乏高性能的保护校验仪器，仍然以比较老式的仪器为主，严重影响继电保护的工作效率。而且，继电保护的图纸资料不全也不利于保护校验工作的进行。继电保护图纸资料不全是长期存在的问题，很多的变、配电图纸资料存在破损、丢失、残缺的现象。图纸资料不全影响保护校验工作的进行，进而影响继电保护工作的进行。
三、改善配电系统继电保护的方略
3.1提高继电保护工作人员的素质
工作人员的素质直接决定继电保护工作的质量，所以，要提高继电保护工作的工作水平需要提高工作人员的素质。首先，要减少工作人员的变动，确保继电保护工作的连续性。严格规范工作人员的调动，尽量避免继电保护人员大幅度的变动。其次，加强对继电保护工作人员的培训。定期组织工作人员参加技术培训，让他们熟悉电力系统保护装置的配置以及运行的规定，了解保护装置的工作原理。只有真正了解了该设备的运行原理，工作人员才能正确判断保护现象，才能在保护设备出现异常时冷静的处理。
3.2加大资金投入，更新老化设备
随着社会的进步和科技的发展，配电系统继电保护装置和技术得到了很大改善。为了提高继电保护的效用和性能，需要与时俱进地更新已经老化或者频出故障的继电保护设备，同时加大对继电保护工作的资金投入，以用来购买先进的继电保护设备，学习先进的继电保护技术，加强和发达国家的技术交流与互动，了解相关领域的最新动向和研究成果，使继电保护系统更好地发挥其作用，保障配电系统的正常运转。
3.3避免短路造成电流互感器饱和
供电系统中继电保护问题的研究 摘要:供电系统中装设继电保护装置是通过缩小事故的X围或预报事故的发生，来保证供电的安全和可靠性。本文主要对继电保护装置的任务、发展、组成、现状及发展方向做了介绍。 关键词:供电系统；继电保护 一、引言 随着我国国民经济的不断增长，人民生活水平不断提高，人们对电力的需求不断增大，对供电质量的要求也越来越高。为了保证供电的可靠性，在供电系统发生故障时，必须有相应的保护装置将故障部分及时从系统中切除以保证非故障部分继续工作，并发出报警信号，以便提醒工作人员检查并采取相应措施。 供电系统中继电保护的任务大致有两种：一、故障时跳闸。在供电系统出现短路故障时，作用在前方最靠近的控制保护装置迅速跳闸，切除故障部分，并提醒工作人员检查，及时消除故障。二、异常状态发出报警信号。在供电系统出现过负荷等不正常工作状态时发出报警信号，提醒工作人员注意并及时处理，以免发展成故障。 电力系统的飞速发展对继电保护提出更高的要求，而电子技术、计算机与通信技术的发展为继电保护的发展注入了新的活力，使继电保护技术出现了四个发展阶段： 20世纪50年代，我国工程技术人员掌握了国外的继电保护设备运行技术，为
我国继电保护技术发展奠定了坚实的基础。 20世纪60年代中期80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代，运行于葛洲坝500kV线路上的高频保护，结束了线路保护依赖进口的时代。70年代中期，基于集成运放的集成电路保护开始研究，到80年代末，集成电路保护逐渐取代晶体管保护，到90年代初，已经处于主导地位。 从70年代末开始，我国已开始计算机继电保护的研究，所研究的成果逐渐应用于电力系统，可以说，从90年代开始我国继电保护技术进入微机保护时代。 二、供电系统中继电保护装置的组成 继电保护装置有若干个继电器组成，如图1所示，当线路上发生短路时，起动用的电流继电器KA瞬时动作，使时间继电器KT起动，KT经整定的一定时限后，接通信号继电器KS和中间断电器KM，KM触头接通断路器QF的跳闸回路，使断路器QF跳闸。
电力系统继电保护（第二版） 张保会尹项根主编 继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中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出信号的一种自动装置.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。 继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么? 答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。 线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？ 答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叠，使得任意点的故障都处于保护区内。 后备保护的作用是什么？ 答：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损坏、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。 为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。 在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？ 答：在双侧电源供电网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。 功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？ 答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位，并且根据一定关系[cos(+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小雨最小动作电压时，就出现了电压死区。在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。 为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都能动作，需要确定接线方式及内角，请给出90°接线方式正方向短路时内角的范围。 答：(1)正方向发生三相短路时，有0° 1.1电力系统继电保护的作用 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发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果： (1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； (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工厂产品的质量； (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统的瓦解。 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。 系统故障的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雪击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误，检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： (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破坏，保证其它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（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。 《工厂供电》课程设计任务书 完成期限： 2016 年 1 月 4 日开始至 2016 年 1 月 8 日 题目：10KV电力线路继电保护初步设计 一. 原始资料：某10kv电力线路，如图所示。已知TA1的变流比K i(1)为160/5A，TA2的变 流比K i(2)为100/5A。WL1和WL2的过电流保护均采用两相两继电器式接线，继电器均为GL-21/5型。今KA1已经整定，其动作电流I OP(1)为8A，10倍动作电流的动作时间t(1)为 1.4S。WL2的计算电流I L,max(2)为75A，WL2首端的I(3)K2为910A,其末端的I(3)K3为400A。 试整定KA2的动作电流和动作时间，并校验其灵敏度。(计算时取：继电器返回系数K re 为0.8，可靠系数K rel为1.3，结线系数K w为1，时限级差为△t=0.7S。) 二. 设计主要容：（1）系统概况说明；（2）确定继电保护方案；（3）计算步骤与结果；（4） 接线原理图；（5）选择主要电气设备并上网找出相应型号；（6）设计总结。 三. 必须完成的图：系统原理图。 过电流继电器实现两级保护原理电路如图(a)所示。图中TA1和TA2分别为上下两级线路的电流互感器。 (a) (b) (c) 两级保护一次系统和整定说明 ※两级保护有：①上一级为定时限电流保护，下一级为反时限电流保护。 ②上、下两级均为反时限电流保护。 两级保护无论采取何种方式，两级保护的时限均要有时限级差，对于定时限过电流保护，可取时间级差为△t=0.5S；对于反时限过电流保护，可取时间级差为△t=0.7S。如图 (b)、(c)所示。 定时限过电流保护的动作时间，利用时间继电器来整定。 反时限过电流保护的动作时间，由于GL感应式电流继电器的时限调节是按10倍动作电流的动作时间来标度的，因此要根据前后两级保护的GL感应式电流继电器的动作特性曲线来整定。动作特性曲线是按所选型号给出来确定的。 电力系统继电保护第二部分 电力系统继电保护第二部分 第七章变压器保护 7-1变压器可能发生哪些故障和异常工作情况，应该装哪些保护？ 变压器的故障类型：变压器油箱内部故障和油箱外部故障 油箱内部故障：绕组的相间短路，匝间短路和中性点接地系统侧的接地短路； 油箱外部故障：主要是变压器的绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。 变压器的异常工作情况：外部短路引起的过电流过负荷，油箱漏油造成油面下降或冷却系统故障引起的油温升高；外部接地短路引起的中性点过电压；过电压或系统频率降低引起的过励磁等。应装的保护 瓦斯保护：反应变压器油箱内部各种短路和油面降低； 纵差动保护：反应变压器绕组或引出线相间短路、中性点直接接地系统侧绕组或引出线的单相接地及绕组匝间短路； 过电流保护：反应变压器外部相间短路并做瓦斯保护和纵差动保护的后备保护； 零序电流保护：反应中性点直接接地系统中变压器外部短路。 以及过负荷保护和过励磁保护。 7-2为什么变压器纵差保护不能代替瓦斯保护？ 瓦斯保护主要优点是结构简单、灵敏性高、能反应变压器油箱内部各种故障，特别是匝间短路或一相断线，纵差动保护往往不能动作，此外也是油箱漏油或绕组、铁芯烧损的唯一保护。 何时重瓦斯保护应由跳闸位置改为信号位置？ 为防止在变压器换油或瓦斯继电器实验时错误动作，使重瓦斯保护转为只发信号。 7-3变压器实现纵差动保护的基本原则是什么由于变压器高低压侧的额定电流不同，因此为保证纵差保护的正确工作就必须选择适当的电流互感器变比，使得在正常和外部故障时，两个二次电流相等，即在正常和外部短路时差动回路的电流等于零，保护不动作。而在内部短路时，差动回路的电流不为零，保护动作。 第一章 1、继电保护在电力系统中的任务是什么 答：（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，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 2、什么是故障、异常运行和事故短路故障有那些类型相间故障和接地故障在故障分量上有何区别对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别 答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。相间故障无零序分量。对称故障只有正序分量。 3、什么是主保护、后备保护什么是近后备保护、远后备保护在什么情况下依靠近后备保护切除故障在什么情况下依靠远后备保护切除故障 答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。 4、简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分 5、什么是电力系统继电保护装置 答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生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装置。 6、电力系统对继电保护的基本要求是什么 答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。3、灵敏性：继电保护的灵敏性，是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。4、可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。 第二章 1、何谓三段式电流保护其各段是如何保证动作选择性的试述各段的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。画出三段式电流保护各段的保护范围和时限配合特性图。 答：电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。 1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？ 答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。 1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中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出信号的一种自动装置.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。 1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么? 答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。 1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？ 答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。 单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，本线路首端的电气量差别不大。所以，为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作，这种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。 1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？答：利用电力元件两端电流的差别，可以构成电流差动保护；利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护；利两侧功率方向的差别，可以构成纵联方向比较式保护；利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别，可以构成纵联距离保护。 《电力系统继电保护》综合复习材料 一、填空题 1、 全阻抗继电器与方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定,当线路上发生短路 时,_______________继电器灵敏度高。 2、 为防止电压互感器三相熔断器同时熔断时断线闭锁装置失去作用,应 3、 校验阻抗继电器精工电流的目的就是_______________________________ 4、 发电机定子绕组发生单相接地,当接地电容电流大于_____安时,保护动作于跳闸。 5、 发电机低压过电流保护,电流元件应采用________接线,电压元件采用_________接线 6、 发电机-变压器组接线且发电机与变压器之间无断路器时,差动保护____________。 7、 发电机采用什么型式的相间短路后备保护由______ ______ __及_______ ________决定。 8、 阻波器就是由电感线圈与可变电容器并联组成的回路,其谐振频率为 。 9、 中性点直接接地系统,当发生单相金属性接地时,故障点故障相电压 、 _____电压 最高, 零序电压为零。 10、 微机保护的数字滤波就是用_ __实现的。 11、 闭锁角应该按照 可能出现的最大间断角来整定,最大间断角主要由 的 角度误差、序电流滤波器产生的角度误差、 引起的角度误差、 需要的延时等决定。 12、 使动作阻抗降为 set Z 对应的测量电流,称为最大精确工作电流,用ac.max I 13、 保护用电流互感器除用常规条件选择外,还应进行________________校验。 14、 电抗变换器二次绕组接调相电阻的目的就是调节输入电流与输出电压间的_______。 15、 保护用电流互感器除用常规条件选择外,还应进行________________校验。 16、 利用通信通道将两端的保护装置纵向连接起来,将两端的电气量比较,以判断故障在区内还就是 区外,这种保护称之为输电线路的 17、 对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: 、速动性、 、可 靠性。即保护的四性。 二、选择题 1. 电力系统振荡时,系统中存在 分量电流。 (A)正序、负序与零序 (B)正序 (C)负序与零序 (D)正序与负序 2. 影响距离保护正确动作的分支系数与网络接线方式有关,其值 。 (A) 可能大于1或等于1或小于1 (B) 大于1 (C)小于1 (D) 等于1 3. 双电源线路相间短路在故障点存在过渡电阻时,反应相间短路故障的阻抗继电器测量到附加阻抗 浅谈供配电系统的继电保护 发表时间：2018-05-14T10:51:06.850Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：白佳星谢治飞 [导读] 摘要：当前，在我国的配电系统中，通常都是应用的配电高压，因而做好配电系统继电保护工作对于维护人们的日常生活生产安全十分重要，还可以保证电力企业的健康可持续发展。 （内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯电业局内蒙古鄂尔多斯 016200） 摘要：当前，在我国的配电系统中，通常都是应用的配电高压，因而做好配电系统继电保护工作对于维护人们的日常生活生产安全十分重要，还可以保证电力企业的健康可持续发展。继电保护作为供配电系统的重要组成部分，被称为供配电系统的安全屏障。如何让继电保护保障供配电系统稳定和安全运行至关重要。本文首先详细的论述了供配电运行状态，供配电系统继电保护装置的作用，最后对继电保护中几种常见的电流保护方式进行了详细的介绍。 关键词：供配电系统；继电系统 引言 城市化进程的加快，使得城市规模迅速扩大，城市人口不断增加，对于电力的需要也越来越大，做好电力系统运行管理，保证电力供应的稳定性和可靠性，是电力企业需要重点关注的问题。在实际运行中，受各种因素的影响，供配电系统中经常会出现各种各样的问题和故障，影响系统的可靠运行。因此，在供配电系统中，应用继电保护技术，保障系统运行安全，是非常必要的。 1、配电系统继电保护概述 继电保护，即在供配电系统中安装保护装置以监视、测量并控制配电网系统，同时在供配电系统出现异常时能够保护系统。换句话说，就是在供配电系统中安装了继电保护装置后，能够及时地了解配电系统是否正常工作，并在出现故障时对故障做出具体反映，做到自动跳闸或发出警告，降低发生更加严重电气事故的可能性。因此，保护装置在配电系统中要做到及时地判断系统中发生故障的电器元件并能够快速地切断其与系统间的联系，避免系统受到更严重的损害，保障配电系统的安全运行，将故障造成的损失降到最低。 2、继电保护基本原则 供电系统实现安全运行，必须满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性等四项基本原则，具体如下。可靠性。即继电保护装置整定、调试无误，内部元件质量可靠、运行得当、系统简化，以保证系统可靠性。选择性。当设备或线路本身发生短路故障，自身断路器拒动，由邻近设备保护或邻近线路保护动作切除故障。灵敏性。设备或线路在被保护范围内发生短路故障时，保护装置有必要的灵敏系数，并满足最小灵敏度要求。速动性。发生故障时，保护装置及时做出响应，尽快切除短路处故障，缩小故障范围，并减少电力线路和故障设备的损坏程度，提高自动重合闸和备自投的可靠性。 3、供配电系统继电保护装置的作用及设置分析 3.1继电保护在供配电系统中的作用分析 继电保护对于维护供配电系统的稳定和安全运行起着不可替代的作用，主要原理是通过预报运行事故的发生和降低事故范围的方法来达到提升系统运行的稳定，最重要的是能够保证系统不间断的供电从而保障供配电系统的稳定和安全运行。在供配电系统当中，继电保护所起的作用主要体现在以下三个方面：①在供配电系统正常运行的情况下，能够安全、完整地监视所有设备的运行状况，为值班人员提供有效的运行依据；②当供配电系统出现故障时，能够迅速自主有效地做出判断，切除故障部分，从而保证故障部分以外能够正常运行；③一旦供配电系统出现异常运作的情况，可以准确及时地发出警报或信号，告知值班人员尽快作出反应。 3.2供配电系统继电保护装置的设置 供配电系统的供电线路、分段母线和配电变压器一般会设置以下几种保护装置。①供电线路上，6kV线路应装设上过流保护。若过流保护的时间不大于0.5~0.7s且没有保护配合上的要求时，可以酌情不装设电流速断保护，但是重要的变配电引出的线路必须装设瞬间电流速断保护。而当瞬间电流速断保护也不能满足选择性动作时，则应装设带时限的电流速断保护。②分段母线。不并列运行的分段母线应当装设电流速断保护，但是只在断路器合闸的瞬间使用，合闸后会自动解除。若装设的是反时限过流保护，瞬动部分会解除，而负荷等级较低的母线或是配电负荷中心则可不安装保护。③配电变压器。当其容量小于400kVA时，通常情况下采用高压熔断器保护。当配电变压器的容量为400~630kVA、高压侧使用断路器时，应当装设过流保护。一旦过流保护时限大于0.5s时，还需要安装电流速断保护，油浸式的配电变压器还需要安装瓦斯保护，另外还需要安装温度报警保护。继电保护装置作为可修复的元件，它常用的状态包括以下几种：①正常运行状态，这是继电保护装置一般所处的正常状态。②检修状态，为了确保继电保护装置能够长期稳定运行，需要对其进行定期检修，在检修的时候保护装置会退出正常运行状态。③正常动作状态，是指当被保护元件出现故障时，保护装置正确动作于跳闸的状况。④误动作状态，当保护装置不应动作时出现错误的动作状态，比如因为整定错误导致出现区外故障，继电保护装置发生跳闸的错误动作。⑤拒动作状态，是指当保护装置需要作出动作时却拒绝动作的状态，比如因内部机械故障或是整定错误导致保护装置拒动作。⑥故障维修状态，当保护装置出现故障的时候对其维修时进入的状态。 4、常见故障分析与对策 4.1常见故障分析 （1）过电流。即为负荷超过电气设备额定值。此类故障情况在各港区较为常见，造成绝缘导体温度升高，加速老化，发生短路故障。（2）电压超额。即为电压超过额定值。当发生单相接地故障时，非接地两相电压将升高数倍，极可能击穿绝缘层引起严重电力事故。（3）电压骤降。在电网电压急剧下降过程中，线路侧电动机由于自启动产生多倍数级的启动电流，造成自启动困难，甚至无法自启动的现象。（4）绝缘老化。当电力线路长时间运行后，造成线路的绝缘能力下降，容易因发生一点或两点线路击穿而导致电力事故。 4.2常见故障对策 为提高乍浦港供电系统的可靠性，满足继电保护基本原则，并避免过电流、电压超额、绝缘老化、电压骤降等4种供电故障的发生，本文对港内变电所的综合继电保护整定值的计算，以及保护时间的调整进行阐述，得出相关的继保整定值和时间。（1）电流的保护整定原则。各个10kV中心配变电所及分变电所的电流保护，分为过流保护和速断保护。速断保护根据短路电流实现；过流保护根据负荷大小而定。（2）电压的保护整定原则。主要为电容补偿和PT的开口电压保护，以及线路过压和欠压保护。开口三角的电压值，在实际运行中，由于电压互感器的自身误差，极易产生多次谐波引起的不平衡电压。因此，整定值应大于不平衡电压。（3）保护时间的整定原则。根据负 10KV供电系统的继电保护 摘要：在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。 关键词：电力系统发电变电输电配电 1. 10KV供电系统在电力系统中的重要位置 电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10KV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。 10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。 由于10KV 系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。 2. 10KV系统中应配置的继电保护 按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置： （1） 10KV线路应配置的继电保护 10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。（2）10KV配电变压器应配置的继电保护 1）当配电变压器容量小于400KV A时：一般采用高压熔断器保护； 2）当配电变压器容量为400～630KV A，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护； 3）当配电变压器容量为800KV A及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护；另外尚应装设温度保护。 （3） 10KV分段母线应配置的继电保护 对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合 第一章 填空题： 1.电力系统继电保护应满足(选择性 )( 速动性)(灵敏性) ( 可靠性)四个基本要求。 2.电力系统发生骨子后，总伴随有电流（增大）电压（降低）线路始端测量阻抗的（减小）电压与电流之间相位角（变大） 3.电力系统发生故障时，继电保护装置应（切除故障设备），继电保护装置一般应（发出信号） 4.电力系统切除故障时的时间包括（继电保护动作）时间和(断路器跳闸)的时间 5.继电保护灵敏性指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力 6.继电保护装置一般由测量部分，逻辑环节和执行输出组成。 7.继电保护装置的测量部分是由被保护原件的（某些运行参数）与保护的整定值进行比较。 选择题： 8我国继电保护技术发展过了五个阶段，其发展顺序是C A机电型晶体管型整流型集成电路型微机型 B机电型整流型集成电路型晶体管型微机型 C机电型整流型晶体管型集成电路型微机型 9电力系统最危险的故障C A单相接地 B两相短路 C 三相短路 10电力系统短路时最严重的后果是C A电弧使故障设备损坏 B使用户的正常工作遭到破坏C破坏电力系统运行的稳定性 11.继电保护的灵敏度系数K1m要求（C） (A)K1m<1 (B)K1m=1 (C)K1m>1 12.线路保护一般装设两套，它们是 (B) (A)主保护 (B)一套为主保护，另一套为后备保护 (C)后备保护 判断题： 13.电气设备过负荷时，继电保护应将过负荷保护设备切除。（错） 14.电力系统继电保护装置通常应在保护选择性的前提下，使其快速动作。（对） 15.电力系统在不正常工作状态时，继电保护不但发出信号，同时也把不正常工作的设备切除（错） 16.能使电流继电器从释放状态改变至动作状态的最大电流称为继电器的动作电流。（错） 与发电机型式和冷却方式有关的A参数，随着发电机机组容量的增大而： A. 成周期性变化； B. 恒定不变； C. 逐步减小； D. 逐步增大； 回答错误!正确答案： C 正常、过激运行的发电机失磁后，机端测量阻抗的变化轨迹应该是 A. 从第Ⅰ象限到第Ⅳ象限 B. 从第Ⅰ象限到第Ⅲ象限 C. 从第Ⅰ象限到第Ⅱ象限 D. 从第Ⅳ象限到第Ⅱ象限 回答错误!正确答案： A 闭锁式方向纵联保护中，闭锁信号是： A. 由短路功率为正的一侧发出的 B. 由短路功率为负的一侧发出的 C. 只在负半周发信 D. 只在正半周发信 回答错误!正确答案： B 对自动重合闸前加速而言，下列叙述哪个是不正确的： A. 保护第一次切除故障可能有选择性 B. 保护第一次动作可能有延时 C. 保护第二次切除故障一定有选择性 D. 保护第二次动作可能有延时 回答错误!正确答案： B 距离Ⅲ段的灵敏度校验中应采用。 A. 最大分支系数 B. 过激分支系数 C. 最小分支系数 D. 正常分支系数 回答错误!正确答案： A 在不需要动作时保护不误动，保护范围内发生应该动作的故障时不拒动的特性是指保护的。 A. 可靠性 B. 速动性 C. 灵敏性 D. 选择性 回答错误!正确答案： A 汽轮发电机失磁后是否继续运行主要取决于下列哪个因素？ A. 系统的运行方式； B. 发电机自身的状态； C. 系统的无功储备； D. 负荷需求； 回答错误!正确答案： C 自动重合闸后加速一般适用于下列哪种情况？ A. 110kV及以上电压等级线路； B. 35kV及以下电压等级线路； C. 系统发生永久性故障； D. 系统发生瞬时性故障； 回答错误!正确答案： A 纵联电流相差动保护中，保护装置本身的最大角度误差是多少度？ A. 0.06 B. 22 C. 15 D. 7 回答错误!正确答案： C 故障切除时间等于： A. 保护装置和断路器动作时间的总和 B. 保护的固有动作时间 C. 保护的整定时间 D. 断路器的动作时间 回答错误!正确答案： A 方向阻抗继电器在保护出口处可能有。 A. 电压死区 B. 补偿电压 C. 最小保护范围 D. 补偿电流 、继电保护装置的作用：能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号。 2、继电保护装置的基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。 选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电范围，保护装置这样动作就叫做有选择性。 快速性：目前，断路器的最小动作时间约为0.05～0.06秒。110KV 的网络短路故障切除时间约为0.1～0.7秒；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于不允许长时间电压降低的用户，一般约为0.5～1.0秒。对于远处的故障允许以较长的时间切除。 灵敏性：保护装置对它在保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力称为保护装置的灵敏度。 可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护范围内发生故障时，不因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。保护装置的选择性、快速性、灵敏性、可靠性这四大基本要求是相互联系而有时又相互矛盾的。在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。一般说来，选择性是首要满足的，非选择性动作是绝对不允许的。但是，为了保证选择性，有时可能使故障切除的时间延长从而要影响到整个系统，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。 3、继电保护的基本原理 继电保护装置的三大组成部分：一是测量部分、二是逻辑部分、三是执行部分。继电保护的原理结构图如下： 第一章电网相间短路的电流电压保护 一、定时限过流保护的工作原理及时限特性 1、继电保护装置阶梯形时限特性：各保护装置的时限大小是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的保护，其动作时限越长，用t1、t 2、t3分别表示保护1、2、3的动作时限则有t1>t2>t3，它好比一个阶梯，故称为阶梯形时限特性。定时限过流保护的阶梯形时限特性如下图： 二、电流电压保护的常用继电器 1、继电器的动作电流：使继电器刚好能够动作的最小电流叫继电器的动作电流Id.j。 2、继电器的返回电流：使继电器刚好能够返回的最大电流叫继电器的返回电流If.j。 3、电流返回系数：Kf=Id.j/If.j DL-10系列电流继电器的返回系数一般不小于0.85。 4、过电压继电器的动作电压Ud.j：使继电器刚好能够动作的最小电压叫继电器的动作电压。 5、过电压继电器的返回电压Uf.j：使继电器刚好能够返回的最大电压叫继电器的返回电压。 6、DJ-122型是低电压继电器，其电压返回系数Kf>1，一般不大于1.2。 7、电压返回系数：Kf=Ud.j/Uf.j 一般不在0.85左右。 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、电流保护 整定电流的意义是：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 中性点直接接地系统： 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第三章、距离保护 110KV电网线路继电保护课程设计 一、设计资料 1．110KV系统电气主接线 110KV系统电气主接线如下图所示 2．系统各元件主要参数： （1）发电机参数 机组容量（MVA）额定电压（KV）额定功率因数X% ＃1、＃2 2×15 10．5 0．8 13.33 （2）输电线路参数 AS2 AB AC BS2 LGJ－185/5 LGJ－240/3 LGJ－185/1 LGJ－240/6 ф＝670ф＝710ф＝670ф＝710（3）变压器参数 序号1B、2B 3B、4B 5B、6B 型号SFZ－12500/110 SF－20000/110 SFZ－31500/110 接线组别Y 0/△－11 Y /△－11 Y /△－11 二、设计容 1. CA线路保护设计 AS、AC、AB线路保护设计 2. 2 BS线路保护设计 3. BA、 1 三、设计任务 1.系统运行方式和变压器中性点接地的选择 2.故障点的选择及正、负、零序网络的制定 3.短路电流计算 4．线路保护方式的选择、配置与整定计算（选屏） *5．主变及线路微机保护的实现方案 6．线路自动综合重合闸 7．保护的综合评价 *8、110KV系统线路保护配置图，主变保护交、直流回路图 随着电力系统的飞速发展，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护的萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的各种短路。发生短路时可能会产生以下后果： (1)电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。 (2)故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。 (3)电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。 (4)破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。 因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性，一旦发生故障，必须迅速而有选择性的切除故障，且切除故障的时间常常要求在很短的时间（十分之几或百分之几秒）。实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要求，而这种装置在目前使用的大多数是由单个继电器或继电器及其附属设备的组合构成的，因此称为继电保护装置，它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发生告警信号。 继电保护的任务就是在系统运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），能够自动、迅速、有选择性且可靠的发出跳闸命电力系统继电保护的作用
10KV电力线路继电保护初步设计说明
电力系统继电保护第二部分.doc
电力系统继电保护习题参考答案
电力系统继电保护第一章习题和答案
电力系统继电保护
浅谈供配电系统的继电保护
10KV供电系统的继电保护
电力系统继电保护 答案
电力系统继电保护原理
电力系统继电保护
电力系统继电保护总结
110KV电网线路继电保护课程设计
相关主题
文本预览