电力系统继电保护 董双桥 2005年9月
第一部分电力系统继电保护的基本知识 电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。 电力系统运行有如下特点： 1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。 电力系统继电保护的作用。 电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3、系统中运行人员误操作。 电力系统故障的类型： 1、单相接地故障D（1） 2、两相接地故障D（1.1） 3、两相短路故障D（2） 4、三相短路故障D（3） 5 线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。 电力系统短路故障的后果： 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。 不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。
4）电力系统低频，低压。 电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。 继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。 继电保护的基本任务： 1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。 电力系统对继电保护的基本要求（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式 2）快速性：电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。 3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。 4）可靠性： ①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。 在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。
大学200 －200 学年第( )学期考试试卷课程代码 3042100 课程名称电力系统继电保护原理考试时间120 分钟 阅卷教师签字： 一、填空题（每空1分，共18分） 1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常工作 时，继电保护装置一般应。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其 灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过 渡电阻的影响最大， 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理实现 的，因此它不反应。 7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分量，其 中以为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动， 即， 和。 二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（ ）。 （A ）单相接地 （B ）两相短路 （C ）三相短路 2、继电保护的灵敏系数 要求（ ） 。 （A ） （B ） （C ） 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ ）。 （A ）提高保护的灵敏性 （B ）外部故障切除后保护可靠返回 （C ）解决选择 性 4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（ ） （A ）瞬时电流速断保护 （B ）限时电流速断保护 （C ）定时限过电流保护 5、三种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 6、有一整定阻抗为的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗时， 该继电器处于 （ ）状态。 （A ）动作 （B ）不动作 （C ）临界动作 7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II 段的动作阻抗时，分支系数应取（ ）。 （A ）大于1，并取可能的最小值 （B ）大于1，并取可能的最大值 （C ）小于1，并取可能的最小值 8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（ ）。 （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 9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（ ） （A ）能正确动作 （B ）可能拒动 （C ）可能误动 10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k 点短路，若A-B 线路通道故障，则保护1、2将（ ）。 （A ）均跳闸 （B ）均闭锁 （C ）保护1跳闸，保护2 闭锁 图1 11、变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。 （A ）过电流 （B ）过负荷 （C ）瓦斯 12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（ ）选择。 sen K 1sen K <1sen K =1sen K >860set Z =∠?Ω430m Z =∠?Ω A B C D
我们把它统称为电力系统。一般将电能通过的设备成为电力系统成为电力电力系统的一次设备，如发电机、变压器、断路器、输电电路等，对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，被称为电力系统的二次设备。继电保护装置就属于电力系统的二次设备。 一、继电保护装置的基本原理 为了完成继电保护的任务，继电保护就必须能够区别是正常运行还是非正常运行或故障，要区别这些状态，关键的就是要寻找这些状态下的参量情况，找出其间的差别，从而构成各种不同原理的保护。 1.利用基本电气参数的区别 发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护： (1)过电流保护。单侧电源线路如图1-1所示，若在BC段上发生三相短路，则从电源到短路点k之间将流过很大的短路电流I k，可以使保护2反应这个电流增大而动作于跳闸。 (2)低电压保护。如图1所示，短路点k的电压U k降到零，各变电站母线上的电压都有所下降，可以使保护2反应于这个下降的电压而动作。 图1：单侧电源线路 (3)距离保护。距离保护反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗）的减小而动作。如图1所示，设以Z k表示短路点到保护2（即变电站B母线）之间的阻抗，则母线 上的残余电压为： U B=I k Z ko Z B 就是在线路始端的测量阻抗，它的大小正比于短路点到保护2之间的距离。 2.利用内部故障和外部故障时被保护元件两侧电流相位（或功率方向）的差 别
两侧电流相位（或功率方向）的分析如下。 图2：双侧电源网络 a——正常运行情况；b——线路AB外部短路情况；c——线路AB内部短路情况 正常运行时，A、B两侧电流的大小相等，相位相差180°；当线路AB外部故障时，A、B两侧电流仍大小相等，相位相差180°；当线路AB内部短路时，A、B两侧电流一般大小不相等，在理想情况下（两侧电动势同相位且全系统的阻抗角相等），两侧电流同相位。从而可以利用电气元件在内部故障与外部故障（包括正常运行情况）时，两侧电流相位或功率方向的差别构成各种差动原理的保护（内部故障时保护动作），如纵联差动保护、相差高频保护、方向高频保护等。 3．序分量是否出现 电气元件在正常运行（或发生对称短路）时，负序分量和零序分量为零；在发生不对称短路时，一般负序和零序都较大。因此，根据这些分量的是否存在可以构成零序保护和负序保护。此种保护装置具有良好的选择性和灵敏性。 4．反应于非电气量的保护 反应于变压器油箱内部故障时所发生的气体而构成气体（瓦斯）保护；反应于电动机绕组的温度升高而构成过负荷保护等。 二、继电保护装置的组成 继电保护的种类虽然很多，但是在一般情况下，都是有三个部分组成的，即测量部分、逻辑部分和执行部分。其原理结构如图3所示。
电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态 故障：短路(最常见也最危险)；断线；两者同时发生 不正常：过负荷；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；振荡 继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。 迅速切除故障，减小停电时间和停电范围 指示不正常状态，并予以控制 继电保护的基本原理 利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时，各种物理量的差别来判断故障或异常，并通过断路器将故障切除或者发出告警信号 继电保护装置的三个组成部分。 测量部分：给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动 逻辑部分：常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等，确定断路器跳闸或发出信号 执行部分 保护的四性 选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减少速动性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。 灵敏性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和 可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动，称信赖性）而在不属于该保护装置动作的其他情况下，则不应该动作（即不误动，称安全性）。 主保护、后备保护 保护：被保护元件发生故障故障，快速动作的保护装置 后备保护：在主保护系统失效时，起备用作用的保护装置。 远后备：后备保护与主保护处于不同变电站 近后备：主保护与后备保护在同一个变电站，但不共用同一个一次电路。 继电器的相关概念： 继电器是测量和起动元件 动作电流：使继电器动作的最小电流值 返回电流：使继电器返回原位的最大电流值 返回系数：返回值/动作值 过量继电器：返回系数Kre<1 欠量继电器：返回系数Kre>1 绩电特性：启动和返回都是明确的，不可能停留在某个中间位置 阶梯时限特性： 最大(小)运行方式： 在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小(大)，而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式 三段式电流保护：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的一整套保护 工作原理： 电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切
1. 电力系统对继电保护的基本要求为 （1） 、 （2） 、 灵敏性和可靠性 。 2. 在整定单侧电源线路的电流速断保护的定值时，应按躲过系统 （3） （填入最大 /最小）运行方式下本线路末端发生 （4） 故障时流过保护的电流计算。（填入故障类型） 3. 若线路阻抗角φk 为70°，则90°接线的功率方向元件内角α应设为 （5） 。 4. 90°接线方式的功率方向元件，A 相方向元件加入的电流和电压为： （6） ， （7） 。 5. 接地距离保护接线方式，A 相接入的电压Um 和电流Im 应为 （8） ， （9） 。 6. 我国闭锁式纵联保护常见的起动方式有 （10） ， （11） ， （12） 。 7. 对于Yd11接线的变压器，传统的纵差动保护接线时，变压器星形侧（1侧）的TA 应接 为 （13） ，变压器三角侧（2侧）的TA 应接为 （14） ，且两侧TA 变比1TA n 、2TA n 与变压器变比T n 应满足的条件是 （15） 。 8. 试述三段式距离保护的整定、优缺点评价；（10分） 9. 什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗以方向阻抗继电器为例来说明三者 的区别。 10. 说明相间距离保护的0°接线方式和接地距离保护接线方式中，接入阻抗元件的电压电 流 11. 纵联保护的逻辑信号可分为哪几类，各起什么作用。 12. 说明变压器纵差动保护的基本原理、绘出其单相原理接线（以两绕组变压器为例）。并 画出直线型比率制动特性原理图，分析采用穿越电流制动有何作用 13. 简述重合闸前加速和后加速保护的动作过程及其优缺点。 14. 下图所示的网络中所有线路各侧均装有方向高频保护，并认为所有电源的电势均相等且 同相。试指出当k1点发生三相短路时，流过各套保护的功率方向（正向和反向）和在 1. 线路E-F 和F-G 均装设了三段式电流保护，已知线路正序阻抗1 0.4/X km =Ω，线路E-F 的最大负荷电流.max 170L I A =，可靠系数分别为 1.3rel K I =， 1.1rel K =Ⅱ ， 1.2rel K =Ⅲ ，负荷自启 动系数 1.5Ms K =,返回系数0.85re K =，时间阶段0.5t ?=s ，线路保护3的过电流动作时限 为，其余参数见图。计算线路保护1电流三段的整定值和动作时限，并校验灵敏度。（20分） E s min .s X Ω =3max .s X
第二节继电保护的基本原理及其组成 参看图1-1至图1-6及其讲解，了解本章对继电保护装置对正常与故障或不正常状态的区分以及继电保护基本原理，并且通过对继电保护装置基本组成的学习深入了解各部分工作内容。 一、继电保护装置对正常与故障或不正常状态的区分 通过对继电保护装置正常运行状态与故障或不正常状态的学习，初步理解继电保护装置的原理。 1. 为完成继电保护所担负的任务，应该要求它能够正确区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。 图1-1 正常运行情况 在电力系统正常运行时，每条线路上都流过由它供电的负荷电流，越靠近电源端的线路上的负荷电流越大。同时，各变电站母线上的电压，一般都在额定电压±5%-10%的范围内变化，且靠近于电源端母线上的电压较高。线路始端电压与电流之间的相位角决定于由它供电的负荷的功率因数角和线路的参数。 由电压与电流之间所代表的“测量阻抗”是在线路始端所感受到的、由负荷所反应出来的一个等效阻抗，其值一般很大。 图1-2 d点三相短路情况 当系统发生故障时（如上图所示），假定在线路B-C上发生了三相短路，则短路点的电压降低到零，从电源到短路点之间均将流过很大的短路电流，各变电站母线上的电压也将在不同程度上有很大的降低，距短路点越近时降低得越多。 设以表示短路点到变电站B母线之间的阻抗，则母线上的残余电压应为 此时与之间的相位角就是的阻抗角，在线路始端的测量阻抗就是，此测量阻抗的大小正比于短路点到变电站B母线之间的距离。 2. 一般情况下，发生短路之后，总是伴随着电流的增大、电压降低、线路始端测量阻抗减小，以及电压与电流之间相位角的变化。故利用正常运行与故障时这些基本参数的区别，便可以构成各种不同原理的继电保护： （1）反应于电流增大而动作的过电流保护； （2）反应于电压降低而动作的低电压保护； （3）反应于短路点到保护安装地点之间的距离（或测量阻抗的减小）而动作的距离保护（或低阻抗保护）等。 电力系统中的任一电气元件，在正常运行时，在某一瞬间，负荷电流总是从一侧流入而从另一侧流出。 图 1-3 正常运行状态 说明：如果统一规定电流的正方向都是从母线流向线路，则A-B两侧电流的大小相等，相位相差180度（图中为实际方向）。
电力系统继电保护的基础知识 城市电网配电系统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能完全避免的。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，为了确保城市电网配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。 一、继电保护的基本概念 可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理，系统可靠性的定量评定，运行维护，可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置，其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒动作，而在任何其它该保护不应动作的情况下，它不应误动作。 继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同，拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量，输电线路很多，各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作，使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作，将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏，损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下，继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时，将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏，损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时，其后备保护仍可以动作而切除故障，因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。 二、保护装置评价指标 1、继电保护装置属于可修复元件，在分析其可靠性时，应该先正确划分其状态，常见的状态有：①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行，应定期对其进行检修，检修时保护装置退出运行。 ③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时，保护装置正确动作于跳闸的状
继电保护基本原理及电力知识问答
第一篇 继电保护基本原理 第一章 概述 一．什么是电力系统？ 有两种说法： 1．由生产和输送电能的设备所组成的系统叫电力系统，例如发电机、变压器、母线、输电线路、配电线路等，或者简单说由发、变、输、配、用所组成的系统叫电力系统。 2．有的情况下把一次设备和二次设备统一叫做电力系统。 一次设备：直接生产电能和输送电能的设备，例如发电机、变压器、母线、输电线路、断路器、电抗器、电流互感器、电压互感器等。 二次设备：对一次设备的运行进行监视、测量、控制、信息处理及保护的设备，例如仪表、继电器、自动装置、控制设备、通信及控制电缆等。 二．电力系统最关注的问题是什么？ 由于电力系统故障的后果是十分严重的，它可能直接造成设备损坏，人身伤亡和破坏电力系统安全稳定运行，从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失，因此电力系统最为关注的是：安全可靠、稳定运行。 三．电力系统的三种工况 正常运行状态；故障状态；不正常运行状态。而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用。 四．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，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务简单说是：故障时跳闸，不正常运行时发信号。 五．继电保护的基本原理和保护装置的组成 为完成继电保护所担负的任务，显然应该要求它正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。如图1-1（a ）、（b ）所示的单侧电源网络接线图，（这是一种最简单的系统），图1-1(a)为正常运行情况，每条线路上都流过由它供电的负荷电流?f （一般比较小）， 各变电所母线上的电压，一般都在额定电压（二次线电压100V ）附近变化，由电压和电流之比所代表的“测量阻抗”Z f 称之为负荷阻抗，其值一般很大。图1-1(b )表示当系统发生故障时的情况，例如在线路B-C 上发生了三相短路，则短路点的 电压U d 降低到零，从电源到短路点之间 将流过很大的短路电流?d , 各变电所母线 上的电压也将在不同 程度上有很大的降低 （称之为残压）。设以Z d 表示短路点到变 电所B 母线之间的阻 抗，根据欧姆定律很 2)
继电保护复习题老师给的 1.电力系统对继电保护的基本要求为（1）、⑵、灵敏性和可靠性。 2. 在整定单侧电源线路的电流速断保护的定值时，应按躲过系统_ （3）（填入最大/ 最小）运行方式下本线路末端发生（4）故障时流过保护的电流计算。（填入故障类型） 3.若线路阻抗角＜Pk为70°,则90°接线的功率方向元件内角a应设为（5） 4. 90°接线方式的功率方向元件，A相方向元件加入的电流和电压为：（6） （7）。 5.接地距离保护接线方式，A相接入的电压Um和电流Im应为（8）, （9） 6.我国闭锁式纵联保护常见的起动方式有（1U）,（⑴，（12） 7.对于Ydll接线的变压器，传统的纵差动保护接线时，变压器星形侧（1侧）的TA应接 为（13）,变压器三角侧（2侧）的TA应接为（14）,且两侧TA变比 n TM N n TA2与变压器变比弓应满足的条件是______o 8.试述三段式距离保护的整定、优缺点评价；（10分） 什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗？以方向阻抗继电器为例来说明三者的区另！J。①测量阻抗是指其测量（感受）到的阻抗，即为加入到阻抗继电器的电压、电流的比值;②动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的最大测量阻抗； ③整定阻抗是指编制整定方案时根据保护范伟I给岀的阻抗. 9?说明相间距离保护的0°接线方式和接地距离保护接线方式中，接入阻抗元件的电压电流？ 10 ??何谓方向阻抗继电器的最大灵敏角？为什么要调整其最大灵敏角等于被保护线路的阻抗 角？ 答：方向阻抗继电器的最大动作阻抗（幅值）的阻抗角，称为它的最大灵敏角。被保护线路发生相间短路时，短路电流与继电器安装处电压间的夹角等于线路的阻抗角。线路短路时，方向阻抗继电器测量阻抗的阻抗角等于线路的阻抗角，为了使继电器工作在最灵敏状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角 11?纵联保护的逻辑信号可分为哪几类，各起什么作用。 12.说明变压器纵差动保护的基本原理、绘出其单相原理接线（以两绕组变压器为例）。并画 出直线型比率制动特性原理图，分析釆用穿越电流制动有何作用？
第一章微机保护的硬件原理及设计选择原则 1-1概述 微机保护出现20年来，得到了快速的发展，现有多个专业厂家生产微机保护装置，其硬件系统各有特点。 华北电力大学、杨奇逊院士： 第一代（84-90年）MPD-1、单CPU结构、硬件示意图如下： 可靠性差。 第二代：WXH-11（90年代以后）、多CPU结构
系统机 PRINTER 整个系统有五个CPU（8031）。四个CPU分别用来构成高频、距离、零序保护和综合重合闸，另一个CPU用来构成人机接口，A/D 转换采用VFC型。每一个CPU系统都是一个独立的微机系统，任何一个损坏，系统仍然工作。数据总线、控制总线和地址总线均不引出印刷电路板，可靠性较高。交流输入及跳闸出口部分可靠性较高。 第三代：CSL101A（1994年鉴定，96年推广）多CPU结构，与第二代不同之处在于： （1）C PU采用不扩展的单片机，即构成微机系统所需的微处理器、RAM、EPROM等全部集中在一个芯片内部，总线不出芯片，具有很高的抗干扰能力。 （2）V FC采用第三代VFC芯片VFC110最高震荡频率为4M，相当于A/D精度的14位。 （3）设有高频、距离、零序和录波CPU插件，重合闸不包括在保护
之中。 南京电力自动化研究院、南瑞公司 LFP-900系列（沈国荣院士） LFP-900系列包括从35KV~66KV 中低压线路保护220KV~500KV 线路高压超高压线路保护，用于不同电压等级时，保护的配置情况有所不同。 以LFP-901为例，说明配置情况。 采用多CPU 结构，含有三个CPU ，两个用于构成保护，一个用于人机接口CPU 均为Intel 80196KC 1CPU ：纵联保护（工频变化量方向、零序功率方向、复合式距离元 件）1Z 、零序后备保护 2CPU ：距离保护、综合重合闸 3CPU ：人机对话、起动、为出口提供？电压 1CPU 、2CPU 采用VFC 型A/D 转换，3CPU 采用逐次逼近式A/D 转换 最近又推出RCS-9000系列保护（单片机加DSP 结构）
41 、什么是继电保护装置? 答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,需要向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的开关发出跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。 42 、继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务主要分为两部分: 1、当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的开关发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 2、反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。 43、简述继电保护的基本原理和构成方式？ 答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等）的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置将包括测量部分(和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。 44、如何保证继电保护的可靠性? 答:可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。220kV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立,并分别控制不同开关的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组开关拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组开关切除故障。在所有情况下,要求这两套继电保护装置和开关所取的直流电源均经由不同的熔断器供电。 45 、为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间配合应满足什么要求? 答:上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定,应遵循逐级配合的原则,满足选择性的要求,即当下一级线路或元件故障时,故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的 继电保护整定值相互配合,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。 46 、在哪些情况下允许适当牺牲继电保护部分选择性? 答：1、接入供电变压器的终端线路,无论是一台或多台变压器并列运行(包括多处T接供电变压器或供电线路),都允许线路侧的速动段保护按躲开变压器其他侧母线故障整定。需要时,线路速动段保护可经一短时限动作。 2、对串联供电线路,如果按逐级配合的原则将过份延长电源侧保护的动作时间,则可将容量较小的某些中间变电所按T接变电所或不配合点处理,以减少配合的级数,缩短动作时间。 3、双回线内部保护的配合,可按双回线主保护(例如横联差动保护)动作,或双回线中一回线故障时两侧零序电流(或相电流速断)保护纵续动作的条件考虑；确有困难时,允许双回线中一回线故障时,两回线的延时保护段间有不配合的情况。 4、在构成环网运行的线路中,允许设置预定的一个解列点或一回解列线路。 47、为保证灵敏度,接地保护最末一段定值应如何整定? 答:接地保护最末一段(例如零序电流保护Ⅳ段),应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为整定条件:220kV线 路,100Ω；330kV线路,150Ω；500kV线路,300Ω。对应于上述条件,零序电流保护最末一段的动作电流整定值应不大于300A。当线路末端发生高电阻接地故障时,允许由两侧线路继电保护装置纵续动作切除故障。对于110kV线路,考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求,其最末一段零序电流保护的电流整定值一般也不应大于300A,此时,允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。 48 、简述220千伏线路保护的配置原则是什么？ 答:对于220千伏线路,根据稳定要求或后备保护整定配合有困难时,应装设两套全线速动保护。接地短路后备保护可装阶段式或反时限零序电流保护,亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。相间短路后备保护一般应装设阶段式距离保护。
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） 第二章 1.瞬时电流速断保护的保护范围随运行方式和故障类型而变。 2.瞬时电流速断保护的保护范围在被保护线路始端，在最小运行方式下，保护范围最小。 3.本线路限时电流速断保护的保护范围一般不超过相邻下一条线路的电流速断保护的保护范围，故只需带延时即保证选择性。 4.线路装设过电流保护一般是为了作本线路的主保护和近后备保护及作相邻下一条线路的远后备保护。 5.为使过电流保护在正常运行时不动作，其动作电流应大于最大负荷电流，为使过电流保护在外部故障切除后可靠返回，其返回电流应大于最大负荷电流。 6.为保证选择性，过电流保护的动作时限应按阶梯原则整定，越靠近电源处的保护，动作时限越长。 7.在三段式电流保护中，电流Ⅰ段又称为电流速断保护，电流Ⅱ段又称为限时电流速断保护，电流Ⅲ段又称为定时限过电流保护，并且由电流Ⅱ段联合工作构成本线路的主保护。
继电保护基本原理及电力知识问答 刘甲申主编 许继教育中心电气销售公司人力资源部编
编审委员会成员名单 主任委员：程利民许继集团副总裁高级经济师 副主任委员：谢世坤许继集团副总裁高级工程师 任志航许继集团电气销售公司总经理工程师 刘福成许继集团电气销售公司经理、书记工程师 晋国运许继集团教育中心主任高级讲师 陈晓征许继集团人力资源部部长副研究员 委员：过薇胡克明段卫东
前言 本书是为提高许继集团员工综合素质，由教育中心、许继电气销售公司和人力资源部共同编写和出版，是针对电气工程类职工的培训教材。 本书共分为三篇：第一篇为继电保护基本原理，作者以天津大学贺家李、宋从矩老师编写的《电力系统继电保护原理》为蓝本，根据自己多年从事继电保护产品的设计、研发、试验以及教学培训的经验和体会，结合许继集团的产品实际进行改编，力求做到删繁就简、去粗取精、简明扼要、突出重点，把最精华的部分呈献给读者。第二篇为新产品的介绍，该篇针对许继集团最近几年研制开发并已成功推向市场的8000系列综自和800系列保护的产品，简单介绍了这些产品的主要功能、特点、分类、应用范围，并与国内的几个主要生产厂家的产品作了对比。第三篇为电力基础知识，该篇除了电力系统、继电保护、自动化的基础知识以外，还包括了许继集团各子公司的主要产品。作者查阅了大量的相关资料，筛选出了二百多道题目，采用问答的形式编写，便于读者学习和掌握。 本书可以作为许继集团有限公司电气工程类设计研发人员、制造人员、工程调试人员、售后服务人员、市场营销人员、销售人员及新员工培训的教材，也可以作为电力部门继电保护人员调试、运行、维护的培训和参考资料。 全书由刘甲申主编，任志航、刘福成校核，谢世坤审核，教育中心、电气销售公司和人力资源部共同编辑出版。 本书在编写过程中得到了各相应子公司的大力支持和帮助，在此一并致谢。 由于编写时间紧张，作者能力有限，书中难免有错误和不当之处，敬请读者批评指正。 编委 2006年1月
《继电保护原理》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题 2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.电磁型电流继电器的动作条件是( C ) A.M ≥M m?? dc B.M ≥M th????????? dc C.M ≥M m+ M th??????? dc? D.M ≥ M m?+2M th dc 2.电流继电器返回系数是指返回电流和动作电流的比值。为保证电流保护较高的 动作( C )，要求有较高的返回系数。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 3.电流保护进行灵敏度校验时选择的运行方式为系统( B )? A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 4.灵敏度过低时，则在最不利于保护动作的运行方式下，可能使保( B )。 A.误动 B.拒动 C.速动性受影响 D.可靠性受影响 5.Y/ -11变压器后( D )相故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高1倍。? A.BC B.ABC C.CA D.AB 6.电流速断保护定值不能保证( B )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方 向元件。? A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性
7.大电流接地系统单相接地短路时保护安装处的零序电流、电压之间的相位差由 其(?B?)零序阻抗角决定，与故障点位置无关。 A.线路的 B.背侧的 C.相邻变压器的 D.相邻线路的 8.一般零序过电流(零序III段)保护的动作时间( A )单相重合闸的非同期时间， 因此可以不考虑躲非全相运行时的最大零序电流。 A.大于 B.小于 C.等于 D.接近 9.在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错 极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器(?C )的后果。 A.拒动 B.误动 C.正向故障拒动或反向故障误动 D.损坏 10.距离 III 段的灵敏度校验应按分支系数K fz 为最大的运行方式来确定，目的是为了保证保护的(?C?)。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 11.反应接地短路的阻抗继电器，如果U J =U A ，则 I J =(?C )。 A.I A B.I A -I C.I A -K3I D.3I 12.对于三段式距离保护，当线路故障且故障点位于保护 I 段范围内时，阻抗元件 的启动顺序是(?C?)。? A.Ⅰ段?Ⅱ段?Ⅲ段 B.Ⅲ段?Ⅱ段?Ⅰ段 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段同时 D.任意顺序 13.对于双侧电源系统，由于故障时两侧电流的相位不同，如果故障点的短路电流 I d 超前流过保护的电流 I d1 ，则保护的(?C )。? A.测量阻抗减小
学习继电保护必须掌握的基础知识 1．什么是继电保护装置? 答：当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这 些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。 2．继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务：(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情 况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 3．简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。 4．电力系统对继电保护的基本要求是什么? 答：继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。(1)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。(3)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。 (4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继 电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。 5．如何保证继电保护的可靠性? 答：继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护 和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。 220kV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立，并分别控制不 同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下，要求这购套继电保护装置和断路器所 取的直流电源都经由不同的熔断器供电。 6．为保证电网继电保护的选择性，上、下级电网继电保护之间逐级配合应满足什么要求：答：上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定，应遭循逐级配合的原则，满
《继电保护原理》第一次作业答案 你的得分：100.0 完成日期：2018年09月10日02点13分 说明：每道小题选项旁的标识是标准答案。 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.电流保护I段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越( ) A.可靠 B.不可靠 C.灵敏 D.不灵敏 2.使电流速断保护有最大保护范围的运行方式为系统( ) A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 3.在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形 接线电流保护只切除一个故障点的几率为( )。 A.100％ B.2／3 C.1／3 D.0 4.按900接线的功率方向继电器，若I J=-I c，则U J应为( ) A.U AB B.-U AB C.U B D.-U C 5.电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 6.作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I 段保护在非全相运行时需( )。 A.投入运行 B.有选择性的投入运行 C.有选择性的退出运行 D.退出运行 7.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 8.方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB ( ) A.原边匝数 B.副边匝数 C.原边线圈中的电阻大小 D.副边线圈中的电阻大小 9.距离II 段的动作值应按分支系数K fz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保 护的( )。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 10.反应相间短路的阻抗继电器采用00接线，则I J=I B-I A时，U J=( )。 A.U B B.U B-U A C.U A-U B D.U A 11.对于三段式距离保护，当系统振荡且振荡中心位于保护范围内时，阻抗元件的启动顺 序是( )。 A.Ⅰ段→Ⅱ段→Ⅲ段 B.Ⅲ段→Ⅱ段→Ⅰ段 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段同时 D.任意顺序 12.对于双侧电源系统，由于故障时两侧电流的相位不同，如果故障点的短路电流I d滞 后流过保护的电流I d1，则保护的( )。 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 13.差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对( )。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 14.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 15.相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6~8，主要是考虑( )相位不受两侧电源相位 的影响，有利于正确比相。