继电保护第三章
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继电保护第三章课后习题答案
什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗答：负荷阻抗是指在电力系统正常运行时，保护安装处的电压（近似为额定电压）与电流（负荷电流）的比值。
因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高（即电压与电流之间的相位差较小）,负荷阻抗的特点是量值较大，在阻抗复平面上与R 轴之间的夹角较小。
短路阻抗是指在电力系统发生短路时，保护安装处的电压变为母线残余电压，电流变为短路电流，此时测量电压与测量电流的比值即为短路阻抗。
短路阻抗即保护安装处与短路点之间一段线路的阻抗，其值较小，阻抗角较大。
系统等值阻抗：在单个电源供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处与背侧电源点之间电力元件的阻抗和；在多个电源点供电的情况下，系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情况下，其所连接母线处的戴维南等值阻抗，即系统等值电动势与母线处短路电流的比值，一般通过等值、简化的方法求出。
什么是故障环路相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什么 答：在电力系统发生故障时，故障电流流通的通路称为故障环路。
相间短路与接地短路所构成的故障环路的最明显差别是：接地短路点故障环路为“相—地”故障环路，即短路电流在故障相与大地之间流通；对于相间短路，故障环路为“相—相”故障环路，即短路电流仅在故障相之间流通，不流向大地。
构成距离保护为什么必须用各种环上的电压、电流作为测量电压和电流答：在三相电力系统中，任何一相的测量电压与测量电流之比都能算出一个测量阻抗，但是只有故障环上的测量电压、电流之间才满足关系1U I Z I Z I Z L m m m m k m k ===，即由它们算出的测量阻抗才等于短路阻抗，才能够正确反应故障点到保护安装处之间的距离。
用非故障环上的测量电压与电流虽然也能算出一个测量阻抗，但它与故障距离之间没有直接的关系，不能够正确地反应故障距离，所以不能构成距离保护。
—解释什么是阻抗继电器的最灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最灵敏角。
继电保护第三章2
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阻抗继电器的接线方式
A相接地故障时，
• • •
U kA = 0
•
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I A1 = I A2 = I A0
•
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•
•
U MA = U kA + I A1 z1lk + I A 2 z 2lk + I A0 z0lk = ( I A1 + I A 2 + I A0 ) z1lk + ( z0 − z1 )lk
阻抗继电器的精工电流 当
arg
•
UK
•
= ϕ sen
IK
Z act = 0.9Z set
时，使得继电器刚好动作的 电流。 当 I K > I ac 时，就可以保 证起动阻抗的误差在10％之 内。
• •
阻抗继电器
方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法
对于方向阻抗继电器，当保护出口短路时，故障线路母线上的残余电压将 降低到零， •
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IM
EM − EN E M − E N E M (1 − e − jδ ) = = = Z SM + Z MN + Z SN Z∑ Z∑
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2 EM δ = sin Z∑ 2
δ=180°, δ=360°,
IM = 2EM / Z∑
ɺ IM = 0
•电力系统振荡时电流、电压的分布
PQ = E M − E N
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阻抗继电器的接线方式
对距离保护接线方式的要求及接线种类
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阻抗继电器的接线方式
A相接地故障时，
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U kA = 0
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I A1 = I A2 = I A0
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U MA = U kA + I A1 z1lk + I A 2 z 2lk + I A0 z0lk = ( I A1 + I A 2 + I A0 ) z1lk + ( z0 − z1 )lk
阻抗继电器的精工电流 当
arg
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UK
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= ϕ sen
IK
Z act = 0.9Z set
时，使得继电器刚好动作的 电流。 当 I K > I ac 时，就可以保 证起动阻抗的误差在10％之 内。
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阻抗继电器
方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法
对于方向阻抗继电器，当保护出口短路时，故障线路母线上的残余电压将 降低到零， •
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IM
EM − EN E M − E N E M (1 − e − jδ ) = = = Z SM + Z MN + Z SN Z∑ Z∑
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2 EM δ = sin Z∑ 2
δ=180°, δ=360°,
IM = 2EM / Z∑
ɺ IM = 0
•电力系统振荡时电流、电压的分布
PQ = E M − E N
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阻抗继电器的接线方式
对距离保护接线方式的要求及接线种类
第三章继电保护及自动装置试题及答案
第三章继电保护及自动装置一、单项选择题1.( )是对继电保护装置性能的最根本的要求。
(A)可靠性；(B)选择性；(C);灵敏性 (D)速动性。
答案：A2.母线保护装设应遵循的原则是:220kV～500kV双母线接线的应装( )套母线保护,对1个半断路器接线,每组母线宜装设( )套母线保护。
(A)1，2；(B)1，1；(C)2，1；(D)2，2 。
答案：D3.断路器失灵保护是( )。
(A)主保护；(B)近后备保护；(C)辅助保护；(D)远后备保护。
答案：B4.对于双母线接线形式的变电站，当某一联接元件发生故障且断路器拒动时，失灵保护动作应首先跳开( )。
(A)拒动断路器所在母线上的所有开关； (B)母联断路器；(C)故障元件的其它断路器； (D)所有断路器。
答案：B5.当故障发生在母联断路器与母联TA之间时,会出现动作死区，此时母线差动保护应该( )。
(A)启动远方跳闸； (B)启动母联失灵(或死区)保护；(C)启动失灵保护及远方跳闸； (D)退出母差。
答案：B6.电子式互感器一般采用（）输出。
（A）数字量；（B）模拟量；（C）直流量；（D）交流量。
答案：A7.母线差动保护采用电压闭锁元件的主要目的是( )。
(A)系统发生振荡时，母线差动保护不会误动；(B)区外发生故障时，母线差动保护不会误动；(C)防止误碰出口继电器而造成母线差动保护误动；(D)进行辅助判据。
答案：C8.从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的保护有( )。
(A)零序电流保护；(B)负序电流；(C)相间距离保护；(D)差流保护。
答案：C9.过电流方向保护是在过流保护的基础上，加装一个( )而组成的装置。
(A)负荷电压元件；(B)复合电流继电器；(C)方向元件；(D)复合电压元件。
答案：C10.线路的过电流保护的起动电流是按( )而整定的。
(A)该线路的负荷电流； (B)最大的故障电流；(C)躲过最大负荷电流； (D)最大短路电流。
答案：C11.变压器中性点间隙接地保护是由( )。
继电保护第三章
1.单选题1。
对于无时限电流速断保护，当线路在最大运行方式下发生三相短路时，保护（）. A．有最大的保护范围B．有最小的保护范围C．保护范围无论何时均相同D．保护范围为02.无时限电流速断保护能够保护（ ).A. 本线路的一部分B。
本线路及相邻线路全长C. 相邻线路全长D。
本线路全长3.《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，无时限电流速断保护的最小保护范围不小于线路全长的（）.A．1％—5％B．15％-20%C．25％—30％D．45%-50%4。
对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为( ).A．无时限电流速断保护B．限时电流速断保护C．定时限过电流保护D．反时限过电流保护5.电流保护的灵敏度受( ）的影响。
A。
短路点B。
故障类型C.系统运行方式变化D.短路电流6.使电流速断保护有最小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7.本线路的限时电流速断保护与本线路的无时限电流速断保护范围有重叠区，当在重叠区发生故障时由（）。
A．本线路的限时电流速断保护动作跳闸B．本线路的无时限电流速断保护动作跳闸C．两个保护都动作跳闸D．两个保护都不动作跳闸8。
当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑（ )。
A.采用过电流保护B。
与下一级限时电流速断保护相配合C.与下一级无时限电流速断保护相配合D。
与下一级过电流保护相配合9。
《继电保护和安全自动装置技术规程》规定限时电流速断保护灵敏系数应（ ).A。
≥1.3—1.5B。
≤1.3—1.5C。
≥2D. ≤210.限时电流速断保护与相邻线路无时限电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若（）不满足要求,则要与相邻线路限时电流速断保护配合。
A。
选择性B.速动性C。
灵敏性D.可靠性11。
当限时电流速断保护的灵敏度不满足要求时，可考虑（）。
A.采用过电流保护B.与下一级过电流保护相配合C。
与下一级电流速断保护相配合D。
第三章继电保护装置简介
MiCOM P141/P142&P143第三章继电保护装置简介MiCOM P141/P142&P143第三章继电器保护装置简介MiCOM P141/P142&P143 页码 1/16 目录1.继电保护系统概述3 1.1硬件概述3 1.1.1处理器板3 1.1.2输入模块3 1.1.3电源模块3 1.1.4IRIG-B 板31.2软件概述3 1.2.1实时操作系统3 1.2.2系统服务软件4 1.2.3操作平台软件5 1.2.4保护与控制软件5 1.2.5故障录波器52.硬件模块5 2.1处理器板5 2.2内部通信总线5 2.3输入模块6 2.3.1互感器板6 2.3.2多路转换开关6 2.4电源模块 (包括输出继电器)9 2.4.1电源板 (包括RS485 通讯接口) 9 2.4.2输出继电器板9 2.5IRIG-B板9 2.6机械布置103.继电保护装置软件10 3.1实时操作系统11 3.2系统服务软件11 3.3操作平台软件11 3.3.1记录日志12 3.3.2整定值数据库12 3.3.3数据库接口12 3.4保护与控制软件12继电器保护装置简介第三章页码 2/16 MiCOM P141/P142&P1433.4.1概述–保护与控制时序安排12 3.4.2信号处理12 3.4.3可编程方案逻辑13 3.4.4事件和故障记录13 3.4.5故障录波器13 3.4.6故障定位144.自检和诊断15 4.1启动自检15 4.1.1系统导入15 4.1.2初始化软件15 4.1.3平台软件的初始化和监视15 4.2连续自检16图 1: 继电保护装置模块结构和信息流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 图 2: 主输入板．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 图 3: 保护装置软件结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第三章继电器保护装置简介MiCOM P141/P142&P143 页码 3/16 1.继电保护系统概述1.1硬件概述继电保护装置硬件是基于标准化设计的，这也是为何继电保护装置都是由标准范围内抽出的一些模块装配而成的。
第三章 微机继电保护基础
跟随器的输入阻抗很高（达 1010 ）， 输出阻抗很低（最大 ），因而A1对输入 6 u sr 来说是高阻抗；而在采样状态时，对 信号 C h 为低阻抗充电，故可快速采样。又 电容器 由于A2的缓冲和隔离作用，使电路有较好的 保持性能。
SA为场效应晶体管模拟开关，由运算放大器A3 驱动。A3的逻辑输入端 S / H 由外部电路（通常可 C h 处于 由定时器）按一定时序控制，进而控制着 采样或保持状态。符号 表示该端子有双重功 S/H 能，即 S/H S / H ＝“1”电平为采样（Sample）功能, ＝“0”电平为保持（Hold）功能。某个符号 上面带一横，表示该功能为低电平有效，这是数字 电路的习惯表示法。
A1和A2的接法实质相同，在采样状态（SA接通时），A1 的反相输入端从A2输出端经电阻器R获得负反馈，使输出跟 踪输入电压。在SA断开后的保持阶段，虽然模拟量输入仍 在变化，但A2的输出电压却不再变化，这样A1不再从A2的 输出端获得负反馈,为此在A1的输出端和反相输入端之间跨 接了两个反向并联的二极管，直接从A1的输出端经过二极 管获得负反馈，以防止A1进入饱和区，同时配合电阻器R起 到隔离第二级输出与第一级 fmax
目前大多数的微机保护原理都是反映工频量的，在这种 情况下，可以在采样前用一个低通模拟滤波器（Low Pass Fliter， LPF）将高频分量滤掉，这样就可以降低 f S 。实际 上，由于数字滤波器有许多优点，因而通常并不要求图3-1中 的模拟低通滤波器滤掉所有的高频分量，而仅用它滤掉 f S / 2 以上的分量，以消除频率混叠，防止高频分量混叠到工频附 近来。低于 f S / 2 的其他暂态频率分量，可以通过数字滤波 来滤除。
由于Z g 很小，所以共模干扰信号对变 换器二次侧的影响得到了极大的抑制。这 样中间变换器还起到屏蔽和隔离共模干扰 信号的作用，可提高交流回路的可靠性。
电力系统继电保护
第三章电力系统继电保护一、继电保护电力系统在运行中会发生故障，最常见的故障是各种类型的短路。
当短路故障发生时，将伴随出现很大的短路电流和部分地区电压降低，对电力系统可能产生以下后果：(1)破坏电力系统并联运行的稳定性，引发电力系统振荡，甚至造成系统瓦解、崩溃；(2)故障点通过很大的短路电流和燃烧电弧，损坏或烧毁故障设备；(3)在电源到短路点之间，短路电流流过非故障设备，产生发热和电动力，造成非故障设备损坏或缩短使用寿命；(4)故障点附近部分区域电压大幅度下降，用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。
电力系统运行中还可能出现异常运行状态，使电力系统的正常工作受到干扰，运行参数偏离正常值。
最常见的电力系统异常状态是过负荷，过负荷使电力系统元件或设备温度升高，加速绝缘老化，甚至发展成故障。
另外，电力系统异常状态还有电办系统振荡、频率降低、过电压等。
故障和异常运行如果得不到及时处理，都可能在电力系统中引起事故。
电力系统事故是指整个系统或部分的正常运行遭到破坏，造成对用户少送电或电能质量严重恶化，甚至造成人身伤亡、电气设备损坏或大面积停电等事故。
针对电力系统可能发生的故障和异常运行状态．需要装设继电保护装置。
继电保护装置是在电力系统故障或异常运行情况下动作的一种自动装置，与其他辅助设备及相应的二次回路一起构成继电保护系统。
因此，继电保护系统是保证电力系统和电气设备的安全运行，迅速检出故障或异常情况，并发出信号或向断路器发跳闸命令，将故障设备从电力系统切除或终止异常运行的一整套设备。
继电保护的任务是：1)反映电力系统元件和电气设备故障,自动、有选择性、迅速地将故障元件或设备切除，保证非故障部分继续运行，将故障影响限制在最小范围。
2)反映电力系统的异常运行状态，根据运行维护条件和设备的承受能力．自动发出信号，减负荷或延时跳闸。
二、自动装置保障电力系统安全经济运行、提高供电可靠性和保证电能质量，电力系统自动装置是必不可少的。
继电保护 原理 第三章 距离保护
IC − IA
IC
IC
结论：接于故障环路的阻抗继电器可以正确反映保护安装处到故障点之间的线路正序阻 抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗很大，不会动作。这也就是为什么要用三个阻抗继电器 并分别接于不同相间的原因。
3． 中性点直接接地电网的两相接地短路 仍然以 BC 两相接地短路为例
.
.
U Bd = U Cd = 0
.
3I0 ≠ 0
.
.
.
.
.
.
ZJ2
=
U B −UC
..
= (I B − IC )Z1ld
+ k3 I 0 Z1ld
.
.
− k3 I0 Z1ld
= Z1ld
IB− IC
IB − IC
.
.
Z J1
= UA−UB
.
.
> Z1ld
IA− IB
结论：同两相短路。 （三） 接地短路阻抗继电器的接线方式
以 A 相接地短路为例
三﹑阻抗继电器的构成
主要由两大基本部分组成：电压形成路和幅值比较或相位比较回路。
UJ 电
压
形
IJ
成
UA 比 幅
回
UB 路
执行 （输出）
UJ 电
UC
比
压
相
形
回
IJ 成
UD
路
执行 （输出）
交流回路
交流回路
UA﹑UB﹑UC﹑UD 基本上是由 UJ 和 IJZzd 组合而成。而 UJ 可直接从 PT 二次侧取得，必 要时经 YB 变换。而 IJZzd 则经过 DKB 获得。 （一） 方向阻抗继电器交流回路的原理接线
.
继电保护原理第3章电网距离保护
U
U Uk (I K 3I0 ) Z1 l
•
•
•
U A U kA (I A K 3I0 ) Z1l
•
•
Zm
Um Im
UA
•
I A K 3I0
Z1l
U kA
•
I A K 3I0
•
U kA 0
Zm Z1l l
4) 两相相间短路
M 1 Ik
k
2N
假设AB 相间短路:
U
1）测量阻抗正比于短路点到保护安装点之间的距离；
Zm l ，l 是故障距离。 Zm z1 l
2）测量阻抗应该与故障类型无关，即在故障位置确定 情况下，测量阻抗不随故障类型的变化而变化。
三相系统中测量电压和测量电流的选取（距离保护的接线方式）
阻抗继电器的接线方式主要有两种： 1、相间距离继电器接线（ 0° 接线方式），反应相间故障； 2、接地距离继电器接线方式（相电压和具有K3I0补偿的相电 流接线），反应接地短路故障。
5. 动作角度范围变化对继电器特性的影响
橄榄形（透镜型）继电器： arg Zset Zm
90 Zm
苹果型继电器： arg Zset Zm
Zm
折线型继电器：
60
arg
U J IJ Z0
60
, 90
第三节 阻抗继电器的实现方法
阻抗继电器的两种实现方法：
（1）精确测量出测量阻抗Zm，然后把它与事先确定的动作 特性进行比较。如果Zm在动作区域内，判为内部故障，发出 动作信号。
jX
Z0 Zset2
2N
Zset1 Zm
R
圆的半径：
R1 2
Zset1 Zset2
电力系统继电保护基础知识讲座-第三章(电力系统输电线路的电流电压保护)
3、6、9——分别为A、B、 C三相电流保第III段的 测量元件
11、12——分别为电流第 II、III段电流保护的逻 辑延时元件 、
13、14、15——分别为 电流保护第I、II、III 段的报警用信号元件 KS 、 KS 、 KS
灵敏度校验：
1、
K II sen
I KBm in I II
OP1
1.3 ~ 1.5
IkBmin——在本线末端短路时流过 1QF 处保护的最小短路电流
2、当该保护灵敏度不满足要求时，动作电流可采用和相邻线路电流保护第 II 段
整定值配合，以降低本线路电流保护第 II 段的整定值而提高其灵敏度，即整
电流保护第
III
段的动作电流
I
III OP1
应按以下条件进行整定：
第一、正常运行并伴有电动机自启动而流过保护的最大负荷电流为 KssILmax
时该电流保护不动作，即要求动作电流满足下式：
I
III op1
>KSSILmax
第二、外部故障切除后，非故障线的定时限过流保护在下一母线有电动机启
动且流过最大负荷电流时应能可靠返回，即要求满足以下公式：
2、无时限电流速断保护的构成
1——电流测量元件 2——否门 3——信号元件 4——闭锁元件，如 雷击使线路避雷器对 地放电等情况出现时 输出闭锁信号
第一节 相间短路的电流电压保护 一、无时限电流速断保护（电流保护第I段）
3、无时限电流电压联锁速断保护
1——电流测量元件 2——电压测量元件，当输 入电压低于其动作电压时 有输出 3——逻辑元件，当电流、 电压测量元件均有输出且 元件5无闭锁信号输出时该 元件有输出 4——断线信号元件，在电 压互感器TV二次回路断线 时发出告警信号 5——闭锁元件，与图3-2 中闭锁元件的作用相同 6——保护动作的信号元件， 当该保护动作跳闸时发出 信号
11、12——分别为电流第 II、III段电流保护的逻 辑延时元件 、
13、14、15——分别为 电流保护第I、II、III 段的报警用信号元件 KS 、 KS 、 KS
灵敏度校验：
1、
K II sen
I KBm in I II
OP1
1.3 ~ 1.5
IkBmin——在本线末端短路时流过 1QF 处保护的最小短路电流
2、当该保护灵敏度不满足要求时，动作电流可采用和相邻线路电流保护第 II 段
整定值配合，以降低本线路电流保护第 II 段的整定值而提高其灵敏度，即整
电流保护第
III
段的动作电流
I
III OP1
应按以下条件进行整定：
第一、正常运行并伴有电动机自启动而流过保护的最大负荷电流为 KssILmax
时该电流保护不动作，即要求动作电流满足下式：
I
III op1
>KSSILmax
第二、外部故障切除后，非故障线的定时限过流保护在下一母线有电动机启
动且流过最大负荷电流时应能可靠返回，即要求满足以下公式：
2、无时限电流速断保护的构成
1——电流测量元件 2——否门 3——信号元件 4——闭锁元件，如 雷击使线路避雷器对 地放电等情况出现时 输出闭锁信号
第一节 相间短路的电流电压保护 一、无时限电流速断保护（电流保护第I段）
3、无时限电流电压联锁速断保护
1——电流测量元件 2——电压测量元件，当输 入电压低于其动作电压时 有输出 3——逻辑元件，当电流、 电压测量元件均有输出且 元件5无闭锁信号输出时该 元件有输出 4——断线信号元件，在电 压互感器TV二次回路断线 时发出告警信号 5——闭锁元件，与图3-2 中闭锁元件的作用相同 6——保护动作的信号元件， 当该保护动作跳闸时发出 信号
继电保护培训第三章(线路)
线路纵联保护的通道一般有4种：
（1）电力线载波；（2）微波；（3）光纤； （4）导引线。
当前，光缆的应用范围越来越广泛，尤其是继电保护通道 越来越多地采用光纤通道。
技术规程提出，具有光纤通道的线路，应优先使用光纤作 为传送信息的通道。
纵联保护通道传送的信号按其作用的不同,可 分为三种信号：
跳闸信号、允许信号、闭锁信号
距离保护
距离保护的整定计算原则
距离保护I段按躲过线路末端故障整定 距离保护II段：原则1与相邻线路的距离I段配合；原则2按躲
过线路末端变压器低压母线短路整定。取上述两项中数值小 者作为保护II段定值。灵敏度校验：按本线路末端故障校验 灵敏度。若灵敏度不满足要求，应与相邻线路距离保护II段 配合。 距离保护III段按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定。考虑外 部故障切除后，电动机自启动时，距离保护III段应可靠返回。 动作时间按阶梯时限原则整定。
37
距离保护
对距离保护的评价
1、选择性 多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。 2、快速性 距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，
至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。
38
距离保护
对距离保护的评价
3、灵敏性 由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保 护灵敏度高。 距离保护一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范 围比较稳定。二、三段的保护范围受运行方式变化影响。
7
纵联保护分类
纵联保护
高频保护 微波保护 光纤保护
导引线 保护
按保护通道形式进行分类
8
纵联保护分类 按保护原理进行分类
输电线 纵联保护
比较线路两端功率方向的方向纵联保护 比较线路两端电流相位的相位差动纵联保护
（1）电力线载波；（2）微波；（3）光纤； （4）导引线。
当前，光缆的应用范围越来越广泛，尤其是继电保护通道 越来越多地采用光纤通道。
技术规程提出，具有光纤通道的线路，应优先使用光纤作 为传送信息的通道。
纵联保护通道传送的信号按其作用的不同,可 分为三种信号：
跳闸信号、允许信号、闭锁信号
距离保护
距离保护的整定计算原则
距离保护I段按躲过线路末端故障整定 距离保护II段：原则1与相邻线路的距离I段配合；原则2按躲
过线路末端变压器低压母线短路整定。取上述两项中数值小 者作为保护II段定值。灵敏度校验：按本线路末端故障校验 灵敏度。若灵敏度不满足要求，应与相邻线路距离保护II段 配合。 距离保护III段按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定。考虑外 部故障切除后，电动机自启动时，距离保护III段应可靠返回。 动作时间按阶梯时限原则整定。
37
距离保护
对距离保护的评价
1、选择性 多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。 2、快速性 距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，
至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。
38
距离保护
对距离保护的评价
3、灵敏性 由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保 护灵敏度高。 距离保护一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范 围比较稳定。二、三段的保护范围受运行方式变化影响。
7
纵联保护分类
纵联保护
高频保护 微波保护 光纤保护
导引线 保护
按保护通道形式进行分类
8
纵联保护分类 按保护原理进行分类
输电线 纵联保护
比较线路两端功率方向的方向纵联保护 比较线路两端电流相位的相位差动纵联保护
继电保护第三章要点总结
（1）不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将有全线的30%～40%范围以第Ⅱ段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的。
（2）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。
电压回路断线对距离保护的影响：
当电压互感器二次回路断线时，距离保护将失去电压，这时阻抗元件失去电压而电流回路仍有负荷电流通过，可能造成误动作。对此，在距离保护中应装设断线闭锁装置。
分支电流的影响：
由于助增电流的存在，使保护A的测量阻抗增大，保护范围缩短。具有外汲电流时，与无分支的情况相比，将使保护A测量阻抗的减小，保护范围增大，可能引起无选择性动作
3，振荡时三相完全对称，电力系统中不会出现负序分量；而短路时总要长期或瞬间出现负序分量
对振荡闭锁回路的要求：
1，系统振荡而无故障时，应可靠将保护闭锁
2，系统发生各种类型故障，保护不应被闭锁
3，在振荡过程中发生故障时，保护应能正确动作
4，先故障，且故障发生在保护范围之外，而后振荡，保护不能无选择性动作
电力系统振荡对距离保护的影响:
若振荡中心在距离Ⅰ段保护范围内，则在振荡中距离Ⅰ段可能误动
若振荡中心在距离Ⅱ段保护范围内，则距离Ⅱ段会否误动取决于振荡周期，正当频率越慢，越易引起误动
距离Ⅲ段一般靠动作延时可以躲过振荡影响（振荡周期一般在0.1-1.5s之间）
振荡中心不在保护范围内，则不会引起保护误动
保护动作区形状不同，受振荡影响的程度不同
对距离保护的评价
对保护动作选择性的要求。
（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式变化的影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。
（2）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。
电压回路断线对距离保护的影响：
当电压互感器二次回路断线时，距离保护将失去电压，这时阻抗元件失去电压而电流回路仍有负荷电流通过，可能造成误动作。对此，在距离保护中应装设断线闭锁装置。
分支电流的影响：
由于助增电流的存在，使保护A的测量阻抗增大，保护范围缩短。具有外汲电流时，与无分支的情况相比，将使保护A测量阻抗的减小，保护范围增大，可能引起无选择性动作
3，振荡时三相完全对称，电力系统中不会出现负序分量；而短路时总要长期或瞬间出现负序分量
对振荡闭锁回路的要求：
1，系统振荡而无故障时，应可靠将保护闭锁
2，系统发生各种类型故障，保护不应被闭锁
3，在振荡过程中发生故障时，保护应能正确动作
4，先故障，且故障发生在保护范围之外，而后振荡，保护不能无选择性动作
电力系统振荡对距离保护的影响:
若振荡中心在距离Ⅰ段保护范围内，则在振荡中距离Ⅰ段可能误动
若振荡中心在距离Ⅱ段保护范围内，则距离Ⅱ段会否误动取决于振荡周期，正当频率越慢，越易引起误动
距离Ⅲ段一般靠动作延时可以躲过振荡影响（振荡周期一般在0.1-1.5s之间）
振荡中心不在保护范围内，则不会引起保护误动
保护动作区形状不同，受振荡影响的程度不同
对距离保护的评价
对保护动作选择性的要求。
（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式的影响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式变化的影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。
大学课件 电力系统继电保护 第三章第五节 距离保护的振荡闭锁
1 2
即振荡中心在保护的反方向上，振荡时测量阻抗末端轨迹
的直线OO’在第三象限内与Z∑相交，不会引起方向阻抗特 性保护的误动作。
• 3 电力系统振荡对距离测量元件特性的影响
在图3-29所示的双侧电源系统
中，假设M、N两处均装有距离保
护，其测量元件均采用圆特性的
方向阻抗元件，距离Ⅰ段的整定
阻抗为线路阻抗的80%，则两侧
Uos： 振荡中心----电力系统振荡时，电压最低的这一点称为振 荡中心。
在图3-30（a）中，由o点向相量△E作一垂线，并将该垂线 代表的电压相量记为Uos，显然，在δ为0°以外的任意值时 ，电压Uos都是全系统最低的，特别当δ=180°时，该电压 的有效值等为0。
在系统各部分的阻抗角都相等的情况下， 振荡中心的位 置就位于阻抗中心处。由图3-30（a）可见，振荡中心电 压的有效值可表示为：
的：
（1）M
1 2
即保护安装在送电端且振荡中心位于保护的正方向时，振
荡时测量阻抗末端轨迹的直线OO’在第一象限内与Z∑相交
，根据保护的动作特性，测量阻抗可能穿越动作区。
（2）M
1 2
即保护安装处M正好就是振荡中心，，振荡时测量阻抗末
端轨迹的直线OO’在坐标原点处与Z∑ 相交， 肯定穿越动
作区。
（3）M
效电源之间的阻抗为Z∑=ZM+Zl+ZN， 其中ZM为M侧系统的等值阻抗，ZN为N侧系统的等值阻抗，ZL
为联络线路的阻抗。
电势差和线路电流的有效值分别为：
I EM EN E EM (1 e j )
Z
Z
Z
(3 124) 线路中的电流和母线M、N上的电压分别为：
E 2EM sin 2 (3 127)
大学课件 电力系统继电保护 第三章第二节 阻抗继电器及其动作特性
较式的动作方程为：
90 arg Zm Rset 90
Rset
电阻特性通常也是与其它特性复合，形成具有复合特性的阻抗 元件。
方向特性阻抗形式的绝对值比较动 作方程为：
Zm Zset Zm Zset
方向特性阻抗形式的相位比较方 程为：
90 arg Zm 90 Z set
方向特性的动作边界如图所示。动作边界直线经过坐标 原点，且与整定阻抗Zset方向垂直，直线的右下方（即 Zset一侧）为动作区
1 圆特性阻抗继电器
偏移圆特性 全阻抗圆特性
方向圆特性 上抛圆特性
正方向整定阻抗
动作阻抗Zop——使阻抗元件处 于临界动作状态对应的阻抗。
最灵敏角——当测量阻抗的阻 抗角与正向整定阻抗的阻抗角 相等时，阻抗继电器动作阻抗 最大，此时继电器最为灵敏， 所以正向整定阻抗的阻抗角又 称最灵敏角。最灵敏角一般取 为被保护线路的阻抗角。
Xmtg2 Rm Rset Xm ctg3 Rm tg1 X m X set Rm tg4
Xm
0( Xm
Xm 0) ( Xm 0)
Rm R0m((RRmm00))
若取1 2 14 ,3 45 ,4 7.1 , 则
tg1
tg2
0.249
0.25
1 4
, ctg3
1,tg4
0.1245
0.125
1 8
则动作特性又可以表示为：
1 4
Xm
Rm
Rset
Xm
1 4
Rm
Xm
Байду номын сангаас
X set
1 8
Rm
5 复合特性阻抗元件
复合特性——将上述各种特性复合而得到的动作特性称为复合特性。
90 arg Zm Rset 90
Rset
电阻特性通常也是与其它特性复合，形成具有复合特性的阻抗 元件。
方向特性阻抗形式的绝对值比较动 作方程为：
Zm Zset Zm Zset
方向特性阻抗形式的相位比较方 程为：
90 arg Zm 90 Z set
方向特性的动作边界如图所示。动作边界直线经过坐标 原点，且与整定阻抗Zset方向垂直，直线的右下方（即 Zset一侧）为动作区
1 圆特性阻抗继电器
偏移圆特性 全阻抗圆特性
方向圆特性 上抛圆特性
正方向整定阻抗
动作阻抗Zop——使阻抗元件处 于临界动作状态对应的阻抗。
最灵敏角——当测量阻抗的阻 抗角与正向整定阻抗的阻抗角 相等时，阻抗继电器动作阻抗 最大，此时继电器最为灵敏， 所以正向整定阻抗的阻抗角又 称最灵敏角。最灵敏角一般取 为被保护线路的阻抗角。
Xmtg2 Rm Rset Xm ctg3 Rm tg1 X m X set Rm tg4
Xm
0( Xm
Xm 0) ( Xm 0)
Rm R0m((RRmm00))
若取1 2 14 ,3 45 ,4 7.1 , 则
tg1
tg2
0.249
0.25
1 4
, ctg3
1,tg4
0.1245
0.125
1 8
则动作特性又可以表示为：
1 4
Xm
Rm
Rset
Xm
1 4
Rm
Xm
Байду номын сангаас
X set
1 8
Rm
5 复合特性阻抗元件
复合特性——将上述各种特性复合而得到的动作特性称为复合特性。
继电保护培训第三章(线路)PPT课件
隔离故障区段
根据故障定位结果，将故障区段从系 统中隔离出来，以缩小停电范围。
05 线路保护策略与优化
线路保护策略
快速保护
针对线路故障，应优先采用快速 切除故障的策略，以减小故障对
系统的影响。
可靠保护
保护装置应具有高可靠性，避免 误动和拒动，确保线路安全。
灵活保护
根据线路的重要性和运行方式， 可采用多种保护方案，以满足不
线路距离保护原理
总结词
距离保护是利用测量线路阻抗变化来检测线路故障的一种保 护方式，通过比较线路中测量阻抗与设定阻抗的差异来判断 是否发生故障。
详细描述
距离保护通过测量线路两端电压和电流的大小和相位来计算 阻抗，并根据阻抗的变化判断故障是否发生在本线路内。当 阻抗值超过设定的阈值时，保护装置动作，切除故障线路。
集成化保护
将线路保护与其他电力系统自动化系统集成在一起，实现信息共享 和协调控制。
自适应保护
发展自适应保护技术，根据线路的运行方式和故障情况，自动调整 保护定值和策略，提高其适应性。
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选择性
在多级保护配合的情况下，下 一级保护不应越级动作，以确
保故障切除的准确性。
灵敏性
保护装置应能灵敏地检测故障 ，并在其发生时正确动作。
线路保护配置类型
阶段式电流保护距离保护差动保护Fra bibliotek自动重合闸
根据电流大小分阶段切 除故障，常用作输电线
路的主保护。
通过测量故障点到保护 装置的距离来切除故障， 具有较高的选线准确性。
故障发生后，故障点附近的电压 会迅速降低，影响用户的正常用
电。
短路电流
短路故障会产生很大的短路电流， 对设备造成严重损坏。
《电力系统继电保护实用技术问答(第二版)》第三章
107第三章 电流、电压互感器和相 序 滤 过 器1．对电流互感器和电压互感器的一、二次侧引出端子为什么要标出极性?为什么采用减 极性标注?答：电流互感器、单相电压互感器(或三相电压互感器的一相)的一、二次侧都有两个 引出端子。
任何一侧的引出端子用错，都会使二次电流或电压的相位变化ο180，影响测量仪 表和继电保护装置的正确工作，因此必须对引出端子做出极性标记，以防接线错误。
电流互感器和单相电压互感器一、二次侧引出端子上一般均标有“*”或“+”或 “．”符号，或脚注(如1作头，2作尾；或A 、a 作头，X 、x 作尾)。
一、二次侧引出端子上 同一符号或同名脚注为同极性端子。
以电流互感器为例，如图3-1所示，1N 为一次绕组的匝 数，2N 为二次绕组的匝数，它们的标有“．”号的两个端子为同极性端子。
这种标注称为减 极性标注。
其含义是：当同时从一、二次绕组的同极性端子通人同一电流时，它们在铁芯中 产生的磁通的方向相同；而当一次绕组从标“．”号端子通入电流时，则在二次绕组中感应 的电流应从非标“．”号端子流向标“．”号端子。
如果我们从同极性端(两标“．”号端， 或两非标“.”号端)观察时，一、二次侧的电流方向相反，故称这种标记为减极性标记。
减极性标记有它的优点，即当从一次侧标“．”号端子通人电流1I &时，二次电流2I &从其标“．”号端子流出(见图3-1)，铁芯中的合成磁通势应为一次绕组与二次绕组磁通势的相量差，即02211=-I N I N &&或11212I I N N I '==&&&。
这表明，1I &、2I &同相位，或可用同一相量表示一次电流和二次电流(当忽略励磁电流时)，因此采用减极性标记。
电压互感器的极性标示方法和电流互感器的相同，但应注意，对于三相电压互感器，其 一次绕组的首尾端常分别用A 、B 、C 和X 、Y 、Z 标记，其二次绕组的首尾端分别用a 、b 、c 和x 、y 、z 标记。
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1. 单选题1. 对于无时限电流速断保护，当线路在最大运行方式下发生三相短路时，保护（）。
A. 有最大的保护范围B. 有最小的保护范围C. 保护范围无论何时均相同D. 保护范围为02. 无时限电流速断保护能够保护（）。
A. 本线路的一部分B. 本线路及相邻线路全长C. 相邻线路全长D. 本线路全长3. 《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，无时限电流速断保护的最小保护范围不小于线路全长的（）。
A. 1%—5%B. 15%—20%C. 25%—30%D. 45%—50%4. 对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为（）。
A无时限电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 定时限过电流保护D. 反时限过电流保护5. 电流保护的灵敏度受（）的影响。
A. 短路点B. 故障类型C•系统运行方式变化D.短路电流6. 使电流速断保护有最小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7. 本线路的限时电流速断保护与本线路的无时限电流速断保护范围有重叠区，当在重叠区发生故障时由（）。
A. 本线路的限时电流速断保护动作跳闸B. 本线路的无时限电流速断保护动作跳闸C. 两个保护都动作跳闸D. 两个保护都不动作跳闸8. 当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑（）。
A. 采用过电流保护B. 与下一级限时电流速断保护相配合C. 与下一级无时限电流速断保护相配合D. 与下一级过电流保护相配合9. 《继电保护和安全自动装置技术规程》规定限时电流速断保护灵敏系数应（）。
A. > 1.3-1.5B. w 1.3-1.5C. > 2D. w 210. 限时电流速断保护与相邻线路无时限电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若（）不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。
A. 选择性B. 速动性C. 灵敏性D. 可靠性1 1 .当限时电流速断保护的灵敏度不满足要求时，可考虑（）。
A. 采用过电流保护B .与下一级过电流保护相配合C. 与下一级电流速断保护相配合D. 与下一级限时电流速断保护相配合1 2.定时限过电流保护的动作时限采用阶梯原则，目的是为了保证（）。
A. 选择性B. 速动性C. 灵敏性D. 可靠性13．定时限过流保护动作值按躲过线路（）电流整定。
A. 最大负荷B .平均负荷C. 末端短路D .出口短路14. 线路的过电流保护的起动电流应大于（）。
A. 该线路的额定电流B .最小短路电流C. 最大负荷电流D. 最大短路电流15. 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D. 提高保护的可靠性16. 动作电流按躲过最大负荷电流整定的保护称为（）。
A:无时限电流速断保护B:限时电流速断保护C:定时限过电流保护D:阶段式电流保护17. 电流保护的动作时间与通入保护的电流有关，保护起动后，如电流大时动作时间短，电流小时动作时间长称为（）。
A. 定时限过电流保护B. 反时限过电流保护C. 方向电流保护D. 限时电流速断保护18. 定时限过电流保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足：由电源算起，愈靠近电源侧的继电保护的动作电流值（）。
A. 相对愈小，动作时间愈短B. 相对愈大，动作时间愈短C. 相对愈小，动作时间愈长D. 相对愈大，动作时间愈长19. 定时限过电流保护的动作时限的整定原则是（）。
A. 定时限原则B. 反时限原则C. 不对应原则D. 阶梯原则20. 在完全星形和不完全星形接线中，接线系数Kcon等于（）。
3A.B. 1C. 23D. 221. 过电流保护的两相不完全星形连接，一般保护继电器都装在（）。
A. A、B两相上B. C、B两相上C. A、C两相上D. A相上22. 两相不完全星形接线电流保护作YN, d11接线变压器保护时，应在保护的中性线上再接一个继电器，作用是为了提高保护的（）。
A. 选择性B. 可靠性C. 灵敏性D快速性23. 在电流保护中，保护范围最小的是（）A. 无时限电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 定时限过电流保护D. 低电压起动的过电流保护24. 某线路装有三段式电流保护，其主保护是（）。
A. 定时限过流保护B. 无时限电流速断保护C. 限时电流速断保护D. 无时限电流速断和限时电流速断保护25. 在三段式电流保护中各段之间的灵敏度大小的关系为（）。
A. 无时限电流速断保护最高，过流保护最低B. 限时电流速断保护最高，无时限电流速断保护C. 过流保护最高，无时限电流速断保护最低D .各段灵敏度相等26. 电流I 段保护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27. 一般（）保护是依靠动作值来保证选择性。
A. 无时限电流速断B. 限时电流速断C. 定时限过电流D. 过负荷保护28. 按躲过最大负荷电流整定的线路定时限过电流保护，在正常负荷电流下，由于电流互感器极性接反而可能误动的接线方式为（）。
A. 三相三继电器式完全星形接线B. 两相两继电器式不完全星形接线C. 两相三继电器式不完全星形接线D. 两相电流差式接线29. 定时限过电流保护的三相三继电器的完全星形连接方式，能反应（）。
A. 各种相间短路B. 单相接地故障C. 两相接地故障D. 各种相间和单相接地短路30. 定时限过电流保护两相两继电器的不完全星形连接方式，能反应（）。
A. 各种相间短路B. 单相接地短路C. 开路故障D. 两相接地短路31. 定时限过电流保护采用两相电流差的连接方式能反应（）。
A. 各种相间短路B. 单相接地故障C. 两相接地故障D. 相间和装有电流互感器的那一相的单相接地短路32. 继电保护连接片（或称为压板）用于（）。
A. 投入/退出保护，接通/断开保护出口B. 增大保护固有动作时间C. 增加触点容量D. 代替熔断器的作用33. 某35 kV系统通过输电线路向负荷供电，当线路末端发生三相短路时，短路电流为3.5 kA,当同一地点发生两相短路时，其短路电流为（）。
A．6.06 kAB．4.95 kAC．3.03 kAD．1.77 kAA. 躲过本线路末端短路可能出现的最大短路电流B. 躲过本线路末端短路可能出现的最小短路电流C. 躲过本线路末端短路可能出现的最大负荷电流D. 躲过本线路末端短路可能出现的最大自起动电流35.限时电流速断保护的保护范围为线路全长，灵敏度校验应考虑全线路范围内对（）的反应能力。
A. 三相短路B. 两相短路C. 单相接地短路D. 各种故障36.限时电流速断保护的保护范围为线路全长，灵敏度校验应选择（）进行校验。
A. 对保护最有利的情况B. 对保护最不利的情况C. 随便一种情况D. 异常运行方式37.本线路的限时电流速断保护与下级线路无时限电流速断保护范围有重叠区，当在重叠区发生故障时由（）。
A. 本线路的限时电流速断保护动作跳闸B. 下级线路无时限电流速断保护动作跳闸C. 均动作跳闸D. 均不动作38.某10kV系统输电线路安装了反应故障时电流增大的过电流保护，保护整定电流值为5A,线路末端短路最大三相短路电流为15A,线路末端短路最小两相短路电流为10A,该保护的灵敏系数为（）。
A. 5B. 3C. 2D. 1.539.对上、下级保护之间进行灵敏度配合时，下级保护灵敏度应比上级保护灵敏度（）。
A.低B.高C.相等D .灵敏度没要求40.考虑上下级定时限过电流保护灵敏度配合时，动作电流应为（）。
A. 本线路定时限过电流保护整定值较大B. 下条线路定时限过电流保护整定值较大C. 上下级整定值相等D. 动作电流没有要求41.电流互感器的接线方式中，三相都装有电流互感器以及相应的电流元件，能够反应三相电流的接线方式为（）。
A. 三相完全星形接线B. 两相不完全星形接线C. 两相电流差接线D. 90°接线42.当大气过电压使线路上所装设的避雷器放电时，无时限电流速断保护（）。
A.应同时动作B .不应动作C.延时动作D.视情况而定是否动作答案：B 试题分类：继电保护/本科所属知识点：继电保护/第8 章/第4 节难度：3分数：1多选题1. 对定时限过电流保护的动作电流描述错误的是（）。
A. 大于本线路的最大负荷电流B. 外部故障切除后应可靠返回C. 躲过线路末端最大短路电流D. 躲过相邻线路无时限电路速断保护电流2. 断路器辅助触点接于保护跳闸回路中，可以用于（）。
A. 在保护动作后，断开跳闸回路，避免跳闸线圈长时间通电而烧坏B. 避免中间继电器的触点断开跳闸回路，保护触点C. 主要用于增加触点数量D. 可代替熔断器3. 限时电流速断保护的特点是（）。
A. 可保护本线路全长B. 可保护本线路及下级线路全长C. 简单可靠D. —般只有0.5S延时（有时为1S）E保护范围受系统运行方式影响判断题1. 对单侧有电源的辐射形电网，无时限电流速断保护对下级线路故障应动作。
（）2. 无时限电流速断保护可以快速切除全线的短路故障。
（）3. 继电保护装置的连接片（或称为压板）用于投入/退出保护，接通/断开保护出口。
（）4．无时限电流速断保护是线路的主保护，当线路在最大运行方式下发生三相短路时保护有最大的保护范围。
（）5. 无时限电流速断保护反应线路故障时电流增大动作，且无动作延时。
（）6. 用于反应本线路无时限电流速断保护范围以外的故障，同时作为无时限电流速断保护的后备的保护为限时电流速断保护。
（）7. 当本线路限时电流速断保护与下级线路限时电流速断保护配合整定时，具有动作电流降低、灵敏度提高、保护范围增长及动作时间短的特点。
（）8. 中间继电器可增大保护固有动作时间，避免避雷器放电造成保护误动。
（）9. 限时电流速断保护灵敏度校验条件为以本线路末端两相短路时，流过保护的最小短路电流进行校验。
（）10. 由电流继电器的动作原理可知，电流继电器的返回系数小于1。
（）11. 在本线路的限时电流速断保护与下级线路无时限电流速断保护范围的重叠区发生故障，如无时限电流速断保护拒动，则上述保护均不动作。
（）12. 定时限过电流保护近后备灵敏系数计算为最小运行方式本线路末端两相短路电流与动作电流之比。
（）13. 一般将定时限过电流保护动作时间整定原则称为阶梯时限原则。
（）14. 上下级定时限过电流保护按照选择性要求，上级线路比下级线路动作时间大。
（）15•限时电流保护速断保护是依靠动作时间的整定保证选择性的。
（）16. 定时限过电流保护远后备灵敏系数计算为最大运行方式下级线路末端三相短路电流与动作电流之比。
（）17. 电流保护的接线系数定义为：电流互感器的二次电流与流入继电器的电流比值。