电力系统继电保护(详细版)
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电力系统继电保护课后习题答案11.1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。
第一章绪论第一节电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1.电力系统的故障:三相短路f (3)、两相短路f (2)、单相短路接地f (1)、两相短路接地f (1,1)、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态:小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。
二、发生故障可能引起的后果是:1、故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障设备烧坏;2、系统中设备,在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命;3、因电压降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品质量;破坏系统并列运行的稳定性,产生振荡,甚至使整个系统瓦解。
事故:指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏,以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏到不能容许的程度,甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1.继电保护装置:就是指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。
2.它的基本任务是:(1)发生故障时,自动、迅速、有选择地将故障元件(设备)从电力系统中切除,使非故障部分继续运行。
(2)对不正常运行状态,为保证选择性,一般要求保护经过一定的延时,并根据运行维护条件(如有无经常值班人员),而动作于发出信号(减负荷或跳闸),且能与自动重合闸相配合。
第二节继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量,当突变量达到一定值时,起动逻辑控制环节,发出相应的跳闸脉冲或信号。
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:反映电流的增大而动作,如图1-1所示,(2)低电压保护:反应于电压的降低而动作。
(3)距离保护(或低阻抗保护):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。
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。
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。
电力系统继电保护第二版pdf1 电力系统继电保护电力系统继电保护是一种重要的技术,它可以有效地防止电力系统中电力故障的发展、发生和扩散,从而避免给大众生产、生活造成不利影响。
自二战以来,电力系统继电保护在技术上取得了巨大发展,获得了广泛的应用。
1.1 继电保护的基本思想继电保护的基本思想是通过对电力系统中不同设备及结构的电气特性监测,及时检测异常电网及各种机电设备紧急状况,并采取必要的保护措施,从而实现电力系统的安全、稳定和可靠运行,即“检测、发现、记录和处理”。
1.2 继电保护的类型根据功能和作用,电力系统的继电保护分为一般保护和过载保护两大类,而一般保护又可以分为定位保护、稳相保护和短路保护三大类。
1.2.1 定位保护定位保护用于定位故障点,它属于一种断点保护,用于准确地定位异常段的断开防止故障的蔓延,它是电力系统的一种重要的继电保护。
1.2.2 稳相保护稳相保护是一种流程无功实施的方式,稳相保护的基本原理是:当系统相击失谐时,分布式立即检测,然后根据检测结果执行动作,以达到抢救相击系统的目的。
1.2.3 短路保护短路保护是电力系统保护的一类特殊保护,它主要是通过监测系统中分布式传感器对不同枝路的电流谐波信息,计算判断网架结构中短路电流的大小及持续时间,以确定是什么类型的短路,并在必要时切断短路支路,保护各种机电设备。
1.3 继电保护的重要性电力系统继电保护的重要性不言而喻,它可以实现对电力系统断路器、变压器、电抗器等设备的保护,保障设备的正常运行;保证设备安全运行时间的延长;避免或减少因电网故障而造成的损失;有助于缩短故障恢复时间。
综上所述,电力系统继电保护对电力系统的安全与发展起着重要的作用。
电力系统继电保护是电力系统中一种重要的安全保护措施,旨在保护电力系统设备和传输线路免受故障、短路、过电流和其他异常情况的损害。
它通过快速检测和定位故障点,并迅速采取措施切断故障电路,以保护系统的稳定运行和设备的安全。
继电保护通常由保护设备、继电器和保护配电系统组成。
保护设备是指各种传感器和监测装置,用于检测电流、电压、功率和其他参数的异常变化。
继电器是用来判断电力系统是否出现故障,并通过电信号触发保护动作的装置。
保护配电系统是由继电器、控制元件、断路器和其他设备组成的,用于控制和保护电力系统的各个部分。
电力系统继电保护的主要目标包括:
1.故障检测与定位:快速检测和定位电力系统中的故障点,例如短路、接地故障等,以便及时采取措施消除故障。
2.快速切除故障电路:当电力系统出现故障时,继电保护能够在短时间内切断故障电路,以防止故障扩大和对系统安全造成更大威胁。
3.防止设备损坏:继电保护能够及时检测并切除过电流和过载电流,以保护电力系统设备免受损坏和过热的影响。
4.系统可靠性与稳定性:通过快速检测故障和切除故障电路,继电保护有助于提高电力系统的可靠性和稳定性,减少停电时间和影响。
5.人身安全保护:继电保护措施有助于保护电力系统工作人员和用户的人身安全,减少电击、火灾等事故的发生。
综上所述,电力系统继电保护对于保障电力系统的安全、稳定运行和设备的可靠性具有重要意义,是电力系统中必不可少的一部分。
电力系统继电保护考点24:电力系统继电保护的基本构成、作用、原理及基本要求▲继电保护的基本构成一般继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件三部分组成。
继电保护装置是由(B)组成的。
(A)二次回路各元件(B)测量元件、逻辑元件、执行元件(C)各种继电器、仪表回路(D)仪表回路继电保护装置是反应电力系统中电气元件故障和不正常运行状态,并作用于断路器跳闸的一种自动装置。
(×)在运行中,电流互感器二次不允许短路。
(×)电流互感器二次绕组的人为接地是属于保护接地,其目的是防止绝缘击穿时二次侧窜入高电压,威胁人身和设备安全。
(√)电流互感器是供给继电保护、自动装置以及测量仪表电流的电源设备,它的二次侧可以开路运行。
(×)电抗变压器二次输出电压对一次电流中的非周期分量有放大作用;对一次电流中的谐波成分有抑制作用。
(×)▲继电保护的作用(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,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;(即内部故障时跳闸)(2)反映电气设备的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作与发出信号或跳闸。
此一般不要求迅速动作,而是根据电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时,一面暂短运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。
(即不正常运行状态时发出警告)系统发生不正常运行状态时,继电保护装置的基本任务是(D)(A)切除所有元件(B)切电源(C)切负荷(D)给出信号继电保护的原理“区分”电力系统的正常、不正常工作和故障三种运行状态,“甄别”除发生故障和出现异常的元件,发现并正确利用能可靠区分三种运行状态的可测参量或参量的差异,就可以形成继电保护原理。
例如:(1)短路电流:过电流保护;(2)短路时电压幅值降低:低电压保护;(3)阻抗幅值的降低和阻抗角的变大:距离(低阻抗)保护;(4)不对称故障时的负序、零序分量:序分量构成的保护;(5)电力元件内外部短路时两侧电流向量的差别:电流差动保护;(6)两侧功率方向的差别:方向比较式纵联保护;(7)非电量特征的保护,如变压器瓦斯保护。
电力系统继电保护的基本概念和要求电力系统继电保护的基本概念和要求一、电力系统继电保护的概念电力系统继电保护是指在电力系统中,通过对各种故障信号进行检测、判断和处理,及时地切除故障部分,保证电网的安全稳定运行的技术手段。
其作用是在发生故障时,尽可能地减小故障范围,避免事故扩大,并使系统尽快恢复正常运行。
二、电力系统继电保护的要求1.可靠性要求:继电保护必须具有高可靠性,能够对各种类型的故障可靠地进行检测和判断,并及时地发出动作信号。
2.灵敏度要求:继电保护必须具有高灵敏度,在最短时间内检测到并切除出现在系统中的各种类型的短路和接地故障。
3.速度要求:继电保护必须具有快速动作特性,在最短时间内完成对故障信号的处理,并发出动作信号。
4.选择性要求:继电保护必须具有良好的选择性,能够区分不同类型的故障信号,并对不同类型的故障进行不同的处理。
5.稳定性要求:继电保护必须具有良好的稳定性,能够在系统负荷变化和干扰情况下,保证其正常工作。
6.灵活性要求:继电保护必须具有良好的灵活性,能够根据系统运行情况和故障类型进行调整和改进。
7.可维护性要求:继电保护必须具有良好的可维护性,能够便于对其进行检修、维修和更换。
三、电力系统继电保护的分类1.按照应用范围分类:分为发电厂、变电站和配电网等各级别设备和系统保护。
2.按照工作原理分类:(1)基于比较法的保护:通过比较被保护元件与相邻元件之间的差异来判断是否存在故障。
(2)基于阈值法的保护:通过设置一定阈值来判断是否存在故障。
如过流保护、欠压保护等。
(3)基于时序法的保护:通过时间关系来判断是否存在故障。
如距离保护、差动保护等。
(4)基于频率法的保护:通过检测电网频率的变化来判断是否存在故障。
如频率保护、电压倒闸保护等。
四、电力系统继电保护的主要装置1.继电器:继电器是一种能够实现信号放大、逻辑判断和输出控制的装置,是继电保护中最基本和最重要的组成部分。
2.CT(互感器):CT是一种用于将高压线路电流转换为低压信号的装置,其输出信号可以被继电器进行检测和判断。
《电力系统继电保护》课程教学大纲一、课程简介课程名称:电力系统继电保护英文名称:Principles of Power System Protection课程代码:0110355 课程类别:专业课学分:4 总学时:52(52理论+12实验)先修课程:电路、电子技术、电机学、电力系统分析课程概要:《电力系统继电保护》是理论与实践并重的一门课程,是从事电力系统工作的人员必须掌握的一门专业课程,主要介绍电力系统继电保护的构成原理、运行特性及分析方法。
其目的和任务是使学生掌握电力系统继电保护的基本原理、整定计算及其运行分析方法,为学生毕业后从事电力系统及相关领域的设计制造、运行维护和科学研究工作打下理论及实践基础.二、教学目的及要求本课程的教学目的是:本课程是在分析复杂的电力系统故障状态的前提下讲述保护构成原理、配置及动作行为的,并配以一定的实验。
故而是一门理论与实践并重的学科。
使学生深刻理解继电保护在电力系统中所担负的任务,并通过本课程学习,掌握电力系统继电保护的基本原理,基本概念,考虑和解决问题的基本方法及基本实验技能,为毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
通过本课程的学习要求同学们掌握电力系统的基本知识;通过课程教学,使学生掌握电流保护、方向性电流保护、距离保护和差动保护等几种常用保护的基本工作原理、实现方法和应用范围、整定计算的基本原则和保护之间的配合关系;使学生了解电力系统各主要一次主设备(发电机、变电器、母线、送电线路)的故障类型,不正常运行状态及各自的保护方式;使学生了解各种继电器(电流、方向、阻抗)的构成原理、实现方法、动作特性和一般调试方法,熟悉常用继电保护的实验方法。
三、教学内容及学时分配第一章绪论(4学时)掌握电力系统继电保护的任务、基本原理、基本要求及发展概况。
重点:继电保护的任务、对继电保护的基本要求。
难点:继电保护的选择性和灵敏性。
第二章互感器及变换(6学时)掌握电流互感器、电压互感器的工作原理、注意事项、动作特性及三种接线方式;变换器和对称分量滤过器的工作原理、整定计算原则,根据电流、电压的特点及制定保护方案.第三章电网的电流电压保护 (8学时)掌握电流继电器的工作原理、无时限电流速断保护及带时限电流速断保护的工作原理、定时限过流保护、电压、电流联锁速断保护、晶体管电流保护装置、三段式电流保护装置、反时限过电流保护整定计算原则及接线方式、动作特性及接线方式。
电力系统继电保护原理课目录绪论0.1 继电保护的作用0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成第1章电网的电流电压保护1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.3 大接地电流系统的零序电流保护2.1 距离保护的基本原理2.2 阻抗继电器2.3 影响距离保护 确工作的因素及防 方法第3章输电线路的纵联保护3.1 概述3.2 输电线的纵联差 保护3.3输电线路的高频保护3.4 高频闭锁方向保护3.5 高频闭锁负序方向保护3.6 高频闭锁距离保护和零序保护3.7 高频相差 保护3.8 光纤差 保护第4章输电线路的自 重合闸4.1 自 重合闸概述4.2 相自 重合闸4.3 综合自 重合闸第5章电力 压器的保护5.1 电力 压器的故障异常 行状态及 保护方式5.2 压器内部故障的差 保护5.3 压器零序保护5.5 高压厂用 压器保护第6章发电机保护6.2 相间短路的纵联差 保护6.3 发电机定子绕组匝间短路保护6.5 发电机 励失磁保护6.6 励磁回路一点接地保护6.8 转子表层过热(负序电流)保护6.9 发电机的逆功率保护6.10 发电机失步异常 行保护6.11 定子绕组对称过负荷保护6.12 发电机 压器组公用继电保护7.2 带制 特性的母线差 保护7.3 JMH—1型母线差 保护装置的基本原理7.4 电流相 比较式母线保护第8章异步电 机和电容器的保护8.1 异步电 机的保护8.2 电力电容器的保护第9章继电保护装置的整定计算9.1 概述9.3 110~220 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.4 330~550 kV中性点直接接地电网线路保护的配置 整定计算9.5 发电机保护的配置 整定计算9.6 压器保护的配置 整定计算9.7 母线保护及断路器失灵保护的配置 整定第10章继电保护装置的基本元 电路10.2 换器10.3 对称分量滤过器10.4 综合器第11章模拟型继电保护装置11.1 模拟型继电保护装置总论第12章微机保护装置原理12.2 微机保护的硬 构成原理12.3 数字滤波器12.4 微机保护的算法12.5 微机保护的抗干扰措施第13章 电站综合自 化技术13.3 电站综合自 化系统的结构参考文献0.1 继电保护的作用电力系统的 行要求安全可靠 电能质量高 经济性好 自然条 设备及人 因素的影响,可能出现各种故障和 常 行状态 故障中最常见 危害最大的是各种形式的短路•0.2 对电力系统继电保护的基本要求0.2.1 选择性图0-1 电网保护选择性 作(1) 保护(2)后备保护1)远后备图0-2 后备保护的构成方式(a)远后备保护(b) 后备保护2) 后备(3)辅 保护0.2.2 速 性0.2.3 灵敏性0.3 继电保护的基本原理及保护装置的组成图0-3 应一端电气量的保护及 行工况(a) 常 行状态(b)故障状态0.3.2 应两端电气量的保护0.3.3 应非电气量的保护图0-4 应两端电气量的保护的 行工况图0-5 继电保护装置组成方框图第1章电网的电流电压保护1.1 单侧电源网 的相间短路的电流电压保护1.1.1 电流继电器返回系数:即继电器的返回电流 作电流的比值1.1.2 无时限电流速断保护(电流 段)图1-1 电流速断保护 作特性的分析相短路电流可表示图1-2 无时限电流速断保护的单相原理接线图图1-3 系统 行方式的 化对电流续断保护的影响图1-4 被保护线路长短 同对电流速断保护的影响图1-5 线路- 压器组的电流速断保护图1-6 电流电压联锁速断保护的单相原理接线图图1-7 电流电压联锁速断保护的 作特性分析电流继电器的 作电流• 电压继电器的 作电压应• 1.1.3 限时电流速断保护(电流 段)•(1)工作原理和整定计算的基本原则图1-8 单侧电源线路限时电流速断保护的配合整定图(3)保护装置灵敏性的校验•(4)限时电流速断保护的单相原理接线图图1-9 限时电流速断保护的单相原理接线图1.1.4 定时限过电流保护(电流 段) (1)工作原理和整定计算的基本原则图1-10 定时限过电流保护起 电流和 作时限的配合图1-11 最大负荷说明图(2)按选择性的要求整定定时限过电流保护的 作时限图1-12 单侧电源串联线路中各过电流保护 作时限的确定•(3)过电流保护灵敏系数的校验• 1.1.5 段式电流保护的应用图1-13 阶段式电流保护的配合和实际 作时间的示意图图1-14 有电流速断 限时电流速断和过电流保护的单相原理接线图•1.2 电网相间短路的方向性电流保护1.2.1 方向性电流保护的基本原理图1-15 侧电源供电网 (a) f 1点短路时的电流分布(b) f 2点短路时的电流分布(c)各保护 作方向的规定(d)方向过电流保护的阶梯形时限特性1-15.tif图1-16 方向过电流保护的单相原理接线图1.2.2 功率方向继电器的工作原理图1-17 方向继电器工作原理的分析(a)系统网 接线图(b) f 1点短路(c) f 2点短路图1-18 功率方向继电器的工作原理图1-19 相短路的相量图• 1.2.3 对方向性电流保护的评图1-20 侧电源线路 电流速断保护的整定(1) 增电流的影响图1-21 有 增电流时,限时电流速断保护的整定•(2)外汲电流的影响图1-22 有外汲电流时,限时电流速断保护的整定。
电力系统继电保护详解一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
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的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。
4)测量阻抗发生变化。
测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,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。
此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护,如瓦斯保护。
二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求,而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置,这四个基本要求中有些要求可以降低。
(1)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动时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
1. 电力系统的三种状态:正常运行,不正常运行和故障运行。
2. 继电保护的任务和作用:①当电力系统发生故障时,自动,迅速、有选择的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,保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。
②反应电气元件的不正常运行状态,并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件,发出信号,由运行人员进行处理或自动进行调整。
反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。
③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合,在条件允许时,采取预定措施,缩短事故停电时间尽快恢复供电,从而提高电力系统运行的可靠性。
3. 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,即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
4. 继电保护装置一般由测量比较元件,逻辑判断元件和输出元件三部分组成。
测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量,并与给定的值进行比较,根据比较的结果,给出是非或0或1性质的一组逻辑信号,从而判断保护装置是否应该启动。
逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等,是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围,最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作,并将对应的指令传给执行输出部分。
执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令,发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息,发出警报或不动作。
5. 电流保护的接线方式有三种:①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③;两相两继电器的不完全星形接线。
6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下,当cos ψ=1时,加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。
7. 90°接线方式的主要优点是:第一,对各种两相短路都没有死区,因为继电器加入的是非故障的相见电压,其值很高;第二,适当地选择继电器的内角α后,对线路上发生的各种故障,都能保证动作的方向性。
8. 电力系统发生振荡和短路时的主要区别是:①振荡时,电流和各点电压的幅值均作周期性变化,而短路后,短路电流和各点电压的值当不计其衰减时是不变的②振荡时,任一点电流与电压之间的相位关系都随δ的变化而变化;而短路时,电流与电压之间的相位关系是不变的③振荡时,三相完全对称,电力系统中没有负序分量出现;而当短路时,总要长期(在不对称短路过程中)或瞬时(三相短路开始时)出现负序分量。
9. 当ψm 等于Z set 的阻抗角时,继电器的启动阻抗达到最大,等于圆的直径,此时阻抗继电器的保护范围最大,工作最灵敏,这个角度就是阻抗继电器的最大灵敏角10. 消弧线圈作用:若单相接地,在接地点有一个电感分量的电流通过,此电流和原系统中的电容电流相抵消,可以减少故障点电流。
.11. 中性点不接地系统中单相接地故障的特点:在A 相发生了单相接地,则A 相对低电压变为零,对地电容被短接,而其他两相的对低电压升高根号3倍,对地电容电流也相应的增大根号3倍,在单相接地时,三相中的负荷电流和线电压仍然是对称的。
在发生单相接地时,全系统都将出现零序电压;在非故障的元件上有零序电流,其数值等于本身的对地电容电流,电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路;在故障线路上,零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和,数值一般较大,电容性无功功率的实际方向为由线路流向母线。
12. 消弧线圈有完全补偿,欠补偿及过补偿三种补偿方式一般采用欠补偿。
13. 距离保护由启动回路、测量回路、逻辑回路构成14. 三个阻抗的含义:Z m 是继电器的测量阻抗。
由加入继电器的电压Ùm 电流Ìm 的比值确定,Z m 的阻抗角就是Ùm Ìm 之间的相位差ψm 。
Z set 是继电器的整定阻抗。
对全阻抗继电器而言,整定阻抗就是圆的半径,对方向阻抗而言,整定阻抗就是在最大灵敏角方向上的圆的直径,对偏移特性的阻抗继电器,整定阻抗是在最大灵敏角方向上由原点大圆周上的长度。
Z op 是继电器的启动阻抗。
表示当继电器刚好动作时,加入继电器中电压Ùm 电流Ìm 的比值。
15. UV 电压变换器作用:将电压互感器的输入电压变换为适合弱点回路运算的电压。
UX 电抗互感器作用:可以滤除直流分量,当输入中含高频信号时,它将会有较大的放大作用16. 对应图示曲线中,当Z op.r =0.9Z set 时通过继电器的电流,称为全阻抗继电器的精确工作电流,记作I jd 。
分为最小精工电流和最大精工电流。
为什么要设置这两个值:为了把启动误差限制在一定范围之内。
17. 短路点的过渡电阻Ra 是指当相间短路或者接地短路时,短路电流从一项流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻。
单侧电源线上过渡电阻的影响:Ra是继电器的测量阻抗增大,使保护范围缩短。
克服过渡电阻对距离保护影响的措施①选四边形特性测量元件②采用瞬时测定装置克服过渡电阻对二段保护的影响18.高频信号分为闭锁信号、允许信号、跳闸信号。
19.电流相位差动高频保护的工作原理:它是根据直接比较线路两端电流相位而确定保护是否动作的原理构成的仅利用输电线路两端电流相位在区外短路时相差180°,区内短路时相差0°,也可区分去内外短路,这就是相差高频保护的原理。
20.纵联保护与电流保护的区别:①电流保护装设在线路一端,只反映一侧的电流,而带辅助导线的纵联差动保护反应线路两侧的电气量②电流保护只保护线路的一段,不能保护线路全长,而纵联保护能够保护线路全长③为选择性的切除线路上任意点的故障,需要电流距离阶段式保护的配合,故不能实现全线路瞬时切除故障;而纵联保护可以快速。
可靠的区分本线路内部任意点短路与外部短路,达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的④电流保护结构简单,而纵联保护比较复杂。
21.电力线路高频通道的工作方式有三种:正常时无高频电流方式、正常时有高频电流方式和移频信号方式。
22.故障分类:瞬时性故障和永久性故障23.电力系统中采用自动重合闸的作用:①大大提高供电可靠性,减小线路停电次数,特别是对单侧电源的单回线路尤为显著②在高压输电线路上采用重合闸,还可以提高电力系统并列运行的稳定性③对断路器本身由于机构不良或者继电保护误动作而引起的误跳闸,也能起纠正的作用④在电力网的设计过程中,由于考虑了自动重合闸,有事可以暂缓假设双回线路以节约投资24.所谓三相一次重合闸,即无论线路发僧何种类型的故障,继电保护装置将断路器三相跳开,然后重合闸装置自动启动,经预定延时(可整定,一般在0.5-1.5s之间)发出重合脉冲,将断路器三相一起合上。
25.变压器差动保护中的不平衡电流有:由变压器两侧接线不同产生的不平衡电流,由变压器调节分接头产生的不平衡电流和变压器两侧电流互感器型号不同产生的不平衡电流.26.重合闸前加速保护怎样动作:重合闸前加速保护方式一般用于具有几段串联的辐射形线路中,重合闸装置仅装在靠近电源的一段线路上。
当线路上(包括相邻线路及以后的线路)发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作于跳闸,而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。
重合闸后加速保护怎样动作:当线路发生故障后,保护有选择性地动作切除故障,重合闸进行—次重合以恢复供电。
若重合于永久性故障时,保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器,这种方式称为重合闸后加速27.将线路一侧电气信息量传到另一侧去,两侧的电气量同时比较、联合工作,也就是说在线路两侧之间发生纵向的联系,以这种方式构成的保护称为纵联保护。
28.双侧电源送电线路重合闸的特点(即需要考虑什么问题)①同步问题,线路上发生故障时,有可能使两侧电源间失去同步,故对后合闸一侧的断路器要考虑两侧电源是否同步,以及是否允许非同步合闸②时间问题,即当线路上发生故障时,两侧的保护可能以不同的动作时限动作与,为了使重合闸有可能成功,线路两侧的重合闸必须保证在两侧的断路器都跳闸以后,再进行重合,其重合闸时间与单侧电源的有所不同。
29.自动重合闸与继电保护配合时,一般采用重合闸前加速保护和重合闸后加速保护两种方式30.单相短路跳开故障单相经一定时间重合单相、若不成功再跳开三相的重合方式称为单相自动重合闸31.变压器空载合闸或断开外部故障后系统电压恢复时,短时出现的励磁电流数值可达额定电流的4-8倍,称为变压器的励磁涌流。
32.励磁涌流有以下特点:①励磁涌流含有很大的非周期分量,偏于时间轴的一侧,对于中小型变压器,励磁涌流的峰值可达额定电流的8倍②励磁涌流中含有大量的高次谐波分量,其中2次谐波分量所占的比例最大③励磁涌流相邻波形之间存在间断角。
33.防止励磁涌流影响的方法:①采用速饱和中间变流器的差动继电器②利用二次谐波制动③鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别34.纵差动保护的分类:完全纵差动保护和不完全纵差动保护。
完全差动保护能反应发电机内部及引出线上的相间短路,但不能反应发电机内部匝间短路及分支开焊,不完全差动保护适用于每相定子绕组为多分支的大型发电机,它能反应发电机相间短路,还能反应定子线棒开焊及分支匝间短路。
35.电流比相式母线保护基本原理:是根据木箱在内部故障和外部故障时,各连接元件电流相位的变化来实现的。
母线上发生故障时,所有和电源连接的元件都向故障点供应短路电流,在理想条件下,所有供电元件的电流相位相同;而在正常运行状态或母线外部故障时,至少有一个元件的电流相位和其他元件的电流相位相反,流入母线和流出母线的电流相位相反36.比相式母线保护特点:①由于这种母线保护的工作原理是基于电流相位比较,因而对电流互感器的变化和型号没有严格要求,放宽了母线保护的使用条件②由于保护的动作原理和电流幅值无关,保护的动作值不用考虑不平衡电流的影响,从而提高了保护的灵敏系数37.负序电流产生的原因:负序的产生,是由于三相负荷的不平衡引起。
正是三相负荷的不平衡,才导致中性点偏移,系统中出现负序电压、负序电流。
对发电机的危害:负序电流产生的旋转磁场以相对与转子的2n1速度截切转子绕组,并在转子绕组阻尼绕组及转子表面产生感应电流,其频率为100Hz。
由于产生的电流频率较高,集肤效应严重,从而使转子表层的电流密度很大。
这些电流流经转子本体、槽楔、护环等部件,造成热量损耗,而汽轮发电机的转子是整块式结构,散热能力较差,一旦电流大到一定程度,转子各部件、部件连接处,尤其在电阻较大的接触面上产生高温,对转子部件的机械强调和线圈的绝缘造成不利影响。
甚至能使转子两侧端部的吕槽楔全部融化甩出,进而造成发电机的更多损坏。
另外,由于定子负序电流产生的旋转磁场和转子磁场间有100Hz的相对运动,这也将产生100Hz的交变电磁转矩,该转矩作用于定子机座和转子轴上,并产生100Hz的振动,这对定子、转子的结构稳定构成威胁采取措施:调整单相、三相负荷,使三相负荷平衡38.发电机失磁后的机端测量阻抗变化规律:发电机正常运行时,向系统输送有功功率和无功功率,功率因角φ为正,阻抗在第一象限。