2017电力系统继电保护第三章4
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、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围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围发生故障时,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、t2、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。
第一章继电保护概述1-1 答:继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件,使其免受破坏,保证其他无故障元件恢复正常运行;监视电力系统各元件,反映其不正常工作状态,并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作,发出告警信号,或减负荷、或延时跳闸;继电保护装置与其他自动装置配合,缩短停电时间,尽快恢复供电,提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答:即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答:继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化,偏离正常运行范围,利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如,根据短路故障时电流增大.可构成过流保护和电流速断保护;根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外,还有反映非工频电气量的保护,如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答:主保护是指能满足系统稳定和安全要求,以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时,起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种:(1)近后备保护是当主保护拒动时,由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;(2)远后备保护是当主保护或断路器拒动时,由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足,或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答:(1)当线路CD中k3点发生短路故障时,保护P6应动作,6QF跳闸,如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动,按选择性要求,保护P2和P4应动作,2QF和4QF应跳闸。
(2)如线路AB中k1点发生短路故障,保护P1和P2应动作,1QF和2QF应跳闸,如保护P2不动作或2QF拒动,则保护P4应动作,4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答:(1)严禁将电流互感器二次侧开路;(2)短路电流互感器二次绕组,必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠,严禁用导线缠绕;(3)严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作;(4)工作必须认真、谨慎,不得将回路永久接地点断开;(5)工作时,必须有专人监护,使用绝缘工具,并站在绝缘垫上。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
3.10 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。
电力系统继电保护知识点总结文字部分1 第三章电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理【距离保护:是利用短路时电压、电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,反映故障点与保护安装处的距离而工作的保护。
】【基本原理:按照几点保护选择性的要求,安装在线路两端的距离保护仅在线路MN内部故障时,保护装置才应立即动作,将相应的断路器跳开,而在保护区的反方向或本线路之外的正方向短路时,保护装置不应动作。
】【与电流速断保护一样,为了保证在下级线路出口处短路时保护不误动作,在保护区的正方向(对于线路MN的M侧保护来说,正方向就是由M指向N 的方向)上设定一个小于线路全长的保护范围,用整定距离Lset表示。
】【当系统发生故障时,首先判断故障的方向,若故障位于保护区的正方向上,则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk,并将Lk与Lset比较,若Lk小于Lset,说明故障发生在保护范围以内,这时保护应立即动作,跳开相应的断路器;若Lk大于Lset,说明故障发生在保护范围之外,保护不应动作,对应的断路器不会跳开。
若故障位于保护区的反方向上,则无需进行比较和测量,直接判断为区外故障而不动作。
】(3.8为什么阻抗继电器动作特性是区域。
常用区域)由于互感器误差、过渡电阻等影响,继电器实际测量的Zm不能严格落在Zset同向直线上,而是该直线附近的区域,为保证区内故障情况下阻抗继电器可靠动作,在复平面上,其动作范围是包括Zset对应线段在内,在Zset方向上不超过Zset的区域。
【a:偏移圆无死区,不具有完全方向性,反方向出口短路动作,只能作为后备段】【b:方向圆有方向性,只在正向区内故障动作,但动作特性经过原点,在正向/反向出口短路时Zm很小,处在临界动作区域,可能拒动/误动,必须采取专门措施防止出口故障时拒动或误动】【c:上抛圆】【d:全阻抗圆无电压死区,不具有方向性】【e苹果特性与橄榄特性:苹果特性有较高的耐受过渡电阻的能力,耐受过负荷的能力比较差;橄榄特性正好相反。
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。
第三章 电网的距离保护 第一节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点:简单﹑可靠﹑经济。
缺点:选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求(尤其35kv 以上的系统)。
距离保护的性能比电流保护更加完善。
Z dU d....1fe f dd d ld I U Z I U Z Z =<==,反映故障点到保护安装处的距离——距离保护,它基本上不受系统的运行方式的影响。
二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式: I 段:AB Idz Z Z )85.0~8.0(1=,瞬时动作 主保护 II 段:)(21Idz AB IIK IIdz Z Z K Z +=,t=0.5’’III 段:躲最小负荷阻抗,阶梯时限特性。
————后备保护第二节 阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种:单相式和多相式单相式阻抗继电器:指加入继电器的只有一个电压U J (相电压或线电压)和一个电流I J (相电流或两相电流之差)的阻抗继电器。
JJ J I U Z ..=——测量阻抗Z J =R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障,故需多个继电器反映不同相别故障。
多相补偿式阻抗继电器:加入的是几个相的补偿后的电压。
它能反映多相故障,但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。
本节只讨论单相式阻抗继电器。
一﹑阻抗继电器的动作特性PTld PT l lPT JJ J n n Z n n I U n I n U I U Z ⨯=⨯===1.1.1.1...BC 线路距离I 段内发生单相接地故障,Z d 在图中阴影内。
由于1)线路参数是分布的, Ψd 有差异2)CT,PT 有误差 3)故障点过渡电阻 4)分布电容等 所以Z d 会超越阴影区。
因此为了尽量简化继电器接线,且便于制造和调试,把继电器的动作特性扩大为一个圆,见图。
圆1:以od 为半径——全阻抗继电器(反方向故障时,会误动,没有方向性) 圆2:以od 为直径——方向阻抗继电器(本身具有方向性) 圆3:偏移特性继电器另外,还有椭圆形,橄榄形,苹果形,四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理:幅值比较原理 B A U U ..≥J相位比较原理 90arg 90..≤≤-DC U U(一) 全阻抗继电器 特性:以保护安装点为圆心(坐标原点),以Z zd 为半径的圆。
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CA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CA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CA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〉112.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 0。