继电保护基础知识

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

第一节 继电保护基础知识

1．什么是继电保护装置和安全自动装置？

答： 当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时，能自动向值班员发出警告信号，或向所控制的断路器发跳闸指令，以终止事件的发展。实现这种自动化措施的设备，用于保护电力元件的，称为继电保护装置；用于保护电力系统的，称为电力系统安全自动装置。

2．继电保护在电力系统中的任务是什么？

答：(1) 当被保护的电力元件发生故障时，继电保护装置迅速地给距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隔离，最大限度的维护系统稳定，降低元件损坏程度。

(2) 反映电气设备的不正常工作情况，及时发出信号，以便值班人员处理，或由安全自动装置及时调整，恢复系统正常运行。

3．电力系统对继电保护的基本要求是什么？

答： 继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个要求，具体分述如下：

(1) 可靠性。保护装置的可靠性是指当被保护设备区内发生故障时，保护装置应可靠动作；被保护设备区外发生故障时，保护装置不发生误动作。

(2) 选择性。保护装置的选择性是指电力系统发生故障时，首先由故障设备的保护切除故障；如故障设备的保护或断路器拒动时，由相邻设备的保护动作，将故障切除。尽量缩小切除故障的停电范围。

(3) 灵敏性。保护装置的灵敏性是指保护装置对其动作区内的故障能可靠反映的能力。一般用灵敏系数来衡量，反映故障时数值参量增加的保护装置的灵敏系数为：

Klm=保护区末端金属性短路故障时的最小参量／保护的整定动作值反映故障时数值参量减少的保护装置的灵敏系数为

Klm=保护的整定动作值／保护区末端金属性短路故障时的最大参量

(4) 速动性。保护装置的速动性是指保护装置应以允许的尽可能快的速度切除故障，减轻故障对设备损坏程度，提高尽快恢复电力系统稳定运行的能力。

目 录

继电保护基础知识

1. 什么是继电保护和安全自动装置？各有什么作用？ ........................ 3

2. 继电保护在电力系统中的任务是什么？ .................................. 3

3. 电力系统对继电保护的基本要求是什么？ ................................ 3

4. 继电保护的基本内容是什么？ .......................................... 4

5. 我国电力系统中中性点接地方式有几种？它们对继电保护的原则要求是什么？ . 5

6. 什么是大接地电流系统？什么是小接地电流系统？它们的划分标准是什么？ ... 5

7. 大电流接地系统单相短路有何特点？ .................................... 6

8. 大接地电流系统中为什么要单独装设零序保护？ .......................... 6

9. 什么是零序保护？大电流接地系统中为什么要单独装设零序保护？ .......... 6

10. 为什么在大接地电流系统中零序电流的数值和分布与变压器的中性点是否接地有很大关系？ ......................................................... 6

11. 电力系统振荡和短路的区别是什么？ .................................... 6

12. 什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护？ .................... 7

13. 按照继电保护技术规程，在电压3KV以上，容量在600MW及以下发电机，应对哪些故障及异常运行方式配置相应的保护装置？ ............................ 7

14. 怎样用对称分量法将三相不对称量分解为正序、负序、零序三组对称分量？ ... 8

第一节 继电保护基础知识

1．什么是继电保护装置和安全自动装置？

答： 当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时，能自动向值班员发出警告信号，或向所控制的断路器发跳闸指令，以终止事件的发展。实现这种自动化措施的设备，用于保护电力元件的，称为继电保护装置；用于保护电力系统的，称为电力系统安全自动装置。

2．继电保护在电力系统中的任务是什么？

答：(1) 当被保护的电力元件发生故障时，继电保护装置迅速地给距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隔离，最大限度的维护系统稳定，降低元件损坏程度。

(2) 反映电气设备的不正常工作情况，及时发出信号，以便值班人员处理，或由安全自动装置及时调整，恢复系统正常运行。

3．电力系统对继电保护的基本要求是什么？

答： 继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个要求，具体分述如下：

(1) 可靠性。保护装置的可靠性是指当被保护设备区内发生故障时，保护装置应可靠动作；被保护设备区外发生故障时，保护装置不发生误动作。

(2) 选择性。保护装置的选择性是指电力系统发生故障时，首先由故障设备的保护切除故障；如故障设备的保护或断路器拒动时，由相邻设备的保护动作，将故障切除。尽量缩小切除故障的停电范围。

(3) 灵敏性。保护装置的灵敏性是指保护装置对其动作区内的故障能可靠反映的能力。一般用灵敏系数来衡量，反映故障时数值参量增加的保护装置的灵敏系数为：

Klm=保护区末端金属性短路故障时的最小参量／保护的整定动作值反映故障时数值参量减少的保护装置的灵敏系数为

Klm=保护的整定动作值／保护区末端金属性短路故障时的最大参量

(4) 速动性。保护装置的速动性是指保护装置应以允许的尽可能快的速度切除故障，减轻故障对设备损坏程度，提高尽快恢复电力系统稳定运行的能力。