继电保护原理复习总结

1、继电保护的基本任务是什么?

答：(1)自动、迅速、有选择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； ● 对继电保护的基本要求？答：（1）选择性：仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，保证系统中非故障部分的正常工作。（2）速动性：保护装置能迅速动作切除故障。（3）灵敏性：指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。（4）可靠性：指对于该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时它不拒动，而在任何其它该保护不应动作的情况下，则不应误动。 ● 什么是纵联电流相位保护的闭锁角？那些因素决

定闭锁角的大小？

答：为了保证在任何外部短路条件下保护都不误动，需要分析区外短路时两侧收到的高频电流之间不连续的最大时间间隔，并加以闭锁。这一时间间隔所对应的工频相角差就为闭锁角。影响因素：电流互感器的角误差、保护装置中滤序器及受发信操作回路的角度误差、高频信号在线路上传输所引起的延迟等。

● 在继电保护中对方向继电器的基本要求是什么，对

于相间短路的功率方向继电器，写出其动作方程，画出其动作特性？答：（1）具有明确的方向性；（2）故障时继电器的动作有足够的灵敏度。

?0接线时动作方程为οο

&&90arg 90-≥≥-J

j J I e U

m l ?，动

作特性如图（a ）所示；

?90接线时动作方程为οο&&ο90arg 90)90(-≥≥-J

j J

I e

U d ?，动作特性如图（b ）所示；

●

（a）按（2－34）式构成；（b）按（2－37）式构成

动

作

区不

动

作

区

m l ?m

l ?（a）（b）

动

作

区

简述高频闭锁方向保护的工作原理。

答：高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。

● 相继动作:由于信号的间断，间断角接近180度，

因此，M 端的保护即可立即动作跳闸。保护装置的这种工作情况—————即必须一端的保护先动作跳闸以后，另一端的保护才能动作跳闸，称之为“相继动作”

● 简述相差高频保护的工作原理。

答：相差高频保护的工作原理：比较两端短路电流相位，采用高频通道经常无电流方式构成保护时，规定两端在电流波形正半周或负半周发高频信号。内部故障时，两端电流同相位，收到的高频信号间断，不进行保护闭锁；当外部故障时，两端电流相位相反，收到的高频信号连续，闭锁保护。

● 相差高频保护为什么用负序电流：当内部不对称短

路时，由于利用了负序分量的电流就可以大大改善保护的工作条件，提高保护的灵敏性。

● 11、什么叫重合闸前加速保护和后加速保护？答：发生故障时，最靠近电源端的断路器先无选择性地将故障切除，然后利用重合闸重合予以纠正保护无选择性动作的配合方式，即为重合闸前加速。

所谓重合闸后加速保护就是当线路第一次故障时保护有选择性动作，然后进行重合，如果重合于永久性故障，则断路器合闸后再加速保护动作，瞬时切除故障。 ● 12、什么是重合闸后加速保护？主要适用于什么场

合？

答：重合闸后加速保护就是当第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。

重合闸后加速保护应用于35kv 以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上。

● 13、重合闸动作顺序？先跳故障相延时重合单

相后加速跳三相

● 14、在变压器纵差动保护中防止励磁涌流影响的方

法有采用具有速饱和铁心的差动继电器、鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别和利用二次谐波制动三种。

● 15、试述变压器的故障类型、不正常运行状态及相

应的保护方式；答：故障类型

不正常运行状态：

外部故障引起的过电流；负荷过时间超过额定容量引起的过负荷；风扇故障或漏油。保护措施：

反应油箱外部故障：纵联差动保护和电流速断保护反应油箱内部故障：瓦斯保护

反应外部相间短路故障的后备保护：

过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起的过电流保护

反应外部接地短路故障的后备保护：零序电流保护（中性点接地）、零序过电压保护和间隙零序电流保护（中性点不接地）此外，还有过负荷保护、过励磁保护、其他非电量保护。

●励磁涌流是在什么情况下产生的？有何特点？变

压器差动保护中怎样克服励磁涌流的影响？

答：当变压器空载投入或外部故障切除后恢复电压时，即可能出现数值很大的励磁电流，即励磁涌流。

励磁涌流的特点：

1、含有大量非周期分量，使涌流波形偏于时间轴的一侧；

2、包含大量高次谐波，其中以二次谐波为主；

3、波形出现间断，铁心饱和度越高，涌流越大，间断角越大。产生的原因是:变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器投入时工作电压产生的磁通方向相同时,其总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量,因此产生较大的涌流,其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。

克服措施：

1）在差流回路中接入具有速饱和特性的中间变流器2）二次谐波判别方法

3）间断角原理识别励磁涌流

4）利用波形对称原理

●变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有

哪些？它们分别利用了励磁涌流的那些特点？

答：①采用速饱和中间变流器；利用励磁涌流中含有大量的非周期分量的特点；②二次谐波制动的方法；利用励磁涌流中含有大量二次谐波分量的特点；③鉴别波形间断角的方法；利用励磁涌流的波形会出现间断角的特点。

2、变压器差动保护产生不平衡电流的原因有哪些?与哪些因素有关？

答：1、由变压器两侧电流相位不同而产生；2、由两侧电流互感器的误差引起；3．由计算边比与实际变比不同而产生；4．带负荷调变压器的分接头产生

●8.分析发电机纵差动保护和横差动保护的作用，两

者保护的范围？

答：发电机纵差动保护是反应发电机内部相间短路的主保护，能快速而灵敏地切除保护范围内部相间短路故障，同时又保证在正常运行及外部故障时动作的选择性和工作的可靠性。

横差动保护适用与具有多分支的定子绕组且由两个中性点引出端子的发电机，能反应定子绕组匝间短路、分支线棒开焊及机内绕组相间短路。

●说明发电机单继电器式横差保护的基本原理？

答：只用一个电流互感器装于发电机两组星形中性点的联线上，把一半绕组的三相电流之和与另一半绕

组中的三相电流之和进行比较。当发生各种匝间

短路时，在中性点的联线上就会有环流流过，这

时电流继电器动作，由于只用一个电流互感器，

没有互感器误差所产生的不平衡电流，因而其启

动电流较小，灵敏度较高。

●发电机的故障类型、不正常运行状态及相应的保护

方式有哪些？

答：发电机的故障类型：1）定子绕组相间短路（保护：完全纵联差动和不完全纵联差动保护）

2）定子绕组一相的匝间短路（保护：完全横差动和不完全横差动保护）

3）定子绕组单相接地（保护：单相接地保护）

4）转子绕组一点接地或两点接地（励磁回路接地保护）5）转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失（低励磁和失磁保护）

不正常运行状态：

1）外部短路引起的定子绕组过电流（定子绕组过电流保护）

2）负荷超过额定而引起的三相对称过负荷（过负荷保护）

3）外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序过电流和过负荷（负序电流保护）

4）突然甩负荷而引起的定子绕组过电压（定子绕组过电压保护）

5）励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷（过负荷保护）

6）汽轮机主汽门突然关闭而引起的发电机逆功率（逆功率保护）

●检无压，检同期合闸方式

（1）检无压侧，同时投入同步检定继电器，检同期侧，无电压检定绝对不允许同时投入，两侧的投入方式可以利用连结片定期轮换，先重合检无压侧，再重合检同期侧

（2）对于瞬时性故障，两侧保护动作、断路器断开，线路失去电压，检无压侧重合闸先进行重合，重合成功另一侧同步检定继电器在两侧电源符合同步条件在进行重合，恢复正常供电。

（3）对于永久性故障，两侧保护动作，断路器断开，线路失去电压，检无压侧重合闸先进行重合，重合不成功，保护再次动作，跳开断路器不在重合，另一侧检同期重合闸不起动。

●结合下图说明，为什么要在一侧同时投入检查同步

和检查无电压的重合闸，而另一侧只投入检查同步

重合闸？两侧重合闸的方式要定期交换，为什么？

答：在正常工作情况下，M侧可能由于某原因误跳闸，由于N侧并未动作，线路上仍有电压，无法进行重合。为此，在检无压侧M也同时投入同期检定继电器KY，如遇到上述情况，则同期检定继电器KY就能够起作用，当符合同期条件时，即可将误跳闸的断路器重新投入；在检定同期N侧，绝对不允许同时投入无压检定继电器，以防止非同期重合闸。

3、功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？

答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位r ?，并且根据一定关系[cos()r ?α+是否大于0]判别出短路功率的方向。

为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值，且有最小的电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小于最小动作电压时，就出现了电压死区。

在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。

4、什么是系统的最大运行方式和最小运行方式？答：系统的最大运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式。最小运行方式：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最小的方式。

5、后备保护的作用是什么？简述远后备保护和近后备保护的优缺点？

答：后备保护作用：当主保护或断路器拒动时，由后备保护动作切除故障。

远后备优点：当断路器拒动时仍可由相邻前一级保护动作切除故障。缺点：①扩大了停电范围②动作时限较长近后备优点：当主保护拒动时由后备保护动作切除故障，不会扩大停电范围，动作时间也较短。缺点：当断路器拒动时，无法动作切除故障。

6、方向性电流保护动作的条件是什么？利用什么元件来判断短路电流功率方向。答：当方向元件和电流元件同时动作时，保护才能动作。可利用功率方向继电器来判断短路电流功率方向。

7、线路电流保护的保护范围为什么会受到运行方式、短路类型的影响？

答：因为对于不同的运行方式和短路类型，短路电流值不同。

8、说明过电流继电器的动作电流、返回电流、返回系数的概念及关系？返回系数大于1吗？

答：动作电流：能使继电器动作的最小电流。

返回电流：能使继电器返回的最大电流。返回系数：返回电流与动作电流的比值。返回系数恒小于1。

9、何为功率方向继电器的90o

接线，举例说明该接线方式；最大灵敏角与内角有何关系？

答：功率方向继电器的90o

接线方式是指加入继电器的

电压和电流的相位差为90o

。

例如加入继电器的电流A

I &和电压BC U &相位差为90o

。最大灵敏角与内角的和为0。

13、何谓90°接线方式？采用90°接线的功率方向继电器构成方向性保护时为什么有死区？零序功率方向

元件也有类似的死区吗？

答：90°接线方式是指接入方向继电器的电压是非故障的相间电压（比故障相电压落后90度），并用它来判别电流的相位的。此接线除正方向出口附近发生三相短路时，所有相间电压都等于0具有电压死区。零序功率方向继电器接入的是零序电压和零序电流，而由于越靠近故障点的零序电压越高，因此零序方向元件没有电压死区。

14、零序功率方向继电器的最灵敏角与相间方向继电器的最灵敏角是否相同？为什么？

答：不相同。因为：当继电器采用0度接线时，零序功率方向继电器的最灵敏角一般为线路和中性点接地变压器的等值零序阻抗角，而相间方向继电器的最灵敏角一般为线路的阻抗角。采用90度接线时，最灵敏角只是等值零序阻抗角和阻抗角分别减去90度而已。 15、接地短路时的零序电流大小与系统运行方式是否有关？零序电流在电网中的分布与什么因素有关？

答：接地短路的零序电流大小与系统运行方式无关。零序电流在电网中的分布，主要取决于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗。

7、高频闭锁方向保护的原理怎样?试举出几种方向元件的构成原理；

答;原理是利用非故障线路的一端发出闭锁该线路两端保护的高频信号，对于故障线路，两端不需要发出高频闭锁信号，正好保护应当切除故障线路。

11.何谓闭锁信号、允许信号和跳闸信号？采用闭锁信号有何优点？

答：闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。跳闸信号：收到这种信号是高频保护跳闸的充分而必要的条件。

采用闭锁信号的优点是：①不受通道破坏的影响；②不用鉴别信号源来自本侧还是对侧。

18.影响距离保护正确动作的因素有哪些？答：（1）短路点过渡电阻；（2）电力系统振荡；（3）电压回路断线；（4）串联电容补偿；（5）短路电流中的暂态分量，TA 、TV 的过渡过程，输电线路的非全相运行等。 10、纵联差动保护与电流保护的区别是什么？

答：电流保护属于单端保护，在动作值的整定上必须与下一元件的保护相配合，才能满足动作选择性的要求，它不能瞬时切除保护范围内任何地点的故障。纵联差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护，当在保护范围内任一点发生故障时，能瞬时切除故障。

4.对于母线完全差动保护，如何减少外部故障所引起的不平衡电流？

答：为了减小平衡电流，要将电流差动继电器改为内阻很高的电压继电器。（

5.母线保护的装设原则是什么？

答：（1）当母线正常运行或外部故障时，流入母线的电流等于流出母线的电流；

（2）当母线内部故障时，所有供电元件向母线供给短路电流，受电元件电流为零；

（3）正常运行及外部故障时，至少有一个元件中的电流与其它元件中的电流相位相反，在母线故障时，所有元件电流相位均相同。

6.什么是母线完全差动保护？定值如何整定？

答：在母线所有连接元件上装设具有相同变比和特性的电流互感器，所有电流互感器的二次侧同极性端连接在一起，接至差动继电器中。当有不平衡电流时，差动继电器动作而驱动出口继电器，从而使所有连接元件的断路器跳闸。

电流整定：（1）躲开外部故障时所产生的最大不平衡电流；（2）大于任一连接元件中的最大负荷电流。

没呢