常用的继电保护常识

一些常用的继电保护常识

1．什么是继电保护装置?

答：反应电力系统的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生故障危及电力系统安全运行的不正常状态，作用于断路器跳闸或者发信号的一种自动化装置。

2．继电保护在电力系统中的任务是什么?

答：继电保护的基本任务：(1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱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断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。(2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

3．简述继电保护的基本原理和构成方式。

答：继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。

4．电力系统对继电保护的基本要求是什么?

答：继电保护装置应满足可*性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。(1)可*性是指保护该动作时应可*动作。不该动作时应可*不动作。可*性是对继电保护装置性能的最根本的要求。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。(3)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

(4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、

充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

5．什么是零序保护?大电流接地系统中为什么要单独装设零序保护?

答：在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。三相星形接线的过电流保护虽然也能保护接地短路，但其灵敏度较低，保护时限较长。采用零序保护就可克服此不足，这是因为：①系统正常运行和发生相间短路时，不会出现零序电流和零序电压．因此零序保护的动作电流可以整定得较小，这有利于提高其灵敏度；②Y／△接线降压变压器，△侧以内的故障不会在Y侧反映出零序电流，所以零序保护的动作时限可以不必与该种变压器以后的线路保护相配合而取较短的动作时限。

6．多段式零序电流保护逐级配合的原则是什么?不遵守逐级配合原则的后果是什么？

答：相邻保护逐级配合的原则是要求相邻保护在灵敏度和动作时间上均能相互配合，在上、下两级保护的动作特性之间，不允许出现任何交错点，并应留有一定裕度。实践证明，逐级配合的原则是保证电网保护有选择性动作的重要原则，否则就难免会出现保护越级跳闸，造成电网事故扩大的严重后果。

7．电力系统振荡时，对继电保护装置有哪些影响?

答：电力系统振荡时，对继电保护装置的电流继电器、阻抗继电器有影响。

(1) 对电流继电器的影响。当振荡电流达到继电器的动作电流时，继电器动作；当振荡电流降低到继电器的返回电流时，继电器返回。因此电流速断保护肯定会误动作。一般情况下振荡周期较短，当保护装置的时限大于1．5s时，就可能躲过振荡而不误动作。(2)对阻抗继电器的影响。周期性振荡时，电网中任一点的电压和流经线路的电流将随两侧电源电动势间相位角的变化而变化。振荡电流增大，电压下降，阻抗继电器可能动作；振荡电流减小，电压升高，阻抗继电器返回。如果阻抗继电器触点闭合的持续时间长，将造成保护装置误动作。

8．什么是自动重合闸?电力系统中为什么要采用自动重合闸?

答：自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障—般不到 10％。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。因此，自动将断路器重合，不仅提高了供电的安全性和可*性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态稳定水平，增大了高压线路的送电容量，也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。所以，架空线路要采用自动重合闸装置。

9．重合闸重合于永久性故障上对电力系统有什么不利影响?

答：当重合闸重合于永久性故障时，主要有以下两个方面的不利影响： (1)使电力系统又一次受到故障的冲击； (2)使断路器的工作条件变得更加严重，因为在很短时间内，断路器要连续两次切断电弧。

10．自动重合闸的启动方式有哪几种？各有什么特点?

答：自动重合闸子有两种启动方式：断路器控制开关位置与断路器位置不对应启动方式和保护启动方式。不对应启动方式的优点：简单可*，还可以纠正断路器误碰或偷跳，可提高供电可*性和系统运行的稳定性，在各级电网中具有良好运行效果，是所有重合闸的基本启动方式。其缺点是，当断路器辅助触点接触不良时，不对应启动方式将失效。保护起动方式，是不对应启动方式的补充。同时，在单相生命闸过程中需要进行一些保护的闭锁，逻辑回路中需要对故障相实现选相固定等，也需要一个保护启动的重合闸启动元件。其缺点是，不能纠正断路器误动。

11、发电机手动同期并列应具备哪些条件?

答：发电机并列条件：待并发电机的电压、频率、相位与运行系统的电压、频率、相位之差小于规定值。

12、电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?

答：主要区别是正常运行时工作状态很不相同，表现为：1)电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次可以开路，但不得短路；2)相对于二次侧的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互感器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。 3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时由于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至远远超过饱和值

13、装有重合闸的线路、变压器，当它们的断路器跳闸后，在哪一些情况下不允许或不能重合闸?

答：有以下9种情况不允许或不能重合闸。

(1)手动跳闸。 (2)断路器失灵保护动作跳闸。(3)远方跳闸。 (4)断路器操作气压下降到允许值以下时跳闸。 (5)重合闸停用时跳闸； (6)重合闸在投运单相重合闸位置，三相跳闸时。

(7)重合于永久性故障又跳闸。(8)母线保护动作跳闸不允许使用母线重合闸时。

(9)变压器差动、瓦斯保护动作跳阐对。。

14．什么是电气一次设备和一次回路?什么是电气二次设备和二次回路?

答：一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其它生产的电气回路称为一次回路或一次接线系统。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。

15．哪些回路属于连接保护装置的二次回路?

答：连接保护装置的二次回路有以下几种回路：(1)从电流互感器、电压互感器二次侧端子开始到有关继电保护装置的二次回路(对多油断路器或变压器等套管互感器，自端子箱开始)。(2)从继电保护直流分路熔丝开始到有关保护装置的二次回路。(3)从保护装置到控制屏和中央信号屏间的直流回路。(4)继电保护装置出口端子排到断路器操作箱端子排的跳、合闸回路。

16．举例简述二次回路的重要性。

答：二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。例如若某变电所差动保护的二次回路接线有错误，则当变压器带的负荷较大或发生穿越性相间短路时，就会发生误跳闸；若线路保护接线有错误时，一旦系统发生故障，则可能会使断路器该跳闸的不跳闸，不该跳闸的却跳了闸，就会造成设备损坏、电力系统瓦解的大事故；若测量回路有问题，就将影响计量，少收或多收用户的电费，同时也难以判定电能质量是否合格。因此，二次回路虽非主体，但它在保证电力生产的安全，向用户提供合格的电能等方面都起着极其重要的作用。

17．直流正、负极接地对运行有哪些危害?

答：直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等)均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作(越级扩大事故)。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。

18、何谓运行中的电气设备?

答：运行中的设备是指全部带有电压或一部分带电及一经操作即带电的电气设备。

19、电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路?

答：电流互感器在正常运行时，二次电流产生的磁通势对一次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流甚小，铁芯中的总磁通很小，二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组的匝数很多，根据电磁感应定律E＝4．44U2fNB，就会在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的电压，不但可能损坏二次绕组的绝缘，而且将严重危及人身安全。再者，由于磁感应强度剧增，使铁芯损耗增大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此，电流互感器二次侧开路是绝对不允许的，这是电气试验人员的一个大忌。

鉴于以上原因，电流互感器的二次回路中不能装设熔断器；二次回路一般不进行切换，若需要切换时，应有防止开路的可*措施

19、电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路?

答：电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常运行时负载阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小的负载电流，当二次侧短路时，负载阻抗为零，将产生很大的短路电流，会将电压互感器烧坏。因此，电压互感器二次侧短路是电气试验人员的又一大忌。

20、什么叫电流速断保护?它有什么特点?

答：按躲过被保护元件外部短路时流过本保护的最大短路电流进行整定，以保证它有选择性地动作的无时限电流保护，称为电流速断保护。它的特点是：接线简单，动作可*，切除故障快，但不能保护线路全长。保护范围受系统运行方式变化的影响较大。

21、什么是微机保护的不对应启动重合闸？

答：当事故跳闸后,如故障为瞬间故障,电弧熄灭,故障点绝缘恢复,在电气回路上把断开线路重新投入,恢复供电,常能成功。这样可以减少停电时间,提高系统的稳定性,效果显著。当不是因短路故障,而是开关误动时,自动重合闸也能起纠正作用,这就是所谓不对应启动重合闸。

22、检无压与检同期重合闸有什么区别?

答：检无压是指双电源供电的线路两侧断路器跳闸后，检无压侧检测到线路无电压时，检无压装置首先启动重合闸装置使断路器合闸，线路就有电，这时线路另一侧的检同期继电器动作，当两侧电源满足同期条件时启动同期装置使该侧断路器合闸。

23、什么是防跳继电器？

防跳是指防止断路器的跳跃现象，简称防跳

比方说对断路器进行合闸，此时线路发生短路，则保护跳开断路器，此时如果控制开关的触头卡涩，始终接通合闸回路，则如果没有防跳措施的话断路器将会再次合闸，保护再跳开断路器，如此循环，对断路器造成很大损害，因此必须避免。

24、HBJ（合闸保持继电器）和TBJ（跳闸保持继电器）的作用：

传统电磁式保护的操作回路是同保护继电器互相独立的。操作回路主要起三个作用：a) 增加接点容量。由保护元件的接点直接通断开关的跳合闸回路，容易导致保护出口接点烧毁，所以由操作回路的大容量中间继电器来重动。b) 增加接点数量，如开关本体所能提供的TWJ和HWJ等接点数量有限，通过操作回路，增加接点从而实现如跳合位指示和控制回路监视及不对应启动重合闸等逻辑功

能。c) 防止开关跳跃（简称防跳）功能。