13章 电力系统继电保护(13-1)
电力系统继电保护 答案
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，故只需带延时即保证选择性。
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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。
电力系统继电保护试题以及答案(1)
模拟试题（二）一、填空题1对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。
2过电流继电器的启动电流 返回电流，其返回系数 1。
3后备保护包括 和 。
4运行中应特别注意电流互感器二次侧不能 ；电压互感器二次侧不能 。
5三段式电流保护中， 段灵敏度最高， 段灵敏度最低。
6中性点可接地或不接地运行变压器的接地后备保护由 和 组成。
7阻抗继电器的精确动作电流是指使动作阻抗降为 时对应的测量电流。
8采用单相自动重合闸的线路上发生单相短路故障时，由继电保护动作跳开 ，经一定时间延时后重合 ，若不成功再跳开 。
9变压器纵差动保护需要进行 和 ，以使正常运行时流入到差动回路中的电流为0。
10发电机单元件横差动保护能够反应 故障、 故障和 故障。
11按照母线差动保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为 、、 。
12对于元件固定连接的双母线电流差动保护，当固定连接方式破坏时，任一母线上的故障将切除 。
13输入到微机保护装置中的电流互感器二次电流信号，可通过 或 变换为满足模数转换器输入范围要求的电压信号。
14中性点直接接地系统发生短路故障后， 的故障分量电压最大， 的故障分量为0。
15设采样周期为5/3s T ms =，则差分滤波器()()(-12)y n x n x n =-能够滤除 。
二、简答题1我们学习的输电线路保护原理中那些原理是反应输电线路一侧电气量变化的保护？那些是反应输电线路两侧电气量变化的保护？二者在保护范围上有何区别？2距离保护中选相元件的作用有哪些？3闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是什么？若通道破坏，内、外部故障时保护能否正确动作？4重合闸前加速保护有哪些优点？5对于纵差动保护，产生不平衡电流的最本质原因是什么？6变压器一般应装设那些保护？其中那些是主保护？ 7评价微机保护算法优劣的标准有哪两个？ 三、分析计算题1已知线路的阻抗角65L ϕ=︒，通过线路的负荷功率因数为0.9。
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1、阐述电力系统振荡对距离保护的影响答：(1)阻抗继电器动作特性在复平面上沿OO′方向所占面积越大，则受振荡影响就越大；(2)振荡中心在保护范围内，则保护要受影响即误功，而且越靠近振荡中心受振荡的影响就越大；(3)振荡中心若在保护范围外或保护范围的反方向，则不受影响；(4)若保护动作时限大于系统的振荡周期，则不受振荡的影响。
2、光纤分相差动保护的特点是什么?答：（1）能提高区内短路的灵敏性，同时又能躲过区外短路的不平衡电流；（2）具有更高可靠性；（3）不受电磁干扰。
3、继电保护装置的基本工作原理是什么答：继电保护主要是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，还有其他的物理量，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。
①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。
继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。
②、继电保护装置的原理框图分析：A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。
B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。
（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。
电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。
电力系统继电保护
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§1-2 保护装置构成基本原理和组成 一、保护装置的原理
利用发生故障时，电力系统的一些基本参数（电流、 电压、相角）与正常运行时的差别来实现保护。 二、构成 1、测量单元：测量被保护元件运行参数的变化，并 与保护的整定值进行比较 2、逻辑单元：对测量单元送来的信号进行综合判断， 决定保护装置是否需要动作。 3、执行单元：根据逻辑单元的决定，发出信号或跳 闸命令 故障参数量→测量→逻辑→执行→跳闸或信号脉冲
带自保持，手动复归；
带自保持线圈，自动复归。
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⑤信号继电器 用途：用来指示保护装置的动作，同时接通灯光、 音响信号。 结构：吸引衔铁式（DX-11型） 原理：线圈通电动作（触点闭合，掉牌） 自保持（机械自保持）,手动复归 类型：串联信号继电器（电流型） 并联信号继电器（电压型） DXM-2A：磁力自保持灯光显示代替机械掉牌 干簧触点工作线圈、复归线圈（极性不能反接）
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线圈电压消失→弹簧1作用→衔铁、连杆立即返回原 位（摩擦离合器使主传动轮不能带动延时机构，复 归不延时） 动作时间整定：改变静触点位置（9a与9b之间距离） 特点：线圈短时通电（可缩小继电器尺寸），若通 电时间>30s，需在线圈回路串接一个附加电阻 （P121图8-7）
正常起动→Rf被短接 动作后→Rf串接，保证热稳定 ④中间继电器 用途：增加触点数量和容量，动作和返回可带不大 的延时，可以构成自保持回路 结构：吸引衔铁式（DZ-10系列）
第一章电力系统继电保护概述
§1-1 继电保护的作用 一、电力系统的组成及其生产特点
(整理)电力系统继电保护实验指导书
实验一 阶段式过电流与自动重合闸前加速一、实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理与接线。
2、掌握自动重合闸与继电保护的配合形式。
3、理解继电保护与自动重合闸前加速这种配合形式的使用场合。
二、实验说明重合闸前加速保护是当线路发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作，使断路器跳闸，尔后再借助于自动重合闸来纠正这种非选择性的动作。
重合闸前加速保护的动作原理可由图12-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路X-2上装有过流保护4，ZCH 仅装在靠近电源的线路X-1上。
无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端的短路电流来整定，动作不带延时。
过流保护2、4的动作时限按阶梯原则来整定，即t 2＞t 4。
图 12-1 自动重合闸前加速保护原理示意图当任何线路、母线（I 除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所I 的无选择性电流速断保护1总是先动作，不带延时地将1QF 跳开，尔后ZCH 动作再将1QF 重合。
若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ZCH 的动作退出工作，因此，此时通过各电流保护有选择性地切除故障。
图12-2示出了ZCH 前加速保护的原理接线图。
其中1LJ 是电流速断，2LJ 是过流保护。
从该图可以清楚地看出，线路X-1故障时，首先速断保护的1LJ 动作，其接点闭合，经JSJ 的常闭接点不带时限地动作于断路器，使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸装置，将断路器合上。
重合闸动作的同时，起动加速继电器JSJ ，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因JSJ 的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2LJ 及SJ 带时限有选择性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。
自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ZCH 的优点。
其缺点是增加了1QF 的动作次数，一旦1QF 或ZCH 拒绝动作将会扩大停电范围。
大工11秋电力系统继电保护在线作业13
大工11秋《电力系统继电保护》在线作业一1. 大接地电流系统，发生单相接地故障，故障点距母线远近与母线上零序电压值的关系是()。
A. 与故障点位置无关B. 故障点越远零序电压越高C. 故障点越远零序电压越低D. 零序电压为零正确答案：C 满分：6 分得分：62. 单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是()。
A. 使保护范围伸长B. 使保护范围缩小C. 保护范围不变D. 使保护范围不定正确答案：B 满分：6 分得分：63. 距离保护动作时整定阻抗Zset与被保护线路的测量阻抗Zm之间的关系是()。
A. Zm>ZsetB. Zm<ZsetC. Zm=ZsetD. Zm≥Zset正确答案：B 满分：6 分得分：64. 使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统()。
A. 最大运行方式B. 最小运行方式C. 正常运行方式D. 事故运行方式正确答案：B 满分：6 分得分：65. 继电保护装置主要由()组成。
A. 二次回路各元件B. 测量元件、逻辑元件、执行元件C. 包括各种继电器、仪表回路D. 仪表回路正确答案：B 满分：6 分得分：66. 在双侧电源系统中，采用方向元件是为了提高保护的()。
A. 方向性B. 可靠性C. 灵敏性D. 选择性正确答案：D 满分：6 分得分：67. 加到阻抗继电器的电压电流的比值是该继电器的()。
A. 测量阻抗B. 整定阻抗C. 动作阻抗D. 无法确定正确答案：A 满分：6 分得分：68. 单侧电源网络三段式电流保护中，第二段为()。
A. 无时限电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 定时限过电流保护D. 反时限过电流保护正确答案：B 满分：6 分得分：69. 当系统发生故障时，正确地切断故障点最近的断路器，是继电保护的()的体现。
A. 快速性B. 选择性C. 可靠性D. 灵敏性正确答案：B 满分：6 分得分：610. 主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护是()。
(完整版)电力系统继电保护习题参考答案
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。
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Ks越大越好
(4)可靠性：该动作时不拒动（可依赖 性），不该动作时不误动（安全性） 5.继电保护技术的发展概况 (1)机电式继电器：电磁型、感应型和电 动型 (2)电子式静态保护装置：晶体管式、集 成电路式 (3)微机保护：自80年代以来已得到广泛 应用
13－16章学时安排
13.电力系统继电保护
10学时 14.发电厂变电所的控制与信号系统 6学时 15.电力系统通信 8学时 16.电力系统自动控制技术 10学时
第13章
电力系统继电保护
13.1 继电保护基本原理 13.2 输电线路的继电保护 13.3 电力变压器的继电保护
13.1 继电保护的基本原理
(2)速动性：也称快速性，指快速切 除故障设备。一般应满足稳定需要 最快:500Kv线路 12ms出口
(3)灵敏性：指反应故障的能力，用灵 敏系数Ks来表示。反应数字上升而动 作的保护装置，其灵敏系数可表示为
KS
保护范围内金属性短路时故障参数的最小计算值 保护装置的动作参数
灵敏系数的计算需考虑最不利的计算条件
2.继电保护的基本原理和组成 继电保护的基本原理
正常运行与 母线电压U：下降
故障的区别
线路电流I：
增大 测量阻抗Z： 减小
由特征量的变化可构成以下原理的保护
过电流保护(Over
Current Protection) 低电压保护(Under Voltage Protection) 距离保护（阻抗保护）(Distance Protection)
1.一次系统和二次系统
一次设备:直接用于生产、输送和分配电能 二次设备:对一次设备进行监视、控制、 测量和保护 二次电气设备一般包括控制和信号设备、测 量表计、继电保护装置及各种自动装置等 ,它 们构成了发电厂和变电所的二次系统。
二次接线:将二次设备按照工作要求， 互相连接组合在一起所形成的电路 操作控制回路 测量回路 二次回路 (二次接线) 信号回路
传统保护装置原理框图
4.对电力系统继电保护的基本要求
选择性 快速性 灵敏性 可靠性
继电保护的四性
(1)选择性:仅将故障元件切除
f1短路，保护1、2跳闸，B不中断供电 f3短路，保护6跳闸，C不中断供电 如6QF拒动，由＃5动作，5QF跳闸——远后备
继电保护的几个概念
主保护 ：满足系统稳定和设备安全要求，能以 最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故障 的保护 后备保护 ：当主保护或断路器拒动时，用来切 除故障的保护 远后备保护 ：当主保护或断路器拒动时，由相 邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护 近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备 或线路的另一套保护来实现的后备保护。当断路 器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护
保护回路 操作电源回路 自动装置回路
三峡水电站
500kv变电站(一次设备)
龙泉换流站(昌)
葛--上线(500KV)
500kv输电线(一次设备)
上海南桥换流站
220KV变电站(一次设备)
牧区输电线路(一次设备)
30万机组集控室
变电站综合自动化
线路保护屏(二次设备)
2.继电保护(Relay Protection)的 任务及作用
继电保护主要研究各种短路故障 短路后果： 故障元件被损坏 非故障元件寿命减短 破坏用户的正常工作 破坏系统的稳定性
继电保护装置 能迅速反应电力系统中电气设 备发生故障或不正常运行状态,并动 作于跳闸或发信号的一种装置 继电保护的任务 （1）有选择性地从系统切除故障元件 （2）反应电气元件的不正常工作状态 （3）支持电力系统安全运行
纵联保护（纵差动保护、高频保护、微
波保护、分相电流差动保护等） 行波保护(Travelling-Wave Protection)、能量方向保护等
特征量：电流、电压、测量阻抗,零序 或负序 分量,电流或电压的突变量等 组成：测量部分、逻辑部分、执行部分
输入信号 测量部分 整定值 逻辑部分 执行部分 输出信号