继电保护装置
继电保护装置
2020/2/29
情况等。
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1.1测控单元模块
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1.1测控单元各模块功能简介
➢ AI（AC)模块：将来自系统的二次电压、电流等 强信号转换成低压小信号，供CPU计算电压、电 流、功率等实时数据。本身带有低通滤波电路 ，能有效滤除输入信号中的干扰信号。
➢ BI 模块：提供24路光电隔离的开关量输入通道 和3路电源监视输入。每一路开关信号都采用硬 件滤波和软件防抖的处理。
➢ PWR模块：是一个输入和输出隔离DC/DC转换模 块，提供14路开关量输入及装置闭锁输出接点 。
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1.1测控单元各模块功能简介
➢BO模块：用于输出装置的控制信号，输出信 号均为空节点形式。每块开出板提供8组分/合 输出接点，可控制8个断路器或几台变压器的 档位调节。
➢CPU模块：是装置的核心部分，由ARM、DSP、 CPLD、RAM及其他外围芯片构成的单片机系统。 负责遥测数据的采集及计算，遥信采集及处 理（变位及SOE信息的记录和发送），遥控命 令的接收与执行，与显示板通讯，支持人机 界面及通讯功能。
运行灯：绿色，正常运行时每秒钟闪烁1次；装 置死机时不闪烁；装置掉电时不亮；
故障灯：红色，装置故障时亮；正常时熄灭； 录波灯：橙色，装置启动时录波灯亮，录波复
归后熄灭； 对时灯：橙色，装置每次收到GPS对时信号时闪
烁一次，如果没有收到GPS对时信号时则熄灭； 装置启动过程中，这些指示灯全会亮，以测试指
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2.保护装置功能菜单
➢保护状态（DSP采样值，CPU采样值，相角显示，
开入、开出显示，自检信息，通道状态）
➢显示报告（动作，自检，异常记录，开入开出，
继电保护装置运行规程
继电保护装置运行规程1.适用范围1.1本规程适用陕西新元洁能有限公司电石厂110kV变电站的继电保护装置运行监视、运行维护、运行操作、事故及异常情况处理等方面的基本要求。
2.引用标准2.1GB/T 7261-2000 《继电器及装置基本试验方法》2.2GB/ 14285-2006 《继电保护及安全自动装置技术规程》2.3DL/T 995-2006 《继电保护和电网安全自动装置检验规程》2.4 DL／T 769—2001 《电力系统微机继电保护技术导则》3、装置投运3.1 投入运行前的准备工作3.1.1 现场工作结束后，运行负责人应检查试验记录有无漏试项目，核对装置的整定值是否与定值通知单相符，试验数据、试验结论是否完整正确。
盖好所有装置及辅助设备的盖子，对必要的元件采取防尘措施。
3.1.2 拆除在检验时使用的试验设备、仪表及一切连接线，清扫现场，所有被拆动的或临时接入的连接线应全部恢复正常，所有信号装置应全部复归。
3.1.3 清除试验过程中微机装置及故障录波器产生的故障报告、告警记录等所有报告。
3.1.4 填写继电保护工作记录，将主要检验项目和传动步骤、整组试验结果及结论、定值通知单执行情况详细记载于内，对变动部分及设备缺陷、运行注意事项应加以说明，并修改运行人员所保存的有关图纸资料。
向运行负责人交代检验结果，并写明该装置是否可以投入运行。
最后办理工作票结束手续。
3.1.5 运行人员在将装置投入前，必须根据信号灯指示或者用高内阻电压表以一端对地测端子电压的方法检查并证实被检验的继电保护及安全自动装置确实未给出跳闸或合闸脉冲，才允许将装置的连接片接到投入的位置。
3.1.6 检验人员应在规定期间内提出书面报告，主管部门技术负责人应详细审核，如发现不妥且足以危害保护安全运行时，应根据具体情况采取必要的措施。
3.2 用一次电流及工作电压的检验3.2.1 对新安装的装置，需分别完成下列各项工作后，才允许进行试验工作：3.2.1.1 符合实际情况的图纸与装置的技术说明及现场使用说明。
继电保护装置基本原理、基本要求、基本任务
继电保护装置基本原理、基本要求、基本任务一、基本原理：1、继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
2、保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
3、电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：⑴、电流增大。
短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大或大大超过负荷电流。
⑵、电压降低。
当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
⑶、电流与电压之间的相位角改变。
正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。
⑷、测量阻抗发生变化。
①、测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；②、金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
③、不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；④、单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。
⑤、这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。
⑸、除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。
二、基本要求：1、继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
2、对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。
⑴、选择性。
选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
继电保护装置的任务和要求
继电保护装置的任务和要求一、继电保护装置的任务供电系统的电气设备，由于各种原因当被保护的电气元件发生故障，其中最常见的就是短路故障，三相电源不平衡，过负载等，保护装置必须迅速通过断路器切除故障部分，恢复其他无故障部分的正常运行。
在高压系统中，只有采用继电保护装置，才能确保保护的灵敏度，大大提高供电可靠性。
继电保护的任务，一是在系统出现短路等故障时，作用于前方最近的断路器，使之迅速跳闸，切除故障部分，恢复系统其他部分的正常运行，同时发出信号提醒运行值班员即使处理事故。
二是在系统出现不正常工作状态，如过负荷或故障接头时，发出报警信号提醒运行值班人员及时处理，以免发展为故障。
二、继电保护装置的基本要求1.选择性当供电系统发生故障时，只离故障点近的继电器保护动作，切除故障，而供电系统中的其他非故障部分仍能正常运行，满足这一要求的动作称为选择性动作。
2.速动性为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，应在供电系统发生故障时，继电保护装置尽快动作，切除故障。
3.可靠性继电保护装置在应该动作时，就应该动作，而在不应该动作时，就不应该误动作。
4.灵敏性继电保护装置对保护区内的所有故障都应该能够反应动作。
三、供电系统继电保护的配置原则1.主保护、后备保护和辅助保护根据保护装置的作用，一般分为主保护、后备保护和辅助保护，在供电系统中每一个被保护的元件应该具有两种保护：主保护和后备保护。
（1）主保护就是指对被保护元件范围内的故障，能以最短的时限有选择的切除，以保证系统无故障部分的继续运行的保护元件。
（2）后备保护当某一元件的主保护或断路器拒绝动作时，能够以较长时限（相对于主保护）切除故障元件的保护元件。
远后备保护当本元件的保护装置或断路器拒绝动作时，由相邻元件的保护实现后备保护。
近后备保护就是在每一元件上装设两套保护，当其中一套保护拒绝动作时，另一套保护动作。
（3）辅助保护为了加速切除部分故障，或为了补充主保护的不足而装设的保护。
继电保护装置的作用是什么
问答题1、继电保护装置的作用是什么？答:当被保护元件发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障从电力系统切除，以保证其余部分恢复正常运行，并使故障元件免于继续受损害。
当被保护元件发生异常运行状态时，经一定延时动作于信号，以使值班人员采取措施。
2、继电保护按反应故障和按其功用的不同可分为哪些类型？答:(1)按反应故障可分为：相间短路保护，接地短路保护，匝间短路保护，失磁保护等。
(2)按其功用可分为：主保护、后备保护、辅助保护。
3、何谓主保护、后备保护和辅助保护？答:(1)能反应整个保护元件上的故障，并能以最短延时有选择地切除故障的保护称为主保护。
(2)主保护或其断路器拒动时，由于切除故障的保护称为后备保护。
(3)为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护称为辅助保护。
4、继电保护装置由哪些部分组成？答：继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
5、何谓电流互感器10％误差特性曲线？答:10％误差曲线是指电流误差10％，角度误差不超过7°时，电流互感器的一次电流倍数和允许负荷阻抗之间的关系曲线。
6、怎样用10％误差曲线校验电流互感器？答:(1)根据接线方式，确定负荷阻抗计算；(2)根据保护装置类型和相应的一次电流最大值，计算电流倍数；(3)由已知的10％曲线，查出允许负荷阻抗；(4)按允许负荷阻抗与计算阻抗比较，计算值应小于允许值，否则应采用措施，使之满足要求。
7、保护装置常用的变换器有什么作用？答:（1）按保护的要求进行电气量的变换与综合；（2）将保护设备的强电二次回路与保护的弱电回路隔离；(3)在变换器中设立屏蔽层，提高保护抗干扰能力；（4）用于定值调整。
8、用哪些方法可以调整电磁型电流继电器定值？答：调整动作电流可采用：（1）改变线圈连接方式；（2）改变弹簧反作用力；（3）改变舌片起始位置。
9、信号继电器有何作用？答：装置动作的信号指示并接通声光信号回路。
10、电流变换器和电抗变换器最大的区别是什么?答:(1)电流变换器二次侧接近短路状态,可看成电流源。
继电保护重点及答案
2016年继电保护复习重点2016继电保护试卷题型为填空题201’ 20%、简答题56’30%、论述分析题310’30%、计算题120’20%主要复习大纲如下：1.继电保护装置的定义答：继电保护装置指能反应电力系统中的电气设备发生故障时不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置;2.主、后备保护定义答：主保护是指能以较短时限切除被保护线路或元件全长上的故障的保护装置;考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护,称为后备保护;当电气元件的主保护拒动时,由本元件的另一套保护起后备作用,称为近后备;当主保护或其断路器拒动时,由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备;3.电力系统故障类型答：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路;危害：三相短路>两相接地短路>两相短路>单相接地短路概率：三相短路<两相接地短路<两相短路<单相接地短路4.保护装置的构成答：继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断元件和执行输出元件组成5.继电保护四性及其含义答：可靠性：可靠性包括安全性和信赖性;其主要取决于保护装置本身的制作质量、保护回路的连接和运行维护的水平;选择性：指保护装置动作时,在最小的区间内将故障从电力系统中断开,最大限度的保证系统中无故障部分仍能继续安全运行;速动性：指尽可能地切除故障,以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行时间,降低设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性;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;6.返回系数定义7.答：返回电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数;电流继电器的返回系数一般取值为最大运行方式、最小运行方式答：最大运行方式：在相同地点发生相同类型短路时流过保护安装处的电流最大,对应系统等值阻抗最小;最小运行方式：在相同地点发生相同类型短路时流过保护安装处的电流最小,对应系统等值阻抗最大;8.三段式电流保护整定原则及其计算启动电流、动作时间、灵敏度校验答：见结尾例题19.中性点经消弧线圈接地系统的补偿方式答：完全补偿、欠补偿、过补偿10.90°接线方式下功率方向元件的电压电流是什么答：电压是安装地点母线电压,电流为短路电流;90度接线的概念：三相对称、且cosφ=1时,引入的电流与电压的夹角;即cosφ=1,测量电流超前测量电压为 90°的接线方式;11.方向圆,电阻、电抗特性的幅值比较动作方程、相位比较动作方程答：记住书上P65-75的式子,见结尾例题4和例题512.距离保护接线方式所接入继电器的电压电流是什么答：接地短路：测量电压为保护安装处故障相对地电压,测量电流为带有零序电流补偿的故障相电流;相间短路：测量电压为保护安装处两故障相的电压差,测量电流为两故障相的电流差;13.三段式距离保护整定原则及其计算动作阻抗、动作时间、灵敏度校验答：见结尾例题2和例题314.分支系数定义及其计算答：故障线路流过的短路电流/前一级保护所在线路上流过的短路电流距离保护会需要计算15.电力系统振荡与短路故障时电气量的差异答：1.振荡时三相对称,无负序和零序分量；短路时或长或短时间有负序和零序分量；2.振荡时电气量周期变化,变化速度比较慢；短路时电气量变化快如电流迅速增大,且在短路期间变化很小；3.振荡时阻抗测量元件若误动,则在一个振荡周期内动作和返回各一次；短路时阻抗测量元件要么动作区内短路,要么不动作区外短路;16.距离保护的振荡闭锁措施答：1.利用电流的负序,零序分量或突变量,实现振荡闭锁2.利用测量阻抗变化率不同构成振荡闭锁3.利用动作的延时实现振荡闭锁17.距离保护的稳态超越答：因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小,进而引起保护误动作的现象,称为距离保护的稳态超越;18.纵联保护分类答：纵联保护按信息通道的不同可分为4种,分别为导引线纵联保护、电力载波纵联保护、微波纵联保护、光纤纵联保护；按保护动作原理可以分为2种,分别为方向比较式纵联保护、纵联电流差保护;19.结合图说明闭锁式方向纵联保护的工作原理答：1）区外近线路点短路时近故障端的KA1先动启动发信,因为其KW+不动作反方向短路,其Y1无输出,不会停止发信,所以见持续发高频闭锁信号,其收信机收到闭锁信号后将出口与门Y2闭锁,同时近故障端的高频闭锁信号经线路传送到远故障端的收信机;远故障端的KA1先启动发信,随后KA2和KW+动作经Y1输出停信并启动延时元件t1,本侧收信机收不到本侧高频闭锁信号而将出口与Y2开放,此时因远故障端的收信机在t2延时未到之前收到闭锁信号将出口与门Y2闭锁;因此,区外短路时,两端保护均不动作,直到外部故障切除后,两端保护的 KA1和KW+返回,t1元件延时100毫秒后返回;2）区内短路时;两端的KA1先启动发信,随后两端的KW+动作,经Y1输出停信并启动延时元件t2,两端的发信机都停止发闭锁信号,因此两端的发信机都收不到闭锁信号而将出口与门Y2开放,等到t2延时时间到,两端都经Y2出口跳闸;20.结合图说明闭锁式距离纵联保护的工作原理答：闭锁式距离纵联保护是距离保护与电力线载波通道相结合,利用收发信机的高频信号传送对侧保护的测量结果,两端同时比较两侧距离保护的测量结果,实现内部故障瞬时切除,区外故障不动作;动作过程：以两端距离Ⅲ段作为故障启动元件,以两端距离Ⅱ段作为方向判别元件,若两端距离Ⅱ段动作且收不到闭锁信号,表明线路内部故障,立即跳闸;21.纵联相位差动保护闭锁角的计算答：ψb=37+22.什么是重合闸的前加速保护有何优缺点23.答：当线路发生故障时,继电保护加速电流保护的第三段造成无选择性瞬时切除故障,然后进行重合闸进行第一次重合,若重合于瞬时性故障,则保护带时限有选择性的切除故障;前加速保护主要用于35kv以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上;优点：1.能够快速切除瞬时性故障;2.可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障,从而提高重合闸的成功率;3.能保证发电厂和重要变电所的母线电压在倍额定电压以上,从而保证厂用电和重要用户电能质量;4.使用设备少,只需要装上一套重合闸装置,简单经济;缺点：1.断路器工作条件恶劣,动作次数多2.重合闸永久性故障时故障切除的时间可能较长3.如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸,则将扩大停电范围,甚至在最末一级线路上故障时,都会使连接在这条线路上的所有用户停电;24.什么是重合闸的后加速保护有何优缺点25.答：所谓后加速就是当线路第一次故障时,保护有选择性的动作,然后进行重合;如果重合于永久性故障上,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;后加速保护的配合方式广泛应用于35kv以上的网络及对重要负荷供电的输电线路上;优点：1.第一次是有选择性地切除故障,不会扩大停电范围,特别是在重要的高压电网中,一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正即前加速；2.保证永久性故障能瞬时切除,并任然是有选择性的；3.和前加速相比,使用中不受网络结构和负荷条件的限制,一般说来是有利而无害的;缺点：1.每个断路器上都需要装设一套重合闸,与前加速相比略为复杂；2.第一次切除故障可能带有延时;26.具有同步检定和无电压检定的重合闸的配合原则答：线路发生故障,两侧断路器发生故障之后,检定线路电压的M侧重合闸首先动作,使断路器投入,若重合不成功,断路器再次跳闸,N侧同步检定继电器不动作,该重合闸不启动,若重合成功,M 侧在检定同步之后,再投入断路器,线路即恢复正常;27.变压器保护的配置原则答：1.瓦斯保护2.纵差动保护或电流速断保护3.外部相,短路和接地短路时的后备保护4.过负荷保护5.过励磁保护6 零序电流电压保护7.其他非电量保护28.变压器电流互感器变比选择答：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同,所以为了保证纵差保护的正确工作,就须适当选择两侧电流互感器的变比,使得正产运行和外部故障时,两个电流相等;29.减小变压器不平衡电流的方法答：1.计算变比率实际变比不一致产生的不平衡电流的补偿线2.减少因电流互感器性能不同引起的稳态不平衡电流3.减少电流互感器的暂态不平衡电流30.变压器励磁涌流特征答：1.励磁涌流很大,其中含有大量的非周期分量,使曲线偏向时间轴的一侧;2.励磁涌流中含有大量的高次谐波,其中以二次谐波为主,而短路电流中2次谐波成分很小;3.励磁涌流的波形有间断角;31.基于间断角辨识防止变压器励磁涌流引起差动保护误动的措施答：采用鉴别波形间断角的差动继电器构成纵差保护;32.基于二次谐波辨识防止变压器励磁涌流引起差动保护误动的措施答：利用二次谐波制动的差动继电器构成纵差保护;33.复合电压启动的过电流保护原理答：复合电压启动时的过电流保护通常作为变压器的后备保护,由一个负序电压继电器和一个接在相间电压上的低电压继电器共同组成的电压复合元件,两个继电器只要有一个动作,同时过电流继电器的动作,整套装置即启动;34.发电机纵差、横差保护应对的故障类型答：1.纵差动保护,反应发电机定子绕组及引出线相间短路2.横差动保护,反应定子绕组匝间短路保护35.发电机纵差、横差保护构成分类答：纵差动保护：比率制动式纵差动保护,标积制动式纵差动保护横差动保护：裂相横差动保护,单元件横差动保护36.发电机保护的配置原则答：1.纵差动保护2.横差动保护3.定子单相接地保护4.负序过电流保护5.对称负荷保护6.励磁回路一点或者二点接地保护7.失步保护8.失磁保护9.转子过负荷保护10.逆功率保护11.定子绕组过电压保护12.发电机过励磁保护37.母线电流差动保护、比相式差动保护的基本原则答：1.在正常运行及母线范围以外故障时,在母线上所有连接元件中流入的电流和流出的电流相等2.当母线上发生故障时,所有与母线连接的元件都向故障点供给短路电流或流出残留的负荷电流3.从每个连接元件中电流的相位来看,在正常运行及外部故障时,至少有一个元件中的电流相位和其元件中的电流相位是相反的38.低阻抗、中阻抗、高阻抗母线电流差动保护特点答：低阻抗母线保护在外部故障TA 饱和时,母线差动继电器中会出现较大不平衡电流,可能使母线差动保护误动作;中阻抗式母线差动保护就是在母线保护的差动回路中串联一个阻抗元件,使差动回路的总阻抗介于高阻抗式减少不平衡电流和低阻抗式提高灵敏度之间约200Ω左右,既可以大大减小不平衡电流提高动作的选择性,又保证保护的灵敏性,同时,因差动回路的总阻抗主要是有效电阻 ,动作速度也很快;高阻抗母线差动保护的优点是保护的接线简单,选择性较好,灵敏度高,在一定程度上开发防止母线发生外部短路并且由于TA 饱和时母线保护的误动作;但高祖母线差动好不要求各个支路TA 的变比相同,TA 二次侧电阻的漏抗要小;TA 的二次侧要尽可能在配电装置处就地并联,以减小二次侧回路连线的电阻;因此这种母线保护一般就只适用于单母线; 39. 断路器失灵保护的基本原理 答：所有连接至一组母线上的元件的保护装置,即出口继电器动作于跳开本身断路器的同时,也启动失灵保护中的公用时间继电器,此时间继电器的延时应大于故障元件的断路器跳闸时间及保护装置返回时间之和,因此,并不妨碍正常的切除故障,如果故障线路的断路器拒动,则时间继电器动作,启动失灵保护的出口继电器,使连接至该母线上其他有源的断路器跳闸,从而清除k 点的故障,起到QF1拒动时的后备保护 40. 采样定律 答：无论原始输出信号的频率成分多复杂,保证采样后不会丢失其中信息的充分必要条件,或者说有采用值能完整正确和唯一的恢复输出输入连续信号的充分必要条件是,采样率fs 还是应大于输出信号fmas 的最高频率2倍,fs ＞2fmas,这就是采样定理; 41. 差分滤波器设计答：差分滤波器输出信号的差分方程形式为yn=xn-xn-k,滤去的谐波次数为：m=P/kTsf 1其中P=1,2,3… P25242. 基于采样序列的故障分量计算答：P268例题1. 如图所示电力网络,计算保护1动作电流二次侧Ⅰset I 、Ⅱset I 、Ⅲset I 、动作时间Ⅰt 、Ⅱt 、Ⅲt,并计算电流Ⅱ段的灵敏系数;计算中取Ⅰ段可靠系数3.1=Ⅰrel K ,Ⅱ段可靠系数1.1=Ⅱrel K ,Ⅲ段可靠系数2.1=Ⅲrel K ,返回系数85.0=re K ,自起动系数0.2=ss K ,线路阻抗为/km,流过断路器1的最大负荷电流400A;1保护1的I 段,按躲过本线路末端的最大短路电流整定 最大短路电流 I 段整定值动作时间 )(01s t I=2保护1的II 段,按与保护2的I 段配合整定保护2的I 段,按照躲过本线路末端的最大短路电流整定 保护2的I 段整定值保护1的II 段整定值动作时间 )(5.01s t II=3保护1的II 段的灵敏度校验最小短路电流 灵敏度系数：3.173.15600*15.1418.29411,in.>===nI I KII set m f II sen,满足要求 4保护1的III 段整定 III 段整定值 动作时间例题2、如图所示网络中,设各线路均装有距离保护,试对点1处的距离保护I 、II 、III 段进行整定计算,并校验II 段灵敏度,已知线路AB 的最大负荷电流为350A ,cosφ=,所有的线路阻抗10.4/Z km=Ω,阻抗角φL＝70° ;其它有关参数已注在图上;0.85rel K I =、0.8rel K II=、1.8SS K =;1240km 220kV答：1保护1距离I 段的整定整定阻抗 ：I Iset.1rel 0.85*40*0.413.6()A B Z K Z -===Ω 动作时间：)(01s t I =2保护1距离II 段的整定计算保护2 I 段定值：I Iset.2rel 0.8580*0.427.2()B C Z K Z -==⨯=Ω 计算分值系数：b.min (0.50.15)0.433(0.5 1.0)B CB CZ K Z --+==+整定阻抗：与保护2或保护3的距离I 段配合动作时间 ：)(5.01s t II=2分保护1距离II 段的灵敏度校验：II set senA-B 22.222 1.389 1.2540*0.4Z K Z ===> 满足要求3保护1距离III 段的整定例题3、如图已知：网络的正序阻抗Z 1=Ω/km,阻抗角;线路上采用三段式距离保护,其第I 、II 、III 段阻抗元件均采用0°接线的方向阻抗继电器,继电器的最灵敏角,保护2的延时,线路AB 、BC 的最大负荷电流均为400A,负荷的自起动系数继电器的返回系数并设,,负荷的功率因数,变压器采用了能保护整个变压器的无时限纵差保护;试求：距离保护1第 I 段的动作阻抗,第II 段、第III 段的灵敏度与动作时间;24分图3解：1、距离保护1第I 段：动作阻抗：1分2、保护1的第II 段分两种情况：1与相邻线路配合：1分2分1分2与变压器支路配合：1分2分1分对以上两种情况,取较小者,所以：1分灵敏度：满足要求;1分 动作时间：1分3、距离保护1的第III 段：采用方向阻抗继电器,, 1分, 1分,,,,65L ϕ=65sen ϕ=22t sIII=2,ss K =1.2re K =，0.85I rel K = 1.15IIrel K =cos 0.9D ϕ=10.850.453011.16I set rel AB Z K Z I ⋅=⨯=⨯⨯=Ω1min ()II Iset rel AB rel b BC Z K Z K K Z II ⋅⋅=+min min max 1013.5(1)(1) 1.5940sA AB b sB X Z K X ⋅⋅⋅++=+=+=10.8(13.50.85 1.590.4538)29.29set Z II⋅=+⨯⨯⨯=Ω1min()2II I Tset rel AB rel b Z Z K Z K K II ⋅⋅=+min min max 1013.5(1)(1) 1.5940sA AB b sB X Z K X ⋅⋅⋅++=+=+=184.70.7(13.50.7 1.59)42.442set Z II⋅=+⨯⨯=Ω129.29set Z II⋅=Ω29.29 2.17 1.513.5IIset A senAB Z K Z ⋅===>0.5IIt s =min1cos()L set III rel re ss L D Z Z K K K ϕϕIII ⋅⋅=-min min max 142.89L L L U Z I ⋅⋅⋅===Ω1.2re K =2ss K = 1.15IIIrel K =1cos 0.925.8D ϕ-==︒2分灵敏度：1考虑本线路末端：1分2考虑相邻元件a ：相邻线路末端, 1分 ,1分满足要求;1分b ：相邻变压器低压侧出口1分 1分 1分不满足要求,认为III 段不能作为变压器的后备保护 动作时间：1分例题4. 说明并画出右式的动作特性;答：方向阻抗继电器的动作特性为一个圆,圆的直径为整定阻抗,圆周通过坐标原点,动作区在圆内;这种继电器的动作具有方向性;例题5.分析右图所示动作特性的比相式动作方程和比幅式动作方程;答案：;本保护动作特性为一个方向阻抗圆、电抗线和电阻线的交集组成;1142.8966.811.15 1.22cos(6525.8)set Z III ⋅==Ω⨯⨯⨯-166.81 4.93 1.513.5set AB Z K Z III ⋅===>sen 近1max set AB b BC Z K Z K Z III ⋅⋅=set 远＋max max min 2013.5(1)(1) 2.1230sA AB b sB X Z K X ⋅⋅⋅++=+=+=1max 66.81 1.34 1.213.5 2.1217.1set AB b BC Z K Z K Z III ⋅⋅===>⨯sen 远＋＋1max set AB b T Z K Z K Z III⋅⋅=sen 远＋''max max ''min 2013.5(1)(1) 2.1230sA AB b sB X Z K X ⋅⋅⋅++=+=+=1max 66.810.33 1.213.5 2.1284.7set AB b T Z K Z K Z III ⋅⋅===<⨯sen 远＋＋1220.5 2.5t t t sIII III=+∆=+=。
电网继电保护装置运行整定规程
《220～750KV电网继电保护装置运行整定规程》5.4.1
对于220～750KV电网的线路继电保护，一般采用近后备保护方式，即当故障元件的一套继电保护装置拒动时，由相互独立的另一套继电保护装置动作切除故障；而当断路器拒动时，启动断路器失灵保护，断开与故障元件相连的所有其他连接电源的断路器。
需要时可采用远后备保护，即故障元件所对应的继电保护装置或断路器拒绝动作时，由电源侧相邻近故障元件的上一级继电保护装置动作切除故障。
《3～110KV电网继电保护装置运行整定规程》4.2.2
任何电力设备（电力线路、母线、变压器）等都不允许无保护运行。
运行中的电力设备，一般应有分别作用于不同断路器，且整定值有规定的灵敏系数的两套独立的保护装置作为主保护和后备保护，以确保电力设备的安全。
继电保护保护装置上的“开关量”和“模拟量”的概述
继电保护保护装置上的“模拟量”和“开关量”概述在继电保护装置中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。
不论输入还是输出，一个参数要么是“模拟量”，要么是“开关量”。
下面详细讲述含义：开关量：开关量顾名思义就是只有开和关两种状态的工程量了，也叫变量，也就是说这种变量要么是0、要么是1，对应而言就是要么他就是开、要么他就是关，反映的是状态。
开关量分为输入开关量和输出开关量，在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门，输入开关量就是这些设备的开关状态的反馈，输出开关量就是开关这些设备的指令；就像控制继电器的开关一样。
一般指开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）。
该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。
数字量：数字量由多个开关量组成。
如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：模拟量简单的说就是一些变化的量，模拟量的有他的量程的上下限，就像水位、压力、流量等，他们叫做模拟量，模拟量也有输入和输出之分，一般输入的模拟量用作反馈监视或者控制计算，输出模拟量一般用于控制输出，例如水位的给定值、负荷的给定值等，他主要用于控制设备的开度。
模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。
比如温度，从0至100度，压力从0至10Mpa，液位从1至5米，电动阀门的开度从0至100%，等等，这些量都是模拟量。
常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位只有“0”和“1”两种状态，因此，“开关量”只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。
而模拟量则根据精度，通常需要8位到16为才能表示一个“模拟量”。
最常见的“模拟量”是12位的，即精度为2-12，最高精度约为万分之二点五。
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• 一般用灵敏系数Klm来衡量灵敏度。
8.4.3牵引主变保护
1.瓦斯保护 瓦斯保护是变压器的主保护，能有效地反应变压器内部故障。 轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成，作用于信号。 重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成，作用于跳闸。
正常运行时，瓦斯继电器充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置， 干簧触点断开。当变压器内部故障时，故障点局部发生高热，引起附近 的变压器油膨胀，油内溶解的空气被逐出，形成气泡上升，同时油和其 他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。当故障轻微时，排出 的瓦斯缓慢地上升而进入瓦斯继电器，使油面下降，开口杯产生的支点 为轴逆时针方向的转动，使干簧触点接通，发出信号。当变压器内部故 障严重时，产生强烈的瓦斯，使变压器内部压力突增，产生很大的油流 向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，带动磁铁向 弹簧触点方向移动，使弹簧触点接通，作用于跳闸。变压器的主保护， 电力变压器的主保护均采用瓦斯保护，当壳内故障产生轻瓦斯或油面下 降时，应瞬时动作与信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各 侧断路器。
8.4.3
• 3.过电流保护
• 反应外部短路引起的变压器过电流和作为变压器主保护的 后备保护，变压器需装设过电流保护。
• 可采用的保护方式有：过电流保护、低电压起动的过电流 保护、复合电压起动的过电流保护及负序过电流保护等。
• 4.零序过电流保护
• 对l10kV以上中性点直接接地系统中的电力变压器，一般 应装设零序电流(接地)保护，作为变压器主保护的后备保 护和相邻元件短路的后备保护。
8.4.2
• 3.快速性
• 继电保护的快速性是指继电保护装置应以尽可能快的速度切除故障设 备。故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户在电压降低情况下 工作的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。
• (快速保护:几个工频周期，微机保护：30ms以下) • 故障切除总时间等于保护装置和断路器动作时间之和。一般快速保护
继电保护技术发展简史
上
上世纪90年代出现了装于断路器上并直 接作用于断路器的一次式的电磁型过电流继 电器，本世纪初，随着电力系统的发展，继 电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这 个时期可认为是继电保护技术发展的开端。
1901年出现了感应型过电流继电器。 1908年提出了比较被保护元件两端的电流差 动保护原理。1910年方向性电流保护开始得 到应用，在此时期也出现了将电流与电压比 较的保护原理，并导致了本世纪年代初距离 保护的出现。随着电力系统载波通讯的发展， 在1927年前后，出现了利用高压输电线上高 频载波电流传送和比较输电线两端功率或相 位的高频保护装置。
供电臂内可能存在同时运行的最大列车对数所产生的电流 增量整定。动作时间整定为0.1~2S。
8.4.4
• 2.馈线保护的配置及整定 • 配置方式 按照有关标准规定，牵引网馈线保护一般需配
置如下保护：
• 带谐波闭锁或抑制的距离保护，根据牵引供电臂结构的 不同，可以配置一段距离保护（单线且变电所与分区亭间 无开闭所）、两段距离保护（单线且变电所与分区亭间设 有开闭所或复线且变电所与分区亭间无开闭所）和三段距 离保护（复线且变电所与分区亭间设有开闭所）；电流速 断保护；自动重合闸装置。除此之外，为了能使保护装置 能有效检测被保护范围内发生的高阻接地故障，可配置电 流增量保护。
8.4.2
• 2.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。
d3点短路：6动作：有选择性；5动作：无选择性如果6拒动，5 再动作：有选择性(5作为6的远后备保护) d1点短路：1、2动作： 有选择性；3、4动作：无选择性后备保护（本元件主保护拒动 时）： (1)由前一级保护作为后备叫远后备. (2)由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.
• 作用：把故障的影响限制在最小范围，预防故障 的发生。
• 1针对不正常运行状态报警； • 2针对故障使断路器跳闸； • 3快速恢复供电。要求：可行性、选择性、灵敏性
和速动性。
• 组成： • 一般而言，整套继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断环节
和执行输出元件三部分组成。 • 1)测量比较部分 • 测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与
• 对于有些情况差动保护是无法代替瓦斯保护的。比如，瓦 斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，如铁芯过热烧伤、 油面降低等，但差动保护对此无反应。又如变压器绕组发 生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流很大会造 成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但 表现在相电流上却并不大，因此差动保护没有反应，但瓦 斯保护对此却能灵敏地加以反应，这就是差动保护不能代 替瓦斯保护的原因。
8.4.3
• 2.纵联差动保护 • 对于6.3MVA及以上变压器和并列运行的变压器，应装设纵联差
动保护。变压器纵联差动保护的特点变压器纵联差动保护最明 显的特点是产生不平衡电流的因素很多。不平衡电流及消除方 法： • （1）两侧电流互感器型号不同而产生不平衡电流，应按10% 的误差要求选择两侧的电流互感器；引入一个同型系数stK，当 侧侧电流互感器的型号相同时，取stK=0.5，当两侧电流互感器 的型号不相同时取stK=1。 • （2）电流互感器实际变比与计算变比不同时产生不平衡电流， 电流互感器实际变比与计算变比不同时产生的不平衡电流，可 以通过自耦变流器或利用差动继电器的平衡线圈补偿。 • （3）变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流，变压器 带负荷调整分接头产生的不平衡电流，可以通过提高保护动作 电流来消除
给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、 “非”(“0”或“l”)性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置 是否应该启动。 • 2)逻辑部分 • 逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围， 最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是不动作及是否延 时等，并将对应的指令传给执行输出部分。 • 3)执行输出部分 • 执行输出部分根据逻辑部分传来的指令，最后完成保护装置所 担负的任务。如在故障时动作于跳闸；不正常运行时发出信号； 而在正常运行时不动作等。
存在：①一旦电压恢复，变压器与电容器同时投入，造成
电容器的过电压损坏；②母线失压后，电容器的积聚电荷
尚未释放前，若电压立即恢复而电容器再次充电，也可能
造成过电压损坏；因此，必须配置低电压保护。
整定计算原则
电流速断保护 按电容器连接母线发生短路的最小 短路电流，同时具有足够的灵敏度来整定。为了可靠避 越电容器组投入瞬间的合闸涌流，宜增设一短延时，为 0.2S，若整定动作电流已大于合闸涌流，则不再增设延 时。
定了理论基础.
•
70年代后半期比较完善的微机保护样机开始投入
到电力系统中试运行.
•
80年代微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋
于成熟并已在一些国家推广应用这就是第三代的静态
继电保护装置微机保护装置具有巨大的优越性和潜力
因而受到运行人员的欢迎进入90年代以来它在我国得
到了大量的应用将成为继电保护装置的主要型式.可以
补偿装置的过负荷保护。
•
差电压保护，主要用于保护电容器组内部故障；
• 差电流保护, 主要用于保护电容器与电抗器连接点和电抗 器绕组对地的短路故障。
•
谐波过电流保护，主要用于谐波过流跳闸。
•
过电压保护，电压过高使电容器的功耗和发热增加，
影响电容器的使用寿命，需配置过电压保护。
•
低电压保护，当电容器组所接母线突然失压时，可能
用的时期满足了当时电力系统向超高压大容量方向发展的需要.80年代后期标
志着静态继电保护从第一代(晶体管式)向第二代(集成电路式)的过渡目前后者
已成为静态继电保护装置的主要形式
•.
•
在60年代末有人提出用小型计算机实现继电保护
的设想由此开始了对继电保护计算机算法的大量研究
对后来微型计算机式继电保护(简称微机保护)的发展奠
• 大接地电流系统发生单相或两相接地短路时，零序电流的 分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。
8.4.3
• 5.反时限过负荷保护
8.4.3
8.4.3
8.4.3
8.4.4馈线保护
• 主保护与后备保护
•
具有足够灵敏度和快速性，能反应被保护馈线任一点
发生的故障，并可靠地发出断路器跳闸命令的继电保护装
8.4 继电保护装置
主讲：党浩浩 找资料：陈博 汤凯 吴托 强超
PPT：薛大恒 常红阳
8.4.1继电保护概述
• 概念：继电保护装置，就是指装设于整个电力系 统的各个元件上，能在指定区域快速准确的对电 气元件发生的各种故障或不正常运行状态，并按 规定时限内动作，使断路器跳闸或发出信号的一 种反事故自动装置。
说微机保护代表着电力系统继电保护的未来将成为未
来电力系统保护控制运行调度及事故处理的统一计算
机系统的组成部分.
中间继电器
时间继电器
8.4.2对继电保护的基本要求
• 1.可靠性 继电保护的可靠性是指保护装置在
电力系统正常运行时不误动;再规定的保 护范围内发生故障时，应可靠动作;而在 不属于该保护动作的其他任何情况下， 应可靠的不动作。（主保护对动作快速 性要求相对较高；后备保护对灵敏性要 求相对较高。）
8.4.3
• （4）变压器接线组别的影响产生的不平衡电流，变压器 接线组别的影响产生的不平衡电流，可以通过相位补偿方 法实现，即将变压器星形接线一侧电流互感器的二次绕组 接成三角形，而将变压器的三角侧电流互感器的二次绕组 接成星形。
• （5）变压器励磁涌流产生的不平衡电流，变压器励磁涌 流产生的不平衡电流，可以通过装设速饱和变流器或者差 动保护装置消除。
置，称为该馈线的主保护。