工频变化量方向元件判别的相角
第四节 工频故障分量阻抗元件
第六章微机保护应用介绍第一节方向元件第二节故障类型判别和故障选相第三节距离保护第四节工频变化量阻抗测量元件第五节变压器差动保护第六节变压器励磁涌流识别方法第七节微机保护测试技术第八节数字继电保护介绍12011-12-5电气工程学院第四节几种阻抗元件特性介绍1.测量阻抗2.距离保护的实现—直接法测量阻抗与整定阻抗的比较3.距离保护的实现—间接法比较工作电压相位原理4.工频故障分量阻抗元件5.正序电压为极化电压的阻抗元件6.零序电抗阻抗元件77.振荡与故障的识别方法故障分量的基本概念障基本概故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量是指仅在Á故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量，是指仅在系统发生故障时出现，而在系统正常运行及不正常运行时不存在的电气分量，即它随着故障的出现而出现，随着故不存在的电气分量即它随着故障的出现而出现随着故障的消失而消失。
所以，故障分量的存在，是电力系统处故障态的表征于故障状态的表征。
Á应用故障分量构成继电保护动作判据时，只需要寻找区内故障与区外故障的“差异”，而不必考虑正常及不正常情况，因而，保护具有较高的灵敏度，一般也具有较快的动作时间和较好的选择性，不必采用振荡闭锁等防止振荡时保护误动的措施。
故障分量的特点障点非故障状态下不存在故障分量故障分量仅在故障状态下Á非故障状态下不存在故障分量，故障分量仅在故障状态下出现；Á故障分量独立于非故障状态，受电网运行方式的影响不大（有一定的影响，但比传统保护小）；Á故障点的电压故障分量最大，系统中性点处故障分量电压零为零；Á保护安装处故障分量电压电流之间的关系，取决于背后系统的阻抗，与故障点的远近及过渡电阻的大小没有关系（但故障分量值的大小受过渡电阻及故障点远近的影响）。
故障分量的分析方法－－叠加原理短路状态故障前负荷状态故障叠加状态故障分量的组成uu u pref f Δ+=ii i pref f Δ+=trHz u u u Δ+Δ=Δ50trHz i i i Δ+Δ=Δ50hiflowf tr u u u Δ+Δ=Δhif lowf tr i i i Δ+Δ=Δ故障分量的利用上述这些分量都可以用来构成继电保护上述这些分量都可以用来构成继电保护：Á：即故障分量中的工频分量，可以用来构成工频变化量方向保护工频变化量距离保护工Hz Hz i u 5050ΔΔ、构成，工频变化量方向保护、工频变化量距离保护、工频变化量差动保护、零序保护、负序保护等；Á：即全部的故障分量，可以用来构成电流突变量起动元件、电流突变量选相元件、方向行波元件、i u ΔΔ、行波距离（测距）保护等；Á：暂态分量中的高频部分，用来构成反映单i u ΔΔ、高频部用成映单端电气量的暂态保护。
电流和电压的相量测量实验中相角的测量方法及误差分析
电流和电压的相量测量实验中相角的测量方法及误差分析电流和电压的相量测量是电工学中常见的实验内容之一。
相位角是描述电流和电压之间相位关系的重要参数之一，在电力系统分析、电路分析以及电机控制等领域有着广泛的应用。
本文将介绍电流和电压的相量测量实验中相角的测量方法以及误差分析。
一、相角的概念在交流电路中，电压和电流是随时间变化的量，可以用正弦函数来描述。
相角是指正弦波的起始点在时间轴上的位置，用角度或弧度表示。
相角的测量对于理解电路中电流和电压的相位差以及相位关系的研究非常重要。
二、相角的测量方法在电流和电压的相量测量实验中，可以采用以下方法来测量相角：1. 直接测量法：通过示波器直接观察电压和电流的波形，确定波形的相位差，从而得出相角的值。
这种方法通常用于低频、低精度的实验。
2. 直接测量法的改进：由于直接测量法存在分辨率低、读数不准确等问题，可以使用X-Y坐标仪或数字示波器来精确测量电流和电压的相位差，从而得出相角的值。
3. 统计法：通过大量采样并对测量结果进行统计分析，可以得到较为准确的相角结果，该方法通常用于高频、高精度的实验研究。
4. 相量法：将电压和电流转换成相量形式，分别用复数表示，然后进行相量运算，通过计算得到相位差的大小及方向，从而得到相角的值。
这种方法在电力系统分析中具有广泛的应用。
三、相角测量误差的分析在相角测量过程中，由于各种因素的影响，可能引入误差，因此需要对误差进行分析和评估。
1. 系统误差：来源于测量设备的误差，如示波器的频率响应误差、示值误差等，可以通过仪器校准来减小系统误差的影响。
2. 环境误差：温度、湿度等环境因素对测量结果有一定的影响，需要进行环境适应性校验，并进行误差修正。
3. 人为误差：操作人员的操作不准确、读数不准确等因素可能引入误差，需要进行人为误差评估，并通过培训和规范操作来减小误差的影响。
4. 随机误差：由于噪声等因素的干扰，测量结果可能产生随机误差，可以通过多次测量取平均或进行数据滤波来减小随机误差的影响。
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()。
工频变化量距离继电器
工频变化量距离继电器电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流电压分量和故障分量，如图1的短路状态（A ）可分解为图（B ）、（C ）二种状态下电流电压的迭加，反应工频变化量的继电器不受负荷状态的影响，因此，只要考虑图（C ）的故障分量。
工频变化量距离继电器测量工作电压的工频变化量的幅值，其动作方程为：Z O P U U >∆对相间故障： ZD O P Z I U U ⨯-=ΦΦΦΦΦΦCA BC AB ,,=ΦΦ对接地故障： ()ZD O P Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03C B A ,,=ΦZD Z 为整定阻抗，一般取0.8～0.85倍线路阻抗； Z U 为动作门坎，取故障前工作电压的记忆量。
NMF( A )( B )( C )E E 0=∆EE ∆图1 短路系统图图1为保护区内外各点金属性短路时的电压分布，设故障前系统各点电压一致，即各故障点故障前电压为Z U ,则Z F F F U E E E =∆=∆=∆321；对反应工频变化量的继电器，系统电势为零，因而仅需考虑故障点附加电势F E ∆。
区内故障时，如图2（B ），OP U ∆在本侧系统至1F E ∆的连线的延长线上，可见，1F O P E U ∆>∆，继电器动作。
反方向故障时，如图2（C ），OP U ∆在2F E ∆与对侧系统的连线上，显然，2F OP E U ∆<∆，继电器不动作。
区外故障时，如图2（D ），OP U ∆在3F E ∆与本侧系统的连线上，3F OP E U ∆<∆，继电器不动作。
( B )( C )( D )=∆M E 0=∆N E图2 保护区内外各点金属性短路时的电压分布图正方向经过渡电阻故障时的动作特性可用解析法分析，如图3所示：=∆N E 0=∆M E图3 正方向经过渡电阻故障计算用图以三相短路为例，设 F Z E U ∆= 由 ()K S F Z Z I E +⨯∆-=∆()ZD S ZD O P Z Z I Z I U U +⨯∆-=⨯∆-∆=∆ 则 ()()K S ZD S Z Z I Z Z I +⨯∆>+⨯∆ K S ZD S Z Z Z Z +>+式中K Z 为测量阻抗，它在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量S Z -为圆心，以ZD SZ Z +为半径的圆，如图4所示，当K Z 矢量末端落于圆内时动作，可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻能力。
功率方向元件个人理解
功率方向元件个人理解1.关于正向故障和反向故障在双电源供电的系统中，要求在每条线路的两侧均需装设断路器和保护装置，这样每侧的保护装置只负责本侧母线流向线路的故障电流保护。
通过故障电流和故障电压相角可以判断发生的故障时正向故障还是反向故障，正向故障时保护装置动作，反向故障时保护装置不会动作。
电力系统中规定由母线流向线路为正方向，这样对误动作的保护而言，实际短路功率的方向都是由线路流向母线，显然与其所应保护的线路故障时的短路功率方向相反。
因此，为了消除这种无选择的动作，就需要在可能误动作的保护上增设一个功率方向闭锁元件，该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，而当短路功率方向由线路流向母线时不会动作，从而使继电保护的动作具有一定的方向性。
以接地短路故障时零序电流和零序电压为例：正向故障时上图是正方向短路零序图，有，假设零序阻抗角80°，则零序电压超前零序电流的角度是电压电流相量图如下反向故障时反向短路时（），假设线路各元件零序阻抗是80°，那么零序电压角度超前零序电流的角度（）电压电流相量图如下从两种结果来看，线路发现接地短路故障时，如果是正向故障，那么故障电压滞后于故障电流；如果是反向故障，则故障电压超前于故障电流。
2.关于接线方式现场常用的接线形式有0°接线和90°接线一次系统，相电压和相电流夹角为0°的接线方式称为0°接线；一次系统三相对称且功率因数为1的情况下，某一相的相电流与另外两相的线电压夹角为90°的接线形式，即IA与Ubc、IB与Uca、IC与Uab。
3.功率方向元件正向故障时故障电压滞后于故障电流，反向故障时故障电压超前于故障电流，功率方向元件在正向故障时能够动作，反向故障时不动作。
功率方向元件通过判断母线电压和流入线路电流的相位角是否在-90°-90°之间，动作方程为（1）对于相过电流方向元件正方向动作方程三相短路时上图为90°接线三相短路的相量图，由动作方程可以看出电流是超前相电压45°，所以上图蓝色方向线以下为动作区。
继电保护习题库及答案 (4)
继电保护习题库及答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.三段式电流保护中，定时限过电流保护的动作电流最大。
（A、正确B、错误正确答案：B2.功率方向继电器应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故障（包括故障点有过渡 )电阻的情况）时能可靠动作，而在反方向故障时可靠不动作。
（A、正确B、错误正确答案：A3.对于相间故障，最小短路电流是在最小运行方式下三相短路求得的。
（）A、正确B、错误正确答案：B4.大差动是指除母联开关和分段开关以外的母线上所有其余支路电流所构成的差动回路。
（）A、正确B、错误正确答案：A5.在高压输电线路上采用重合闸，可以提高电力系统并列运行的稳定性。
（）A、正确B、错误正确答案：A6.距离保护的振荡闭锁装置，是在系统发生振荡时，才起动去闭锁保护。
（）A、正确B、错误正确答案：B7.系统运行方式越小，等效阻抗越大，短路电流越小，母线残压越小。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.接地故障时，保护安装处零序电流和零序电压的相位关系与变电站和有关支路的零序阻抗角、故障点有无过渡电阻有关。
（）A、正确B、错误正确答案：B9.对高频闭锁距离保护，在被保护线路上发生故障时，当两侧收信机都收不到高频闭锁信号时，保护瞬时动作跳开两端断路器。
（）A、正确B、错误正确答案：A10.为满足速动性和选择性的要求，母线差动保护都是按照差动原理构成的。
（）A、正确B、错误正确答案：A11.瓦斯保护能单独作为变压器的主保护。
（）A、正确B、错误正确答案：B12.距离保护是本线路正方向故障和与本线路串联的下一条线路上故障的保护，它具有明显的方向性。
因此，即使作为距离保护Ⅲ段的测量元件，也不能用具有偏移特性的阻抗继电器。
（）A、正确B、错误正确答案：B13.继电保护动作的结果是使断路器的跳闸回路接通，在断路器的跳闸回路中应该串入断路器的常闭辅助触点。
（）A、正确B、错误正确答案：B14.变压器纵差动保护不能反应变压器绕组的匝间短路故障。
工频变化量距离保护定值校验
工频变化量距离保护定值校验时 峰[摘 要] 本文介绍了工频变化量距离保护定值的校验方法，并给出了RCS-931保护装置调试步骤及相关试验数据。
[关键词]工频变化量、定值校验、动作方程在实际保护装置调试中，对RCS －931系列超高压线路成套保护装置中的工频变化量距离保护定值的校验经常会遇到困难，本文针对此保护原理分析了工频变化量距离保护定值的校验方法，在具体保护装置调试中总结了试验步骤，并给出了相关试验数据。
1 保护原理电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流、电压分量和故障分量，反应工频变化量的继电器只考虑故障分量，不受负荷状态的影响。
其动作方程为：|ΔOP U |> Z U ----------（1）式中：ΔOP U 为工作电压的工频变化量；Z U 为动作门槛，自适应于运行状况，是一个浮动值，取故障前工作电压记忆量。
对接地故障，工作电压：ΦOP U ＝ΦU －(ΦI ＋K ×30I )×ZD Z ， Φ=A,B,C---------（2）ΦOP U 为工作电压；ΦU 为相电压；ΦI 为相电流，0I 为零序电流，K 为零序补偿系数，ZD Z 为工频变化量距离保护定值。
对于相间距离继电器，工作电压ΦΦOP U =ΦΦU –ΦΦI ×ZD Z ， ΦΦ=AB,BC,CA---------（3）ΦΦU 为相间电压，ΦΦI 为相电流差值。
正方向经过渡电阻故障时的动作特性可用解析法分析，如图1所示。
以三相短路为例，设Z U =|ΔF E | 由 ΔF E =-ΔI ×(S Z +K Z )ΔOP U =ΔU -ΔI ×ZD Z =-ΔI ×(S Z +ZD Z ) 则 |ΔI ×(S Z +ZD Z )|＞|ΔI ×(S Z +K Z )||S Z +ZD Z |>|S Z +K Z |----------（4）式中，S Z 为系统阻抗，ZD Z 为整定阻抗，K Z 为测量阻抗。
微机保护原理123
数据采集系统（或称为模拟量输入系统）：完成将模拟输入量准确地转换为微型机能够识别的数字量。
微型机主系统：执行编制好的程序，对数据采集系统输入至RAM 区的原始数据进行分析、处理，完成各种继电保护的测量、逻辑和控制功能。
开关量（或数字量）输入/输出系统：完成保护的出口跳闸、信号、外部触点输入、人机对话及通信等功能。
EPROM （紫外线擦除可编程只读存储器）：可靠性较高，存储运行程序和一些固定不变的数据。
EEPROM （电擦除可编程只读存储器）：可以在运行过程中在线改写，而且掉电后又可以保证内容不丢失，通常用来保存整定值。
SRAM （静态随机存储器）：保存程序运行过程中需要临时暂存的数据。
FLASH （快擦写存储器）和NVRAM （非易失性随机存储器）：近年来发展起来的非易失性存储器，由于它们具有掉电后数据不丢失，而且读写简单方便等优势，通常用来保存故障数据，以便事故后分析。
电抗变换器：具有阻止直流、放大高频分量的作用；线性范围较大，铁芯不易饱和，有移相作用。
电流变换器：只要铁芯不饱和，则二次电流及并联电阻上的二次电压的波形可基本保持与一次电流波形相同，不会移相。
在非周期分量的作用下易饱和，线性度差，动态范围也较小。
采样方式的选择:单一通道的采样方式（1）定时采样:1等间隔采样：采样周期为常数。
优点：Ts 控制方式简单。
缺点：基频偏离工频时，给算法带来误差。
（2）按电气角度等间隔采样：异步采样 1跟踪采样：Ts 不再恒定，fs 随f1的变化而变化，保持fs ／f1＝N 。
2定位采样：不但保持fs ／f1＝N ，而且采样点总位于基波中事先确定的固定位置上。
定位依靠过零点。
多通道的采样方式:多通道采样就是在每一个TS 内对多个通道的量全部采样。
按对各通道采样的相互关系可分为：1同时采样:依次AD 转换2顺序采样：适合于采样及AD 转换速度高，且同时性要求不高的场合。
3分组同时采样：会带来额外延时，但能大幅度减少计算量和简化软件结构。
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工频变化量方向元件判别的相角
在电力系统中，相角是一个非常重要的参数。
相角是指两个交流电信号之间的相位差，通常用度数或弧度来表示。
在电力系统中，相角的变化会影响电压、电流、功率等参数的变化，因此相角的准确测量和判别非常重要。
工频变化量方向元件是一种用于测量相角的元件。
它是一种基于电磁感应原理的元件，可以测量电流和电压之间的相位差。
工频变化量方向元件的工作原理是利用电磁感应的原理，当电流通过线圈时，会产生磁场，磁场的变化会引起线圈中的电动势，从而实现电流的测量。
在电力系统中，工频变化量方向元件通常用于测量电流和电压之间的相位差。
通过测量电流和电压之间的相位差，可以计算出电力系统中的功率、电能等参数。
因此，工频变化量方向元件在电力系统中具有非常重要的作用。
在使用工频变化量方向元件进行相角测量时，需要注意一些问题。
首先，需要选择合适的工频变化量方向元件，不同的元件适用于不同的电路。
其次，需要正确连接工频变化量方向元件，保证测量的准确性。
最后，需要根据测量结果进行相应的分析和处理，以得出正确的结论。
工频变化量方向元件是一种非常重要的电力测量元件，可以用于测
量电流和电压之间的相位差，从而计算出电力系统中的功率、电能等参数。
在使用工频变化量方向元件进行相角测量时，需要注意一些问题，以保证测量的准确性和可靠性。