变配电站继电保护及综合自动化基础知识

变配电站继电保护及综合自动化基础知识
变配电站继电保护及综合自动化基础知识

变配电站继电保护及综合自动化基础知识

1.电力系统电压等级与变电站种类

电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV 两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。

根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。

发电厂发出6 kV或10 kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户,10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV 为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。

2.变配电站种类

电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。

变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站

与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV为最多。

3.变电站一次回路接线方案

1)一次接线种类:变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后,所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有:线路变压器组,桥形接线,单母线,单母线分段,双母线,双母线分段,环网供电等。

2)线路变压器组:变电站只有一路进线与一台变压器,而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。

3)桥形接线:有两路进线、两台变压器,而且再没有发展的情况下,采用桥形接线。针对变压器,联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。

4)单母线:变电站进出线较多时,采用单母线,有两路进线时,一般一路供电、一路备用(不同时供电),二者可设备用电源互自投,多路出线均由一段母线引出。

5)单母线分段:有两路以上进线,多路出线时,选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。

单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供,一路备用(不合闸),母联合上,当主供断电时,备用合上,主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时,备用电源合上后,要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。

对于特别重要的负荷,两路进线均为主供,母联开关断开,当一路进线断电时,母联合上,来电后断开母联再合上进线开关。

单母线分段也有利于变电站内部检修,检修时可以停掉一段母线,如果是单母线不分段,检修时就要全站停电,利用旁路母线可以不停电,旁路母线只用于电力系统变电站。

6)双母线:双母线主要用于发电厂及大型变电站,每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上,这样在母线检修时,就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种,双母线分段再加旁路断路器,接线方式复杂,但检修就非常方便了,停电范围可减少。

4.变配电站二次回路

1)二次回路种类:变配电站二次回路包括:测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括:计量测量与保护测量。控制回路包括:就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。2)测量回路:测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧(5A),电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器

(计量用互感器精度要求高),计量测量串接于电流表以及电度表,功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体,分别有计量电流端子与保护电流端子。

电压测量回路,220/380V低压系统直接接220V或380V,3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压,电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。

3)控制回路

(1)合分闸回路:合分闸通过合分闸转换开关进行操作,常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要,转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警,国家已有标准图设计。采用微机保护以后,要进行远分合闸操作后,还要到就地进行转换开关对位操作,这就失去了远分操作的意义,所以应取消不对应接线,选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。

(2)防跳回路:当合闸回路出现故障时进行分闸,或短路事故未排除,又进行合闸(误操作),这时就会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故,所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动,电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合

闸回路,作为保持线圈,当分闸时,电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障,或处于手动合闸位置,电压线圈起启动并通过其常开接点自保持,其常闭接点马上断开合闸回路,保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。

有些微机保护装置自己已具有防跳功能,这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时,如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构),因为储能一般都要求10秒左右,当储能开关经常处于断开位置时,储一次能,合完之后,将储能开关再处于断开位置,可以跳一次闸;跳闸之后,要手动储能之后才能进行合闸,此时,也可以不再设计防跳回路。

(3)试验与互投联锁与控制:对于手车开关柜,手车推出后要进行断路器合分闸试验,应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路,一般应根据要求进行互投联锁或控制。

(4)保护跳闸:保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路,连接片用于保护调试,或运行过程中解除某些保护功能。

(5)合分闸回路:合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源,以及其控制回路,一般都应单独画出。

4)信号回路

(1)开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的

信号灯组成:经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后,转换开关取消了不对应接线,所以信号灯正极可以直接接到正电源上。

(2)事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号,事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后,接到事故跳闸信号母线上,再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后,将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子,需要有中央信号系统时,如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点,可将其引到中央信号系统。否则,应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。(3)中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统,由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成,光报警用光字牌,不用信号灯,光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后,可以不再设计中央信号系统,或将其简化,只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。

5.变配电站继电保护

1)变配电站继电保护的作用:变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。

2)变配电站继电保护的基本工作原理:变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。

根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限,电流值越大,跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护,定时限在故障电流超过整定值后,经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。

可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,以保证继电保护动作的准确与可靠,其范围为1.3~1.5。

发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数,一般为1.2~2,应根据设计规范要进行选择。

3)变配电站继电保护按保护性质分类

(1)电流速断保护:故障电流超过保护整定值无时限(整定时间为零),立即发出跳闸命令。

(2)电流延时速断保护:故障电流超过速断保护整定值时,带一定延时后发出跳闸命令。

(3)过电流保护:故障电流超过过流保护整定值,故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。

(4)过电压保护:故障电压超过保护整定值时,发出跳闸命令

或过电压信号。

(5)低电压保护:故障电压低于保护整定值时,发出跳闸命令或低电压信号。

(6)低周波减载:当电网频率低于整定值时,有选择性跳开规定好的不重要负荷。

(7)单相接地保护:当一相发生接地后对于接地系统,发出跳闸命令,对于中性点不接地系统,发出接地报警信号。

(8)差动保护:当流过变压器、中性点线路或电动机绕组,线路两端电流之差变化超过整定值时,发出跳闸命令称为纵差动保护,两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时,发出跳闸命令称横差动保护。

(9)距离保护:根据故障点到保护安装处的距离(阻抗)发出跳闸命令称为距离保护。

(10)方向保护:根据故障电流的方向,有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。

(11)高频保护:利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。

(12)过负荷:运行电流超过过负荷整定值(一般按最大负荷或设备额定功率来整定)时,发出过负荷信号。

(13)瓦斯保护:对于油浸变压器,当变压器内部发生匝间短路出现电气火花,变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器,故障严重,瓦斯气体多,冲击力大,重瓦斯动作于

跳闸,故障不严重,瓦斯气体少,冲击力小,轻瓦斯动作于信号。

(14)温度保护:变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障,出现设备本体温度升高,超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。

(15)主保护:满足电力系统稳定和设备安全要求,出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。

(16)后备保护:主保护或断路器拒动时,用来切除除故障的保护。主保护拒动,本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻(上一级)电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。(17)辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能,或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。

(18)互感器二次线路断线报警:电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作,所以在其发生断线后应发出断线信号。

(19)跳闸回路断线:断路器跳闸回路断线后,继电保护发出跳闸命令断路器也不能跳开,所以跳闸回路断线时应发出报警信号。

(20)自动重合闸:对于一些瞬时性故障(雷击、架空线闪路等)故障迅速切除后,不会发生永久性故障,此时再进行合闸,可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令,称为重合闸。

重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸,允许再重合一次的称为二次重合闸(一般很少使用)。有了重合闸功能之后,在发生

故障后,继电保护先不考虑保护整定时间,马上进行跳闸,跳闸后,再进行重合闸,重合后故障不能切除,然后再根据继电保护整定时间进行跳闸,此种重合闸为前加速重合闸。

发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸,然后进行重合闸,重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令,此种重合闸称为后加速重合闸。

(21)备用电源互投:两路或多路电源进线供电时,当一路断电,其供电负荷可由其它电源供电,也就是要进行电源切换,人工进行切换的称为手动互投。自动进行切换的称为自动互投。互投有利用母联断路器进行互投的(用于多路电源进行同时运行)和进线电源互投(一路电源为主供,其它路电源为热备用)等多种形式。对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁。

(22)同期并列与解列:对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须满足同期并列条件后才能并网或上网,并网或上网有手动与自动两种。

4)变电站继电保护按被保护对象分类

(1)发电机保护:发电机保护有定子绕组相间短路,定子绕组接地,定子绕组匝间短路,发电机外部短路,对称过负荷,定子绕组过电压,励磁回路一点及两点接地,失磁故障等。出口方式为停机,解列,缩小故障影响范围和发出信号。

(2)电力变压器保护:电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路,中性点直接接地侧单相短路,绕组匝间短路,外部短路引起的

过电流,中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷,油面降低,变压器温度升高,油箱压力升高或冷却系统故障。

(3)线路保护:线路保护根据电压等级不同,电网中性点接地方式不同,输电线路以及电缆或架空线长度不同,分别有:相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。

(4)母线保护:发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。

(5)电力电容器保护:电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路,电容器组和断路器之间连接线短路,电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压,所连接的母线失压。

(6)高压电动机保护:高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。

6.微机保护装置

1)微机保护的优点

(1)可靠性高:一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表,简化了开关柜与控制屏的接线,从而减少了相关设备的故障环节,提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片,软件有自动检测与自动纠错功能,也有提高了保护的可靠性。

(2)精度高,速度快,功能多。测量部分数字化大大提高其精

度。CPU速度提高可以使各种事件以m s来计时,软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。

(3)灵活性大,通过软件可以很方便的改变保护与控制特性,利用逻辑判断实现各种互锁,一种类型硬件利用不同软件,可构成不同类型的保护。(4)维护调试方便,硬件种类少,线路统一,外部接线简单,大大减少了维护工作量,保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行,调试简单方便。

(5)经济性好,性能价格比高,由于微机保护的多功能性,使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度,可以减少停电时间,节省人力,提高了经济效益。

2)微机保护装置的特点:微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外,与同类产品比较具有以下特点:

(1) 品种齐全:微机保护装置,品种特别齐全,可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求,这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。

(2)硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性,CPU采用80C196KB,测量为14位A/D转换,模拟量输入回路多达24路,采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理,利用高速傅氏变换,得到基波到8次的谐波,特殊的软件自动校正,确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据,就构成一个多CPU系统,通信采用CAN总线。具有通信速率高(可达100MHZ,一般运行在80或60MHZ)抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各

种保护方式与保护参数的设定。

(3)硬件设计在供电电源,模拟量输入,开关量输入与输出,通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施,抗干扰能力强,除集中组屏外,可以直接安装于开关柜上。

(4)软件功能丰富,除完成各种测量与保护功能外,通过与上位处理计算机配合,可以完成故障录波(1秒高速故障记录与9秒故障动态记录),谐波分析与小电流接地选线等功能。

(5)可选用RS232和CAN通信方式,支持多种远动传输规约,方便与各种计算机管理系统联网。

(6)采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器,操作方便、显示美观。

(7)集成度高、体积小、重量轻,便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。

3)微机保护装置的使用范围

(1)中小型发电厂及其升压变电站。

(2)110 kV /35 kV /10 kV区域变电站。

(3)城市10 kV电网10 kV开闭所

(4)用户110 kV /10kV或35kV /10kV总降压站。

(5)用户10kV变配电站

4)微机保护装置的种类

(1)微机保护装置共有四大类。

(2)线路保护装置:微机线路保护装置;微机电容保护装

置;微机方向线路保护装置;微机零序距离线路保护装置;微机横差电流方向线路保护装置

(3)主设备保护装置:微机双绕组变压器差动保护装置;微机三绕组变压器差动保护装置;微机变压器后备保护装置;微机发电机差动保护装置;微机发电机后备保护装置;微机发电机后备保护装置;微机电动机差动保护装置;微机电动机保护装置;微机厂(站)用变保护装置

(4)测控装置:微机遥测遥控装置;微机遥信遥控装置;微机遥调装置;微机自动准同期装置;微机备自投装置;微机PT切换装置;微机脉冲电度测量装置;微机多功能变送测量装置;微机解列装置

(5)管理装置单元:通信单元管理单元双机管理单元

5)微机保护装置功能:微机保护装置的通用技术要求和指标(工作环境、电源、技术参数、装置结构)以及主要功能(保护性能指标、主要保护功能、保护原理、定值与参数设定,以及外部接线端子与二次图)详见相关产品说明书。

7. 220/380V低压配电系统微机监控系统

1)220/380V低压配电系统特点

(1)应用范围广,现在工业与民用用电除矿井、医疗、危险品库等外,均为220/380V,所以应用范围非常广泛。

(2)低压配电系统一般均为TN—S,或TN—C—S系统。TN—C

系统为三个相线(A、B、C)与一个中性线(N),N线在变压器中性点接地或在建筑物进户处重复接地。输电线为四根线,电缆为四芯,没有保护地线(PE),少一根线。设备外壳,金属导电部分保护接地接在中性线(N)上,称为接零系统,接零系统安全性较差,对电子设备干扰大,设计规范已规定不再采用。TN—S系统为三个相线,一个中性线(N)与一个保护地线(PE)。N线与PE线在变压器中性点集中接地或在建筑物进户线处重复接地。输电线为五根,电缆为五芯。中性线(N)与保护地线(PE)在接地点处连接在一起后,再不能有任何连接,因此中性线(N)也必须用绝缘线。中性线(N)引出后如果不用绝缘对地绝缘,或引出后又与保护地线有连接,虽然用了五根线,也为TN—C系统,这一点应特别引起注意。TN—S或TN—C—S 系统安全性好,对电子设备干扰小,可以共用接地线(CPE),,采用等电位连接后安全性更好,干扰更小。所以设计规范规定除特殊场所外,均采用TN—S或TN—C—S系统。

(3)220/380V低压配电系统的保护现在仍采用低压断路器或熔断器。所以220/380V只有监控没有保护。监控包括电流、电压、电度、频率、功率、功率因数、温度等测量(遥测),开关运行状态,事故跳闸,报警与事故预告(过负荷、超温等)报警(遥信)与电动开关远方合分闸操作(遥控)等三个内容(简称三遥),而没有保护。

(4)220/380V低压配电系统一次回路一般均为单母线或单母线分段,两台以上变压器均为单母线分段,有几台变压器就分几段,这是因为用户变电站变压器一般不采用并列运行,这是为了减小短路电

流,降低短路容量,否则,低压断路器的断开容量就要加大。

(5)220/380V低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大,一般一路(1个断路器)占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同,一个低压开关柜内有两路出线(安装两个断路器),四路出线(安装四个断路器),以及五、六、八与十路出线,不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分,设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元的规格来进行设计。

(6)低压断路器除手动操作外,还可以选用电动操作。大容量低压断路器一般均有手动与电动操作,设计时应选用带遥控的低压监控单元,小容量低压断路器,设计时,大多数都选用只有手动操作的断路器,这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线,或选用不带遥控的低压监控单元。

2)220/380V低压配电系统微机监控系统的设计

(1)220/380V低压配电系统微机监控系统首先根据一次系统及用户要求进行遥测、遥信及遥控设计。

(2)测量回路设计

A:测量部分的二次接线与高压一样,电流回路串联于电压互感器二次回路,电压回路并联于电压测量回路。由于220/380V低压配电系统没有电压互感器,电压测量可以直接接到220/380V母线上,和电度表电压回路一样一般可以不加熔断器保护,但柜内接线应尽量短,有条件时最好加熔断器保护,以便于检修。

B:电度测量可选用自带电源有脉冲输出的脉冲电度表,对于有计算功率与电度功能的低压监控单元,只作为内部计费时,可以不再选用脉冲电度表。

C :选用有显示功能的低压监控单元,可以不再设计电流、电压表,选用不带显示功能的低压监控单元时还应设计电流或电压表,不应两种都设计。

(3)信号回路设计:设计时,低压断路器要增加一对常开接点接到低压监控单元开关状态输入端子上。有事故跳闸报警输出接点的,再将其接到低压监控单元事故预告端子上。

(4)遥控回路设计:低压监控系统的遥控设计比较简单,电动操作的低压断路器都有一对合分闸按钮,只要将低压监控单元合分闸输出端子分别并在合分闸按钮上即可,必要时,可设计一个就地与遥控操作转换开关,防止就地检修开关时,遥控操作引起事故。

(5)供电电源与通信电缆设计:低压监控单元电源为交流220V 供电,耗电量一般只有几瓦,设计时将其电源由端子上引到一个220V/5A两极低压断路器上,再引到开关柜端子上,然后统一用KVV —3×1.0电缆集中引到低压柜一路小容量出线上。需要时可加一个UPS电源。通信电缆一般距离不超过200米可选用KVV—3×1.0普通屏蔽控制电缆,超过200米时应选用屏蔽双绞线(最好选带护套型)或计算机用通信电缆。

8.变配电站综合自动化系统

1)系统组成:高压采用微机保护,低压采用监控单元,再用通

信电缆将其与计算机联网之后就可以组成一个现代化变配电站管理系统——变配电站综合自动化系统。

2)变配电站综合自动化系统设计内容

A:高压微机保护单元(组屏或安装在开关柜上)选型及二次图设计。

B:低压微机监控单元(安装在开关柜上)选型及二次图设计。

C:管理计算机(放在值班室,无人值班时可放在动力调度室)选型。

D:模拟盘(放在值班室或调度室)设计。

E:上位机(与工厂计算机或电力部门调度联网)联网方案设计。

F通信电缆设计(包括管理计算机与上位机)。

3)管理计算机:管理计算机可根据系统要求进行配置。

4)模拟盘:用户要求有模拟盘时,可以设计模拟盘,小系统可以用挂墙式,大系统用落地式,模拟盘尺寸根据供电系统一次图及值班室面积来决定。模拟盘采用专用控制单元,将其通信电缆引到管理计算机处。模拟盘还需要一路交流220V电源,容量只有几十瓦,设计时应与管理计算机电源一起考虑。

5)变配电站综合自动化系统主要功能:变配电站综合自动化系统的管理计算机通过通信电缆与安装在现场的所有微机保护与监控单元进行信息交换。管理计算机可以向下发送遥控操作命令与有关参数修改,随时接受微机保护与监控单元传上来的遥测、遥信与事故信息。管理计算机就可通过对信息的处理,进行存盘保存,通过记录打

印与画面显示,还可以对系统的运行情况进行分析,通过遥信可以随时发现与处理事故,减少事故停电时间,通过遥控可以合理调配负荷,实现优化运行,从而为实现现代化管理提供了必须的条件。

管理计算机软件要标准化,操作要简单方便,人机界面好,组态方便,用户使用与二次开发简单,容易掌握。

电力系统继电保护基本知识

电力系统继电保护 董双桥 2005年9月

第一部分电力系统继电保护的基本知识 电力系统:由发电电厂中的电气部分,变电站,输配电线路,用电设备等组成的统一体:它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信,安全自动装置,继电保护,调调自动化设备等。 电力系统运行有如下特点: 1、电能的生产,输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短,一个正常运行的系统可能在几分钟,甚致几秒钟内瓦解。 电力系统继电保护的作用。 电力系统在运行中,可能由于以下原因,发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因:雷击,大风,地震造成的倒杆,绝缘子污秽造成污闪,线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因:设备绝缘损坏,老化。 3、系统中运行人员误操作。 电力系统故障的类型: 1、单相接地故障D(1) 2、两相接地故障D(1.1) 3、两相短路故障D(2) 4、三相短路故障D(3) 5 线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。 电力系统短路故障的后果: 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备,通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏,可能引起振荡,甚至鲜列。 不正常工作状态有:电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏,但未发展成故障。 不正常工作状态有: 1)电力设备过负荷,如:发电机,变压器线路过负荷。 2)电力系统过电压。 3)电力系统振荡。

4)电力系统低频,低压。 电力系统事故:电力系统中,故障和不正常工作状态均可能引起系统事故,即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏,对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准(频率,电压,波形)、设备损坏等。 继电保护的作用,就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息,并作相应处理。 继电保护的基本任务: 1)将故障设备从运行系统中切除,保证系统中非故障设备正常运行。 2)发生告警信号通知运行值班人员,系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。 电力系统对继电保护的基本要求(四性) 1)选择性:电力系统故障时,使停电范围最小的切除故障的方式 2)快速性:电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关,故障持续时间越长,设备损坏越严重;对系统影响也越大。因此,要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障,可提高重合闸成功率,提高线路的输送容量。 3)灵敏性:继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力(各种运行方式,最大运行方式,最小运行方式),故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比,称为保护装置的灵敏度。 4)可靠性: ①保护范围内发生故障时,保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时,保护可靠闭锁,不误动。 在保护四性中:重要的是可靠性,关键是选择性,灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。

继电保护试卷(试题、答案)教学文稿

继电保护试卷(试题、 答案)

2011– 2012学年度第二学期期末考试 《 继电器保护原理课程 》试卷(A 卷答卷) 教学中心: 专业层次: 继续教育本科 学号: 姓名: 座号: 注意事项:1. 本试卷共 五 大题,满分100分,考试时间120分钟,闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3. 所有答案直接做在试卷上,做在草稿纸上无效; 4.考试结束,试卷、草稿纸一并交回。 出卷要求: 1、所有试卷必须依据教学大纲和考试大纲的要求出题; 2、试卷内容难度:基础内容约占60%、中等难度内容约占30%、较难内容约占10%; 3、题型一般应该多样化,如:判断题、选择题、填空题、概念解释题、简 答题、论述题、计算题、设计题,操作题、作图题、分析题、编程题等; 4、题量适当,考试时间不低于90分钟,一般为120分钟; 5、同一份试卷中,相同内容不得出现在不同题型中;出卷应出A 、B 、C 卷,题型相同且难易程度相当,同题型试题内容重复率不得超过20%; 6、试卷应合理分配各题型分数,且注明各小题分数; ( 密 封 线 内 不 答 题 )

7、按照学院统一试卷格式要求排版,每份试卷表头、得分表及密封线均应与试卷模版所给相同; 8、每份卷给出标准(参考)答案,其中论述题、分析题、操作题等应指出得分要点; 9、试卷与答案一起上交(含电子版),出卷教师在试卷纸版背面签名确认。 一.判断题(每题1分,共15分) 1.电力系统发生故障时,继电保护装置如不能及时动作,可能破坏电力系统运行 的稳定性。 ( √) 2.继电保护装置的测量部分测量被保护元件的某些运行参数并与保护的整定值 进行比较。( ×) 3.电力系统发生故障时继电保护装置通常应在保证选择性的前提下,尽快动 作。 ( √ ) 4.采用900接线的功率方向继电器,两相短路时有电压死区。 (×) 5.电力系统发生不对称相间短路时,短路电流中含正序分量、负序分量、零序 分量。 (× ) 6.中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护通过的零序电流为本身非 故障相对地电容电流之和。 (× ) 7.距离保护接线复杂,可靠性比电流保护高,这是它的主要优点。 (×) 8.长线路的测量阻抗受故障点过渡阻抗的影响比短线路大。 (×) 9.电流比相式母线保护动作判断只与电流的相位有关,而与电流的幅值无关。 (√) 10.对于中性点非直接接地电网,母线保护采用三相式接线。 ( × ) 11.平行线路的一回线检修时,横差方向保护应自动退出工作。 (√ ) 12.相差高频保护能作相邻元件的后备保护。 (×)

变电站继电保护培训

变电站、继电保护基础知识 培训资料 二零一二二月

第一章变电站基础知识 1. 电力系统概述: 1.1 电力系统定义: 电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之,电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。 1.2 电力系统的构成 动力系统是由锅炉(反应堆)、汽轮机(水轮机)、发电机等生产电能的设备,变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备,电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。 煤

1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级 我国国家标准规定的部分标准电压(额定电压)如下表: T +5% -5% 通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。 由于用电设备的允许电压偏移为±5%,而延线路的电压降落一般为10%,这就要求线路始端电压为额定值的105%,以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端,因此发电机的额定电压为线路的105%。通常,6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机;10.5KV

用于25~100MW的发电机;13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机;15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机;18KV用于300MW的汽轮发电机。 变压器的一次额定电压:升压变压器一般与发电机直接相连,故与发电机相同,见表中有“*”降压变压器相当于用电设备,故与线路相同。 变压器的二次额定电压:考虑到变压器内部的电压降落一般为5%,故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器,采用5%。 习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。 1.3.2 电压等级的使用范围: 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线;110KV既用于中小电力系统的主干线,也用于大电力系统的二次网络;35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络,也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV,小功率电动机用220、380V;照明用220、380V。 1.4电力系统中性点的运行方式 1.4.1 中性点非直接接地系统 小电流接地系统,也称小接地短路电流系统。 供电可靠性高,但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统,绝缘费用在设备总价格中占相当大比重,故多用于60KV级以下的系统。

《电力系统继电保护》模拟试题14及答案

《电力系统继电保护》模拟试题(一) 一、填空题 1、方向电流保护主要用于与线路上。 2、相间短路保护功率方向继电器采用90°接线,其目的就是防止_____ _____造成保护拒动。 3、整流型功率方向继电器引入记忆回路的目的就是___________________ ____________。 4、应式功率方向继电器的最大灵敏角φs=-α,α为继电器的_________。 5、为防止非故障相电流影响造成相间短路保护功率方向继电器误动,保护直流回路应采用__________接线。 6、相间方向电流保护,如果要改变它的保护方向,可将_____________________接入。 7、方向过电流保护动作的正方向就是短路功率从流 向。 8、对带方向性的继电器,应检查当通入可时的性能,对零序方向元件,还应同时通入可能的以检验其性能。 9、检验功率方向继电器电流及电压的潜动,不允许出现的潜动,但允许存在不大的方向的潜动。 二、选择题 1、过电流方向保护就是在过电流保护的基础上,加装一个( )而组成的装置。 (A)负荷电压元件 (B)复合电流继电器 (C)方向元件 (D)复合电压元件 2、功率方向继电器的电流与电压为Ia、Ubc,Ib、Uca,Ic、Uab时,称为( )。 (A)90度接线 (B)60度接线 (C)30度接线 (D)0度接线 3、所谓功率方向继电器的潜动,就是指( )的现象。 (A)只给继电器加入电流或电压时,继电器不动作 (B)只给继电器加入电流或电压时,继电器动作 (C)加入继电器的电流与电压反相时,继电器动作 (D)与电流、电压无关 4、功率方向继电器的转矩M=KVkIkcos(φk+α),所以继电器的动作方向带有方向性,它的动作范围( )。 (A)-(900+α)>φk>(900-α) (B)φk=(900-α) (C)-(900+α)<φk<(900-α) (D)φk=(900+α) 5、在电网中装设带有方向元件的过流保护就是为了保证动作的( )。 (A)选择性 (B)可靠性 (C)灵敏性 (D)快速性 6、按900接线的相间功率方向继电器,当线路发生正向故障时,若φk为300,为使继电器动作最灵敏,其内角α值应就是( )。 (A)300 (B)-300 (C)700 (D)600 7、相间方向过流保护的按相起动接线方式就是将( )。 (A)各相的电流元件触点并联后,再串入各功率方向继电器触点 (B)同名相的电流与功率方向继电器的触点串联后再并联 (C)非同名相电流元件与方向元件触点串联后再并联 (D)各相功率方向继电器的触点与各相的电流元件触点分别并联后再串联 三、问答题 1、对功率方向继电器的基本要求就是什么? 2、功率方向继电器能单独作为相间短路保护不?为什么?为什么采用90°接线? 3、相间方向电流保护中,功率方向继电器一般使用的内角为多少度?采用900接线方式有什么优点? 4、方向过流保护为什么必须采用按相起动方式? 5、功率方向继电器的潜动有什么危害?感应型功率方向继电器的潜动如何消除? 《电力系统继电保护》模拟试题(一)答案一、填空题 1、双电源辐射形电网单电源环网 2、保护安装出口处两相短路 3、消除保护安装出口处三相短路速动保 护的拒动 4、内角 5、按相起动 6、输入电流或电压的其中之一反极性 7、母线线路 8、最大反方向 短路电流最大零序电压 9、非动作 二、选择题 1、C 2、A 3、B 4、C 5、A 6、B 7、 B 三、问答题 1、答:(1)能正确判断故障方向;(2)动作灵敏;(3)动作迅速。 2、答:(1)不能单独作为保护,因为在正常输送正向功率时,方向元件会起动;(2)采用90°接线,为了消除保护出 口两相短路动作死区。 3、答:相间功率方向继电器一般使用的内角为450。采用900接线具有以下优点:(1)在被保护线路发生各种相间 短路故障时,继电器均能正确动作。(2)在短路阻抗角φk可能变化的范围内,继电器都能工作在最大灵敏角附近, 灵敏度比较高。(3)在保护安装处附近发生两相短路时,由于引入了非故障相电压,没有电压死区。 4、答:方向过流保护采取“按相起动”的接线方式,就是为了躲开反方向发生两相短路时造成装置误动。例如当 反方向发生BC相短路时,在线路A相方向继电器因负荷电流为正方向将动作,此时如果不按相起动,当C相电流 元件动作时,将引起装置误动;采用了按相起动接线,尽管A相方向继电器动作,但A相的电流元件不动,而C相电 流元件动作但C相方向继电器不动作,所以装置不会误动作。 5、答:功率方向继电器可能有反向与正向潜动,反向潜动会增大动作功率,正向潜动则可能使保护误动作,消除感 应型功率方向继电器潜动方法如下:(1)转动铁芯柱的位置。(2)移动电压线圈的相对位置。(3)将电压线圈与补 偿线圈正极性或反极性串联。(4)稍微移动不带线圈的磁极位置。 《电力系统继电保护》模拟试题(二) 一、填空题 1、中性点装设消弧线圈的目的就是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的______,使接地故障电流减少。 2、中性点装设消弧线圈对电容电流的补偿有三种不同的方式,即_________、_________与_________。 3、中性点直接接地系统,当发生单相金属性接地时,故障点故障相电压____、零序电压______,____零序电压为零。 4、中性点接地系统,零序电流流通范围取决于______________________。 5、从继电保护的要求出发,在选取接地的变压器中性点数目与位置时,应保证零序分量电流的分布尽可能不随 ______ ________而变化。 6、零序功率方向继电器灵敏角为70°时,为使保护能正确动作,应将接入继电器的零序___________接入。 7、当系统的正、负序阻抗相等时,若接地短路的正序总阻抗大于零序总阻抗,则单相接地短路的零序电流____ ____两相接地短路的零序电流。 8、当系统的正、负序阻抗相等时,若正序阻抗大于零序阻抗,则整定计算求动作值时,应取________接地短路,而 灵敏度校验时,应取_________接地短路。 9、中性点不接地系统,构成接地保护常见方式有:______________、__________与_____________。 10、我国电力系统中性点接地方式有三种,分别就是____________、_______________与_________________。 二、选择题 1、在大接地电流系统中,故障电流中含有零序分量的故障类型就是( )。 (A)两相短路 (B)三相短路 (C)两相接地短路 (D)与故障类型无关 2、中性点经装设消弧线圈后,若接地故障的电感电流大于电容电流,此时补偿方式为( )。

电力系统继电保护基础学习知识原理

与发电机型式和冷却方式有关的A参数,随着发电机机组容量的增大而: A. 成周期性变化; B. 恒定不变; C. 逐步减小; D. 逐步增大; 回答错误!正确答案:C 正常、过激运行的发电机失磁后,机端测量阻抗的变化轨迹应该是 A. 从第Ⅰ象限到第Ⅳ象限 B. 从第Ⅰ象限到第Ⅲ象限 C. 从第Ⅰ象限到第Ⅱ象限 D. 从第Ⅳ象限到第Ⅱ象限 回答错误!正确答案:A 闭锁式方向纵联保护中,闭锁信号是: A. 由短路功率为正的一侧发出的 B. 由短路功率为负的一侧发出的

C. 只在负半周发信 D. 只在正半周发信 回答错误!正确答案:B 对自动重合闸前加速而言,下列叙述哪个是不正确的: A. 保护第一次切除故障可能有选择性 B. 保护第一次动作可能有延时 C. 保护第二次切除故障一定有选择性 D. 保护第二次动作可能有延时 回答错误!正确答案:B 距离Ⅲ段的灵敏度校验中应采用。 A. 最大分支系数 B. 过激分支系数 C. 最小分支系数 D. 正常分支系数 回答错误!正确答案:A

在不需要动作时保护不误动,保护范围内发生应该动作的故障时不拒动的特性是指保护的。 A. 可靠性 B. 速动性 C. 灵敏性 D. 选择性 回答错误!正确答案:A 汽轮发电机失磁后是否继续运行主要取决于下列哪个因素? A. 系统的运行方式; B. 发电机自身的状态; C. 系统的无功储备; D. 负荷需求; 回答错误!正确答案:C 自动重合闸后加速一般适用于下列哪种情况? A. 110kV及以上电压等级线路; B. 35kV及以下电压等级线路;

C. 系统发生永久性故障; D. 系统发生瞬时性故障; 回答错误!正确答案:A 纵联电流相差动保护中,保护装置本身的最大角度误差是多少度? A. 0.06 B. 22 C. 15 D. 7 回答错误!正确答案:C 故障切除时间等于: A. 保护装置和断路器动作时间的总和 B. 保护的固有动作时间 C. 保护的整定时间 D. 断路器的动作时间 回答错误!正确答案:A

继电保护试卷(试题、答案)

2011– 2012学年度第二学期期末考试 《 继电器保护原理课程 》试卷(A 卷答卷) 教学中心: 专业层次: 继续教育本科 学号: 姓名: 座号: 注意事项:1. 本试卷共 五 大题,满分100分,考试时间120分钟,闭卷; 2. 考前请将密封线内各项信息填写清楚; 3. 所有答案直接做在试卷上,做在草稿纸上无效; 出卷要求: 1、所有试卷必须依据教学大纲和考试大纲的要求出题; 2、试卷内容难度:基础内容约占60%、中等难度内容约占30%、较难内容约占10%; 3、题型一般应该多样化,如:判断题、选择题、填空题、概念解释题、简答题、论述题、计算题、设计题,操作题、作图题、分析题、编程题等; 4、题量适当,考试时间不低于90分钟,一般为120分钟; 5、同一份试卷中,相同内容不得出现在不同题型中;出卷应出A 、B 、C 卷,题型相同且难易程度相当,同题型试题内容重复率不得超过20%; 6、试卷应合理分配各题型分数,且注明各小题分数; 7、按照学院统一试卷格式要求排版,每份试卷表头、得分表及密封线均应与试卷模版所给相同; 8、每份卷给出标准(参考)答案,其中论述题、分析题、操作题等应指出得分要点; 9、试卷与答案一起上交(含电子版),出卷教师在试卷纸版背面签名确认。 一. 判断题(每题1分,共15分) 1. 电力系统发生故障时,继电保护装置如不能及时动作,可能破坏电力系统运行的稳定性。 ( √ ) 2. 继电保护装置的测量部分测量被保护元件的某些运行参数并与保护的整定值进行比较。 ( × ) 3. 电力系统发生故障时继电保护装置通常应在保证选择性的前提下,尽快动作。 ( √ ) 4. 采用900接线的功率方向继电器,两相短路时有电压死区。 ( × ) 5. 电力系统发生不对称相间短路时,短路电流中含正序分量、负序分量、零序分量。 (× ) 6. 中性点不接地电网发生单相接地时,故障线路保护通过的零序电流为本身非故障相对地电 容电流之和。 (× ) ( 密 封 线 内 不 答 题 )

继电保护人员培训策划书

继电保护人员培训策划书 一、培训项目的目的 随着安徽电网综合自动化水平的不断提高,对继电保护人员的 专业水平和业务能力都有了更高、更新的要求。继电保护人员 必须不断掌握新知识和新技术,全面提高分析和处理电网事故 的能力,为安徽电网安全、稳定运行保驾护航。 二、培训对象:安徽省电力公司继电保护人员 三、培训目标 继电保护人员的培训首先要根据安徽电网继电保护装置的实际配置情况,其次要考虑安徽省电力系统继电保护人员的实际水平,同时还要紧跟继电保护技术的发展新动态。 通过培训,力求使学员的理论知识得到大幅度地更新,操作技能得到进一步地提高,保护装置缺陷排除的能力和电网事故分析与处理能力得到提高。 四、培训总学时:49 学时(7 天) 五、培训方式与方法 1、培训形式:现场与脱产 2、培训方法: 1)实际操作; 2)现场讲解; 3)典型事故案例分析; 4)《保护与自动化》新技术专题讲座;

5)继电保护疑难问题的专题研讨。 六、培训考核与评估 1、考试与考核: ①实际操作考核 实际操作考核时间为60min,满分70分。 ②事故案例分析报告 根据本人撰写的事故案例分析报告质量和答辩来综合评分。满分30分。 2、执行评估级别:二级评估 七、培训模块及核心内容 继电保护人员培训项目采用模块化培训模式,模块有选修和必修两类,既有实际的技能操作培训,又有高水平的专题研讨,根据学员知识与能力的水平来安排合适的模块。为了提高培训质量,邀请省公司专家讲解与分析典型案例,同时还邀请高校教授开展专题讲座。 各模块具体内容如下表

八、参考教材: 1、微机保护培训教材拟申请自编 2、单片机与网络技术培训教材拟申请自编 3、安徽省典型事故分析报告汇总与现场专家合作编写 远动自动化培训项目策划书 、简要介绍开展此培训项目的目的、意义

继电保护知识点总结

电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态 故障:短路(最常见也最危险);断线;两者同时发生 不正常:过负荷;功率缺额而引起的频率降低;发电机突然甩负荷而产生的过电压;振荡 继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。 迅速切除故障,减小停电时间和停电范围 指示不正常状态,并予以控制 继电保护的基本原理 利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时,各种物理量的差别来判断故障或异常,并通过断路器将故障切除或者发出告警信号 继电保护装置的三个组成部分。 测量部分:给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动 逻辑部分:常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等,确定断路器跳闸或发出信号 执行部分 保护的四性 选择性:保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量减少速动性:继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。 灵敏性:继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和 可靠性:在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时,保护装置应可靠地动作(即不拒动,称信赖性)而在不属于该保护装置动作的其他情况下,则不应该动作(即不误动,称安全性)。 主保护、后备保护 保护:被保护元件发生故障故障,快速动作的保护装置 后备保护:在主保护系统失效时,起备用作用的保护装置。 远后备:后备保护与主保护处于不同变电站 近后备:主保护与后备保护在同一个变电站,但不共用同一个一次电路。 继电器的相关概念: 继电器是测量和起动元件 动作电流:使继电器动作的最小电流值 返回电流:使继电器返回原位的最大电流值 返回系数:返回值/动作值 过量继电器:返回系数Kre<1 欠量继电器:返回系数Kre>1 绩电特性:启动和返回都是明确的,不可能停留在某个中间位置 阶梯时限特性: 最大(小)运行方式: 在被保护线路末端发生短路时,系统等值阻抗最小(大),而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式 三段式电流保护:由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护 工作原理: 电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时,反应电流增大而瞬时动作切

《电力系统继电保护》模拟试题1-4及答案

《电力系统继电保护》模拟试题(一) 一、填空题 1、双电源辐射形电网单电源环网 2、保护安装出口处两相短路 3、消除保护安装出口处三相短路速动保 一、填空题 1、方向电流保护主要用于_________________ 和 ________________ 线路上。 2、相间短路保护功率方向继电器采用90。接线,其目的是防止____^^_=造成保护拒动。 3、整流型功率方向继电器引入记忆回路的目的是______________________ ____ _________ 。 4、应式功率方向继电器的最大灵敏角$ s=- a , a为继电器的___________ 。 5、为防止非故障相电流影响造成相间短路保护功率方向继电器误动,保护直流回路应采用 __________ 接线。 6、相间方向电流保护,如果要改变它的保护方向,可将___________________________接入。 7、方向过电流保护动作的正方向是短路功率从__________________ 流向 ________________ 。护的拒动4、内角5、按相起动路电 流最大零序电压9、非动作 二、选择题 1、C 2 、A 3 、B 三、问答题 1、答:(1)能正确判断故障方向;(2)动作灵敏;(3)动作迅速。 2、答:(1)不能单独作为保护,因为在正常输送正向功率时,方向元件会起动;(2)采用90°接线,为了消除保护出口两相短路动作死区。 性能。 9、检验功率方向继电器电流及电压的潜动,不允许出现_________ 的潜动,但允许存在不大的_______ 方向的潜动。 二、选择题 1、过电流方向保护是在过电流保护的基础上,加装一个( )而组成的装置。 (A) 负荷电压元件(B)复合电流继电器(C)方向元件(D)复合电压元件 2、功率方向继电器的电流和电压为la、Ubc, lb、Uca, lc、Uab时,称为( )。 (A) 90度接线(B) 60度接线(C) 30度接线(D) 0度接线 3、所谓功率方向继电器的潜动,是指( )的现象。 (A) 只给继电器加入电流或电压时,继电器不动作 (B)只给继电器加入电流或电压时,继电器动作 (C)加入继电器的电流与电压反相时,继电器动作(D)与电流、电压无关 4、功率方向继电器的转矩M=KVklkcos( $ k+ a ),所以继电器的动作方向带有方向性,它的动作范围( )。3、答:相间功率方向继电器一般使用的内角为450。采用900接线具有以下优点:(1 )在被保护线路发生各种相间短路故障时,继电器均能正确动作。( 2)在短路阻抗角$ k可能变化的范围内,继电器都能工作在最大灵 敏角附近,灵敏度比较高。(3)在保护安装处附近发生两相短路时,由于引入了非故障相电压,没有电压死区。4、答:方向过流保护采取“按相起动”的接线方式,是为了躲开反方向发生两相短路时造成装置误动。例如当 反方向发生BC相短路时,在线路A相方向继电器因负荷电流为正方向将动作,此时如果不按相起动,当 C相电 流元件动作时,将引起装置误动;采用了按相起动接线,尽管A相方向继电器动作,但A相的电流元件不动,而C相电流元件动作但C相方向继电器不动作,所以装置不会误动作。 5、答:功率方向继电器可能有反向和正向潜动,反向潜动会增大动作功率,正向潜动则可能使保护误动作,消 除感应型功率方向继电器潜动方法如下:(1)转动铁芯柱的位置。(2)移动电压线圈的相对位置。(3)将电压线圈 与补偿线圈正极性或反极性串联。(4)稍微移动不带线圈的磁极位置。 《电力系统继电保护》模拟试题(二) (A)- ( 900+ a ) >$ k> ( 900- a ) ( B) $ k= (900- a ) (C) - ( 900+a ) <$ k< ( 900- a ) ( D) $ k= (900+ a ) 5、在电网中装设带有方向元件的过流保护是为了保证动作的( (A)选择性(B)可靠性(C)灵敏性 6、按900接线的相间功率方向继电器,当线路发生正向故障时,若角a值应是( )。 (A) 300 (B) -300 ( C) 700 ( D) 600 7、相间方向过流保护的按相起动接线方式是将( )。 (A) 各相的电流元件触点并联后,再串入各功率方向继电器触点 (B) 同名相的电流和功率方向继电器的触点串联后再并联 (C) 非同名相电流元件和方向元件触点串联后再并联 (D) 各相功率方向继电器的触点和各相的电流元件触点分别并联后再串联 三、问答题一、填空题 1、中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的 ______ ,使接地故障电流减少。 2、中性点装设消弧线圈对电容电流的补偿有三种不同的方式,即__________ 、 ________ 和__________ 。 3、中性点直接接地系统,当发生单相金属性接地时,故障点故障相电压____ 、零序电压 ______ , ___ 零序电压 为零。 4、中性点接地系统,零序电流流通范围取决于__________________________ 。 5、从继电保护的要求出发,在选取接地的变压器中性点数目和位置时,应保证零序分量电流的分布尽可能不随而变化。 6、零序功率方向继电器灵敏角为70°时,为使保护能正确动作,应将接入继电器的零序___________________ 接入。 7、当系统的正、负序阻抗相等时,若接地短路的正序总阻抗大于零序总阻抗,则单相接地短路的零序电流 ___ 6、输入电流或电压的其中之一反极性 7、母线线路 8、最大反方向短 &对带方向性的继电器,应检查当通入可时的性能,对零序方向元件,还应同时通入可能的____ 以检验其 )。 (D)快速性 $ k为300,为使继电器动作最灵敏,其内

电力系统高压继电保护培训基础知识

电力系统咼压继电保护培训基础知识 第一章继电保护工作基本知识 第一节电流互感器 电流互感器(CT是电力系统中很重要的电力元件,作用是将一 次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录 波、计度等使用,本局所用电流互感器二次额定电流均为是铭牌上标注为100/5,200/5等,表示 电流,转换到二次侧电流就是5A。 电流互感器在二次侧必须有一点接地, 缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。互感器也只能有一点接地,如果有两点接地,电流会引起保护等设备的不正确动作。如图5A,也就 ■次侧如果有100A或者200A 目的是防止两侧绕组的绝 同时,电流 存在,所以流入保护装置的电流则IY = I 保 护 装 置 电网之间可能存在的潜 1.1,由于潜电流IX的IY工I,当取消多点接地后IX = 0, 在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的 端子箱接地。但是,如果差动回路 的各个比较电流都在各自的端子箱 接地,有可能由于地网的分流从而 影响保护的工

作。所以对于差动保护,规定所 有电流回路都在差动保护屏一一 点接地 图1.1 电流互感器实验 1、极性实验 功率方向保护及距离保护,高频方向保护等装置对电流方向有严 格要求,所以CT必 2、变比实验 须做极性试验,以保证二次回路能以CT的减极性方式接线,从而一次电流与二次电流的方向能够一致,规定电流的方向以母线流向线路为正方向,在CT本体上标注有L1、L2,接线盒桩头标注有K1、K2, 试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2,用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向 K2。线路CT本体的L1端一般安装在母线侧,母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。接线时要检查L1安装的方向,如果不是按照上面一般情况下安装,二次回路就要按交换头尾的方式接线。 CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧,所以必须做变比 试验,试验时的标准CT是一穿心CT其变比为(600/N)/5,N为升流器穿心次数,如果穿一次,为600/5。对于二次是多绕组的CT,有

电力系统继电保护原理期末考试试题及详细答案

一、填空题(每空1分,共18分) 1、电力系统发生故障时,继电保护装置应将 部分切除,电力系统出现不正常工作时,继电保护装置一般应 。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时 ,不应动作时 。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 整定,其灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应 的距离,并根据距离的远近确定 的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中, 受过渡电阻的影响最大, 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的 和 的原理实现的,因此它不反应 。 7、在变压器的励磁涌流中,除有大量的直流分量外,还有大量的 分量,其中以 为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动,即 , 和 。 二、单项选择题(每题1分,共12分) 1、电力系统最危险的故障是( )。 (A )单相接地 (B )两相短路 (C )三相短路 2、继电保护的灵敏系数sen K 要求( ) 。 (A ) 1sen K < (B )1sen K = (C )1sen K > 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数,是为了( )。 (A )提高保护的灵敏性 (B )外部故障切除后保护可靠返回 (C )解决选择性 4、三段式电流保护中,保护范围最小的是( ) (A )瞬时电流速断保护 (B )限时电流速断保护 (C )定时限过电流保护 5、三种圆特性的阻抗继电器中, ( )既能测量故障点的远近,又能判别故障方向 (A )全阻抗继电器; (B )方向圆阻抗继电器; (C )偏移圆阻抗继电器 6、有一整定阻抗为860set Z =∠?Ω的方向圆阻抗继电器,当测量阻抗430m Z =∠?Ω 时,该继电器处于 ( )状态。 (A )动作 (B )不动作 (C )临界动作 7、考虑助增电流的影响,在整定距离保护II 段的动作阻抗时,分支系数应取

学习继电保护必须掌握的基础知识

学习继电保护必须掌握的基础知识 1.什么是继电保护装置? 答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这 些事件发展的一种自动化措施和设备,一般通称为继电保护装置。 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靠性、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)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠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.如何保证继电保护的可靠性? 答:继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护 和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。 220kV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交、直流输入、输出回路相互独立,并分别控制不 同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组断路器切除故障。在所有情况下,要求这购套继电保护装置和断路器所 取的直流电源都经由不同的熔断器供电。 6.为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间逐级配合应满足什么要求:答:上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定,应遭循逐级配合的原则,满

电力系统继电保护的基础知识

电力系统继电保护的基础知识 城市电网配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响,为了确保城市电网配电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置。 一、继电保护的基本概念 可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。 继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。 二、保护装置评价指标 1、继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性时,应该先正确划分其状态,常见的状态有:①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。 ③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状

继电保护试卷3(试题、答案1-7)

华南理工大学广州学院 2011–2012学年度第二学期期末考试 《继电器保护原理课程》试卷(C卷答卷) 学校:专业层次:本科 学号:姓名:座号: 注意事项:1.本试卷共五大题,满分100分,考试时间120分钟,闭卷; 2.考前请将密封线内各项信息填写清楚; 、所有试卷 、试卷内容 (√) ) (×) ×) 8.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。(×) 9.采用900接线的功率方向继电器,两相短路时无电压死区。(√) 10.发电机纵差保护的保护范围为发电机的定子绕组,不包括起引出线。(×) 11.对于反应零序电压的发电机定子绕组单相接地保护,故障点越靠近发电机定子绕组中性点接地时,保护的灵 敏度越高。(×) 12.相差高频保护能作相邻元件的后备保护。(×) 13.距离保护接线复杂,可靠性比电流保护高,这是它的主要优点。(×) 14.在微机保护中采样和采样保持是分别由不同模块电路来实现的。(×) 15.长线路的测量阻抗受故障点过渡电阻的影响比短线路大。(×)

二. 单项选择题(每题1分,共10分) 1. 我国继电保护装置型式发展先后经历了五个阶段,其顺序依次是(C )。 (A) 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。 2. 对900 接线的功率方向继电器,若线路短路阻抗角为,L ?则三相短路时保护测量阻抗角k ?为(B ) (A )L ?-090(B)L ?(C))90(0 L ?-- 3. 对于过电流保护,计算保护灵敏系数时,应用(B )电流。 (A)三相短路;(B)两相短路;(C)三相或两相短路都可以。 4. 互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是(B )。 6. 7. 8. (10. 1. 信号的一种装置。三段式零序电流保护由(1)无时限零序电流速断保护(2)限时零序电流速断保护(3)零序过电流保护组成。 2. 何谓功率方向元件的90°接线?采用90°接线的功率方向元件在正方向三相和两相短路时正确动作的条件 是什么?采用90°接线的功率方向元件在相间短路时会不会有死区?为什么? 答:所谓90°接线方式是指在三相对称的情况下,当cos φ=1时,加入继电器的电流和电压相位相差90°。正确动作条件:30°

继保基础知识培训资料

电力系统的运行状态 正常运行 系统的电流、电压均处于电气设备正常承受范围内,不会对电气设备造成危害 故障: 各种短路(三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路、发电机和电动机以及变压器绕组间的匝间短路等)和断线(单相、两相),其中最常见且最危险的是各种类型的短路。其后果:I增加危害故障设备和非故障设备; U降低影响用户正常工作; 破坏系统稳定性,使事故进一步扩大(系统振荡,瓦解) 不正常运行状态: 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有发生故障的运行状态。如:过负荷、过电压、频率降低、系统振荡等。 继电保护的任务 1.当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动地、迅速地、有选择地将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速恢复正常运行。 2. 当电力系统中电气元件出现不正常运行状态时,能及时反应并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。

继电保护的分类 ?按被保护的对象分类: ?输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等; ?按保护原理分类: ?电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等; ?按保护所反应故障类型分类: ?相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等; ?按继电保护装置的实现技术分类: 机电型保护(如电磁型保护和感应型保护)、整流型保护、晶体 管型保护、集成电路型保护及微机型保护等;

按保护所起的作用分类 1. 主保护:反应被保护元件自身的故障并以尽可能短的延时,有 选择性地切除故障的保护称为主保护。 2. 后备保护:当主保护拒动时起作用,从而动作于相应断路器以 切除故障元件。 (1)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后备的保护。 (2)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。 对动作于跳闸的继电保护,在技术上一般应满足四个选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个基本要求。 1. 无时限电流速断保护 ?电流保护有无时限电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护三种。 ?电流保护是最早的继电保护措施,之前就是简单的熔断器保护。 ?无时限电流速断保护就是一旦检测出发生短路,不带延时地断开电路的保护。 ?无时限电流速断保护可作为被保护线路相间短路的主保护。2.限时电流速断保护 ?无时限电流速断保护虽然动作速度很快,但不能保护线路的全长,应加以改进。

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