电力系统继电保护-8 母线保护

电力系统继电保护课后习题解析(第二版)_张保会_尹项根主编(详解版)

电力系统继电保护课后习题答案11.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景?答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。

当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏;当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡.如果电力系统没有配备完善的继电保护系统,则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。

1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么？答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作；2.电力系统部正常运行时发报警信号，通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行；3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备，并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离.1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么?答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。

测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较,根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0"或“1”性质的一组逻辑信号,从而判别保护装置是否应该启动.逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。

执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异,已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护；利用短路时电压幅值的降低,构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高,构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大,构成了低阻抗保护.单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，本线路首端的电气量差别不大。

电力系统继电保护关键技术分析

电力系统继电保护关键技术分析发布时间：2022-08-31T01:00:37.417Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第4月第8期作者：张金岛许昂[导读] 全面优化电力系统继电保护技术及其配置和应用方案，对电力系统运行故障做出正确判断，

张金岛许昂

国网上海市电力公司崇明供电公司上海 202150

摘要：全面优化电力系统继电保护技术及其配置和应用方案，对电力系统运行故障做出正确判断，为促进供电效率的提高打下良好基础。目前，继电保护的发展具有有效的特点。通过高新技术、数字技术等相关处理方法，可以有效地构建继电保护系统，促进变电站的平稳运行。

关键词：电力系统；继电保护；技术分析

引言

电力是现代工业生产中的重要能源。它在中国社会发展中发挥着重要作用，对人们的日常生产生活有着重大影响。在电力系统运行过程中，电力生产、电力输送、电力分配和电力使用过程中，电力系统保护的重要性不断凸显。新时期，电力系统继电保护技术在保证电力系统安全高效运行中发挥着重要作用。有关部门应重视继电保护技术水平的提高，为电力工业的进一步发展提供保障。 1电力系统继电保护的技术特点和原理分析

随着智能电网的建设和发展，电力系统逐渐走向网络化和智能化。目前，我国电网仍处于不断完善的阶段。随着计算机技术的发展，继电保护技术在电力系统中的应用越来越广泛。继电保护技术保护电力系统的各个单元，实现电力系统故障信息和数据的实时共享。继电保护装置与科学技术的结合形成了一种新型的智能化、虚拟化、集成化的电力系统保护技术。计算机技术的计算能力和数据处理效率极高。计算机技术与继电保护技术的结合可以进一步提高继电保护技术在电力系统中的应用水平。当电力系统发生故障时，继电保护装置能够保护电力系统和元件的安全，避免严重损坏，在最短的时间和最小的区域内消除故障，或者发送故障信号给工作人员等待处理，有效降低对邻近地区供电系统的影响。 2电力系统保护的关键技术 2.1智能技术

第九章母线保护

第九章母线保护《继电保护和安全自动装置技术规程》规定一、非专门母线保护对于发电厂和主要变电所的3～10kV分段母线及并列运行的双母线，一般可由发电机和变压器的后备保护实现对母线的保护。

二、在下列情况下，应装设专用母线保护1.35～66kV电力网中，主要变电所的35～66kV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。

2.110kV单母线，重要发电厂或110kV以上重要变电所的35～66kV母线，按ll0kV线路和220kV 线路要求：ll0kV线路采用远后备方式、220kV线路采用近后备方式，需要快速切除母线上的故障时。

3.对220～500kV母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护。

对1个半断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护。

4.须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时。

5.当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。

三、专用母线保护应考虑以下问题1.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下可能失去选择性时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。

2.为防止误动作，应增设简单可靠的闭锁装置(1个半断路器接线的母线保护除外)。

3.母线保护动作后，(1个半断路器接线除外)对不带分支的线路，应采取措施，促使对侧全线速动保护跳闸。

4.应采取措施，减少外部短路产生的不平衡电流的影响，并装设电流回路的断线闭锁装置。

5.在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能快速而有选择地断开有故障的母线。

在母线倒闸操作时，必须快速切除母线上的故障；同时又能保证外部故障时不误动作。

6.双母线情况下，母线保护动作时，应闭锁可能误动的横联保护。

7.当实现母线自动重合闸时，必要时应装设灵敏元件。

8.对构成环路的各类母线方式(如1个半断路器方式和双母线双分段方式等)，当母线短路，该母线上所接元件的电流可能自母线流出时，母线保护不应因此而拒动。

电力系统继电保护

、继电保护装置的作用：能反应电力系统中各电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号。

2、继电保护装置的基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性。

选择性：系统发生故障时，要求保护装置只将故障设备切除，保证无故障设备继续运行，从而尽量缩小停电围，保护装置这样动作就叫做有选择性。

快速性：目前，断路器的最小动作时间约为0.05～0.06秒。

110KV 的网络短路故障切除时间约为0.1～0.7秒；配电网络故障切除的最小时间还可更长一些，其主要取决于不允许长时间电压降低的用户，一般约为0.5～1.0秒。

对于远处的故障允许以较长的时间切除。

灵敏性：保护装置对它在保护围发生故障和不正常工作状态的反应能力称为保护装置的灵敏度。

可靠性：保护装置的可靠性是指在其保护围发生故障时，不因其本身的缺陷而拒绝动作，在任何不属于它动作的情况下，又不应误动作。

保护装置的选择性、快速性、灵敏性、可靠性这四大基本要相互联系而有时又相互矛盾的。

在具体考虑保护的四大基本要求时，必须从全局着眼。

一般说来，选择性是首要满足的，非选择性动作是绝对不允许的。

但是，为了保证选择性，有时可能使故障切除的时间延长从而要影响到整个系统，这时就必须保证快速性而暂时牺牲部分选择性，因为此时快速性是照顾全局的措施。

3、继电保护的基本原理继电保护装置的三大组成部分：一是测量部分、二是逻辑部分、三是执行部分。

继电保护的原理结构图如下：第一章电网相间短路的电流电压保护一、定时限过流保护的工作原理及时限特性1、继电保护装置阶梯形时限特性：各保护装置的时限大小是从用户到电源逐级增长的，越靠近电源的保护，其动作时限越长，用t1、t2、t3分别表示保护1、2、3的动作时限则有t1>t2>t3，它好比一个阶梯，故称为阶梯形时限特性。

定时限过流保护的阶梯形时限特性如下图：二、电流电压保护的常用继电器1、继电器的动作电流：使继电器刚好能够动作的最小电流叫继电器的动作电流Id.j。

电力系统继电保护原理复习

电力系统继电保护原理1 绪论Δ1、继电保护的作用1）自动、迅速、有选择性的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，而动作于发出信号或跳闸。

Δ2、保护装置的构成的几个环节及其作用答：一般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三部分组成。

1）测量比较元件：测量通过被保护的电力元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。

2）逻辑判断元件：根据测量比较元件输出的逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。

3）执行输出元件：根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

3、继电保护的分类1）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、母线保护、电动机保护等。

2）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。

3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地短路保护、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。

4）按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护。

5）继电保护测量值与整定值的关系分类：过量保护（测量值﹥整定值）、欠量保护（测量值﹤整定值）6）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等。

Δ6、对电力系统继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性(1)选择性、故障点在区内就动作、在区外不动作。

（2分）(2)速动性、保护的动作速度应尽可能快速。

（2分）(3)灵敏性、在规定的保护范围内，保护装置对故障或不正常运行状态的反应能力。

电力系统继电保护(张保会)资料.ppt

f
1
0
61 /5 28
最大运行方式下三相短路最小运行方式下两相短路
I (3) k

Zs
E Z1lk
I (2) k

3 E前提：Z1 Z2
2 Zs Z1lk
62 /5 28
63/528
对于仅反应于电流幅值增大而瞬时动作电流保护，称为电流速断保护。它是三段式电流保护的第一段
主要承担供、配电任务
U N
110kV电网正采常用时双单电侧源电互源为供备电用方式

中性点非直接接地（为什么？）

主保护采用阶段式特性的电流保护承担
60/528
故障类型
f (1)
单相短路
f (2)
两相短路
f (1.1)
两相短路接地
f (3)
三相短路
f (1)
正序分量 Uf 0
又分为远后备保护和近后备保护两种； ①近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。 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。
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退出运行而增设的简单保护。
14/528
Company Logo
15/528
16/528
17/528
18/528
19/528
20/528
21/528
22/528
23/528
24/528
25/528
26/528
27/528
28/528
29/528
30/528

电力系统继电保护课后习题解析(第二版)

电力系统继电保护课后习题答案1 绪论1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。

当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。

如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。

1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。

1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什么?答:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。

测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。

逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。

执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。

1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。

线路保护与母线保护

二、母线保护(Bus Bar Protection) 母线保护(Bus
1.母线充电保护( 1.母线充电保护(Bus Bar Charge Protection) 母线充电保护 2.母差保护(Bus 2.母差保护(Bus Bar differential Protection) 母差保护 3.短引线保护(Protection of Short Lead) 3.短引线保护(Protection 短引线保护
2.母差保护 2.母差保护
母差保护采用比例差动保护和差动速断保护，保护原理同变压器差动保护原理相同。 500kV母差保护要双重化配置，第一套母差保护的失灵保护功能使用，第二套母差保护的失灵保护功能停用。
母线完全差动保护工作原理
a、正常运行或外部故障时
& & & & I = I ∏1 + I ∏ 2 − I ∏ 3 = I unb
c.零序过电流（零序Ⅲ c.零序过电流（零序Ⅲ段）保护零序过电流零序过电流保护主要作为本线路零序Ⅱ段的近后备保护和相邻线路、母线、变压器接地短路的远后备保护动作电流整定： 1)躲过下一线路出口相间短路时所出现最大不平衡电流。 2)与相邻线路零序Ⅲ段进行灵敏度配合，以保证动作的选择性。动作时限整定：按照阶梯原则进行整定。
b、母线故障时
& & & & I = I ∏1 + I ∏ 2 + I ∏ 3
流入继电器的电流等于故障点的总短路电流。该电流数值很大，足以使差动继电器动作，从而跳开所有的断路器。
3.短 3.短引线保护
短引线保护主要用于3/2或 4/3断路器接线每串的分叉处。如图，当L1或L2推出运行，隔离开关 G1或G2断开时，仍要求该串闭合运行，就要投入短引线保护C1或C2，以保护分叉处的故障。

母差保护基本原理

？
I
k
母联支路 3 支路 4
II
断路器失灵保护
• 断路器失灵保护是指当故障线路的继电保护动
作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短时限切除同一发电厂或变电所内其它有关的断路器，以使停电范围限制为最小的一种后备保护。
• 低电压闭锁(40V)、零序电压闭锁(6V)、负序电压闭锁(4V)、解复压闭锁等逻辑
I II
KD3
* *
TA3
QF3
QF4 KD2
*
*
TA4
* *
母线I故障
KD1 TA1
*
*
QF1
TA2
*
*
QF2
动作
* *TA6
QF5 TA5
k
I II
KD3
**
TA3
QF3
QF4 KD2
*
*
TA4
* *
母线I故障
KD1 TA1
*
*
QF1
TA2
*
*
QF2
动作
* *TA6
QF5 TA5
k
I II
KD3
2.极性要求
为表述方便，课件中约定母线1、2分别为I、II母。主接线示意图如下，TA极性要求各支路TA同名端必须一致一般在母线侧，母联TA同名端在母线1（即I母，深瑞BP系列指向II母）侧（装置内部只认母线的物理位置，与编号无关，如果母线编号的定义与本示意图不符，母联同名端的朝向以物理位置为准，单母分段主接线分段TA的极性也以此为原则,可通过保护控制字整定为单母运行,也可投互联压板强制母线互联,结果等同于将母线故障选择功能退出）。
2018
母差保护基本原理

电力系统继电保护课后习题解析(第二版)-张保会-尹项根主编(实用版)

电力系统继电保护课后习题解析(第二版)-张保会-尹项根主编(实用版)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统继电保护课后习题答案1 绪论1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。