继电保护重点

电力系统继电保护考试分析与重点归纳1蔡宜君2015.5.17考试题型1、简答题2、计算题（固定两题）a、3段式电流保护整定含分支系数的动作值整定；动作时间整定；灵敏度校验；b、3段式距离保护整定动作值整定；动作时间整定；灵敏度校验；整定时，每一步都不能少，哪怕是第一段，也要指明时间为0，距离1段说明保护范围为80%（按可靠系数给）！！2去年考题1、电流方向保护动作问题2、电流互感器误差问题3、阻抗继电器测量值的选择和判断故障距离是否准确4、纵联保护分类与原理5、发电机纵差保护分析6、母线保护7、变压器不平衡电流产生原因计算题：电流保护，距离保护整定3故障：短路、断线——跳闸，切除故障，隔离故障元件异常运行：过负荷、过电压、低频运行——告警，跳闸第1章基本概念4继电保护基本要求：（重点）选择性：尽量小的缩小故障切除范围速度性：尽快切除故障灵敏性：在保护所保护的范围内的故障都能切除可靠性：安全可信赖（不误动、不拒动）保护配置：主保护、后备保护（近后备、远后备）保护类型：线路保护、设备保护近后备：保护本线路远后备：保护下级线路（电流3段）5欠量保护（EX：低电压保护）（小于动作值动作，大于返回值返回；动作值小于返回值，返回系数大于1）返回值与动作值不相等，是为了保护的稳定，留一段动作空间。继电特性：返回系数=返回值/动作值过量保护（EX:过流保护）（大于动作值动作，小于返回值返回；动作值大于返回值，返回系数小于1）6电压互感器:二次侧统一额定电压线值100V，工作时一次侧并联在一次系统，二次侧绕组不允许短路（防止短路时二次侧过电流），二次侧可加装熔断器电流互感器：二次侧统一标准相电流1A或者5A，工作时一次绕组串在一次系统，二次绕组不允许开路（防止开路二次侧过电压），于是二次侧不允许加装熔断器。为减小电流互感器的误差：（去年考点）1、减小负载阻抗，尽量使二次侧工作于近似短路状态；2、一次侧尽量工作在额定状态重点7电流互感器10%误差曲线（去年考点）（画出电流互感器10%误差曲线，简述其作用以及减小电流互感器误差的方法）重点8第2章输电线路电流保护相间电流保护（三相，两相，两相接地）：𝐼𝜑𝐴,𝐵,𝐶𝐼𝑠𝑒𝑡单相接地电流保护（35kV以上中性点接地系统）：𝐼𝜑0𝐼𝑠𝑒𝑡（整定值低，动作值低，灵敏度高）接地系统故障时才有可观的零序电流，两相接地一般由相间电流保护动作。35kV以下非有效接地系统，单相接地时可工作0.5-2小时，故障时零序电流为很小的电容电流，不装零序电流保护，用于故障选线。9相间电流保护：三段式电流保护1段：瞬时电流速断保护（主，保本线20%）2段：限时电流速断保护（主，保本线全长）3段：定时限过电流保护（后备，保邻线全长）103段式电流整定计算（考点）动作电流：最大运行方式动作时间灵敏度校验：最小运行方式按最大运行方式整定，最小运行方式校验！按最大电流整定，最小短路电流校核！！𝑰𝒌𝐦𝐚𝐱.𝒆𝒏𝒅𝟏=𝑽𝒔𝑿𝑺𝒎𝒊𝒏+𝑿𝑳𝟏𝑰𝒔𝒆𝒕𝟏=𝑲𝒓𝒆𝒍𝟏𝑰𝒌𝐦𝐚𝐱.𝒆𝒏𝒅𝟏重点111段按躲本线路末端短路时的最大短路电流整定（最大运行方式1下，末端K1发生三短路）𝑰𝒌.𝑩.𝒎𝒂𝒙=𝑬𝜑𝒁𝑺𝒎𝒊𝒏+𝒁𝑨𝑩𝑲𝒓𝒆𝒍𝟏=𝟏.𝟐~𝟏.𝟑𝒁𝑺𝒎𝒊𝒏为保护1背侧阻抗之和。重点12最小保护范围校验（最小短路电流：两相短路时，最小运行方式）重点132段整定原则：保本线全长，整定值与相邻线路第Ⅰ段保护配合重点14动作时间：重点15灵敏度校验：按系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路路时的路电流进行校验𝑰𝒌.𝑩.𝒎𝒊𝒏=32𝑬𝝋𝒁𝒔𝒎𝒂𝒙+𝒁𝑨𝑩两相短路电流是三相短路的32倍。若不满足要求，与邻线的2段配合。重点163段：保护相邻线路的全长整定原则:按流过该线路的最大负荷电流整定动作时间：𝑡𝑠𝑒𝑡.13=𝑡𝑠𝑒𝑡.23+△𝑡当某处有分支时，动作时间应取所有分支的最大值重点17灵敏度校验：本线近后备邻线远后备重点18双回线情况1段整定：按末端段短路时电流最大，于是单回线（此时短路电流只在1流通，2不分流，1电流最大）重点校验灵敏度：（保护范围末端电流刚好为整定电流时）两相短路，双回线（分流，1电流最小），最小运行方式校核怎样运行电流最大最小！2段，3段也是关键判断电流最大整定，最小校核！19重点有助增电源情况与相邻线路配合时（只有2段需要配合），考虑分支系数，根据邻线电流用分支系数转化为本线同等条件下的电流大小。2段整定（与邻线1段配合）灵敏度校验同普通电流保护2段，按本线末端最小短路电流校核，只是有两个电源而已。20有助增电源情况：3段整定：与普通相同，按最大负荷电流整定3段灵敏度校验近后备时，本线末端短路电流，同普通3段；远后备时，需要与零线电流配合，考虑分支系数：重点有助增电源考虑分支系数情况：2段整定时；3段校核远后备时。需要将邻线电流转化为本线电流的情况！！21为何1、2段不考虑自启动系数和返回系数？1、2段按短路电流整定，由于短路电流远大于负荷电流或自启动电流，所以不用考虑返回系数和自启动系数，在返回时电流不会超过整定值，保护不会误动；3段按负荷电流整定，返回时电流增大，为避免返回电流超过整定值，所以要考虑返回系数和自启动系数。重点22相间电流保护电流互感器接线形式：（1）完全星形接线：准确测量所有相间故障电流(ABC)（2）不完全星形接线：比如接AC两相，检测AC两相电流当发生相间故障时：ABC故障，AC切除AB故障，A相切除AC故障，AC切除BC故障，C相切除在35kV及以下中性点不接地系统，发生两相短路接地时，2/3的情况下可运行0.5-2小时，提高供电可靠性。（上例AB故障，A相切除和BC故障，C相切除)(重点）优点：节约成本，提高供电可靠性缺点：不完全星形接线做变压器远后备时，可能未测相的电流是所测相的电流的2倍，最大电流不能测到，可能导致保护拒动，保护可靠性不高。重点23改进接线方式：两相TA三个电流元件接线方式35kV及以下非有效接地系统，零序电流很小，于是𝐼𝐴+𝐼𝐵+𝐼𝐶=3𝐼0=0，𝐼𝐵=𝐼𝐴+𝐼𝐶，根据测两相计算第三相电流。重点24反时限电流保护，电流越大，保护动作越快25相间短路的方向电流保护：双电源系统，线路两侧有电源时安装方向元件（去年考点，故障时分析保护可能动作的情况）（首先选出正向保护，然后主保护1段动作，主保护2段动作，主保护失灵后的近后备远后备动作情况）方向元件应用问题：功率方向元件TV断线：TV二次侧熔断器，易断线，断线后导致二次侧测量电压基本为0，对于低电压过电流保护不会误动（TA未检测到过电流），但是若此时发生短路故障，由于测量电压小，方向测不准确，所以容易导致正向故障时拒动，反向故障时误动。TA不易断线，但断线时若发生故障，由于互感器二次侧断路导致无过电流信号，保护拒动。重点26零序电流保护（单相接地保护）：用于35kV以上接地系统，零序电流在故障点与接地点流通，故障点为零序电源，零序电压最高，离故障点越远零序电压越低，中性点接地点零序电压为0。（考得少）27零序电流保护可以加快保护动作，特别是对于零序电流保护3段，由于零序电流在中性点不接地的变压器截止，所以保护配合的时间更短。重点28零序电流保护的特点1.零序电流保护动作值低，灵敏度高2.受系统运行方式的影响要小3.不受系统振荡和过负荷的影响（接地故障才有零序）4.方向性零序电流保护出口短路时没有电压死区5.简单、可靠对于35kV及以下的不接地系统，零序电流小，不用于保护动作，用于故障选线。29第3章输电线路距离保护测量阻抗定义：保护安装处测量电压与测量电流之比：mmmIUZmmmmmjXRZZ基于工频的傅里叶算法，要求电压电流频率相同，当电压电流频率不同时，测量阻抗波动较大，会使其频繁进出阻抗圆，可以利用瞬时值求解微分方程。（与考试无关）30测量阻抗及其与故障距离之间的关系在电力系统正常运行时，近似为额定电压，为负荷电流，为负荷阻抗。负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角（一般功率因数为不低于0.9，对应的阻抗角不大于25.80），阻抗性质以阻性为所示。mUmImZ31测量阻抗及其与故障距离之间的关系电力系统发生金属性短路时，降低，增大，变为短路点与保护安装处之间短路阻抗（阻抗角一般不低于750），对于具有均匀分布参数的输电线路来说，与短路距离成线性正比关系，从而反应故障距离。即：mUmImZkkLzZ1kZkZkL32三相系统中测量电压和测量电流的选取（去年考点）（分析距离保护测量值的选取以及是否能准确反应故障距离）各种故障下保护安装处测量电压、电流的选取：Lk(Z1,Z2,Z0)LkG~MKZG~NkkCkBkAUUUCBAIIICBAUUU重点怎样才能使测量电压与测量电流之比为短路阻抗！！33所有故障类型通式：kAkAkAkAALzILzILzIUU00221101120011[()3]3kAAAAAkzzUIIIIzLzkAkALzIKIU10)3(kBkBBLzIKIUU10)3(kCkCCLzIKIUU10)3(（6a）（6b）（6c）对于不同类型和相别的故障，故障点的边界条件是不同的，即（6）式中、，的取值是不同的。kAUkBUkCU重点Z1=Z234例如A相单相金属性接地时，对于故障相：0kAUkAALzIKIU10)3(1mAmAkUIzL（7）（8）03mAAmAAUUIIKI取测量电压＝，测量电流得到：𝑧1𝐿𝑘=𝑈𝑚𝐴𝐼𝑚𝐴于是，接地阻抗继电器测量电压选择故障相相电压，测量电流选择用零序补偿的故障相相电流，此时算出的测量阻抗能够正确反应故障的距离。重点35由于A相接地时、均不等于零，即若、或、时与之比、与之比，均不为短路阻抗，所以两非故障相的测量电压、电流不能准确地反应故障距离。kBUkCUBmBUU03IKIIBmBCmCUU03IKIICmCmBUmBImCUmCI同样，B、C相发生单相故障时，故障相能准确测量故障距离。三相均配置接地阻抗继电器，测量电压为各相相电压，测量电流为零序补偿的各相相电流，非故障相测出的阻抗接近负荷阻抗，大于短路阻抗，一般不会动作，于是单相故障故障相能准确动作。重点36测量电压电流的选取接地阻抗继电器：测量电压为各相相电压，测量电流为零序补偿的各相相电流。相间阻抗器：测量电压为两相电压差（AB,AC,BC),测量电流为两相电流差。重点37两相短路接地时：接地阻抗器：故障的两相能准确测量故障距离，非故障相不能。相间阻抗器：故障相可测量，含非故障相的不能。（可见，两种继电器故障相都能准确测量，一般相间阻抗继电器先动作，接地阻抗器是否动作无所谓，因为在有过渡电阻时，相间阻抗继电器能准确测量，接地阻抗器不能）两相短路时：接地阻抗器：所有相均不能准确测量；相间阻抗继电器：故障相可准确测量，含非故障相不能。三相短路：接地阻抗继电器：各相都能准确测量；相间阻抗继电器：各相都能准确测量。重点是否能测准故障距离381、为反应所有故障，配置三相接地阻抗继电器，三相相间阻抗继电器；2、接地阻抗继电器反应单相接地故障；相间阻抗继电器反应相间所有故障。3、各阻抗器能准确测量的测出为故障距离，其余测不准的继电器的算出距离比故障距离大很多，不会在阻抗圆内，保护不误动。保护配置39•在理想情况下，在金属性短路的时候，测量阻抗是与整定阻抗同方向的，在这种情况下，算出测量阻抗后直接与整定阻抗比较大小，就能够判断出故障的范围。•实际情况下，由于各种误差因素的存在，以及过渡电阻的影响，测量阻抗可能与整定阻抗之间有一定的角度，为了保证区内故