电路及磁路2014国网考试辅导保护基础知识

继电保护基础知识——作用、原理和基本构成一、电力系统运行状态1.正常运行2.故障3.不正常运行断线短路输电线路三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路、变压器绕组匝间短路等单相断线两相断线过负荷、过电压频率降低、系统振荡等上页下页返回二、继电保护的任务1.当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。上页下页返回2.当系统中某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。什么叫继电保护装置？能反应电力系统故障和不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。2020/1/22沈阳工程学院4二、继电保护的任务根据逻辑元件传送的信号，完成跳闸驱动或发出信号。三、保护装置构成和基本原理测量逻辑执行被测物理量整定值跳闸或信号测量被保护元件物理量（如电流、电压、阻抗、功率方向等），并与给定的整定值比较，根据比较结果给出“是”、“否”、“大于”、“小于”等逻辑信号，判断该保护是否应该启动根据测量部分输出量的性质、逻辑状态、出现的顺序，使保护装置按一定逻辑关系工作，确定跳闸或发信号。上页下页返回什么叫主保护？能够满足电力系统稳定性和电气设备安全要求，以最快速度有选择性地切除被保护元件故障的保护。什么叫后备保护？当主保护拒动时用来切除故障的保护，后备保护分为近后备和远后备。什么叫近后备保护？当主保护或断路器拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来切除故障的保护。2020/1/22沈阳工程学院6关于主保护与后备保护什么叫远后备保护?当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护切除故障的保护。什么叫辅助保护？为补充主保护和后备保护的性能或当主保护或后备保护退出运行而增设的简单保护。（如温度保护、谐波保护等）什么叫异常运行保护？反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。（如过负荷保护）关于主保护与后备保护主保护、后备保护示例2020/1/22沈阳工程学院8五、继电保护的基本要求作用于跳闸的继电保护，应满足四个基本要求:选择性速动性灵敏性可靠性由故障元件本身的保护切出故障称为有选择性。当故障设备自身保护或断路器拒动时，由相邻元件保护或断路器失灵保护切出故障也为有选择性。保护快速切除故障的性能。故障切除时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。在规定的保护范围内，保护对故障的反应能力。区内故障时，不论短路点位置和类型如何，都能灵敏地正确地反应，并满足灵敏度要求。保护区内故障，可靠动作，不发生拒作；保护区外故障，可靠不动作，不发生误动。上页下页返回六、灵敏性相关问题灵敏性用灵敏系数来衡量，并表示为也称为灵敏度。在计算保护的灵敏系数时，按如下原则考虑：1.在可能的运行方式下，选择最不利于保护动作的运行方式。（最小运行方式）2.在所故障类型中，选择最不利于保护动作的短路类型。（三相短路与二相短路）3.在保护区内选择最不利于保护动作的那点作为灵敏度校验点。（短路电流计算时所选的短路点）senK上页下页返回什么叫最大运行方式？流过保护装置的短路电流为最大时的运行方式。什么叫最小运行方式？流过保护装置的短路电流为最小时的运行方式。六、灵敏性相关问题反应故障参数增加的保护：(如过电流、过电压等）＞1反应故障参数减小的保护：（如低电压、阻抗等）＞1poerksenIIKmin.灵敏度指标：灵敏系数maxUUKopersen继电保护基础知识——基本元件互感器的作用？电流互感器是将一次大电流按比例变换成二次小电流（5A或1A），供给测量表计和继电器，同时使二次设备与一次高压隔离。电压互感器是将一次高电压按比例变换成二次低电压（100V），供给测量表计和继电器，同时使二次设备与一次高压隔离。一、电流互感器及电压互感器2020/1/22沈阳工程学院15（一）、电流互感器一、电流互感器及电压互感器电流互感器正方向规定1LloaZ2L1K2K极性端极性端2I1I一次侧电流同名端流进二次侧电流同名端流出1I2IaZ1aZ2loaZZ等值电路相量图1I2II21III由等值电路可见：由电磁平衡原理：2211WIWI112InIITA上页下页返回1、电流互感器存在误差的原因电流互感器的误差%100'1'12IIII'arg22II比值误差角度误差由于励磁电流的存在，使一次电流折算值与二次电流不等，即两者的大小和相位不同。小于10%小于7º2、电流互感器10%误差曲线电流互感器比值误差为10%，角度误差小于7°，电流互感器一次电流倍数与允许的二次负载阻抗之间的关系曲线loaZm0maxZ%10I07%10I07上页下页返回NIIm11电压互感器的接线方式星型接线三相五柱式接线V-V接线可获得对称的三个线电压，但不能获得相电压可获得相电压、线电压和零序电压可获得相电压、线电压和零序电压二、电压互感器上页下页返回电压互感器V-V接线方式VPVUUUABCabcABCAUBUCUbUCUaUUabcnVVV1PV2PV3PVUUU电压互感器星型接线方式电压互感器三相五柱式接线ABCabcnUnl电压互感器二次电压可看成是电压源，电流互感器二次电流可看成是电流源。电压互感器在正常工作情况下铁芯的工作磁通密度较电流互感器高很多。电压互感器工作在二次侧开路状态下，电流互感器工作在二次侧短路状态下。电流互感器二次不能开路，电压互感器二次不能短路。上页下页返回电流互感器和电压互感器的特点？变换器的作用？二、变换器1．按照保护装置构成原理的要求，进行电气量信号的变换与综合；（大小、方向、电量信号）2．将被保护设备的交流强电回路与保护装置的直流弱电回路相隔离；3．利用测量变换器一、二次线圈的电磁隔离，抑制干扰信号的侵入，提高保护装置的抗干扰能力。变换器的种类？电流变换器电压变换器电抗变压器上页下页返回1、电压变换器（中间变压器T）电压变换器用于将一次电压信号变换成装置所需要的二次电压信号。忽略其比值误差和角度误差，则二次电压：1212WWnUnUuu二次输出电压中间变压器变比一次输入电压2、电流变换器电流变换器用于将一次电流信号变换成保护装置所需要的二次电压信号。上页下页返回忽略其比值误差和角度误差，则二次电压：122212WWnnRnITTIT.二次输出电压变换系数中间变流器变比nI1IRnU3、电抗变压器（UR）电抗变压器用于将一次电流信号变换成装置所需的二次电压信号。上页下页返回原理图1IocURURI1N2N3NaZ1aZ3mRRjXIocU1I1I1I2N1N3NRocU原理结构图1331)//()()//()(IZUZRZjXRZRZjXRIUbrocbrmbrmoc有电抗变压器的转移阻抗令调节电抗变压器一、二次绕组的匝数可以改变ocU通过调节电抗变压器绕组所接的电阻可以改变的角度Uoc电流变换器与电抗变压器有何异同？电流变换器与电抗变压器都是将一次电流成比例的变换成二次电压。电流变换器在磁路未饱和时，励磁电流可以忽略，其二次电压波形基本保持了一次电流信号的波形。电抗变压器铁芯具有气隙，其励磁回路的励磁电抗数值很小，相对于二次较大的负荷阻抗来说，可忽略不计，故一次电流全部作为励磁电流，电抗变压器在工作时二次绕组可认为处于开路状态。电抗变压器二次输出电压对一次电流中的谐波成分有放大作用，对一次电流中的非周期电流有抑制作用。电抗变压器二次输出电压与一次电流的相位不同，且可通过电阻调整。电流变换器二次输出电压与一次电流的相位基本相同。输入端三相电流或电压中含有三序分量时，输出端只输出负序分量滤过器为什么采用序分量来作为保护的判据，可提高继电保护装置的灵敏度？获得序分量须借助序分量滤过器，也称对称分量滤过器。输入端三相电流或电压中含有三序分量时，输出端只输出零序分量的滤过器第三节对称分量滤过器零序电压和零序电流滤过器负序电压和负序电流滤过器上页下页返回1、零序电压滤过器03UNabcABC03UUUUUcbaout零序电压滤过器的作用是为了获得零序电压，它的输入是三相电压，输出只与输入电压中的零序电压成正比。构成依据：构成元件：三个单相式电压互感器或三相五柱式电压互感器都可以获得上页下页返回2、零序电流滤过器零序电流滤过器的作用是为了获得零序电流，它的输入是三相电流，输出只与输入电流中的零序电流成正比。构成依据：构成元件：gIaIbIcIKOAIBICI由三台具有相同型号和变比的电流互感器构成零序电流滤过器。03IIIIIcbag什么叫幅值比较？通过比较两个电压的大小来决定继电器是否动作；什么叫相位比较？通过比较两个电压的相位来决定继电器是否动作。2020/1/22沈阳工程学院3131上页下页返回幅值比较与相位比较之间的关系幅值比较的动作方程：相位比较的动作方程2020/1/22沈阳工程学院3221UU0090arg90YXUU32幅值比较与相位比较的关系2U2020/1/22沈阳工程学院33)(21)(21212211UUUUUUUUUUUUYYXXYX或或YUXU1UYUXU1U2UYUXU1U2U33什么叫过量继电器？过电流继电器过电压继电器高周波继电器用于反应故障参数增大而动作什么叫欠量继电器？低电压继电器阻抗继电器低周波继电器用于反应故障参数降低而动作返回系数1返回系数〈1电流继电器过电流继电器电压继电器中间继电器时间继电器信号继电器过电压继电器低电压继电器反应被保护元件电流升高而动作的一种继电器反应被保护元件电压升高而动作的一种继电器接点多容量大,可实现短延时,及自保持。多用于出口回路和逻辑回路建立保护所需要的延时时间。当保护装置动作时，明显标示出继电器或保护装置动作状态常用电磁型继电器的类型反应被保护元件电压降低而动作的一种继电器电磁铁可动衔铁线圈触点弹簧止挡gI电磁转矩满足下面关系时，继电器动作fseMMM电磁转矩满足下面关系时，继电器返回sfeMMM电磁式过电流继电器内部结构什么叫常开接点？继电器线圈不带电时打开的接点。什么叫常闭接点？继电器线圈不带电时闭合的接点。2020/1/22沈阳工程学院37什么叫动作电流？什么叫返回电流？什么叫返回系数？使电流继电器动合触点闭合的最小电流使电流继电器动合触点打开的最大电流返回电流与动作电流之比电磁型过电流继电器参数动作电压返回电压返回系数使电压继电器动断触点闭合的最大电压使电压继电器动断触点打开的最小电压返回电压与动作电压之比电磁型低电压继电器参数常用继电器的分类按反应的物理量分：电流继电器电压继电器功率方向继电器阻抗继电器频率继电器瓦斯（气体）继电器按所起的作用分：起动继电器量度继电器（过量、欠量）时间继电器中间继电器信号继电器出口继电器继电保护装置的分类按保护对象按保护原理按故障类型按保护技术按保护作用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保护电流保护电压保护距离保护差动保护方向保护零序保护主保护后备保护辅助保护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激磁保护继电保护基础知识—练习题（选择、填空、判断）1.系统发生不正常运行状态时，继电保护装置的基本任务是()。A．切除所有元件B．切电源C．切负荷D．给出信号答案：D2.线路继电保护装置在该线路发生故障时，能迅速将故障部分切除并()。A.自动重合闸一次B.发出信号C.将完好部分继续运行D.以上三点均正确答案：B3.系统发生不正常运行状态时，继电保护装置的基本任务是()。A．切除所有元件B．切电源C．切负荷D．给出信号