继电保护原理(高起专)-学习指南

一、填空

1、对继电保护的四项基本要求是：选择性、速动性、__________和___________。 2、电流继电器的_______电流与动作电流的比值称为继电器的返回系数。

3、在保护正方向出口发生对称故障时，方向阻抗继电器的动作特性为 ____________________________，该特性________长期保持。

4、0°接线的阻抗继电器可以反映的故障类型为______________、__________________ 和_________________。

5、距离Ⅱ段的整定阻抗应按分支系数Kb为最小的运行方式来确定，目的是为了保证_____________。 6、故障发讯闭锁式方向高频保护，当电网发生故障时，如果高频通道中有高频电流，这个高频电流称为___________信号，这个信号是由___________端发出的。

7、变压器差动保护中，速饱和变流器的作用是克服由_________________产生的不平衡电流，二变压器带负荷调节分接头而产生的不平衡电流靠____ ________来克服。

8、发电机经Y/变压器接入系统，正常运行时发电机端的零序不平衡电压为___________________，在系统发生单相接地时，该零序电压主要是由_________________产生的。

9、继电保护装置的组成包括：__________、_________和执行部分。

10、 电流继电器的返回电流电流与动作电流的比值称为继电器的____________。

11、 零序电流互感器_________不平衡电流，零序电流过滤器的不平衡电流是由___________________________而产生的。

12、 电压互感器二次回路短线将会是阻抗继电器___________，电流互感器二次回路断线将会使阻抗继电器__________。 13、 UJU,IJIK3I0接线方式的阻抗继电器可以反映的故障类型为______________、__________________ 和_________________。

14、 距离保护在整定动作阻抗时要采用________分支系数，在灵敏度校验时要求___________分支系数。

15、 相差高频保护_______振荡影响，线路内部故障伴随高频通道破坏，相差高频保护会________动作。

16、 相对于中、小型机组，大型发电机组参数的变化将对继电保护“四性”中的_______性不利。

17、 ______________是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的自动装置。

18、 电流速断保护的动作电流是按系统______运行方式下__________________

______________________的短路电流进行整定的。

19、 距离Ⅰ段是靠__________________满足选择性要求的，距离Ⅲ段是靠______

__________________满足选择性要求的。

20、 方向性距离保护克服“死区”的方法有___________________________和________________________________。

21、 相差高频保护的闭锁角是按线路________故障时，收信机收到高频信号的最大__________来整定。

22、 双侧线路的重合闸整定时间要考虑的因素为_________________________和_________________________________。 23、 速饱和变流器不能减小___________，只能减小__________对变压器差动保护的影响。

24、 发电机定子绕组匝间短路时，将出现_______向负序电压，并产生相应的______电流。 二、选择

1、电磁型电流继电器的动作条件是__________

A.MdcMthMm； B.MdcMthMm； C.MdcMthMm 2、电力系统发生振荡时，_________可能发生误动。

A.电流差动保护； B. 电流速断； C. 零序电流速断保护 3、过渡电阻对距离继电器工作的影响是_________。

A. 只会使保护区缩短； B. 只会使继电器超越；

C. 视条件可能会失去方向性，可能使保护区缩短，也可能使继电器超越 4、系统振荡与短路同时发生，高频保护装置会_________。 A. 正确动作； B. 拒动； C. 误动

5、发电机单继电器式横差保护为防止励磁回路一点接地后发生瞬时性第二点接地引起保护误动作，采取的措施是___________。

A. 接入TA B. 接入KT C. 接入TV 6、电磁型电流继电器的返回条件是__________。

A.MdcMthMm B. MdcMthMm C. MdcMthMm 7、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 8、短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要_________。 A.小 ； B.大； C.一样

9、高频阻波器的作用是_______________。 A．限制短路电流 ； B．防止工频电流窜越； C．防止高频电流窜越

10、 发电机横差保护的作用是_____________。

A．保护定子绕组匝间短路； B．保护定子绕组相间短路； C．保护定子绕组接地短路

11、 当限时电流速断保护的灵敏系数不满足要求时，可考虑____________。 A.与下一级过电流保护相配合 B.与下一级电流速断保护相配合 C.与下一级限时电流速断保护相配合

12、 在中性点非直接接地系统中，为了提高供电的可靠性，电流保护的接线方

式应采用_________。

A. 三相星接线； B. 两相星接线； C. 0°接线方式 13、 距离保护是以距离_______元件作为基础构成的保护装置。 A. 测量； B.启动； C.逻辑 14、 标识制动型差动继电器的灵敏性较比率制动型差动继电器灵敏性______。 A. 高 B. 低 C. 一样

15、 变压器差动保护为了减少不平衡电流，常选用铁芯不易饱和的CT，一般

选 用___________。

A．0.5级 B. D级 C. 1.0级 三、简答题

1、何谓三段式电流保护？其各段是怎样获得动作选择性的？ 2、电力系统振荡对距离保护有什么影响？ 3、高频通道的主要组成元件及其作用是什么？

4、什么叫重合闸前加速？

5、为什么差动保护不能代替瓦斯保护？ 6、什么是系统的最大、最小运行方式？

7、何谓方向性电流保护？一般用于什么电网？

8、单侧电源网络相间短路电流保护的接线方式有哪些？ 9、什么叫重合闸后加速？

10、变压器纵差保护的基本特点是什么？ 11、对继电保护装置有哪些基本要求？

12、单侧电源网络相间短路的电流保护有哪些？各自什么特点？ 13、什么是纵联保护？

14、重合闸重合于永久故障上对电力系统有什么不利影响？ 15、发电机故障的基本类型及其对应的保护有哪些？ 四、计算题

1、如图网络，已知KIIIrel=1.2，Kre=0.85，Kss=1.2，Z1=0.4Ω／km，试计算保护1定时限过电流保护(电流Ⅲ段)的动作电流、动作时限并校验灵敏系数。

A110KmP=10MWB2C20KmD4IIIt41.5s3537/3KVcos0.9t5III1sZS.max4Uloa.min0.935KVZT102、如图所示，110KV网络各线路均装有距离保护，试对保护1的距离I、Ⅱ、Ⅲ段保护进行整定计算，并对Ⅱ、Ⅲ段进行灵敏度校验，已知:最大负荷电流

IIIII为Il.max500A；z10.4/km,Krel；Krel0.8,Krel0.8（线路时）0.7（变III压器时）；Krel1.2；Kss1.5；Kre1.2。

BA130Km2C60KmD110KVIl.max500A3ZT30

3、如图网络，已知Krel=1.2,Krel=1.1, Z1=0.4Ω／km，试计算保护1电流Ⅱ的动作电流并校验灵敏系数。

BA160Km3D2C150Km37/3KVZS.max12ZS.min10ZT724、如图所示，各线路均装有距离保护，试对保护1的距离Ⅱ段保护进行整定

II计算并校验灵敏度，已知：Z1=0.4Ω／km， Krel0.8。

A150KmB2C3Zs110110KVZT30Zs2205、如图所示，试计算保护1电流速断保护的动作电流、动作时限及最大、最

I小保护范围。已知 Krel1.2；z10.4/km。

AB120Km237/3KVZS.max5ZS.min3

6、如图所示，各线路均装有距离保护，试对保护1的距离II段保护进行整定

III计算并校验灵敏度。已知:z10.4/km,Krel0.8,Krel0.8。

BA130Km7260Km3C8ZS20110KV80Km6D90Km459

参考答案

一、填空

1、灵敏性；可靠性 2、返回

3、包括坐标原点的偏移圆特性；不能 4、两相短路；两相短路接地；三相短路 5、选择性

6、闭锁；近故障点

7、励磁涌流；提高纵差保护的定值 8、 三次谐波电压；分布电容 9、测量部分；逻辑部分

10、 返回系数

11、 没有；三个电流互感器励磁电流不相等 12、 误动；拒动

13、 单相接地短路；两相短路接地；三相短路 14、 最小；最大 15、 不受；正确 16、 灵敏性

17、 继电保护装置

18、 最大；本线路末端（或下一级线路出口）发生三相短路

19、 本条线路末端（后下一级线路出口）短路时的测量阻抗；动作时限； 20、 21、 22、

加记忆支路；引入非故障相电压 外部；间隔角（偏差角）

重合闸时两侧电源是否同步以及是否允许非同步合闸；两侧继电保护以 不同的时限切除故障的可能性

23、 不平衡电流；不平衡电流 24、 纵；负序 二、选择

1、A； 2、B； 3、C； 4、C； 5、B 6、C； 7、B； 8、B； 9、C； 10、A 11、C； 12、B； 13、A； 14、A； 15、B

三、选择 1、由电流速断、限时电流速断与定时限过电流保护组合而构成的一套保护装置，称为三段式电流保护。电流速断保护是靠动作电流的整定获得选择性；过电流保护是靠上下级保护动作时间的配合获得选择性；限时电流速断保护是靠上、下级保护的动作电流和动作时间的配合获得选择性。 2、振荡中心位于保护范围的正方向时，若测量阻抗轨迹进入阻抗继电器动作区，阻抗继电器将受振荡影响而周期性误动作；阻抗继电器将受振荡影响的程度与阻抗继电器的动作特性有关；阻抗继电器动作特性在复平面上沿振荡轨迹

方向的动作区域面积越大，受振荡的影响也越大；而且越靠近振荡中心，影响就越大；振荡中心在保护范围外或保护范围的反方向，则不受影响；若保护动作时限大于系统振荡周期，保护也不受系统振荡影响。

3、高频通道主要有以下元件组：阻波器、结合电容器、连接滤波器以及收高频收、发信机。

各元件主要作用如下：

阻波器：阻止高频信号，通过工频信号；

结合电容器：与连接滤波器共同起作用阻止工频信号，通过高频信号； 连接滤波器：与结合电容器共同组成一个四端网络的“带通滤波器”，起隔离作用；

高频收、发信机：发送和接收信号。 4、重合闸前加速保护，是当线路上（包括相邻线路）发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性动作跳闸，而后借助重合闸来纠正，这种方式称为重合闸前加速。

5、瓦斯保护能反应变压器油箱内部的任何故障，如铁芯过热烧伤，油面降低等，但差动保护对此反应。又如变压器绕组发生少数线匝的匝短路，虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但相电流上却并不大，因此差动保护没有反应。但瓦斯保护对此却能灵敏地反应，这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。

6、在继电保护的整定计算中，一般都要考虑电力系统的最大与最小运行方式。最大运行方式是指系统投入运行的电源容量最大，系统的等值阻抗最小，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。

最小的运行方式是指系统投入运行的电源容量最小，系统的等值阻抗最大，以致发生故障时，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

7、在一般电流保护中加装一个可以判别短路功率流动方向的元件，并且当功率方向有母线流向线路（正方向）保护才动作，这种保护称为方向性电流保护。一般用于双侧电源网络。功率判别元件的实质是判别短路故障后电流和电压之间的相位关系。

8、电流保护的接线方式是指保护装置中继电器与互感器的接线方式，目前广泛应用的是三相星形接线和两相星形接线两种接线方式。 9、当线路发生故障后，保护有选择性的动作切除故障，重登加进行一次重合以恢复供电。若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速。

10、变压器各侧电流额定电流不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压器各侧电流相位不同，需适当调整各侧电流相位；需考虑躲变压器LH励磁特性不同产生的稳态不平衡电流；需考虑躲变压器有载调压产生的稳态不平衡电流；变压器差动保护包含磁路藕合，还需考虑躲变压器暂态不平衡电流（励磁涌流）。

11、根据继电保护装置在电力系统中所担负的任务，继电保护装置必须满足以下四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

12、单侧电源网络相间短路的电流保护主要有：电流速断保护、限时电流速断保护以及定时限过电流保护。

电流速断保护是最基本的电流保护，其优点是简单可靠、动作迅速，缺点是不能保证线路的全长，并且保护范围只接受运行方式的影响。

限时电流速断保护在电流速断保护的基础上则家了一段带时限动作的保护，用来保护本线路上电流速断保护范围之外的部分，同时可以作为速断保护的后备。

定时限过电流保护通常是指启动电流按照躲开最大负荷电流来整定。定时限过电流保护可以作为下级线路主保护拒动和断路器拒动时的远后备保护，同时作为本线路主保护拒动时的近后备保护，也可作为过负荷时的保护。 13、反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路对快速切出故障的要求。为此需要将线路一侧的电气量信息传到另一侧去，两侧的电气量同事比较、联合工作，也就是说在线路的两侧之间发生纵向关系，即称纵联保护。两端比较的电气量可以是电流幅值、电流相位和流过两端的功率方向等。完整的纵联保护包括两端保护装置、通信设备和通信通道。 14、（1）使电力系统又一次受到故障的冲击

（2）使断路器的工作条件变得更加严重，因为在连续短时间内，断路器要两 次切断电弧。

15、发电机故障的基本类型及其对应的保护包括：定子绕组及引出线相间短路故障及其对应的纵差保护；定子绕组单相匝间短路和分支开焊故障及其对应的匝间保护；定子绕组单相接地故障及其对应的定子接地保护；转子绕组一点或两点接地故障及其对应的转子接地保护；励磁回路一点或两点接地故障及其对应的励磁回路接地保护;励磁回路失磁故障对应的发电机失磁保护。 四、计算

1、解：由PUIcos得IL.maxP100.353KA

UL.mincos0.9350.9 则整定电流为：IIIIset.1IIIKrelKss1.21.2IL.max0.3530.598KA

Kre0.85IIIIII 动作时限为：t1IIImax[t4、t5]2t1.520.52.5s

(2)另有：IK.B.min3373E234.625KA 2ZS.maxZAB4100.4(2) IK.C.min3373E2321.156KA

ZS.maxZABZBC4100.4200.437E3（两相三继电器） 1.187KAZS.maxZABZT4100.410(3) IK.D.min灵敏系数如下: 近后备：Ksen 远后备： BC线路 Ksen(2)IK1.156.min.C1.9331.2 IIIIset.10.598(3)IK1.187.min.D2.011.2 IIIIset0.598.1(2)IK4.625B.min.III7.7341.5 Iset.10.598 变压器 KsenII2、解：距离Ⅰ段：ZsetZAB0.8300.49.6 .1KrelIIIII 距离Ⅱ段：ZsetK(ZKZ.1relABb.minset.2) IIII 或Zset(ZABKb.minZT) .1Krel 本题中Kb.min1 则有：

IIIIIZset(ZABKb.minZset.1Krel.2)0.8(0.4300.80.460)24.96

IIII 或 Zset(ZABKb.minZT)0.7(0.43030)29.4 .1KrelII 取小者得 Zset.124.96

IIZset24.96.12.081.25 ZAB0.430 灵敏系数： Ksen 距离Ⅲ段：ZL.minIII Zset.1E.minIL.max0.9110198 0.5ZL.min19891.67 IIIKrelKssKre1.21.51.2 灵敏系数：

近后备 Ksen 远后备

IIIZset91.67.17.641.5 ZAB0.430 线路 KsenIIIZset91.67.12.551.2 ZABZBC0.4300.460IIIZset91.67.12.181.2 ZABZT0.43030 变压器 Ksen(2)3、解：IK.B.min3373E230.514KA 2ZS.maxZAB12600.4EZS.minZABZBC3730.227KA

10600.41500.4 I(3)K.C.max(3) IK.d.max37E30.202KA ZS.minZABZT10600.472II(3) 保护2的Ⅰ段整定值为：IsetKI.2relK.C.max1.20.2270.2724KA IIIII 则有 Iset.1KrelIset.21.20.27240.3269KA IIII(3) 又有Iset.1KrelIK.C.max1.20.2020.2724KA

II 综上取大者可知保护1的Ⅱ段整定值为：Iset.10.3269KA

(2)IK0.514B.min.II1.571.5 Iset.10.3269 灵敏系数：KsenIIIIII4、解：Zset(ZABKb.minZT)KrelZm .1Krel 其中ZmIUAZABIABIBCZTZABBCZT IABIABIABIBC IAB 所以有Kb.min 又因为：IAB(ZABZs1)IBC[(ZABZs1)//Zs2]

得Kb.minIBCZZs10.450101AB12.5 IABZs220IIII 则Zset(ZABKb.minZT)0.8(0.4502.530)76 .1KrelIIZset76.13.81.25 ZAB0.450 灵敏系数：Ksen5、解：I(3)K.B.maxEZS.minZAB3731.942KA 3200.4II(3)则有Iset.1KrelIK.B.max1.21.9422.3304KA

动作时限为t1I0s

3EI2Iset.1可得最小保护范围为：

ZS.maxz1Lmin(2)由IK.L.minLmin3373E235)/0.47.346km (2IZS.max)/z1(Iset.12.3304Lmin7.346100%100%36.73% LAB20Lmin%(3)由IK.L.maxEZS.minz1LmaxIIset.1可得最大保护范围为：

Lmax37E33)/0.415.417km (IZS.min)/z1(Iset.12.3304Lmax%Lmax15.417100%100%77.09% LAB206、解：保护1的距离Ⅱ段整定值为：

IIIIIIIIIIZset(ZABKb2.minZset(ZABKb7.minZset.1Krel.2)或Zset.1Krel.7) II其中ZsetZBC0.8600.419.2 .2KrelII ZsetKZBD0.8800.425.6 .7relZm0.8ZBCIUAZABIABIBCIZABBCZset.2 IABIABIAB即：

IBCIBC110.8ZBCIABIBCIBD1IBD1IBCZBDZDC0.2ZBC

ZZDC0.2ZBC80900.260BD0.79Z809060Kb2.min其中 ZZBDZDCZBC 同理有

Kb7.minZBCZDC0.2ZBD60900.2800.72

Z230IIIII 所以得ZsetK(ZKZ.1relABb2.minset.2)0.8(0.4300.7919.2)21.7344 IIIII 或Zset(ZABKb7.minZset.1Krel.7)0.8(0.4300.7225.6)24.3456 II综上小者，即Zset.121.7344

IIZset21.7344.11.811.25 ZAB0.430灵敏系数：Ksen