河南理工大学院2013继电保护复习总结.doc

2013河南理工《电力系统继电保护》复习总结
填空参考：
1．对相邻元件起后备作用的保护称___________。
2．反应故障时电压降低而动作的保护称为___________
3．电流继电器返回系数的概念是指返回电流与___________的比值。
4．通过所研究保护装置的短路电流为最大的运行方式称为___________。
5．电流速断保护的主要优点是___________、简单可靠。
6．无时限电流速断保护和限时电流速断保护共同作用，构成了线路的___________。 7．定时限过电流保护的动作时限整定原则是___________。
8．在经常运行方式下，电流电压联锁速断保护的电流、电压元件的保护范围___________。
9．在双侧电源的网络中，增加方向元件是为了提高保护的___________。
10．90°接线下的功率方向继电器，对于近处三相短路，由于电压回路的记忆作用，可以___________。
11．在中性点直接接地系统中，发生接地故障时，线路上零序功率方向实际是___________。
12．中性点不接地电网发生单相接地故障时，接地相对地电压为零，非故障相电压升高___________倍。
13．相位比较式方向阻抗继电器的动作条件是___________。
14．采用0°接线方式的阻抗继电器，当发生相间短路时，故障相间的阻抗继电器的测量阻抗等于___________。
15．为保证将阻抗继电器动作阻抗的误差限制在10％以内，当senky=y，对应于Zact=0．9Zset时的电流，称作___________。
16．被保护线路越短，距离保护的整定值越小，受过渡电阻的影响越___________。
在具有分支电源的网络中，分支系数使测量阻抗增大，实际的保护范围___________。 
17．对于距离保护，当保护越靠近振荡中心，则受振荡的影响就越___________。 
18．在高频闭锁方向保护中，有两个电流起动元件，其中高灵敏度的起动元件的作用是_________ 
19．变压器励磁涌流在数值上是其额定电流的___________倍。 
20．在低电压起动的过电流保护中，电流继电器动作电流Iact取值是___________。 
21．能反应发电机定子绕组及其引出线相间短路的保护是___________。 
22．对于100MW及以上单元接线的发电机，反应定子绕组单相接地短路的保护是__________。 

综合分析题
1．如图所示，若系统发生振荡，已知，全系统阻抗角为70°,Z1=0.4Ω/km，=0.85
试：(1)指出振荡中心位于何处?
(2)分析保护1、4的I段和Ⅱ段以及保护2、3的I段中有哪些保护要受振荡影响?
(对Ⅱ段的定值按保证本线路末端灵敏系数为1.5来整定)

2．如图所示，单侧电源环网，试求出各过电流保护的动作时限，并确定应装设方向元件的保护。

计算题
1．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、最小保护范围。已知：；Z1=0.4。

2．如图所示，各线路均装设距离保护，试对保护1的距离III段保护进行整定计算，保护采用方向阻抗继电器，已知Uloa.min=0.9×110kV; ; cos=0.866；Z1=0.4/km；；Kres=1.25; Kss=1。

1微机保护装置较常规保护有那些特点？微型机继电保护装置的硬件电路由哪几个功能单元构成?
答：优点 1）易于解决常规保护难于解决的问题，使保护性能得到改善。。
2）灵活性大，可以缩短新型保护的研制周期。 3）利用软件实现在线时自检和互检，提高了微机保护的可靠性。 4）调试维护方便。 5）利用微型机构成继电保护装置易于获得附加功能。由五个功能单元构成：微机系统，模拟数据采集系统，开关量输入和输出系统，人机对话微机系统，电源系统。
2什么是继电保护？继电保护装置的任务是什么？要求是什么?
答；继电保护是一种能反映电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。
任务：①自动迅速有选择的切断故障器件，使无故障部分设备恢复正常运行，故障部分设备免遭随坏。②发现电气器件的不正常状态，根据运行维护条件动作于发信号，减负荷或跳闸。要求:选择性，速动性，灵敏性，可靠性。
3继电保护的基本原理是什么？基本结构是什么？分类?
原理：只要正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化差别，即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。
基本结构有：现场信号输入部分，测量部分，逻辑判断部分，输出执行部分。分类：主保护、后备保护、辅助保护
4何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？
答：所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。
5逐次比较式A/D转换器的两个重要指标是什么？
答；A/D转换器的两个最重要指标1转换时间和转换速率；转换时间为A/D完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。2分辨率；表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。习惯上用输出二进制位数或BCD码位数表示。主要技术指标：分辨率，输入模拟量极性，量程，精度，转换时间，输出逻辑电平。
6 何谓采样定理？数据采集电路的主要作用?
答：1.将时间上连续的模拟信号转换成与之对应的在时间上离散的信号的理论基础就是采样定理。被采样信号的频率最高不超过1/2采样频率，否则会造成频谱混叠2把时间上连续的模拟量信号采集转换成与之对应的在时间上离散的数字量信号。
7微机保护的模数变换方式有哪几种？分别是如何变换的？
主要有两种，即逐次比较式和VFC式。逐次比较式：就是把模拟量电压与组成二进制关系的标准电压一位一位地进行比较，达到将模拟电压变成二进制数的目的。VFC：将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进行计数。这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。实现了模数转换。
8什么是电力系统的不正常状态？举例说明。
答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的情况属于不正常运行状态。例如：因负荷超过电力设备的额定值所造成的电流升高（过负荷），发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高而产生的过电压，中性点不接地和非直接接地系统的单相接地引起的非接地相电压升高，以及电力系统发生振荡。
9 重合闸的概念，启动的条件？
答;当断路器跳闸之后，能够自动将断路器重新合闸的装置叫做自动重合闸。启动条件：当控制开关在合闸位置而断路器实际上在断开位置的情况下，使重合闸启动。当手动重合闸于永久性故障时不应启动，自动重合闸的动作次数应符合预先的规定。

10自动重合闸前加速优点：
1）能快速地切除瞬时性故障；2)使瞬时性故障不至于发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；3）能保证发电厂和重要变电所母线电压在0.6—0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；4）使用设备少，只需要装设一套重合闸装置，简单经济。缺点1）断路器3QF的工作条件恶劣，动作次数增多；2）对永久性故障，故障切除时间可能很长；3）如果重合闸货断路器3QF拒绝合闸，将扩大停电范围。
11自动重合闸后加速优点缺点
1）第一次有选择性的切除故障，不会扩大停电范围。
2）保证永久性故障能顺势切除，不会扩大停电范围；
3）和前加速保护相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制。
1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比较为复杂
2）第一次切除故障可能带有
12高频保护的概念，分类，高频信号的作用是什么?
答：高频保护就是将线路两端的电流相位（或功率方向）转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成高频电流的通道，将此信号送至对端进行比较。分类;按工作原理可以分为两种;方向高频保护是比较线路两端的功率方向，相差高频保护是比较线路两端的电流相位。高频信号是指线路一端的高频保护在故障时向线路另一端的高频保护所发出的信息或命令。高频收信机接收由本端和对端所发送的高频信号，经过比较判断之后，再动作于继电保护，使之跳闸或将其闭锁。

13高频通道的工作方式可以分为经常无高频电流故障发信）和经常有高频电流（长期发信）两种方式。在这两种工作方式中，以其传送信号的性质为准，又可分为；传送闭锁信号，允许跳闸信号，无条件跳闸信号三种类型。

14系统振荡与短路故障电气量的变化有哪些主要差别？应对振荡的措施有哪些？
答：①振荡时，电流和各点电压的幅值均做周期性变化，只在б=180度时才出现最严重的现象；而短路后短路电流和各点电压的值，当不计其衰减时，是不变的。振荡时电流和各点电压的幅值变化速度较慢，而短路时电流突然增大，电压突然降低，变化速度很快。②振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系都随б的变化而变化，而短路时，电流和电压之间的相位是不变的。③振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量出现，而当短路时，总要长期（不对称短路过程中）或瞬间（三相短路开始时）出现负序分量。措施：1利用负序和零序分量元件的振荡闭锁。2反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁3突变量启动4单相接地时用阻抗不对称法开放保护。5不对称故障时用序分量法开放保护6对称故障时用弧光电压法开放保护。
15电力系统振荡的特点：
1系统全相运行时发生振荡三相总是对称2振荡时，最大振荡电流接近振荡中心处短路时的短路电流3振荡过程是缓慢的
16阐述电力系统振荡对距离保护的影响。
各点的电压，电流和功率的幅值和相位都将发生周期性变化，电压，电流及它们之比所代表的阻抗也将发生周期性变化，当测量电流，电压及阻抗等进入动作区域时，保护将发生误动作。
17距离保护的定义？影响距离保护的因素有哪些?
答：定义：距离保护是反应故障点至保护装置点间有一定阻抗，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。因素：1.短路点过渡电阻2.电力系统振荡3.电压回路断线4串联电容补偿5短路电流中的暂态分量6电流互感器的过渡过程7电容式电压互感器的过渡过程8输电线路的非全相运行
18变压器纵差动保护产生不平衡电流的原因有哪些？解决措施?
答;1由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流2由变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流3由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流。4.电流互感器的计算变比与实际变比不同引起的不平衡电流。5.变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流。解决措施：1.励磁涌流闭锁2. 对不平衡电流进行补偿3. 整定时增大动作电流门槛值，引入调压系数，取调压范围的一半4. 尽量选择特性相同的互感器，并满足10%误差曲线；整定时增大动作电流门槛值，引入同型系数，减小互感器二次负载5.速饱和中间变流器
19什么叫纵联保护，是怎样分类的？
答：输电线的纵联保护是用一种通信通道，将输电线两端的保护装置纵向连接起来，使各端的电气量传送到对端，以使两端的电气量进行比较，判断故障点发生在线路范围内还是线路范围外，从而确定是否切断所保护的电路。分类;1按通信通道划分可分为;A导引线纵联保护B电力线载波纵联保护C微波纵联保护D光纤纵联保护2按保护动作原理来划分：A方向纵联保护B距离纵联保护C差动纵联保护3按保护形势划分：A单元保护B非单元保护
20.90º接线方式概念90º接线方式的评价,为什么会有死区？
90º接线方式是只在三相对称情况下，当cosΦ=1时，加入继电器的电流和电压相位相差90º1、对各种两相短路都没有死区——引入了非故障相电压2、适当选择内角，对各种故障都能保证方向性3、不能消除三相短路死区.死区原因:在线路始端附近发生三相短路，电压接近于0，方向继电器不动作，存在死区。
21对零序电流保护的评价
优点：1、零序过电流保护整定值小，灵敏性高，动作时限较短2、零序电流保护不受系统非正常运行状态的影响3、零序电流保护受系统运行方式变化的影响较小4、方向性零序电流保护没有电压死区问题
不足：1、对于运行方式变化很大或接地点变化很大的电网，不能满足系统运行的要求2、单相重合闸过程中，系统又发生震荡，可能出现较大零序电流的情况，影响零序电流保护的正确工作3、当采用自偶变压器联系两个不同电压等级的电网，任一侧发生接地短路都将在另一侧产生零序电流，使得零序电流保护整定计算复杂化
22方向性电流保护的评价
1、优点：在单电源环形网络或多电源辐射性电网中，都能保证动作的选择性2、缺点：1、理论上当保护安装地点附近正方向发生三相短路时，由于母线电压降低为零，保护装置拒动，出现“死区”，运行经验表明，三相短路的几率很小 2、保护中采用了方向元件使接线复杂，投资增加，可靠性降低
23三段式电流保护的评价及应用:
选择性：通过动作电流、动作时间来保证选择性 单相电源辐射网络上可以保证获得选择性
速动性无时限速断和带时限速断保护动作是迅速的 过电流保护则常常不能满足速动性的要求
灵敏性：运行方式变化较大时，速断保护往往不能满足要求 被保护线路很短时，无限时电流速断保护长为零灵敏度差是其主要缺点
可靠性：继电器简单、数量少、整定计算和校验容易 可靠性好是它的主要优点
应用：主要用在35kv及以下的单电源辐射网上
23高频通道构成输电线路，阻波器，耦合电容器，连接滤波器，高频收发信机，接地开关
24相差动高频保护的工作原理
相位比较实际上是通过收信机所收到的高频信号来进行的，在被保护范围内部发生故障时，两侧收信机收到的高频信号重叠约10ms，于是保护瞬时动作，立即跳闸。在被保护范围外部故障时，两侧的收信机收到的高频信号是连续的，线路两侧的高频信号互为闭锁，使两侧保护不能跳闸。
25电流保护采用什么接线方式为什么？
三相星形接线和两相星形接线。三相星形接线：每相上均有电流继电器，可反映各种相间短路和中性点直接接地电网中的单相接地短路。两相星形接线：较为经济简单，可以有2/3的机会只切除一条线路，此点比三相星形接线有优越性。
26电流保护的分类，不利于限时电流速断保护启动的因素有哪些？
答：电流保护可以分为电流速断，限时电流速断，定时过流，反时限电流保护等。因素：1故障点一般都不是金属性短路，而是存在过度电阻，它将使短路电流减小因而不利于保护装置启动。2实际的短路电流由于计算误差或其他原因而小于计算值3保护装置中的电流互感器具有负误差，使实际流入保护装置的电流小于按额定变比折合的电流4考虑了一定的裕度。

28方向性电流保护的评价
1、优点：在单电源环形网络或多电源辐射性电网中，都能保证动作的选择性
2、缺点：1、理论上当保护安装地点附近正方向发生三相短路时，由于母线电压降低为零，保护装置拒动，出现“死区”，运行经验表明，三相短路的几率很小 2、保护中采用了方向元件使接线复杂，投资增加，可靠性降低
29半周积分算法与傅氏算法的的应用特点？
半周积分：具有一定滤高频能力，但是不能滤直流分量。全周波傅氏算法兼备了滤波和计算基本电气量的过程，是一种较好的算法，但其数据窗至少需要一个周期的采样值，仍显得速度不够快。半周波傅氏算法较全周波傅氏算法速度加快，但其适用于x（t）中只含有基波和基波奇数倍高次谐波的情况。
30方向元件为何称为功率方向元件？
在进行功率方向保护时，利用电流电压连续等时间间隔的采样值，进行两点乘积组合或三点乘积组合，然后进行组合消项后，求出能判别功率为正时保护的动作区。因此方向元件采集的信息最后还是要转化为功率方向。
31微机保护装置抑制干扰的基本措施有哪些？
硬件：隔离，屏蔽，接地。软件：看门狗技术，关键输出口编码检验，冗余技术。
32微机保护有哪几种线选法？
答;1零序电流2零序功率3二次谐波4有功功率5注入电流
33变压器故障，不正常运行状态和保护？
故障分为两种：A--油箱内故障:绕组的相间短路，接地短路，匝间短路，铁芯的烧毁等。B：油箱外故障;主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。不正常运行状态有;由于变压器外部相间短路引起的过电流，外部接地短路引起的过电流和中性点过电压，由于负荷超过额定容量引起的过负荷，以及由于漏油等原因引起的油面降低。根据故障类型和不正常运行状态，应对变压器装设下列保护：1瓦斯保护2纵联差动保护或电流速断保护3外部相间短路时的保护4外部接地短路时的保护5过负荷保护6过励磁保护7其他保护
34发电机故障类型,不正常运行状态及相应保护方式
一、 故障类型及保护方式 定子（及引出线）:相间短路--纵差保护（1000KW以上)匝间短路--横差保护（大容量，双绕组)单相接地--接地保护（Ic>5A则跳闸；Ic<5A则发信号）转子:一点接地--一点接地保护或定期检测装置两点接地--两点接地保护失磁-失磁保护 二、不正常状态及保护方式 1、外部短路→过电流 —过流保护（低电压启动或复合电压启动的过流）2、三相对称过负荷—过负荷保护 3外部不对称短路或不对称过负荷→负序过流 —负序过流保护（5万KW以上）4、突然甩负荷→定子过电压—过电压保护（水轮发电机） 5、转子过负荷 —转子过负荷保护（10万KW以上，可控硅励磁机组)6、主汽门突然关闭→逆功率—逆功率保护（大容量，汽轮发电机）发电机的继电保护：1发电机定子相间短路和匝间短路保护2发电机的定子单相接地保护3发电机的负序过电流和转子接地保护4发电机的失磁保护5发电机其他保护
35和励磁涌流的相关知识--产生原因：
铁芯中的磁通不能突变。涌流的大小的影响因素：合闸角、剩磁、铁芯饱和特性等励磁涌流的特征：1）数值很大，含有很大的非周期分量。2）含有很大的二次谐波分量，一般大于基波分量的20%。3）励磁涌流的波形中有间断，间断角α一般大于60°。克服措施：1）采用具有速饱和中间变流器2）二次谐波制动3）间断角鉴别。

36延时原件作用
等待对端高频信号的到来，防止区外故障造成保护误动作，在具有远方发动发信的高频闭锁保护中，延时时间一般取10ms。13.记忆元件的作用防止外部故障切除后，近故障点端的保护起动原件先返回停止发信，而远故障点端的起动元件和功率方向元件后返回，造成保护误动。
37阻抗继电器的接线方式？原因？
0度接线，+30度接线，-30度接线，相电压和具有k3I0补偿的相电流接线。
38. 如何提高微机保护可靠性?
答:用高质量的保护装置器件.用简单的接线方式.保护原理科学.合理配置.制造工艺精细.正确的整定计算和调整试验.良好的运行维护.丰富的运行经验都对提高微机保护的可靠性具有重要作用.
39. 零序分量特点是什么？
零序分量特点: 1、零序电压：故障点的零序电压U0最高，离故障点越远U0越低，变压器接地点处U0=0。2、零序电流：零序电流的数值和分布与变压器中性点接地的多少和位置有关，而与电源的数目和位置有关。 3、零序功率：S0=U0×I0由于故障点的U0最高，所以故障点的S0也最大，越靠近变压器中性点接地处S0越小。在故障线路上，S0是由故障点沿线路指向各个变压器中性点接地处的，即零序电流的方向是由故障点沿线路流向各个中性点的变压器（接地点）。
40. 全阻抗继电器动作特性?
答:不论加入继电器的电压与电流之间的角度为多大,继电器的启动阻抗在数值上都等于整定阻抗具有这种动作特性的继电器称为全阻抗继电器,它没有方向性.