高压电网继电保护选修课讲义

高压电网继电保护选修课讲义（距离继电器特性分析）

天津大学发电教研室

一九八九年一月

目录

第一节距离继电器的基本动作原理

一、在阻抗平面上园或直线特性继电器的表示方法

二、绝对值比较与相位比较两种方式之间的转换关系

三、距离继电器的极化电压和补偿电压

四、阻抗继电器的接线法

第二节园特性的方向阻抗继电器

一、对继电器的基本要求

二、方向阻抗继电器的构成

三、极化电压的记忆回路

四、继电器的最大灵敏角和zy的整定

五、整定阻抗zy的模拟

第三节极化电压的选取及其对方向阻抗继电器动作特性的影响

一、极化电压的记忆作用对方向阻抗继电器动作特性的影响

二、交叉极化的相间方向阻抗继电器

三、相间方向阻继电器的混合极化方式

四、相间方向阻抗继电器极化电压的选取及相应的动作方程（小结）第四节电力系统振荡及短路点过渡电阻对单相工阻抗电器的影响

一、复数平面上园或直线的反演

二、考虑负荷电流影响时，电力系统短路计算的方法

三、电力系统振荡伴随短路故障的计算

四、系统中同一点经过渡电阻短路时电压电流的计算

五、电力系统振荡对阻抗继电器的影响

六、过渡电阻对相间阻抗继电器的影响

第五节对相阻抗继电器动作行为的分析

一、接地短路时，电流电压的基本关系

二、单相短路接地时，相阻抗继电器的测量阻抗

三、两相短路接地时，相阻抗继电器的测量阻抗

第一节 距离继电器的基本动作原理

距离继电器是距离保护中的核心元件。它的主要任务是测量故障点到保护安装地点之间的距离（或阻抗），并与整定值进行比较，所以确定是否动作。

继电器可以按照以下不同方法来分类：

根据其构造原理不同，可以分为电磁型、感应型、电动型、整流型、晶体管型以及利用计算机来加以实现。

根据其构成原理和实现方法的不同，可以分为绝对值比较方式和相位比较方式两大类。

根据其动作特性的不同，又可以分为单相式距离继电器（或称第I 类继电器）和多相补偿式距离继电器（或称第II 类继电器）。

所谓单相式距离继电器，就是指加入继电器的只是单一相（或相间）的电压和电流，此电压和电流的比值表示为继电器的测量阻抗z 。由于z 可以写成R+jx 的复数形式，因此就可以用复数阻抗平面来分析它的动作特性，并用一定的几保图形把它表示出来，如图1-4~1-8所示。这种继电器习惯上也称为阻抗继电器。

多相补偿距离继电器则是指加入继电器的是几个相（或相间）的电压和电流，因而用一个继电器便可以反应不同相别组合的相间或接地故障。对它的动作特性，一般都不能利用复数阻抗平面来分析，而必须在给定的系统参数、给定的故障点和故障类型下来进行。

本讲义将分别对它们分析和讨论。首先研究单相式阻抗继电器。

一、在阻抗平面上园或直线特性继电器的表示方法。

不论是感应型、整流型或晶体管型构成的各种单相式阻抗继电器都是利用比较两个（或两个以上）电气量之间的大小关系或相位关系而构成。

反应两个电气量之间大小关系的继电器，可以利用“比幅器”来比较它们的绝对值，如图1-1所示。设动作量为A ，制动量为B ，则继电器的理想动作条件为：

|| ||A B ≥

或 || 1A B

≥ （1-1） | A |

| B | 图1-1 比辐器 图1-2 比相器

反应两上电气量之间相位关系的继电器，可以利用“比相器”比较它们之间的相位差，如图1——2所示。设用C 和D 来表示这两上电气量，则继电器的理想动作条件为：

21C Arg D θθ>> （1—2） 符号C Arg D 表示取复数C D 的相角，当C 超前于D 时，C Arg D 为正。在C D 的复数平面上，或（1—2）表示与实数轴成2θ和1θ角的两直线围成的区域，如图1—3

（α）所示，图中1θ本身为负值。当矢量C D

落在图中绘有阴影的区域内时，继电器动作。实际上此动作范围一般都取为180o之间时，如图1-3（c ）所示，则称为正弦型比相器。

（a ）一般情况 （b ）余弦型 （c ）正弦型

图1-3 比相器动作特性

由图1-3可见，对余弦和正弦型比相器的动作条件亦可分别表示为：

e R 0C D > （1-3）

和

m I 0C D

> （1-4） 式中，e R C D —表示取复数C D 的实部；I m —C D 表示取其虚部， 现对电力系统中常用的几种园或直线特性的继电器，简要说明如下。

1．全阻抗继电器：如图1-4所示，是以原点为园心，整定阻抗Zy 为半径所和之园，测量阻抗Z 位于园内为动作区。因此，用绝对值比较方式表示的动作条件为：

||||y Z Z ≥ （1-5）

两端均乘以电流I ，因Z =U I （U 为加

入继电器的电压，I 为加入的电流）因此

上式可转化为两上电压量的绝对值比较：

||||Y IZ U ≥ （1-6）

当用相位比较方式表示继电器的动作特

性时，由图1-4可见，应为：

9090y y Z Z

Arg Z Z +>>-- （1-7）

27090y

y Z Z Arg Z Z +>>- （1-8）

两种表达式实质上是一样的，主要早选取的矢量夹角不同，今后本讲义中一般采用一种表示方法。将（1-8）式分子，分母同乘以电流I ，则也可以转化为两上电压量的相位比较：

27090y

y U IZ Arg U IZ +>>- （1-9）

继电器动作的边介，即90o和270o，以应于特性园的两的半园周。

2．方向阻抗继电器：如图1-5所示，是以Zy 为直径，园周驼过原点的园，测量阻抗Z 位于园内为动作区，同上分析其动作条件可分别表示为：

11||||22

y y Z Z Z ≥- （1-10） 11||||22

y y IZ U IZ ≥- （1-11） 27090y Z Arg Z Z >>- （1-12）

或

27090y U Arg U IZ >>- （1-13）

图1-4 全阻抗继电器

图1-5 方向阻抗继电器

3．偏移特性阻抗继电器，如图1-6所示，正方向整定阻抗为Zy ，反方向偏移为y Z α-，α通常采用0.1~0.2。特性园以（1+α）Zy 为直径，包括原点在内，

测量阻抗Z 位于园内为动作区。其动作条

件分别表示为：

11|(1)||(1)|22

y y Z Z Z αα+≥-- （1-14） 11|(1)||(1)|22

y y I Z U I Z αα+≥-- （1-15） 27090y

Z Z Arg Z Zy α+>>-

（1-16） 27090y

U I Z Arg U IZy α+>>- （1-17）

4．抛球式阻抗继电器，如图1-7所示，

相当于向正方向偏移y Z α+，因此只需将

（1-14）～（1-17）式中α前面的符号作相应的变化（正变负、负变正），即可获得这一特性。

图1-7 抛球式阻抗继电器

5．电抗型继电器，如图1-8所示，通过y 点作与R 轴平行的直线，测量阻抗位于直线下面为动作区，当用相位比较方式表示继电器的动作特性时，应为：

1800y R Arg Z Z >>- （1-18）

图1-6 偏移性阻抗继电器

1800y IR Arg U IZ >>- （1-19）

或

27090y jx Arg Z Z >>- （1-20）

电抗型继电器的动作没有方向性，在反

方向短路时，测量阻抗位于第III 象限，因

此它总是要动作的，此外它也不能避开负荷

阻抗的影响σ在正常运行时，若负荷的功率

因数较镐，则负荷阻抗角较小，继电器也要

动作，正是由于这些缺点，使它未能获得广

泛应用。

6．功率方向继电器，如图1-9所示，动作特性为通过原点的一条直线，直线上面为动作区，对此可以把它看成是方向阻抗继电器的一个特例，即当整定阻抗Zy 趋向于无限大时，原来的特性园就趋向于

直径Zy 垂直的一条直线，在这种情况下，

（1-13）式分母中（U-IZy ）的相位就完全决

定于-IZy 。实际上当Z y 为任意数值时，只要

在分母中不引入电压U ，其结果也是一样的。

因此其动作特性可

表示为：

27090y

Z Arg Z >>- （1-22） 27090y U Arg IZ >>- （1-23） 以上特性实际上从图1-9中也能直接获得，其更清晰的表达式亦可表示为： 9090y

Z Arg Z >>- 9090y U Arg

IZ >>- 这实质上就是比较电压和电流之间的相位，而与测量阻抗的数值无关。

图1-8 电抗型继电器

图1-9 功率方向继电器

二、绝对值比较与相位比较两种方式之间的转换关系

由以上分析可见，既然用比较两上电量的绝对值（例如A 和B ），以及比较另外两上电量的相位差（例如C 和D ），都可以获得同样特性的继电器，那么，在这两种方式之间必然存在有一定的关系，现分析如下：

1．已知A 和B ，求C 和D ，如图-10（a ）、（b ）、（c ）所示利用平行四边形和棱形的定则可知，如用比较绝对值的两个电量A 和B 组成平行四边形，则比较相位的两个电量C 和D ，就是平行四边形的两个对角线，现用三种情况证明如下：

（1）当||||A B =时，如图1-10（a ）所示，由两上矢量组成的平行四边形是一个棱形，因此其两个对角线垂直，即90B A Arg

B A

+=-，正是继电器刚好动作的临界条件。

（a ）|A|=|B| (b)|A|>|B| (c)|A|<|B|

90B A Arg B A +=- 90B A Arg B A +>- 90B A Arg B A

+<- 图1-10绝对值比较方式转化为相位比较方式

（2）当|A|>|B|时，如图1-10（b ）所示，90B A Arg

B A +>-，符合于继电器动作的条件。

（3）当|A|<|B|时，如图10（c ）所示，90B A Arg

B A

+<-，继电器不动作。 因此，绝对值比较方式|A|>|B|转化为相位比较方式27090C Arg D >>的动作条件就是：

C B A

D B A =+??=-? （1-24）

2．已知C 和D ，求A 和B ，如图1-11（a ）、（b ）、（c ）所示，相似于以上的分析，可以证明相位比较方式27090C Arg D

>>，转化为绝对值比较方式|A|>|B|

的动作条件将是：

A C D

B

C

D =-??=+? （1-25）

(a) 90C Arg D = (b) 90C Arg D < (c) 90C Arg D > |C-D|=|C+D| |C-D|<|C+D| |C-D|>|C+D

图1-11 相位比较方式转化为绝对值比较方式

3．如果相位比较方式采用余弦型比相器，其动作条件为9090C Arg D '>>-'

，则相位比较和绝对值比较方蔚蓝色（仍为|A|>|B|时动作）之间互相转化的关系将是：

C A B

D A B '=+??'=-?

（1-26） A C D B C D ''=+??''=-? （1-27）

4．有了以上转化关系以后，则不论实际的继电器是由哪一种方式构成的，我们总可以根据需要而采用任一种比较方式对它的动作性能进行分析，但是必须注意：

（1）它只适用于A 、B 、C 、D （或C '、D '）为同一频率的正弦交流量的情况；

（2）只适用于相比较方式为条弦型比相器和绝对值比较方式的动作条件为||1A B

≥的情况。 （3）对暂态过程中出现的非周期分量，以上转化关系显然是不成立的，因此用不同比较方式构成的继电器受过渡过程的影响不同，一般情况下，相位比较方式所受的影响较大。

5．在本讲义中，主要采用相位比较方式对继电器进行分析。

三、距离继电器的极化电压和补偿电压

当用相位比较方式分析各种特性的继电器时，纵观式（1-9）、（1-13）、（1-17）、（1-19）、（1-21）、和（1-23），我们将会发现，各式的分母都具有相同的形式——U ——IZy ，而分子则是U ，I 或两都结合在一起的不同形式，前者称为补偿奄压，以U '表示，后者称极化电压，以U p 表示，对第II 类继电器，U p 还可能具有其它更复杂的形式。

因上此，对各种不同特性和类型的距离继电器，一般都可采用补偿电压和极化电压进行相位比较的方法，将它们统一起来加以考虑。

为了说明的方便，对于形成补偿电压的回路，我们称为工作回路，对形成极化电压的回路则称为极化回路。

1．短路时补偿电压U '的变化，绝大多数距离继电器的动作原理都是测量补偿电压U '的变化，如上所述：

y U U IZ '=- （1-28）

式中 U ——保护安装地点的母线电压；

I ——被保护线中的电流；

Z y ——由母线到保护区末端的阻抗，即继电器的整定阻抗（实际应为一

次侧阻抗反映到二次侧的数值）。

图1-12给出在空载线路上不同地点发生直接短路时U '的变化情况，作图时

图1-12 空载线路上没地点直接短路时的电压分布图

假定全系统的各元件的阻抗角均相等，由图可见，在所保护区以外发生短路时，补偿电压U '都等于线路上保护区末端y 点的真实电压U y 即：

U '=U y (1-29)

实际上在正常运行以及系统振荡时也是如此，这是因为在所有上述情况下，流经保护安装地点的电流和流经y 点的电流相同，都是由一个电源所供给的电流I ，因此按规定的电流正方向来看，U '=U-IZ y ，而y 点的电压U y 也等于U-IZy ，因此两者相等。

当在保护区内短路时，由电源E M 供给的、流经保护安装地点的电流I ，只流到故障点（如图上E-3点）即成回路，而不可能再继续流向y 点，因此y U U '≠。此时U '是在工作回路中，由电流I 通过模拟阻抗Z y 而取得的电压，其值相当于

——如果此电流I 能一直流到y 点时而在y 点测得的电压，

U '是一个不代表系统中任何真实点的电压，此时U '和U y 是两个不同的电压概念。

在上述条件下，当保护区外部短路时U '和U 、E 相位相同，而当区内短路时，U '和U 、E 相位相反。因此，如果能以某一个电压量作为参考（即我们所称的极化电压U p ），来测量U '的相位变化，就可以构成距离继电器。例如，当采用母线电压U 作为极化量时，就构成了方向阻抗继电器，其动作条件如（1-13）式所示。

在一般情况下，当系统各元件的阻抗角不相等，且短路点有过渡电阻R g 时，对继电器的动作可用电压矢量图进行分析，此时对不同电阻的故障点必须分别作图，而且当R g 的数值改变时，电压矢量图也要改变，因此为简单起见，在此采用假设短路R 不变，而整定阻抗Z y 在变化的分析方法。

图1-13（α）所示为正方向短路时的电压矢量图。图中：OF =U F ，为故障点F 的电压，也就是短路电流在R g 上的压降，FM =IZ L ，为故障点到保护安装地点之间线路阻抗上的压降；OM =U ，为保护安装处的电压，MB =IZ s ，为M 侧系统阻抗上的压降；OS E OF FM MS ==++，为M 侧系统电源的电势，等于各段压降的矢量和；如果联接FS ，则()L S FS I Z Z =+，它表示从故障点F 到M 侧电源之间总阻抗上的压降，当F 点为区外故障时，相当于保护区末端y 1点位于M 和B 之间，此时补偿电压U '=U y1。而当F 点为区内故障时，则F 点位于几y 2之间，此时在电压矢量图上可以将矢量MF 向下延长到y 2点（按阻抗比例延长），从而求得内部短路时的U '，在这种情况下2y U U '≠（指y 2点的实际电压），OS 为

弦所作的园弧，如图1-13（b ）所示，这是因为，当短路点位置一定时，阻抗（Z L +Z S ）

的数值和阻抗角θ都是不变的。如上所述，OF 表示R g 上的压降，而OS OF FS =+，

图1-13空载线路上正向经R g 短路时的电压矢量图

因此，不论R g 的数值如何变化，OF 和FS 之间均将保护FS 超前OF 为θ角的关系，又由于OS 为弦的园弧。当R g 越大时，OF 越向前方向移动，短路电流I 也随之减小，如当R g =0

时，F 点和O 点重合，

而当g R →∞时，F 点和

S 点重合，此即为线路

空载时的情况。

当反方向经R g 短

路时，电压矢量如图

1-14所示，其中Z S '表

示母线M 到N 侧系统

电源S '之间的总阻抗。

对装于M 侧的保护而言，短路电流I 采用目母线流向被保护线路作为正方向。由于短路点位于保护区外，因此y 点位于M 和S '之间，且y U U '=。当R g 的数值改变时，电压UF

（即纸1-14空载线路上反向经R g 短路时的电压矢量图

F 点）的轨迹，将是以OS '为弦所作的园弧。

综上所述，由图1-13和1-4所示的种区外故障情况可见，补偿电压U '的相位都超前于故障电压U F ，又由于短路电流I 落后于E 和U 的相角都不会超过90o，困此在保护区外短路时，U '落后于U 和E 的相角也就肯定不会超过90o。只有当保护区内短路且R g 的数值不大时，U '落后于U 的相角才会大于90o，此时按（1-13）式构成的方向阻抗继电器动作。

2．极化电压U P 的作用及其对继电器动作特性的影响，前已述及，极化电压

的作用主要是在于以它作为参考量，来测量U '的相位变化，当满足于一定的角度范围时，使继电器动作。从这一观点出发，可以认为不同特性的距离继电器的区别，只是在于所选用的U p 不同。

（1）当以母线电压U 作为极化量时，可得到具有方向性的园特性，阻抗继电器（1-5）或直线特性的功率方向继电器（图1-9），此时，当保护安装出口处短路时，U=0，继电器失去极化电压，比相器将元法测量U '的相位，结此，在实现继电器的具体接线中，可以做成使它动作，或者使它不动作。一般都是采用后一种方式，而利用对U p 加记忆的方法来消除继电器的死区。

（2）当以电流I 作为极化量时，可得到动作范围包括原点在内的直线，如图1-8所示的电抗型继电器就是一例。

（3）当以U 和I 的复合电压（例如U I Zy α±）作为极化量时，则得到偏移长特性的阻抗继电器，当I 前取+号时，特性园向反方向偏移，包括原点在内，而取-号时，则向正方向偏移，动作区不包括原点。

（4）当以其它相（一般称为健全相）作为极化电量时，则构成交叉极化的距离继电器。

（5）当对其它相补偿电压作为极化电量时，则构成相补偿距离继电器，它实际上是不同相别的补偿电压相互比相，互为极化。

这后两种继电器反映的电压和电流，一般都不止一个，因而属于第II 类继电器。它们的动作方程不再是单一变量测量阻抗Z 的函数，分析比较复杂，将在以后讨论。

3．动作角度1θ、2θ以及角度范围（1θ—2θ）变化时，对继电器动人选特性

的影响；根据图1-2比相器的原理，以上述各种继电器的动作条件是，参照式（1-2），一般可表示为：

21p U Arg

U θθ>>' （1-30）

向方向阻抗继电器为例，当1θ=90o，2θ=270o，2θ-1θ=180o时其动作特性是

Zy 为直径所作之园（图1-15）。利用改变极化回路和工作回路的参数，可以改变1θ和2θ的数值，而当采用晶体管比相器时，还可以方便地改变动作角度的范围，

此时继电器的动作行性将发生如下变化：

（1）2θ-1θ=180o，但1θ<90o;此时动作特性为以Zy(即矢量y M )为弦作为之

园，且特性园向右倾斜。这种特性提高了对过渡电阻的反映能力，但当1θ太小时则在外部经R g 短路时，可以无选择性动作——称为稳态超越，或简称超越。

如果1θ>90o,则特性园向左倾斜，对过渡电阻的反应能力下降。

图1-15给出了不同角度1θ，及相应的2θ时，继电器的动作特性园。

（2）2θ-1θ>180o，但1θ和2θ对Zy 对称：例如当1θ=90o-r ，2θ=270o+r 时，

则继电器的特性呈苹果形，如图1-16所示。

（3）同于（2），但2θ-1θ<180o:例如1θ=90o+r ，2θ=270o-r ，则继电器的特性

呈橄榄形，如图1-17所示。

图1-15 1θ为不同数值，但2θ-1θ=180o时，方向阻抗继电器的一般动作特性

（4）对直线特性的功率方向继电器（图1-9），当2θ-1θ<180o时，则动作特

性变为折线，如图（1-18）所示。

图1-16 苹果型动作特性

图1-17橄榄型动作特性 图1-18折线动作特性的

功率方向继电器

四、阻抗继电器的接线法

在超高压线路上阻抗继电器的接线主要是O 接线法对于相阻抗继电器为

0A UA I KI +、0B UB I KI +、0UC IC KI +、简写为0

y Y U I KI +、对于相间阻抗继电器为AB A B U I I +、BC B C U I I +、CA C A U I I +，简写为U I ??

。

把阻抗继电器看作是欧姆计，要求在线路发生直接短路时，继电器的测量阻抗正比于从母线到短路点的线路阻抗。在发生涉及A 相的接地短路时，若为直接接地短路，则在短路点F 有U AF =0，此时母线电压为：

112200A U I Z I Z I Z =++ （1-31）

式中。Z 1、Z 2、Z 0、——分别为母线到短路点之间的正、负零序阻抗，一般Z 1=Z 2，故有：

011010101()()A A A Z Z U Z I Z Z I Z I I Z -=+-=+ （1-32） 因此只要取011

Z Z K Z -=，则继电器的相测量阻抗为： 10A A U Z Z I KI ==+ （1-33）

在以上推导中对其他两相未作任何限制，换言之，不论其他两相有关故障，在其他两相中流过负荷电流，振荡电流或短路电流，继电器的测量都是准确的。

在发生AB 两相接地或不接地的短路哩，则相间测量阻抗为：

10101()()_A B AB A B A B A B A B Z I KI Z I KI U U U Z Z I I I I I I +-+-====-- （1-34）

同样，不论系统下于何种状态，即不论第三相流过什么电流，继电器的测量都是准确的。

由此可见，不论系统处于何种状态，O 接线故障相继电器的测量阻抗都是准确的，这使O 接线法优于其他接线法（如30±接线），也优于多相距离继电器。

根据以上分析我们可将式（1-28）的补偿电压具体化。

即相补偿电压为：

000_()()()A A A y B

B B y

C C C y U U I KI Z U U I KI Z U U I KI Z '?=+?'=-+??'=-+? （1-35）

相间补偿电压则为：

()()()AB AB A B y BC BC B C y CA CA C A y U U I I Z U U I I Z U U I I Z '?=--?'=--??'=--?

（1-36）

按照这种接线法，当保护区外短路时，故障相补偿电压能够满足（1-29）式

的要求，如果在保护区末端发生直接短路，则0,U '=如果是经R g 短路，则y F F g U U U I R '===，为过渡电阻上的压降，前者处于动作的临界条件，后者则不

能动作。

对接于非故障相的继电器，在故障时负荷电流的作用下，测量阻抗一般较大，不致发生误动，但当发生故障并伴随着系统振荡或非全相运行等异常状态时，则可能误动作。

在今后对继电器动作特性的分析中，如未加特殊说明，则对相阻抗继电器和相间阻抗继电器都是适用的。

第二节 园特性的方向阻抗继电器

一、对继电器的基本要求

方向阻抗继电器是一般作为距离保护的第I 段，因此对它提出的基本要求有三：

1．无超越，在正方向保护区外短路时的动作称为超越，超越有稳态超越和暂态超越之分。稳态超越的情况下，只要外部短路存在继电器就一直处于动作状态，这是不允许的，所以又简称为超越，按式（1-30）动作的继电器，若1θ太小就会有超越，如图1-15所示，超越一般发生在保护区外经过渡电阻短路的情况。暂态超越是指继电器在保护区外短路暂态过程中误动作，暂态过程结束继电器就返回。避免暂态超越的最简单的办法是加延时，但是在超高压线路上发生短路时，一方面暂态过程长，一方面要求继电器快速动作，因此不能单纯依靠加延时来避免暂态超越。

2．有方向性而无死区，这两方面是有连系的。

3．继电器的最大灵敏角尽可能与线路阻抗角接近。

二、方向阻抗继电器的构成

如第一节所讲，方向阻抗继电器可以按相位比较或绝对值比较方式来实现，相位比较的动作条件如式（1-30）所示，在实际构成时，为了便于调节定值，而采用

27090P U Arg K U KiI υ>>- （2-1）

式中，Ku 为整定压器的变化，一般为实数，i K kiej y =?为复数，一般由电抗互感器获得，将止式化为（1-30）式后，可得整定阻抗。

j y i i y u u K k Z e K k ?== （1-2）

一般取,L

y L ?=??为被保护线路的阻抗角。 继电器的动作特性与极化电压的大小无关，但对某些型式的继电器（哪感应型等），极化电压的大小将影响它的最小精工电流和动作速度。

按绝对值比较方式实现继电器的动作条件，可通过（1-25）式的转化关系得到：

||||P P U KuU KiI U KuU KiI -+>+= （2-3）

当采用极化电压U p =KuU 时，则上式简化为：

11||||22KiI KuU kiI >- （2-4）

在式（2-3）中，极化电压被明显地保存着，而在式（2-4）中，极化电压不再明显存在了，但实际上，它们都是有极化电压的。

三、极化电压的记忆回路

为消除出口短路时的死区，广泛采用了对极化电压的记忆回路。它可以由R 、L 、U 组成的串联谐振或并联谐振回路实现。

当采用联谐振回路时，如图2-1所示的接线，设短路前加入电压2

101P U |0||0| sin(t+u)u mp P U ωθ= (2-5)

回路总阻抗为Zp （一般略呈电容性）：

1()p Z R i L C ωω=--

（2-6）

则正常运行情况下的回路电流I p |0|为：

sin(()

m |0||0|sin()I |0|||t i m p p p U i t i z ωθωθ+=+= （2-7）

Ip|0|超前U P |0|的相角为Z p 的阻抗角p θ，即：

11i u p L

C tq R ωωθθ---=?= （2-8）

取最不利的情况，设短路后0p u =，则记忆回路中电流ip 的稳态分量为零，而只有逐渐衰减的暂态分量，现分析如下，在暂态过程中，p i 与u p 的一般关系式为：

1()p dip u t L Rip ipdt dt C =++? （2-9）

此微分方程的特征根为：

1.2112p R p j L T ω=-±=-± （2-10）

图2-1 串联谐振记忆回路

式中， 2p L T R =

一记忆回路的衰减时间常数：

ω'=记忆回路的自由振荡角频率。 当u p (t )由u p |0|突然降低到零时，考虑到实际回路中的R 不大，且1p T ω'=>>，则式（2-9）的近似解为：

Im |0|sin()p t

T ip p t i e ωθ'≈+- （2-11）

由此可见，它“记忆”了短路以前极化回路中电流的相位，而幅值则以时间常数T P 按ω'的角频率振荡衰减到零。

根据比相器的不同型式，在其中直接起极化作用的量，可以是电流i p 、或i p 在R 上的电压降U R 、或从L 的附件加线圈中取的出感应电压U L （数值正比于dip L dt

，相位于I p 关90o）。 在极化电压中引入记忆回路以后，为了不影响继电器的动作特性，显然应该要求，（1）在正常运行情况下，I p 与U p 同相位，（2）在电压消失后的暂态过程中，i p 按50周工频（角频率为ω）振荡衰减到零。

但实际上，由于记忆回路中存在有电阻R 的影响，以上两个要求是不可能同时满足的。这是因为：

（1）为了满足前一项要求，就必须选择记忆回路的参数为：

1L C ωω= (2-12)

如此选择以后，在暂态过程中的自由振荡角频率i ω就小于ω（见2-10式），这样随着时间的推移，极化量（如电流ip 等）与U P 之间产生()t ωω'-的相位差，从而可能引起继电器的不正确动作。

（2）为了满足后一项要求，就必须i ω=ω来选择记忆回路的参数，这样，在正常情况下，2

14R L C L

ωωω=+，回路阻抗呈电容性，如式（2-6）所示，按此关系代入（2-8）式，则得：

14P R tg L ω-?= （2-13）

P ?一般为负的3o~5o或5o~8o,由此而产生的影响将在后面讨论。

由上述分析可见，两种参数选择的方法均将影响继电器的动作特性。为了保证继电器的正确动作，通常都是按i ω=ω的条件来选择，但对快速动作的电器而

试论影响特高压电网运行的因素及对策

试论影响特高压电网运行的因素及对策 发表时间：2018-12-05T21:48:56.030Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：陈尧冯文凯朱宏伟赵冬冰杜光泽崔小鹏李 [导读] 摘要：自改革开放以来，我国东部沿海地区的经济有了飞跃式的发展，对电能的需求与日俱增。 （国网辽宁省电力有限公司本溪供电公司辽宁省本溪市 117000） 摘要：自改革开放以来，我国东部沿海地区的经济有了飞跃式的发展，对电能的需求与日俱增。但是由于我国能源分布的不均衡，大容量的电厂往往位于我国的内陆地区，这就造成了经济发达地区处于电能紧缺的态势，而欠发达地区的发电能力饱和，处于“窝电”状态，这对我国经济的发展带来严重的阻碍。为了实现对电能的优化配置，采用特高压电网可以有效地实现电能从内陆煤电基地向主要电力负荷中心进行长距离、大容量输送，这是我国解决能源分布不均现状的有效方法，对于促进全国经济的发展有着重要的意义。 关键词：特高压电网；风险；因素；对策 1特高压电网运行的背景 自从我国全面落实改革开放政策以来，我国的东部沿海以及长江珠三角地区的经济有了质的飞跃，部分地区对于电能的需求与日俱增，与此同时，工业化进程的加快，导致经济以及重工业较为发达的地区出现了电能匮乏的情况，而中部地区出现严重的电能饱和情况，这种资源的浪费无疑成为了我国进一步发展的阻碍，为了全面实现电能的配置优化，全面铺设特高压电网，将中部地区的饱和能源输送到能源匮乏的区域，这种长距离、高容量的铺设够改善目前我国出现电力资源分配不均的情况，通过普及特高压电网的建设，能够有效地促进我国经济的进一步发展。电网的建设一直以来都是改善民生的重要话题，不同电网的建设表现出多样化的形式，国家各个区域之间电力的配送以及共享成为了现实，不同省份之间的电力使用也逐渐表现出相互依赖的关系。因此，为了改善目前我国电力分配不平衡的情况，全面配置特高压电网成为了电网建设的重中之重，但是由于特高压电网带来的风险因素不可忽略，需要采取针对性的措施规避特高压电网带来的风险。 2影响特高压电网运行的风险因素种类及成因分析 2.1电网潮流控制风险因素 采用特高压电网能够实现扩区域、长距离的电能输送，这也是特高压电网具有的独特优势。为了使特高压电网能够实现安全运行，可以对跨区域电网进行联络线的功率控制。特高压电网的潮流控制在理论上可以通过各区域的调峰调频以及功率控制来实现，但是实际上由于各区域电网发电机结构各有不同，对于发电机组的调节能力各异，极易出现各区域电网之间对潮流的协调控制出现一定的困难。除此之外，风电、光伏等间歇性电源大规模接入电网也会对各区域电网负荷带来波动，而联络线的功率控制无法在短时间内做出有效反应，进而造成整个电网系统暂态或稳态平衡被打破。 2.2线路及设备故障引发的特高压电网失稳风险 特高压输电线路故障会造成线路出现过负荷以及功率失衡的后果，对电网的稳定性会造成非常大的影响。特高压电网故障主由内部和外部故障组成，造成外部故障的主要因素是极端自然天气、电气误操作等，内部故障主要是因为电气设备以及线路的绝缘老化造成。特高压电网具有电压等级高、输送电能容量大的特点，因此一旦发生故障往往会造成严重的后果。首先，特高电网因故障出现波动会造成发电机功角摆动幅度增大，引起电网系统电压的突变或者功角的震荡；其次，因继电保护装置将故障通道从电网中切除后会造成其他非故障通道潮流的突变，造成电网系统电压出现超限现象，影响电网的静态稳定。最后，在电网潮流向非故障通道转移过程中有可能造成线路的过负荷跳闸，进而引起其他连锁故障的发生。同时特高压电网的次级线路之间容易形成电磁环网，一旦特高压电网因故障造成潮流升高，往往会引起次级线路的过负荷运行，进而造成特高压电网失稳风险的升高。 2.3继电保护以及安稳装置稳定性风险 由于特高压电网系统结构复杂、电压等级高，因此继电保护以及安稳装置的配置较为复杂且数量较多，一旦这些二次设备发生故障，导致稳定性的降低，势必会对特高压电网的稳定、安全运行带来风险。对于继电保护装置来说，其稳定性的风险主要来自于保护误动或拒动，如果在特高压电网中配置的保护过于简单，一旦仅有的一套继保装置失灵，会造成事故范围的扩大化。而安稳设备主要包括震荡解列、切负荷、低频减负载装置等电力系统自动装置，如果安稳装置出现误动或者失灵时，例如切负荷失灵或者容量不够时，会造成电网线路出现严重的过载，进而引发电网大面积跳闸停电等连锁故障。 3控制特高压电网运行风险的解决策略 特高压电网面临的风险类型复杂且无预知性，因此采取一定措施来加强对风险的可控性、降低损失，进而实现提高特高压电网运行的可靠性以及稳定性的目的，从以下几个方面来提高特高压电网的抗风险能力。 3.1加强安全稳定措施 特高压输电线路的安全隐患较多，容易影响整个通道线路的正常运转，因此，电网建设公司需要加强对特高压通道的稳定维持工作，并且根据实际情况考虑到机组负荷在不同时段的影响，从而对整个高压电网进行规划，通过定向的措施全面改善不同线路之间输电的契合作用，达成整个输电网络的协调运转，全面避免出现系统性障碍的情况。此外，由于安全稳定保护装置需要与继电保护装置结合使用，对于继电保护装置的选择需要更加严苛，避免出现较大的电网崩溃事故。 3.2加强网架结构和运行方式的优化 电网的架构是特高压电路运转的基础，由于特高压电网的特殊性，电力维稳部门需要考虑到铺设架构对于整个输电网络的影响。特高压电网的建设必须考虑到其运转方式的稳定性，全面降低出现大规模电网潮流转移的情况，架构的优化能够让整个系统之间的协调更加协调，从而在特高压直流以及交流电流之间起到调控作用。此外，特高压电网的运行方式也应该具有一定规避风险的作用，通过对架构以及运行模式之间相互协调。特高压电网最有可能出现的潮流转移一般是在N-1故障情况下出现的，电力部门应该研究特高压系统下故障检修模式，全面提升整个检修工作的高效性，避免由于局部故障导致的整个系统网络故障。 3.3加强风险管理工作 规避风险的根本方式就是提升对故障维修管理的工作，通过全面加强电网部门的风险意识，并且要从实际工作中吸取经验，明确特高压输电线路工作的具体情况，建立健全风险预警机制，对于特定的故障能够运用针对性的手段进行解决，并在此基础上将不同的故障进行分类，把固有的应对方式灵活运用，从而在此基础上提升健全风险管理模式，从而根据维修管理制度与风险管理模式相互结合，将风险排

220KV电网线路继电保护设计及整定计算

1.1 220KV 系统介绍 KV 220系统由水电站1W ，2W 和两个等值的KV 220系统1S 、2S 通过六条 KV 220线路构成一个整体。整个系统最大开机容量为MVA 29.1509，此时1W 、2W 水电厂所有机组、变压器均投入，1S 、2S 两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位MVA 77,1007,此时1W 厂停MVA 302 机组，2W 厂停 MVA 5.77机组一台，1S 系统发电容量为MVA 300，2S 系统发电容量为MVA 240。 KV 220系统示意图如图1.1所示。 1.2 系统各元件主要参数 (1) 发电机参数如表1.1所示： 表1.1 发电机参数 电源 总容量（MVA ） 每台机额定功率 额定电压 额定功率 正序 图1.1 220kV 系统示意图

最大 最小 （MVA ） （kV ） 因数cos φ 电抗 W 1厂 295.29 235.29 235.29 15 0.85 0.35 2*30 11 0.83 0.25 W 2厂 310 232.5 4*77.5 13.8 0.84 0.3 S 1系统 476 300 115 0.5 S 2系统 428 240 115 0.5 对水电厂12 1.45X X =，对于等值系统12 1.22X X = (2) 变压器参数如表1.2所示： 表1.2 变压器参数 变电站 变压器容量（MVA ） 变比 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ A 变 20 220/35 10.5 B 变－1 240 220/15 12 B 变－2 60 220/11 12 C 变 3*120 220/115/35 17 10.5 6 D 变 4*90 220/11 12 E 变 2*120 220/115/35 17 10.5 6 (3) 输电线路参数 KM AB 60=，上端KM BC 250=，下端KM BC 230=，KM CD 185=， KM CE 30=，KM DE 170=；KM X X /41.021Ω==，103X X =，080=ΦL 。 (4) 互感器参数 所有电流互感器的变比为5/600，电压互感器的变比为100/220000。由动稳定计算结果，最大允许切除故障时间为S 2.0。 2 整定计算 2.1 发电机保护整定计算 2.1.1 纵联差动保护整定计算 （1）发电机一次额定电流的计算 式中 n P ——发电机额定容量； θ c o s ——发电机功率因数； n f U 1——发电机机端额定电压； （2）发电机二次额定电流的计算 式中 f L H n ——发电机机电流互感器变比； （3）差动电流启动定值cdqd I 的整定：

《电力系统继电保护原理》课程作业答案解析

华南理工大学网络教育学院《电力系统继电保护原理》课程作业答案171801 20170910 作业答题注意事项： 1）本作业共含客观题48题（单选20题，判断28题），主观题5题。所有题目答案务必填写在答题页面的答题表格中，填写在 题目中间或下面空白处的答案以0分计。单项选择题填写字 母ABCD之一，判断题大写V字表示正确，大写X表示错误。 其它填写方法将不能正确判别；主观题答案写在答题纸页面内 各题的表格方框内，其内容框大小可自行调节； 2）不要把答案拍摄成图片再贴入本文档，不要修改本文件中答题表格格式，务必将答题文件命名为“[学生姓名][答案].doc”, 用word2003格式存储并上传到网页，谢谢！ 3）提交作业答案文件时请删除所有题目，答案文件应仅含个人信息表、客观题答案表和主观题答题表，不含题目； 4）不标注本人姓名的文件名无效，仅将答案拷贝到网页编辑框而没有上传答案word附件的作业，可能会造成批阅速度、格式 正确性上的较大困难，请同学们理解。 作业题目 一、单项选择题（20题） 1、电力系统继电保护的四个基本要求，不包括（）。 （A）选择性；（B）速动性；（C）灵敏性；（D）针对性。 2、使用调试最方便的保护是（）。 (A)电磁式保护；（B）分立晶体管保护；（C）集成电路保护；（D）微机保护。

3、电力系统中发生概率最大故障是（）。 （A）三相短路；（B）两相短路；（C）单相接地故障；（D）两相接地故障。 4、（）不属于影响距离保护工作的因素。 （A）短路点过渡电阻；（B）电力系统振荡； （C）电压回路断线；（D）并联电容补偿。 5、目前，（）还不能作为纵联保护的通信通道。 （A）公用无线网络通道（wireless network）； （B）输电线路载波或高频通道(power line carrier)； （C）微波通道(microwave)； （D）光纤通道(optical fiber)。 6、可以作为相邻线路的后备保护的纵联差动保护是（）。 (A)分相电流纵联差动保护；(B)电流相位比较式纵联保护； (C)方向比较式纵联保护； (D)距离纵联保护； 7、（）是后加速保护的优点之一。 (A)能够快速地切除各段线路上发生的瞬时性故障； (B)可能使瞬时性故障米不及发展成为永久性故障，从而提高重合闸的成功率； (C)使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济； (D)第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（前加速的方式）。 8、下列方式不属于综合重合闸（简称综重）工作方式的是（）。 (A)两相重合闸方式； (B)三相重合闸方式； (C)单相重合闸方式； (D)停用重合闸方式。 9、双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了（）。 （A）保证选择性；(B)提高灵敏性；(C)加强可靠性；(D)提高速动性。 10、发电机定子绕组单相接地时，中性点对地电压（）。 （A）为零；（B）上升为线电压；（C）上升为相电压；（D）上升为线电压α倍（α表示由中性点到故障点的匝数占全部绕组匝数的百分数）。 11、互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是（）。 A 便于测量时形成回路； B 以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时,高电压对二次设备及人身的危害； C 有助于泄放雷电流； D 提高保护设备抗电磁干扰能力。 12、瞬时电流速断保护的动作电流应大于（）。

电力系统继电保护试题以及答案上课讲义

电力系统继电保护试题以及答案

电力系统继电保护试题以及答案 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．过电流继电器的返回系数（b） A．等于0 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（b） A．大于2 B．大于1.3~1.5 C．大于1.2 D．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（a） A．有机会只切除一条线路 B．有机会只切除一条线路 C．100%切除两条故障线路 D．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（d） A．方向性 B．可靠性 C．灵敏性 D．选择性 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（d） A．90°接线 B．3 0、3 C.-3、-3D．-30、30 6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（b） A．全阻抗继电器 B．方向阻抗继电器 C．偏移特性阻抗继电器 D．上抛圆阻抗继电器 7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（d）A．0°接线 B．90°接线 C．3 0、3 D． A 、 A +3 零序补偿电流的接线方式 8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（a） A．测量阻抗增大，保护范围减小 B．测量阻抗增大，保护范围增大C．测量阻抗减小，保护范围减小 D．测量阻抗减小，保护范围增大

电力系统学习心得体会(精选3篇)

电力系统学习心得体会（精选3篇） 电力系统学习心得体会 在平日里，心中难免会有一些新的想法，心得体会是很好的记录方式，它可以帮助我们了解自己的这段时间的学习、工作生活状态。但是心得体会有什么要求呢？下面是收集整理的电力系统学习心得体会，希望能够帮助到大家。 电力系统学习心得体会1 今年3月30日至7月30日，根据公司安排，我有幸参加了国网技术学院举办的继电保护培训班。能成为首批培训员工中的一份子，我感到十分的荣幸，同时也感谢江西省电力公司以及九江供电公司的领导给我这样一次不断完善和提高自己能力的机会。 这次培训是在国家电网技术学院进行的。这里是国家电网公司为大力转变公司和电网发展方式，加快建设“一强三优”现代公司而组建的高素质应用型技术人才与技能人才培养基地，电网实用新技术与新技能应用示范中心。 培训期间，先后学习了公共基础课如《企业文化》、《团队建设与沟通协调》、《员工职业生涯规划》等，专业知识课如《安全规程》、《电力系统继电保护》、《二次回路》、《电力系统故障分析》、《两票管理》等，并在继保实训室对主变保护屏、线路保护屏、母线保护屏、断路器保护屏等进行了校验和故障查找消除。在这4个月的培训生活中，我的感受很多，收获也很大，以下从学习，生活等几个方面总结

此次学员培训。 专业知识理论方面： 对《电力系统故障分析》的学习。这是继电保护专业的最基础的部分，要掌握故障分析，首先要对电力系统正常运行有深刻的理解，所以可以说继电保护是一门综合性的课程。通过对故障分析的重新学习，我对电力系统常见故障有了全面的认识，通过对各种故障的特点进行总结，我发现了故障的规律性，以及继电保护在这些故障的针对性。 对《电力系统继电保护原理》进行学习。继电保护原理也是继电保护专业的基础，这门课通过对各种故障的特点进行总结分类，讲述了保护的构成原理，以及各种原理的保护的使用范围，优点和缺点，以及系统中各种保护的配合使用问题。由于我们这些同志绝大部分来自地区供电公司，所以我们主要学习了220kV及以下电压等级的保护原理。 对电流互感器、电压互感器的学习。CT和PT是继电保护专业必须掌握的部分，因为继电保护对一次系统的保护是建立在对一次系统的监视上的，CT、PT将一次的大电流、高电压变为继电保护能够使用的小电流、低电压。通过学习，我掌握了CT二次绕组有好几个，分别供保护、测量、计量用，以及零序电流的采集方法;CT、PT的极性接线正确与否直接关系到保护是否能可靠工作。 二次回路对我来说是一个陌生的知识点。以前学校重视原理教学，二次回路部分并没有讲。这个月在开始讲二次回路前，我对其进

110KV电网继电保护毕业设计

引言 电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。 电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。它可以按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。 由于最初的继电保护装置是又机电式继电器为主构成的，故称为继电保护装置。尽管现代继电保护装置已发展成为由电子元件或微型计算机为主构成的，但仍沿用次名称。目前常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。 从科学技术的角度，电力系统继电保护隶属于电力系统及其自动化专业领域；从工业生产的角度，电力系统继电保护是电力工业的一个必不可少的组成部分，担负着保障电力系统安全运行的重要职责。随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大。为适应大电网发展的需要，相继出现超高压电网和大容量机组，致使电网结构日趋复杂，电力系统稳定问题日益突出，因此对电力系统继电保护提出了更高的要求。 继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等部分组成。对作用于跳闸的继电保护装置，在技术上有四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。以上四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础。在它们之间，既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的绝大部分工作也是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辨证统一关系而进行的。 关于电网继电保护的选择在“技术规程”中已有具体的规定，一般要考虑的主要规则为： （1）电力设备和线路必须有主保护和后备保护，必要时增加辅助保护，其中主保护主要考虑系统稳定和设备安全；后备保护主要是考虑主保护和断路器拒动时用于故障切除；辅助保护是补充前二者的不足或在主保护退出时起保护作用； （2）线路保护之间或线路保护与设备保护之间应在灵敏度、选择性和动作时间上相互配合，以保证系统安全运行；

电力系统继电保护的作用

1.1电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果： (1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； (3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量； (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统的瓦解。 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，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。 系统故障的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雪击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误，检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： (1)自动、迅速、有选择性地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，保证其它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，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。

继电保护心得体会

继电保护心得体会 【篇一：对继电保护故障分析和处理的心得体会】 对继电保护故障分析和处理的心得体会 摘要:随着科技的发展各种类型的电气设施出现在人们日常生活和工 作中,这些电气设施对供电提出了质量和稳定性的要求,这就使如何保 证电网安全稳定成为电力工作的重要环节。在现代化电力事业的规划、经营和管理等各项活动中,继电保护是一项重要的工作,继电保护 是维护供电稳定、维持电网的正常工作、确保用电安全的重要举措。本文从电力工作的经验出发,对继电保护故障的分析和处理进行讨论, 希望对继电保护工作提供参考和借鉴。 关键词:继电保护故障分析和处理 科技的进步和经济的发展,各种类型的电气设施出现在人们日常生活 和工作中,新型电气设施对供电提出了质量和稳定性的要求,这就使如 何保证电网安全稳定成为电力工作的重要环节。在现代化电力事业 的发展规划、经营活动和监督管理等各项工作中,继电保护成为电力 工作的重中之重。 1、继电保护的概述 (1)继电保护的定义。继电保护是研究电力系统故障和危及安全运行 时应对和处理的办法和措施,探讨对电力系统故障和危及安全运行的 对策,通过自动化处理的办法,利用有触点的继电器来保护电力系统及 其元件的安全,使其免遭损害。 (2)继电保护的功能。当电力系统发生故障或异常工况时,继电保护可 以实现的最短时间和最小区域内,将故障设备和元器件断离和整个电 力系统;或及时发出警报信号由电力工作者人工消除异常工况,达到减 轻或避免电力设备和元器件的损坏对相邻地区供电质量的影响。(3) 继电保护的分类。首先,从功能和作用的角度进行划分,继电保护分为:

异常动作保护、短路故障保护。其次,从保护对象的角度进行划分,继 电保护分为:主设备保护、输电线保护等。其三,从动作原理的角度进 行划分,继电保护分为:过电压、过电流、远距离保护等。最后,从装置 结构的角度进行划分,继电保护分为:数字保护、模拟式保护、计算保护、信号保护等。 2、常见的继电保护故障分析 由于新型电力控制设备和继电保护信息系统的使用,目前电力网络继 电保护工作的整体管理水平有了显著的提升,不过,毕竟电网和电力设 施是一个复杂的、庞大的系统,由于主客观各方面的因素影响,在继电 保护工作中仍然存在较多的问题,在日常的电力工作中常见的继电保 护故障主要有如下几种类型: (1)继电保护的运行故障。继电保护的运行故障是电力系统中危害性 最大且最常见的一种故障形式,表现为:主变差动保护、开关拒合的误 动等。例如:在电路网络的长期运行中,局部温度过高有可能导致继电 保护装置失灵。继电保护的运行故障最为常见的是电压互感器的二 次电压回路故障,是电力网络运行和围护中的薄弱环节之一。(2)继电 保护的产源故障。继电保护的产源故障是保护装置本身出现的故障, 在继电保护装置的实际运行中,其元器件的质量高低于继电保护产源 故障出现频率呈反相关。在电网和用电器中,继电保护装置对于零部 件的精度差、材质等都有严格的要求,如果采用质量不合格的零部件 和元器件将会增加继电保护产源故障发生的可能性。(3)继电保护的 隐形故障。继电保护的隐形故障既是又是大规模停电事故和电力保 护系统运行故障出现的根本原因,也是引发电力火灾的主要因素,电力 企业继电保护工作人员必须引起高度的重视。 3、处理继电保护故障的措施 为了实现电力事业又好又快地发展,进一步提高电力行业的经济和社 会效益, 【篇二：电力系统继电保护和自动化专业实习总结范文】

220kv电网继电保护设计

220kv电网继电保护设计

目录 一、题目 (1) 二、系统中各元件的主要参数 (2) 三、正序、负序、零序等值阻抗图 (4) 四、继电保护方式的选择与整定计算 (6) （A）单电源辐射线路（AB）的整定计算 (6) （B）双回线路BC和环网线路主保护的整定计算 11 （C）双回线路CE、ED、CD主保护的整定计算（选做）12 （D）双回线路和环网线路后备保护的整定计算（选做） 14 五、220kV电网中输电线路继电保护配置图 (22)

一、题目 选择图1所示电力系统220kV线路的继电保护方式并进行整定计算。图1所示系统由水电站W、R和两个等值的110kV系统S、N，通过六条220kV线路构成一个整体。整个系统的最大开机总容量为1509.29MVA，最小开机总容量为1007.79 MVA，两种情况下各电源的开机容量如表1所示。各发电机、变压器容量和连接方式已在图1中示出。 表1 系统各电源的开机情况

图1 220kV系统接线图 二、系统中各元件的主要参数 计算系统各元件的参数标么值时，取基准功率S b=60MVA，基准电压U b＝220kV，基准电流I b=3 b b S U=0.157kA，基准电抗x b = 806.67。 (一)发电机及等值系统的参数 用基准值计算所得的发电机及等值系统元件的标么值参数见表2所列。 表2 发电机及等值系统的参数 发电机或系统发电机及系统的总 容量MVA 每台机额定 功率MVA 每台机额 定电压 额定功 率因数 正序电抗负序电抗

cos 注：系统需要计算最大、最小方式下的电抗值；水电厂发电机2 1.45d x x '=，系统2 1.22d x x '=。 (二) 变压器的参数 变压器的参数如表3所列。 表3 变压器参数

华南理工网络-《电力系统继电保护》课堂作业标准答案

华南理工网络-《电力系统继电保护》课堂作业答案

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《系统工程导论》 作业题 一．判断题（正确的写“对”，错误的写“错”） 1．一般系统理论重申亚里士多德的一个观点：系统的功能可以等于系统全部要素功能的总和。 【错】 2．典型故障曲线（浴盆曲线）告诉我们：系统的故障在早期故障期和偶然故障期，其故障率都很小，到损耗故障期，故障率会逐渐升高。 【对】 3．“什么也不干”，维持现状，也是一种方案，称为零方案。 【对】 4．香农把信息定义为两次不确定性之和，即： 信息(量) = 通信前的不确定性＋通信后尚存的不确定性。 【错】 5．系统模型，是对于系统的描述、模仿或抽象。它反映系统的物理本质与主要特征。 【对】 6．系统分析一般有七个步骤，根据具体情况，有些步骤可以并行进行，但不能改变顺序。 【错】 二．单项选择题（请将你选择的字母填写在括号内） 1．80年代末，钱学森提出处理开放的复杂巨系统的方法论 是从定性到定量综合集成方法，结合系统学理论和人工智能技术的发 展，又于己于1992年提出了建设从定性到定量综合集成研讨厅体系，进一步发

展了开放的复杂巨系统的系统方法。 2．系统的所谓相关性，包含两重意思：一是系统内部各元素之间存在 着这样那样的联系；二是系统与其环境之间也存在着这样那样的联系。 “联系”又称“关系”，常常是错综复杂的。 3．指标评分法主要有：（1）排队打分法；（2）_专家打分法_；（3）两两 比较法；（4）_体操计分法_：（5）_连环比率法_；（6）_逻辑判断评分法__。 4．对模型进行修正与简化的方法通常有：（1）去除一些变量；（2）合并 一些变量；（3）改变变量的性质；（4）改变变量之间的函数关系；（5）改 变约束。 5．任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间 具有物质、能量和信息的交换。 6．系统分析的原则有那些？（1）内部因素与外部因素相结合； （2）微观效果与宏观效果相结合；（3）当前效果与长远效果相结合； （4）定量分析与定性分析相结合。 7．管理对于信息的要求是：（1）准确、（2）及时、（3）适用、（4）经济。 三简答题 1．按钱学森提出的系统新的分类方法，系统如何分类？对每一类系统举一例。 答：1）按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统； 2）按照系统结构的复杂程度分为简单系统和复杂系统。 举例：小系统：一个家庭 大系统：一个地级市 巨系统：一个国家。 简单：一个局域网 复杂：因特网。 2．简述系统与环境的关系 答：新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境；决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境；最后，系统的品质也只能放在环境中进行评价。

电网继电保护复习题

继电保护复习题 第一章绪论 一、基本问答题 1．什么是继电保护装置？其基本任务是什么？ 答：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件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。 继电保护装置基本任务是： （1）自动、迅速、有选择性地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，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理。 2．继电保护基本原理是什么？ 答：继电保护的原理就是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。如根据短路故障时流过电气元件上的电流增大而构成电流保护，根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护，根据接地故障时出现的电流﹑电压的零序分量，可构成零序电流保护，根据电力变压器部故障产生的气体数量和速度而构成瓦斯保护。 3．什么是主保护和后备保护？ 答：主保护是指被保护元件部发生的各种故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择的切除被保护设备或线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。 远后备保护是指主保护或断路器拒绝动作时，由相邻元件的保护部分实现的后备。 近后备保护是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备。如当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现的后备。 4．对继电保护装置的基本要什么？ 答： （1）选择性：当电力系统中的设备或线路发生故障时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，尽量减小停电面积，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 （2）速动性：是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压情况下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。 （3）灵敏性：是指电气设备或线路在被保护围发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。 （4）可靠性：是指对继电保护装置既不误动，也不拒动。 5．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：继电保护装置由三个部分组成，即测量部分、逻辑部分、执行部分。测量部分的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是根据逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。

继电保护(2)

5.1在超高压电网中，目前使用的重合闸有何优、缺点？ 答：在超高压电网中，目前使用的重合闸一般为综合重合闸，可以设置为单相重合闸方式、三相重合闸方式、综合重合闸方式和停用方式。单相重合闸方式就是在输电线路发生单相接地故障时，仅跳开故障相断路器，然后重合单相，重合不成功则跳开三相不再重合；而发生两相或三相故障时，跳开三相，不重合。三相重合闸方式就是无论发生什么类型和相别的故障，都跳开三相，并重合三相，重合不成功再次跳开三相不再重合。综合重合闸方式是单相重合闸方式与三相重合闸方式的综合，就是发生单相接地故障时，仅跳开故障相断路器，然后重合单相；而在发生两相或三相故障时，跳开三相，并重合三相。停用方式就是不适用重合闸，输电线路无论发生什么故障都跳开三相，且不重合。 优点如下： （1 ）输电线路80%以上的故障均为瞬时性故障，重合闸可以大大提高供电的可靠性，减小线路停电的次数。 （2）超高压输电线路绝大多数故障为单相接地故障，采用单相重合闸方式情况下， 瞬时性故障仅需要短时地跳开故障相，保持两非故障相线路的连接，重 合后恢复三相运行，有利于提高电力系统并列运行的稳定性，提高线路 的传输容量。在两相故障时跳开三相是因为保留非故障的单相对提高传输能 力作用不大。 缺点如下： （1）重合于永久性故障时，将会使电力系统再一次受到故障的冲击，对超高压系统还可能降低并列运行的稳定性。 （2）使断路器的工作条件变得更加恶劣，因为它要在很短的时间内，连续切断两次短路电流。 （3）在单相重合闸期间，系统岀现纵向不对称，有零序和负序分量产生。 解决方案：在进行重合闸之前，进行永久性故障的辨识，如果故障为永久性，就不进行重合，避免系统遭受第二次冲击。 5.12什么是重合闸前加速保护，有何优缺点？主要适用于什么场合？ 答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。 如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性地切除故障。 采用前加速的优点是：能够快速地切除瞬时性故障；可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；能保证发电厂和重要变电所的母线电压在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；使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济。 前加速的缺点是：断路器工作条件恶劣，动作次数多；重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长；如果靠近电源侧的重合闸装置或断路器拒绝合闸，贝U将扩 大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。

110KV电网继电保护设计

黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目110KV电网继电保护设计 专业班级: 姓名: 学号:

2017年月日

摘要 这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。中国的电力工业作为国家最重要的能源工业，一直处于优先发展的地位，电力企业的发展也是令人瞩目的。电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，也使得继电保护得以飞速的发展。电力系统继电保护是电力系统的重要组成部分，没有继电保护的电力系统是不能运行的。电力系统继电保护的设计电网直接影响到电力系统的安全稳定运行。如果设计与配置不当，继电保护将不能正确动作，从而会扩大事故的停电范围。因此，要求继电保护有可靠性、选择性、快速性和灵敏性四项基本性能,需要整定人员针对不同的使用条件,分别进行协调。 本次设计以对110kV单电源环形网络的继电保护配置，整定计算。设计内容包括：系统主要元件的参数，短路电流的计算，中性点接地的选择，距离保护方式选择和整定计算，零序电流保护方式配置与整定计算，及主变压器保护的设计。 关键词：110kV继电保护;短路电流计算;变压器保护

目录 第1章绪论 (1) 1.1什么是继电保护 (1) 1.2 继电保护整定计算的目的及基本任务 (1) 1.2.1整定计算的目的 (1) 1.2.2 整定计算的基本任务 (1) 第2章电力系统继电保护概论 (3) 2.1 电力系统继电保护的作用 (3) 2.2电力系统继电保护的基本要求 (3) 2.3 继电保护的发展现状 (4) 第3章线路保护的整定计算 (6) 3.1 110kV线路保护的配置 (6) 3.1.1 110~220kV线路保护的配置原则 (6) 3.2 相间距离保护 (6) 3.2.1 距离保护的基本概念和特点 (6) 3.2.2 相间距离保护整定计算 (7) 3.2.3 相间距离保护II段整定计算 (8) 3.2.4 相间距离保护III段整定计算 (9) 3.2.3 线路A-BD2,B-BD2 相间距离保护整定计算结果： (10) 3.2.4相间距离保护装置定值配合的原则 (11) 3.3 零序电流保护方式配置 (12) 3.3.1 110中性点直接接地电网中线路零序电流保护的配置原则 (12) 3.4 零序电流保护整定计算的运行方式分析 (12) 3.4.1 接地短路电流、电压的特点 (12) 3.4.2 接地短路计算的运行方式选择 (12) 3.4.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择 (13) 3.4.4 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择 (13) 3.4.5 零序电流保护的整定计算 (13) 3.4.6零序电流保护整定计算结果表 (16) 第4章线路保护整定 (17) 4.1电力系统短路计算的目的及步骤 (17) 4.1.1 短路计算的目的 (17) 4.1.2 计算短路电流的基本步骤 (17) 4.2 运行方式的确定 (18) 4.2.1 最大运行方式 (18) 4.2.2 最小运行方式 (18) 第5章主变压器保护的设计 (19) 5.1 主变压器保护的配置原则 (19) 5.2 本设计的主变保护的配置及说明 (19) 5.3 纵差保护的整定计算 (20)

电力系统继电保护原理试题及答案上课讲义

大学200 －200 学年第( )学期考试试卷课程代码 3042100 课程名称电力系统继电保护原理考试时间120 分钟 阅卷教师签字： 一、填空题（每空1分，共18分） 1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常工作 时，继电保护装置一般应。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其 灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过 渡电阻的影响最大， 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理实现 的，因此它不反应。 7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分量，其 中以为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动， 即， 和。 二、单项选择题（每题1分，共12分）

1、电力系统最危险的故障是（ ）。 （A ）单相接地 （B ）两相短路 （C ）三相短路 2、继电保护的灵敏系数要求（ ）。 （A ） （B ） （C ） 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ ）。 （A ）提高保护的灵敏性 （B ）外部故障切除后保护可靠返回 （C ）解决选择性 4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（ ） （A ）瞬时电流速断保护 （B ）限时电流速断保护 （C ）定时限过电流保护 5、三种圆特性的阻抗继电器中， （ ）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 6、有一整定阻抗为的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗 时， 该继电器处于 （ ）状态。 （A ）动作 （B ）不动作 （C ）临界动作 7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II 段的动作阻抗时，分支系数应取（ ）。 （A ）大于1，并取可能的最小值 （B ）大于1，并取可能的最大值 （C ）小于1，并取可能的最小值 8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（ ）。 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（ ） （A ）能正确动作 （B ）可能拒动 （C ）可能误动 10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k 点短路，若A -B 线路通道故障，则保护1、2将（ ）。 （A ）均跳闸 （B ）均闭锁 （C ）保护1跳闸，保护2 闭锁 图1 11、变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。 （A ）过电流 （B ）过负荷 （C ）瓦斯 12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（ ）选择。 sen K 1 sen K <1 sen K =1 sen K >860set Z =∠?Ω 430m Z =∠?Ω A B C D

超高压电网内过电压的特点分析示范文本

超高压电网内过电压的特点分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

超高压电网内过电压的特点分析示范文 本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 在超高压电网中，送电线路往往很长，因此线路的 “电感——电容”效应显著增大，它导致空载线路末端工 频电压的严重升高，而且在这个基础上会引起幅值很高的 空线拉、合闸过电压。为解决这一问题，此时需要在线路 上装设并联电抗器，以补偿线路电容电流的作用，达到限 制工频电压升高的目的。并联电抗器的无功功率PL对空线 电容无功功率Pc的比值（PL/Pc）叫补偿度。通常补偿度 选在66~100%。 并联电抗器L的存在是超高压电网最突出的特点，它 使得一系列内过电压问题变得与一般电网不同。

首先，对切空线过电压来说，L的存在大有好处。在没有L时，断路器断弧后空线将保持直流电压（严重时其值等于相电压），而电源电压按工频变化，所以在过了半个周波后，断路器断口所受电压可达2Uxp，断口可能重燃，于是引起过电压。在有L时，如果补偿度是100%，这意味着当断路器断弧后，空线电容与并联电抗器L的自振频率恰为工频，因此在断口两侧的电压变化都是工频的，所以断口上的恢复电压将为0，这样断路器就不会重燃。可见，即使断路器的灭弧能力较差，此时也不会发生重燃，于是就不会产生切空线过电压了。对补偿度为80%或66%的电抗器来说，空线自振频率为工频的90%或80%，此时断路器所受恢复电压上升速度比无电抗器时要缓慢得多，分析表明，过0.1秒或0.5秒以后，断口电压才达到最大值。在这段时间内，去游离作用加强，断口中的介质耐压能够得