电力系统继电保护基本原理(2)

第三章 电网相间短路的方向电流保护

1、 本章学习要求

（1）应熟悉的内容

了解相间短路方向电流保护的作用和构成。了解电抗型电流电压变换的作用、构造及工作原理。

（2）应掌握的内容

掌握方向元件(功率方向继电器)的工作原理、构造及动作持性。初步掌握基于两个电气量相位比较的原理和基于两个电气量幅值比较的原理及其互换性。了解实现比幅式继电器的一般方法。

（3）应熟练掌握的内容

明确对功率方向继电器接线方式的要求和900接线方式的概念，并理解相间短路时功率方向继电器的工作情况。对于保护安装处两侧有电源的网络，继电保护为保证动作的选择性，需装设方向元件。掌握在双测电源网络中继电保护动作带有方向性的必要性，以及可以省略方向元件的条件。

2、本章重点难点分析

本章知识点中，重点是：功率方向继电器及其接线方式和动作情况的分析。难点是根据选择性原则分析可以省略方向元件的条件。

一、二段电流保护：动作值不能保证选择性时需使用功率方向继电器 三段电流保护：动作时间不能保证选择性时需使用功率方向继电器 特别注意：三段电流保护设置功率方向继电器的选择条件

3、 典型例题解答

在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流保护动作时限如图所示。问:(1)输电线路过电流保护动作时间;(2)哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?(3)在给定潮流方向的情况下,线路Lab,Lbc上功率方向元件的动作行为如何？

解：(1)按阶梯时间特性计算保护1—4的过电流保护动作时限。

考虑电源EM 单独作用时，保护8为其末端线路保护，以其为基准进行计算：

t3?t8??t?1.5?0.5?2s

t1?maxt3{,t6,t7}??t?t3??t?2.5s

考虑电源EN 单独作用时，保护5为其末端线路保护，以其为基准进行计算：

t2?t5??t?1?0.5?1.5s

t4?maxt2{,t6,t7}??t?t7??t?2.5s (2)必须安装功率方向元件的过电流保护

a.母线A出线的保护：保护5为负载线路保护，则保护1不需设置功率方向元件。 b.母线C出线的保护：保护8为负载线路保护，则保护4不需设置功率方向元件。 c.母线B出线的保护：

保护3，7的动作时间相等，均为最大动作时间，tmax?t3?t7?2s 则保护2，3均需设置功率方向元件（方向标于图中，与保护正方向相同）。 （说明：由于保护7为负载线路保护，则该线路故障时，由于保护2动作时间小于保护7动作时间，保护2失去选择性误跳闸；保护3，7的动作时间相等，将同时动作跳闸，即保护3失去选择性误跳闸；为保证选择性，保护2，3需设置功率方向元件。）

保护6，7为负载线路保护，则保护6，7不需设置功率方向元件。

(3)给定潮流方向下功率方向元件动作行为分析

a.线路Lab上潮流方向与保护2动作正方向相反：保护2功率方向元件不动作。 b.线路Lbc上潮流方向与保护3动作正方向相同：保护3功率方向元件动作；但此时保护3电流元件不动作，因此方向性电流保护不动作。

4、 本章作业(p.64)

第四章 电网的接地保护

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容

了解电力系统中性点的接地方式和变压器中性点接地的一般原则及零序电流(电压)滤过器的作用和原理。理解中性点直接接地电网接地短路时零序分量(零序电压、电流和功率)的特点及中性点不接地电网单相接地短路时故障相和非故障相电压、电流的特点和性质。

（2）应掌握的内容

灵敏I段和不灵敏I段保护的差别与使用条件。限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要求时所采取的措施（四段式零序电流保护）。了解中性点非直接

接地电网发生单相接地时零序分量的的特点及其接地保护方式。

（3）应熟练掌握的内容

掌握中性点直接接地电网三段式零序电流保护的整定计算原则和计算方法，并理解零序功率方向继功率方向继电器的工作原理。

2、本章重点难点分析 本章知识点中，重点是中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点及具零序电流保护和零序方向电流保护的整定计算原则和计算方法。掌握电网接地短路时零序分量的特点是实现接地保护的理沦依据，也是学好本章的基础。学习时与反应相间短路的电流保护和功率方向继电器进行比较，找出异同，有助于加深理解。

3、本章典型例题解答

零序方向电流保护的主要特点是什么？

(1) 零序方向电流保护的灵敏度高，动作时限短，无电压死区。 (2) 零序电流保护受运行方式变化的影响较小。

(3) 零序保护不受三相对称的系统振荡，短时过负荷等的影响。

(4)在110kV及以上的高压系统中，单相接地故障约占全部故障的70％一90％，且其它的故障也往往是由单相接地发展起来的，因此采用专门的零序保护具有显著的优越性

5、 本章作业(p.78~79)

第五章 电网的距离保护

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容

理解距离保护的测量阻抗和时限特性，特别是测量阻抗的概念；了解反应相间短路和接地短路的阻抗继电器接线方式；对振荡闭坡装置作初步的了解；了解电压回路断线的影响及其防止措施。

（2）应掌握的内容

理解掌握方向性阻抗继电器产生死区的原因、消除死区的措施，并了解由于引入极化电压给阻抗继电器暂态特性带来的影响；掌握分析分支电流的影响及其防止措施；掌握分析电力系统振荡的影响及振荡闭锁装置的基本原理。

（3）应熟练掌握的内容

熟练地掌握运用幅值比较原理和相位比较原理在复平面上分析单相式阻抗继电器的动作特性，以及运用这两种原理构成各种常用的单相式阻抗继电器的方法；了解上述两种原理的运用要领和它们的互换性；熟悉单相式阻抗继电器的动作方程、动作特性、交流接线。掌握分析过渡电阻对距离保护工作的影响及其防止措施；熟练地掌握三段式距离保护的整定计算原则和整定计算方法。

2、本章重点难点分析

本章知识点中，重点是：阻抗继电器动作特性的分析方法和阻抗继电器的接

线方式、影响阻抗继电器正确动作的因素(包括电力系统振荡)和距离保护的整定计算方法。难点是： 阻抗继电器动作特性的分析和电力系统振荡对距离保护的影响。

3、本章典型例题解答

如图所示，在110kV输电线路中，线路AB的负荷电流为335A, 负荷电流功率因数为cos?=0.8, Kzq=1.5; Kfh=1.15,Kk’=0.85;Kk=1.25。其余参数见附图。计算：线路AB的零度接线相间方向阻抗距离A保护一段、三段动作值(无需校验)。其中：阻抗继电器最大动作灵敏角为: 75度；系统阻抗为:Xs=9.5欧姆；单位线路长度的阻抗为: x1=0.4(欧姆/公里)；电流互感变比为NLH=1200/5。

110KV 25KM 36KM 18KM 解：（1）距离保护一段动作值整定

''Zdz?K.AkZAB?0.85?0.4?25?8.5(?)

''Zdz.A.J?Zdz.A?NLH12005?8.5??1.86(?) NYH110?103100

（2）距离保护三段动作值

Zf.AB.max0.9UN0.9?110?103???170.62(?) If.AB.max335?3

全阻抗动作值：

Zdz.A?Zf.AB.maxKK3?Kfh?Kzq?170.62?79.13(?)

1.25?1.15?1.5

方向阻抗动作值：

?f?arccos(0.8)?36.870

*Zdz.A?Zdz.A79.13??100.6(?) 0cos(?d??f)cos(75?36.87)NLH12005?100.6??21.95(?) NYH110?103100**Zdz.A.J?Zdz.A?

4、本章作业 (p.125~126)

第六章 输电线路的纵联保护

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容

纵联差动保护的基本原理和不平衡电流的概念。高频保护的基本原理和高频通道的基本构成方式。

（2）应掌握的内容

高频通道的三种工作方式(故障时发信、长期发信和移频(混合)方式)及其特点，以及三种类型高频信号(闭锁、允许和跳闸信号)的性质；相差高频保护的操作电流。

（3）应熟练掌握的内容

高频闭锁方向保护和高频闭锁距离(零序)保护的工作原理、构成、基本元件的作用（结合逻辑框图分析）。高频闭锁方向保护对功率方向元件的要求。相差高频保护的工作原理、构成和闭锁角的概念。

2、本章重点难点分析

本章知识点中，重点是：纵联差动保护的基本原理和不平衡电流、高闭锁方向保护和相差高频保护的基本原理。

3、本章典型例题解答

高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是什么？如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响?

答：高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是：故障时，高频闭锁方向保护的方向元件判别为正向故障、且在通道配和延时时间到后未收到线路对侧保护发出的高频闭锁信号时跳闸。

如果通道遭到破坏，当内部故障时，保护的工作不会受到影响，可以跳闸；外部故障时，保护的工作会受到影响，远故障端的保护不能收到高频闭锁信号而误跳闸。

4、本章作业（p.147）

第七章 电力变压器保护

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容 变压器的故障类型、异常运行情况和继电保护方式等概念；变压器的瓦斯保护。

（2）应掌握的内容

变压器相间短路的几种后备保护及其特点；变压器中性点直接接地和不接地运行方式的接地保护；变压器的过励磁保护。

（3）应熟练掌握的内容

变压器纵差动保护中不平衡电流、励磁涌流的特点和克服影响的措施；差动继电器的工作原理，变压器纵差动保护的整定计算原则。

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