电力系统继电保护原理第五版

《电力系统继电保护》

第 一章 绪 论

一,电力系统的正常工作状态,不正常工作状态和故障状态

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各种类型的短路.发生短路时 可能产生以下后果:

1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏.

2)短路电流通过非故障设备时,由于发热和电动力的作用,引起电气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减.

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产品的质量. 4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至导致整个系统瓦解. 继电保护装置的基本任务是:

1)自动地,迅速地和有选择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,保证其他无故障部分迅速恢 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(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置. 二, 继电保护的基本原理及其组成 1,继电保护的基本原理

电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:

1)电流增大. 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流.

2)电压降低. 当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相

03继保（A）

1. （10分）如图（a）所示网络中，线路AB装有三段式电流保护，各段保护的接线方式如图（b）所示。已知AB线路末端三相短路时的最大短路电流为1320A，末端三相短路时的最小短路电流为980A；限时电流速断保护的灵敏度为1.32。

AQF1B

(a)

A B C I4 I7 I5 I6 I1 I2 I3 I1、I4为保护1的I段电流继电器 I2、I5为保护1的II段电流继电器 I3、I6、I7为保护1的III段电流继电器

(b)

I?1.25）1） 计算保护1电流速断和限时电流速断保护的定值（Krel；

2） 当在B母线发生AB两相短路时说明那些继电器会动作，那些可能动作，那些不会动作，最终由哪一段保护出口跳闸。

2.（10分）图示系统，保护1装有900接线的功率方向继电器，设系统各元件的阻抗角为65o。

12

1）说明90o接线的功率方向继电器的接线方式； 2）应整定功率方向继电器的内角为30o还是45o？ 3）写出功率方向继电器的动作方程；

4）分析保护正方向出口发生AC两相短路时A相功率方向继电器的动作情况。 3．（8分）如图所示系统，已知变压器、线路的零序阻抗角均为75o。当K点发生单相接地短路时

T1 QF1

1绪论

1.1什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？什么是辅助保护？ 1.2说明对电力系统继电保护有那些基本要求。

1.3简要说明继电保护装置的一般构成以及各部分的作用。

1.4针对下图系统，分别在K1、K2、K3点故障时说明按选择性的要求哪些保护应动作跳闸。

2电网的电流保护

2.1 分析电流保护中各段如何保证选择性？各段的保护范围如何，与哪些因素有关？ 2.2 什么是电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数，增量动作继电器、欠量动作

继电器的返回系数有什么区别？

2.3 在图示网络中，试分析保护1、4和9的最大和最小运行方式。

2.4 在图所示网络中，线路AB电源端装有三段式电流保护，线路BC装有二段式电流

保护，均采用不完全星形接线方式，系数参数如图所示，线路AB和BC的最大负荷电流分别为2.3A和2A，线路BC的过电流保护动作时限为3S，负荷自起动系数为1。试计算：(1)、线路AB和BC各段电流继电器的动作电流Iset和时间继电器的动作时限t。(2)、求出无时限电流速断的保护范围和校验Ⅱ、Ⅲ段的灵敏度。

IIIIIIK?1.2,K?K?1.1，Kre?

继电保护题目

第一章 绪论

习题

1-1 在图1-1所示的网络中，设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2

对四项基本要求的满足情况：

（1） 保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回； （2） 保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL； （3） 保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL； （4） 保护1起动但未跳闸，保护2动作跳开2DL； （5） 保护1未动，保护2动作并跳开2DL； （6） 保护1和保护2均未动作

图1-1 习题1-1图

第二章 电网的电流保护和方向性电流保护

一、三段式相间电流保护

例题

例题2.1 欲在图2-1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。试选择电流互感器的变比并进行I段、II段、III段电流保护的整定计算，即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I’dz、I’dz·J、I’’dz、I’’dz·J、I dz、I dz·J）、动作时间（t’、t’’、t）和I段的最小保护范围lmin%，以及II段和III段的灵敏系数K’’lm、Klm(1)、Klm(2) 。对非快速切

1、 继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么?（第1章第1节）

答：（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，保证其他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(如有无经常值班人员)而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。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，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。

（3）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

2、后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护的优缺点。（第1章第2节） 答：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。

后备保护可分为远后备和近后备保护两种，远后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现的后备；近后备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，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。

3、主保护或断路器

《电力系统继电保护》实验报告

实验一供电线路的电流速断保护实验

一、实验目的

1． 掌握电流速断保护的电路原理以及整定计算方法。 2． 理解电流速断保护和过电流保护的优缺点。

3． 进行实际接线操作, 掌握两段过流保护的整定调试和动作试验方法。 二、预习与思考

1． 参阅有关教材做好预习，根据本次实验内容，参考两段式过电流保护的原理图及展开图。

2． 电流速断保护为什么存在“死区”，怎样弥补？ 三、原理与说明

通过上一个实验可以了解，过电流保护有一个明显的缺点，为了保证各级保护装置动作的选择性，势必出现越靠近电源的保护装置，其整定动作时限越长，而越靠近电源短路电流越大，因此危害更加严重。因此根据GB50062-1992规定，在过电流保护动作时间超过0.5～0.7s时，应装设瞬时动作的电流速断保护装置。

电流速断保护的整定计算方法请参考相关教材，也可参考附录1的基于本实验一次系统参数的电流速断保护整定计算。

由电流速断保护的整定计算公式可知，电流速断保护不能保护本段线路的全长，这种保护装置不能保护的区域，称为“死区”，因此电流速断保护必须与带时限过电流保护配合使用，过电流保护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差Δt=0.5～0.7s，而

2008级《电力系统继电保护原理》考试题型及复习题

第一部分：考试题型分布

（1） 单选题（10分）：1分×10题 （2） 多选题（10分）：2分×5题 （3） 简答题（25分）：5分×5题 （4） 分析题（20分）：3题 （5） 计算题（35分）：3题。

第二部分：各章复习题

第一章

1. 继电保护装置的基本任务是什么？P1

2. 试述对继电保护的四个基本要求的内容。P4-P5

（除了知道保护四性及其含义，更应该能够理解并运用，如懂得对某故障对某保护引起的保护起动、返回或动作进行四性的评价。） 3. 如下图，线路AB、BC配置了三段式保护，试说明：

（1）线路AB的主保护的保护范围，近后备、远后备保护的最小保护范围； （2）如果母线B故障（k点）由线路保护切除，是由哪个保护动作切除的，是瞬时切

除还是带时限切除；

（3）基于上图，设定一个故障点及保护动作案例，说明保护非选择性切除故障的情况。

思路：

(1) AB主保护由I段和II段构成，I段不能保护AB全线，II段保护范围包含AB全线，并通过与相邻线路保护动作时限的配合，保证AB全线保护的选择性；近后备保护线路全长至B点，远后备保护至相邻线路末端C点。

(2) 由保护2的II段（限时速断

《电力系统继电保护基本原理》

课程学习指导资料

编写：陈 皓

适用专业：电力系统自动化专业 适用层次：专科（业余）

四 川 大 学 网 络 教 育 学 院

二 0 0三年十一月

《电力系统继电保护》课程学习指导资料

编写：陈 皓 审稿(签字)：

审批(主管教学负责人签字)：

本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《电

力系统继电保护》(吴必信主编，中国电力出版社，2000年)以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电力系统自动化专业专科学生。

第一部分 课程的学习目的及总体要求

一、 课程的学习目的

电力系统继电保护是四川大学网络学院电力系统及其自动化专业(专科)考试计划中的一门专业课。它是研究继电保护技术和继电保护装置及其在电力系统中应用的一门科学,为培养电力系统及其自动化高等工程应用型技术人才而设置的。通过学习获得电力系统继电保护必要的基本理论、基本知识和基本技能，为以后分析、解决本专业的—般技术问题奠定基础。

二、课程的总体要求

本课程的内容包括两部分：电网保护和主设备(变压器、发电机、母线等)保护。通过本课程的学习和实验，要求：

1．掌握电

《电力系统继电保护》实验报告

实验一供电线路的电流速断保护实验

一、实验目的

1． 掌握电流速断保护的电路原理以及整定计算方法。 2． 理解电流速断保护和过电流保护的优缺点。

3． 进行实际接线操作, 掌握两段过流保护的整定调试和动作试验方法。 二、预习与思考

1． 参阅有关教材做好预习，根据本次实验内容，参考两段式过电流保护的原理图及展开图。

2． 电流速断保护为什么存在“死区”，怎样弥补？ 三、原理与说明

通过上一个实验可以了解，过电流保护有一个明显的缺点，为了保证各级保护装置动作的选择性，势必出现越靠近电源的保护装置，其整定动作时限越长，而越靠近电源短路电流越大，因此危害更加严重。因此根据GB50062-1992规定，在过电流保护动作时间超过0.5～0.7s时，应装设瞬时动作的电流速断保护装置。

电流速断保护的整定计算方法请参考相关教材，也可参考附录1的基于本实验一次系统参数的电流速断保护整定计算。

由电流速断保护的整定计算公式可知，电流速断保护不能保护本段线路的全长，这种保护装置不能保护的区域，称为“死区”，因此电流速断保护必须与带时限过电流保护配合使用，过电流保护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差Δt=0.5～0.7s，而

2008级《电力系统继电保护原理》考试题型及复习题

第一部分：考试题型分布

（1） 单选题（10分）：1分×10题 （2） 判断题（10分）：1分×10题 （3） 简答题（25分）：5分×5题 （4） 分析题（20分）：3题 （5） 计算题（35分）：3题。

第二部分：各章复习题

第一章

1. 继电保护装置的基本任务是什么？

答：1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；

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、减负荷或跳闸。

2. 试述对继电保护的四个基本要求的内容。

答：1）选择性： 2）速动性： 3）灵敏性： 4）可靠性：

3. 如下图，线路AB、BC配置了三段式保护，试说明：

（1） 线路AB的主保护的保护范围，近后备、远后备保护的最小保护范围； 答：近后备最小保护范围为AB，远后备最小保护范围为AC

（2） 如果母线B故障（k点）由线路保护切除，是由哪个保护动作切除的，是瞬时

切除还是带时限切除；

答：是由保护2动作切除的，是带时限切除的。

（3）基于上图，设定一个故障点及保护动作案例，说明保护非选择性切除故障的情况。

答：当保护1出口处附近发生短路时，由保护2瞬时切除故障，再