电力系统继电保护案例分析

《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

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

·研制与开发·　翟明玉，等　电网调度广域分布式实时数据库系统体系架构和关键技术

ａｎｄｒｏｓｅｃｔｓｏｆｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｄｉｓａｔｃｈｗｉｔｈＣｈｉｎｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　　　　　　　ｐｐｇｐ［］，，（）：Ｊ．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｓｔｅｍｓ２００９３３１７１６２０．　　　　－ｙ［］特高压“十二五”规划上报电力“高速公路”启动［／３ＥＢＯＬ］．

［：／／／／／／２０１２４２８］．ｈｔｔｗｗｗ．ｓ．ｃｏｍ．ｃｎｄｌｗｎｄｌｗ２０１２０４－－ｐｐｙｇｙ＿ｔ２０１２０４２８１８８２７８．ｈｔｍ．

［］陆杏全．能量管理系统的实时数据库技术［］电力系统自动化，４Ｊ．

（）：２００３，２７６２１２４．－

ｉｎｕａｎ．ＲｅａｌｉｍｅａｔａｂａｓｅｅｃｈｎｉｕｅｎｎｅｒＬＵ　Ｘ　ｔ　ｄ　ｔ　ｉ　ｅｇｑｑｇｙ］ｍａｎａｅｍｅｎｔｓｔｅｍ［Ｊ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎｆｌｅｃｔｒｉｃｏｗｅｒ　ｓ　ｏ　Ｅ　Ｐｙｇ

，（）：Ｓｓｔｅｍｓ２００３，２７６２１２４．－ｙ

［］张慎明，卜凡强，姚建国，等．遵循Ｉ５ＥＣ６１９７０标准的实时数据库　

］电力系统自动化，（）：管理系统［Ｊ．２００２，２６２４２６３０．－

，Ｂ，ＹＡ

《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

《电力系统继电保护》习题一

第一章 继电保护的基础知识

一、填空题

1、继电保护装置是由（）、电子元件、互感器等按一定要求组合而成的。 2、继电保护装置是由各种继电器、（）、互感器等按一定要求组合而成的。 3、继电保护装置是由各种继电器、电子元件、（）等按一定要求组合而成的。

4、对继电保护的基本要求有（）、速动性、灵敏性、可靠性四个。 5、对继电保护的基本要求有选择性、（）、灵敏性、可靠性四个。 6、对继电保护的基本要求有选择性、速动性、（）、可靠性四个。 7、对继电保护的基本要求有选择性、速动性、灵敏性、（）四个。 8、按保护的后备问题，继电保护装置可分为（）、后备保护、辅助保护三类。

9、按保护的后备问题，继电保护装置可分为主保护、（）、辅助保护三类。 10、按保护的后备问题，继电保护装置可分为主保护、后备保护、（）三类。 11、按用途分类，电磁型继电器可分为（）、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。

12、按用途分类，电磁型继电器可分为电流继电器、（）、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。

13、按用途分类，电磁型继电器可分为电流继电器、电压继电器、（）、中间继电器、信号继电器等。

14、按用途分类，电磁型继电器可分为

1 前 言

《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化的一门主要课程，在完成了理论的学习的基础上，为了进一步加深对理论知识的理解，本专业特进行了此次的继电保护课程设计。

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形式的短路，它严重的危机设备的安全和系统的可靠运行。此外，电力系统还会出现各种不正常的运行状态，最常见的如过负荷等。

在电力系统中，除了采取各项积极措施，尽可能地消除或减少发生故障的可能性以外，一旦发生故障，如果能够做到迅速地、有选择性地切除故障设备，就可以防止事故的扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行，使故障设备免于继续遭受破坏。然而，要在极短的时间内发现故障和切除故障设备，只有借助于特别设置的继电保护装置才能实现。

伴随着电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入了新的活力。因此，继电保护技术得天独厚，在接近半个世纪里的时间里完成了发展的4个历史阶段：继电保护萌芽期、晶体管继电保护、集成运算放大器的集成电路保护和计算机继电保护。继电保护技术未来趋势是计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的发展。

概 述

一、保护的任务

*故障时：自动、快速、有选择性地切除故障元件，zhog保证非故障部分恢复正常运行

*不正常运行时：自动、及时、有选择地动作于信号、减负荷或跳闸

二、对保护的基本要求

1、选择性；2、速动性；3、灵敏性；4、可靠性

三、保护基本工作原理

1、反应设备一端系统正常运行与故障时基本参数的区别（单端测量）

由于无法从测量电气量上来区分本设备末端故障点与相邻设备首端故障点，为了保证选择性，在本设备末端附近保护区的动作必须带延时（不能实现全线速动）。

2、反应设备内部故障与外部故障及正常运行时两端电气量的差别（双端测量或纵联保护）

由于可准确区分本设备内部故障点与外部其他设备故障点，可实现全线速动。但不具备远后备作用（不能作其他设备的后备保护）。

§2 电网的电流保护和方向性电流保护

§2-1 单侧电源网络相间短路的三段电流保护（主要用于35KV及以下线路） 一、电流I段保护：瞬时动作的电流保护 1、短路特性分析 ↓

三相短路时d(3),流过保护处的短路电流：Id =

EE= Zd(?)↑ → IdZ?Zs?Zd

曲线max：系统最大运行方式下发生三相短路情况 曲线min：系统最小运行方式下发生两

附录

1 电力系统继电保护

1.1方向保护基础

日期，对于远离发电站的用户，为改善其供电可靠性提出了双回线供电的设想。当然，也可以架设不同的两回线给用户供电。在系统发生故障后，把用户切换至任一条正常的线路。但更好的连续供电方式是正常以双回线同时供电。当发生故障时，只断开故障线。图14-1所示为一个单电源、单负载、双回输电线系统。对该系统配置合适的断路器后，当一回线发生故障时，仍可对负载供电。为使这种供电方式更为有效，还需配置合适的继电保护系统，否则，昂贵的电力设备不能发挥其预期的作用。可以考虑在四个断路器上装设瞬时和延时起动继电器。显然，这种类型的继电器无法对所有线路故障进行协调配合。例如，故障点在靠近断路器D的线路端，D跳闸应比B快，反之，B应比D快。显然，如果要想使继电器配合协调，继电保护工程师必须寻求除了延时以外的其他途径。

无论故障点靠近断路器B或D的哪一端，流过断路器B和D的故障电流大小是相同的。因此继电保护的配合必须以此为基础，而不是放在从故障开始启动的延时上。我们观察通过断路器B或D的电流方向是随故障点发生在哪一条线路上变化的。对于A和B之间的线路上的故障，通过断路器B的电流方向为从负载母线流向故障点。对于断路器D，电流通