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1、电力系统继电保护考前辅导资料 一、 说明电力系统继电保护作用是反应电力系统中各设备元件及线路各种故障而动作控制断路器切除故障部分，对不正常运行状态发出相应信号。电力系统的保护基本上分两大类：输电线路三段式保护及设备的差动保护。电力系统所有高压设备及线路在电源侧加装断路器，加装断路器就要加装保护，且加装反应各种故障的主保护和后备保护。每种保护应掌握动作原理、整定计算和接线图。所以保护的题型也是：问答题、计算题、画图题和判断题。 开卷考试 教材：电力系统继电保护（王瑞敏、王毅华编著网院讲义） 复习要领：各种继电保护的原理、整定计算和接线图 二、各章重点串讲及例题解析第一章 概述 重点掌握：电力系统
2、及其中性点的运行方式，短路及其计算，继电保护原理、作用及组成，对继电保护的基本要求。举几个例：1、 电力系统故障的原因、种类及后果是什麽？答：原因绝缘损坏和误操作。种类单相短路约占83% ；两相短路约占8% ；三相短路约占5%；两相短路接地约占4% 。后果电流增大，造成电器设备动热不稳定；电压降低，破坏电力系统的正常供电；破坏电力系统的稳定运行。 2、何谓大接地电流系统？何谓小接地电流系统？小接地电流系统的优缺点是什麽？答：中性点直接接地叫大接地电流系统。中性点不接地或经消弧线圈接地叫小接地电流系统。小接地电流系统优点：单相接地没有短路电流，只有对地电容电流，一般系统可以带接地点运行2小时，提
3、高了电力系统运行的可靠性。 缺点：设备及线路的主绝缘应按线电压设计，提高了造价。Z 对称三相电路计算：对称三相电路就是三个单相电路，如图1-1所示的三相对称电路，电源和负载中性点电压O、O，等电位，所以，一相电压降落在一相负载阻抗上。可用欧姆定律计算任一相电流。若三相电源相电压为 UA 、UB 、Uc及三相负载阻抗为Z（忽略线路电抗X），则一相电流的大小为； A X O B X Z O， C X Z 对称三相电路图 。 电力系统一次接线图：将电力系统的一次设备用图形符号表示，按实际接线连成的单线图，如下图12所示。 110kV 10kV 0.38kV 电源 20km 0.4/km 2km 0.
4、4/km 200MVA 50MVA 1MVA X=0.1 Ud%=10 Ud%=5 图12 电力系统一次接线图 ()电力系统平均额定电压：比电力系统额定电压高%的电压：。、。、等，以Pj表示。它也是输电线路首末两端设备额定电压的平均值（0。38kV电压级例外）。只有计算电力系统短路电流和与计算短路有关的参数时才采用平均额定电压，计算电力系统额定电流一律采用额定电压。 标幺值制: 电力系统计算中所遇到的物理量采用新的物理量单位进行衡量,新的单位就叫做相应物理量的基值。.用新单位（基值）衡量相应物理量所得的值叫该物理量的标幺值,用标幺值进行计算叫标幺值制.（用新单位制进行计算叫标幺值制。）三相电路
5、的基值 在有名值制中,电压、电流、阻抗和容量的单位之间满足欧姆定律和功率方程,标幺值制的基值(单位)之间也需满足欧姆定律和功率方程,因而只能任选两个基值，,另外两个可用欧姆定律和功率方程求出。一般任选容量基值（如选，它的合理选择值是使阻抗的标幺值小数点前后零最少），电压的基值是将各电压级的平均额定电压作为各电压级电压的基值，,使在电力系统不同电压级电压的标幺值皆为1，各电压级下的阻抗标幺值在画成等值电路时不需要归算。在已知容量和电压的基值为Sb 、Ub 后,在三相电路中电流的基值为: 阻抗的基值为:将各电压级的平均额定电压作为各电压级电压的基值，各电压级的标幺值电压皆为1，即各变压器标幺值电压
6、的变比皆为1，在进行短路电流计算时各电压级的阻抗不再进行阻抗归算（这就是用标幺值制计算短路电流好处所在）。当容量基值选为100MVA时,不同电压基值的电流基值和阻抗的基值为： 基值电压Ub= Uav (kV) 230 115 37 10.5 0.4基值电流Ib (kA) 0.25 0.5 1.56 5.5 145 基值阻抗Zb () 528 132 13.7 1.1 0.0016 3、为什麽一般用标幺值计算短路电流？ 答：把各电压级的平均额定电压作为电压的基值使变压器各侧电压的标幺值皆为1. 变压器各侧的电流、电压及阻抗在短路电流计算时都不需归算。中性点不接地系统1、接线方式 如图246（a）
7、所示，三相系统中性点不接地，正常运行时三相电源向三相负载供电，由于三相线路对地电容相等，电源中性点与大地同电位，加于设备主绝缘的电压为相电压。单相接地故障时，如A相接地，接地电流没有回路，三相电源仍向三相负载供电，提高供电的可靠性。这就是这种接线方式的好处。单相接地后接地相电压为零，非接地相对地电压升成线电压，如要继续运行12小时，电器设备的主绝缘应按线电压设计，这就是付出的代价。 接线图 中性点不接地系统单相接地电压及电流的相量图2单相接地的电容电流 假设A相接地，非接地相电压升高倍 。流过接地点的电容电流式中 C架空线一相对地电容。单相接地的电容电流与该电压级输电线路的总长度有关，可用经验
8、公式进行计算，对于架空线路 对于电缆线路 式中 ：额定电压（kV）4、电力系统继电保护的原理、作用及组成是什麽？一般对继电保护的基本要求是什麽？ 答：原理：反应被保护线路或设备故障前故障后某些物理量的突变。作用：自动地、快速地、有选择性地控制断路器切除故障、对不正常运行状态发出相应信号。组成：由测量元件、逻辑元件和执行元件组成。基本要求，四性：选择性、快速性、灵敏性和可靠性。 第二章 电网的电流保护 重点掌握：继电保护所需的二次设备：互感器及继电器原理、结构、参数。电网相间短路的电流保护（电流三段的原理、整定计算及接线图）。电网接地短路零序电流三段保护。几个例题1、电流互感器的原理、结构及作用
9、是什麽？答：原理：电磁感应原理作用：将额定大电流变成5A或1A的小电流，使二次设备标准化、隔离高电压。原理结构：由铁芯、一个愿绕组和一个副绕组组成。 2、从使用角度减少电流互感器误差的措施是什么？答：电流互感器电流误差是由电流互感器的励磁电流引起的。使用角度减少误差的措施：（1）加大电流互感器二次导线截面，降低二次负载电阻；（2）选大变比的电流互感器； （3）同型号的两个电流互感器串联。 3、简述电网相间短路电流三段保护的保护特性及时限特性。 答、电流段：反应短路电流增大瞬时动作，按躲开被保护线路末端最大短路电流整定，0秒动作,保护线路的一部分。 电流段：反应短路电流增大延时0.5s动作，按躲
10、开下一条线路电流段电流整定，保护线路的全长，作为主保护。 电流段：反应短路电流增大延时ts动作，按躲开最大负荷电流整定（约为2倍负荷电流）,作为本条线路主保护拒动的后备和作为下一条线路开关拒动的后备。其动作时间比下一线路或设备的后备保护长一个时限阶段。4、为什麽电流三段保护的和段采用两相两继电器接线，而段（过电流保护）采用两相三继电器或三相三继电器接线。答：电流三段保护一般用于小接地电流系统，它的段和段采用两相两继电器 接线是使不同出线不同相别两点接地时有2/3的机会只切除一回线路。而段采用两相三继电器或三相三继电器接线是为了提高远后备Y11接线变压器对侧两相短路的灵敏度. 5、简述零序方向电
11、流三段保护的优点答：反映接地故障灵敏；保护范围稳定，不受系统运行方式的影响；零序段时限阶段少，动作延时短；系统振荡不会误动；零序功率方向继电器没有死区；接线简单，可靠。6、零序电流三段保护的原理及其优点是什么？答：零序电流保护是反应零序电流增大而动作，输电线路正常基本没有零序电流，接地短路时3倍零序电流与三相短路电流差不多，因而整定电流可以很小，接地短路电流很大，灵敏度很高，第三段的延时短，零序方向保护没有死区，用的保护元件少，可靠性高。7、画出10kV架空输电线路电流二段保护的原理图。 1LHA 1LJ 3LJ +bh bh 1LJ 1XJ BCJ 1LHC 2LJ 4LJ 2LJ 3LJ 1SJ 4LJ 1SJ 2XJ BCJ DL TQ8、画出零序电流滤过器原理接线图。 3I0=9、电流三段计算电力系统接线及其参数如下，试计算35kV输电线路电流三段保护Id1=2kA ;Id2归算到35=0.88kA Ifh=150A Nlh=150/5 t3DL=1s(过电流保护) 答案：电流段 动作电流 2.6kA 保护范围的校验=4.4 继电器动做电流 电流二段 动作电流 灵敏度校验 继电器动做电流 动作时间：t=0.5s 电流三段 动作电流 = 灵敏度校验 = =
