第一节课
第一节概述
变配电所直接与生产和输配电能有关的设备称为一次设备，包括：发电机、变压器、断路器隔离刀闸、母线、互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等，由一次设备连接而成的系统称为一次系统．
对一次电气设备进行监视测量操纵控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备，如：各种继电器、信号装置、测量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等．由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统．
二次系统的任务是反映一次系统的工作状态，控制一次系统，并在一次系统发生事故时，能使事故部分退出工作．二次系统中的设备都是低压和弱电设备，数量较多，线路连接复杂．二次系统按二次设备的用途来分，可分为继电保护二次回路，自动装置二次回路，控制系统二次回路，测量仪表二次回路，信号装置二次回路和直流操作电源二次回路等．完整的表明二次回路，需要二次回路接线图和展开图等．
第二节原理接线图
原理接线图是将继电器及各种电器以集合整体的形式表示，用直线画出它们的相互联系，因而清楚形象的表明了继电保护信号系统和操作控制等的接线和动作原理．在原理图中各开关电器和继电器触点都是按照它们的正常状态表示的，即开关电器在断开位置而继电器线圈没有电流的状态．
2.2.1 原理接线图的特点
原理接线图的特点是一二次回路画在一起，对所有设备具有一个完整的概念．阅读这种接线图的要点是从一次接线看电流的电源；从电流互感器的二次侧看，故障电流出现后继电器的动作顺序，直到使断路器动作及发出信号．
第三节展开接线图
展开接线图的特点是将交流回路和直流回路分开表示，交流回路又分为电流回路和电压回路；直流回路分为操作回路与信号回路等．
第四节安装接线图
由于二次设备布置分散，需要用控制电缆将它们连接起来，所以安装时需要安装接线图．安装接线图包括盘面布置图，盘背面接线图和端子排图．
第五节继电保护
2.5.1 电气设备的故障
电气设备在运行中，由于外力的破坏，内部绝缘击穿以及误操作等原因，可能造成电气设备故障或异常工作状态．电气设备故障最多见的是短路，其中包括三相短路两相短路大电流接地系统的单相接地短路及电气设备内部线圈的匝间短路．
电气设备短路故障所引起的后果是多方面的，主要有：
①发生短路故障时，产生一个很大的短路电流，引起强电弧或导电回路的严重过热，可能
烧坏电气设备；
②发生短路时，通过故障设备的短路电流会产生一个很大的电动力，使电气设备遭受机械
力破坏；
③发生短路故障时，电力系统电压急剧下降，使用户正常生产电源遭到破坏，还会造成设
备停电停产；
④发生严重短路故障时，若处理不当，会破坏电力系统的稳定运行，使并网发电厂解裂，
甚至造成整个电力系统瓦解．给国民经济造成巨大损失．
短路电流的计算
在三相交流系统中可能发生的短路故障主要有三相短路、两相短路和单相短路，通常，三相短路电流最大。当短路点发生在发电机附近时，两相短路电流可能大于三相短路电流，当短路点靠近中性点接地的变压器时，单相短路电流也可能大于三相短路电流。
短路过程中短路电流变化的情况决定于系统电源容量的大小或短路点离电源的远近。在工程计算中，如果以供电容量为基准的短路电路计算电抗大于或等于3，认为电源母线电压维持不变，不考虑短路电流周期分量的衰减，短路电流将按短路电流不含衰减交流分量的系统，即无限大电源容量的系统或远离发电机端短路进行计算。否则，短路电流应按短路电流含衰减交流分量的系统，即有限电源容量的系统或靠近发电机端短路进行计算。
短路电流计算应求出最大短路电流值，以确定电气设备容量或额定参数；求出最小短路电流值，作为选择熔断器、整定继电保护装置或校验电动机起动的依据。
2.5.2 继电保护的任务
继电保护的任务就是自动迅速地将故障设备从电力系统切除，或及时针对各种不正常的运行状态发出信号通知运行值班人员，由值班人员处理，将事故尽可能限制在最小范围内．当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电．
2.5.3 对继电保护的要求
为了能正确无误而又迅速的切除故障，要求继电保护具有足够的选择性、快速性、灵敏性和可靠性．
①选择性．系统发生故障时，继电保护装置应有选择的切除故障部分，非故障部分能够继
续运行，使停电范围尽可能缩小．继电保护动作的选择性，可通过正确的整定上下级保护的动作时限和电气动作值的大小来达到配合．
②快速性．快速切断故障，可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少电压降低的工作时
间．但快速性与选择性有时会发生矛盾，这时就要通过各种保护配合方式以处理好选择性和快速动作之间的辩证统一关系．
③灵敏性．灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内的故障的反映能力，即继电保护装置
对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式的反应能力，应能灵敏的感受和很灵敏的反映，上下级保护之间灵敏性必须配合，也是保证选择性的条件之一．
④可靠性．为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单，继电器性能可
靠，回路触点尽可能少．对继电保护装置按时进行校验和维修．
具体设备的继电保护
2.5.4 电力线路的保护
①过电流保护
在电力系统中，当发生短路时，其特征之一就是线路中的电流剧增．过电流保护就是利用这个特征在电流增长到超过事先按最大负荷电流而整定的数值时引起动作的一种保护装置．过电流保护按时限特性分为定时限过电流保护和反时限过电流保护．所谓的定时限过电流保护是指不管故障电流超过整定值多少，其动作时间总是一定的；若动作时间与故障电流值成反比变化，即故障电流超过整定值越多，动作时间越快，则称为反时限过电流保护．②电流速断保护
电流速断保护与过电流保护比较有两点区别：首先，电流速断保护的起动电流是按躲过被保护线路末端的最大短路电流整定的，因此继电器的起动电流要比过电流保护的起动电流大的多；其次，瞬时电流速断保护是通过动作电流的正确选择达到上下级保护动作的选择性，而不是依靠动作时间阶差来达到动作的选择性，其动作时间是零秒，是快速保护．由于电流速断保护具有可靠的选择性和快速性，因此多用于线路的主要保护．
③带方向电流保护
如果能出现双侧电流供电或环型供电，采用普通的电流保护就不能获得正确的选择性，
这时必须采用方向保护．方向保护构成的原则是只有当电流从母线流向线路时，继电保护才动作．
④低电压闭锁的过电流保护
过电流保护的动作值是按躲过最大的负荷电流整定的，但在某些情况下不能满足灵敏度的要求．因此，为了提高过电流保护动作的灵敏度和改善躲过负荷电流的条件，采用低电压闭锁的过电流保护．
2.5.5 电力变压器保护
1、带时限的过电流保护
当带时限的过电流保护不能满足灵敏度要求时，应采用低电压闭锁的带时限过电流保
护。
2、电流速断保护
400-1600KVA变压器一般采用GL型继电器兼作过电流保护及电流速断保护
3、单相低压侧接地保护
当利用高压侧过电流保护及低压出线断路器不能满足灵敏度要求时，应装设变压器中性线上的零序过电流保护。
4、纵联差动保护
2000-5000KVA：当电流速断保护不能满足灵敏度要求时装设
6300-8000KVA：并列运行的变压器或重要变压器
大于10000KVA变压器
5、过负荷保护
并列运行的变压器装设，作为其他备用电源的变压器根据过负荷的可能性装设
6、瓦斯保护
7、温度保护
2.5.6 高压电动机的保护
1、电流速断保护
2、纵联差动保护
小于2000KW 电动机当电流速断保护不能满足灵敏度要求时装设
大于2000KW电动机装设
3、过负荷保护
生产过程中易发生过负荷时，或起动、自起动条件严重时应装设
4、单相接地保护
单相接地电流大于5A时装设，大于/等于10A时一般动作于跳闸，5-10时可动作于跳闸或信号
5、低电压保护
6、同步电动机失步保护
7、防止非同步冲击的断电失步保护
2.5.7 电力电容器的保护
电力电容器的保护一般按以下原则考虑：
①为了防止由于一台电容器击穿损坏引起其他电容器损坏，必须做到每台电容器都有自己
的熔断器．
②所有电力电容器装有全组共用的短路电流保护，主要保护电容器组和电容器之间连接的
短路．
③对于并列运行的分组电容器，每组应装设保护，主要保护电容器内部故障及其引出线的
短路．
保护配置：
1、无时限或带时限过电流保护
2、双三角形接线的横联差动保护
3、双星形接线的中性点不平衡电流保护
4、单星形接线的开口三角形电压保护
5、过电压保护
6、低电压保护
7、单相接地保护
电容器与支架绝缘时可不装设
2.5.8 备用电源自动投入装置
备用电源自动投入装置，就是工作电源故障被断开后，备用电源能自动投入，使工厂不至于因停电而停产．备用电源自投装置应满足下列要求：
①只有在正常工作电源跳闸后方能自动投入备用电源．
②备用电源自投装置只应动作一次
③当备用电源无电时，自投装置不应动作
④当电压互感器的熔丝保险熔断时，自投装置不应误动作．
判断题(1) 1、如果断路器的液压操动机构打压频繁，可将第二微动开关往下移动一段距离，就可以避免。(x) 2、在与单相重合闸配合使用时，相差高频保护要求三跳停信，而高频闭锁保护则要求单跳停信。(√) 3、因为高频保护不反应被保护线路以外的故障，所以不能作为下一段线路的后备保护。(√) 4、高频保护通道余量小于8．686dB时，高频保护应该退出。(√) 5、变压器气体继电器的安装，要求变压器顶盖沿气体继电器方向与水平面具有1％～1．5％的升高坡度(√) 6、向变电所的母线空充电操作时，有时出现误发接地信号，其原因是变电所内三相带电体对地电容量不等，造成中性点位移，产生较大的零序电压。(√) 7、中性点接地的三绕组变压器与自耦变压器的零序电流保护的差别是电流互感器装设的位置不同。三绕组变压器的零序电流保护装于变压器的中性线上，而自耦变器的零序电流保护，则分别装于高、中压侧的零序电流滤过器上。(√) 8、在大接地电流系统中，发生接地故障的线路，其电源端零序功率的方向与正序功率的方向正好相反。故障线路零序功率的方向是由母线流向线路。(x) 9、在大接地电流系统中，线路发生单相接地短路时，母线上电压互感器开口三角形的电压，就是母线的零序电压3Uo。(√) 10、距离保护中的振荡闭锁装置，是在系统发生振荡时，才起动去闭锁保护。(X) 11、接地距离保护不仅能反应单相接地故障，而且也能反应两相接地故障。(√) 12、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。(√) 13、正弦振荡器产生持续振荡的两个条件为振幅平衡条件和相位平衡条件。(√) 14、电力系统发生振荡时，任一点电流与电压的大小，随着两侧电动势周期性的变化而变化。当变化周期小于该点距离保护某段的整定时间时，则该段距离保护不会误动作。(√) 15、阻抗继电器的最小精确工作电压，就是最小精确工作电流与电抗变压器转移阻抗值的乘积。(√) 16、距离保护动作区末端金属性相间短路的最小短路电流，应大于相应段最小精确工作电流的两倍。(√) 17、对采用电容储能电源的变电所，应考虑在失去交流电源情况下，有几套保护同时动作，或在其他消耗直流能量最大的情况下，保证保护装置与有关断路器均能可靠动作跳闸。(√) 18、当导体没有电流流过时，整个导体是等电位的。(√) 19、对称三相电路丫连接时，线电压为相电压的√3。(√) 20、串联电路中，总电阻等于各电阻的倒数之和。(X) 21、电容并联时．总电容韵倒数等于各电容倒数之和。(X) 22、正弦交流电压任一瞬间所具有的数值叫瞬时值。(√) 23、线圈匝数W与其中电流I的乘积，即WI称为磁动势。(√) 24、线圈切割相邻线圈磁通所感应出来的电动势，称为互感电动势。(√) 25、在NP结处发生多数载流子扩散运行，少数载流子漂移运动，结果形成了空间电荷区。(√) 26、放大器工作点偏高会发生截止失真，偏低会发生饱和失真。(X)
直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1 不同点接地危害图----------------------------------------------------------2 带有灯光监视得断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3 带有灯光监视得断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5 带有灯光监视得断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9 中央复归能重复动作得事故信号装置原理图-------------------------9 预告信号装置原理图------------------------------------------------------11 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12 线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13 线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14 线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15 双回线得横联差动保护原理图------------------------------------------16 双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18 变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21 变压器复合电压启动得过电流保护原理图---------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23 变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24 变压器中性点直接接地零序电流保护与中性点间隙接地保------24 线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26 自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29 储能电容器组接线图------------------------------------------------------29 小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29 变压器强油循环风冷却器工作与备用电源自动切换回路图------30 变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31 开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31 二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32 直流回路展开图说明------------------------------------------------------33 1、图E-103为直流母线电压监视装置电路图,请说明其作用。 答:直流母线电压监视装置主要就是反映直流电源电压得高低。KV1就是低电压监视继电器,正常电压KV1励磁,其常闭触点断开,当电压降低到整定值时, KV1失磁,其常闭触点闭合, HP1光字牌亮,发出音响信号。KV2就是过电压继电器,正常电压时KV2失磁,其常开触点在断开位置,当电压过高超过整定值时KV2励磁,其常开触点闭合, HP2光字牌亮,发出音响信号。
电力系统继电保护（第二版） 张保会尹项根主编 继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。 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:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。 线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？ 答：线路保护应接TA1，母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叠，使得任意点的故障都处于保护区内。 后备保护的作用是什么？ 答：后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情况下，迅速启动来切除故障。 为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。 在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？ 答：在双侧电源供电网络中，利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。 功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？ 答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位，并且根据一定关系[cos(+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小雨最小动作电压时，就出现了电压死区。在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。 为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都能动作，需要确定接线方式及内角，请给出90°接线方式正方向短路时内角的范围。 答：(1)正方向发生三相短路时，有0° 电力系统继电保护、安全自动装置概述参考文本 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 电力系统继电保护、安全自动装置概述 参考文本 使用指引：此安全管理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。 1．什么是继电保护装置? 答：当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电 力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向 运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断 路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施 和设备，一般通称为继电保护装置。 2．继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务： (1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元 件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路 器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 (2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 3．简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油 大理学院毕业设计（论文） 10KV配电系统继电保护配置与二次设计 10 kv power distribution system configuration and relay protection setting calculation [摘要]：在10KV继电保护系统中，变压器是电力系统中较为重要的一种供电设备，对电力系统的可靠性和稳定性都有着重要的影响。对变压器的二次接线保护尤为重要，二次系统包括了大量的继电保护装置，自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为确保10kv供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。 [关键词]：继电保护；变压器；二次接线；自动装置；继电器；[Abstract]：In the 10 kv relay protection system,transformer is an important power supply equipment in the power system, reliability and stability of power system has importantin infuence. Secondary connection of transformer protection is particularly important, Secondary system consists of a large number of relay protection device, automatic device and secondary loop. So-called relay protection device is used in power supply system of a system for moni-toring, measurement, control and protection, By the relay to form a set of specialized automatic equipment.In order to ensure the normal operation of 10 kv power supply system, must be set correctly relay protection device. [Keywords]：Relay Protection, Transformer, Secondary Wiring, Automatic Device,Relay. 电力系统继电保护第二部分 电力系统继电保护第二部分 第七章变压器保护 7-1变压器可能发生哪些故障和异常工作情况，应该装哪些保护？ 变压器的故障类型：变压器油箱内部故障和油箱外部故障 油箱内部故障：绕组的相间短路，匝间短路和中性点接地系统侧的接地短路； 油箱外部故障：主要是变压器的绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。 变压器的异常工作情况：外部短路引起的过电流过负荷，油箱漏油造成油面下降或冷却系统故障引起的油温升高；外部接地短路引起的中性点过电压；过电压或系统频率降低引起的过励磁等。应装的保护 瓦斯保护：反应变压器油箱内部各种短路和油面降低； 纵差动保护：反应变压器绕组或引出线相间短路、中性点直接接地系统侧绕组或引出线的单相接地及绕组匝间短路； 过电流保护：反应变压器外部相间短路并做瓦斯保护和纵差动保护的后备保护； 零序电流保护：反应中性点直接接地系统中变压器外部短路。 以及过负荷保护和过励磁保护。 7-2为什么变压器纵差保护不能代替瓦斯保护？ 瓦斯保护主要优点是结构简单、灵敏性高、能反应变压器油箱内部各种故障，特别是匝间短路或一相断线，纵差动保护往往不能动作，此外也是油箱漏油或绕组、铁芯烧损的唯一保护。 何时重瓦斯保护应由跳闸位置改为信号位置？ 为防止在变压器换油或瓦斯继电器实验时错误动作，使重瓦斯保护转为只发信号。 7-3变压器实现纵差动保护的基本原则是什么由于变压器高低压侧的额定电流不同，因此为保证纵差保护的正确工作就必须选择适当的电流互感器变比，使得在正常和外部故障时，两个二次电流相等，即在正常和外部短路时差动回路的电流等于零，保护不动作。而在内部短路时，差动回路的电流不为零，保护动作。 电力系统继电保护配置原则 一、概述 电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节（一次设备）所构成的有机整体，也包括相应的通信、继电保护（含安全自动装置）、调度自动化等设施（二次设备）。 电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行(强调充裕性)。不安全的后果可能导致电力设备的损坏，大面积停电。 2003年8月14日下午，美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸，另外一条线路因安全自动装置误动，导致第二条线路跳闸，最终导致各个子电网潮流不能平衡，最终系统解列。 可见，要保证电力的安全稳定运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备，同时能够让电力系统继续安全稳定运行。 二、基本要求 继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求，并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 1）要根据保护对象的故障特征来配置。 继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量，来判断保护对象是否存在故障或异常工况并采取相应的措施的自动装置。用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随电力系统周围条件而异。使用最普遍的工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。 2）根据保护对象的电压等级和重要性。 不同电压等级的电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保护。220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸，此外还要考虑断路器失灵保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备的方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。 3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。 继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可。二次回路虽然不是主体，但它在保证电力生产的安全，保证继电保护装置正确工作发挥重要的作用。但复杂的二次回路可能导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不正确动作。因此在选择保护装置是，在可能条件下尽量简化接线。 4）要注意相邻设备保护装置的死区问题 电力系统各个元件都配置各自的保护装置不能留下死区。在设计 第一章 继电保护工作基本知识 第一节 电流互感器 电流互感器（CT ）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A ，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A 或者200A 电流，转换到二次侧电流就是5A 。 电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。如图1.1，由于潜电流I X 的存在，所以流入保护装置的电流I Y ≠I ，当取消多点接地后I X ＝0，则I Y ＝I 。 在一般的电流回路中都是选择在该电 流回路所在的端子箱接地。但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。 电流互感器实验 1、极性实验 功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以CT 必 2、变比实验 须做极性试验，以保证二次回路能以CT 的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT 本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2，试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。线路CT 本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT 本体的L1端一般都安装在I 母或者分段的I 段侧。接线时要检查L1安装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。 CT 需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准CT 是一穿心CT ，其变比为（600/N ）/5，N 为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。对于二次是多绕组的CT ，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是CT 磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。同理在安装时候，未使用的绕组也应该全部短接，但是要注意，有些绕组属于同一绕组上有几个变比不同的抽头，只要使用了一个抽头，其他抽头就不应该短接，如果该绕组未使用，只短接最大线圈抽头就可以。变比试验测试点为标准CT 二次电流分别为0.5A ，1A ，3A ，5A ，10A ，15A 时CT 的二次电流。 3、绕组的伏安特性 I Y I CT 绕组 保 护装置 I X 图1.1 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。 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 1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统，想象一下会出现什么情景？ 答：现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。当电力系统发生故障时，电源至故障点之间的电力设备中将流过很大的短路电流，若没有完善的继电保护系统将故障快速切除，则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏；当电力系统发生故障时，发电机端电压降低造成发电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡，可能引起电力系统稳定性的破坏，甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。如果电力系统没有配备完善的继电保护系统，则当电力系统出现不正常运行时，不能及时地发出信号通知值班人员进行合理的处理。 1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什么? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备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.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时发报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出发生故障的电力设备,并向故障点与电源点之间、最靠近故障点断路器发出跳闸指令,将故障部分与电网的其他部分隔离。 1.3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:继电保护装置一般通过测量比较、逻辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判别保护装置是否应该启动。逻辑判断环节是根据测量环节输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逻辑部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。 1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异，已经构成哪些原理的保护，这些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？ 答：利用流过被保护元件电流幅值的增大，构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低，构成了低电压保护；利用电压幅值的异常升高，构成了过电压保护；利用测量阻抗的降低和阻抗角的变大，构成了低阻抗保护。 单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障，因为当故障发生在本线路末端与下级线路的首端出口时，本线路首端的电气量差别不大。所以，为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作，这种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。 1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？答：利用电力元件两端电流的差别，可以构成电流差动保护；利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护；利两侧功率方向的差别，可以构成纵联方向比较式保护；利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别，可以构成纵联距离保护。 继电保护及二次回路验收规范要求W o r d 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] 目次 1 范围 (1) 2引用标准 (1) 3验收项目及内容 (2) 通用检查项目 (2) 500kV线路保护验收项目 (9) 断路器保护验收项目 (17) 辅助保护验收项目 (20) 短引线保护验收项目 (22) 200kV线路保护验收项目 (25) 110 kV线路保护验收项目 (34) 变压器保护验收项目 (39) 发电机保护验收项目 (44) 母线保护验收项目 (49) 故障录波器验收项目 (52) 1范围 本规范规了继电器保护设备验收时需要进行的检查项目和要求，用以判断设备是否具备投入电网运行的条件，预防设备损坏及接线错误，保证继电保护设备安全正常运行。 本规范适用于在南方电网内从事二次设备安装、调试及运行维护的各单位，是继电保护及二次设备验收或定检后投入运行前检验的标准。 2引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注定日期的引用文件，其随后所有的修改文件（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然后，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB50171—1992电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范 GB7261—1987 继电器及继电保护装置基本实验方法 GB50172—1992 电气安装工程蓄电池施工及验收规范 GB/T15145—1994 微机线路保护装置通用技术条件 DL428—1991 电力系统自动低频减负荷技术规定 DL478—1992 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 DL497—1992 电力系统自动低频减负荷工作管理规定 DL/T524—1993 继电保护专用电力线载波收发信息机技术条件 DL/T553—1994 220~500kV电力系统故障动态记录技术准则 DL/T559—1994 220~500kV电网继电保护装置运行整定规程 DL/T584—1995 3~110kV电网继电保护装置运行整定规程 DL/T587—1996 微机继电保护装置运行管理规程 DL/T623—1997 电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程 DL/T667—1999 远动设备及系统第五部分传输规约第103篇继电保护设备信息接口配套标准 DL/T781—2001 电力用高频开关整流模块 DL400—1991 继电保护和安全自动装置技术规范 NDGJ8—1989 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规 （82）水电生字第11号继电保护和安全自动装置运行管理规程 （87）水电生字第108号继电保护及电网安全自动装置检验条例 （87）电生供字第254号继电保护及电网安全自动装置现场工作保安规定 电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点 电力系统继电保护技术监督规定（试行） 3验收项目及内容 设备安装试验报告要求记录所使用的试验仪器、仪表的型号和编号；所有的设备安装试验报告要求有试验人员、审核人员、负责人员及监理工程师签字，并作出试验结论。 基本知识 讲课内容： 1、二次回路基础知识（二次回路内容、二次回路图分类、常用符号及元器件表示方式，变配电所二次设备布置） 2、继电保护的基础知识（继电保护的基本任务、对继电保护的基本要球、继电保护的基本工作原理及构成、继电器的基本原理及分类、互感器的极性、方向、误差、接线） 3、结合公司装置及技术说明书讲解公司装置是如何实现继电保护的基本任务，满足继电保护的基本要求的；公司装置中使用的继电器的类型；互感器的各种接线方式如何在公司装置上实现 讲课要求：1、了解二次回路的基本知识 2 、掌握继电保护的基础知识3、针对 讲课内容出相应的习题，10 道左右 二次回路基本知识 一、二次回路内容 变配电所的二次部分对于实现变配电所安全、优质和经济的电能分配具有极为重要的作用。 变配电所的电气设备按其作用的不同可分为一次设备和二次设备，其控制保护接线回路又可分为一次回路和二次回路。 一次设备是指直接输送和分配电能的高电压、大电流设备，包括电力母线、电力线路、高压断路器、高压隔离开关、电流互感器、电压互感器等。 由变配电所一次设备组成的整体称为变配电所一次部分。二次设备是指对一次设备进行监察、控制、测量、调节和保护的低电压、小电流设备，包括继电保护及安全自动装置、操作电源、熔断器等。 由变配电所二次设备组成的整体称为变配电所二次部分。 一次回路又称为一次接线是将一次设备相互连接而形成的电路。 二次回路又称为二次接线是将二次设备相互连接而形成的电路。包括电气设备的测量回路、控制操作回路、信号回路、保护回路等。 二次回路的工作任务是反映一次设备的工作状态及控制一次设备，即在一次设备发生故障时，能迅速反应故障，并使故障设备退出工作，保证变配电所处于安全的运行状态。 二次回路的主要内容是高压电气设备和电力线路的控制、信号、测量及监察、继电保护及自动装置、操作电源等系统 a、控制系统 本文档着重阐述了继电保护的基本原理与运行特征分析的基本方法，分析了各种继电保护装置做了系统分析，并介绍了继电保护的新发展。主要内容包括：互感器及变换器、电网相间短路的电流电压保护、电网相间短路的方向电流保护、电网的接地保护、电网的距离保护、电网的差动保护、电动机保护和电力电容器保护等。 继电保护工作基本知识 第一节电流互感器 电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A 电流，转换到二次侧电流就是5A。 电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。如图1.1，由于潜电流I X的存在，所以流入保护装置的电流I Y≠I，当取消多点接地后I X＝0，则I Y＝I。 在一般的电流回路中都是选择在该电 流回路所在的端子箱接地。但是，如果差 动回路的各个比较电流都在各自的端子箱 接地，有可能由于地网的分流从而影响保 护的工作。所以对于差动保护，规定所有 电流回路都在差动保护屏一点接地。 图1.1 电流互感器实验 1、极性实验 功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以CT必2、变比实验 须做极性试验，以保证二次回路能以CT的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方 向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2，试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。线路CT本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。接线时要检查L1安装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。 CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准CT是一穿心CT，其变比为（600/N）/5，N为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。对于二次是多绕组的CT，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是CT 磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。同理在安装时候，未使用的绕组也应该全部短接，但是要注意，有些绕组属于同一绕组上有几个变比不同的抽头，只要使用了一个抽头，其他抽头就不应该短接，如果该绕组未使用，只短接最大线圈抽头就可以。变比试验测试点为标准CT二次电流分别为0.5A，1A，3A，5A，10A，15A时CT的二次电流。 3、绕组的伏安特性 理想状态下的CT就是内阻无穷大的电流源，不因为外界负荷大小改变电流大小，实际中的CT只能在一定的负载范围内保持固定的电流值，伏安特性就是测量CT在不同的电流值时允许承受的最大负载，即10%误差曲线的绘制。伏安特性试验时特别注意电压应由零逐渐上升，不可中途降低电压再升高，以免因磁滞回线关系使伏安特性曲线不平滑，对于二次侧是多绕组的CT，在做伏安特性试验时也应将其他二次绕组短接。 10%误差曲线通常以曲线形式由厂家提供，如图1.2，横坐标表示二次负荷，纵坐 标为CT一次电流对其额定一次电流的倍数。 根据所测得U，I2值得到R X1，R x1＝U/ I2，找 出与二次回路负载R x最接近的值，在图上找到该 负荷对应的m0，该条线路有可能承受的最大负载 的标准倍数m，比较m 和m0的大小，如果m＞ m0，则该CT不满足回路需求，如果m≤m0，该 CT可以使用。伏安特性测试点为I2在0.5A，1A， 3A，5A，10A，15A时的二次绕组电压值。 第二节电压互感器 电压互感器（PT）的作用是将高电压成比例的变换为较低（一般为57V或者100V）的低电压，母线PT的电压采用星形接法，一般采用57V绕组，母线PT零序电压一般采用100V 绕组三相串接成开口三角形。线路PT一般装设在线路A相，采用100V绕组。若有些线路PT只有57V绕组也可以，只是需要在DISA系统中将手动同期合闸参数中的100V改为57V。 PT变比测试由高压专业试验。 PT的一、二次也必须有一个接地点，以保护二次回路不受高电压的侵害，二次接地点选在主控室母线电压电缆引入点，由YMN小母线专门引一条半径至少2.5mm永久接地线至接地铜排。PT二次只能有这一个接地点（严禁在PT端子箱接地），如果有多个接地点，由于地网中电压压差的存在将使PT二次电压发生变化，这在《电力系统继电保护实用技术问答》（以下简称《技术问答》）上有详细分析。 第一章 1、继电保护在电力系统中的任务是什么 答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，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，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 2、什么是故障、异常运行和事故短路故障有那些类型相间故障和接地故障在故障分量上有何区别对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别 答：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，这种情况下属于不正常运行状态。事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，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的损坏。相间故障无零序分量。对称故障只有正序分量。 3、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 答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。 4、简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分 5、什么是电力系统继电保护装置 答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中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装置。 6、电力系统对继电保护的基本要求是什么 答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。3、灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。4、可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。 第二章 1、何谓三段式电流保护其各段是如何保证动作选择性的试述各段的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。画出三段式电流保护各段的保护范围和时限配合特性图。 答：电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。 第3次作业 一、判断题（本大题共30分，共 15 小题，每小题 2 分） 1. 在同一套保护装置中，闭锁、起动、方向判别和选相等辅助元件的动作灵敏度，应小于所控制的测量、判别等主要元件的动作灵敏度。 2. 220kV变压器保护动作后均应启动断路器失灵保护。 3. 发电机装设纵联差动保护，它是作为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 4. 为了使用户停电时间尽可能短，备用电源自动投入装置可以不带时限。 5. 对采用单相重合闸的线路，当发生永久性单相接地故障时，保护及重合闸的动作顺序是：先跳故障相，重合单相，后加速跳单相。 6. 在被保护线路上发生直接短路时，距离继电器的测量阻抗应反比于母线与短路点间的距离。 7. 母线充电保护只是在对母线充电时才投入使用，充电完毕后要退出。 8. 电力系统发生振荡时，可能会导致阻抗元件误动作，因此突变量阻抗元件动作出口时，同样需经振荡闭锁元件控制。 9. 为使变压器差动保护在变压器过激磁时不误动，在确定保护的整定值时，应增大差动保护的5次谐波制动比。 10. 继电保护在相邻元件发生短路时动作于跳闸就是非选择性动作。 11. 过渡电阻视条件可能使距离保护失去方向性，也可能使保护范围缩短，还可能使其误动或拒动。 12. 为提高重合闸成功率，对于采用检无压、同期重合闸方式的线路，一般仅在检同期侧投入重合闸的后加速回路。 13. 继电保护的基本任务之一是保证系统稳定运行。 14. 某线路距离保护整定值的二次阻抗为2Ω，电流互感器变比为600/5，若电流互感器变比改为1200/5时，一次整定阻抗不变，二次阻抗定值应整定为4欧姆。 15. 继电保护所用的电流互感器稳态变比误差不应大于10%，而角误差不应超过7°。 二、计算题（本大题共40分，共 2 小题，每小题 20 分） 1. 如下图所示网络，计算1处距离保护Ⅰ段和Ⅱ段的动作阻抗、动作时限和灵 敏系数（或保护范围）。要求：K' rel =K'' rel =0.8；计算分支系数时，短路点设为 Ⅰ段保护范围的末端。 2. 在图2所示网络中，已知线路的正序阻抗为x=0.4Ω/km，E=10.5kV，电力系统继电保护、安全自动装置概述参考文本
10KV配电系统继电保护配置与二次设计
电力系统继电保护第二部分.doc
电力系统继电保护配置原则教学总结
《继电保护及二次回路》
电力系统继电保护—考前辅导2014.06
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