电力系统保护与控制.pdf

电力系统保护与控制 第二章 1、电压死区：对于三相电路没有死区，对于相间短路有电压死区； 功率方向继电器在其正方向出口附近发生三相短路、A-B 或 C-A 两相 接地短路时，由于0 A U或数值很小，继电器将不能动作，这称为他 的电压死区； 2、采用 90 度接线（接入的电压之后 90 度）以后，在发生任何包含 A 相的不对称短路时，由于 A I和 BC U的数值很大，继电器不仅没有电 压死区， 而且动作灵敏度很高 只有正方向出口附近发生三相短路时， 由于0 BC U会产生很小的电压死区 消除这一死区可以采用记忆回路 阻抗 0 度，一般电流保护方向保护 90 度 3、相间短路的功率方向继电器普遍采用的是  90接线方式； 4、分支系数的定义： 流过的短路电流前一级保护所路上 流故障线路流过的短路电 ； 为什么引入分支系数：在中间母线上出现了分支电路，分支电路上有 电源时会使故障线路电流增加， 即助增； 在分支电路上为一并联电路， 会使故障线路中的电流减小，即外汲效应； 5、中性点直接接地电网接地短路时零序分量的特点： ① 故障点的零序电压最高， 距离故障点越远处的零序电压越低， 中性点处为 0. ② 网络中的零序电流是由于故障点出现零序电压而产生的。

因 此故障线路上的实际零序电流是由线路流向母线的， 与保护规定的正 方向相反 ③ 故障线路两端零序功率的方向实际上都是由线路流向母线 的 ④ 任一保护安装处的零序电压只与流过的零序电流和被保护 线路背后的阻抗有关， 而与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无 关； ⑤ 零序分量受系统运行方式影响较小； 6、中性点不接地电网中单相接地故障的特点： ① 中性点不接地电网中发生单相接地时， 同一电压等级的全电 网都将出现零序电压，其数值等于电网正常运行时的相电压； ② 非故障元件上有零序电流， 其数值等于本身的对地电容电流； 电容性无功功率的实际方向由母线流向线路； ③ 故障线路上的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流 之总和， 数值一般较大， 电容性无功功率的实际方向由线路流向母线 7、中性点不接地电网单相接地保护方式： ① 绝缘监视装置； ② 零序电流保护； ③ 零序功率方向保护； 8、中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的特点： 无法利用功率方向的差别来判断故障线路； 很难利用零序功率电流 大小的不同来找出故障线路； 9、中性点经消弧线圈接地电网中单相接地故障的保护方式： ① 绝缘监视装置； ② 反应稳态高次谐波分量的接地保护； ③ 反应暂态零序电流的接地保护； 10、稳态高次谐波分量的特点： 高次谐波中以三次、五次谐波最大。

故障线路中的五次谐波电容 电流等于所有非故障元件五次谐波电容电流之和， 电容性无功功率的 方向由线路流向母线； 非故障线路中的五次谐波电容电流就是其本身 的五次谐波电容电流，电容性无功功率的方向由母线流向线路； 反应稳态高次谐波分量接地保护的工作原理： 利用五次谐波过滤器提取出零序电流中的五次谐波分量， 当该电流大 于整定值经延时发出动作信号 整定值应躲开被保护线路本身的五次 谐波 11、暂态零序电流的特点： （1）零序暂态电流的数值较稳态电容电流大得多； （2） 故障线路的零序暂态电流大于非故障线路的零序暂态电流， 且他们的方向相反； （3）消弧线圈的暂态电流可以忽略不计，这是因为消弧线圈中 的电流落后于故障点零序电压  90，而故障点零序电压又等于接地相 电压的负值 反应暂态零序电流的接地保护工作原理： 将暂态零序电流中的高频分量过滤出来， 可以构成反应暂态电流 幅度或相位的零序保护 第三章 1、不同特性的阻抗继电器有： 全阻抗继电器、 方向阻抗继电器、 偏移特性的阻抗继电器、电抗继电器、负荷限制继电器、四边形特性 的阻抗继电器、多相补偿阻抗继电器； 2、衰减非周期性分量的最严重后果：继电器中出现“暂态超范 围动作” ，也称“暂态超越” ，即在保护范围以外故障时，由于短路暂 态过程中出现的衰减非周期性分量，比相回路可能误动作； 3、为了防止暂态超越，一般要求最大灵敏度角下超范围不大于 5%。

通常采取的措施： （1）对DC 和 进行滤波； （2）采用正负半周比 相与门输出的方式， 只有当两个电压瞬时值同时为正或同时为负的时 间都大于 5ms 时，才允许保护装置动作 4、在  ract IfZ曲线上，继电器启动阻抗 setact ZZ9 . 0，对应两个 电流，左边的称为“最小精确工作电流” ，用 minact I表示在保护范围 末端短路时，要求 min.actr II 才能保证启动阻抗的误差在 10%以内右 边侧称为“最大精确工作电流” ，用 max.ac I表示，这是由电流互感器或 电抗互感器铁芯饱和引起的在被保护线路出口短路时，流经继电器 的短路电流最大，在此电流作用下，继电器的启动阻抗有可能因为铁 芯的饱和而下降，但继电器还是可以动作的 5、在保护安装地点正方向出口的一定范围内发生金属性相间短 路时，保护安装处即母线上的故障相间电压降为零或者近似为零，从 而使加入继电器上的电压等于 0 或者小于继电器动作所需要的最小 电压，在这种情况下，任何具有方向新的继电器将不能动作，从而出 现保护装置的“死区” 6、消除死区的方法： 1) 利用故障前母线电压的“记忆作用” ； 2) 引入非故障相电压； 3) 采用电力速断作为辅助保护与距离保护段组成 “或门” 以弥补方 向性阻抗继电器距离段的“死区” ； 4) 采用偏移特性的阻抗继电器取代方向性阻抗继电器作为距离段 来消除死区； 7、相间短路阻抗继电器的  0接线方式：由于引入的是电压和相应相 的相电流之差， 当1cos时， 电压和电流同相位， 所以称为  0度接线。

8、电力系统振荡： 因输电线路传输功率过大超过静态稳定极限、 系统无功严重不足、 发生故障后切除太慢或采用非同步重合闸时， 并联运行的发电机或电 力系统之间失去同步， 是的功率角发生周期性的变化的现象称为电力 系统振荡 9、电力系统振荡对电压电流和阻抗的影响： ① 振荡电流的幅值和相位都随着振荡角度的变化而变化； 当  0时， M I最小；当180时， M I最小 ② 系统振荡时母线电压的幅值和相位也是随变化的0时 最大，180时最小； ③ 当改变时，测量阻抗的数值和阻抗角都在变化，测量阻抗 的轨迹将在垂直于 S Z的平分线上移动； 10、振荡和短路的电压电流有何不同： （1）振荡时，电流和各点电压的幅值均做周期性变化；而短路稳 定后，短路电流和个点电压幅值是不变的； （2）振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢，而短路时电流 突然增大电压突然降低，变化速度很快； （3）振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系随着的变化而 改变；而短路时电流和电业的相位是不变的 （4）振荡时三相对称，系统中没有负序分量出现；而短路时，总 要长期或瞬间出现负序分量； 注：以上是指，两侧电动势相角差； 11、如何防止电力系统振荡？振荡闭锁回路： （1）利用负序和零序电流启动的振荡闭锁回路； （2）反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路； 12、距离保护的段段和段、是否都有经过振荡闭锁回路，为什 么？ 段和段需经振荡闭锁回路，而段不需振荡闭锁回路。

系统振荡周期一般为 0.12~3s，受系统振荡影响的某段阻抗继电器的 接点在一个周期内将闭合一次又返回一次， 如果闭合时间大于该段距 离保护装置的动作时间，该段距离保护将因系统振荡而误动段的 动作时间为 0.1s，段的时间也较短，故需经过振荡闭锁回路短 的动作时间一般大于系统振荡周期， ，故不需经振荡闭锁回路 第四章 数字式保护及控制装置的硬件组成有： 数字采集单元、数据处理单元、数字量输入输出单元 数字采集单元是将装置的模拟输入量准确地转换为所需的数字量， 包 括电压形成回路、模拟低通滤波器、采样保持电路、多路开关以及模 数转换器等功能块 电压形成回路一方面把从互感器上取得的电量进一步降低以适 应数字式保护和控制装置对信号5v 或V10的要求；另一方面将数 字式保护及控制装置与一次系统隔离起到抗干扰的作用； 采样保持回路作用是在一个极短的时间内测量模拟输入量在该 时刻的瞬时值并在模拟\数字转换器进行转换的期间保持其输出不变； 模拟低通滤波器的作用是滤掉电流和电压中的高频分量以降低 采样频率； 多路转换开关的作用是对多个模拟输入量进行切换， 以实现一片 A/D 芯片对多路模拟输入量的模/数转换； 数据处理单元的作用是执行存放在只读存储器中的程序， 对数据采集 单元采集到并存入至随机读写存储器的数据进行分析处理， 以完成各 种继电保护及控制功能。

包括微型计算机或数字信号处理器只读存储 器、随机读写存储器、I/O 并行口、串行口以及定时器 数字量的输入输出单元的作用是完成各种保护及控制装置的出口跳 闸、信号输出、外部接点输入及人机对话等功能包括开关量输入回 路、开关量输入回路和人机对话回路 第五章 1、并列的方式有：准同期并列和自同期并列； 准同期并列：发电机在并列合闸前发电机转子已励磁、调整待并发电 机的频率、电压大小分别和并列点系统侧的频率、电压大小相等，当 满足这两个条件时，在电压相位重合时刻发出合闸脉冲，合上发电机 与系统之间的并列断路器完成并列操作 自同期并列：自同期并列是待并发电机并列时，转子先不加励磁，调 整待并发电机的转速，当转速接近同步转速时，合上发电机端的并列 断路器，并同时给发电机转子励磁，在发电机电势逐渐增长的过程中 由系统将发电机拉入同步运行，完成并列； 2、准同期并列的三个条件时： （1）待并发电机与系统频率相等； （2）待并发电机电压与系统电压幅值相等； （3）待并发电机电压与系统电压间相角差相等 3、自动准同期并列装置的两种功能： （1）自动检测待并发电机与母线之间的压差及频差是否符合并列条 件，并在满足这两个条件时，能自动地发出合闸脉冲，使并列断路器 主触头在相角差为零的瞬间闭合； （2）当压差、频差不满足并列条件时，能对待并发电机自动地进行 调压、调速，以加快进行自动并列的过程； 4、自动准同期并列装置的构成： 频率差控制单元、 电压差控制单元、 合闸控制单元 5、准同期并列分为：恒定越前相角准同期并列、恒定越前时间准同 期并列。

恒定越前相角准同期并列： 装置所取得提前量信号是某一恒定的相角， 即在相角差到达 0 之前的恒定相角差是发出合闸信号； 恒定越前时间准同期并列： 装置索取的提前量信号是某一恒定的时间， 即在相角差到达 0 之前的恒定时刻发出合闸信号； 6、双侧电源线路的三相一次自动重合闸方式： （1）不检查同期的重合闸方式； （2）自动解列或自同步的重合闸方式； （3）非同步重合闸方式； （4）检查同期的重合闸方式； 7、重合闸与继保护的配合： （1）重合闸前加速保护； （2）重合闸后加速保护； 8、单相重合闸的定义：线路上发生单相接地故障时，保护动作断开 故障相断路器，然后进行单相重合如果是“瞬时性故障” ，则单相 重合成功， 恢复三相供电 如果是“永久性故障” ，单相重合不成功， 而系统又不运行长期非全相运行时，应切除三相供电并不再重合 9、常用的选相元件：电流选相元件、低电压选相元件、阻抗选相元 件、相电流差突变量选相元件、比相选相元件、 10、潜供电流：故障相线路自两侧切除后，由于非故障相 A、B 与断 开相之间存在电容和互感，虽然短路电流已被切断，但故障点的弧光 通道中仍然存在的电流叫做潜供电流。

潜供电流包含： （1）非故障相 A 通过 A、C 相间电容供给的电流； （2）非故障相 B 通过 B、C 相间电容供给的电流； （3）非故障相 A、 B 流过的负荷电流在故障相 C 相中感应电动势通过 故障点和该相对地电容而产生的电流 第六章 1、目前的通信通道包括：。