繼電保護(hù)簡介
研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)。
當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。
繼電保護(hù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
一、電力系統(tǒng)中常見的故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)
故障：短路（最常見也最危險(xiǎn)）；斷線；兩者同時(shí)發(fā)生
不正常：過負(fù)荷；功率缺額而引起的頻率降低；發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷而產(chǎn)生的過電壓；振蕩
繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)的基本任務(wù)和作用。
迅速切除故障，減小停電時(shí)間和停電范圍指示不正常狀態(tài)，并予以控制
二、繼電保護(hù)的基本原理
利用電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各種物理量的差別來判斷故障或異常，并通過斷路器將故障切除或者發(fā)出告警信號(hào)
三、繼電保護(hù)裝置的三個(gè)組成部分
測(cè)量部分：給出“是”、“非”、“大于”等邏輯信號(hào)判斷保護(hù)是否啟動(dòng)
邏輯部分：常用邏輯回路有“或”、“與”、“否”、“延時(shí)起動(dòng)”等，確定斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)
執(zhí)行部分
四、保護(hù)的四性
選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量減少
速動(dòng)性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快的斷開故障元件。
靈敏性：繼電保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快的斷開故障元件。故障的切除時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間之和
可靠性：在保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該反映的故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠地動(dòng)作（即不拒動(dòng)，稱信賴性）而在不屬于該保護(hù)裝置動(dòng)作的其他情況下，則不應(yīng)該動(dòng)作（即不誤動(dòng)，稱安全性）。
五、主保護(hù)、后備保護(hù)
保護(hù)：被保護(hù)元件發(fā)生故障故障，快速動(dòng)作的保護(hù)裝置
后備保護(hù)：在主保護(hù)系統(tǒng)失效時(shí)，起備用作用的保護(hù)裝置。
遠(yuǎn)后備：后備保護(hù)與主保護(hù)處于不同變電站
近后備：主保護(hù)與后備保護(hù)在同一個(gè)變電站，但不共用同一個(gè)一次電路。
六、繼電器的相關(guān)概念：
繼電器是測(cè)量和起動(dòng)元件
動(dòng)作電流：使繼電器動(dòng)作的最小電流值
返回電流：使繼電器返回原位的最大電流值
返回系數(shù)：返回值/動(dòng)作值
過量繼電器：返回系數(shù)Kre〈1
欠量繼電器：返回系數(shù)Kre〉1
績電特性：啟動(dòng)和返回都是明確的，不可能停留在某個(gè)中間位置
階梯時(shí)限特性：
最大（?。┻\(yùn)行方式：
在被保護(hù)線路末端發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)等值阻抗最小（大），而通過保護(hù)裝置的電流最大（?。┑倪\(yùn)行方式
三段式電流保護(hù)：由電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)及定時(shí)限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成的一整套保護(hù)
七、工作原理
電流速斷保護(hù)：當(dāng)所在線路保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作切除故障的電流保護(hù)，為了保證保護(hù)的選擇性，一般情況下只保護(hù)被保護(hù)線路的一部分
限時(shí)電流速斷保護(hù)：切除本線路上電流速斷保護(hù)范圍之外的故障，作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)
定時(shí)限過電流保護(hù)：反應(yīng)電流增大而動(dòng)作，保護(hù)本線路全長和下一條線路全長，作為本條線路主保護(hù)拒動(dòng)的近后備保護(hù)，也作為下一條線路保護(hù)和斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
八、整定計(jì)算
串聯(lián)線路：三相星形接線可100%只切除后面的一條線路，兩相星形接線2/3機(jī)會(huì)
放射線路：三相星形接線兩套保護(hù)均將啟動(dòng)，兩相星形接線2/3機(jī)會(huì)只切一條
采用兩相星形接線時(shí)，由于B相沒有裝設(shè)繼電器，因此靈敏度系數(shù)只能由A、C相電流決定，靈敏度比三相接線降低一半，措施：中線上再接入一個(gè)繼電器
應(yīng)用：三相接線：大型貴重電氣設(shè)備保護(hù)，中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)作為相間保護(hù)及單相接地保護(hù)（專門的零序電流保護(hù)）
兩相接線：中性點(diǎn)直接和非直接接地電網(wǎng)中都廣泛采用作為相間短路保護(hù)
九、方向電流保護(hù)的基本原理
由母線到線路（正方向故障），動(dòng)作；由線路到母線（反方向故障），不動(dòng)作。只有方向元件和電流元件同時(shí)動(dòng)作，保護(hù)裝置才能動(dòng)作于跳閘
十、功率方向繼電器
應(yīng)具有明確的方向性，故障時(shí)繼電器的動(dòng)作有足夠的靈敏度
正方向出口附近短路，存在死區(qū)，不能動(dòng)作
90°接線，只有正方向出口三相短路短路的很小死區(qū)外，基本無死區(qū)，且靈敏度高
十一、方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià)
在具有兩個(gè)以上電源的網(wǎng)絡(luò)接線中，采用方向性保護(hù)能保證各保護(hù)之間的選擇性。
方向性過電流保護(hù)常用于35kV以下的兩側(cè)電源輻射型電網(wǎng)和單電源環(huán)網(wǎng)中作為主要保護(hù)
35kV及110kV輻射型電網(wǎng)，方向性過電流保護(hù)常與電流速斷保護(hù)配合使用，構(gòu)成三段式方向電流保護(hù)，作為相間短路的整套保護(hù)。
十二、中心點(diǎn)直接接地系統(tǒng)
接地短路時(shí)零序分量的特點(diǎn)
?。?）故障點(diǎn)的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)處的零序電壓越低
?。?）零序電流的分布，主要決定于送電線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目和位置無關(guān)。
?。?）對(duì)于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率的方向與正序功率的方向相反
?。?）零序電流與零序電壓之間的相位差也將由背側(cè)零序阻抗的阻抗角決定，而與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點(diǎn)的位置無關(guān)
（5）電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，系統(tǒng)的正序阻抗和負(fù)序阻抗隨著運(yùn)行方式和變化，因而間接影響零序分量的大小。
方向性零序電流保護(hù)：零序功率由線路到母線時(shí)動(dòng)作
零序電流保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化影響較小、減少誤動(dòng)、速動(dòng)性好、零序方向元件無死區(qū)
十三、中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)
接地短路時(shí)零序分量的特點(diǎn)
在發(fā)生單相接地時(shí)全系統(tǒng)都將出現(xiàn)零序電壓
在非故障的元件上的零序電流數(shù)值等于本身的對(duì)地電容電流，電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€流向線路。
在故障線路上，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對(duì)地電容電流之和，電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛删€路流向母線。
中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地故障的特點(diǎn)
流經(jīng)故障線路的零序電流將大于本身的電容電流，但大的不多。
流經(jīng)故障線路的容性無功功率實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€到線路，同非故障線路。
十四、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù)
?。?）絕緣監(jiān)視：三個(gè)電壓表度數(shù)不同時(shí)動(dòng)作，依次斷開某線路時(shí)，0序電壓信號(hào)消失，判別故障線路
（2）零序電流保護(hù)：利用故障線路零序電流較非故障線路大
?。?）零序功率方向保護(hù)
十五、距離保護(hù)的基本原理
電壓、電流保護(hù)作為主保護(hù)一般只適應(yīng)于35kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)；對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的復(fù)雜電網(wǎng)，線路保護(hù)常采用距離保護(hù)。
距離保護(hù)的實(shí)質(zhì)是用測(cè)量阻抗Zm與被保護(hù)線路的整定阻抗Zset比較，當(dāng)|Zm|《|Zset|時(shí)，繼電器動(dòng)作
阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件
全阻抗繼電器：動(dòng)作無方向性，無電壓死區(qū)，動(dòng)作阻抗固定為Zset，一般用作無需判斷方向的啟動(dòng)元件等。
方向阻抗繼電器：動(dòng)作具有方向性，有電壓死區(qū)，動(dòng)作阻抗隨測(cè)量阻抗角變化而變化，最大動(dòng)作阻抗為Zset，廣泛作為距離保護(hù)的測(cè)量元件
偏移特性阻抗繼電器：正向保護(hù)范圍長，反向短路范圍短，具有一定的方向性；消除了方向阻抗繼電器出口短路時(shí)的電壓死區(qū)；動(dòng)作阻抗隨測(cè)量阻抗角的變化而變化；用于手合或重合于故障時(shí)采用。
四邊形阻抗繼電器：電抗特性下傾a4，防止相鄰線路出口經(jīng)過渡電阻短路時(shí)的穩(wěn)態(tài)超越；電阻特性傾斜a3，提高躲長線路負(fù)荷阻抗的能力；二象限邊界線傾斜a2，金屬性短路時(shí)，動(dòng)作特性有一定的裕度；四象限下傾a1，保證本線路出口經(jīng)過度電阻短路時(shí)，保護(hù)能夠可靠動(dòng)作
測(cè)量阻抗：加入阻抗繼電器的電壓電流比值
整定阻抗：編制整定方案時(shí)，根據(jù)保護(hù)范圍給出的阻抗
動(dòng)作阻抗：使距離保護(hù)裝置剛能動(dòng)作的測(cè)量阻抗
十六、阻抗繼電器接線方式
常用接線方式：0o接線，＋30o接線，－30o接線、相電壓和具有K3I0補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€。
設(shè)負(fù)荷的功率因數(shù)（cosΦ）為1時(shí)，若Um與Im同相位，稱0o接線
若Um超前Im30o時(shí)，稱30o接線以此類推
對(duì)相間距離保護(hù)——阻抗繼電器采用0 °接線
對(duì)接地距離保護(hù)——阻抗繼電器采用零序電流補(bǔ)償接線要接三個(gè)
最小精確工作電流：阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗與整定阻抗的差距在10&時(shí)，加入阻抗繼電器的最小電流?；鵌ac.min
短路點(diǎn)過渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響：
單側(cè)電源：使測(cè)量阻抗值增大，縮小保護(hù)范圍；保護(hù)裝置距離短路點(diǎn)越近時(shí)，受影響越大，保護(hù)裝置整定值越小，受影響越大
雙側(cè)電源：阻抗繼電器動(dòng)作特性在+R軸方向所占面積越大，受過渡電阻的影響就越小。
在相同定值下，全阻抗繼電器所受影響大；當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)越靠近震蕩中心，受影響越大
震蕩閉鎖回路：
當(dāng)系統(tǒng)只發(fā)生震蕩而無故障時(shí)，區(qū)外故障引起的系統(tǒng)振蕩時(shí)，應(yīng)可靠閉鎖；區(qū)內(nèi)故障，無論是否振蕩，都不應(yīng)閉鎖
（1）利用負(fù)序或零序分量是否出現(xiàn)
?。?）利用電流、電壓或測(cè)量阻抗的變化速度的不同來實(shí)現(xiàn)
縱聯(lián)保護(hù)：用通信信道將輸電線兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)接起來，將各端電氣量相互傳到對(duì)端進(jìn)行比較，判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在本線路外
縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)：兩側(cè)電流方向不一致時(shí)繼電器中有電流，繼電器動(dòng)作，跳兩側(cè)斷路器
十七、載波通道的組成部分、工作原理
高頻阻波器：使高頻信號(hào)被限制在被保護(hù)輸電線路范圍內(nèi)，不能穿越到相鄰線路
結(jié)合電容器：通高頻，阻工頻
十八、高頻收發(fā)信機(jī)
閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的基本原理、構(gòu)成
自動(dòng)重合閘的作用及對(duì)它的基本要求
自動(dòng)重合閘（ZCH）裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置
作用：（1）對(duì)暫時(shí)性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性
（2）對(duì)兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量
?。?） 可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘
?。?） 在電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，有些情況下由于考慮重合閘的作用，即可以暫
緩架設(shè)雙回路線路以節(jié)約投資
基本要求：動(dòng)作迅速；可靠動(dòng)作；
單側(cè)電源線路的三相一次自動(dòng)重合閘的原理
當(dāng)線路上發(fā)生故障，繼電保護(hù)斷開故障線路的三相斷路器后，重合閘啟動(dòng)，并經(jīng)過預(yù)訂延時(shí)后發(fā)出重合命令，使三相斷路器重新合閘，若瞬時(shí)性故障，重合成功，永久性，不再重合
雙側(cè)電源送電線路上具有同步檢定和無電壓檢定的重合閘的工作原理
當(dāng)線路短路時(shí)，兩側(cè)QF斷開，線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動(dòng)作，經(jīng)ZCH重合。
a、重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器在兩側(cè)電源符合同步條件后再進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電；
b、重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開M側(cè)DL不再重合，N側(cè)不重合。
重合閘前加速保護(hù)
任一線路故障，第一次都由最里面的斷路器切除，第二次選擇性切除
重合閘前加速保護(hù)
第一次故障，有選擇性動(dòng)作，第二次瞬時(shí)切除故障，適用于35KV以上網(wǎng)絡(luò)
變壓器可能產(chǎn)生的故障的類型和異常運(yùn)行狀態(tài)及其保護(hù)措施
油箱內(nèi)部故障：繞組相間短路，匝間短路，單相接地，鐵心燒損
油箱外部故障：引出線及套管上發(fā)生各種相間短路和接地故障
不正常運(yùn)行狀態(tài)：外部故障或過負(fù)荷引起的過電流
外部接地短路引起的過電流
外部接地短路引起的中性點(diǎn)過電壓
變壓器油面降低過勵(lì)磁等
十九、保護(hù)措施：
主保護(hù)：瓦斯保護(hù)；縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；電流速斷保護(hù)
后備保護(hù)：
外部相間短路時(shí)：過電流保護(hù)；復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)；負(fù)序電流及單相式低壓起動(dòng)的過電流保護(hù)；阻抗保護(hù)
外部接地短路時(shí)：過負(fù)荷保護(hù)；過勵(lì)磁保護(hù)；其他保護(hù)
變壓器縱差動(dòng)保護(hù)的基本原理
與線路保護(hù)有所區(qū)別，變壓器保護(hù)要考慮變比的影響
二十、不平衡電流產(chǎn)生原因：
?。?）由變壓器兩側(cè)相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流
（2）由于兩側(cè)電流互感器的誤差引起的不平衡電流
?。?）計(jì)算變比與實(shí)際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流
?。?）帶負(fù)荷調(diào)變壓器的分接頭產(chǎn)生的不平衡電流
?。?）由變壓器勵(lì)磁電流Iu所產(chǎn)生的不平衡電流
二十一、變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算的原則
1、在正常運(yùn)行情況下為防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流IL.max。當(dāng)負(fù)荷電流不能確定時(shí)，可采用額定電流IN，并引入可靠系數(shù)K rel，Krel=1.3。
2、躲開保護(hù)范圍外部短路時(shí)最大不平衡電流
3、躲過變壓器最大的勵(lì)磁涌流
二十二、變壓器瓦斯保護(hù)
在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經(jīng)電弧電阻的接地短路），由于故障點(diǎn)電流和電弧的作用，使變壓器油及其它絕緣材料因局部受熱而分解產(chǎn)生氣體，流向油枕。故障嚴(yán)重時(shí)，油會(huì)迅速膨脹產(chǎn)生大量的氣體，沖向油枕利用這一特點(diǎn)構(gòu)成反應(yīng)于上述氣體而動(dòng)作的保護(hù)裝置—瓦斯保護(hù)。
二十三、變壓器勵(lì)磁涌流
產(chǎn)生原因：空載合閘時(shí)，鐵心中會(huì)產(chǎn)生很大的磁通，使變壓器鐵芯嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流急劇增大，稱為勵(lì)磁涌流
影響因素：勵(lì)磁涌流的大小和衰減時(shí)間與外加電壓的相位，鐵芯中剩磁的大小和方向，電源容量的大小，回路阻抗以及變壓器容量的大小等都有關(guān)
特點(diǎn)：含有很大成分的非周期分量，使勵(lì)磁涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)；
含有大量的高次諧波，而以二次諧波為主；
波形之間出現(xiàn)間斷；
識(shí)別方法：二次諧波制動(dòng)
二十四、變壓器相間短路的后備保護(hù)的工作原理、特點(diǎn)
過電流保護(hù)：起動(dòng)電流按躲開變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流IL.max來整定，起動(dòng)電流其值一般較大，往往不能滿足作為相鄰元件后備保護(hù)的要求
低壓起動(dòng)過電流保護(hù)：只有當(dāng)電流元件和電壓元件同時(shí)動(dòng)作后，才能起動(dòng)時(shí)間繼電器，經(jīng)延時(shí)后，通過出口繼電器動(dòng)作于跳閘
復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)：將三個(gè)低電壓繼電器改由一個(gè)負(fù)序電壓繼電器和一個(gè)接于線電壓上的低電壓繼電器組成。
負(fù)序過電流保護(hù)：對(duì)于大型發(fā)電機(jī)變壓器組其額定電流大，電流元件往往不能滿足作為后備保護(hù)靈敏度的要求，此時(shí)宜采用負(fù)序電流保護(hù)。