繼電愛護(hù)復(fù)習(xí)資料

說明：涉及頁碼為新版課本電氣0804班

第一章緒論

電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分為：

正常狀態(tài)：等約束和不等約束條件都滿意，電力系統(tǒng)在規(guī)定的限度內(nèi)可以長期

平安穩(wěn)定運(yùn)行。

不正常狀態(tài)：正常運(yùn)行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。等約束條件滿意，部

分不等約束條件不滿意。

（eg：負(fù)荷潮流越限致使電流上升（過負(fù)荷）

發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起發(fā)電機(jī)頻率上升；

系統(tǒng)消失有功功率缺額引起的頻率降低；

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地引起的非接地相電壓上升；

電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩；）

故障狀態(tài)：一次設(shè)施運(yùn)行中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作等緣由發(fā)生

短路、斷線。（各種類型的短路是最常見也是最危急的故障狀態(tài)。）

2.依據(jù)可測參量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電愛護(hù)：

電流增大一過電流愛護(hù)

電壓降低一低電壓愛護(hù)

阻抗減小一阻抗（距離）愛護(hù)

兩側(cè)電流大小和相位的差別一縱聯(lián)差動(dòng)愛十（高頻、微波、光纖）

對稱重量一零序或負(fù)序重量愛護(hù)

非電氣量一瓦斯愛護(hù)、過熱愛護(hù)等

3.簡述繼電愛護(hù)的原理、要求、組成、作用分別是什么？

原理：采用被愛護(hù)線路或設(shè)施故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變

量達(dá)到肯定值時(shí)，啟動(dòng)規(guī)律掌握環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號。

對繼電愛護(hù)的基本要求一一

牢靠性:不拒動(dòng)、不誤動(dòng)

選擇性：愛護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小速動(dòng)性:

指愛護(hù)裝置以可能最短的時(shí)限將故障或特別工況自電網(wǎng)中切除或消退。

靈敏性」只在規(guī)定的愛護(hù)的范圍內(nèi)，在最不利條件下對故障狀況的反應(yīng)力最。

繼電愛護(hù)裝置的組成框圖見課本第6頁圖1.3

繼電愛護(hù)的作用（基本任務(wù)）：（1）自動(dòng)、快速、有選擇性地將故障元件從

電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于連續(xù)遭到損壞，保證其它無故障部分快速恢復(fù)

正常運(yùn)行。

（2）反應(yīng)甩氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)運(yùn)行維護(hù)的詳細(xì)條件（例如有

無常常值班人員）和設(shè)施的承受力量，發(fā)出警報(bào)信號、減負(fù)荷或延時(shí)跳閘。

其次章電網(wǎng)的電流愛護(hù)

4.什么是系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式？

系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過愛護(hù)安裝處的電

流最大，與此對應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式。（對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗Zs最小）

系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過愛護(hù)安裝處的電

流最小，與此對應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式。（對應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗Zs最大）

使電流速斷愛護(hù)有最小愛護(hù)范圍的是最小運(yùn)行方式下兩相短路，動(dòng)作電流是

依據(jù)最大運(yùn)行方式下三相短路整定的。

5.返回電流與啟動(dòng)電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)Kre,過電流繼電器的返回

系數(shù)恒小于1.

6.靈敏系數(shù)Ksen用來衡量愛護(hù)范圍，愛護(hù)范圍越長越靈敏。

Ksen=最小運(yùn)行方式下本線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流/動(dòng)作電流

7.電流三段式愛護(hù)分別是：電流速斷愛護(hù)（電流I段愛護(hù)）、限時(shí)電流速斷愛護(hù)

（電流II段愛護(hù)）、定時(shí)限過電流愛護(hù)（電流山段愛護(hù)）

（1）I段愛護(hù)不能愛護(hù)線路全長。動(dòng)作電流按殷過相鄰下一條線路出口短路時(shí)

可能消失的最大短路電流來整定：課木17頁式2.3和2.4

動(dòng)作時(shí)間取決于繼電器本身固有的動(dòng)作時(shí)間，一股小于10ms,抱負(fù)狀況下動(dòng)作

時(shí)間為0s。

愛護(hù)范圍的校驗(yàn)：要求最小愛護(hù)范圍大于被愛護(hù)線路全長的15%o計(jì)算式見課

本18頁2.7式.

（2）II段愛護(hù)必需能愛護(hù)本線路全長。動(dòng)作電流的整定見2.9式，動(dòng)作時(shí)限的

選擇課本第20頁式2.11：靈敏性校驗(yàn)式2.12,保證靈敏系數(shù)Ksen》

（3）HI段愛護(hù)一般狀況下既能愛護(hù)本線路全長，又能愛護(hù)相鄰線路全長，起遠(yuǎn)

后備愛護(hù)的作用。動(dòng)作電流按躲開最大負(fù)荷電流來整定，公式見23頁2.17式；

動(dòng)作時(shí)限見式2.18.

定時(shí)限過電流愛護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)，仍采納式2.12：作為本線路的主愛護(hù)時(shí)，要

求Ksen》；作為相鄰線路的后備愛護(hù)時(shí)，要求Ksen21.2。此外，在各個(gè)過電流

愛護(hù)之間要求靈敏系數(shù)相互協(xié)作，即越靠近故障點(diǎn)的愛護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系

數(shù)。

電流I、II段聯(lián)合工作就可以保證全線路的故障在0.5秒內(nèi)予以切除，一般狀況

下能夠滿意速動(dòng)性的要求，可以作為“主愛護(hù)”。

8.電流三段式愛護(hù)的評價(jià)和應(yīng)用：

選擇性：通過動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間來保證選擇性。

單電源輻射網(wǎng)絡(luò)上可保證獲得選擇性；

多電源網(wǎng)絡(luò)上在某些特別狀況下才獲得選擇性。

速動(dòng)性：無時(shí)限速斷和帶時(shí)限速斷愛護(hù)動(dòng)作是快速的；

過電流愛護(hù)則常常不能滿意速動(dòng)性的要求。

靈敏性：運(yùn)行方式變化較大時(shí)，速斷愛護(hù)往往不能滿意要求。

被愛護(hù)線路很短時(shí)，無限時(shí)電流速斷愛于常為零。

長距離重負(fù)荷線路過電流愛護(hù)的靈敏度常常也很小。

靈敏度差是電流電壓愛護(hù)的主要缺點(diǎn)。

牢靠性：繼電器簡潔、數(shù)量少，整定計(jì)算和校驗(yàn)簡潔。

牢靠性好是它的主要優(yōu)點(diǎn)。

應(yīng)用：主要用在35kv及以下的單電源輻射網(wǎng)上。

（或者見課本25頁下至26頁上）

9.電流速斷愛護(hù)不能保證選擇性時(shí),愛護(hù)誤動(dòng)作，需加裝功率方向性元件。

10.雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流愛護(hù)，其原理是在原有愛護(hù)基礎(chǔ)上加裝功率

方向判別元件，反方向故障時(shí)把愛護(hù)閉鎖不致誤動(dòng)。

采納0°接線方式（即采納故障相的電壓和電流作為功率方向元件的參考相

量）的功率方向元件時(shí)，若正方向出口四周短路接地，故障相對地電壓很低，功

率方向元件不能動(dòng)作，消失“電壓死區(qū)”。

而90°接線方式的功率方向元件采納非故障的相間電壓作為電壓參考相量，

判別故障相電流的相位，可有效消退電壓死區(qū)。即

優(yōu)點(diǎn)：（1）對各種兩相短路都沒有死區(qū)一引入了非故障相電壓。

（2）適當(dāng)選擇內(nèi)角后，對各種故障都能保證方向性。

90°接線方式原理圖見第38頁圖2.30

留意：若功率方向繼電器有一個(gè)線圈的極性接反，就會消失正向故障拒動(dòng)，反向

故障誤動(dòng)的現(xiàn)象，從而造成嚴(yán)峻事故。

11.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中什么狀況下采納方向性零序電流愛護(hù)，為什么不采納

三相相間電流愛護(hù)？

第一問，見49頁236節(jié)第一段。其次問，見50頁2.3.7零序電流愛護(hù)相對

相電流愛護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。

12.零序電流靈敏I段與不靈敏I段的區(qū)分。

靈敏?段:匕二K>max{3/。皿3/。,汕}=1.2-13）

hmax是本線末單相或兩相接地故障可能消失的最大零序電流

hunb是斷路港三相觸頭不同期合閘時(shí)消失的最大零序電流

若愛護(hù)動(dòng)作時(shí)間>二相不同期合閘時(shí)間，可不考慮lo.unb影響。若l0.unb〉l0E造

成靈敏度降低，愛護(hù)范圍縮小，可考慮給愛護(hù)加短延時(shí)（0.1S），按lo.max整定以躲過

斷路器三相不同期合閘的影響。

不靈敏I段——定值較高

當(dāng)線路采納單相自動(dòng)重合閘時(shí)，按能躲過非全相運(yùn)行狀態(tài)下,系統(tǒng)又發(fā)生振蕩時(shí)所

消失的最大零序電流。

靈敏I段：針對全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地短路起愛于作用，非全相運(yùn)行時(shí)退出；

不靈敏I段：針對非全相運(yùn)行狀態(tài)下的接地短路起愛護(hù)作用，對全相運(yùn)行也起

到肯定的愛護(hù)作用。

第三章電網(wǎng)距離愛護(hù)

距離愛護(hù)是采用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測量電壓與電流的比值，

該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到愛護(hù)安裝處的距離，假如短路點(diǎn)距離小「整定值則動(dòng)作的愛護(hù)。

（距離?愛護(hù)是一種欠量愛護(hù)）

13.距離愛護(hù)的應(yīng)用范同有哪些？對距離愛護(hù)的評價(jià)？

應(yīng)用范圍：可在多側(cè)電源的高壓及超高壓簡單電力系統(tǒng)中應(yīng)用，可作為發(fā)電

機(jī)、變壓器愛護(hù)的后備愛護(hù)。

評價(jià)：（1）愛護(hù)區(qū)穩(wěn)定，比電流電壓愛護(hù)靈敏度高，受運(yùn)行方式影響小

（2）I段不能愛護(hù)全長，首末端共30%—40%的范圍故障愛護(hù)動(dòng)作有時(shí)延

（3）接線簡單，牢靠性低

（4）可用于發(fā)電機(jī)、變壓器愛護(hù)中作后備

14.阻抗繼電器的種類及其動(dòng)作方程？（課本第69頁）

（在距離愛護(hù)中，阻抗繼電器就是在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，通過測量故障環(huán)路上的測量阻

抗Zm,并將它與整定阻抗Zset相比較，以確定故障所處的區(qū)段，在愛護(hù)范闈內(nèi)部故障時(shí)，

給出動(dòng)作信號。也稱為阻抗元件、距離繼電器、測量元件。

阻抗繼電器在阻抗復(fù)平面動(dòng)作區(qū)域的外形，成為動(dòng)作特性。動(dòng)作特性用第數(shù)的數(shù)學(xué)方程

描述時(shí)，此方程就稱為動(dòng)作方程）

阻抗繼電器分為如下五種：圓特性阻抗繼電器、蘋果形特性和橄欖形特性阻

抗元件、直線特性的阻抗元件、多邊形特性的阻抗元件、復(fù)合特性的阻抗元件。

其中圓特性又可分為偏移圓特性、方向圓特性、全阻抗圓特性和上拋圓特性

等。動(dòng)作方程有肯定值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。

（1）偏移圓特性：

肯定值比較動(dòng)作方程1(Zset\+Z.2)《gl圖］-Z

set!

相位比較動(dòng)作方程2

當(dāng)測量阻抗Zm的阻抗角等于阻抗元件的最靈敏角時(shí)，動(dòng)作阻抗Zop（使阻抗

元件處于臨界動(dòng)作狀態(tài)的阻抗）最大，愛護(hù)范圍最長。偏移圓特性阻抗元件沒有

完全的方向性（在反向故障時(shí)有肯定的動(dòng)作區(qū)〔應(yīng)用在距離愛護(hù)的in段愛才。

（2）方向圓特性：

肯定值比較動(dòng)作方程，z=ZZ1=0

相位比較動(dòng)作方程加1前

不同測量阻抗角所對應(yīng)的動(dòng)作阻抗是不同的。測量阻抗角等于最靈敏角時(shí)，動(dòng)

作阻抗最大，愛護(hù)范圍最長。當(dāng)愛護(hù)反方向發(fā)生故障時(shí)不動(dòng)作，阻抗元件本身具

有方向性。應(yīng)用在距離愛護(hù)的第I、II段。

（3）全阻抗圓特性

肯定值比較動(dòng)作方程

相位比較動(dòng)作方程

不同測量阻抗角所市應(yīng)的動(dòng)作阻抗相同。無方向性。應(yīng)用在單側(cè)電源系統(tǒng)中。

15.正方向出口的相間短路存在動(dòng)作死區(qū)的是偏移圓特性阻抗繼電器;受過渡電

阻（系統(tǒng)振蕩）影響最小的是全阻抗圓特性的阻擾繼電器,次之是偏移圓特性特

性阻抗繼電潛,最大的是方向圓特性的阻抗繼電器；過負(fù)荷力量最強(qiáng)的是全力抗

圓特性，次之是偏移圓特性、最弱的是方向圓特性。

16.在距離愛護(hù)的kII段愛護(hù)整定值計(jì)算中乘以一個(gè)小于1的牢靠系數(shù)是為了

保證動(dòng)作的選擇性。（距離愛護(hù)是一種欠量愛護(hù)）

17.①過渡電阻的存在使阻抗繼電器的測量阻抗增大，愛護(hù)范圍減小。

②若方向阻抗繼電器的極性接反，則正向故障時(shí)愛護(hù)拒動(dòng)作，反向故障時(shí)愛

護(hù)誤動(dòng)作。

第四章輸電線路縱聯(lián)愛護(hù)

將線路二側(cè)電氣喜信息或通信通道傳到另一側(cè)，安裝于線路兩側(cè)的愛護(hù)對兩側(cè)的

電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作，即在線路兩側(cè)之間發(fā)生縱向聯(lián)系，以這種方式構(gòu)成

的愛護(hù)稱之為輸電線路的縱聯(lián)愛護(hù)。

特點(diǎn)：縱聯(lián)愛護(hù)僅反映線路內(nèi)部故障，不反應(yīng)正常運(yùn)行和外部故障，具有肯定

的選擇性。無時(shí)限跳耐。

△閉鎖式方向縱聯(lián)愛護(hù)

方向比較式縱聯(lián)愛護(hù)摩

線閉鎖式距離縱聯(lián)愛護(hù)率

方縱聯(lián)愛護(hù)

2（縱聯(lián)電流差動(dòng)愛護(hù)

使協(xié)

作特性，起到后備愛護(hù)的作用。

21.輸電線路縱聯(lián)愛護(hù)中通道的種類？縱聯(lián)比較式愛護(hù)中通道傳輸?shù)男盘柕姆N類

有哪些（另一種問法：電力線載波信號的種類）？

通道種類：導(dǎo)引線通道，電力線載波通道（采用輸電線路構(gòu)成通道），微波通

道，光纖通道。

縱聯(lián)比較式愛護(hù)中通道傳輸?shù)男盘柕姆N類：閉鎖信號，允許信號，跳閘信號。

（高頻信號載波傳送由輸電線路實(shí)現(xiàn)。）

22.對于閉鎖式方向縱聯(lián)愛護(hù)，區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時(shí)，假如傳送的是閉鎖信

號，故障線路的愛護(hù)能牢靠動(dòng)作；非故障線路的愛護(hù)受通道損壞的影響會誤動(dòng)。

假如傳送的是允許信號，受通道損壞的影響愛護(hù)會拒動(dòng)。

23.方向比較式縱聯(lián)愛護(hù)和縱聯(lián)電流差動(dòng)愛護(hù)的區(qū)分是什么？

見課本第119頁最終兩段。

24.電力線載波通信中高頻阻波器有何作用？

使兩端發(fā)送的高頻載波信號只在本線路內(nèi)傳輸而不穿越到相鄰線路上去（防止

高頻電流竄越）。

第五章自動(dòng)重合閘

25.什么是單相重合閘？

單相重合閘是指線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，愛護(hù)動(dòng)作只跳開故障相的斷路器

并單相重合；當(dāng)單相重合不勝利或多相故障時(shí)，愛護(hù)動(dòng)作直接跳開二相斷路器，

不再進(jìn)行重合。

26.什么是潛供電流？它對單相重合閘有何影響？

線路上發(fā)生單相接地故障，繼電愛護(hù)通過選相元件只將故障相自線路兩側(cè)斷

開，非故障相仍舊連續(xù)運(yùn)行，這時(shí)非故障相與斷開的故障相之間存在靜電（通過

相間電容）和電磁（通過相間互感）的聯(lián)系，使故障點(diǎn)弧光通道中仍有肯定數(shù)值

的電流通過，此電流稱為潛供電流。它的大小與線路的參數(shù)有關(guān)，線路電壓越高,

越長，負(fù)荷電流越大，潛供電流越大。

自動(dòng)重合閘只有在故障點(diǎn)電弧熄滅且絕緣強(qiáng)度恢復(fù)以后才有可能勝利，潛供

電流的存在，將使短路時(shí)弧光通道的去游離受到嚴(yán)峻阻礙，因此單相重合閘的動(dòng)

作時(shí)限整定時(shí)要考慮潛供電流的影響。

27.同期合閘的條件是什么？

兩側(cè)系統(tǒng)的電壓幅值差、相位差、頻率差合格。

第六章電力變壓器愛護(hù)

28.電力變壓器的主愛護(hù)是什么？

瓦斯愛護(hù)和變壓器縱差動(dòng)愛護(hù)。（變壓器縱差愛護(hù)是采用比較變壓器兩側(cè)電流的幅值

和相位的原理構(gòu)成的。把變壓器兩側(cè)的電流互感器按差接法接線,在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，

流入繼電器的電流為兩側(cè)電流之差，其值接近為零，繼