大工16春《电力系统继电保护》在线作业1&2&3
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大工16春《电力系统继电保护》在线作业1
一、单选题（共 10 道试题，共 60 分。）
1. &电流互感器二次回路接地点的正确设置方式是（ ）。
A. 每只电流互感器二次回路必须有一个单独的接地点
B. 所有电流互感器二次回路接地点均设置在电流互感器端子箱
C. 电流互感器二次接地点只允许有一个，对于多组电流互感器相互有联系的二次回路，接地点应设置在保护盘上
D. 以上说法均不正确
标准答案：？
2. &为限制故障的扩大，减轻设备的损坏，提高系统的稳定性，要求继电保护装置具有（
标准答案：？
3. &关于电压互感器和电流互感器二次接地正确的说法是（ ）。
A. 均属工作接地
B. 均属保护接地
C. 电压互感器二次接地属工作接地，电流互感器属保护接地
D. 电流互感器二次接地属工作接地，电压互感器属保护接地
标准答案：？
4. &负序功率方向继电器的最大灵敏角是（ ）。
标准答案：？
&为防止电压互感器一、二次绕组间绝缘损坏击穿时，高电压窜入二次回路，危及人身安全，应将二次侧（
D. 加防护罩
标准答案：？
6. &在相间电流保护的整定计算公式中考虑继电器返回系数的保护是（ ）。
A. 电流速断保护
B. 限时电流速断保护
C. 定时限过电流保护
D. 电流电压联锁速断保护
标准答案：？
7. &方向电流保护是在电流保护的基础上，加装一个（ ）。
A. 负序电压元件
B. 复合电流继电器
C. 方向元件
D. 选相元件
标准答案：？
8. &两只变比相同、容量相同的CT，在二次绕组串联使用时（ ）。
A. 容量和变比都增加1倍
B. 变比增加1倍，容量不变
C. 变比不变，容量增加1倍
D. 容量和变比都不变
标准答案：？
9. &电磁型电流继电器的动作条件是（ ）。
C. Me≥Mf+Ms
标准答案：？
10. &继电保护的灵敏系数Ksen要求（ ）。
标准答案：？
大工16春《电力系统继电保护》在线作业1
二、判断题（共 10 道试题，共 40 分。）
1. &电流互感器本身造成的测量误差是由于有励磁电流的存在。
标准答案：？
&中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地等系统，统称为中性点非直接接地系统。
标准答案：？
&保护安装点的零序电压，等于故障点的零序电压减去由故障点至保护安装点的零序电压降，因此，保护安装点距离故障点越近，零序电压越高。
标准答案：？
&一般来说，继电器的质量越好，接线越简单，所包含的接点数目越少，则保护装置的动作越可靠。
标准答案：？
5. &在电压互感器二次回路中，均应装设熔断器或自动开关。
标准答案：？
6. &当线路出现不对称断相时，因为没有发生接地故障，所以线路没有零序电流。
标准答案：？
7. &辅助继电器可分为中间继电器、时间继电器和信号继电器。
标准答案：？
&后备保护可分为远后备和近后备保护两种，近后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现的后备。
标准答案：？
&大接地电流系统中接地短路时，系统零序电流的分布与中性点接地点的多少有关，而与其位置无关。
标准答案：？
10. &中性点不接地系统又称为大接地电流系统。
标准答案：？
&大工16春《电力系统继电保护》在线作业2
一、单选题（共 10 道试题，共 60 分。）
1. &短距离输电线路比长距离输电线路受过渡电阻的影响要（ ）。
D. 无法确定
标准答案：？
2. &纯电感、电容并联回路发生谐振时，其并联回路的视在阻抗等于（ ）。
C. 电源阻抗
D. 无法确定
标准答案：？
3. &距离Ⅲ段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器（ ）。
A. 灵敏度高
B. 灵敏度低
C. 灵敏度一样
D. 保护范围小
标准答案：？
4. &继电保护后备保护逐级配合是指（ ）。
A. 时间配合
B. 时间和灵敏度配合
C. 灵敏度配合
D. 以上说法均不对
标准答案：？
5. &若故障点综合零序阻抗小于正序阻抗，则各类接地故障中的零序电流分量以（
）的为最大。
A. 单相接地
B. 两相接地
C. 三相接地
D. 无法确定
标准答案：？
&在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定注意不要接错极性，否则会发生方向阻抗继电器（
）的后果。
C. 正向故障拒动或反向故障误动
标准答案：？
7. &助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗和保护范围（ ）。
A. 增大，缩短
B. 增大，伸长
C. 减小，缩短
D. 减小，伸长
标准答案：？
8. &方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的，调节方法是改变电抗变换器DKB（
A. 原边匝数
B. 副边匝数
C. 原边线圈中的电阻大小
D. 副边线圈中的电阻大小
标准答案：？
9. &距离保护的I、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为了保证保护动作的（
标准答案：？
10. &相间短路的阻抗继电器采用0°接线。例如IJ=IB-IA时，UJ=（
标准答案：？
大工16春《电力系统继电保护》在线作业2
二、判断题（共 10 道试题，共 40 分。）
1. &短路阻抗的阻抗角等于输电线路的阻抗角。
标准答案：？
2. &距离保护通过测量短路阻抗的方法来测量和判断故障距离。
标准答案：？
3. &相间故障时的过渡电阻远大于接地故障的过渡电阻。
标准答案：？
4. &与电流电压保护相比，距离保护的主要优点在于完全不受运行方式影响。
标准答案：？
5. &距离保护是反应故障点到保护安装处的阻抗而动作的。
标准答案：？
6. &在整定距离Ⅱ段的整定阻抗时，分支系数应取最大值。
标准答案：？
&一般距离保护振荡闭锁工作情况是正常与振荡时不动作、闭锁保护，系统故障时开放保护。
标准答案：？
8. &全阻抗继电器的主要缺点是动作无方向性。
标准答案：？
9. &过渡电阻对接地距离元件的影响小于对相间距离元件的影响。
标准答案：？
&圆特性阻抗继电器根据圆心、半径不同，有全阻抗继电器，方向阻抗继电器和偏移特性阻抗继电器等几种。
标准答案：？
&大工16春《电力系统继电保护》在线作业3
一、单选题（共 10 道试题，共 60 分。）
1. &瓦斯保护的测量元件是（ ）继电器。
标准答案：？
&发电机单继电器式横差保护为防止励磁回路一点接地后发生瞬时性第二点接地引起保护误动作，采取的措施是（
D. 接入KOF
标准答案：？
&对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是（
A. 允许信号
B. 跳闸信号
C. 闭锁信号
D. 任意信号
标准答案：？
4. &纵差保护区为（ ）。
A. 被保护设备内部
B. 差动保护用的几组CT之间
D. 被保护设备外部
标准答案：？
5. &按照部颁反措的要求，保护跳闸连片应（ ）。
A. 开口端应装在上方，接到断路器的跳闸线圈回路
B. 开口端应装在下方，接到断路器的跳闸线圈回路
C. 开口端应装在上方，接到保护跳闸出口回路
D. 开口端应装在下方，接到保护跳闸出口回路
标准答案：？
6. &实现输电线路纵差保护必须考虑的中心问题是（ ）。
A. 差动电流
B. 励磁涌流
C. 不平衡电流
D. 冲击电流
标准答案：？
7. &主变压器重瓦斯保护和轻瓦斯保护的正电源，正确接法是（ ）。
A. 使用同一保护正电源
B. 重瓦斯保护接保护电源，轻瓦斯保护接信号电源
C. 使用同一信号电源
D. 都接自UPS
标准答案：？
8. &直流母线电压不能过高或过低，允许范围一般是（ ）。
标准答案：？
9. &标识制动型差动继电器的灵敏性较比率制动型差动继电器灵敏性（ ）。
C. 两相短路时高，三相短路时低
D. 两相短路时低，三相短路时高
标准答案：？
10. &反应变压器油箱内部各种故障和油面降低的保护称为（ ）。
A. 纵差保护
B. 横差保护
C. 瓦斯保护
D. 电压保护
标准答案：？
大工16春《电力系统继电保护》在线作业3
二、判断题（共 10 道试题，共 40 分。）
1. &对于单母线或双母线保护，通常把安全性放在重要位置。
标准答案：？
2. &瓦斯保护是利用气体来实现保护的装置。
标准答案：？
3. &变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。
标准答案：？
4. &变压器重瓦斯投信号方式，轻瓦斯投跳闸方式。
标准答案：？
&按照正常运行时有无高频信号，高频通道的工作方式可分为故障时发信方式和长期发信方式两种方式。
标准答案：？
6. &瓦斯保护能够反应变压器绝缘子闪络等油箱外面的故障。
标准答案：？
7. &高频保护采用允许信号的主要优点是加快动作速度。
标准答案：？
8. &线路允许式纵联保护较闭锁式纵联保护易拒动，但不易误动。
标准答案：？
9. &变压器励磁涌流中不含非周期分量。
标准答案：？
10. &变压器的主保护通常采用电流保护和电压保护。
标准答案：？
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LZ-22阻抗继电器的应用研究与特性校验方案设计毕业论文
本科毕业论文(设计)题
目1Study on Application of design and calibration of LZ-22 impedancerelay1青岛大学本科生毕业论文（设计）摘
要在自动控制电路中，继电保护装置起到了自动调节、安全保护、转换电路等作用。为此，进行了本文的研究与设计。首先对该继电保护装置的原理进行理论性分析与动作方程式的验证，之后就该装置的组成部分：交流形成回路、整流比相回路、执行回路三部分组成。为了检验该继电保护装置，采用了一般性检验、执行元件动作电流和返回电流检验、整定变压器T抽头正确性检验、电抗变压器TL的检验、最大灵敏角及动作阻抗特性ZOP=f()试验、最小整定值误差的测试等检验项目和要求。最后就检验项目根据检验要求设计试验，完成对执行元件动作电流和返回电流的检验等数据的记录，与文献资料数据进行对照基本一致。关键词 继电保护 距离保护 整定计算 特性校验AbstractIn the automatic control circuit, relay protection device to automatically adjust, safety protection, conversion circuit etc. Therefore, the research and design of this paper. Firstly, the principle of verification of relay protection device using theoretical analysis and motion equations, then on the device part: AC circuit, rectifier circuit is formed, the execution circuit of three parts. In order to test the relay protection device, using the general test, the actuator action current and the return current test, setting T verification, tap transformer reactance transformer TL test, angle of maximum sensitivity and action (test), ZOP=f（fimpedance minimum setting test error inspection items and requirements. Finally, according to the inspection item inspection requirements design, completion of the implementation of components operating current and return current test data records, were consistent with the literature data.Keywords
Relay protection Distance protection
Distance protection Characteristic check青岛大学本科生毕业论文（设计）1青岛大学本科生毕业论文（设计）目
言 ....................................................................................................................... 3第1章
电网继电保护1.1
电网继电保护的回首与展望 .......................................................... 错误！未定义书签。1.2
电网继电保护的作用与意义…………………………………………………………….41.3
电网继电保护的基本原理与保护装置组成…………………………………………….61.4
电网继电保护的基本要求……………………………………………………………….7第2章
电网的距离保护2.1
距离保护的基本概念和时限特性 .................................................................................... 92.2
单项补偿式距离继电器的原理和接线方式 .................................................................. 112.3
全阻抗继电器的动作特性 .............................................................................................. 122.4
电网距离保护的起动元件的作用和要求 ...................................................................... 14第3章
LZ-22阻抗继电器的应用研究3.1
LZ-22阻抗继电器的用途 .............................................................................................. 183.2
LZ-22阻抗继电器的工作原理 ...................................................................................... 183.3
LZ-22阻抗继电器的组成 .............................................................. 错误！未定义书签。3.3.1
交流形成回路............................................................................ 错误！未定义书签。3.3.2
整流比相回路............................................................................ 错误！未定义书签。3.3.3
执行回路.................................................................................... 错误！未定义书签。第4章
LZ-22阻抗继电器的特性校验和方案设计错误！未定义书签。4.1
LZ-22阻抗继电器特性检验项目和要求 ...................................................................... 244.2
LZ-22阻抗继电器特性试验接线设计图………………………………………………264.3
校验结果分析……………………………………………………………………………27结束语 ..................................................................................................................... 30谢
辞 ..................................................................................................................... 31参考文献 ................................................................................................................. 32附录
LZ-22阻抗继电器实物图 .......................................................................... 332青岛大学本科生毕业论文（设计）3青岛大学本科生毕业论文（设计）前
言继电保护对电力系统的维护有着这重大的意义。首先，继电保护装置能保护电力系统的安全和正常运行。在电力系统发生不正常运行和故障时，继电保护装置可以在最短时间和最小区域内，可以向电力监控警报系统发出消息，提醒人及时故障；也可以直接切除故障线路。这样不仅可以防止相邻地区受到故障电路影响、防止电力设备受到损坏，还可以防止电力系统因种种原因而产生的大面积停电事故。其次，在电力系统中，继电保护的顺利展开，对电力系统故障的消除、社会生活秩序的正常化、经济生产的正常化做出了贡献，在一定程度上保证了人民社会财产的安全和社会秩序的稳定。上个世纪北美的大规模断电事故造成了巨大的经济损失和社会的动荡，严重威胁到了人们的生命财产安全。由此可见，电力系统的安全与否，不仅关系照明系统的安全，更关系到人们生命财产安全、社会安定的问题。所以，继电保护系统对我国社会的发展具有重大的意义。在电力系统中，继电保护是最活跃的一个分支，随着电力系统的发展，特高压交、直流线路和超大机组的出现，对继电保护的要求进一步提高，因此，在未来，电力系统继电保护学科必将达到更高的理论和技术高度。由此可见，继电保护的存在对国民经济的可持续发展有着不可替代的作用，对人民生活水平的提高有重要意义。4青岛大学本科生毕业论文（设计）第1章
电网继电保护1.1
电网继电保护的回首与展望电力系统继电保护技术随着电力系统的发展而发展的。首先，电力系统对运行可靠性的要求越来越高，继电保护技术就必须不断地提高。熔断器就是最早出现的简单的过电流保护设备。这种简单的保护在今天仍然在低压线路和用电设备中广泛的应用。熔断器的特点就是切断电流的装置与熔断保护装置融为一体，因而最为简单。由于电力系统的不断发展，发电机的容量、用电设备的功率不断增大，供电网、发电厂、变电所的接线不断地复杂化，使得电力系统中的工作电流和短路电流都不断的增大，单纯的采用熔断器保护就难以实现选择性和快速性。因此就出现了专门的电流装置。1901年，感应性过电流继电器应用在电力系统中。1908年，比较被保护元件两端电流的电流差动原理被提出。1910年，方向性电流保护开始在电力系统中得到应用，并且在此期间出现了将电流和电压比较的保护原理，并由此导致了20世纪20年代初距离保护的实现。1927年前后，出现了一种高频保护装置，这种装置利用高压输电线路上高频载波传送和比较输电线路两端电流相位或者功率方向的来实现。在20世纪50年代，在电力系统中，微波中继通信开始被应用。20世纪50年代末，由于报道提晶体管的发展，晶体管式机电保护装置开始出现。这种保护装置具有体积小、功率消耗小、动作速度快、等优点，称为电子式静态保护装置。在长期的实践和研究中，逐渐克服了由于电力系统或者外界电磁干扰的影响而勿动或者损坏的缺点。20世纪70年代，晶体管继电保护装我国电力系统中被大量采用，满足了当时电力系统向大容量、超高压方向发展的需要。20世纪80年代，由于集成电路技术得到快速的发张，数十个甚至几十个晶体管可以集成在一个半导体芯片上，从而出现了集成运算放大器和集成电路元件。这种元件具有体积小、工作可靠性强的优点，逐渐在我国电力系统中被广泛的应用。这标志着静态继电保护从晶体管式向集成电路式发展。20世纪90年代后，微型计算机保护在硬件结构、软件技术方面都趋于成熟，这称之为第三代静态继电保护装置。微型计算机保护可以实现任何复杂的保护原理，这种保护具有巨大的分析、计算和逻辑判断能力，其工作可靠性高，并可连续不断地对自身的工作情况惊醒检查。由于微型计算机原理具有巨大的潜力和优越性，因而受到了运行人员的欢迎。在电力系统中，计算机网络被广泛的应用，这就给微机保护提高了无可限量的发展。变电站综合自动化和调度自动化的兴起、软件和硬件功能的空前强大、电力系统光纤通信网络的逐步形成，这使得微机保护不在是一个任务单一、孤立的系统，而是一个维护电力系统正常运行的自动控制系统的同一整体。因此，用光压传感器（OPT）和电流互感器（OCT）直接采集被保护装置的电压和电流，然后转化成数字信号，一方面通过计算机光纤网络送到主机和调度中心，另一方面用于保护功能的运算。微机保护可以根据切除保护设备或者是设备自动重合闸，并且可以对稳定预测、无功调节、故障诊断、安全监视、负荷控制等进行监控。由于数据信息可以被计算机网络提供，因此微机保护可以占有全系统的运行信息和数据，应用于人工智能和自适应原理的方法使保护原理、可靠性、性能得到进一步的提高和完善，是继电保护技术5青岛大学本科生毕业论文（设计）朝着智能化、网络化、测量、控制、数据通信、自适应化和保护、电压电流变换光学化和安全装置自动化的方向发展。在电力系统中，继电保护是最活跃的一个分支，随着电力系统的发展，特高压交、直流线路和超大机组的出现，对继电保护的要求进一步提高，因此，在未来，电力系统继电保护学科必将达到更高的理论和技术高度。1.2
电网继电保护的作用与意义一般情况下，我们把电力系统中用于电能的生产、变换、传送、等前期设备称之为一次设备。一次设备由发电机、变压器、电容器、调相器、电动机、电抗器、电力线路、母线、开关设备和其它用电设备等组成。然而，这些电气设备在日常使用中不可避免的会发生短路或者断线等非正常运行状态，造成电力系统无法正常的运行影响生产与生活，甚至会使电网的安全运行受到影响并导致严重事故。当电力系统中用电设备发生短路故障时，很大的电流会流过故障点及其附近的设备，如不及时切除将会引起的损坏或缩短其使用寿命，严重时甚至使其报废。因此，在电力系统中，在采取各种积极措施来减少发生故障的几率外，一旦遇到此种鼓掌是，电网中必须存在用于处理此类故障的应急设备，能够及时的找到并清理故障元器件，从而保证系统处于正常的运行状态。通常，切除故障的时间一般要小于百分之几秒才能维持电力系统的稳定运行。伴随着电力系统的发展，人们发现必须在电气元件上配备保护装置才能实现该目标。研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以也称继电保护。基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。6青岛大学本科生毕业论文（设计）图1.1
智能电网电力系统中，运行状态可以分为以下几种:（1）正常工作状态在电力系统中，各个母线的电压偏差在允许的范围内、频率波动在允许的范围内，电力系统的发电设备、输电设备、用电设备有一定的备用容量，这样电力系统的负载就能保持正常运行。（2）不正常工作状态电力系统的不正常运行状态是指正常的运行状态收到了改变但是还没有达到故障状态。异常运行状态有：电力设备的实际负荷长时间的超过额定值运行;外部设备短路引起的设备过电流；电力系统中调压手段不足而导致母线电压长期的低于或者高于允许的值；电力系统震荡等。一般情况下，不正常运行状态下的电力系统或者电气设备可以继续运行或继续运行一段时间，但这会对电力系统和用户造成不利的影响，甚至导致其故障，甚至有可能引起重大的事故。（3）故障电力系统故障泛指系统中经常出现的短路或者断线等诸多电力故障。所以，在出现故障时为了安全和避免经济损失，故障发生后，相应的设备必须退出运行。短路是整个电力系统体系中最常见到同时也是最危险的事故，系统中出现短路时，短路电流将会对故障设备造成严重的损坏。（4）事故电力系统遭到破坏时，对用户及其其他部门产生诸多不利的影响。没使用合乎于标准的设备、操作人员的人为影响、电力系统设计失误等都能造成事故的发生造成事故的发生，也可能是自然因素（大风、覆冰、雷雨），而电力系统的事故大部分是由于保护咀嚼动作或设备被错误的切除或切除设备故障过慢引起的。在电力系统运行中，短路故障最危险。而继电保护装置就是反应这种故障并且有所动作的一种自动保护装置。它的基本作用是：7青岛大学本科生毕业论文（设计）（1）从电力系统中切除故障元件，保证其他部位的稳定已实现电力系统的良好运行。（2）当电力系统出现故障时，继电保护装置可以迅速做出应急反应。一般情况下，这时不要求继电保护迅速动作，会因损毁程度来决定。由此可见，继电保护的存在对国民经济的可持续发展有着不可替代的作用，对人民生活水平的提高有重要意义。1.3
电网继电保护的基本原理和保护装置的组成继电系统基本作用是切断故障电路或者对不正常工作的电路发出警报信号。继电保护器件必须能够正确的区分系统的正常运行和发生故障或者异常的运行之间的差别，以实现保护功能。这种区分对电气量的比较和测量来实现,或者通过非电气量（压力、温度等）来实现。根据测量比较方式的不同或者电气量的不同，可以构成不同动作原理的继电保护。以图1.2为例，正常情况下的电气量主要有一下特点：（1）电路中流过的负荷电流较小；（2）各个母线的电压保持在额定值附近，电压偏差在标准限值内；（3）测量阻抗为线路的综合测量阻抗，其值较大；由于要求的供电线路的功率因数在0.85以上，所以正常时测量阻抗的值较小（4）当电力系统的三相对称运行时，母线和线路没有零序电压、零序电流、负序电压、负序电流。（a）
正常工作的电路(b)
发生故障的电路图1.2 单侧电源网路示意图当线路上发生故障时，会发生明显的变化：8青岛大学本科生毕业论文（设计）（1） 电源和短路点之间的线路中会流过很大的短路电流；（2） 系统中各个母线的电压都有不同程度的下降，距离故障点，母线电压越低；当保护装置安装处电路时，所在母线的电压机会为零。（3） 反应电压和电流之比的测量阻抗为线路的短路阻抗，其值较小；测量位置距短路点越近，测量阻抗之越小。（4） 发生对称故障后，系统中没有零序和负序分量，若发生不对长故障，则系统中故障点或者母线处将会出现较大的零序和负序分量。通常情况下，原理图如下：图1.3
继电保护装置的原理结构图1、测量部分测量部分的定义测量值与整定值得比较分析。根据被测量和整定值比较的结果，给出“是”、“非”;“大于”、“不大于”、等于“0”、“1”性质的逻辑信号，从而判断继电保护动作是否应该动作。2、逻辑部分逻辑部分是指按照一定的逻辑关系工作的元件，然后确定断路器是否应该动作于跳闸或者发出信号，然后将有关命令传传输给执行装置。通常继电保护中的逻辑回路有“或”、“与”、“非”、“记忆”、“延时起动”、“延时返回”等。3、执行部分执行部分是通过信号的传递来实现元件保护的。1.4
电网继电保护的基本要求电力系统中，各个电气元件间通常用断路器相互连接，而断路器中都装有保护装置，实现断路器在最恰当的时候发出跳闸脉冲信号。继电保护装置是把电气元件和线路作为被保护对象。在电力系统中，选择性、速动性、灵敏性、可靠性是不能缺少的。四个基本相求之间相辅相成、相互制约，根据不同的条件进行分别得协调。1、选择性继电保护的选择性的定义是电力系统中的保护器件运行动作时，仅将故障的设备或者元件从系统中切除，尽可能的素缎停电的范围，从而保证电力系统中正常部位的正常安全的运行。9青岛大学本科生毕业论文（设计）在图1.4.1所出示的网络中，当点k1出现故障时，根据继电保护选择性的原则，应由保护1和2发生跳闸，从而实现故障的完美解决。此时，变电站B可以实现正常供电。k3点发生故障时，此时7发生跳闸来解决，此时只有D母线停电，此时停电范围最小。由此可见，电力系图1.4
保护动作选择性说明图统继电保护系统实现选择性的将事故范围降到最小，甚至有可能达到不中断用户供电。然而，由于保护或者断路器可能会拒绝动作，同样是图1.4中k3处发生短路故障，若保护装置拒绝动作或者保护发出动作而断路器拒绝跳闸，则应由最近的B-C保护线路动作于跳闸，尽可能的缩小停电的范围。当线路上所装的一套保护装置拒绝动作时，同一安装地点的另一套保护动作切除故障时，这种保护方式称为近后背保护。当本线路保护拒绝动作或者断路器拒绝动作，而由相邻元件发生动作已达到处理故障的方式我们称之为后备保护切除故障的保护。2、速动性继电保护的速动性是指继电保护应尽可能快的动作于断路器跳闸，以结束不正常状态的存在或者清理故障。然而，保证动作选择性是速动性的前提，这需要通过对电气元件中电气量进行测量比较做出判断，要一定的时间，因而上述两者时间是有矛盾的。在实际的应用中，对速动性的要求应该根据被保护元件的具体情况、系统接线、重要程度等，经过实际成本比较后确定。3、灵敏电力系统中，灵敏性是指遇到问题时的应急反应能力。系统中是否有过电阻，都能正确、灵敏的反应。灵敏性是由灵敏系数来决定的的，灵敏性的强弱随电力系统和被保护元件的实际参数和运行方式的不同而不同。4、可靠性电力系统中的继电保护装置必须是可靠的。可靠性又包含两层含义:可信赖性和安全性。电力系统中，继电保护的不正常运行状态都可能给电力系统和经济发展带来严重的危害和不利影响。因此，在运用继电保护时，根据被保护对象的具体情况而定，对两个方面的性能做适当的协调统一。电力系统中,提高继电保护安全性的方法有很多种,主要是采取全面分析论证； 而提高继电保护的可信赖性，选用高性能的装置是一种方法，还有一种重要的方法就是重要的设备还可以采取保护装置双重化，比如重要的高压输电线、大容量的发电机-变压器组接线。10青岛大学本科生毕业论文（设计）第2章
电网的距离保护2.1
距离保护的基本概念和时限特性在电力系统中，电流保护和电压保护的主要优点是简单、经济和工作可靠。但是这两种保护的整定值的选择、保护范围和灵敏系数都受到系统运行方式和电网接线方式的影响。因此，在35kv及以上的电压复杂网络中，这些保护方式都很难满足选择性、灵敏性、快速切除故障的要求。因此，就必须在电力系统中采用更加完善的继电保护装置，距离保护就能满足电力系统对保护的要求。反应故障点至安装地点之间距离的保护称为距离保护，这种保护根据距离的远近而确定阻抗动作时间的一种保护装置，这种保护的主要部件是阻抗继电器。对于单相补偿式，即第Ⅰ类阻抗继电器，可根据其端子上所加电压和电流得知保护安装处至短路点的阻抗值，这种阻抗称为继电器的测量阻抗。而对于党项补偿式，即第Ⅱ类阻抗继电器，其端子上所加的事多项电压和电流，因此不能直接得知保护安装处至短路点的阻抗值。但是我们可以根据其端子上的电压和电流间接测定保护安装处至短路点的距离。这两种阻抗继电器构成的距离保护都是在短路点距离保护安装处近时，动作速度快；短路点距离保护安装处远时，动作速度慢。因此就保证了电力系统有选择的切除故障电路。如图2.1所示，在用第Ⅰ类阻抗继电器时，当k点短路时，保护1的测量阻抗是ZK,保护二的测量阻抗是ZAB?ZK。这样由于保护1距离短路点比保护2距离保护点近，因此保护1的动作时间将比保护2的动作时间短，所以1将切除电路故障。由此可见，适当的选择各个保护的整定值和动作时限可以保证继电保护的选择性。图2.1
距离保护的作用原理-网络接线电力系统的距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点距离存在一定的函数关系，即t=f(l)，此函数关系称之为距离保护的实现特性。为了满足电力系统对继电保护速动性、选择性、灵敏性的要求，具有三段动作范围的阶梯形实用特性被广泛的使用，如图2.2所示，并分别称为距离保护的第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。瞬时动作是距离保护的第Ⅰ段，t1是保护装置本身固有的动作时间。我们以保护2为例。11青岛大学本科生毕业论文（设计）图2.2
距离保护的作用原理-时限特性其第Ⅰ段应该保护线路AB的全长，然而事实上却是不可能，当靠近B点处出口处短路时，保护?.2就必须要躲过这一点短路时测量的阻抗ZAB，即2本应该不动作，因此其动作阻抗的整定值Zact?.2?ZAB 。同时，我们应该考虑到电流、电压互感器和阻抗继电器的误差和保护装置本身的误差。Zset引入可靠系数Krel，一般取0.8～0.85或者0.9。因此保护2的Ⅰ段整定值是:?.2?(0.8~0.9)ZAB
Zset同理，对于保护1的第Ⅰ段整定值是:?.1?(0.8~0.9)ZBC
Zset这样整定以后，距离Ⅰ段就只能保护本线路的80%～90%，所以这就是第Ⅰ段保护的一个眼中缺点。为了切除线路中末端剩余范围内的故障，就需要在线路中设置距离保护第Ⅱ段。距离第Ⅱ段整定值的选择和限时电流速段相似，使其不超过下一条相邻线路距离Ⅰ段的保护范围，并且还要有高出一个?t的时限，用来保证选择性。例如在图2.1的单侧电源网络中，当保护1的第Ⅰ段末端短路时，保护2的测量阻抗Z2为：?.1
Z2?ZAB?Zset同样，我们引入可靠系数Krel，则保护二的第Ⅱ段的动作阻抗为：??.2?Krel(ZAB?Zset?.1)?0.8[ZAB?(0.8~0.9)ZBC]
Zset本线路的主保护就是距离Ⅰ段和距离Ⅱ的联合工作构成。而这两段的可靠系数Krel则根据保护装置的类型、线路的具体情况和规程规定选取。在电力系统中，我们还第Ⅲ段距离保护作为断路器拒绝动作和为下级相邻线路保护装置的后备保护，同样也作为本段线路的距离Ⅰ、距离Ⅱ的后备保护。距离Ⅲ段整定值的考虑和过电流保护相似，启动阻抗要按照躲开正常运行时的最小负荷来确定，动作时限整定的原则应比保护范围内下级各个线路的距离Ⅲ段的最大动作时限高出一个?t。12青岛大学本科生毕业论文（设计）2.2
单项补偿式距离继电器的原理和接线方式当今，微机数字保护有巨大的优越性，并且将最终完全取代模拟式机电保护装置。在模拟式保护长期发展的过程中，有些原理和技术可以直接应用于微机保护，对微机保护的发展也具有重要的参考价值，因此我们在模拟式距离保护的基础上对这些原理进行阐述。距离保护的核心部件是距离继电器，又称阻抗继电器，它的主要作用就是直接或间接的测量短路点到保护安装点间的阻抗，然后与整定阻抗值进行比较来确定其是否应该动作。?和一个电流I?的继电器，其比值称为单项补偿式距离继电器是只在继电器的中加入一个电压UKK继电器的测量阻抗，用字母ZK表示?UZK?K
(2-5) ZK上式中ZK可用R?jX的形式表示，所以我们可以用复数平面来表示其动作特性，并用几何图形把它表示出来如图2.3（b）示。图2.1中，在线路BC中，我们以保护Ⅰ为例，在复数阻抗平面内画出距离继电器的测量阻抗，如图2.3所示，坐标原点O为线路的始端B，第一象限为正方向短路的测量阻抗，第三象限为反方向的测量阻抗，R轴与正方向短路测量阻抗之间的阻抗角为?K。对保护1的距离Ⅰ段，我们一般取可靠?.1?0.85ZBC,0.85ZBC以内的阻抗距离继电器都应动作，系数为0.85,因此一次整定阻抗一般整定为Zset在图中2.3（b）中以阴影线表示其范围。距离继电器都是接在电压互感器和电流互感器的二次侧，系统一次侧的阻抗和测量阻抗之间的关系为：?/n?n?UUUn(B)TV(B)KTA?TA
ZK???ZKtKtBC/nTAtBCnTVnTV?为母线B的电压；I?为从B流向C的电压；n为电压互其中，ZK为二次侧的测量阻抗；UTV(B)BC?为一次侧的测量阻抗。所以，在保护装置中，如果一次感器的变比；nTA为电流互感器的变比；ZK?，则二次侧整定阻抗值为:
侧整定阻抗计算值后为Zset?
ZK.set?ZsetnTA
(2-7) nTV为了简化继电器的接线、过渡电阻和互感器的相互影响，以及便于制造和调试，我们一般把继电器的动作特性扩大为成其他封闭曲线。图2.3（b）中为各种圆特性阻抗继电器。图中1是全阻抗继电器的动作特性，2是方向阻抗继电器的阻抗特性，3是偏移特性阻抗继电器的阻抗特性。13青岛大学本科生毕业论文（设计）在此，我们简单介绍一下单项不尝式继电器的接线方式，所谓接线方式即给距离继电器接入电流和电压的方式，但加入继电器的电压和电流必须满足下面两点要求：UK(a)
被保护线路的测量阻抗及动作特性图2.3
用复数平面的测量阻抗（1）继电器的测量阻抗与短路点到保护安装地点的距离成正比，且对于长距离超高压线路应采取措施消除其分布电容影响来满足要求。（2）继电器的保护范围不随故障类型的改变而改变。2.3
全阻抗继电器的动作特性全阻抗继电器的特性是以继电器安装点为圆心、阻抗为半径的一个圆，当测量阻抗ZK在圆内时，继电器动作，在圆外时，继电器不动作， 而当测量阻抗正好在圆上时，继电器刚好启动，此时的阻抗就为继电器的动作阻抗或者启动阻抗ZK.act。继电做与否与加入继电器的电压和电流的夹角无关，其抗都等于整定阻抗ZK.act?Zset，即没有方向性，具的动作特性的继电器称为全阻抗继电器。（1） 如图2.3所示 为幅值比较式全阻抗继电电器动作的条件是测量阻抗位于圆内时，其动作的用阻抗的幅值来表示，即ZK?Zset器的总动作阻有这样器，继条件可?，则上式变为把上式两端同时乘以电流IK??Z
幅值比较式的全阻抗继电器的动作特性
UK?IKset14青岛大学本科生毕业论文（设计）?Z表示电流在某一个恒定阻抗Z上的电压式中我们可以把两个看成两个电压的比较，其中IsetKset降落。（2） 如图2.4所示，为相位比较式全阻抗继电器的动作特性，当测量阻抗在圆周上时，矢量ZK位于圆周上时，矢量ZK?Zset落后于ZK?Zset的角度是90?；当测量阻抗在圆内时，角度大于90?；当测量阻抗在圆外时，角度大于90?，因此，动作器的动作条件可以表示为：
270??argZK?Zset?90?Zk?Zset式中，当??270?时，?为负值，此时对应ZK超前于Zset的情况。15
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