继电保护

继电保护

名词解释

1、继电保护的可靠性：指继电保护装置自身在工作过程中的安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。

3.2、低压启动的过流保护：在过流保护中，当灵敏系数不能满足要求时可采用低电压启动的过电流保护方式，提高灵敏系数

4.轨道过压保护：在直流牵引供电系统中，轨道对地绝缘安装，OVPD用来作为降低轨道电压的一种重要手段，避免由于机车通过时，电力机车工作电流过大而引起的瞬间轨道过电压，以确保轨道电压低于整定值，从而保证人员、设备的安全。

5.比率制动特性：也称为穿越电流制动特性，她可以保证在变压器区外故障时有可靠的制动作用，同时在内部故障时有很高灵敏度。

6.相邻变电所联跳：就是相邻的两个牵引变电所内对同一段供电轨道供电的两个馈线断路器间的相互动作保护。

7.大电流脱扣保护：大短路电流对线路会造成巨大的损坏，大短路电流一出现就应立即切断，其切断时刻应在其达到电流峰值。

8.备用电源自动投入装置：是由微机型继电保护装置在完成保护功能的同时来兼作备用电源自动投入装置。

9.自适应继电保护：能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能，特性或定值的保护。

10.综合接地网：为了设备和人生的安全，各个地铁站均设置一个综合接地装置，架空地线和各车站接地装置通过接地扁钢和电缆金属铠装等接在一起而形成地铁全线统一的综合接地网。

11.继电保护四性：选择性，速动性，灵敏性，可靠性。

12.电流继电器的动作电流：在电流继电器中，能使继电器动作的最小电流值叫做该继电器的动作电流。

13.DDL：一种反应电流变化趋势的保护，又称电流变化率（di/dt）和电流增量（△I）保护，既能切除近端短路电流，也能切除大电流脱扣保护不能切除的短路故障电流较小的远端短路故障，既避免了单独的di/dt保护受干扰而误动，又克服了△I保护存在拒动现象的缺点，它可以避免对绝对电流的检测，而有效区分机车启动电流和短路电流。DDL保护已成为地铁馈线保护的主保护。

14.选择性：当电力系统中的电气设备发生短路故障时，电力系统中的所有继电保护装置应该有选择地动作，将故障设备从电力系统之切除，并保证切除故障设备后电力系统的停电范围最小。

15.阶段式电流保护：为了保证迅速而有选择性地切除故障，常常将电流速断，限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成了阶段式电流保护。

16.变压器励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，就可能产生很大的励磁电流，其数值可达额定电流的6-8倍，这种暂态过程中出现的变压器励磁电流称为励磁涌流。

17.采样定理（香农定理）：如果被采样信号中所含最高频率成分的频率为fmax,则采样频率fs必须大于fmax的2倍（即fs>2fmax），否则将造成频率混叠。

18.零序电流保护：当中性点直接接地的电网中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的。

19.继电保护：指能反应电力系统中电气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

号的一种自动装置

20.微机保护的算法：就是实现某种保护功能的数学模型，按该数学模型编制微机应用程序，对输入的实时离散数字信号量进行数学运算，从而获得保护动作的判据。或者简单地说，微机保护的算法就是从采样值中得到反应系统状态的特征量的方法。算法的输出是继电保护动作的依据。

21.自动重合闸装置：是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。

问答题

1、什么是微机保护的算法，常用的算法有哪些？

答：微机保护算法的实质是实现某种保护功能的数学模型。从采样值中得到反映系统特征量的方法。

常用的方法有：正弦函数输入量的算法（半周绝对值积分算法、一阶导数算法、采样值积算法、傅里叶算法）、微分方程的算法、按实际波形的复杂数学模型算法、继电器动作方程直接算法等几类。

2、简述继电保护的含义和作用？

答：继电保护装置就是指能反映电力系统中电气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自动装置。

作用：1、当电力系统中的电气设备发生短路故障时，能自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。2、当电力系统中的电气设备出现不正常运行状态时，并根据运行维护的条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据当时电力系统和元件的危害程度规定一定的延时，以免误动作。

3、简述微机保护的硬件的组成？

答：1、数据采集系统或模拟量输入系统；2、CPU主系统；3、开关量输入/输出系统；4、人机接口回路；5、通信回路；6、电源回路

4、什么是变压器的非电气量保护？请举例说明。

答：它是相对于变压器各侧的非电气量保护而言，通过监视、检测变压器的非电气状态参数（如瓦斯气体、油温、油位等）及变压器辅助设备（如冷却器等）的状态，判断变压器的运行状态和外部环境，从而达到保护变压器的目的。例如瓦斯保护、压力释放保护、冷却器故障风冷消失保护、油温高保护等。

5、什么是线路测试系统？作用是什么？

答：线路测试系统是用于直流馈线断路器，每个馈线柜都由线路检测装置，在合闸前，对线路段进行测试以防止断路器与其近端短路故障点连通。

6、简述微机保护与传统保护相比有哪些优缺点？微机保护硬件主要包括哪几个部分？

答：优点：其区别主要在于实现中间部分功能的手段不同，传统继电保护是靠模拟电路的构成来实现的。微机保护是用数字计数进行数值计算来实现上述功能。

微机保护硬件主要包括：1、数据采集系统或模拟量输入系统；2、CPU主系统；3、开关量输入/输出系统；4、人机接口回路；5、通信回路；6、电源回路

7、纵差保护的基本原理是什么？

答：要求变压器正常运行和纵差保护区外故障时，流入差动保护继电器中的电流为零。保证纵差保护不动作。当区内故障时，流入差动继电器的电流很大差动继电器动作，驱动变压器两侧断路器分闸，对变压器起到保护作用。

8、方向性电流保护的必要性？

答：在双侧电源网络接线中，由于两侧都有电源，因此在每条线路的两侧均须装设断路器和保护装置。按照选择性的要求，电流速断则可以避免误动作。

9、简述接触网热保护的概念、原理及保护范围？

答：主要是根据保护单元连续测量馈线电流接触网的电阻率、电阻修正系数、长度、横截面积、电流等，计算出接触网的发热量。根据接触网和空气的比热等热负荷特性，及通风量等环境条件，由经验公式给出接触网的电缆温度。当电缆的温度超过告警温度时，给出报警，超过跳闸温度时则跳开给该接触网接触供电在直流开关。开关跳开后，电缆逐渐冷却，当温度进一步下降，低于重合闸温度时，则重新合上直流开关。

10、电力系统对自动重合闸的基本要求是什么？

答：1、迅速动作；2、在下列情况下自动重合闸装置不应动作：

○1、由于运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开，自动重合闸装置不动作。○2、断路器手动合闸，由于线路上有故障，而随即被继电保护跳开时，自动重合闸装置不应该动作。○3、当断路器处于不正常状态时，自动重合闸装置不应该动作。3、动作的次数应符合预先的规定。4、动作后应能自动恢复。5、重合闸时间应能整定。6、可靠的启动方式。

11、零序电流的优点？

答：1、保护的灵敏度高。2、零序电流保护受系统运行方式影响小。3、当系统中发生某些不正常运行状态时，零序电流保护不受他们的影响。4、零序电流故障出现概率小。

12、什么是纵差保护的不平衡电流？

答：由于变压器的励磁涌流、有载调压因素的影响，当变压器正常运行或区外故障时，流入差动继电器的电流大于零，这个大于零的不平衡电流就是纵差保护的不平衡电流。

13、何为三段电流保护？每一段电流保护的特点？

答：为了保正迅速而由选择性的切除故障，常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起构的反映于电流升高而动作的电流保护

特点：

一段：瞬时电流速断保护，简单可靠，动作迅速。但是不能保护线路的全长，并且保护范围受系统运行方式变化的影响。

二段：限时电流速断保护，具有足够的灵敏度，弥补了瞬时电流速断保护不能保护线路的全长

三段：定时限速断保护，不仅能保护本段线路的全长也能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。

14、励磁涌流具有什么特征？对差动保护有何影响？

答：特征：1、励磁电流很大其中含有大量的直流分量。2、励磁涌流中含有高次谐波，其中以二次谐波为主，而短路电流中二次谐波成分很小。3、励磁涌流波形由间断角。

影响：常常导致差动保护误动作给变压器纵差保护实现带来困难。

15、地铁直流供电系统设置的保护有哪些？

答：1、直接在断路器操作机构中的保护元件（如脱扣器）。2、继电保护装置是间接保护

16、过电流保护采用低电压启动的目的是什么？

答：由于一般的过电流保护的动作电流值按躲过线路最大负荷电流整定，而纵负荷线路中最大负荷电流大于额定电流，所以采用低压启动后的电流保护的动作下降，使灵敏性得到了提高。但是这种采用降低动作电流以提高动作灵敏性的方法，会导致电流在最大负荷电流下出现误动的不可靠现象，采用低压启动的目的就是利用这一点，克服这一可靠性上的不足。

17、备用电源自动投入装置有哪些技术要求？

答：1、工作电源故障或其断路器被错误断开时，备用电源应能可靠地自动投入。2、备用电源断路器的合闸脉冲应的短脉冲只允许自动投入装置总做一次。3、备用电源自动投入要迅速。4、切换过程对电机的冲击是安全的，并要满足电动机稳定运行的要求。5、备用电源自动投入装置投入到故障，应使保护加速动作。

18、简述直流保护装置控制系统的基本功能？

答：1、通常仅用于设备的电气分合闸。2、整个控制系统包括分合闸操作、联跳、自动重合闸、防跳线路测试等。

19、简述直流馈线保护装置保护中电流上升率和电流增量保护的概念、原理及保护范围？

答：概念原理：电流上升率：通过设定电流上升率启动值和电流上升率近回值比较。当电流上升率在给定的时间T1时间内高于保护设定的电流上升率时，电流上升率保护出口处于延时阶段。若在整个延时阶段，电流的上升率高于整定值电流上升率近回值时，保护动作启动，若回到电流上升近回值之下则保护返回。主要针对中远距离的非金属性短路故障。

电流增量：在电流上升率启动时，电流增量保护也启动进入延时保护阶段。从启动的时刻开始继电器以启动的电流作为基准点计算相对增量的时间，若电流上升率一直维持在保护整定值电流上升率启动值之上。当电流增量大于最大电流增量设定值，经过一段时间延时后，电流增量保护出口并时开关跳闸。主要针对中

近距离的非金属性短路故障。

20、叙述变压器的故障和不正常运行状态包括哪些，需要设置什么样的保护？

答：不正常工作运行状态：1、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷。2、外部短路引起的过电流。3、外部接地短路引起的中性点过电压。4、油箱漏油引起的油面降低或冷却系统故障引起的温度升高。5、大容量变压器在过电压或低频等异常运行工况下导致变压器过励磁，引起铁心和其他金属构件过热等。

故障状态：1、内部故障，例如发生在变压器油箱内包括高压侧或低压侧的相间短路、匝间短路、中性点直接接地系统侧绕组的单相接地短路。2、外部故障，例如变压器绕组引出线和套管上发生的相间短路和接地短路。

需要设置的保护：主保护：纵联差动保护和瓦斯保护，后备保护：过电流保护，辅助保护：接地保护、过负荷保护、过热保护。

分析题

1、 区间联跳

答：对应同一段三轨QF1、QF2分别位于A站和B站, QF1柜、QF2柜上都装有直流保护设别，QF1、QF2通过继电器、联跳电缆实现相互保护动作。在正常运行情况下，若QF1的保护设备检测到故障并发出指令跳闸后，同时会通过联跳出继电器、联跳电缆、向QF2发出联跳信号，QF2的联跳继电器接到联跳信号后，由于联跳入继电器传给本柜的保护装置，保护装置检测到联跳信号后发出指令，QF2跟随跳闸：若QF1的保护装置检测到故障在设定的时间内消除则发出指令重合闸，同时发出信号给QF2，QF2的保护装置接到信号后也发出指令重合闸：若该故障未及时消除则QF1、QF2的两个直流保护装置均显示故障不能合闸，反之亦然。

2、 双侧重合闸

答：1、检定线路无电压。当线路发生故障两侧断路器跳闸后，检定线路无压一侧的重合闸首先动作，使断路器投入。如果重合不成功，则断路器再次跳闸。此时由于线路另一侧无压，同步检定继电器不动作，因此该侧重合闸不启动。2、检查同步。如果检测无压侧重合闸成功，则检查同步侧开始检查同步，在检定之后重合闸动作，投入断路器线路则恢复正常工作

3、 自投方式

答：1、分段备自投。○1分段备自投正常运行的条件。当电源正常运行时，分段断路器QF3处于分位置，进线断路器QF1、QF2均处于合闸位置，母线上有电压，此时备自投投入开关处于投入位置。○2分段备自投的启动条件。当Ⅱ段备用Ⅰ段时。如Ⅰ段母线无电压，QF1进线1无电流，Ⅱ段母线上有电压，则启动备自投；当Ⅰ段备用II段时，如II母线无电压，QF2进线2无电流，Ⅰ段母线有电压，则启动备自投。○3、分段备自投的动作过程。在II段备用I段时，当备自投启动时，若QF1处于合闸位置，则经延时跳开QF1，确认跳开后合上QF3；若QF1处于分位时，则经延时合上QF3。在I段备用II段时，当备自投启动时，若QF2处于合位则经延时跳开QF2，确认跳开后合上QF3；若QF2处于分位置时，则经延时合上QF3。○4、分段备自投退出的条件。当QF3处于和位置时，或I段、II段母线都无压时，或备自投闭锁输入信号时，以及备自投投入开关处于退出位置时，备自投应处于退出状态。2、变压器备自投。○1、变压器备自投正常的运行条件。当变压器处于正常运行状态，主变压器各侧断路器处于和位置，辅变压器各侧断路器处于分位置，母线有电压，辅变压器进线有电压，备自投投入开关处于投入位置。○2、变压器备自投的启动条件。当主运行变压器无电流，母线上无电压且辅变压器进线有电压时，则启动变压器备自投。○3、变压器备自投的动作过程。当变压器备自投被启动后，若主变压器二次断路器处于和位置，经延时跳开主变压器各侧断路器，确认跳开后，依次合上辅助变压器各侧断路器；若主变压器二次断路器处于分路位置时，则经延时依次合上辅助变压器一次断路器和二次断路器。○4、变压器备自投的退出条件。当辅变压器进线无压时，或备自投闭锁输入信号时，以及备自投投入开关处于退出位置时，备自投应处于退出状态。