第一篇：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)第二章課后習(xí)題答案

2.9如圖2.57所示網(wǎng)絡(luò)，流過保護(hù)1、2、3的最大負(fù)荷電流分別為400A、500A、550A，KSS?1.3,Kre?0.85，KIII?1.15，tIII?TIII?0.5s，TIII?1.0s。試計(jì)算：

rel123（1）保護(hù)4的過電流定值；

（2）保護(hù)4的過電流定值不變，保護(hù)1所在元件故障被切除，當(dāng)返回系數(shù)Kre低于何值時(shí)會(huì)造成保護(hù)4誤動(dòng)？

（3）Kre?0.85時(shí)，保護(hù)4的靈敏系數(shù)Ksen?3.2，當(dāng)Kre?0.7時(shí)，保護(hù)4的靈敏系數(shù)降低到多少？

解：

（1）流過保護(hù)4的最大負(fù)荷電流為II.4max?400?500?550?1450(A)

IIIKSSKrel1.3?1.15IIIII.4.max??1450?2.55(kA)保護(hù)4的過電流定值為Iset.4?Kre0.85III?max(tIII,tIII,TIII)??t?1?0.5?1.5(s)時(shí)限為t4123?（2）保護(hù)1切除故障后，流過保護(hù)4的最大負(fù)荷電流II.4.max?500?550?1050A?1.05kA ?考慮到電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)出現(xiàn)的最大自啟動(dòng)電流Iss.max?KssII.4.max?1.3?1.05?1.365kA, 這個(gè)電流Iss.max必須小于保護(hù)4的返回電流Ire，否則1.5s以后保護(hù)4將誤切除。相應(yīng)

III?2.55K，從而有2.55K?1.365，K?的要求Iss.max?Ire?KreIsetrerere.41.365?0.535。2.55所以當(dāng)返回系數(shù)低于0.535時(shí)，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)。

I（3）保護(hù)4 的靈敏系數(shù)Ksen.4?3.2?K.B.min?IIIIset.4IK.B.minKreIK.B.min??0.85，IIIIIIKrelKSSIL.4.maxKrelKSSIL.4.max從而有IIIKIKrelSSL.4.maxIK.B.min?3.2?0.85

K.B.min?0.7?3.2/0.?850.?72.即63靈敏度下降5則當(dāng)Kre=0.7時(shí)，Ksen.4?到

IIIKrelKSSIL.4.maxI2.635。

2.11 在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護(hù)利用了短路時(shí)電氣量什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的什么問題？

答：在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。方向性電流保護(hù)利用短路時(shí)功率方向的特征，當(dāng)短路功率由母線流向線路時(shí)表明故障點(diǎn)在線路方向上，是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向，允許保護(hù)動(dòng)作。反之，不允許保護(hù)動(dòng)作。用短路時(shí)功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側(cè)的保護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時(shí)功率判別元件都動(dòng)作，需要確定接線方式及內(nèi)角，請給出90o接線方式正方向短路時(shí)內(nèi)角的范圍。答：（1）正方向發(fā)生短路時(shí)，有0o

（2）正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗Zd<>Zs時(shí),-30o

綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0o

2.19.系統(tǒng)示意圖如圖2.58所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)—變壓器組方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺(tái)機(jī)全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺(tái)機(jī)，變壓器T5和T6可能2臺(tái)也可能1臺(tái)運(yùn)行。參數(shù)為：

E??1153KV，X1.G1?X2.G1?X1.G2?X2.G2?5?,X1.G3?X2.G3?X1.G4?X2.G4?8?，X1.T1?X1.T4?5?，X0.T1?X0.T4?15?，X1.T5?X1.T6?15?，X0.T5?X0.T6?20?，LA?B?60kmI?1.2、，LB?C?40km，線路阻抗Z1?Z2?0.4?/km，Z0?1.2?/km、KrelII?1.15。Krel（1）請畫出所有元件全運(yùn)行時(shí)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖，并標(biāo)注參數(shù)；

（2）所有元件全運(yùn)行時(shí)，計(jì)算B母線發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時(shí)的零序電流分布；

（3）分別求出保護(hù)1、4零序II段的最大、最小分支系數(shù)；（4）分別求出保護(hù)1、4零序I、II段的定值，并校驗(yàn)靈敏度；（5）保護(hù)1、4零序I、II段是否需要安裝方向元件；

（6）保護(hù)1處裝有單相重合閘，所有元件全運(yùn)行時(shí)發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護(hù)1不靈敏I段定值。

解：（1）先求出線路參數(shù)，即

km，)X1.AB?X2.AB?60?0.4?24(?),X0.AB?60?????72(?)

LAB?60(km，)X1.BC?X2.BC?40?????16(?),X0.BC?40?????48(?)

LBC?40(所有元件全運(yùn)行時(shí)三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖1(a）、(b)、(c)所示。

X1T3X1BCX1G3E?E?X1T4X1G4X1G1?X1T1X1ABX1T5X1G2X1T2X1T6E?

1(a)

X2T3X2G3X2BCXGX2T1X2ABX2T4X2T5X2G4X2G2X2T2X2T6

1(b)

X0T3X0BCXTX0ABX0T4X0T5X0T2X0T6

1(c)（2）先求出所有元件全運(yùn)行時(shí)，B母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖。

1）單相接地短路時(shí)，故障端口正序阻抗為

X1G?XTXG1?.11.??.X3T)1.3)1X(BC

Z?1?(X1AB.?1.?22?(24?5)(16?6.5)?29?22.5?12.67(?)51.5故障端口負(fù)序阻抗為

Z?2?Z?1?12.67(?)

故障端口零序阻抗為

XXXZ???(0.T1?X0.AB)0.T5(0.T3?X0.BC)?79.51055.5

2?111???7.657(?)

1110.012579?0.1?0.0180180.130597??79.51055.5

則B母線分別發(fā)生單相接地時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖2所示。??0?UA??因?yàn)?IB?0，可以導(dǎo)出

?I??C?0????0?Uf1?Uf2?Uf0?是一個(gè)串聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。???I??II?f1f2f0??

E?Z?1Z?2Z?0

圖2

故障端口零序電流為

If0?ZE??1?Z?2?Z?0?3?2.012(kA)

12.67?12.67?7.657115在零序網(wǎng)中分流從而得到此時(shí)流過保護(hù)1、4的零序電流分別為

X?X0T20.012579I0.1?If0??0/[(0T1)?X0AB]?If0??0.194(kA)

20.130597X?X0T40.018018I0.2?If0??0/[(0T3)?X0BC]?If0??0.278(kA)

20.130597

畫出B母線發(fā)生單相接地時(shí)零序電流分布圖如圖3所示。

X0T3X0BC0.139XTX0AB0.278X0T5X0T40.097X0T20.01940.77X0T6

圖3

2）B母線兩相接地短路時(shí)，故障端口各序阻抗和單相接地短路時(shí)相同，即Z?1?Z?2?12.67?，Z???7.65?7 ??0?IA??因?yàn)?UB?0，可以導(dǎo)出

?U??C?0????0?If1?If2?If0?是一個(gè)并聯(lián)型復(fù)合序網(wǎng)。????UU?U?f2f0??f1

則復(fù)合序網(wǎng)圖如圖4所示。

E?Z?1Z?2Z?0

圖4 Z?2Z?0?12.67?7.657?4.77

12.67?7.657故端口正序電流為If1?E?Z?1?Z?2Z?0If1Z?0?3?3.807(kA)12.67?4.7712.67?2.373(kA)

12.67?7.657115故障端口零序電流為If0???Z?0??Z?2??If1同樣的，流過保護(hù)1、4的零序電流分別

0T1?If?

I0.10?/0[(X?XT0.01257902?)XAB?0.kA22 9(0?]If?020.130597))X0T3?XT0.01801804??If?)XBC?0.kA32 7（I0.20?/0[(0?]If?020.130597從而得到如圖5所示B母線兩相接地短路時(shí)的零序電流分布圖。

X0T3X0BC0.164XTX0AB0.327X0T5X0T40.115X0T20.2290.909X0T6

圖5(3)先求保護(hù)1的分支系數(shù)K1.b。

當(dāng)BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖6所示。

X1?XAB0?X0T1/2IBCMIABMIABMX2?XT50||XT60

圖6 IIXK1.b?BCM?1???BM?1?1

IABMIABMX2對X1，當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)X1最大，有

TAB15?72?87(?

X1ma?xXT0.?10.?當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)X1最小，有

X0T.1?TAB?7?X1mi?n0.?7.527?9.5()對X2,當(dāng)T5、T6只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)X2最大，X2max?20；當(dāng)T5、T6兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)X2最小，X2min?10。因此，保護(hù)1的最大分支系數(shù)

K1.b.max?1?1max?1??9.7

X102minX79.5最小分支系數(shù)K1.b.min?1?1min?1??4.975

X2max20X87同樣地分析保護(hù)4的分支系數(shù)K4.b。當(dāng)AB段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖7所示。

X0T3X0BCIABMMICBMX1X0T4IC?BMX0T5X2X0T6

圖7 IIXK1.b?ABM?1?C?BM?1?1

ICBMICBMX2對X1,當(dāng)只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)X1最大，有X1max?X0.T3?X0.BC?15?48?63(?)

當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時(shí)X1最小，有

X1min?X0.T3?X0.BC?7.5?48?55.5(?)2對X2,當(dāng)T5、T6只有一臺(tái)運(yùn)行時(shí)X2最大，X2max?20；當(dāng)T5、T6兩臺(tái)全運(yùn)行時(shí)X2最小，X2min?10。因此，保護(hù)4的最大分支系數(shù)

X63K4.b.max?1?1max?1??7.3

X2min10X55.5最小分支系數(shù)K4.b.min?1?1min?1??3.775

X2max20(4)保護(hù)1整定計(jì)算

零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)1的最大零序電流為

I0.1.max?0.229(A)故I段定值

I?KI?3IIset0.1.max?1.2?3?0.229?0.8244(kA)rel為求保護(hù)1的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3的零序一段定值，設(shè)在母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)3的最大零序電流。此時(shí)有

X?X1.T1X?X1.T345?6.5Z?1?Z?2?(1.G1?X1.AB?X1.BC)(1.G3)??5.68(?)

2251.5XXXZ?0?[(0.T1?X0.AB)0.T5?X0.BC0.T3?(79.510?48)7.5?56.887.5?6.63(?)

222母線C單相接地短路時(shí)，有

If0?E?Z?1?Z???Z???3?3.69(kA)5.68?5.68?6.63115從而求得母線C單相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的電流

I0.3?3.69?7.5?0.43(kA)

56.88?7.5母線C處兩相接地短路時(shí)，有

Z?2Z?0?5.68?6.63?3.06(?)

5.68?6.63正序電流

If1?E?Z?1?Z?2Z?0?3?7.6(kA)5.86?3.06115零序電流

If0?If1?Z?25.68?7.6??3.5(kA)

Z???Z??5.86?6.63從而求得流過保護(hù)3的電流 I0.3?3.5?7.5?0.408(kA)

56.88?7.5這樣，母線C處兩相接地短路時(shí)流過保護(hù)3的最大零序電流 I0.3.max?0.43(kA)

保護(hù)3的零序I段定值為

II Iset.3?Krel?3I0.3.max?1.2?3?0.43?1.548(kA)這樣，保護(hù)1的零序II段定值為

IIKrel1.15IIIIset.1??Iset??1.548?0.358(kA)（整定時(shí)，分支系數(shù)取最小值）.3K1.b.min4.975

校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)1的最小零序電流

I0.min?0.194(kA)靈敏系數(shù) Kre?3I0.min0.194?3??1.626 II0.358Iset.1

保護(hù)4整定計(jì)算

零序I段：根據(jù)前面分析的結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)4的最大零序電流為 I0.4.max?0.327A，故I段定值

II Iset.1?Krel?3I0.4.max?1.2?3?0.327?1.18(kA)為求保護(hù)4的零序II段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2的零序一段定值，設(shè)在母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護(hù)2的最大零序電流。此時(shí)有

X1G?X1X1?.1XT146.?55.3T.?3X Z?1?Z())(G?).1?4.?52?2?(1A.B?X1B.C2251.5Z?0?[(X0.T3XX?X0.BC)0.T5?X0.AB]0.T1?(55.510?72)7.5?80.477.5?6.86(?)222A處單相接地時(shí)，有

115E?3If0???4.179(kA)Z?1?Z?2?Z?34.52?4.52?6.86從而求得流過保護(hù)2的電流

I0.2?4.179?7.5?0.356(kA)

80.47?7.5A處兩相接地時(shí)，有

Z?2Z?0?4.52?6.86?2.723(?)

4.52?6.86正序電流

115E?3?9.17(kA)If1??Z?1?Z?2Z?04.52?2.723零序電流

If0?If1?Z?24.52?9.17??3.64(kA)

Z???Z?04.52?6.867.5?0.31(kA)

80.47?7.5從而求得流過保護(hù)2的電流

I0.2?3.64?這樣，流過保護(hù)2的最大零序電流 I0.2.max?0.356(kA)

保護(hù)2的零序I段定值為

II Iset.2?Krel?3I0.2.max?1.2?3?0.256?1.286(kA)這樣，保護(hù)4的零序II段定值為

IIKrel1.15IIIIset.4??Iset?.23.775?1.286?0.39(kA)K4.b.min校驗(yàn)靈敏度：母線B接地故障流過保護(hù)4的最小零序電流 I0.min?0.278(kA)靈敏系數(shù)

Kre?3I0.min0.278?3??2.14 II0.39Iset.1(5)是否加裝方向元件分析：計(jì)算母線A發(fā)生接地短路時(shí)（最大運(yùn)行方式、單相及兩相接地）流過保護(hù)1的最大零序電流，然后將該零序電流值與保護(hù)1的I、II段定值相比較，如果零序電流小于定值，則A母線接地短路時(shí)保護(hù)1的零序電流繼電器不會(huì)啟動(dòng)，所以不必加方向元件；如果零序電流大于定值，則必須加裝方向元件。

對保護(hù)1而言：由第（4）問分析知道：當(dāng)母線A在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)1的零序電流最大，為：3I0.1.max?3I0.2.max?3?0.356?1.068(kA)，大于保護(hù)1的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。

對保護(hù)4而言：當(dāng)母線C在最大運(yùn)行方式下單相接地時(shí)流過保護(hù)4的零序電流最大，為：3I0.4.max?3I0.3.max?3?0.43?1.29(kA)，大于保護(hù)4的I、II段整定值，故需要加裝方向元件。

(6)不靈敏I段按躲過非全相振蕩整定，即按在1處斷路器單相斷開、兩側(cè)電勢角為180°時(shí)流過保護(hù)1的零序電流整定。此時(shí)有

X?XX?X Z1??1.G11.T1?X1.AB?X1.BC?1.G31.T3?5?24?16?6.5?51.5(?)

22ZXX Z???0.T1?X0.AB?(X0.BC?0.T3)0.T5?7.5?72?55.510?87.97(?)

222?2?11532單相斷開時(shí)，故障端口正序電流If1???1.58(kA)

Z1??Z2?Z0?51.5?51.589.972E?sin故障端口也是流過保護(hù)1的零序電流，即If0?If1?Z2?51.5?1.58??0.583(kA)

Z2??Z0?51.5?87.98接地短路時(shí)流過保護(hù)1的最大零序電流為0.229kA，二者中取大者，故保護(hù)1的不靈敏III段的定值為Iset.1?Krel?3If0?1.2?3?0.583?2.099(kA)

第二篇：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后部分習(xí)題答案

緒論

1.1電力系統(tǒng)如果沒有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，想象一下會(huì)出現(xiàn)什么情景？

答：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)離開完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)是不能運(yùn)行的。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電源至故障點(diǎn)之間的電力設(shè)備中將流過很大的短路電流，若沒有完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)將故障快速切除，則會(huì)引起故障元件和流過故障電流的其他電氣設(shè)備的損壞；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓降低造成發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率和輸出電磁功率的不平衡，可能引起電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，甚至引起電網(wǎng)的崩潰、造成人身傷亡。如果電力系統(tǒng)沒有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，則當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行時(shí)，不能及時(shí)地發(fā)出信號通知值班人員進(jìn)行合理的處理。

1.2繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么?

答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置.它的作用包括:1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作;2.電力系統(tǒng)部正常運(yùn)行時(shí)發(fā)報(bào)警信號,通知值班人員處理,使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行;3.電力系統(tǒng)故障時(shí),甄別出發(fā)生故障的電力設(shè)備,并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令,將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。

1.3繼電保護(hù)裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能,各環(huán)節(jié)的作用是什么?

答:繼電保護(hù)裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個(gè)部分完成預(yù)定的保護(hù)功能。測量比較環(huán)節(jié)是冊來那個(gè)被保護(hù)電器元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。

1.4 依據(jù)電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量復(fù)制差異，已經(jīng)構(gòu)成哪些原理的保護(hù)，這些保護(hù)單靠保護(hù)整定值能求出保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障嗎？

答：利用流過被保護(hù)元件電流幅值的增大，構(gòu)成了過電流保護(hù);利用短路時(shí)電壓幅值的降低，構(gòu)成了低電壓保護(hù)；利用電壓幅值的異常升高，構(gòu)成了過電壓保護(hù)；利用測量阻抗的降低和阻抗角的變大，構(gòu)成了低阻抗保護(hù)。單靠保護(hù)增大值不能切除保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障，因?yàn)楫?dāng)故障發(fā)生在本線路末端與下級線路的首端出口時(shí)，本線路首端的電氣量差別不大。所以，為了保證本線路短路時(shí)能快速切除而下級線路短路時(shí)不動(dòng)作，這種單靠整定值得保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。

1.5依據(jù)電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀態(tài)下的差異，可以構(gòu)成哪些原理的保護(hù)？

答：利用電力元件兩端電流的差別，可以構(gòu)成電流差動(dòng)保護(hù)；利用電力元件兩端電流相位的差別可以構(gòu)成電流相位差動(dòng)保護(hù)；利兩側(cè)功率方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)方向比較式保護(hù)；利用兩側(cè)測量阻抗的大小和方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。

1.6 如圖1-1所示，線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？

答：線路保護(hù)應(yīng)接TA1，母線保護(hù)應(yīng)接TA2。因?yàn)槟妇€保護(hù)和線路保護(hù)的保護(hù)區(qū)必須重疊，使得任意點(diǎn)的故障都處于保護(hù)區(qū)內(nèi)。

母線

線路

TA1

圖1-1 電流互感器選用示意圖

1.7 結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程的知識，說明加快繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，為什么可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

答：由電力系統(tǒng)分析知識可知，故障發(fā)生時(shí)發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減小二機(jī)械功率基本不變，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生加速的不平衡功率。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越快，發(fā)電機(jī)加速時(shí)間越短，功率角擺開幅度就越小，月有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。

由分析暫態(tài)穩(wěn)定性的等面積理論可知，繼電保護(hù)的動(dòng)作速度越快，故障持續(xù)的時(shí)間就越短，發(fā)電機(jī)的加速面積就約小，減速面積就越大，發(fā)電機(jī)失去穩(wěn)定性的可能性就越小，即穩(wěn)定性得到了提高。

1.8后備保護(hù)的作用是什么？闡述遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

答：后備保護(hù)的作用是在主保護(hù)因保護(hù)裝置拒動(dòng)、保護(hù)回路中的其他環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動(dòng)等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動(dòng)來切除故障。

遠(yuǎn)后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：保護(hù)范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護(hù)范圍，它能解決遠(yuǎn)后備保護(hù)范圍內(nèi)所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。

遠(yuǎn)后備保護(hù)的缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)多個(gè)電源向該電力元件供電時(shí)，需要在所有的電源側(cè)的上級元件處配置遠(yuǎn)后備保護(hù)；（2）動(dòng)作將切除所有上級電源測的斷路器，造成事故擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中難以滿足靈敏度的要求。近后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）與主保護(hù)安裝在同一斷路器處，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)近后備保護(hù)動(dòng)作；（2）動(dòng)作時(shí)只能切除主保護(hù)要跳開的斷路器，不造成事故的擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中能滿足靈敏度的要求。

近后備保護(hù)的缺點(diǎn)是：變電所直流系統(tǒng)故障時(shí)可能與主保護(hù)同時(shí)失去作用，無法起到“后備”的作用；斷路器失靈時(shí)無法切除故障，不能起到保護(hù)作用。

TA2

第三篇：繼電保護(hù)課后部分習(xí)題答案

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

張保會(huì) 尹項(xiàng)根主編

1.2繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起的作用是什么? 答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置.它的作用包括:1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作;2.電力系統(tǒng)部正常運(yùn)行時(shí)發(fā)報(bào)警信號,通知值班人員處理,使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行;3.電力系統(tǒng)故障時(shí),甄別出發(fā)生故障的電力設(shè)備,并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令,將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。1.3繼電保護(hù)裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能,各環(huán)節(jié)的作用是什么? 答:繼電保護(hù)裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個(gè)部分完成預(yù)定的保護(hù)功能。測量比較環(huán)節(jié)是冊來那個(gè)被保護(hù)電器元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。1.6線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？

答：線路保護(hù)應(yīng)接TA1，母線保護(hù)應(yīng)接TA2。因?yàn)槟妇€保護(hù)和線路保護(hù)的保護(hù)區(qū)必須重疊，使得任意點(diǎn)的故障都處于保護(hù)區(qū)內(nèi)。1.8后備保護(hù)的作用是什么？

答：后備保護(hù)的作用是在主保護(hù)因保護(hù)裝置拒動(dòng)、保護(hù)回路中的其他環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動(dòng)等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動(dòng)來切除故障。

2.6為什么定時(shí)限過電流保護(hù)的靈敏度、動(dòng)作時(shí)間需要同時(shí)逐級配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級配合？

答：定時(shí)限過電流保護(hù)的整定值按照大于本線路流過的最大負(fù)荷電流整定，不但保護(hù)本線路的全長，而且保護(hù)相鄰線路的全長，可以起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。當(dāng)遠(yuǎn)處短路時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證離故障點(diǎn)最近的過電流保護(hù)最先動(dòng)作，這就要求保護(hù)必須在靈敏度和動(dòng)作時(shí)間上逐級配合，最末端的過電流保護(hù)靈敏度最高、動(dòng)作時(shí)間最短，每向上一級，動(dòng)作時(shí)間增加一個(gè)時(shí)間級差，動(dòng)作電流也要逐級增加。否則，就有可能出現(xiàn)越級跳閘、非選擇性動(dòng)作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護(hù)本線路的一部分，下一級線路故障時(shí)它根本不會(huì)動(dòng)作，因而靈敏度不需要逐級配合。

2.11在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電流保護(hù)利用了短路時(shí)電氣量的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問題？

答：在雙側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。方向性電流保護(hù)利用短路時(shí)功率方向的特征，當(dāng)短路功率由母線流向線路時(shí)表明故障點(diǎn)在線路方向上，是保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作的方向，允許保護(hù)動(dòng)作。反之，不允許保護(hù)動(dòng)作。用短路時(shí)功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側(cè)的保護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。

2.12功率方向判別元件實(shí)質(zhì)上是在判別什么？為什么會(huì)存在“死區(qū)”？什么時(shí)候要求它動(dòng)作最靈敏？ 答：功率方向判別元件實(shí)質(zhì)是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位[cos(，并且根據(jù)一定關(guān)系+a)是否大于0]判別初短路功率的方向。為了進(jìn)行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號有一定的幅值（在數(shù)字式保護(hù)中進(jìn)行相量計(jì)算、在模擬式保護(hù)中形成方波），且有最小的動(dòng)作電壓和電流要求。當(dāng)短路點(diǎn)越靠近母線時(shí)電壓越小，在電壓小雨最小動(dòng)作電壓時(shí)，就出現(xiàn)了電壓死區(qū)。在保護(hù)正方向發(fā)生最常見故障時(shí)，功率方向判別元件應(yīng)該動(dòng)作最靈敏。

2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時(shí)功率判別元件都能動(dòng)作，需要確定接線方式及內(nèi)角，請給出90°接線方式正方向短路時(shí)內(nèi)角的范圍。

答：(1)正方向發(fā)生三相短路時(shí)，有0°

(2)正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗Zd《Zs時(shí)，0°

綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0°<的條件應(yīng)為30°

<90°時(shí)，使方向繼電器在一切故障情況下都能動(dòng)作2.17在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地短路后，試分析、總結(jié)：(1)零序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(2)負(fù)序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(3)正序電壓、電流分量的分布規(guī)律。

答：(1)零序電壓——故障點(diǎn)處零序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)零序電壓越低，其分布取決于到大地間阻抗的大小。零序電流——由零序電壓產(chǎn)生，由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地，其分布主要取決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，與電源點(diǎn)的數(shù)目和位置無關(guān)。(2)負(fù)序電壓——故障點(diǎn)處負(fù)序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)負(fù)序電壓越低，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上負(fù)序電壓為零。負(fù)序電流的分布取決于系統(tǒng)的負(fù)序阻抗。(3)正序電壓——越靠近電源點(diǎn)正序電壓數(shù)值越高，越靠近短路點(diǎn)正序電壓數(shù)值越低。正序電流的分布取決于系統(tǒng)的正序阻抗。

2.23圖2.59所示系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)全部不接地，如果發(fā)生單相接地，試比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。

答：零序電流：在非故障線路中流過的電流其數(shù)值等于本身的對地電容電流，在故障線路中流過的零序電流數(shù)值為全系統(tǒng)所有非故障元件對地電容電流之和。零序電壓：全系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)量值等于相電壓的零序電流，各點(diǎn)零序電壓基本一樣。零序功率方向：在故障線路上，電容性無功功率方向?yàn)榫€路流向母線；在非故障線路上，電容性無功功率方向?yàn)槟妇€流向線路。

3.1距離保護(hù)是利用正常運(yùn)行與短路狀態(tài)間的哪些電氣量的差異構(gòu)成的？

答：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓接近額定電壓，電流為正常負(fù)荷電流，電壓與電流的比值為負(fù)荷阻抗，其值較大，阻抗角為功率因數(shù)角，數(shù)值較??；電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏?，電壓與電流的比值變?yōu)楸Ｗo(hù)安裝處與短路點(diǎn)之間一段線路的短路阻抗，其值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數(shù)值較大，距離保護(hù)就是利用了正常運(yùn)行與短路時(shí)電壓和電流的比值，即測量阻抗之間的差異構(gòu)成的。3.2什么是保護(hù)安裝處的負(fù)荷阻抗？

答：負(fù)荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負(fù)荷電流）的比值。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電壓較高、電流較小、功率因數(shù)較高（即電壓與電流之間的相位差較?。?，負(fù)荷阻抗的特點(diǎn)是量值較大，在阻抗復(fù)平面上與R軸之間的夾角較小。3.6在本線路上發(fā)生金屬性短路，測量阻抗為什么能夠正確反應(yīng)故障的距離？

答：電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時(shí)，在保護(hù)安裝處所測量Um降低，Im增大，它們的比值Zm變?yōu)槎搪伏c(diǎn)與保護(hù)安裝處之間短路阻抗Zk;對于具有均勻參數(shù)的輸電線路來說，Zk與短路距離Lk成正比關(guān)系，即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,為單位長度線路的復(fù)阻抗)，所以能夠正確反應(yīng)故障的距離。3.7距離保護(hù)裝置一般由哪幾部分組成？簡述各部分的作用。

答：距離保護(hù)一般由啟動(dòng)、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成，它們的作用分述如下：

(1)啟動(dòng)部分：用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，該部分不動(dòng)作；而當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，該部分能夠動(dòng)作。通常情況下，只有啟動(dòng)部分動(dòng)作后，才將后續(xù)的測量、邏輯等部分投入工作。

(2)測量部分：在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準(zhǔn)確地測定出故障方向和距離，并與預(yù)先設(shè)定的保護(hù)范圍相比較，區(qū)內(nèi)故障時(shí)給出動(dòng)作信號，區(qū)外故障時(shí)不動(dòng)作。

(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，距離保護(hù)的測量元件有可能誤動(dòng)作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。在系統(tǒng)振蕩的情況下，將保護(hù)閉鎖，即使測量元件動(dòng)作，也不會(huì)出口跳閘；在系統(tǒng)故障的情況下，開放保護(hù)，如果測量元件動(dòng)作且滿足其他動(dòng)作條件，則發(fā)出跳閘命令，將故障設(shè)備切除。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時(shí)，將會(huì)造成保護(hù)測量電壓的消失，從而可能使距離保護(hù)的測量部分出現(xiàn)誤判斷。這種情況下應(yīng)該將保護(hù)閉鎖，以防止出現(xiàn)不必要的誤動(dòng)。

(5)配合邏輯部分：用來實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)各個(gè)部分之間的邏輯配合以及三段式保護(hù)中各段之間的時(shí)限配合。(6)出口部分：包括跳閘出口和信號出口，在保護(hù)動(dòng)作時(shí)接通跳閘回路并發(fā)出相應(yīng)的信號。3.8為什么阻抗繼電器的動(dòng)作特性必須是一個(gè)區(qū)域？

動(dòng)保護(hù)中，通道中傳送的是線路兩端電流的信息，可以是用幅值、相角或?qū)嵅?、虛部表示的相量值，也可以是采樣得到的離散值。在縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)中，通道中傳送的是表示兩端電流瞬時(shí)值為正（或負(fù)）的相位信息，例如，瞬時(shí)值為正半周時(shí)有高頻信息，瞬時(shí)值為負(fù)半周時(shí)無高頻信息，檢測線路上有高頻信息的時(shí)間，可以比較線路兩端電流的相位。不同的通道有不同的工作方式，對于載波通道而言，有三種工作方式，即正常無高頻電流方式、正常有高頻電流方式和移頻方式。對于光纖及微波通道，取決于具體的通信協(xié)議形式。

4.12輸電線路縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)在系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行期間，會(huì)否誤動(dòng)，為什么？

答：系統(tǒng)振蕩時(shí)，線路兩側(cè)通過同一個(gè)電流，與正常運(yùn)行及外部故障時(shí)的情況一樣，差動(dòng)電流為量值較小的不平衡電流，制動(dòng)電流較大，選取適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)特性，就會(huì)保證不誤動(dòng)作。非全相運(yùn)行時(shí)，線路兩側(cè)的電流也為同一個(gè)電流，電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)也不誤動(dòng)作。

4.14為什么縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)要求兩側(cè)測量和計(jì)算的嚴(yán)格同步，而方向比較式縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理則無兩側(cè)同步的要求？

4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么保護(hù)必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大小對保護(hù)有何影響？ 4.21什么是相繼動(dòng)作，為什么會(huì)出現(xiàn)相繼動(dòng)作，出現(xiàn)相繼動(dòng)作對電力系統(tǒng)有何影響？ 答：在輸電線路保護(hù)中，一側(cè)保護(hù)先動(dòng)作跳閘后，另一側(cè)保護(hù)才能動(dòng)作的現(xiàn)象稱為相繼動(dòng)作。

隨著被保護(hù)線路的增長，為了保證區(qū)外故障時(shí)不誤動(dòng)作，要求保護(hù)的閉鎖角增大，從而使動(dòng)作區(qū)域變小，內(nèi)部故障時(shí)有可能進(jìn)入保護(hù)的不動(dòng)作區(qū)。由于在內(nèi)部故障時(shí)高頻信號的傳輸延時(shí)對于電流相位超前側(cè)和滯后側(cè)的影響是不同的，對于滯后的N側(cè)來說，超前側(cè)M發(fā)出的高頻信號經(jīng)傳輸延遲后，相當(dāng)于使兩者之間的相位差縮小，高頻信號的間斷角加大，有利于其動(dòng)作，所以N側(cè)是可以動(dòng)作的；但對于超前的M側(cè)來說，N側(cè)發(fā)來的信號經(jīng)延時(shí)后相對于加大了兩側(cè)電流的相位差，使M側(cè)感受到的高頻信號的間斷角變得更小，有可能小于整定的閉鎖角，從而導(dǎo)致不動(dòng)作。為解決M端不能跳閘問題，當(dāng)N側(cè)跳閘后，停止發(fā)高頻信號，M側(cè)只能收到自己發(fā)的高頻信號，間隔180°，滿足跳閘條件隨之跳閘。出現(xiàn)相繼動(dòng)作后，保護(hù)相繼動(dòng)作的一端故障切除的時(shí)間變慢。5.2何為瞬時(shí)性故障，何謂永久性故障？

答:當(dāng)故障發(fā)生并切除故障后，經(jīng)過一定延時(shí)故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度恢復(fù)、故障點(diǎn)消失，若把斷開的線路斷路器再合上就能夠恢復(fù)正常的供電，則稱這類故障是瞬時(shí)性故障。如果故障不能自動(dòng)消失，延時(shí)后故障點(diǎn)依然存在，則稱這類故障是永久性故障。

5.3在超高壓電網(wǎng)中使用三相重合為什么要考慮兩側(cè)電源的同期問題，使用單項(xiàng)重合閘是否需要考慮同期問題？

答：三項(xiàng)重合閘時(shí)，無論什么故障均要切除三項(xiàng)故障，當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱時(shí)，兩側(cè)電源在斷路器跳閘以后可能失去同步，因此需要考慮兩側(cè)電源同期問題；單相故障時(shí)只跳單相，使兩側(cè)電源之間仍然保持兩相運(yùn)行，一般是同步的；因此，單相重合閘一般不考慮同期問題。5.5如果必須考慮同期合閘，重合閘是否必須裝檢同期元件? 答：如果必須考慮同期合閘，也不一定必須裝檢同期元件。當(dāng)電力系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密(具有三個(gè)以上的回路)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)保證線路兩側(cè)不會(huì)失步，或當(dāng)兩側(cè)電源有雙回路聯(lián)系時(shí)，可以采用檢查另一線路是否有電流來判斷兩側(cè)電源是否失去同步。5.12什么是重合閘前加速保護(hù)？

答：所謂前加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，靠近電源端保護(hù)無選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。5.13什么是重合閘后加速保護(hù)？

答：所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性的動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除故障，而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無關(guān)。6.1變壓器可能發(fā)生哪些故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)？它們與線路相比有何異同？

答：變壓器故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內(nèi)的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。

(2)比率制動(dòng)。

令差動(dòng)電流為Id= I`1+I`2 制動(dòng)電流為Ires=|(I`1-I`2)/2| 則比率制動(dòng)式縱差保護(hù)的動(dòng)作方程為 Id＞K(Ires-Ires.min)+Id.min，當(dāng)Ires＞Ires.mim Id＞Id.min，當(dāng)Ires≤Ires.min

式中，Ires.min成為拐點(diǎn)電流；Id.min為啟動(dòng)電流；K為制動(dòng)線斜率.7.4發(fā)電機(jī)的完全差動(dòng)保護(hù)為何不反應(yīng)匝間短路故障，變壓器差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)嗎？

答；發(fā)電機(jī)的完全差動(dòng)保護(hù)引入發(fā)電機(jī)定子機(jī)端和中性點(diǎn)的全部相電流I1和I2，在定子繞組發(fā)生同相匝間短路時(shí)兩側(cè)電流仍然相等，保護(hù)將不能夠動(dòng)作。變壓器匝間短路時(shí)，相當(dāng)于增加了繞組的個(gè)數(shù)，并改變了變壓器的變比，此時(shí)變壓器兩側(cè)電流不再相等，流入差動(dòng)繼電器的電流將不在為零，所以變壓器縱差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)繞組的匝間短路故障。8.2試述判別母線故障的基本方法。

答：(1)全電流差動(dòng)原理判別母線故障。在正常運(yùn)行以及母線范圍以外故障時(shí)，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為∑Ipi=0；當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，所有與母線連接的元件都向故障點(diǎn)供給短路電流或流出殘留的負(fù)荷電流，按基爾霍夫電流定律，有∑Ipi=Ik(短路點(diǎn)的總電流)。

(2)電流相位差動(dòng)原理判別母線故障。如從每個(gè)連接元件中電流的相位來看，則在正常運(yùn)行以及外部故障時(shí)，則至少有一個(gè)元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體說來，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當(dāng)母線故障時(shí)，除電流等于零的元件以外，其他元件中的電流是接近同相位的。

8.6簡述何謂斷路器失靈保護(hù)。

答：所謂斷路器失靈保護(hù)，是指當(dāng)故障線路的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘脈沖，但其斷路器拒絕跳閘時(shí)，能夠以較短的時(shí)限切除與其接在同一條母線上的其他斷路器，以實(shí)現(xiàn)快速后備同時(shí)又使停電范圍限制為最小的一種后備保護(hù)。

第四篇：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)第五章的習(xí)題答案

5.3 在超高壓電網(wǎng)中使用三相重合為什么要考慮兩側(cè)電源的同期問題，使用單相重合閘是否需要考慮同期問題？

答：三相重合閘時(shí)，無論什么故障均要切除三相故障，當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱時(shí)，兩側(cè)電源在斷路器跳閘以后可能失去同步，因此需要考慮兩側(cè)電源的同期問題；單相故障只跳單相，使兩側(cè)電源之間仍然保持兩相運(yùn)行，一般是同步的；因此，單相重合閘一般不需要考慮同期問題。

5.5 如果必須考慮同期合閘，重合閘是否必須裝檢同期元件？

答：如果必須考慮同期合閘，也不一定必須裝檢同期元件。當(dāng)電力系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密（具有三個(gè)及以上的回路），系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)保證線路兩側(cè)不會(huì)失步，或當(dāng)兩側(cè)電源有雙回路聯(lián)系時(shí)，可以采用檢查另一線路是否有電流來判斷兩側(cè)電源是否失去同步。5.12 什么是重合閘前加速保護(hù)，有何優(yōu)缺點(diǎn)？主要適用于什么場合？

答：所謂前加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，靠近電源端保護(hù)瞬時(shí)無選擇性動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再延時(shí)有選擇性地切除故障。

采用前加速的優(yōu)點(diǎn)是：能夠快速地切除瞬時(shí)性故障；可能使瞬時(shí)性故障來不及發(fā)展成永久性故障，從而提高重合閘的成功率；能保證發(fā)電廠和重要變電所的母線電壓在0.6?0.7倍額定電壓以上，從而保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單、經(jīng)濟(jì)。

前加速的缺點(diǎn)是：斷路器工作條件惡劣，動(dòng)作次數(shù)較多；重合于永久性故障上時(shí)，故障切除的時(shí)間可能較長；如果靠近電源側(cè)的重合閘裝置或斷路器拒絕合閘，則將擴(kuò)大停電范圍。甚至在最末一級線路上故障時(shí)，都會(huì)使連接在這條線路上的所有用戶停電。

前加速保護(hù)主要用于35KV以下有發(fā)電廠或重要變電所引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。

5.13 什么是重合閘后加速保護(hù)，有何優(yōu)缺點(diǎn)？主要適用于什么場合？

答：所謂后加速就是當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性地動(dòng)作，然后進(jìn)行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)切除故障（并仍然是有選擇性的），而與第一次動(dòng)作是否帶有時(shí)限無關(guān)。

后加速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：第一次是有選擇性地切除故障，不會(huì)擴(kuò)大停電范圍，特別是在重要的高壓電網(wǎng)中，一般不允許保護(hù)無選擇性地動(dòng)作而后以重合閘來糾正；保證了重合于永久性故障時(shí)能瞬時(shí)切除；和前加速相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制。

后加速保護(hù)的缺點(diǎn)是：每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比略為復(fù)雜；第一次切除故障可能帶有延時(shí)。

“后加速”的配合方式廣泛應(yīng)用于35KV以上的網(wǎng)絡(luò)及對重要負(fù)荷供電的送電線路上。因?yàn)?，在這些線路上一般都裝有性能比較完備的保護(hù)裝置。

5.14在具有同步檢定和無壓檢定的雙側(cè)電源自動(dòng)重合閘中，為什么無壓檢定側(cè)還要增設(shè)并聯(lián)的同步檢定繼電器？

答：（1）無壓檢定側(cè)斷路器工作條件比同步檢定側(cè)惡劣，需定期輪換。（2）無壓檢定側(cè)斷路器誤跳（非故障）后，由于對側(cè)斷路器在合閘位置，無壓檢定側(cè)繼電器（因有電壓）不能動(dòng)作，若無壓檢定側(cè)有并聯(lián)的同步檢定繼電器，則并聯(lián)的同步檢定繼電器動(dòng)作使誤跳的斷路器重新合閘。

5.15在三題圖中，U<是檢定線路無電壓的繼電器，U-U是檢定同步的繼電器，KRC是重合閘繼電器，左側(cè)切換片閉合，右側(cè)切換片斷開，簡述工作原理，并說明為什么要設(shè)置切換片。（10分）

KRCKRCU<無壓或門U-U與門與門或門U<無壓U-U同步同步 三題圖

答：當(dāng)線路發(fā)出故障，兩側(cè)斷路器跳閘后，左側(cè)檢定線路無壓的繼電器因切換片閉合經(jīng)或門使左側(cè)斷路器首先動(dòng)作投入。如果重合不成功，則斷路器再次跳閘；如果重合成功，則右側(cè)在檢定同步之后，再投入斷路器。

兩側(cè)的投入方式可以利用其中的切換片定期輪換，就可以使兩側(cè)斷路器切斷故障的次數(shù)大致相等。

5.16在三題圖中，KU1是檢定線路無電壓的繼電器，KU2是檢定同步的繼電器，KRC是重合閘繼電器，回答工作原理并指出缺陷。（10分）

& KU2U-UKRC0KRC&00U

三題圖

答：當(dāng)線路發(fā)出故障，兩側(cè)斷路器跳閘后，檢定線路無壓側(cè)的重合閘首先動(dòng)作，使斷路器投入。如果重合不成功，則斷路器再次跳閘；如果重合成功，則另一側(cè)在檢定同步之后，再投入斷路器。缺陷：在檢無壓側(cè)，如果斷路器在正常情況下由于某種原因（如誤跳閘機(jī)構(gòu)，保護(hù)誤動(dòng)作）而跳閘時(shí)，由于對側(cè)并未動(dòng)作，線路上有電壓，因而就不能重合（即使能重合，也不能同期）。

第五篇：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試題-答案

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試題

課程代碼：02302

第一部分 選擇題

一、填空題(每小題1分，共20分)1.電氣元件配置兩套保護(hù)，一套保護(hù)不動(dòng)作時(shí)另一套保護(hù)動(dòng)作于跳閘，稱為_近后備_保護(hù)。2.電流繼電器的_返回_電流與動(dòng)作電流的比值稱為繼電器的返回系數(shù)。3.反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù)稱為__無時(shí)限電流速斷保護(hù)__。4.定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限是按__階梯原則__來選擇的。

5.電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)是按系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行方式下電流和電壓元件的保護(hù)范圍__相等__這一條件來整定的。6.零序過電流保護(hù)與相間過電流保護(hù)相比，由于其動(dòng)作電流小，所以靈敏度__高_(dá)_。7.全阻抗繼電器的主要缺點(diǎn)是__動(dòng)作無方向性__。8.相間短路的阻抗繼電器采用0°接線。例如：

時(shí)，=_______。

9.精確工作電流Iac是阻抗繼電器的一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。Iac越小，表明U0越小，即___繼電器靈敏度越高_(dá)___。10.距離Ⅱ段的整定阻抗應(yīng)按分支系數(shù)Kb為最小的運(yùn)行方式來確定，目的是為了保證___選擇性__。11.在雙側(cè)電源系統(tǒng)中，當(dāng)兩電壓電勢模值相同且系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角相等時(shí)，振蕩中心處于_______。12.故障時(shí)發(fā)信方式的優(yōu)點(diǎn)是__對相鄰?fù)ǖ赖母蓴_小_____。

13.相差高頻保護(hù)采用比較線路兩端__正序電流_____相位來反應(yīng)對稱短路。

14.在三側(cè)電源時(shí)，三繞組變壓器的縱差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)線圈應(yīng)接于___外部短路電流最大的一側(cè)____。15.對于中性點(diǎn)可接地或不接地的變壓器需要裝設(shè)零序電流保護(hù)和__零序過電壓保護(hù)_____。16.相對于中、小型機(jī)組，大型發(fā)電機(jī)組參數(shù)的變化將對繼電保護(hù)“四性”中的___靈敏____性不利。17.發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的三次諧波電壓，機(jī)端量總是___小于____中性點(diǎn)量。

18.發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路時(shí)，將出現(xiàn)___縱____向負(fù)序電壓，并產(chǎn)生相應(yīng)的負(fù)序電流。19.對于單母線或雙母線保護(hù)，通常把____安全性___放在重要位置。20.微機(jī)保護(hù)的基本算法是計(jì)算被測電氣量的大小和__相位_____的方法。

二、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共10分。從每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的號碼寫在題干后面的括號內(nèi)。)21.電磁型電流繼電器的動(dòng)作條件是()①M(fèi)e≥Mf ②Me≤Mf

③Me≥Mf+Ms ④Me≥0 22.當(dāng)限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可考慮()①采用過電流保護(hù) ②與下一級過電流保護(hù)相配合

③與下一級電流速斷保護(hù)相配合 ④與下一級限時(shí)電流速斷保護(hù)相配合 23.使電流速斷保護(hù)有最小保護(hù)范圍的運(yùn)行方式為系統(tǒng)()①最大運(yùn)行方式 ②最小運(yùn)行方式

③正常運(yùn)行方式 ④事故運(yùn)行方式

24.在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性，電流保護(hù)的接線方式應(yīng)采用()①三相星接線 ②兩相星接線

③0°接線方式 ④90°接線方式

25.在中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的串聯(lián)線路上發(fā)生跨線不同相兩點(diǎn)接地短路時(shí)，三相完全星接線電流保護(hù)只切除遠(yuǎn)離電源故障點(diǎn)的幾率為()

① 100% ② 2/3 ③ 1/3 ④ 0 26.按90°接線的功率方向繼電器，若

①

③

27.短距離輸電線路比長距離輸電線路受過渡電阻的影響要()①小 ②大

③一樣 ④不受影響 28.方向阻抗繼電器的最大靈敏角是可以調(diào)節(jié)的。調(diào)節(jié)方法是()①改變電抗變壓器UV原邊匝數(shù)

②改變電抗變壓器副邊匝數(shù)

③改變電壓變換器UR原邊匝數(shù)

④改變電抗變壓器UR副邊線圈中的電阻大小

29.發(fā)電機(jī)單繼電器式橫差保護(hù)為防止勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地后發(fā)生瞬時(shí)性第二點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)作，采取的措施是()①接入TA ②接入TV ③接入KT ④接入KOF 30.標(biāo)識制動(dòng)型差動(dòng)繼電器的靈敏性較比率制動(dòng)型差動(dòng)繼電器靈敏性()①高 ②低

③兩相短路時(shí)高，三相短路時(shí)低 ④兩相短路時(shí)低，三相短路時(shí)高

三、簡答題(每小題5分，共30分)31.方向性電流保護(hù)為什么有死區(qū)?死區(qū)由何決定?如何消除? 32.闡述電力系統(tǒng)振蕩對距離保護(hù)的影響。33.光纖分相差動(dòng)保護(hù)的特點(diǎn)是什么? 34.變壓器縱差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流的整定原則是什么? 35.通常采用什么措施來提高3/2斷路器接線母線保護(hù)的可信賴性? 36.何謂頻率混疊現(xiàn)象?如何消除?

四、綜合分析題(每小題8分，共24分)37.如圖所示為一中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，當(dāng)d點(diǎn)發(fā)生金屬性單相接地短路時(shí)：(1)畫出全網(wǎng)電容電流的分布；(2)寫出各元件首端零序電流的表達(dá)式；

(3)提出中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地短路的保護(hù)方案。38.已知采用幅值比較方式構(gòu)成繼電器的兩個(gè)電壓量

試問：

(1)所構(gòu)成的繼電器是什么繼電器；(2)在復(fù)平面上畫出它的動(dòng)作特性；(3)該繼電器的整定值是什么? 39.畫出發(fā)電機(jī)三次諧波等值電路，得出定子繞組單相接地時(shí)機(jī)端三次諧波電壓和中性點(diǎn)三次諧波電壓隨接地點(diǎn)變化的曲線。

五、計(jì)算題(每小題8分，共16分)40.如圖網(wǎng)絡(luò)，試計(jì)算保護(hù)1電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限及最小保護(hù)范圍，并說明當(dāng)線路長度減到40km、20km時(shí)，且動(dòng)作條件為

≥，②

④，則

應(yīng)為()情況如何?由此得出什么結(jié)論?

已知：。

41.如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，Z1=0.4Ω/km，試對保護(hù)1的距離Ⅱ段進(jìn)行整定計(jì)算。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)試題參考答案

課程代碼：02302

一、填空題(每小題1分，共20分)1.近后備 2.返回

3.無時(shí)限電流速斷保護(hù) 4.階梯原則 5.相等 6.高

7.動(dòng)作無方向性 8.9.繼電器的靈敏性越高 10.選擇性

11.處

12.對相鄰?fù)ǖ赖母蓴_小 13.正序電流

14.外部短路電流最大的一側(cè) 15.零序過電壓保護(hù) 16.靈敏 17.小于 18.縱 19.安全性 20.相位

二、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共10分)21.③ 22.④ 23.② 24.② 25.① 26.② 27.② 28.④ 29.③ 30.①

三、簡答題(每小題5分，共30分)

接近于零，方向元件不動(dòng)作，方向電流保護(hù)也將拒

動(dòng)，出現(xiàn)死區(qū)。死區(qū)長短由方向繼電器最小動(dòng)作電壓及背后系統(tǒng)阻抗決定。

消除方法常采用記憶回路。

32.(1)阻抗繼電器動(dòng)作特性在復(fù)平面上沿OO′方向所占面積越大，則受振蕩影響就越大；

(2)振蕩中心在保護(hù)范圍內(nèi)，則保護(hù)要受影響即誤功，而且越靠近振蕩中心受振蕩的影響就越大；

(3)振蕩中心若在保護(hù)范圍外或保護(hù)范圍的反方向，則不受影響；

(4)若保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于系統(tǒng)的振蕩周期，則不受振蕩的影響。

33.(1)能提高區(qū)內(nèi)短路的靈敏性，同時(shí)又能躲過區(qū)外短路的不平衡電流；(2)具有更高可靠性；(3)不受電磁干擾。

34.(1)大于變壓器的最大負(fù)荷電流；(2)躲過區(qū)外短路時(shí)的最大不平衡電流；(3)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流。

35.采用保護(hù)雙重化，即工作原理不同的兩套母線保護(hù)；每套保護(hù)應(yīng)分別接在電流互感器的不同的二次繞阻上；應(yīng)有獨(dú)立的直流電源；出口繼電器觸點(diǎn)應(yīng)分別接通斷路器兩個(gè)獨(dú)立的跳閘線圈等。

36.對連續(xù)時(shí)間信號(頻率為f0)進(jìn)行數(shù)字處理時(shí)，如采樣頻率fa<2f0時(shí)，一個(gè)高于2fa的頻率成份經(jīng)采樣后會(huì)被誤認(rèn)為是一低頻信號，也就是說高頻信號“混疊”到了低頻段，這一現(xiàn)象稱作頻率混疊。只要使fa≥f0即可消除這一現(xiàn)象。

四、綜合分析題(每小題8分，共24分)37.(1)如右圖：

(2)F:3I0f= L2:3I02=

31.當(dāng)靠近保護(hù)安裝處附近發(fā)生三相短路時(shí)，L1:3I01=

(3)保護(hù)方案有： ① 絕緣監(jiān)視裝置；

② 零序電流保護(hù)； ③ 零序功率方向保護(hù)。38.≤

≤

≤

(1)它是方向阻抗繼電器；(2)如圖所示；

(3)Zset=

39.設(shè)定子繞組距中性點(diǎn)α處發(fā)生金屬性單相接地由等值電路

兩部分。

可見，將三次諧波電勢分成了： 和

無論中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地否，都有：

曲線如圖所示。

五、計(jì)算題(每小題8分，共16分)40.解：IAB=60KM時(shí)：

IK·B·max= =1.84KA

=1.2×1.84=2.2IKA

lmin=

lmin%=33.25%>15%，當(dāng)lAB=40KM時(shí)：

=os

=2.84KA，lmin%=14%<15%，當(dāng)lAB=20KM時(shí)：

=os =3.984KA,lmin%=-44.5%,即沒有保護(hù)范圍，t1I=os 由此得出結(jié)論：當(dāng)線路較短時(shí)，電流速斷保護(hù)范圍將縮短，甚至沒有保護(hù)范圍。41.解：(1)(2)

∴(3)

比較三者，取小者

∴

合格。