繼電保護(hù)書本課后答案(部分)

繼電保護(hù)書本課后答案（部分）P12

3.什么是主保護(hù)、后備保護(hù)？什么是近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù)？在什么情況下依靠近后備保護(hù)切除故障？在什么情況下依靠遠(yuǎn)后備保護(hù)切除故障？

答：主保護(hù)是指被保護(hù)元件內(nèi)部發(fā)生的各種短路故障時(shí)，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全要求的、有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備或線路故障的保護(hù)。后備保護(hù)是指當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動作時(shí)，用以將故障切除的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備和近后備保護(hù)。遠(yuǎn)后備是指主保護(hù)或斷路器拒絕時(shí)，由相鄰元件的保護(hù)部分實(shí)現(xiàn)的后備；近后備是指當(dāng)主保護(hù)拒絕動作時(shí)，由本元件的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備，當(dāng)斷路器拒絕動作時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。

6.電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求是什么?

答：1、選擇性：繼電保護(hù)動作的選擇性是指保護(hù)裝置動作時(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，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。2、速動性：在發(fā)生故障時(shí)，力求保護(hù)裝置能迅速動作切除故障，以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下工作的時(shí)間，以及縮小故障元件的損壞程度。3、靈敏性：繼電保護(hù)的靈敏性，是指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。4、可靠性：保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了他應(yīng)該動作的故障時(shí)，他不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護(hù)不該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。P59

1.何謂三段式電流保護(hù)？其各段是如何保證動作選擇性的？試述各段的工作原理、整定原則和整定計(jì)算方法、靈敏性校驗(yàn)方法和要求以及原理接線圖的特點(diǎn)。畫出三段式電流保護(hù)各段的保護(hù)范圍和時(shí)限配合特性圖。

答：三段式電流保護(hù)有電流速斷保護(hù)，限時(shí)電流速斷和定時(shí)限過電流保護(hù)。電流速斷是按照躲開某一點(diǎn)的最大短路電流來整定，限時(shí)速斷是按照躲開前方各相鄰元件電流速斷保護(hù)的動作電流整定，而過電流保護(hù)則是按照躲開最大負(fù)荷電流來整定。

2.在什么情況下采用三段式電流保護(hù)？什么情況下可以采用兩段式電流保護(hù)？什么情況下可只用一段定時(shí)限過電流保護(hù)？Ⅰ、Ⅱ段電流保護(hù)能否單獨(dú)使用？為什么？

答：越靠近電源端，則過電流保護(hù)的動作時(shí)限就越長，因此一般都需要裝設(shè)三段式的保護(hù)。線路倒數(shù)第二級上，當(dāng)線路上故障要求瞬時(shí)切除時(shí)，可采用一個(gè)速斷加過電流的兩段式保護(hù)。保護(hù)最末端一般可只采用一段定時(shí)限過電流保護(hù)。I、II段電流保護(hù)不能單獨(dú)使用，I段不能保護(hù)線路的全長，II段不能作為相鄰元件的后備保護(hù)。

5.電流保護(hù)的接線的接線方式有幾種？它們各自適合于什么情況？答：1.三相星形接線；2.兩相星形接線；3.兩相三繼電器接線三相星形接線方式的保護(hù)對各種故障都能動作。兩相星形接線的保護(hù)能反應(yīng)各種相間短路，但B相發(fā)生單相短路時(shí)，保護(hù)裝置不會動作。采用兩相電流差接線時(shí)，流入繼電器的電流為零，保護(hù)不動作。

9.何謂功率方向元件的90°接線？采用90°接線的功率方向元件在正方向三相和兩相短路時(shí)正確動作的條件是什么？采用90°接線的功率方向元件在相間短路時(shí)會不會有死區(qū)？為什么？

答：所謂90°接線方式是指在三相對稱的情況下，當(dāng)cosφ=1時(shí)，加入繼電器的電流和電壓相位相差90°。正確動作條件：30°

故障相的相間電壓，其值很高。

15.舉例說明在零序電流保護(hù)中，什么情況下必須考慮保護(hù)的方向性？零序功率方向元件有無電壓死區(qū)？為什么？

答：在雙側(cè)或多側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，電源處變壓器的中性點(diǎn)一般至少有一臺要接地，由于零序電流的實(shí)際流向是由故障點(diǎn)流向各個(gè)中性點(diǎn)接地變壓器，因此在變壓器接地?cái)?shù)目較多的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，就需要考慮零序電流保護(hù)動作的方向性問題。無電壓死區(qū)，因?yàn)樵娇拷收宵c(diǎn)的零序電壓越高。

17.何謂欠補(bǔ)償、過補(bǔ)償、完全補(bǔ)償？一般采用哪一種補(bǔ)償方式較好？為什么？

答：欠補(bǔ)償就是使IL＜IC∑，補(bǔ)償后的接地點(diǎn)電流是容性的。過補(bǔ)償就是IL＞IC∑，補(bǔ)償后的殘余電流是感性的。完全補(bǔ)償就是使IL=IC∑，接地點(diǎn)的電流ID近似為零。一般采用過補(bǔ)償方式，因?yàn)檠a(bǔ)償過后的殘余電壓是電感性，采用這種方法不可能發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓問題。P90

3.具有圓特性的全阻抗、偏移特性阻抗和方向阻抗元件各有何特點(diǎn)？利用全阻抗、偏移阻抗或方向阻抗元件作為距離保護(hù)的測量元件時(shí)，試問：（1）反方向故障時(shí)，采取哪些措施才能保證距離保護(hù)不動作？（2）正方向出口短路時(shí)，接到阻抗元件上的電壓降為零或趨進(jìn)于零時(shí)是否有死區(qū)？如有死區(qū)應(yīng)該如何減小或消除？

答：偏移圓阻抗元件：反向故障有一定的動作區(qū)，在保護(hù)安裝處無死區(qū)。動作阻抗隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于距離保護(hù)后備段（III段）。方向圓阻抗元件：具有方向性；反向故障不會動作，在保護(hù)安裝處有死區(qū)。動作阻抗隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于距離保護(hù)的主保護(hù)（I段、II段）。全阻抗元件：無方向性；正反向故障均會動作。動作阻抗不隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于單側(cè)電源系統(tǒng)距離保護(hù)，多電源系統(tǒng)應(yīng)與方向元件配合。（1）可以采用具有多邊形特性的阻抗，即使整定值較大，但負(fù)荷阻抗依然會落在圓外，提高躲負(fù)荷的能力，也就保證距離保護(hù)不動作。（2）有死區(qū)，可以利用記憶回路故障前的電壓作為測量元件比相的極化電壓，在記憶回路作用下的動態(tài)特性圓，擴(kuò)大了動作范圍，而又不失方向性，因此對消除死區(qū)和減少過度電阻都是有利的。

7.何謂0°接線？相間短路用方向阻抗元件為什么常常采用0°接線？為什么不用相電壓和本相電流的接線方式？

答：當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為UAB和IA-IB時(shí)，我們稱這為0°接線。因?yàn)榧尤肜^電器的電壓和電流應(yīng)滿足：1、繼電器的測量阻抗正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離；2、繼電器的測量阻抗應(yīng)與故障類型無關(guān)，也就是保護(hù)范圍不隨故障類型而變化。

9.方向阻抗元件為什么會有死區(qū)？如何消除？試問：答：當(dāng)在保護(hù)安裝地點(diǎn)正方向出口處發(fā)生相間短路時(shí)，故障環(huán)路的殘余電壓將降低到零。此時(shí)，任何具有方向性的繼電器將因加入的電壓為零而不能動作，從而出現(xiàn)保護(hù)裝置的死區(qū)。消除：1、記憶回路2、高Q值50Hz帶通有源濾波器3、引入非故障相電壓

（1）采用“記憶回路”可以消除阻抗元件在所有類型故障時(shí)的死區(qū)（包括暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)）？這種說法對嗎？為什么？

答：對。保護(hù)正方向短路時(shí)，在記憶回路作用下的動態(tài)特性圓，擴(kuò)大了動作范圍，而又不失去方向性。在反方向短路時(shí)，必須出現(xiàn)一個(gè)位于第I象限的短路阻抗才可能引起繼電器

動作，但實(shí)際上在無串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)木€路上，繼電器測量到的是-（Zk+Rt），位于第III象限，因此，在反方向短路時(shí)的動態(tài)過程中，繼電器具有明確的方向性。在穩(wěn)態(tài)情況下，繼電器的動作特性仍是以Zset為直徑所作的圓。

（2）引入第三相（非故障相）電壓可以消除阻抗元件在所有類型故障時(shí)的死區(qū)（包括暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)）？這種說法對嗎？為什么？

答：錯(cuò)，三相短路時(shí)的死區(qū)無法消除。

15.不同特性的阻抗繼電器（如全阻抗、方向阻抗和偏移特性阻抗繼電器）在承受過渡電阻的能力上，哪一種最強(qiáng)？在遭受振蕩影響的程度上哪一種最嚴(yán)重？在什么情況下選用何種特性的阻抗元件較好？具體應(yīng)如何考慮？

答：特性在R軸方向上面積越大承受過渡電阻的能力最強(qiáng)，振蕩時(shí)特性在測量阻抗變化軌跡的方向上面積越大，受振蕩影響越嚴(yán)重。因此全阻抗特性阻抗繼電器承受過渡電阻的能力最強(qiáng)，同時(shí)受振蕩影響也越嚴(yán)重。

偏移圓阻抗元件：反向故障有一定的動作區(qū)，在保護(hù)安裝處無死區(qū)。動作阻抗隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于距離保護(hù)后備段（III段）。方向圓阻抗元件：具有方向性；反向故障不會動作，在保護(hù)安裝處有死區(qū)。動作阻抗隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于距離保護(hù)的主保護(hù)（I段、II段）。全阻抗元件：無方向性；正反向故障均會動作。動作阻抗不隨測量阻抗角的變化而變化。通常用于單側(cè)電源系統(tǒng)距離保護(hù)，多電源系統(tǒng)應(yīng)與方向元件配合。

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10.什么是距離縱聯(lián)保護(hù)？其與方向縱聯(lián)保護(hù)有何異同？

答：距離縱聯(lián)保護(hù)和距離保護(hù)一樣，根據(jù)整定阻抗的大小來確定保護(hù)動作的范圍。各種方向比較式縱聯(lián)保護(hù)都是以只反應(yīng)短路點(diǎn)方向的方向元件為基礎(chǔ)構(gòu)成。這些方向元件的動作范圍都必須超過線路全長并留有相當(dāng)?shù)脑６龋Q為超范圍整定。因?yàn)榉较蛟]有固定的動作范圍，故所有用于方向比較式縱聯(lián)保護(hù)的方向元件，都只能是超范圍整定。然而距離元件則不然，它不但帶有方向性，能夠判別故障的方向，而且還有固定的動作范圍，可以實(shí)現(xiàn)超范圍整定，也可以實(shí)現(xiàn)欠范圍整定。

14.試簡要解釋縱聯(lián)差動保護(hù)為什么要采用制動特性？常見的制動特性有哪些？

答：對于長距離高壓輸電線的分相電流差動保護(hù)，則因線路分布電容電流大，并聯(lián)電抗器電流以及短路電流中非周期分量使電流互感器飽和等原因，在外部短路時(shí)可能引起的不平衡電流大，必須采用某種制動方式，才能保證保護(hù)不誤動作。常見的制動特性有：內(nèi)部故障時(shí)，動作作用強(qiáng)，制動作用弱；正常、外部故障，制動作用強(qiáng)，動作作用弱。

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1.什么是自動重合閘？電力系統(tǒng)中為什么要采用自動重合閘？對自動重合閘裝置有哪些基本要求？

答:自動重合閘裝置是當(dāng)斷路器由繼電保護(hù)動作或其它非人工操作而跳閘后，能夠自動控制斷路器重新合上的一種裝置。

架空線路故障大都是“瞬時(shí)性”的故障，在線路被繼電保護(hù)迅速動作控制斷路器斷開后，故障點(diǎn)的絕緣水平可自行恢復(fù)，故障隨即消失。此時(shí)，如果把斷開的線路斷路器重新合上，就能夠恢復(fù)正常的供電。此外，也有“永久性故障”，“永久性故障”在線路被斷開之后，它們?nèi)匀皇谴嬖诘?，即使合上電源，也不能恢?fù)正常供電。因此，在電力系統(tǒng)中采用了

自動重合閘裝置。

基本要求：正常不同電壓等級線路應(yīng)配置不同的重合閘方式；由運(yùn)行人員手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，自動重合閘不應(yīng)起動；繼電保護(hù)動作切除故障后，自動重合閘裝置動作時(shí)間應(yīng)盡可能短；自動重合閘裝置動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定；自動重合閘裝置應(yīng)有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護(hù)的動作，以便加速故障的切除；在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，重合閘應(yīng)滿足同期合閘條件；當(dāng)斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，應(yīng)將自動重合閘裝置閉鎖。

3.自動重合閘如何分類？有哪些類型？

答：按不同的特征來分類，常用的有以下幾種：

(1)按重合閘的動作類型分類，可以分為機(jī)械式和電氣式。

(2)按重合閘作用于斷路器的方式，可以分為三相、單相相綜合重合閘三種。(3)按動作次數(shù)，可以分為一次式和二次式(多次式)。

(4)按重合閘的使用條件，可分為單側(cè)電源重合閘和雙側(cè)電源重合閘。雙側(cè)電源重合閘又可分為檢定無壓和檢定同期重合閘、非同期重合閘。

4.什么是三相自動重合閘、單相自動重合閘和綜合自動重合閘？各有何特點(diǎn)？答：三相一次自動重合閘就是在輸電線路上發(fā)生任何故障，繼電保護(hù)裝置將三相斷路器斷開時(shí)，自動重合閘起動，經(jīng)0.5～1s的延時(shí)，發(fā)出重合脈沖，將三相斷路器一起合上。若為瞬時(shí)性故障，則重合成功，線路繼續(xù)運(yùn)行；若為永久性故障，則繼電保護(hù)再次動作將三相斷路器斷開，不再重合。220KV~500KV，線間距離大，絕大多數(shù)故障為單相接地故障。若只跳開故障相，可提高供電可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。這種方式的重合閘就是單相重合閘。單相重合閘和三相重合閘綜合在一起的方式就是綜合重合閘。

5.選用重合閘方式的一般原則是什么？

答：(1)重合閘方式必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，經(jīng)過分析后選定。(2)凡是選用簡單的三相重合閘方式能滿足具體系實(shí)際需要的，線路都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。持別對于那些處于集中供電地區(qū)的密集環(huán)網(wǎng)中，線路跳閘后不進(jìn)行重合閘也能穩(wěn)定運(yùn)行的線路，更宜采用整定時(shí)間適當(dāng)?shù)娜嘀睾祥l。對于這樣的環(huán)網(wǎng)線路，快速切除故障是第一位重要的問題。(3)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會出現(xiàn)大面積停電，或者影響重要負(fù)荷停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘方式。(4)在大機(jī)組出口一般不使用三相重合閘。

6.對雙側(cè)電源送電線路的重合閘有什么特殊要求？

答：特點(diǎn)：1、線路兩側(cè)的重合閘必須保證在兩側(cè)的斷路器都跳閘以后，再進(jìn)行重合；2、當(dāng)線路上發(fā)生故障跳閘以后，常常存在著重合閘時(shí)兩側(cè)電源是否同步，以及是否允許非同步合閘的問題。

8.什么叫重合閘前加速和后加速？試比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍？

答：前加速：當(dāng)任何一條線路上發(fā)生故障時(shí)，第一次都由裝有重合閘處的保護(hù)動作予以切除。優(yōu)點(diǎn)：1、能夠快速地切除瞬時(shí)性故障；2、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3、能保證廠用電和重要用戶的電能質(zhì)量；4、使用設(shè)備少，只需裝設(shè)一套重合閘裝置，簡單經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：1、斷路器工作條件惡劣，動作次數(shù)較多。2、

重合于永久性故障上時(shí)，故障切除的時(shí)間可能較長；3、如果重合閘裝置或重合閘處斷路器拒絕合閘，則將擴(kuò)大停電范圍。

后加速：當(dāng)線路第一次故障時(shí)，保護(hù)有選擇性動作，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)動作，瞬時(shí)切除故障，而與第一次動作是否帶有時(shí)限無關(guān)。優(yōu)點(diǎn)：1、第一次是有選擇性的切除故障，不會擴(kuò)大停電范圍。2、保證了永久性故障能瞬時(shí)切除，并仍然是有選擇性的；3、和前加速比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件的限制，一般來說是有利無害的。缺點(diǎn)：1、每個(gè)斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較為復(fù)雜；2、第一次切除故障可能帶有延時(shí)。

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1.變壓器可能發(fā)生哪些故障和異常運(yùn)行狀態(tài)？針對變壓器故障和異常運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)該裝設(shè)哪些保護(hù)？

答：變壓器的內(nèi)部故障可以分為油箱內(nèi)和油箱外故障。油箱內(nèi)的故障包括：繞組的相間短路，接地短路，匝間短路以及鐵心燒損等，油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。不正常運(yùn)行狀態(tài)：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點(diǎn)過電壓；由于負(fù)荷超過額定容量引起的過負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低。

保護(hù)：1、瓦斯保護(hù)：油箱內(nèi)產(chǎn)生氣體或油流而動作；2、縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)：對變壓器繞組，套管及引出線上的故障。3、外部相間短路時(shí)，應(yīng)采用的保護(hù)：（1）過電流保護(hù)（2）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)（3）負(fù)序電流及單相式低電壓起動的過電流保護(hù)。（4）阻抗保護(hù)；4、外部接地短路時(shí)，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)5、過負(fù)荷保護(hù)6、過勵(lì)磁保護(hù)7、其他保護(hù)