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1、电力系系统继电电保护思思考题与与习题解解答第1章1-1 什么是是故障、不不正常运运行方式式和事故故？它们们之间有有何不同同？又有有何联系系？答：在电电力系统统运行中中，电气气元件发发生短路路、断线线时的状状态均视视为故障障状态。在电力系系统中，三三相短路路、两相相短路、两两相接地地短路、一一相接地地短路、两两点接地地短路（实实际上也也属相间间短路）和和断线统统称为电电力系统统的故障障。在电力系系统中可可能会出出现各种种各样的的故障，但但最常见见且最危危险的故故障就是是各种类类型的短短路。电力系统统的不正正常工作作状态是是指电力力系统中中电气元元件的正正常工作作遭到破破坏，但但没有发发生故障障的
2、运行行状态。常常见的不不正常运运行状态态主要是是：过负负荷，过过电压、系系统振荡荡，频率率降低等等。事故是指指系统或或其中一一部分的的正常工工作遭到到破坏，电电能质量量变到不不能容许许的程度度，以致致造成对对用户的的停止供供电（或或少送电电）或造造成人身身伤亡和和电气设设备的损损坏。前前者称为为停电事事故，后后者称为为人身和和设备事事故。不正常工工作状态态的性质质、后果果和危害害性有别别于故障障，长时时间的不不正常运运行有可可能造成成故障。电力系统中发生故障和不正常运行状态时，都可能在电力系统中引起事故。故障和不不正常运运行方式式不可以以避免，而而事故则则可以避避免发生生。1-2 什么是是主保
3、护护和后备备保护？远后备备保护和和近后备备保护有有什么区区别和特特点？答：主保保护：是是为满足足电力系系统稳定定和设备备安全要要求，能能以最快快速度有有选择地地切除被被保护设设备和线线路故障障的保护护。后备保护护：是当当主保护护或断路路器拒动动时用来来切除故故障的保保护。它它又分为为远后备备保护和和近后备备保护两两种。远后备保保护：指指主保护护或断路路器拒动动时，由由相邻元元件的保保护来实实现的后后备保护护。远后备保保护的性性能比较较完善，它它对相邻邻元件的的保护装装置、断断路器、二二次回路路和直流流电源引引起的拒拒动，均均能起到到后备作作用，且且实现简简单、经经济。但但远后备备保护将将使停电
4、电的范围围扩大，不不能满足足选择性性和速动动性的要要求。近后备保保护：当当主保护护拒动时时，由本本元件的的另一套套保护来来实现的的后备保保护；当当断路器器拒动时时，由断断路器失失灵保护护来实现现后备保保护。由于近后后备保护护与主保保护安装装在同一一元件上上，所以以近后备备保护能能满足选选择性要要求。1-3 继电保保护装置置的任务务及其基基本要求求是什么么？答：继电电保护装装置是指指能反应应电力系系统中电电气元件件发生故故障或不不正常运运行状态态，并动动作于断断路器跳跳闸或发发出信号号的一种种自动装装置。它它的基本本任务是是：（1）自自动、迅迅速、有有选择性性地将故故障元件件从电力力系统中中切除
5、，使使故障元元件免于于继续遭遭到破坏坏，保证证其他无无故障部部分迅速速恢复正正常运行行。（2）反反应电气气元件的的不正常常运行状状态，并并根据运运行维护护的条件件（如有有无经常常值班人人员）而而动作于于信号，以以便值班班人员及及时进行行处理，或或由装置置自动进进行调整整，或将将那些继继续运行行就会引引起损坏坏或发展展成为事事故的电电气设备备予以切切除。此此时保护护应有一一定的延延时，以以免造成成保护的的误动作作。（3）继继电保护护装置还还可以与与电力系系统中的的其他自自动化装装置配合合，在条条件允许许时，采采取预定定措施，缩缩短事故故停电时时间，尽尽快恢复复供电，从从而提高高电力系系统运行行的
6、可靠靠性。继电保护护在电力力系统中中的主要要作用是是：通过过预防事事故或缩缩小事故故范围来来提高系系统运行行的可靠靠性，最最大限度度地保证证向用户户安全连连续供电电。对继电保保护装置置的基本本要求是是：（1）可可靠性可靠性包包括安全全性和依依赖性，是是对继电电保护最最根本的的要求。所所谓安全全性是要要求继电电保护在在不需要要它动作作时可靠靠不动作作，即不不发生误误动。所所谓依赖赖性是要要求继电电保护在在规定的的保护范范围内发发生了应应该动作作的故障障时可靠靠动作，即即不拒动动。（2）选选择性所谓选择择性是指指当电力力系统中中的设备备或线路路发生短短路时，其其继电保保护仅将将故障的的设备或或线路
7、从从电力系系统中切切除，以以尽量缩缩小停电电的范围围。当故故障设备备或线路路的保护护或断路路器拒动动时，应应由相邻邻设备或或线路的的保护将将故障切切除。（3）速速动性所谓速动动性是指指继电保保护装置置应能尽尽快地切切除故障障，以减减少设备备及用户户在大电电流、低低电压下下运行的的时间，降降低设备备的损坏坏程度，提提高系统统并列运运行的稳稳定性。（4）灵灵敏性灵敏性是是指电气气设备或或线路在在被保护护范围内内发生短短路或不不正常运运行情况况时，保保护装置置的反应应能力。1-4 电力系系统如果果没有配配备完善善的继电电保护系系统，想想像一下下会出现现什么后后果？答：继电电保护是是电力系系统的重重要
8、组成成部分，是是保证电电力系统统安全可可靠运行行的必不不可少的的技术措措施之一一。在现现代的电电力系统统中，如如果没有有专门的的继电保保护装置置或继电电保护装装置不完完善，要要想维持持系统的的正常运运行是根根本不可可能的。当当故障发发生时，不不能及时时进行处处理，不不能及时时切除故故障，导导致电力力系统运运行不稳稳定，甚甚至引起起电力系系统崩溃溃，造成成人员伤伤亡及设设备的毁毁坏，引引起事故故。1-5 继电保保护装置置通过哪哪些主要要环节完完成预定定的保护护功能，各各环节的的作用是是什么？答：模拟拟型继电电保护装装置主要要是由测测量回路路、逻辑辑回路和和和执行行回路三三个环节节来完成成预定的的
9、保护功功能。测量回路路的作用用：是测测量与被被保护电电气设备备或线路路工作状状态有关关的物理理量的变变化，如如电流、电电压等的的变化，以以确定电电力系统统是否发发生了短短路故障障或出现现不正常常运行情情况。逻辑回路路的作用用：是当当电力系系统发生生故障时时，根据据测量回回路的输输出信号号，进行行逻辑判判断，以以确定保保护是否否应该动动作，并并向执行行元件发发出相应应的信号号。执行回路路的作用用：是执执行逻辑辑回路的的判断，发发出切除除故障的的跳闸信信号或指指示不正正常运行行情况的的信号。1-6 依据电电力元件件正常工工作、不不正常工工作和短短路状态态下的电电气量幅幅值差异异，已经经构成哪哪些原
10、理理的保护护，这些些保护仅仅靠保护护的整定定值能切切除保护护范围内内任意点点的故障障吗？答：根据据短路时时电流的的增大，可可构成过过电流保保护；根根据短路路时电压压的降低低，可构构成低电电压保护护；根据据短路时时电流与与电压之之间相角角的变化化，可构构成功率率方向保保护；根根据电压压与电流流比值的的变化，可可构成距距离保护护；根据据不对称称短路时时出现的的电流、电电压的相相序分量量，可构构成零序序电流保保护、负负序电流流保护和和负序功功率方向向保护。这些保护护仅靠保保护的整整定值不不能切除除保护范范围内任任意点的的故障。因因为保护护装置或或断路器器可能会会因某种种原因而而产生拒拒动。1-7 依
11、据电电力元件件两端电电气量在在正常工工作和短短路状态态下的差差异，可可以构成成哪些原原理的保保护？答：根据据故障时时被保护护元件两两端电流流相位和和大小的的变化，可可构成差差动保护护；高频频保护是是利用高高频通道道来传递递线路两两端电流流相位、大大小和短短路功率率方向信信号的一一种保护护。1-8 结合电电力系统统分析课课程知识识，说明明加快继继电保护护的动作作时间为为什么可可以提高高电力系系统的稳稳定性？答：快速速切除故故障可以以提高电电力系统统运行的的稳定性性。如图：当D点短短路时，AA厂的电电压U下下降，转转速n上升，而而B厂的的电压UU下降的的小（因因距离远远），转转速n上升的的也小，则
12、则出现转转速差n，若时时间长，失失去同步步。若时时间短，则则相位差差不大，易易拉入同同步，使使系统恢恢复正常常。1-9 从继电电保护的的发展史史，谈与与其他学学科技术术发展的的关联性性。答：从继继电保护护的发展展史可以以知道，继继电保护护的发展展离不开开其他学学科技术术的发展展，没有有继电器器的问世世，就不不会出现现继电保保护，没没有晶体体管的产产生，就就不会出出现静态态继电保保护形式式，没有有计算机机、微处处理器的的问世，就就不会出出现微机机继电保保护。其其他学科科技术的的快速发发展，带带动了继继电保护护技术的的快速发发展，所所以继电电保护技技术的发发展与其其他学科科技术的的发展是是有很大大
13、的关联联性的。第2章2-1 电力系系统中性性点有哪哪些运行行方式？各有何何特点？答：2-2 解释“动作电电流”、“返回电电流”和“返回系系数”，过电电流保护护返回系系数过低低或过高高各有何何缺点？答：2-3 答：2-155答：根根据过电电流保护护动作时时限的整整定原则则：过电电流保护护的动作作时限按按阶梯原原则整定定，还需需要与各各线路末末端变电电所母线线上所有有出线保保护动作作时限最最长者配配合。保保护1所所在线路路末端BB母线上上出线动动作时间间最长的的是，则则保护11的过电电流保护护的动作作时限为为。2-166答：（11）保护护1电流流I段整整定计算算：求动作作电流。按按躲过最最大运行行
14、方式下下本线路路末端（即即K1点）三三相短路路时流过过保护的的最大短短路电流流来整定定，即采用两相相不完全全星形接接线方式式时流过过继电器器的动作作电流为为求动作作时限。第第I段为电电流速断断，动作作时间为为保护装装置的固固有动作作时间，即即灵敏系系数校验验，即求求保护范范围。在最大运运行方式式下发生生三相短短路时的的保护范范围为则，满足足要求。在最小运行方式下发生三相短路时的保护范围为则，满足足要求。（2）保保护1电电流III段整定定计算求动作作电流。按按与相邻邻线路保保护I段段动作电电流相配配合的原原则来整整定，即即采用两相相不完全全星形接接线方式式时流过过继电器器的动作作电流为为求动作作
15、时限。应应比相邻邻线路保保护I段段动作时时限高一一个时限限级差，即即灵敏系系数校验验。利用用最小运运行方式式下本线线路末端端（即KK1点）发发生两相相金属性性短路时时流过保保护的电电流来校校验灵敏敏系数，即即，满足要要求。（3）保保护1电电流IIII段整整定计算算求动作作电流。按按躲过本本线路可可能流过过的最大大负荷电电流来整整定，即即采用两相相不完全全星形接接线方式式时流过过继电器器的动作作电流为为求动作作时限。应应比相邻邻线路保保护的最最大动作作时限高高一个时时限级差差，即灵敏系系数校验验。作近后备备保护时时，利用用最小运运行方式式下本线线路末端端（即KK1点）发发生两相相金属性性短路时时
16、流过保保护装置置的电流流来校验验灵敏系系数，即即，满足要要求。作远后备备保护时时，利用用最小运运行方式式下相邻邻线路末末端（即即K2点）发发生两相相金属性性短路时时流过保保护装置置的电流流来校验验灵敏系系数，即即，满足要要求。2-177答：2-188答：（11）根据据已知条条件，通通过保护护4的最最大负荷荷电流为为则保护44的过电电流保护护的动作作电流为为（2）保保护4的的过电流流保护的的整定值值不变，当当保护11所在元元件故障障被切除除后，通通过保护护4的最最大负荷荷电流为为，则返返回系数数为，即返回回系数低低于此值值时会造造成保护护4误动动作。（3）当当时，保保护4的的过电流流保护的的灵敏
17、系系数为，则则，当时，保保护4的的过电流流保护的的动作电电流为，则保护护4的过过电流保保护的灵灵敏系数数为。2-199答：3-255解：线线路ABB的正序序阻抗 线路路BC的的正序阻阻抗1距距离I段段的整定定计算整定阻阻抗动作时时限（II段的实实际动作作时限为为保护固固有动作作时间）2距距离III段的整整定计算算整定阻阻抗：按按与相邻邻线路BBC保护护2的II段配合合，取，则则灵敏系系数校验验：按本本线路末末端短路路计算，即即，不满足足要求，可可考虑与与BC线线路距离离II段段配合。动作时时限：与与相邻线线路保护护的I段段配合，则则（1）AA侧保护护1的距距离I段段的保护护范围为为在线路AAB
18、上距距A侧665kmm处发生生金属性性相间短短路时，故故障点位位于I段段的保护护范围内内，所以以A侧保保护1的的I段、III段都都要起动动，但II段瞬时时动作，跳跳开A侧侧断路器器，切除除故障线线路，III段则则在故障障电流消消失后返返回。在线路AAB上距距A侧775kmm处发生生金属性性相间短短路时，故故障点位位于III段的保保护范围围内，所所以A侧侧保护11的I段段不起动动，III段起动动，经延延时0.5s后后动作于于A侧断断路器跳跳闸。（3）由由前计算算可知，III段的的动作阻阻抗为，此此阻抗若若按躲过过最小负负荷阻抗抗来整定定，可计计算出线线路ABB的最大大允许负负荷电流流值，即即取，则而，按最最低电压压考虑，则则