2017电力系统继电保护第二章习题及答案
(完整版)电力系统继电保护辅导资料二
电力系统继电保护辅导资料二主题：课件第二章电网的电流保护第1-2节——单侧电源网络相间短路的电流保护、电网相间短路的方向性电流保护学习时间：2013年10月7日－10月13日内容：我们这周主要学习第二章的第1-2节，单侧电源网络相间短路的电流保护和电网相间短路的方向性电流保护的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深电网电流保护相关知识的理解。
一、学习要求1．掌握三段式电流保护的配合原则、整定计算，会阅读三段式电流保护的原理图；2．理解方向性电流保护中方向元件的作用，能正确按动作方向分组配合、整定计算。
二、主要内容（一）单侧电源网络相间短路的电流保护1．继电器（1）基本原理能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。
当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。
它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。
继电器的继电特性：(也称控制特性)继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。
图1 继电特性继电器的返回系数r K ：返回值r X 与动作值op X 的比值。
即r r opX K X 过量继电器：反应电气量增加而动作的继电器。
其返回系数小于1，不小于0.85。
欠量继电器：反应电气量降低而动作的继电器。
其返回系数大于1，不大于1.2。
（2）继电保护装置的基本分类● 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。
● 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
● 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。
Y Y min 0（3）过电流继电器动作电流(I op )：使继电器动作的最小电流。
返回电流(I re )：使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。
2.单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行：负荷电流短路：三相短路、两相短路k k s E I K Z Z ϕϕ=+式中，E ϕ——系统等效电源的相电动势；s Z ——保护安装处至系统等效电源之间的阻抗；k Z ——短路点至保护安装处之间的阻抗；K ϕ——短路类型系数（三相短路取１，两相短路取2）。
电力系统继电保护第二章习题和答案
2电流的电网保护2.1在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。
当加入继电器的动作电量（图中的IQ大于其设定的动作值（图中的I OP）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的 J ）以后它才突然返回。
无论启动还是返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。
为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。
625342.2请列举说明为实现“继电特性”，电磁型、集成电路性、数字型继电器常分别采用那些技术？答：在过量动作的电磁型继电器中，继电器的动作条件是电磁力矩大于弹簧的反拉力矩与摩擦力矩之和，当电磁力矩刚刚达到动作条件时，继电器的可动衔铁开始转动，磁路气隙减小, 在外加电流（或电压）不变的情况下，电磁力矩随气隙的减小而按平方关系增加，弹簧的反拉力矩随气隙的减小而线性增加，在整个动作过程中总的剩余力矩为正值，衔铁加速转动，直至衔铁完全吸合，所以动作过程干脆利落。
继电器的返回过程与之相反，返回的条件变为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩与摩擦力矩之和。
当电磁力矩减小到启动返回时，由于这时摩擦力矩反向，返回的过程中，电磁力矩按平方关系减小，弹簧力矩按线性关系减小，产生一个返回方向的剩余力矩，因此能够加速返回，即返回的过程也是干脆利落的。
所以返回值一定小于动作值，继电器有一个小于1的返回系数。
这样就获得了“继电特性” 在集成电路型继电器中，“继电特性”的获得是靠施密特触发器实现的，施密特触发器的特性，就是继电特性。
(完整版)继电保护习题参考答案
继电保护习题参考答案第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。
事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
相间故障无零序分量。
对称故障只有正序分量。
3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。
在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。
4、简述继电保护的基本原理和构成方式。
答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。
构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中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装置。
6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
(完整版)电力系统继电保护习题参考答案
第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。
事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
相间故障无零序分量。
对称故障只有正序分量。
3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。
在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。
4、简述继电保护的基本原理和构成方式。
答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。
构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中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装置。
6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
电力系统继电保护 习题答案 2
征，在短路故障的流动方向正是保护应该动作的方向，并且流动幅值大于整定幅值时，保护动作跳闸。
适用于多断电源网络。
优点：多数情况下保证了保护动作的选择性、灵敏性和速动性要求。
缺点：应用方向元件是接线复杂、投资增加，同时保护安装地点附近正方向发生是你想短路时，由于母线电压降低至零，方向元件失去判断的依据，保护装置据动，出现电压死区。
（3）零序电流保护：正常运行的三相对称，没有零序电流，在中性点直接接地电网中，发生接地故障时，会有很大的零序电流。
故障特征明显，利用这一特征可以构成零序电流保护。
适用网络与110KV及以上电压等级的网络。
优点：保护简单，经济，可靠；整定值一般较低，灵敏度较高；受系统运行方式变化的影响较小；系统发生震荡、短时过负荷是不受影响；没有电压死区。
缺点：对于短路线路或运行方式变化较大的情况，保护往往不能满足系统运行方式变化的要求。
随着相重合闸的广泛应用，在单项跳开期间系统中可能有较大的零序电流，保护会受较大影响。
自耦变压器的使用使保护整定配合复杂化。
（4）方向性零序电流保护：在双侧或单侧的电源的网络中，电源处变压器的中性点一般至少有一台要接地，由于零序电流的实际流向是由故障点流向各个中性点接地的变压器，因此在变压器接地数目比较多的复杂网络中，就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。
利用正方向和反方向故障时，零序功率的差别，使用功率方向元件闭锁可能误动作的保护，从而形成方向性零序保护。
优点：避免了不加方向元件，保护可能的误动作。
其余的优点同零序电流保护。
缺点：同零序电流保护，接线较复杂。
（5）中性点非直接接地系统中的电流电压保护：在中性点非直接接地系统中，保护相间短路的电流、电压保护与中性点直接接地系统是完全相同的。
仅有单相接地时二者有差别，中性点直接接地系统中单相接地形成了短路，有短路电流流过，保护应快速跳闸，除反应相电流幅值的电流保护外，还可以采用专门的零序保护。
而在中性点非直接接地系统中单相接地时，没有形成短路，无大的短路电流流过，属于不正常运行，可以发出信号并指出接地所在的线路，以便尽快修复。
电力系统继电保护课后答案 (2)
电力系统继电保护课后答案问题一电力系统继电保护的定义是什么？继电保护是电力系统中一种重要的保护手段，它通过监测电力系统中的电流、电压、频率等参数，并根据预设的保护逻辑，及时发出保护信号，将故障隔离，保护系统设备的安全运行。
继电保护系统通常由继电保护装置、CT/PT（电流互感器和电压互感器）、保护线圈等组成。
问题二什么是保护主要配置？保护主要配置是指根据电力系统的特点、工作条件和要求，将继电保护装置安装在合适的位置，并配置所需的互感器等辅助设备。
保护主要配置的目的是提高继电保护的灵敏度、可靠性和快速性。
问题三简要描述继电保护装置的工作原理。
继电保护装置的工作原理是通过监测电力系统中的电流、电压、频率等参数，并与设定的保护逻辑进行比较，如果监测到电力系统中出现异常情况（如过流、短路等故障），则会发出保护信号，触发断路器等设备进行故障隔离。
具体来说，继电保护装置会接收电力系统中的电流和电压信号，并经过采样和数据处理，计算出电流、电压等参数的实际值。
然后，这些实际值与设定的保护逻辑进行比较，判断是否出现故障。
一旦检测到故障，继电保护装置会发出保护信号，如闭锁信号或跳闸信号，以保护电力系统设备。
问题四列举几种常见的继电保护装置类型。
常见的继电保护装置类型包括：1.过流保护装置：用于检测电流的异常情况，如过载和短路。
根据故障电流的大小和持续时间，可以分为瞬时过流保护和定时过流保护等。
2.零序保护装置：用于检测三相电流不平衡、单相接地故障等情况。
3.过电压保护装置：用于检测电压的异常情况，如过高电压或电压暂降等。
4.过频保护装置：用于检测电网频率的异常情况，如过高频率或频率暂降等。
5.低频保护装置：用于检测电网频率过低的情况。
问题五什么是继电保护的整定？继电保护的整定是指根据电力系统的特点和要求，对继电保护装置的参数进行设置，从而实现对电力系统设备的可靠保护。
常见的继电保护参数包括动作电流、动作时间、延时时间等。
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
电力系统继电保护课后习题解析答案全
电力系统继电保护课后习题解析答案(全)--电力系统继电保护是电力系统中非常重要的一部分，它的主要功能是在发生故障时，及时将故障隔离，保护电力系统的安全运行。
以下是一些电力系统继电保护的课后习题解析答案。
1.什么是电力系统继电保护？答：电力系统继电保护是指利用电力系统中的继电器装置，通过电流、电压等参数的变化来检测电力系统中的故障，并采取相应的措施，保护电力系统的安全运行。
2.继电保护系统的基本组成部分有哪些？答：继电保护系统的基本组成部分包括故障检测装置、信号处理装置、动作执行装置和辅助设备。
故障检测装置用于检测电力系统中的故障，信号处理装置用于对检测到的信号进行处理，动作执行装置用于执行保护动作，辅助设备用于提供必要的辅助功能。
3.请简述继电保护的分类方法。
答：继电保护可以按照保护对象的不同来进行分类，主要可以分为发电机保护、变压器保护、线路保护和母线保护等。
此外，根据保护动作的原理和方式，继电保护还可以分为电流保护、电压保护、功率保护等。
4.什么是差动保护？请简述其原理。
答：差动保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过比较电流的差值来检测电力系统中的故障。
差动保护的基本原理是，通过在电力系统的两个相邻的位置上放置电流互感器，分别测量两个位置上的电流值，并将其进行比较。
如果两个位置上的电流值差异超过设定的阈值，就说明发生了故障，差动保护系统将会执行相应的保护动作。
5.什么是过电流保护？请简述其原理。
答：过电流保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过检测电力系统中的电流是否超过设定的阈值来判断是否发生故障。
过电流保护的基本原理是，在电力系统的各个位置上放置电流互感器，测量电流的大小，并与设定值进行比较。
如果电流超过设定值，则说明发生了故障，过电流保护系统将会执行相应的保护动作。
6.什么是电压保护？请简述其原理。
答：电压保护是一种常用的继电保护方式，它的原理是通过检测电力系统中的电压是否超过或低于设定的阈值来判断是否发生故障。
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I
(2) KB .
流过保护1的电
流为：
3 115
I (2) KB
3
E
2 ZS max ZK
2 3 1.85KA
(15 40 0.4)故Leabharlann 敏系数为：K III sen1
I (2) B min
I III set1
1.25 0.5506
2.27
1.5
满足要求
同理，远后备保护时：
(2)
I III
C m in
K sen1
III
I set1
3 115
1
11
2
3
ZS max
Z AB 2
ZBC
2
I III set1
115 1 1 1.49 1.2 4 15 8 12 0.5506
满足要求
习题3
• 如图所示网络，对保护1进行三段式电流保护进行整定计算
K re 0.85, z1 0.4 / km, t3III 0.5S
试对对保护1进行三段式电流保护整定计算。
解：（1）保护1的I段整定：
动作电流按躲过最大运行方式下本线路末端三相短路时流过保 护的最大短路电流进行整定。
II set1
K II rel KB max
KI rel
E Z S min
均满足要求。
习题2
• 如图所示，对保护1的电流III段进行整定。已知，电流互感 器变比为300/5，电流III段的可靠系数为1.2，返回系数为 0.85，自启动倍数为1.5.
解：（1）保护1的III段动作电流的整定：
I III set1
K
III rel
K
SS
K re
I L.max
其中：K
III rel
0.32 3.82 1.5
远后备保护时，利用最小运行方式下相邻线路末端两相金属 性短路时流过保护的电流进行校验：
K III sen
I KC min I III
set1
3
E
2 ZS max z1lAC
I III set1
3 10.5
1
2 3 0.3 0.4 25
0.32 1.59 1.2
t1II
t
I 2
t
0.5S
保护1的II段灵敏系数校验： 按最小运行方式下本线路末端 发生两相金属性短路时流过保护的电流进行校验。
(3
E
)
I II KB min K sen1 II
I set1
2 Zs max z1lAB I II
set1
( 3 2
10.5
)
3 (0.3 0.4 10) 0.82 1.49 1.3
KI rel
1.3,
K II rel
1.1,
K
III rel
1.2, Kre
0.85, KSS
1.5
解：（1）保护1的I段整定：
II set1
K I I rel1 KB max
KI rel1
E Z S min
ZK
1.3 115 1 8.63KA 3 28
lm in l
• 满足要求。
（3）保护1电流III段整定计算 保护1电流III段动作电流整定：按躲过本线路可能流
过的最大负荷电流进行整定。
I III set1
K
III rel
K
SS
K re
I Lmax
1.2 1.5 0.15 0.32(KA) 0.85
• 动作时限：
t1III
t
III 2
t
电力系统继电保护
Power System Protective Relaying
第二章 电网的电流保护 习题
主讲：仉志华
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院 2017年5月
习题1
例：如图所示网络和已知条件，设
K
I re
l
1.25,
K
II rel
1.1,
K
III rel
1.2, K SS
1.5,
K II sen1
I (2) BK min I II set.1
5.227 2.26
2.31 1.5
• 满足要求。
• （3）保护1的III段整定：
I III set3
K
(3) rel
K
SS
I
L
m
ax
K re
1.2 1.5 180A 381A 0.85
t1III
t
III 3
1.2, KSS
1.5, Kre
0.85
ILoad.max 130 2 260 A
I III set1
1.2 1.5 0.85
260A
550.6 A
（2）动作时间整定：
t1III
t 5I I I
t
t
III 7
2t
1.0 2 0.5
2.0S
KI rel
I K .C max
1.3[
E1
E 2
]
Zmin1 Z AB Z BC Zmin2 Z BC
1.3[
115
115 ]
3 (2 8 32) 3 (15 32)
1.3 (1.5811.413) 1.3 2.994 3.892(KA)
t
III 3
2t
1.5S
灵敏度校验： 近后备保护时，利用最小运行方式下本线路末端两相金属性
短路时流过保护的电流进行校验：
(3
E
)
K III sen
I KB min I III
set1
2
Zs max z1lAB
I III set1
( 3 10.5
1
)
2 3 0.3 0.4 10
3 115 1 1.337KA 2 3 3 8 32
K III sen1
I
(2) CK
m
in
I III set1
1.337 KA 381 A
3.5
1.2
均满足要求。
Kb
2.994 1.581
1.894
I II set1
K I II I rel set3 Kb
1.1 3.892 1.894
2.26(KA)
• 动作时间： t1II 0.5S
• 灵敏系数校验：
I (2) B.K min
3
E
2 ZS max ZK
3 115 1 5.227(KA) 2 3 38
t
t
III 4
4t
1.5S
• 灵敏系数校验：
• 近后备时：
I (2) BK . m in
5.227 KA
K III sen1
5.227KA 381A
13.7
1.5
远后备保护时：
当C点发生两相短路故障时，流过保护1的电流为：
I
(2) CK
m
in
3
E1
2 Z S max1 Z K ( AC)
1 ZL
(
3 2
E II
set1
ZS max)
1 ( 3 115 1 3) 0.458 45.8% 15% 8 2 3 8.63
满足要求
（2）保护1的II段整定：
动作电流整定：
I II set1
K I II I rel set3 Kb
其中：
II set3
z1l AB
1.25 10.5
1
1.8(KA)
3 0.2 0.410
动作时限：
t
I set1
=0
灵敏度校验：最小运行方式下发生两相短路时的保护范围 进行校验。
lmin l
1 ZL
(
3 2
E II
set1
Zsmax)
1 ( 4
3 2
10.5 0.3) 0.654 65.4% 3 1.8
（3）灵敏度校验：
近后备保护灵敏度：方式1——两条线路并列运行时，在最
小运行方式下 I K(2B流). 过保护1的电流为：
I (2) KB
3
E
1
3 115 1 2 3 2 1.25KA
2 Z S max Z K 2 (15 40 0.4 1 )
2
方式二：独立运行时，在最小运行方式下
满足要求。
（2）保护1的II段整定：
保护1的II段动作电流与相邻线路保护2的I段动作电流 进行配合。
I II set1
K III I rel set2
K K I II I rel rel KC max
1.11.25
10.5
0.82(KA)
3 (0.2 0.4 25)
保护1的II段动作时限：