继电保护课后习题参考答案

1、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。

2、继电保护的任务、基本原理、构成方式和基本要求是什么?

答: 任务: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。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。

基本要求：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。③灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。④可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作。

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、何谓三段式电流保护？其各段是如何保证动作选择性的？

答：电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。

５、何谓功率方向元件的90°接线？采用90°接线的功率方向元件在正方向三相和两相短路时正确动作的条件是什么？采用90°接线的功率方向元件在相间短路时会不会有死区？

答：所谓90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cosφ=1时，加入继电器的电流和电压相位相差90°。正确动作条件：30°

６、举例说明在零序电流保护中，什么情况下必须考虑保护的方向性？零序功率方向元件有无电压死区？为什么？

答：在双侧或多侧电源的网络中，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变压器，因此在变压器接地数目较多的复杂网络中，就需要考虑零序电流保护动作的方向性问题。无电压死区，因为越靠近故障点的零序电压越高。

７、什么叫测量阻抗

答：根据距离继电器端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值称为继电器的测量阻抗。８、何谓0°接线？相间短路用方向阻抗元件为什么常常采用0°接线？为什么不用相电压和本相电流的接线方式？

答：当阻抗继电器加入的电压和电流为UAB和IA-IB时，我们称这为0°接线。因为加入继电器的电压和电流应满足：1、继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离；2、继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是保护范围不随故障类型而变化。

９、何谓方向阻抗元件的最大灵敏角?为什么要调整其最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角?

答：当φ等于Zset的阻抗角时，继电器的起动阻抗达到最大，等于圆的直径，此时，阻抗继电器的保护范围最大，工作最灵敏，因此，这个角度称为继电器的最大灵敏角。

１０、采用接地距离保护有什么优点?接地距离保护采用何种接线方式？

答：他能正确地测量从短路点到保护安装点之间的阻抗，并与相间短路的阻抗继电器所测量的阻抗为同一数值。接线方式为：Ua、Ia+K*3Io；Ub、Ib+K*3Io；Uc、Ic+K*3Io。

１１、试简述纵联保护通过高频载波、微波、光纤等通道交换的逻辑信号有哪些类型，它们各自有什么作

用？

答：信号：闭锁信号、允许信号、跳闸信号、解除闭锁信号。作用：闭锁信号：收不到这种信号就是保护动作跳闸的必要条件。允许信号：收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。跳闸信号：收到这种信号是保护动作跳闸的充要条件。解除闭锁信号：当内部故障时两端同时取消此闭锁信号，使保护能够跳闸。

１２、什么是距离纵联保护？其与方向纵联保护有何异同？

答：各种方向比较式纵联保护都是以只反应短路点方向的方向元件为基础构成。这些方向元件的动作范围都必须超过线路全长并留有相当的裕度，称为超范围整定。因为方向元件没有固定的动作范围，故所有用于方向比较式纵联保护的方向元件，都只能是超范围整定。然而距离元件则不然，它不但带有方向性，能够判别故障的方向，而且还有固定的动作范围，可以实现超范围整定，也可以实现欠范围整定。

１３、试简述电流差动保护的基本原理。

答：差动保护一般用于发电机，变压器，机变组，大型电动机，母线，线路等设备的保护。它是利用电流的连续原理，在被保护设备的两侧提取测量电流，进行差值比较。在正常情况下元件两侧的电流（经折算）是相等的，保护不动作。当元件内部发生故障时，两侧电流就会出现偏差，保护就动作跳开电源侧开关。有些差动回路有三侧，如三圈变压器，机-变-厂高变组等。母线差动则按照所有进出线进行组合。

１４、试简要解释纵联差动保护为什么要采用制动特性？

答：对于长距离高压输电线的分相电流差动保护，则因线路分布电容电流大，并联电抗器电流以及短路电流中非周期分量使电流互感器饱和等原因，在外部短路时可能引起的不平衡电流大，必须采用某种制动方式，才能保证保护不误动作。

１５、双侧电源自动重合闸的动作时间选择与单侧电源的有何不同？单相自动重合闸动作时间应如何选择？

答：单侧电源时间：1、大于故障点灭弧时间及周围介质去游离的时间；2、大于断路器及其操作机构复归原状准备好再次动作的时间。双侧：其时限除满足以上要求外，还应考虑线路两侧继电保护以不同时限切除故障的可能性。单相重合闸：其时限除满足以上3点要求外，还应考虑潜供电流对灭弧所产生的影响。１６、变压器差动保护中，产生不平衡电流的原因有哪些？差动电流与不平衡电流在概念上有何区别？答：原因：1、由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流；2、由变压器两侧电流相位不同而产生的不平衡电流；3、由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；4、由两侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流5、由变压器带负荷调整分接头而产生的不平衡电流。在正常运行和外部短路情况下，仍将有某些电流流入差流回路，称为不平衡电流。

１７、说明变压器纵差动保护的整定原则。为什么具有制动特性的差动保护灵敏度高？

答：1、起动电流应大于变压器的最大负荷电流。2、躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流；3、起动电流必须躲开变压器励磁涌流的影响。

１８、试分析发电机纵差保护和横差保护的作用及保护范围，能否互相取代?

答：纵差动保护是发电机内部相间短路的主保护。它能无延时地切除保护范围内的各种故障，同时又不反应发电机的过负荷和系统振荡，且灵敏系数一般较高。横差动保护利用反应两个支路电流之差的原理，实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。不能互相取代。

１９、何谓母线的完全电流差动保护？它与发电机纵差动保护﹑变压器纵差动保护有何异同？

答：所谓完全差动保护是所有接于母线的回路，不论该回路对端有无电源，都将其电流接入差动回路形成差电流，因而这些回路本身都不在差动保护范围内。

２０、试述双母线的母线保护配置？

答：主要部分由三组差动保护组成：第一组用以选择第I组母线上的故障；第二组用以选择第II组母线上的故障；第三组是一个完全电流差动保护，当任一组母线上发生故障时，它都起动，而当母线外部故障时，它不动作。