繼電保護(hù)第四章課后習(xí)題參考答案

1、縱聯(lián)保護(hù)依據(jù)得最基本原理就是什么？答:縱聯(lián)保護(hù)包括縱聯(lián)比較式保護(hù)與縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)兩大類(lèi)，它就是利用線路兩端電氣量在故障 與非故障時(shí)、區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障時(shí)得特征差異構(gòu)成保護(hù)得。 縱聯(lián)保護(hù)得基本原理就是通過(guò) 通信設(shè)施將兩側(cè)得保護(hù)裝置聯(lián)系起來(lái)，使每一側(cè)得保護(hù)裝置不僅反應(yīng)其安裝點(diǎn)得電氣量，而且 哈反應(yīng)線路對(duì)側(cè)另一保護(hù)安裝處得電氣量。通過(guò)對(duì)線路兩側(cè)電氣量得比較與判斷，可以快速、可靠地區(qū)分本線路內(nèi)部任意點(diǎn)得短路與外部短路，達(dá)到有選擇、快速切除全線路短路得目得?？v聯(lián)比較式保護(hù)通過(guò)比較線路兩端故障功率方向或故障距離來(lái)區(qū)分區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故 障，當(dāng)線路兩側(cè)得正方向元件或距離元件都動(dòng)作時(shí)，判斷為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)立即動(dòng)作

2、跳閘；當(dāng)任 意一側(cè)得正方向元件或距離元件不動(dòng)作時(shí)，就判斷為區(qū)外故障，兩側(cè)得保護(hù)都不跳閘?？v聯(lián)差動(dòng)保護(hù)通過(guò)直接比較線路兩端得電流或電流相位來(lái)判斷就是區(qū)內(nèi)故障還就是區(qū) 外故障，在線路兩側(cè)均選定電流參考方向由母線指向被保護(hù)線路得情況下，區(qū)外故障時(shí)線路兩側(cè)電流大小相等，相位相反，其相量與或瞬時(shí)值之與都等于零；而在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩側(cè)電流相位 基本一致，其相量與或瞬時(shí)值之與都等于故障點(diǎn)得故障電流，量值很大。所以通過(guò)檢測(cè)兩側(cè)得 電流得相量與或瞬時(shí)值之與，就可以區(qū)分區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障，區(qū)內(nèi)故障時(shí)無(wú)需任何延時(shí)，立即 跳閘;區(qū)外故障,可靠閉鎖兩側(cè)保護(hù)，使之均不動(dòng)作跳閘。4、7圖430所示系統(tǒng)，線路全部配置閉鎖式方向

3、比較縱聯(lián)保護(hù)，分析在K點(diǎn)短路時(shí)各端保護(hù)方向元件得動(dòng)作情況，各線路保護(hù)得工作過(guò)程及結(jié)果。答:當(dāng)短路發(fā)生在BC線路得K處時(shí)，保護(hù)2、5得功率方向?yàn)樨?fù)，閉鎖信號(hào)持續(xù) 存在，線路AB上保護(hù)1、2被保護(hù)2得閉鎖信號(hào)閉鎖，線路AB兩側(cè)均不跳閘;保護(hù)5得閉鎖信號(hào)將CD線路上保護(hù)5、6閉鎖,非故障線路保護(hù)不跳閘。故障 線路BC上保護(hù)3、4功率方向全為正，均停發(fā)閉鎖信號(hào)，它們判定有正方向故障 且沒(méi)有收到閉鎖信號(hào) 所以會(huì)立即動(dòng)作跳閘，線路BC被切除。答:根據(jù)閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)，功率方向?yàn)樨?fù)得一側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)，跳閘條件就是本 端保護(hù)元件動(dòng)作，同時(shí)無(wú)閉鎖信號(hào)。1保護(hù)本端元件動(dòng)作，但有閉鎖信號(hào)，故不動(dòng) 作;2保護(hù)本端元件

4、不動(dòng)作，收到本端閉鎖信號(hào)，故不動(dòng)作；3保護(hù)本端元件動(dòng)作，無(wú)閉 鎖信號(hào)，故動(dòng)作；4保護(hù)本端元件動(dòng)作，無(wú)閉鎖信號(hào)，故動(dòng)作；5保護(hù)本端元件不動(dòng)作,收到本端閉鎖信號(hào)，故不動(dòng)作；6保護(hù)本端元件動(dòng)作，但有閉鎖信號(hào)，故不動(dòng)作。4、10圖430所示系統(tǒng),線路全部配置閉鎖式方向比較縱聯(lián)保護(hù)，在K點(diǎn)短路時(shí),若AB與BC線路通道同時(shí)故障 保護(hù)將會(huì)出現(xiàn)何種情況？靠什么保護(hù)動(dòng)作切 除故障？答:在圖430所示系統(tǒng)中K點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)2、5得功率方向?yàn)樨?fù)，其余保護(hù)得功Ei1234567I”Eie123/456CkE2CkE2率方向全為正。3、4之間停發(fā)閉鎖信號(hào),5處保護(hù)向6處發(fā)閉鎖信號(hào),2處保護(hù)向1處發(fā)閉鎖信號(hào)。由于3、4停

5、發(fā)閉鎖信號(hào)且功率方向?yàn)檎?，滿(mǎn)足跳閘條件，因此BC通道得故障將不會(huì)阻止保護(hù)3、4得跳閘，這正就是采用閉鎖式保護(hù)得優(yōu)點(diǎn)。CD通道正常，其線路上保護(hù)5發(fā)出得閉鎖信號(hào)將保護(hù)6閉鎖，非故障線路CD上保 護(hù)不跳閘。2處保護(hù)判定為反方向不滿(mǎn)足跳閘條件，并且發(fā)閉鎖信號(hào)，由于AB通道故障,2處保護(hù)發(fā)出得閉鎖信號(hào)可能無(wú)法傳到1處,而保護(hù)1功率方向?yàn)檎?，?會(huì)導(dǎo)致1處得保護(hù)誤動(dòng)作；不過(guò)非故障線路得載波通道故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于故障線路，這也就是廣泛采用閉鎖式載波縱聯(lián)保護(hù)得原因。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(guò)同一個(gè)電流，與正常運(yùn)行及外部故障時(shí)得情況

6、一樣,差動(dòng)電流為量值較小得不平衡電流，制動(dòng)電流較大，選取適當(dāng)?shù)弥苿?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)得電流也為同一個(gè)電流，電流縱聯(lián)差動(dòng) 保護(hù)也不誤動(dòng)作。4、16根據(jù)圖1說(shuō)明為什么要采用帶有制動(dòng)作用得差動(dòng)特性而不選擇不帶制動(dòng) 線圈得電流差動(dòng)繼電器特性，它根據(jù)什么條件選定？采用制動(dòng)特性后,可使繼電器得動(dòng)作電流隨著實(shí)際不平衡電流（如圖1中得曲 線）得增大而自動(dòng)增大,當(dāng)不平衡電流達(dá)到其最大值時(shí),使繼電器得動(dòng)作電流與 沒(méi)有制動(dòng)得情況下一致,從而可以保證這時(shí)繼電器不會(huì)誤動(dòng)。不平衡電流減小時(shí),動(dòng)作值也降低,但始終大1res圖1答:不帶制動(dòng)線圈得電流差動(dòng)繼電器，其動(dòng)作電流必須躲過(guò)外部短路時(shí)最大不

7、平衡 電流進(jìn)行整定，這相當(dāng)于按照最極端、最嚴(yán)重得情況來(lái)整定繼電器。如圖1中直線所示得，該數(shù)值很大，所以繼電器得動(dòng)作值也很大，這樣雖然能夠保證區(qū)外故 障時(shí)不誤動(dòng)作（安全性）,但同時(shí)大大犧牲了內(nèi)部故障時(shí)得靈敏度。于不平衡電流,如圖1中得折線。 可見(jiàn),無(wú)論不平衡電流 大還就是小,差動(dòng)保護(hù)都不會(huì)誤動(dòng)。由于動(dòng)作電流不再始終為最大值,在內(nèi)部短路特性不變得情況下（如圖1中得直線）,可使靈敏度大為提高。如圖1所示,無(wú)制 動(dòng)特性時(shí)短路電流必須超過(guò)a點(diǎn)時(shí)才能制動(dòng)，而有制動(dòng)后，在不降低外部短路安全 性得前提下，只要內(nèi)部短路得電流跨越b點(diǎn),就能夠可靠動(dòng)作。設(shè)置制動(dòng)特性后,電流差動(dòng)繼電器得動(dòng)作表達(dá)式為,動(dòng)作電流不就是恒

8、定值,而就是隨制動(dòng)電流得變化而變化得。4、18試述電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理比縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)原理得優(yōu)缺點(diǎn) 技術(shù)要求方面得優(yōu)缺點(diǎn)。答:電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)就是依據(jù)兩端電流相位得差異來(lái)甄別區(qū)內(nèi)、障得。在輸電線路正常運(yùn)行及外部故障時(shí),流過(guò)線路兩端得電流為同一個(gè)電流,在 電流參考方向均由母線指向被保護(hù)線路得情況下,兩側(cè)電流得相位相反,即相位差 為180;而在線路內(nèi)部故障時(shí),兩側(cè)電源均向故障點(diǎn)提供短路電流,所以?xún)啥穗娏?得相位差取決于兩端電動(dòng)勢(shì)得相位差,一般不超過(guò)100。電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 由于僅需要比較兩端電流得相位信息,動(dòng)作情況與電流得大小無(wú)關(guān),在模擬式保護(hù) 中實(shí)現(xiàn)較為方便,并且受TA飽與得影響稍

9、小;其缺點(diǎn)就是兩端電流得相位受分布 電容得影響較大,閉鎖角整定比較困難,閉鎖角過(guò)大可能導(dǎo)致內(nèi)部三相短路時(shí)拒動(dòng) 作,而過(guò)小時(shí)又有可能導(dǎo)致正?；蛲獠抗收锨闆r下誤動(dòng)作?？v聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)既比較線路兩側(cè)電流得大小,又比較電流得相位,即進(jìn)行相量比較或瞬時(shí)值比較。由于利用了電流得全部信息,并可以采取比率制動(dòng)等措施,它在可靠性與靈敏性等方面均優(yōu)于電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 此外由于縱聯(lián)電流差 動(dòng)保護(hù)可以分相構(gòu)成,具有天然得選相能力,因此不必與選相元件配合,簡(jiǎn)化了邏 輯,提高了可靠性。但與電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相比,縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)較為 復(fù)雜,受TA飽與、斷線得影響也比較大?？v聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作性能同樣會(huì)受到 輸

10、電線路分布電容得影響,必須采取補(bǔ)償措施來(lái)消除其影響。在實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面,電流相位縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)僅比較線路兩側(cè)電流得相位,可以采 用高頻載波通道中高頻信號(hào)得 “有”與“無(wú)”來(lái)分別代表電流相位得 “正”與“負(fù)”,實(shí) 現(xiàn)比較簡(jiǎn)單,可以用模擬得方法,用操作電流對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制?？v聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)既比較大小,又比較電流相位,信息交互量較大,載波通道難 以滿(mǎn)足要求,對(duì)電流瞬時(shí)值或相量得采集與計(jì)算必須借用數(shù)字得方法,并且要求兩 端采樣必須同步,所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。4、20什么就是閉鎖角,由什么決定其大小,為什么必須考慮閉鎖角,閉鎖角得大小 對(duì)保護(hù)有何影響？答:在理想情況下,外部短路時(shí),線路兩側(cè)電流得相位相反（兩

11、側(cè)電流得參考方 向均由母線指向被保護(hù)線路）,在采用操作電流正半波發(fā)信得調(diào)制方式下,線路兩 端得發(fā)信機(jī)交替發(fā)信,高頻通道中持續(xù)有高頻信號(hào);內(nèi)部短路時(shí)兩側(cè)電流得相位基 本相同,兩側(cè)幾乎就是同時(shí)在正半波發(fā)信,負(fù)半波停止發(fā)信,所以高頻通道中僅有 持續(xù)得高頻信號(hào),相差高頻保護(hù)就就是通過(guò)判斷高頻通道中高頻信號(hào)就是否間斷 來(lái)區(qū)分內(nèi)、外部故障得。高頻信號(hào)連續(xù),判斷為外部故障,將線路兩端得保護(hù)閉鎖,均不跳閘;高頻信號(hào)間斷,判斷為內(nèi)部故障,兩側(cè)保護(hù)快速跳閘。在實(shí)際情況下,由于互感器誤差、線路分布電容、高頻信號(hào)傳遞時(shí)間等原因,區(qū)外故障時(shí)兩側(cè)得收信機(jī)收到得高頻信號(hào)不連續(xù),會(huì)出現(xiàn)一定得間斷,有可能造成 保護(hù)得誤動(dòng),因此

12、應(yīng)找出外部故障時(shí)出現(xiàn)得最大間斷角,并進(jìn)行閉鎖,這個(gè)角就叫 做閉鎖角,表示為。當(dāng)高頻信號(hào)得間斷時(shí)間對(duì)應(yīng)得電氣角度小于閉鎖角時(shí),就判斷 為區(qū)外故障,可靠將兩側(cè)保護(hù)閉鎖,而當(dāng)高頻信號(hào)間斷得角度大于閉鎖角時(shí),才認(rèn) 為就是內(nèi)部故障,保護(hù)才動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)外故跳閘。閉鎖角應(yīng)按照躲過(guò)區(qū)外故障時(shí)可能出現(xiàn)得最大間斷角來(lái)整定,最大間斷角主 要由互感器得角度誤差、 序電流濾序器產(chǎn)生得角度誤差、 線路電容電流引起得角 度誤差、高頻信號(hào)沿線傳輸需要得延時(shí)等因素決定。 電流互感器兩側(cè)二次電流得 最大誤差不超過(guò)7；經(jīng)保護(hù)裝置中得濾序器及發(fā)信操作回路得角度誤差兩側(cè)不超 過(guò)15；高頻信號(hào)在輸電線路上傳播,其速度近似為,傳輸?shù)镁€路長(zhǎng)度

13、與等值得工頻 角延遲為。因而外部短路時(shí)兩側(cè)收到得高頻電流之間得間隔角最小為時(shí),保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作,所以要選擇保護(hù)得閉鎖角,即一般裕度角取15,可見(jiàn)線路越長(zhǎng)閉鎖角越大。閉鎖角越大,外部短路時(shí)得安全性越高,越不容易產(chǎn)生誤動(dòng),對(duì)提高保護(hù)得可靠 性有利,但內(nèi)部短路時(shí)有可能產(chǎn)生拒動(dòng)。4、21什么就是相繼動(dòng)作？為什么會(huì)出現(xiàn)相繼動(dòng)作,出現(xiàn)相繼動(dòng)作對(duì)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)作后跳閘,另一側(cè)保護(hù)才能動(dòng)作得現(xiàn)象,稱(chēng)為相繼動(dòng)作。隨著被保護(hù)線路得增長(zhǎng),為了保證區(qū)外故障時(shí)不誤動(dòng)作,要求保護(hù)得閉鎖角增 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)得不動(dòng)作區(qū)。由于在內(nèi)部故 障時(shí)高頻信號(hào)得傳輸延時(shí)

14、對(duì)于電流相位超前側(cè)與滯后側(cè)影響就是不同得,對(duì)于滯后得N側(cè)來(lái)說(shuō),超前側(cè)M發(fā)出得高頻信號(hào)經(jīng)傳輸延遲后,相當(dāng)于使兩者之間得相 位差縮小,高頻信號(hào)得間斷角增大,有利于其動(dòng)作,所以N側(cè)就是可以動(dòng)作得;但對(duì) 于超前得M側(cè)來(lái)說(shuō),N側(cè)發(fā)來(lái)得信號(hào)經(jīng)延時(shí)后相對(duì)于加大了兩側(cè)電流得相位差,使M側(cè)感受到得高頻信號(hào)得間斷角變得更小,有可能小于整定得閉鎖角,從而導(dǎo) 致不動(dòng)作。為解決M端不能跳閘問(wèn)題，當(dāng)N側(cè)跳閘后，停止發(fā)高頻信號(hào),M側(cè)只能 收到自己發(fā)出得高頻信號(hào),間隔180,滿(mǎn)足跳閘條件隨之也跳閘。 出現(xiàn)相繼動(dòng)作后,保護(hù)相繼動(dòng)作得一端故障切除得時(shí)間變慢。4、2縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)得根本差別就是什么？ 答:縱聯(lián)保護(hù)與階段式保護(hù)

15、得根本差別在于,階段式保護(hù)僅檢測(cè)、反應(yīng)保護(hù)安裝處一端得電氣 量，其無(wú)延時(shí)得速動(dòng)段（即第I段）不能保護(hù)全長(zhǎng),只能保護(hù)線路得一部分，另一部分則需要依靠 帶有一定延時(shí)得第n段來(lái)保護(hù)；而縱聯(lián)保護(hù)通過(guò)通信聯(lián)系，同時(shí)反應(yīng)被保護(hù)線路兩端得電氣量，無(wú)需延時(shí)配合就能夠區(qū)分出區(qū)內(nèi)故障與區(qū)外故障,因而可以實(shí)現(xiàn)線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)故障得無(wú)時(shí) 限切除。4、5通道傳輸?shù)眯盘?hào)種類(lèi)、通道得工作方式有哪些？答:在縱聯(lián)比較式保護(hù)中,通道中傳送得信號(hào)有三類(lèi),即閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)與跳閘信號(hào)。在縱 聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)中,通道中傳送得就是線路兩端電流得信息,可以就是用幅值、相角或?qū)嵅俊?虛部表示得相量值,也可以就是采樣得到得離散值。在縱聯(lián)電流相位差動(dòng)保護(hù)中,通道中傳送得就是表示兩端電流瞬時(shí)值為正（或負(fù)）得相位信息,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(wú)高頻信息,檢測(cè)線路上有高頻信息得時(shí)間,可以比較線路兩端電流得相