繼電保護復習

1、1、在過量（欠量）繼電器中，為什么要求其動作特性滿足“繼電特性”？若不滿足，當加入繼電器的電量在動作值附近時將可能出現什么情況？答：過量繼電器的繼電特性類似于電子電路中的“施密特特性“，如圖2-1所示。當加入繼電器的動作電量（圖中的）大于其設定的動作值（圖中的）時，繼電器能夠突然動作；繼電器一旦動作以后，即是輸入的電氣量減小至稍小于其動作值，繼電器也不會返回，只有當加入繼電器的電氣量小于其設定的返回值（圖中的）以后它才突然返回。無論啟動還是返回，繼電器的動作都是明確干脆的，它不可能停留在某一個中間位置，這種特性稱為“繼電特性”。 為了保證繼電器可靠工作，其動作特性必須滿足繼電特性，否則當加入繼

2、電器的電氣量在動作值附近波動時，繼電器將不停地在動作和返回兩個狀態(tài)之間切換，出現“抖動“現象，后續(xù)的電路將無法正常工作。 2、單相接地時零序分量特點有哪些？答：1）故障點的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點越遠處的零序電壓越低，變壓器中性點處的零序電壓為零。零序電壓由故障點到接地中性點，按線性分布。2）零序電流是由故障處零序電壓產生的，零序電流的分布主要取決于變壓器零序阻抗，亦即決定于中性點接地變壓器的數目和分布。3）對于發(fā)生故障的線路，兩端零序功率的方向與正序功率的方向相反，零序功率方向實際上都是由故障點指向母線的。3、影響阻抗繼電器正確測量的因素有哪些?答：(1)故障點的過渡電阻；(2)保護安

3、裝處與故障點間的助增電流和汲出電流； (3)電力系統(tǒng)振蕩； (4)電壓二次回路斷線； (5)電流互感器及電壓互感器的誤差； (6)被保護線路的串補電容等。4、 簡述高頻相差式保護的基本原理。答：高頻相差式保護的基本原理為：保護范圍外部故障，兩側電流相位相反。兩側高頻發(fā)信和只在工頻電流的正半周發(fā)信，故各側收信機收到的是連續(xù)高頻信號，保護不動作。保護范圍內部故障，兩側電流相位相同，兩側高頻發(fā)信機也只在工頻電流正半周發(fā)信，故收信機收到的是間斷的高頻信號，保護動作。5、 在雙側電源供電的網絡中，方向性電流保護利用了短路時電氣量的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問題？答：在雙側電源供電網絡中，

4、利用電流幅值特征不能保證保護動作的選擇性。方向性電流保護利用短路時功率方向的特征，當短路功率由母線流向線路時表明故障點在線路方向上，是保護應該動作的方向，允許保護動作。反之，不允許保護動作。用短路時功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區(qū)分故障位置的問題，并且線路兩側的保護只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。6、縱聯保護與階段式保護的根本差別是什么？答：縱聯保護與階段式保護的根本差別在于，階段式保護僅檢測、反應保護安裝處一端的電氣量，其無延時的速動段（即第段）不能保護全長，只能保護線路的一部分，另一部分則需要依靠帶有一定延時的第段來保護；而縱聯保護通過通信聯系，同時反應被保護線路

5、兩端的電氣量，無需延時配合就能夠區(qū)分出區(qū)內故障與區(qū)外故障，因而可以實現線路全長范圍內故障的無時限切除。7、何謂阻抗繼電器的精確工作電流?當故障時流過阻抗繼電器的電流小于精確工作電流時有何影響?答：對應于Zopk=09Zset時通入繼電器的電流稱為阻抗繼電器的精確工作電流。當故障時流過繼電器的電流小于精確工作電流時Zop.k將減小，保護范圍將縮小，動作阻抗的誤差將大于10。8、何謂高頻保護?在我國廣泛應用的高頻保護有哪幾種?答：采用高頻(一般為50300kHz)電流信號，以輸電線路本身為通道構成的保護，稱為高頻保護。廣泛采用的有高頻閉鎖方向保護、高頻閉鎖距離保護、高頻閉鎖零序電流保護和電流相位差

6、動高頻保護。9、相間短路保護用功率方向繼電器采用900接線方式,其優(yōu)點有哪些?答：（1）不論發(fā)生三相短路還是兩相短路，繼電器均能正確判斷故障方向；（2） 適當選擇功率方向繼電器的內角，可以使繼電器工作與接近最靈敏狀態(tài)；（3） 在兩相短路時，加在繼電器上的電壓為故障相與非故障相之間的電壓，其值較大，不會有電壓“死區(qū)”。10、功率方向判別元件實質上是在判別什么？為什么會存在“死區(qū)”？什么時候要求它動作最靈敏？答：功率方向判別元件實質是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位，并且根據一定關系cos(+a)是否大于0判別初短路功率的方向。為了進行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號有一定的幅值（在數

7、字式保護中進行相量計算、在模擬式保護中形成方波），且有最小的動作電壓和電流要求。當短路點越靠近母線時電壓越小，在電壓小雨最小動作電壓時，就出現了電壓死區(qū)。在保護正方向發(fā)生最常見故障時，功率方向判別元件應該動作最靈敏。11、為什么定時限過電流保護的靈敏度、動作時間需要同時逐級配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級配合？答：定時限過電流保護的整定值按照大于本線路流過的最大負荷電流整定，不但保護本線路的全長，而且保護相鄰線路的全長，可以起遠后備保護的作用。當遠處短路時，應當保證離故障點最近的過電流保護最先動作，這就要求保護必須在靈敏度和動作時間上逐級配合，最末端的過電流保護靈敏度最高、動作時間最短，每向

8、上一級，動作時間增加一個時間級差，動作電流也要逐級增加。否則，就有可能出現越級跳閘、非選擇性動作現象的發(fā)生。由于電流速斷只保護本線路的一部分，下一級線路故障時它根本不會動作，因而靈敏度不需要逐級配合。12、距離保護裝置一般由哪幾部分組成？簡述各部分的作用。答：距離保護一般由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成，它們的作用分述如下：(1)啟動部分：用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。系統(tǒng)正常運行時，該部分不動作；而當發(fā)生故障時，該部分能夠動作。通常情況下，只有啟動部分動作后，才將后續(xù)的測量、邏輯等部分投入工作。(2)測量部分：在系統(tǒng)故障的情況下，快速、準確地測定出故障方向和距

9、離，并與預先設定的保護范圍相比較，區(qū)內故障時給出動作信號，區(qū)外故障時不動作。(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護的測量元件有可能誤動作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。在系統(tǒng)振蕩的情況下，將保護閉鎖，即使測量元件動作，也不會出口跳閘；在系統(tǒng)故障的情況下，開放保護，如果測量元件動作且滿足其他動作條件，則發(fā)出跳閘命令，將故障設備切除。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時，將會造成保護測量電壓的消失，從而可能使距離保護的測量部分出現誤判斷。這種情況下應該將保護閉鎖，以防止出現不必要的誤動。(5)配合邏輯部分：用來實現距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時

10、限配合。(6)出口部分：包括跳閘出口和信號出口，在保護動作時接通跳閘回路并發(fā)出相應的信號。13、為什么絕緣監(jiān)視裝置是無選擇性的?用什么方法查找故障線路?答：絕緣監(jiān)視裝置是反應母線出現零序電壓而動作的，與母線相連的任一出線發(fā)生單相接地，母線都將出現零序電壓，裝置均發(fā)出信號，所以是無選擇性的。 可用依次斷開線路的方法查找故障線路，當斷開某條線路若信號消失，則該線路即為故障線路。14、什么是距離繼電器的參考電壓？其工作電壓作用是什么？選擇參考電壓的原則是什么？答：在相位比較的距離繼電器中，用作相位比較的電壓稱為參考電壓，也叫做極化電壓，例如在相位比較式中，用電壓判斷相位是否符合方程式，所以就稱為參考

11、電壓和極化電壓。 選擇參考電壓的原則：相位不隨故障位置變化、在出口短路時不為0的電壓量作為比相的參考電壓，如正序電壓、記憶電壓等。15、解釋什么是阻抗繼電器的最大靈敏角，為什么通常選定線路阻抗角為最大靈敏角？答：當測量阻抗Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等時，阻抗繼電器的動作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此時繼電器最為靈敏，所以Zset1的阻抗角又稱為最靈敏角。選定線路阻抗角為最大靈敏角，是為了保證在線路發(fā)生金屬性短路的情況下，阻抗繼電器動作最靈敏。16、反映相間短路的階段式距離保護與階段式電流保護相比，有哪些優(yōu)點？答：突出的優(yōu)點是靈敏性好。距離I段可保護被

12、保護線路全長的80%85，且保護范圍不隨運行方式變化；距離段的保護范圍也較電流段大，且保護范圍基本上不隨運行方式變化；距離段也因阻抗繼電器同時反應電流增大和電壓降低而比電流段靈敏。17、什么是重合閘前加速保護？答：所謂前加速就是當線路第一次故障時，靠近電源端保護無選擇性動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。18、什么是重合閘后加速保護？答：所謂后加速就是當線路第一次故障時，保護有選擇性的動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護動作瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關。19、微機保護由哪幾部分構成？20、簡述微

13、機保護的抗干擾措施。計算題1、 如圖2-4所示網絡，流過保護1、2、3的最大負荷電流分別為400A、500A、550A,=1.3、=0.85，=1.15， =0.5s，=1.0s ，試計算： （1） 保護4 的過電流定值；（2） 保護4的過電流定值不變，保護1所在元件故障被切除，當返回系數低于何值時會造成保護4誤動？（3） =0.85時，保護4的靈敏系數=3.2，當=0.7時保護4 的靈敏系數降低到多少？圖2-4 系統(tǒng)示意圖解：過電流保護4 的最大負荷電流為 =400+500+550=1450A保護4的過電流定值為 =2.55A時限為 =max（，）+=1.5s（2）保護21 切除故障后，流過

14、保護4 的最大負荷電流 =500+550=1050A=1.05kA，在考慮電動機的自啟動出現的最大保護電流 =1.31.05=1.365kA，這個電流必須小于保護4 的返回電流，否則1.5s以后保護4 將誤切除。相應的要求=2.55，從而2.551.365，=0.535。當返回系數低于0.535時，會造成保護誤動。（3）保護4的靈敏系數=，與成正比，當下降時靈敏系數下降，=2.635。2、 系統(tǒng)示意圖如圖2-6所示，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機方式為4臺全開，最小開機方式為兩側各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。參數為：kV，= =5，=8，=5，=15,=15,

15、=20，=60km，=40km，線路阻抗=0.4/km，=1.2/km，=1.2，=1.15。 圖2-6 系統(tǒng)示意圖（1）畫出所有元件全運行時的三序等值網絡，并標注參數；（2）所有元件全保護時，計算母線B發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時的零序電流分布；（3）分別求出保護1、4零序段的最大、最小分支系數；（4）分別求出保護1、4零序、段的定值，并校驗靈敏度；（5）保護1、4零序、段是否需要安裝方向元件；（6）保護1處裝有單相重合閘，所有元件全運行時發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護1不靈敏段定值。解：先求出線路的參數，即 =60km，=24，=72，=40km，=16,=48，所有元件全運行是三序電壓等值網

16、絡圖如圖2-7所示。 (a) 正序等值圖 (b) 負序等值圖 (c)零序等值圖圖2-7 所有元件全運行時三序電壓等值網絡圖（2）下求出所有元件全運行時，B 母線分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路時的負荷序網等值圖。1）單相接地短路時，故障端口正序阻抗為=(24+5)|(16+6.5)=12.67故障端口負序阻抗為 =12.67故障端口零序阻抗為=79.5|10|55.5=7.657則復合序網等值圖如圖2-8所示。故障端口零序電流為 =2.012kA在零序網中按照零序導納進行分配零序電流從而得到此時流過保護1、4處的零序電流分別為 =0.194kA =0.278kA畫出零序電流分布圖如圖2-9所

17、示. 圖2-8 單相接地短路復合序網等值圖 圖2-9 單相接地短路零序電流分布圖2) 兩相接地短路時，故障端口各序阻抗和單相接地短路時相同，即 =12.67=7.657，則復合序網如圖2-10所示。|=4.77 故障端口正序電流為 =3.808kA故障端口零序電流為 =2.373kA同樣地，流過保護1、4的零序電流分別為 =0.299kA， =0.327kA。從而得到如圖2-11所示的零序電流分布圖。 圖2-10 兩相接地短路復合序網等值圖 圖2-11 兩相接地短路零序電流分布圖（3）先求出保護1的分支系數 當BC段發(fā)生接地故障，變壓器5、6有助增作用，如圖2-12所示。=,對于，當只有一臺發(fā)

18、電機變壓器組運行是最大，有=87當兩臺發(fā)電機變壓器組運行時最小，有 =79.5對于，當T5,T6只有一臺運行時最大，=20；當T5,T6兩臺全運行時最小，=10. 因此保護1的最大分支系數 =9.7，最小分支系數為=4.975同樣的分析保護4的分支系數。當AB段發(fā)生接地故障時，T5,T6YOU 助增的作用，如圖2-13所示。=對于，當只有一臺發(fā)電機變壓器組運行是最大，有=63當兩臺發(fā)電機變壓器組運行時最小，有 =55.5對于，當T5,T6只有一臺運行時最大，=20；當T5,T6兩臺全運行時最小，=10. 因此保護4的最大分支系數 =7.3，最小分支系數為=3.775 圖2-12 BC段故障時變

19、壓器的助增作用 圖2-13 AB段故障時變壓器的助增作用（4）保護1整定計算零序段： 根據前面的分析結果，母線B故障流過保護1的最大零序電流為 =0.229kA 故段定值 =1.230.229=0.8244kA為求保護1的零序段定值，應先求出保護3零序段定值，設在母線C處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護3 的最大零序電流，因此有=（）|()=5.68=6.63單相接地短路時，有 =3.69kA從而求得流過保護3的電流為 =0.43kA連相接地短路時，有 =3.06正序電流 =7.6kA 零序電流 =3.5kA從而求得流過保護3 的電流 =0.408kA這樣，流過保護3的最大零序

20、電流 =0.43kA保護3的零序段定值為 =1.548kA這樣，保護1的零序段定值為 =0.358kA校驗靈敏度：母線B接地短路故障流過保護1 的最小零序電流 =0.194kA靈敏系數 =1.626保護4 整定計算：零序段 根據前面的分析結果，母線B故障流過保護4的最大零序電流為 =0.327kA 故段定值 =1.230.327=1.18kA為求保護4的零序段定值，應先求出保護2零序段定值，設在母線A處分別發(fā)生單相接地短路和兩相接地短路，求出流過保護2 的最大零序電流，因此有=（）|()=4.52=6.86單相接地短路時，有 =4.179kA從而求得流過保護2的電流為 =0.356kA兩相接地

21、短路時，有 =2.723正序電流 =9.17kA 零序電流 =3.64kA從而求得流過保護2的電流 =0.31kA這樣，流過保護2的最大零序電流 =0.356kA保護2的零序段定值為 =1.286kA這樣，保護4的零序段定值為 =0.39kA校驗靈敏度：母線B接地短路故障流過保護4 的最小零序電流 =0.278kA靈敏系數 =2.144、圖3-7所示系統(tǒng)中，發(fā)電機以發(fā)電機-變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機方式為4臺全開，最小開機方式為兩側各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。參數為：kV，= =15，=10，=10，=30,=20,=40，=60km，=40km，線路阻抗=0.4/km

22、，=1.2/km，線路阻抗角均為75，=300A，負荷功率因數角為30；=1.2，=0.85，=0.75。變壓器均裝有快速差動保護。試回答：圖 3-7 系統(tǒng)示意圖（1）為了快速切除線路上的各種短路，線路A-B、B-C應在何處配備三段式距離保護，各選用何種接線方式？各選用何種動作特性？答：應在1、2、3、4處配備三段式距離保護；選用接地距離保護接線方式和相間距離保護接線方式；它們的、段選擇具有方向特性的距離保護，段具有偏移特性的距離保護。（2）整定保護14的距離段，并按照你選定的動作特性，在一個阻抗復平面上畫出各保護的的動作區(qū)域。答：線路AB正序阻抗 =0.460=24 線路BC的正序阻抗 =0

23、.440=16保護1、2的距離保護段 =0.8524=20.4保護3、4的距離保護段 =0.8516=13.6保護14距離段在復阻抗平面上的動作區(qū)域如圖3-8所示，圓周1、2、3、4分別對應保護1、2、3、4距離段的動作特性。圖3-8 保護14距離段的動作特性（3）分別求出保護1、4接地距離保護的最大、最小分支系數。答：對保護11）當與相鄰下級線路距離保護段相配合時，有 =2.88，=1.592）當與相鄰變壓器的快速保護相配合時，有 =2.88，=2.01對保護41）當與相鄰下級線路距離保護段相配合時，有 =2.26，=1.412）當與相鄰變壓器的快速保護相配合時，有 =1.99，=1.53（

24、4）分別求出保護1、4 接地距離、段的定值即時限，并校驗靈敏度。答：保護1距離段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。（a）當與相鄰下級線路距離保護段相配合時，有=0.75（24+1.5913.6）=34.218（b）當與相鄰變壓器的快速保護相配合時，有=0.75（24+2.0120）=48.15所以取=34.2182）靈敏度校驗：=1.431.25，滿足靈敏度要求。3）動作時限：與相鄰保護3 的段配合，有=0.5+0.5=1s，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。保護1距離段的整定：1）整定阻抗：按躲過正常運行時 的最小負荷阻抗整定，有=190.53，=155.932

25、）靈敏度校驗：（a）本線路末端短路時靈敏度系數為 =6.501.5（b）相鄰設備末端短路時靈敏度系數為 1.2 相鄰線路末端短路時靈敏系數。利用（3）中求靈敏系數的結論，只要令,即可，所以有當、分別取最小值，而、分別取最大值時，就取最大值，即當=10，=20，=25，=30，=30時，有=2.88，=16，=2.331.2相鄰變壓器靈敏系數校驗，此時 =2.88，=20=1.911.2 所以靈敏度校驗要求。3）動作時限：與相鄰設備保護配合，有=1s，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。保護4距離段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。（a）當與相鄰下級線路距離保護段相配合時，有=0.75（16+1.4120.4）=33.573（b）當與相鄰變壓器的快速保護相配合時，有=0.75（16+1.5320）=34.95所以取=33.5732）靈敏度校驗：=2.11.25，滿足靈敏度要求。3）動作時限：與相鄰保護2 的段配合，有=0.5+0.5=1s，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。保護4距離段的整