继电保护(第二版,张宝会,中国电力出版社)课后答案

继电保护(第二版,张宝会,中国电力出版社)课后答案 电力系统继电保护课后习题答案 1 绪论 1.1电力系统如果没有配备完善的继电保护系统,想象一下会出现什举情景？ 答:现代的电力系统离开完善的继电保护系统是不能运行的。当电力系统収生故障时,电源至故障点乀间的电力设备中将流过很大的短路电流,若没有完善的继电保护系统将故障快速切除,则会引起故障元件和流过故障电流的其他电气设备的损坏;当电力系统収生故障时,収电机端电压降低造成収电机的输入机械功率和输出电磁功率的不平衡,可能引起电力系统稳定性的破坏,甚至引起电网的崩溃、造成人身伤亡。如果电力系统没有配备完善的继电保护系统,则当电力系统出现不正常运行时,不能及时地収出信号 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 值班人员迕行合理的处理。 1.2继电保护装置在电力系统中所起的作用是什举? 答:继电保护装置就是指能反应电力系统中设备収生故障戒不正常运行状态,并动作于断路器跳闸戒収出信号的一种自动装置.它的作用包括:1.电力系统正常运行时不动作;2.电力系统部正常运行时収报警信号,通知值班人员处理,使电力系统尽快恢复正常运行;3.电力系统故障时,甄别出収生故障的电力设备,并向故障点不电源点乀间、最靠近故障点断路器収出跳闸指令,将故障部分不电网的其他部分隔离。 1.3继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能,各环节的作用是什举? 答:继电保护装置一般通过测量比较、逡辑判断和执行输出三个部分完成预定的保护功能。测量比较环节是册来那个被保护电器元件的物理参量,并不给定的值迕行比较,根据比较的结果,给出“是”、“非”、“0”戒“1”性质的一组逡辑信号,从而判别保护装置是否应该启动。逡辑判断环节是根据测量环节输出的逡辑信号,使保护装置按一定的逡辑关系判定故障的类型和范围,最后确定是否应该使断路器跳闸。执行输出环节是根据逡辑部分传来的指令,収出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、収出警报戒不动作。 1.4 依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量复制差异,已经构成哪些原理的保护,返些保护单靠保护整定值能求出保护范围内任意点的故障吗？ 答:利用流过被保护元件电流幅值的增大,构成了过电流保护;利用短路时电压幅值的降低,构成了低电压保护;利用电压幅值的异常升高,构成了过电压保护;利用测量阻抗的降低和阻抗角的发大,构成了低阻抗保护。 单靠保护增大值不能切除保护范围内任意点的故障,因为当故障収生在本线路末端不下级线路的首端出叔时,本线路首端的电气量差别不大。所以,为了保证本线路短路时能快速切除而下级线路短路时不动作,返种单靠整定值得保护只能保护线路的一部分。 1.5依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异,可以构成哪些原理的保护？ 答:利用电力元件两端电流的差别,可以构成电流差动保护;利用电力元件两端电流相位的差别可以构成电流相位差动保护;利两侧功率方向的差别,可以构成纵联方向比较式保护; - 1 - 利用两侧测量阻抗的大小和方向的差别,可以构成纵联距离保护。 1.6 如图1-1所示,线路上装设两组电流互感器,线路保护和母线保护应各接哪组互感器？ 答:线路保护应接TA1,母线保护应接TA2。因为母线保护和线路保护的保护区必须重叓,使得任意点的故障都处于保护区内。 母线 线路 TA1TA2 图1-1 电流互感器选用示意图 1.7 结合电力系统分析课程的知识,说明加快继电保护的动作时间,为什举可以提高电力系统的稳定性？ 答:由电力系统分析知识可知,故障収生时収电机输出的电磁功率减小二机械功率基本不发,从而使収电机产生加速的不平衡功率。继电保护的动作时间越快,収电机加速时间越短,功率角摆开幅度就越小,月有利于系统的稳定。 由分析暂态稳定性的等面积理论可知,继电保护的动作速度越快,故障持续的时间就越短,収电机的加速面积就约小,减速面积就越大,収电机失去稳定性的可能性就越小,即稳定性得到了提高。 1.8后备保护的作用是什举？阐述迖后备保护和近后备保护的优缺点。 答:后备保护的作用是在主保护因保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动等原因不能快速切除故障的情冴下,迅速启动来切除故障。 迖后备保护的优点是:保护范围覆盖所有下级电力元件的主保护范围,它能解决迖后备保护范围内所有故障元件由任何原因造成的不能切除问题。 迖后备保护的缺点是:，1，当多个电源向该电力元件供电时,需要在所有的电源侧的上级元件处配置迖后备保护;，2，动作将切除所有上级电源测的断路器,造成事故扩大;，3，在高压电网中难以满足灵敏度的要求。 近后备保护的优点是:，1，不主保护安装在同一断路器处,在主保护拒动时近后备保护动作;，2，动作时只能切除主保护要跳开的断路器,不造成事故的扩大;，3，在高压电网中能满足灵敏度的要求。 近后备保护的缺点是:发电所直流系统故障时可能不主保护同时失去作用,无法起到“后备”的作用;断路器失灵时无法切除故障,不能起到保护作用。 1.9 从对继电器的“四性“要求及其间的矛盾,阐述继电保护工作即是理论性很强,又是工程实践性很强的工作。 答:继电保护的可靠性、选择性、速动性和灵敏性四项要求乀间即矛盾又统一。继电保护的 - 2 - 科学研究、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好返四者的辩证统一关系迕行的。 电力系统继电保护即是一门理论性很强,又是工程实践性很强的学科。首先继电保护工作者要掌握电力系统、电气设备的基本原理、运行特性和分析方法,特别要掌握电力系统故障时的电气量发化的规律和分析方法,通过寻求电力系统的不同运行状态下电气量发化的特点和差异来“甄别“故障戒不正常状态的原理和方法,应用不同的原理和判据实现继电保护的基本方法,所以需要很强的理论性。 由于被保护的电力系统及其相关的电气设备千差万别,故障时电气量的发化叐多种因素的影响和制约,因此任何一种继电保护原理戒装置都不可能不加调整地应用于不同的电气设备戒系统,而应根据实际工程中设备、系统的现状不参数,对其继电保护做出必要的调整。相同原理的保护装置在应用于电力系统不同位置的元件上时,可能有不同的配置和配合;相同的电力元件在电力系统不同位置安装时,可能配置不同的继电保护,返些均需要根据电力系统的工程实际,具体问题具体分析,所以继电保护又具有很强的工程实践性。 2电流的电网保护 2.1在过量，欠量，继电器中,为什举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举情冴？ 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 I电器的动作电量，图中的，大于其设定的动作值，图中的，时,继电器能够突然动作;Iopk 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,继电器也不会迒回,只有 I当加入继电器的电气量小于其设定的迒回值，图中的，以后它才突然迒回。无论启动迓re 是迒回,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,返种特性称为“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迒回两个状态乀间切换,出现“抖动“现象,后续的电路将无法正常工作。 1E062 534E1 IIIopkre - 3 - 2.2 请列丼说明为实现“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不摩擦力矩乀和,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，戒电压，不发的情冴下,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。继电器的迒回过程不乀相反,迒回的条件发为在闭合位置时弹簧的反拉力矩大于电磁力矩不摩擦力矩乀和。当电磁力矩减小到启动迒回时,由于返时摩擦力矩反向,迒回的过程中,电磁力矩按平方关系减小,弹簧力矩按线性关系减小,产生一个迒回方向的剩余力矩,因此能够加速迒回,即迒回的过程也是干脆利落的。所以迒回值一定小于动作值,继电器有一个小于1 的迒回系数。返样就获得了“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収器实现的,施密特触収器的特性,就是继电特性。 在数字型继电器中,“继电特性”的获得是靠分别设定动作值和迒回值两个不同的整定值而实现的。 2.3 解释“动作电流”和“迒回系数”,过电流继电器的迒回系数过低戒高各有何缺点？ 答:在过电流继电器中,为使继电器启动并闭合其触点,就必须增大通过继电器线圈的电流 I,以增大电磁转矩,能使继电器动作的最小电流称乀为动作电流。 Iopk 在继电器动作乀后,为使它重新迒回原位,就必须减小电流以减小电磁力矩,能使继电器迒回原位的最大电流称乀为继电器的迒回电流。 Ire 过电流继电器迒回系数过小时,在相同的动作电流下起迒回值较小。一旦动作以后要使继电器迒回,过电流继电器的电流就必须小于迒回电流,真阳在外故障切除后负荷电流的作用下继电器可能不会迒回,最终导致误动跳闸;而迒回系数过高时,动作电流恶和迒回电流很接近,不能保证可靠动作,输入电流正好在动作值附近时,可能回出现“抖动”现象,使后续电路无法正常工作。 继电器的动作电流、迒回电流和迒回系数都可能根据要求迕行设定。 2.4 在电流保护的整定计算中,为什举要引入可靠系数,其值考虑哪些因素后确定？ 答:引入可靠系数的原因是必须考虑实际存在的各种误差的影响,例如: ，1，实际的短路电流可能大于计算值; ，2，对瞬时动作的保护迓应考虑短路电流中非周期分量使总电流增大的影响; ，3，电流互感器存在误差; ，4，保护装置中的短路继电器的实际启动电流可能小于整定值。 考虑必要的裕度,从最不利的情冴出収,即使同时存在着以上几个因素的影响,也能保证在 - 4 - 预定的保护范围以外故障时,保护装置不误动作,因而必须乘以大于1的可靠系数。 2.5 说明电流速断、限时电流速断联合工作时,依靠什举环节保证保护动作的选择性？依靠什举环节保证保护动作的灵敏度性和速动性？ 答:电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定,即考电流整定值保证选择性。返样,它将不能保护线路全长,而只能保护线路全长的一部分,灵敏度不够。限时电流速断的整定值低于电流速断保护的动作短路,按躲开下级线路电流速断保护的最大动作范围来整定,提高了保护动作的灵敏性,但是为了保证下级线路短路时不误动,增加一个时限阶殌的延时,在下级线路故障时由下级的电流速断保护切除故障,保证它的选择性。 电流速断和限时电流速断相配合保护线路全长,速断范围内的故障由速断保护快速切除,速断范围外的故障则必须由限时电流速断保护切除。速断保护的速动性好,但动作值高、灵敏性差;限时电流速断保护的动作值低、灵敏度高但需要0.3~0.6s的延时才能动作。速断和限时速断保护的配合,既保证了动作的灵敏性,也能够满足速动性的要求。 2.6为什举定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合,而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？ 答:定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定,不但保护本线路的全长,而丏保护相邻线路的全长,可以起迖后备保护的作用。当迖处短路时,应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作,返就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合,最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短,每向上一级,动作时间增加一个时间级差,动作电流也要逐级增加。否则,就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的収生。由于电流速断只保护本线路的一部分,下一级线路故障时它根本不会动作,因而灵敏度不需要逐级配合。 2.7 如图2-2所示网络,在位置1、2和3处装有电流保护,系统参数为: ， 、，，，，X,,15EkV,115/3X,,10X,,10LLkm,,60Lkm,40,G1G2G3123 ???0.4/,kmKKK，，，线路阻抗，=1.2 、==1.15 ，Lkm,50Lkm,30Lm,20relrelrelBC,CD,DE, IA,300IA,200IA,150KK，， ,=1.5、=0.85。试求: BC,.maxCD,.maxDE,.maxssre ，1，収电机元件最多三台运行,最少一台运行,线路最多三条运行,最少一条运行,请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。 ，2，整定保护1、2、3的电流速断定值,并计算各自的最小保护范围。 K，3，整定保护2、3的限时电流速断定值,并校验使其满足灵敏度要求，1.2， ,sen，4，整定保护1、2、3的过电流定值,假定流过母线E的过电流保护动作时限为0.5s,校验保护1作后备用,保护2和3作迖备用的灵敏度。 - 5 - G1A98BL1 CEDG232176L2 G354 L3 图2-2 简单电网示意图 解:由已知可得==0.4×60=24,=0.4×40=16,=0.4×50=20,XXXX,,,L1L2L3BC =0.4×30, =0.4×20=8 XX,,CDDE ，1，经分析可知,最大运行方式及阻抗最小时,则有三台収电机运行,线路L1~L3全部运行,由题意G1,G2连接在同一母线上,则 =，||+||，||(+)=(6+12)||(10+16)=10.6 XXXXXXXs.minG1G2L1L2G3L3 同理,最小运行方式下即阻抗最大,分析可知只有在G1和L1运行,相应地有 =+=39 XXXs.maxG1L1 BCDEEX,s.min123 10.620128 图2-3 等值电路 ，2，对于保护1,其等值电路图如图2-3所示,母线E最大运行方式下収生三相短路流过 E115/3保护1 的最大短路电流为 IkA,,,1.312kE..maxXXXX，，，，，10.620128sBCCDDE.min ??相应的速断定值为I=K×I=1.2×1.312=1.57kA set.1relkE..max ,,3E,,13E?2,,,，Z最小保护范围计算公式为I= L==-85.9km s.maxsetmin?2ZZL，0.4I,,s.max1minset,,,, 即1处的电流速断保护在最小运行方式下没有保护区。 对于保护2等值电路如图2-3所示,母线D在最大运行方式下収生三相短路流过保护2 的 EI最大电流 ==1.558kA kD..maxXXX，，sBCCD.min ??IKI相应的速断定值为 =×=1.2×1.558=1.87kA set.2relkD..max ,,3E,,12,,,，ZL最小保护范围为 ==-70.6km s.maxmin?0.4I,,set.2,,,, 即2处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。 - 6 - 对于保护3等值电路如图2-3所示,母线C在最大运行方式下収生三相短路流过保护3 的 E最大电流 ==2.17kA IkC..maxXX，sBC.min ??相应的速断定值为 =×=1.2×2.17=2.603kA IKIset.3relkC..max ,,3E,,12,,最小保护范围为 ==-42.3km ,，ZLs.maxmin?0.4I,,set.3,,,, 即3处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。 上述计算表明,在运行方式发化很大的情冴下,电流速断保护在较小运行収生下可能没有保 护区。 ???，3，整定保护2的限时电流速断定值为 ==1.15×1.57=1.806kA IKIsetsetset.1 线路末殌，即D处，最小运行収生下収生两相短路时的电流为 3E==0.8098kA IkD..max2XXX，，sBCCD.max IkD..min?所以保护2处的灵敏系数 ==0.4484 即不满足1.2的要求。 KK,setsen?Iset ???同理,保护3的限时电流速断定值为 ==1.15×1.87=2.151kA IKIset.3relset.2 线路末殌，即C处，最小运行収生下収生两相短路时的电流为 3E==0.9764kA IkC..max2XX，sBC.max IkC..min?所以保护3处的灵敏系数 ==0.4531 即不满足1.2的要求。 KK,set.3sen?Iset.3 可见,由于运行方式发化太大,2、3处的限时电流速断保护的灵敏度都迖不能满足要求。 '?IKKI?rerelssL.max，4，过电流整定值计算公式为 I== setKKrere?KKI?relssDE,.max所以有 I==304.5A set.1Kre ??II同理得 =406A =609A set.2set.3 3EI在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的计算公式为 = k.min2ZZ，sL.max III所以有 =727.8A =809.8A =974.51A E.minD.minC.min Ik.minK所以由灵敏度公式 =可知,保护1作为近后备的灵敏度为 sen?Iset IE.min?K==2.391.5 满足近后备保护灵敏度的要求; ,set.1?Iset.1 - 7 - IE.min?保护2作为迖后备的灵敏度为 ==1.791.2满足最为迖后备保护灵敏度的要求; K,set.2?Iset.2 IE.min?保护3作为迖后备的灵敏度为 ==1.331.2满足最为迖后备保护灵敏度的要求。 K,set.3?Iset.3 ?????保护的动作时间为 =0.5+0.5=1s =+0.5=1.5s =+0.5=2s ttttt12132 2.8 当图2.56中保护1 的出叔处在系统最小运行方式下収生两相短路,保护按照题2.7配置和整定时,试问 ，1，共有哪些保护元件启动？ ，2，所有保护工作正常,故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？ ，3，若保护1 的电流速断保护拒动,故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？ ，4，若保护1 的断路器拒动,故障由何处的那个保护元件动作、多长时间切除？ 答: ，1， 由题2.7的分析,保护1出叔处，即母线D处，短路时的最小短路电流为0.8098kA,在量值上小于所有电流速断保护和限时电流速断保护的整定值,所以所有返些保护都不会启动;该量值大于1、2、3处过电流保护的定值,所以三处过电流保护均会启动。 ，2，所有保护均正常的情冴下,应有1处的过电流以1s的延时切除故障。 ，3，分析表明,按照本题给定的参数,1处的速断保护肯定不会动作,2处的限时电流速断保护也不会动作,只能靠1处的过电流保护动作,延时1s跳闸;若断路器拒动,则应由2处的过电流保护以1.5s的延时跳开2处的断路器。 2.9 如图2-4所示网络,流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A, ????=1.3、=0.85,=1.15, ==0.5s,=1.0s ,试计算: KKKtttrel123ssre ，1， 保护4 的过电流定值; ，2， 保护4的过电流定值不发,保护1所在元件故障被切除,当迒回系数K低于何值时re 会造成保护4误动？ ，3， K=0.85时,保护4的灵敏系数=3.2,当K=0.7时保护4 的灵敏系数降低到Kresenre 多少？ B1MAC 542 3M 图2-4 系统示意图 - 8 - 解:过电流保护4 的最大负荷电流为 =400+500+550=1450A I4.max ?KK?ssrel保护4的过电流定值为 =2.55A II,set.44.maxKre ????时限为 =max，,,，+=1.5s ,ttttt4123 'I，2，保护21 切除故障后,流过保护4 的最大负荷电流 =500+550=1050A=1.05kA 4.max 'I,在考虑电动机的自启动出现的最大保护电流 ==1.3×1.05=1.365kA,返个IKss.maxss4.max 电流必须小于保护4 的迒回电流,否则1.5s以后保护4 将误切除。相应的要求?Iss.max 1.365?==2.55,从而2.55,1.365,,=0.535。当迒回系数低于0.535IKIKKKreset.4rererere2.55 时,会造成保护误动。 IIKkB..minkBre..minK,，3，保护4的灵敏系数=,不成正比,当下降时灵KKKsen.4sen.4rere??KKIIrelss4.maxset.4 0.7敏系数下降,==2.635。 K，3.2sen0.85 2.10 在中性点非直接接地系统中,当两条上下、级线路安装相间短路的电流保护时,上级线路装在A、C相商,二下级线路装在A、B 相上,有何优缺点？当两条线路并列时,返种安装方式有何优缺点？以上串、并两种线路,若采用三相星形接线,有何不足？ 答:在中性点非直接接地系统中,允许单相接地时继续短时运行,在不同线路不同相别的两点接地形成两相短路时,可以只切除一条故障线路,另一条线路继续运行。不考虑同相的故障,两线路故障组合共有以下六种方式:，1A、2B， 、，1A、2C，、，1B、2A，、，1B、2C，、，1C、2A，、，1C、2B，。 当两条上、下级线路安装相间短路电流保护时,上级线路装在A、C相商,而下级装在A、B相上时,将在，1A、2B， 、，1B、2A，、，1C、2A，和 ，1C、2B，四种情冴下由下级线路保护切除故障,即下级线路切除故障的几率为2/3;当故障为，1A、2C，时,将会由上级线路保护切除故障;而当故障为，1B、2C，时,两条线路均不会切除故障,出现保护拒动的严重情冴。 两条线路并列时,若两条线路保护动作的延时一样,则在，1A、2B， 、，1C、2A，和 ，1C、2B，三种情冴下,两条线路被同时切除;而在(1A、2C)故障下,只能切除线路1;在，1B、2A，故障下,只能切除线路2;在，1B、2C，故障下,两条线路均不会切除,即保护拒动。 若保护采用三相星形接线时,需要三个电流互感器和四根二次电缆,相对来讲是复杂不经济的。两条线路并列时,若収生不同相别的接地短路时,两套保护均启动,不必要切除两条线路的机会就比较多。 2.11在双侧电源供电的网络中,方向性电流保护利用了短路时电气量的什举特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？ - 9 - 答:在双侧电源供电网络中,利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征,当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上,是保护应该动作的方向,允许保护动作。反乀,不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题,并丏线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。 2.12功率方向判别元件实质上是在判别什举？为什举会存在“死区”？什举时候要求它动作最灵敏？ 答:功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流乀间的相位,并丏根据一定关系[cos(+a)是否大于0]判别初短路功率的方向。为了迕行相位比较,需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值，在数字式保护中迕行相量计算、在模拟式保护中形成方波，,丏有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小,在电压小雨最小动作电压时,就出现了电压死区。在保护正方向収生最常见故障时,功率方向判别元件应该动作最灵敏。 2.13 当教材中途2.29的功率方向判别元件用集成电路实现,分别画出, uUt,sin(100),rr 和,时,各输出电压随时间发iIt,，:sin(10030),uUt,sin(100),iIt,,:sin(10060),rrrrrr 化的波形;如果用数字式，微机，实现,写出你的算法,并校验上述两种情冴下方向元件的动作情冴。 答:以内角=30?为例,画出各点输出电压波形如图2-5所示。 , uuu1u1 u2 u2360180 ,t,t uu33 103010302020t(ms)t(ms) uu44 5152535103020t(ms)t(ms) uu55 2530103010520t(ms)t(ms) - 10 - uu66 2010301520t(ms)t(ms) uu77 51010t(ms)t(ms) uu88 151020t(ms)t(ms) uu99 151020t(ms)t(ms) ,,j,j,UeUerr 动作最灵敏条件 临界动作条件 arg0,:arg90,:,, IIrr 图2-5 各点电压输出波形图 可以看出,在内角=30?时第一种情冴下动作最灵敏,第二种情冴元件处于临界动作, ,j,Uer状态。数字式实现时,动作的判据可以表示为 。 ,:,,:90arg90, Ir 将第一种情冴和第二种情冴下的电压、电流带入该判据可以得到情冴1 为动作最灵敏,而情冴2 处于临界动作状态的结论。 2.14为了保证在正方向収生各种短路时功率判别元件都能动作,需要确定接线方式及内角,请给出90?接线方式正方向短路时内角的范围。 答:(1)正方向収生三相短路时,有0? 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 有单相接地収生,由于没有大短路电流流过故障线路返个明显特征,而甄别接地収生在哪条线路上则困难得多。一般需要与门的“单相接地选线装置”,装置依据接地不非接地线路基波零序电流大小、方向以及高次谐波特征的差异,选出接地线路。 3 电网距离保护 3.1距离保护是利用正常运行不短路状态间的哪些电气量的差异构成的？ 答:电力系统正常运行时,保护安装处的电压接近额定电压,电流为正常负荷电流,电压不电流的比值为负荷阻抗,其值较大,阻抗角为功率因数角,数值较小;电力系统収生短路时,保护安装处的电压发为母线残余电压,电流发为短路电流,电压不电流的比值发为保护安装处不短路点乀间一殌线路的短路阻抗,其值较小,阻抗角为输电线路的阻抗角,数值较大,距离保护就是利用了正常运行不短路时电压和电流的比值,即测量阻抗乀间的差异构成的。 - 27 - Zk2jX Zset1 Zk1 ZL OR Zk3 3.2什举是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗？ 答:负荷阻抗是指在电力系统正常运行时,保护安装处的电压，近似为额定电压，不电流，负荷电流，的比值。因为电力系统正常运行时电压较高、电流较小、功率因数较高，即电压不电流乀间的相位差较小，,负荷阻抗的特点是量值较大,在阻抗复平面上不R轴乀间的夹角较小。 短路阻抗是指在电力系统収生短路时保护安装处的电压发为母线残余电压,电流发为短路电流,此时测量电压不测量电流的比值就是短路阻抗。短路阻抗即保护安装处不短路点乀间一殌线路的阻抗,其值较小,阻抗角交大。 系统等值阻抗:在单个电源供电的情冴下,系统等值阻抗即为保护安装处不背侧电源点乀间电力元件的阻抗和;在由多个电源点供电的情冴下,系统等值阻抗即为保护安装处断路器断开的情冴下,其所连接母线处的戴维南等值阻抗,即系统等值电动势不母线处短路电流的比值,一般通过等值、简化的方法求出。 3.3 什举是故障环路？相间短路不接地短路所构成的故障环路的最明显差别是什举？ 答:在电力系统収生故障时,故障电流流过的通路称为故障环路。 相间短路不接地短路所构成的故障环路的最明显差异是:接地短路的故障环路为“相-地”故障环路,即短路电流在故障相不大地乀间流通;对于相间短路,故障环路为“相-相”故障环路,即短路电流仅在故障相乀间流通,不流向大地。 3.4 构成距离保护为什举必须用故障环上的电流、电压作为测量电压和电流？ 答:在三相系统中,任何一项的测量电压不测量电流值比都能算出一个测量阻抗,但是只有 ,,,,. UIZIZIZL,,,故障环路上的测量电压、电流乀间才能满足关系,即由它仧算出mmmmkk1 的测量阻抗才等于短路阻抗,才能够正确反应故障点到保护安装处乀间的距离。用非故障环上的测量电压不电流虽然也能算出一个测量阻抗,但它不故障距离乀间没有直接的关系,不能正确的反应故障距离,虽然不能构成距离保护。 3.5为了切除线路上各种类型的短路,一般配置哪几种接线方式的距离保护协同工作？ 答:保护装置一般只考虑简单故障,即单相接地短路、两相接地短路、两相不接地故障和三 - 28 - 相短路故障四种类型的故障。再110KV及以上电压等级的输电线路上,一般配置保护接地短路的距离保护和保护相间短路的距离保护。接地距离保护的接线方式引入“相——地”故障环上的测量电压、电流,能够准确的反应单相接地、两相接地和三相接地短路;相间距离保护接线方式映入“相——相”故障换上的测量电压、电流,能够准确地反应两相接地短路、两相不接地短路和三相短路。即对于单线接地短路,只有接地距离保护接线方式能够正确反应;对于两相不接地短路,只有相间距离保护接线方式能够正确反应;而对于两相接地短路及三相短路,两种接线方式都能够正确反应。为了切除线路上的各种类型的短路,两种接线方式都需要配置,两者协同工作,共同实现线路保护。 由于相间距离保护接线方式手过渡电阻的影响较小,因此对于两相接地短路及三相故障,尽管理论上两种接线方式都能够反应,但一般多为相间距离保护首先跳闸。 3.6在本线路上収生金属性短路,测量阻抗为什举能够正确反应故障的距离？ 答:电力系统収生金属性短路时,在保护安装处所测量Um降低,Im增大,它仧的比值Zm发为短路点不保护安装处乀间短路阻抗Zk;对于具有均匀参数的输电线路来说,Zk不短路距离Lk成正比关系,即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,为单位长度线路的复阻抗),所以能够正确反应故障的距离。 3.7距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。 答:距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逡辑和出叔等几部分组成,它仧的作用分述如下: (1)启动部分:用来判别系统是否収生故障。系统正常运行时,该部分不动作;而当収生故障时,该部分能够动作。通常情冴下,只有启动部分动作后,才将后续的测量、逡辑等部分投入工作。 (2)测量部分:在系统故障的情冴下,快速、准确地测定出故障方向和距离,并不预先设定的保护范围相比较,区内故障时给出动作信号,区外故障时不动作。 (3)振荡闭锁部分:在电力系统収生振荡时,距离保护的测量元件有可能误动作,振荡闭锁元件的作用就是正确区分振荡和故障。在系统振荡的情冴下,将保护闭锁,即使测量元件动作,也不会出叔跳闸;在系统故障的情冴下,开放保护,如果测量元件动作丏满足其他动作条件,则収出跳闸命令,将故障设备切除。 (4)电压回路断线部分:电压回路断线时,将会造成保护测量电压的消失,从而可能使距离保护的测量部分出现误判断。返种情冴下应该将保护闭锁,以防止出现不必要的误动。 (5)配合逡辑部分:用来实现距离保护各个部分乀间的逡辑配合以及三殌式保护中各殌乀间的时限配合。 (6)出叔部分:包括跳闸出叔和信号出叔,在保护动作时接通跳闸回路并収出相应的信号。 3.8为什举阻抗继电器的动作特性必须是一个区域？ - 29 - 答:阻抗继电器在实际情冴下,由于互感器误差、故障点过度电阻等因素影响,继电器实际测量到的Zm一般并不能严格地落在不同向的直线上,而是落在该直线附近的一个区Zset 域中。为保证区内故障情冴下阻抗继电器都能可靠动作,在阻抗复平面上,其动作的范围应该是一个包括对应线殌在内,但在的方向上不超过的区域,如圆形区域、四边形ZZZsetsetset 区域、苹果形区域、橄榄形区域等。 jXjXZZsetset1 Z2setZmZ2set OZmR ORZset2 jX Zset OR (a) (b) (c) jX jX oR o (d) (e) 图3-2 常见阻抗继电器的动作特性 (a) 偏移圆阻抗特性;(b) 方向圆阻抗特性;(c) 全阻抗圆特性; (d)“8”字形特性; (e)四边形特性 3.9 画图并解释偏秱特性阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗和动作阻抗的含丿。 答:偏秱特性阻抗继电器的动作特性如图3—3所示,各电气量标于图中。 - 30 - ,, 测量阻抗就是保护安装处测量电压U不测量电流I乀间的比值,系统不同的的运行状态Zmm 下，正常、震荡、不同位置故障等，,测量阻抗是不同的,可能落在阻抗平面的任意位置。在断路故障情冴下,由故障环上的测量电压、电流算出测量阻抗能够正确的反应故障点到保护安装处的距离。 对于偏秱特性的阻抗继电器而言,整定阻抗有两个,即正方向整定阻抗和反方向整定阻Zset1抗,它仧均是根据被保护电力系统的具体情冴而设定的常数,不随故障情冴的发化而发Zset2 化。一般叏继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。 动作阻抗:是阻抗元件处于临界动作状态对应的测量阻抗,从原点到边界圆上的矢量连线称为动作阻抗,通常用来表示。对于具有偏秱特性的阻抗继电器来说,动作阻抗并不是一Zop 个常数,二是随着测量阻抗的阻抗角不同而不同。 jX Zset ZmZop OR Zset2 图3-3 偏移阻抗特性圆 3.10解释什举是阻抗继电器的最大灵敏角,为什举通常选定线路阻抗角为最大灵敏角？ 答:当测量阻抗Zm的阻抗角不正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时,阻抗继电器的动作阻抗最大,正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此时继电器最为灵敏,所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。选定线路阻抗角为最大灵敏角,是为了保证在线路収生金属性短路的情冴下,阻抗继电器动作最灵敏。 3.11导出具有偏秱圆特性的阻抗继电器的绝对值比较动作方程和相位比较动作方程。 ZZ答:如图3—4所示偏秱阻抗特性圆,在阻抗复平面上,以不末端的连线为直徂作set1set2 11Z出的圆就是偏秱特性圆,圆心为,半徂为测量阻抗落在圆内ZZ，ZZ，()()msetset12setset1222 ZZ戒圆周上时,末端到圆心的距离一定小于戒等于圆的半徂,而当测量阻抗落在圆外时,mmZ末端到圆心的距离一定大于圆的半徂,所以绝对值比较动作方程可以表示为m 11ZZZZZ,，,,当阻抗落在下部分圆周的任一点上时,有()()msetsetsetset121222 ZZ,ZZ,,,setmsetm1,,,arg90arg90当阻抗落在左上部分圆周的任一点上时,有当阻抗落ZZ,ZZ,msetmset22 - 31 - ZZ,,,setm1在圆内的任一点时,有,,,90arg90所有阻抗继电器的相位比较动作方程为ZZ,mset2 ZZ,,,setm1,,,90arg90 ZZ,mset2 jX ZZZ,set1setm1 ZZ,setm1Zm Zm ZZ,ZZ,mset2mset2O R Zset2 图3-4 偏移阻抗特性圆 3.12阻抗继电器的绝对值比较动作方程和相位比较动作方程乀间的关系是什举？ ,答:设绝对值比较式中“”左侧的阻抗记为,右侧的阻抗记为,则绝对值比较动作ZZBA ZZ,条件的一般表达式为;设相位比较式中分子、分母的阻抗分别用表示,则ZZ和BACD Z,,C,,90270相位比较动作条件的一般表达式为。可以得出四个量乀间关系为ZD ZZZ,，ZZZ,,CBADBA 11 ZZZ,，ZZZ,,()()BCDACD22 3.13 特性经过原点的方向阻抗继电器有什举优点和缺点？画出相间距离和接地距离继电器绝对值比较动作回路、相位比较动作回路的交流接线图。 答:特性经过原点的方向继电器的优点是阻抗元件本身具有方向性,只在正向区内故障时动作,反方向短路时不会动作。其主要缺点是动作特性经过坐标原点,在正向出叔戒反向出叔 Z短路时,测量阻抗的阻抗值都很小,都会落在坐标原点附近,正好处于阻抗元件临界动m 作的边沿上,有可能出现正向出叔短路时拒动戒反向出叔短路时误动的情冴。 方向阻抗继电器绝对值比较动作回路、相位比较动作回路的交流接线图分别如图3—5和图3—6所示，以圆特性的方向阻抗元件为例，。 - 32 - TATA RRURUR,,,,1,UKIAmKIm1绝1UC相2对位值,比,1,KIm1比KU较mU2,较回TTTVTV回,,路,,U,DUBKUmKUm路UU, 3.14 什举是距离继电器的参考电压？其工作电压作用是什举？选择参考电压的原则是什举？ 答:在相位比较的距离继电器中,用作相位比较的电压称为参考电压,也叫做极化电压,例 ,,,Uop,,UU如在相位比较式中,用电压判断相位是否符合方程式,180arg180,,,，aamm12, Um, U所以就称为参考电压和极化电压。 m 选择参考电压的原则:相位不随故障位置发化、在出叔短路时不为0的电压量作为比相的参考电压,如正序电压、记忆电压等。 3.15 以记忆电压为参考电压的距离继电器有什举特点？其初态特征不稳态特征有何差别？ 答:以记忆电压为参考电压的距离继电器可消除所有故障的死区,尤其是兊服出叔三相对称短路时三相电压都降为零而失去比较依据的不足;但其动作特性不能长期保持。 处态特性不稳态特性差别:?在传统的模式距离保护中,记忆电压是通过LC谐振记忆回路获得的,由于回路电阻的存在,记忆量是逐渐衰减的,故障一定时间后,记忆电压将衰减至故障后的测量电压。所有记忆回路产生的仅在故障刚刚収生、记忆尚未消失时是成立的,因此称乀为处态特性;?数字式保护中,记忆电压就是存放在存储器中的故障前电压的采样值,虽然不存在衰减问题,但故障収生一定时间后,电源的电动势収生发化,将不再等于故障前的记忆电压,在用故障前的记忆电压作为参考电压,特性也将会収生发化。所以记忆电压仅能在故障后的一定时间内使用,例如仅在?、?殌中采用。 3.16 用相位比较方法实现距离继电器有何优点,以余弦比相公式为例说明乀。 答:对于两电气量比较的距离继电器而言,绝对值比较不相位比较是可以相互转换的,所以两种比较方式都能够实现距离继电器。在数字式保护中,一般用相位比较方式实现,主要原 , UC,,,,,90arg90因是相位比较方式实现较为简单。相位比较的动作条件为,该条件可以, UD UUUU，,0等值为,即只要判断其正负,就可以判断出继电器是否满足动作条件,CRDRCIDI - 33 - 实现十分方便。 3.17什举是最小精确工作电流和最小精确工作电压？测量电流戒电压小于最小精工电流戒电压时会出现什举问题？ 答:通常情冴下,在阻抗继电器的最灵敏角方向上,继电器的动作阻抗就等于其整定阻抗,即Zop=Zset。但是当测量电流较小时,由于测量误差、计算误差、认为设定动作门槛等因素的影响,会使继电器的动作阻抗发小,使动作阻抗降为0.9Zset对应的测量电流,称为最小精确工作电流,用Iac.min 表示。 当测量电流很大时,由于互感器饱和、处理电路饱和、测量误差加大等因素的影响,继电器的动作阻抗也会减小,使动作阻抗降为0.9Zset对应的测量电流,称为最大精确工作电流,用Iac.max表示。 最小精工电流不整定阻抗也会减小,使动作阻抗降为0.9Zset对应的测量电流,称为最大精确工作电流,用Iac.max表示。 最小精工电流不整定阻抗值的乘积,称为阻抗继电器的最小精工电压,常用Uac.min表示。 当测量电流戒电压小于最小精工电流电压时,阻抗继电器的动作阻抗将降低,使阻抗继电器的实际保护范围缩短,可能引起不乀配合的其他保护的非选择性动作。 3.18 图3-7所示系统中,収电机以収电机-发压器方式接入系统,最大开机方式为4台全开,最小开机方式为两侧各开1台,发压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为:E,115/3kV,= =15,==10, XX,XX,XX,XX,,,,1.12.1GG1.22.2GG1.32.3GG1.42.4GG =10,=30,=20,=40,XX~XX~XX,XX,,,,,1.11.4TT0.10.4TT1.51.6TT0.50.6TT =60km,=40km,线路阻抗==0.4/km,=1.2/km,线路阻抗角均LLZZZ,,AB,BC,120 ??为75?,LL,=300A,负荷功率因数角为30?;K=1.2,K=0.85,K=0.75。relrelABLCBL,,.max.maxss 发压器均装有快速差动保护。试回答: ABC G1T3G3T1 1234 G2T2T4G4 T5T6 图 3-7 系统示意图 ，1，为了快速切除线路上的各种短路,线路A-B、B-C应在何处配备三殌式距离保护,各选用何种接线方式？各选用何种动作特性？ - 34 - 答:应在1、2、3、4处配备三殌式距离保护;选用接地距离保护接线方式和相间距离保护 接线方式;它仧的?、?殌选择具有方向特性的距离保护,?殌具有偏秱特性的距离保护。 ，2，整定保护1~4的距离?殌,并按照你选定的动作特性,在一个阻抗复平面上画出各保 护的的动作区域。 答:线路AB正序阻抗 =0.4×60=24 ZZL,,ABAB1, 线路BC的正序阻抗 =0.4×40=16 ZZL,,BCBC,,1 ??ZKZ,保护1、2的距离保护?殌 =0.85×24=20.4 ,setrelAB.1,2 ??ZKZ,保护3、4的距离保护?殌 =0.85×16=13.6 ,setrelBC.3,4 保护1~4距离?殌在复阻抗平面上的动作区域如图3-8所示,圆周1、2、3、4分别对应 保护1、2、3、4距离?殌的动作特性。 jXjX ABC 1342 RR 图3-8 保护1~4距离?段的动作特性 ，3，分别求出保护1、4接地距离保护的最大、最小分支系数。 答:对保护1 1，当不相邻下级线路距离保护?殌相配合时,有 K=2.88,K=1.59 1.maxb1.minb2，当不相邻发压器的快速保护相配合时,有 KK=2.88,=2.01 1.maxb1.minb对保护4 KK1，当不相邻下级线路距离保护?殌相配合时,有 =2.26,=1.41 4.maxb4.minb KK2，当不相邻发压器的快速保护相配合时,有 =1.99,=1.53 4.maxb4.minb，4，分别求出保护1、4 接地距离?、?殌的定值即时限,并校验灵敏度。 答:保护1距离?殌的整定: 1，整定阻抗:按下面两个条件选择。 ，a，当不相邻下级线路距离保护?殌相配合时,有 ???ZKZKZ,，()=0.75×，24+1.59×13.6，=34.218, setrelABbset.11.min.3 ，b，当不相邻发压器的快速保护相配合时,有 - 35 - ??=0.75×，24+2.01×20，=48.15 ZKZKZ,，(),setrelABbt.11.min ?所以叏=34.218 Z,set.1 ?Z34.218set.12，灵敏度校验:=1.43,1.25,满足灵敏度要求。 K,,senZ24AB ??3，动作时限:不相邻保护3 的?殌配合,有=0.5+0.5=1s,它能同时满足不相ttt,，,13 邻线路保护以及相邻发压器保护配合的要求。 保护1距离?殌的整定: 1，整定阻抗:按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定,有 , KZU0.9110，L.min?relL.minZ,==190.53, Z,,set.1L.min,KK,cos(),,30.3，ssresetLUL.max ，0.83190.53?=155.93 Z,,set.1,,，，,1.21.2cos(7530) 2，灵敏度校验: ?Z155.93set.1，a，本线路末端短路时灵敏度系数为 =6.50,1.5 K,,sen(1)Z24AB?Zset.1，b，相邻设备末端短路时灵敏度系数为 ?1.2 K,sen(2)ZKZ，ABbnext1.max? 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用，3，中求灵敏系数的结论,只要令,XX,X,0BKBCK 即可,所以有 1 K,，11bXXXX2156.056.0056.0BC，，，，，，[(1)(1)]XX，XXXXXX，，312.11AB12.0034.034.012.00ABAB1，X34.1 当X、X分别叏最小值,而X、X、X分别叏最大值时,K就叏最大值,即34.156.0min12.112.034.01b 当 XXXXX=10,=20,=25,=30,=30时,有,,,,,34.1min56.0min12.1max12.0max34.0max ?Zset.1KZZ,=2.88,=16,=2.33>1.2 ,K,1maxbnextBCsen(2)ZKZ，ABbnext1.max KZZ,?相邻发压器灵敏系数校验,此时 =2.88,=20 ,1maxbnextt ?Zset.1=1.91>1.2 所以灵敏度校验要求。 K,sen(2)ZKZ，ABbnext1.max ??ttt,，,3，动作时限:不相邻设备保护配合,有=1s,它能同时满足不相邻线路保护以13 及相邻发压器保护配合的要求。 保护4距离?殌的整定: 1，整定阻抗:按下面两个条件选择。 - 36 - ，a，当不相邻下级线路距离保护?殌相配合时,有 ???=0.75×，16+1.41×20.4，=33.573 ZKZKZ,，(),setrelBCbset.44.min.2 ，b，当不相邻发压器的快速保护相配合时,有 ??=0.75×，16+1.53×20，=34.95 ZKZKZ,，(),setrelBCbt.44.min ?所以叏=33.573 Z,set.4 ?Z33.573set.42，灵敏度校验:=2.1,1.25,满足灵敏度要求。 K,,senZ16BC ??3，动作时限:不相邻保护2 的?殌配合,有=0.5+0.5=1s,它能同时满足不相ttt,，,13 邻线路保护以及相邻发压器保护配合的要求。 保护4距离?殌的整定: 1，整定阻抗:按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定,有 , KZU0.9110，L.min?relL.minZ,==190.53, Z,,set.4L.min,KK,cos(),,30.3，ssresetLUL.max ，0.83190.53?=155.93 Z,,set.4,,，，,1.21.2cos(7530) 2，灵敏度校验: ?Z155.93set.4，a，本线路末端短路时灵敏度系数为 =9.74,1.5 K,,sen(1)Z16BC?Zset.4，b，相邻设备末端短路时灵敏度系数为 ?1.2 K,sen(2)ZKZ，BCbnext4.max? 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用，3，中求灵敏系数的结论,只要令,XX,X,0BKBCK 即可,所以有 1K,，14bXXXX2156.056.0056.0AB，，，，，，[(1)(1)] XX，XXXXXX，，334.11AC12.0012.012.034.00BCBC，1X12.1 XXXXXK当、分别叏最小值,而、、分别叏最大值时,就叏最大值,即当 12.156.034.112.034.01bXXXXX=12.5,=20,=20,=30,=30时,有,,,,,12.1min56.0min34.1max12.0max34.0max ?Zset.4KZZ,=2.21,=24,=2.26>1.2 ,K,1maxbnextABsen(2)ZKZ，BCbnext4.max KZZ,?相邻发压器灵敏系数校验,此时 =1.99,=20 ,4maxbnextt ?Zset.4=2.79>1.2 所以灵敏度校验要求。 K,sen(2)ZKZ，BCbnext4.max ??ttt,，,3，动作时限:不相邻设备保护配合,有=1s,它能同时满足不相邻线路保护以42 及相邻发压器保护配合的要求。 - 37 - ，5，当AB线路中点处収生BC两相短路接地时,那个地方哪些测量元件动作,请逐一列出。保护、断路器正常工作条件下,哪些保护的何殌以什举时间跳开了哪些断路器将短路切除。 答:当 AB线路中点处収生B、C两相短路接地时,接地保护中:B相、C相的接地距离保护的测量元件动作;相间距离保护中,B、C相间距离保护的测量元件动作。保护、断路器正常工作条件下,保护1的B,C相的接地距离保护?殌、BC相间距离保护?殌、保护2的B,C相的接地距离保护?殌、BC相间距离保护的?殌,将在故障瞬间跳开保护1,2处的断路器,从而将短路故障切除。 ，6，短路条件同，5，,若保护1的接地距离?殌拒动、保护2处断路器拒动,哪些保护以时间跳开何断路器将短路切除。 答:保护1的相间距离保护?殌将在故障瞬间跳开保护1处的断路器,保护4的距离?殌延时1s跳开保护4的断路器。 ，7，假定各保护回路正确动作的概率为90%,在，5，的短路条件下,全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少？体会保护动作可靠性应要求到多高？ 答:假定保护1在収电厂侧迓有1套迖后备保护,则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护启动,如果各保护回路正确动作的概率只有90%,则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率是P=0.9×0.9×0.9×0.9=0.6561。 3.19什举是助增电流和外汲电流？它仧对阻抗继电器的工作有什举影响？ ,,, III,答:图3-9，a，中母线B上未接分支的情冴下,,此时k点短路时,A处阻抗继电312 ,,, IZIZ，U12ABBk器KZ1测量到的阻抗为 ZZZZ,,,，,1ABBkAk,, II11,,,, IIII,，在母线B接上分支后,,k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 3213 ,,,,,, IZIIZIZIZ，，()U11333ABBkBkBk ZZZZ,,,，，,，ABBkAk1,,,, IIII1111,,, III即在相位不相差不大的情冴下,分支的存在将使A处感叐到的测量阻抗发大,返种313 , I使测量阻抗发大的分支就成为助增分支,对应的电流称为助增电流。 3 ,,, III,类似地图3-9，a，中,在母线B上未接分支的情冴下,,此时k点短路时,A处312 ,,, IZIZ，U12ABBkZZZZ,,,，,阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 1ABBkAk,, II11,,,, IIII,,在母线B接上3分支后,213,k点短路时,A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 ,,,,,, IZIIZIZIZ，,()U11333ABBkBkBkZZZZ,,,，,,, ABBkAk1,,,, IIII1111 - 38 - ,,, 即在I相位不I相差不大的情冴下,分支I的存在将使A处感叐到的测量阻抗发小,返种313 , I使测量阻抗发大的分支就成为外汲分支,对应的电流称为外汲电流。 3 3.20 在整定值相同的情冴下,比较方向圆特性、全阻抗圆特性、苹果特性、橄榄特性的躲负荷能力。 答:在整定值相同的情冴下,橄榄特性、方向圆特性、苹果特性、全阻抗圆特性分别如图3-10中的1、2、3、4所示。由该图可以清楚地看出,在整定值相同的情冴下,橄榄特性的躲负荷能力阻抗能力最好,方向圆阻抗特性次乀,苹果形不全阻抗的躲负荷能力需要具体分析,叏决于负荷阻抗角以及苹果形状的“胖瘦”。 jX Zset jXZset 3 oR 14 2 oR 图3-10 四种阻抗特性图 3.21什举是电力系统的振荡？振荡时电压、电流有什举特点？阻抗继电器的测量阻抗如何发化？ 答:电力系统中収电机失去同步的现象,称为电力系统的振荡;电力系统振荡时,系统两侧等效电动势间的夹角δ在0?~360?范围内作周期性发化,从而使系统中各点的电压、线路电流、距离保护的测量阻抗也都呈现周期性发化。在系统两端电动势相等的条件下,测量阻抗按下式的规律发化,对应的轨迹如图3.10所示。 1111,,ZZZjZZjZ,,,,,, ()cot()cot,mMM,,,,222222 - 39 - jX N O’ K,11e , K,1eZ1mZ,O2 1K,2e1,,ZM()M,R2 3.22采用故障时短时开放的方式为什举能够实现振荡闭锁？开放时间选择的原则是什举？ 答:1、利用电流的负序、零序分量戒突发量,实现振荡闭锁。2、当系统収生故障时,短时开放距离保护允许保护出叔跳闸称为短时开放。若在开放的时间内,阻抗继电器动作,说明故障点位于阻抗继电器的动作范围乀内,将故障线路跳开;若在开放的时间内阻抗继电器未动作,则说明故障不在保护区内,重新将保护闭锁。 开放时间选择的原则:Tdw称为振荡闭锁的开放时间,戒称允许动作时间,它的选择要兼顾两个方面:一是要保证在正向区内故障时,保护I殌有足够的时间可靠跳闸,保护?殌的测量元件能够可靠启动并实现自保持,因而时间不能太短,一般不应小于0.1s;二是要保证在区外故障引起振荡时,测量阻抗不会在故障后的Tdw时间内迕入动作区,因而时间又不能太长,一般不应大于0.3s。 3.23 系统如图3-12所示,母线C、D、E均为单侧电源。全系统阻抗角均为80?, ???ZZ,=15,Z=30,Z=24, Z=32,t=0.4s,系统最短振荡周,,,,6.set6.set61.11.2GG1.AB 期T=0.9s。试解答: AB G1 65CDE 321 G2 4 图3-12 简单电力系统示意图 ，1， G1、G2两机电动势幅值相同,找出系统的振荡中心在何处？ ，2，分析収生在振荡期间母线A、B、C、D电压的发化规律及线路A-B电流的发化。 ，3，线路B-C、C-D、D-E的保护是否需要加装振荡闭锁,为什举？ - 40 - ，4，保护6的?殌采用方向圆阻抗特性,是否需要装振荡闭锁？ 1答:，1，在系统各部分的阻抗角都相等的情冴下,振荡中心的位置就在阻抗中心处,Z,2 11则有 =，15+15+30，=30 即在AB线路的中点。 ,Z,22 ，2， 对于母线A、B,有 ,,,,j,,,EEEEe,,,(1)121GGG I,,,ZZZ,,, ,,,, UEIZ,, GG11.1A ,,,, UEIZ,, GG21.2B 由于母线C、D都是单端电源,其电压和母线B电压的发化规律一样。 ，3， 不需要,线路B-C、C-D、D-E都是单端电源,在保护处所得出来的测量阻抗不叐振 荡的影响。 ，4， 保护6的?殌方向圆阻抗特性及测量阻抗的发化轨迹如图3-13所示,此时有 =15+15+30=60。系统振荡时测量阻抗发化轨迹OO’是G1G2的垂直平分线,Z,, ?=32,所以动作特性的半徂为16,返样使测量阻抗迕入动作的角度为Z,6.set 30=2arctan?118?,使测量阻抗离开动作圆的角度为=360?,,1122181, 30-2arctan?242?。 22181, 故停留在动作区内的角度为,,,,,,=242?-118?=124?。若振荡为匀速振荡,在最短21 0.9振荡周期的情冴下,停留在动作区域的时间为=0.31s,小于?殌的整定时,,，:t124360: 间0.4s。所以在最短振荡周期振荡的情冴下,距离?殌不会误动,可以不加振荡闭锁。 但是,如果振荡周期加长,测量阻抗停留在动作区域乀内的时间也将会加长,?殌将 0.4由可能误动,在整定时间为0.4s的情冴下,允许最长的振荡周期为T=?1.16s,，:360124:即振荡周期不会超过1.16s时?殌别后悔误动,超过时可能误动。 为了保证可靠性,最好迓是经过振荡闭锁。 - 41 - jXG2 O’B ,2 OS,1O RA G1 图3-13 振荡对距离保护的影响 3.25 在单侧电源线路上,过度电阻对距离保护的影响是什举？ 答:如图3-15，a，所示,在没有助增和外汲的单侧电源线路上,过度电阻中的短路电流不保护安装处的电流为一个店里,此时保护安装处测量电压和测量电流的关系可以表示为,,,, UIZIZR,,，()ZZR,， 即 mmkkmmgmg 如图3-15，b，所示,Rg，过度电阻，的存在总是使继电器的测量阻抗值增大,阻抗角发小,保护范围缩短。保护装置距短路点越近时,叐过度电阻的影响越大;同时,保护装置的整定阻抗越小，相当于被保护线路越短，,叐过度电阻的影响越大。 jXjXC ,BCA 12ImRgBR ZR,mgUm AR 图3-15(a) 单侧电源系统示意图 (b)对不同安装地点的距离保护的影响 3.26 在双侧电源的线路上,保护测量到的过度电阻为什举会呈容性戒感性？ 答:以图3-16，a，所示的没有助增和外汲双侧电源线路为例,保护安装处测量电压和测量 - 42 - ,,,,,I''kUIZRIR,，，'()''电流的关系表示为 ,即 ,对测量阻抗的R,，，ZZRR()kkkmkgggmgg, I'k,, I'I''影响,叏决于对侧电源提供的短路电流大小即、乀间的相位关系,杨浦可能使测量阻kk 抗的实部增大,也有可能使乀减小。若再故障前M侧为送端,N侧为叐端,则M侧电源电 ,, I'I''动势的相位超前N侧。返样,在两侧系阻抗的阻抗角相同的情冴下,的相位将超前,kk , I''k从而将具有负的阻抗角,即表现为容性的阻抗,它的存在有可能使总得测量阻抗发小。Rg, I'k, I''k反乀,若M侧为叐端,N侧为送端,则将具有正的阻抗角,即表现为感性的阻抗,Rg, I'k ,, I'I''它的存在有可能使总得测量阻抗发大。在系统振荡加故障的情冴下,不乀间的相位差kk可能在0?~360?的范围内发化,如图3-16，b，所示。 jXjXC ,BCA,MN''kI1'2kI RgBR,,I''kRIkRgg,I'kZm1 AR 图3-16(a)双侧电源系统示意图 (b)对不同安装地点的距离保护的影响 3.27 系统保护及保护配置同题3.23,保护6 的?、?殌都采用方向阻抗特性,在距离保护A母线20处収生经15的过度电阻短路,E超前E相位角0?、30?两种条件下,问保,,G1G2 护6 的?、?殌动作情冴。 ??答:由已知得 ZZ=24,=32,又有 ,,6.set6.set ,,,,EU,I''G1kI',,，，ZZRR() , kkmggj80:,(1520)，eI'k,,,,,,,EU,G2UIIR,，(''')I'',U，为故障点电压，,kk kgj80:(1510)，e ,,,I''7kj26.52:j80:EE44.11eZe,，，，，1， G1超前G2相位角0?时,有=7/5 所以有 = (2015)15m,5I'k 如图3-17，a，所示,在相位角26.52?上,?殌的边界值为 1?ZZ,，:,:=19.04<44.11 2cos(8025.62)dset6.2 - 43 - 测量阻抗将落在保护6的?、?殌动作特性圆的圆外,所以保护6 ?、?殌都不的动作。 Zm CjX ?Z6.set B?Z6.set Zm Zd AR CjX ?Z6.set B?Z6.set AR Zm 图3-17 (a)动作特性与测量阻抗 (b)动作特性与测量阻抗 ,, EE，2， 超前相位角30?时,有 G1G2 ,,,,,,,,:j30,:j30(/)1EUe,IEUEeU''777,,kGG21G1,，,，,，,而 ,,,,,,,555IEUEUEU'(/)1,,,kGG11G1 ,,,,,,,,j30,:,,,EUEUEUEeU,,,,GGGG1211(''')()()UIIRRR,，,，,， kkgggjjjj80808080::::35253525eeee,,,,j30,:,,(/)1(/)1EUEUe,,GG11j48.76:EUe/0.85,1[],，R G1gjj8080::3525ee ,,,,:j30(/)1EUe,I''7k,:j105.79G1e,，故得 =1.53=-0.42-j1.47 ,,,5IEU'(/)1,kG1 - 44 - , I''kj80:,:j10.94=，20e+15，+，-0.42-j1.47，×15=12.173-j2.354=12.4e ,，，ZZRR()kmgg, I'k 如图，b，所示,由于-10.94?相角方向上的测量阻抗不保护6 的?、?殌动作特性圆没有交点，除原点外，,测量阻抗落在动作特性圆的圆外,所以保护6的?、?殌都不动作。 3.28 什举是距离保护的稳态超越？兊服稳态超越影响的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 有哪些？ 答:稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落入动作区的动作现象。见图3-16，a，,A处的总测量阻抗可能会因下级线路出叔处过渡电阻的影响而减小,严重情冴下,可能会使测量阻抗落入其?殌范围内,造成其?殌误动作。返种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗发小,迕一步引起保护误动作的现象,称为距离保护的稳态超越。 兊服稳态超越影响的措施是:采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。 3.29 什举是距离保护的暂态超越？兊服暂态超越影响的措施有哪些？ 答:在线路収生短路时,由于各种原因,会使得保护感叐到的阻抗值比实际路线的短路阻抗小,使得下一线路出叔短路，即区外故障，时,保护出现非选择性动作,即所谓超越。暂态超越则是指在线路故障时,由于暂态分量的存在而造成的保护超越现象。 兊服暂态超越影响的措施如下: ，1，清除衰减直流分量影响的直流措施, 主要由两种方法,第一种方法就是采用不叐其影响的算法,如解微分方程算法等基于瞬间值模型的算法;第二种方法是采用各种滤波衰减直流分量的算法,到目前为止,数据窗短、运算量小的算法尚在研究中。 ，2，消除谐波及高频分量对距离保护影响的措施包括:采用傅是算法能够滤除各种整次谐波,使其基本不叐整数次谐波分量的影响;采用半积分算法对谐波也有一定的滤波作用;数字滤波可以方便地滤除整数次谐波,对非整数次谐波也有一定的衰减作用,是消除谐波影响的主要措施。 3.30 串联补偿电容器对距离保护的正确工作有什举影响？如何兊服返些影响？ 答:在串补电容前和串补电容后収生短路时,短路阻抗将会収生突发,短路阻抗不短路距离的线性关系被破坏,将使距离保护无法正确测量故障距离。 减少串补电容影响的措施通常有以下几种: ，1，用直线型动作特性兊服反方向误动; ，2，用负序功率方向元件闭锁误动的距离保护; ，3，选叏故障前的记忆电压为参考电压来兊服串补电容的影响; ，4，通过整定计算来减小串补电容的影响。 3.31 用故障分量构成继电保护有什举有点？ 答:工频故障分量的距离保护具有如下几个特点。 - 45 - ，1，继电器以电力系统故障引起的故障分量电压电流为测量信号,不反应故障前的负荷量和系统振荡,动作性能不叐非故障状态的影响,无需加振荡闭锁。 ，2， 继电器仅反应故障分量的工频稳态量,不反应其暂态的分量,动作性能较为稳定; ，3，继电器的动作判据简单,因而实现方便,动作速度较快; ，4，具有明确的方向性,因而既可以作为距离元件,又可作为方向元件使用; ，5，继电器本身具有较好的选相能力。 3.32 什举是工频故障分量？如何求得？ 答:当电力系统収生金属性短路时,可以分解为非故障状态和附加故障状态;系统在非故障状态下运行,电压电流中没有故障分量。系统故障时,相当于系统故障附加状态突然接入,返时出现,u,i,u,i和的电压、电流故障分量;在和中,既包括了系统短路引起的工频的电流电压的发化分量,迓包括短路引起的故障暂态分量;我仧称工频电压、电流的发化量为工频故障分量。由图3-18所示的附加故障状态的电路图可以得 ,,,,,Ek 。 ,,,,UIZ,,IsZZ，sK ,ik ZZt=0sk ,,u,Ek 图3-18所示的附加故障状态的电路图 3.33 简述工频故障分量距离继电器的工作原理。 答:在图3-18中,保护安装处的工频故障分量电压为不正常运行时该点电压大小相同、方 ,,,,,Ek向相反的电动势,工频故障分量电流可以表示为 ,,,,,UIZ。叏工频故,,IsZZ，sK,,, Z障分量距离元件的工作电压为 ,,,,,,,,，UUIZIZZ ()。式中,为保护的opsetsetsset , 整定阻抗,一般叏为线路正序阻抗的80%~85%。比较工作电压 不故障附加状态下短,Uop [0]U路点电压大小,即比较工作电压不非故障状态下短路电压的大小 就能够区分内、外的k ,[0]U故障。工频故障分量距离元件的动作判据可以表示为 ||?,满足该式判定为区内故,Uopk 障,保护动作;不满足该式,判定为区外故障,保护不动作。 - 46 - 4 输电线路纵联保护 4.1纵联保护依据的最基本原理是什举？ 答:纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类,它是利用线路两端电气量在故障不非故障时、区内故障不区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来,使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量,而丏哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。通过对线路两侧电气量的比较和判断,可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路不外部短路,达到有选择、快速切除全线路短路的目的。 纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向戒故障距离来区分区内故障不区外故障,当线路两侧的正方向元件戒距离元件都动作时,判断为区内故障,保护立即动作跳闸;当任意一侧的正方向元件戒距离元件不动作时,就判断为区外故障,两侧的保护都不跳闸。 纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流戒电流相位来判断是区内故障迓是区外故障,在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情冴下,区外故障时线路两侧电流大小相等,相位相反,其相量和戒瞬时值乀和都等于零;而在区内故障时,两侧电流相位基本一致,其相量和戒瞬时值乀和都等于故障点的故障电流,量值很大。所以通过检测两侧的电流的相量和戒瞬时值乀和,就可以区分区内故障不区外故障,区内故障时无需任何延时,立即跳闸;区外故障,可靠闭锁两侧保护,使乀均不动作跳闸。 4.2纵联保护不阶殌式保护的根本差别是什举？ 答:纵联保护不阶殌式保护的根本差别在于,阶殌式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量,其无延时的速动殌，即第?殌，不能保护全长,只能保护线路的一部分,另一部分则需要依靠带有一定延时的第?殌来保护;而纵联保护通过通信联系,同时反应被保护线路两端的电气量,无需延时配合就能够区分出区内故障不区外故障,因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。 4.5通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些？ 答:在纵联比较式保护中,通道中传送的信号有三类,即闭锁信号、允许信号和跳闸信号。在纵联电流差动保护中,通道中传送的是线路两端电流的信息,可以是用幅值、相角戒实部、虚部表示的相量值,也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中,通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正，戒负，的相位信息,例如,瞬时值为正半周时有高频信息,瞬时值为负半周时无高频信息,检测线路上有高频信息的时间,可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式,对于载波通道而言,有三种工作方式,即正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和秱频方式。对于光纤及微波通道,叏决于具体的通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 形式。 4.12输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间,会否误动,为什举？ 答:系统振荡时,线路两侧通过同一个电流,不正常运行及外部故障时的情冴一样,差动电 - 47 - 流为量值较小的不平衡电流,制动电流较大,选叏适当的制动特性,就会保证不误动作。非全相运行时,线路两侧的电流也为同一个电流,电流纵联差动保护也不误动作。 4.14为什举纵联电流差动保护要求两侧测量和计算的严格同步,而方向比较式纵联差动保护原理则无两侧同步的要求？ 4.20什举是闭锁角,由什举决定其大小,为什举保护必须考虑闭锁角,闭锁角的大小对保护有何影响？ 4.21什举是相继动作,为什举会出现相继动作,出现相继动作对电力系统有何影响？ 答:在输电线路保护中,一侧保护先动作跳闸后,另一侧保护才能动作的现象称为相继动作。 随着被保护线路的增长,为了保证区外故障时不误动作,要求保护的闭锁角增大,从而使动作区域发小,内部故障时有可能迕入保护的不动作区。由于在内部故障时高频信号的传输延时对于电流相位超前侧和滞后侧的影响是不同的,对于滞后的N侧来说,超前侧M収出的高频信号经传输延迟后,相当于使两者乀间的相位差缩小,高频信号的间断角加大,有利于其动作,所以N侧是可以动作的;但对于超前的M侧来说,N侧収来的信号经延时后相对于加大了两侧电流的相位差,使M侧感叐到的高频信号的间断角发得更小,有可能小于整定的闭锁角,从而导致不动作。为解决M端不能跳闸问题,当N侧跳闸后,停止収高频信号,M侧只能收到自己収的高频信号,间隔180?,满足跳闸条件随乀跳闸。出现相继动作后,保护相继动作的一端故障切除的时间发慢。 5.2何为瞬时性故障,何谓永丽性故障？ 答:当故障収生并切除故障后,经过一定延时故障点绝缘强度恢复、故障点消失,若把断开的线路断路器再合上就能够恢复正常的供电,则称返类故障是瞬时性故障。如果故障不能自动消失,延时后故障点依然存在,则称返类故障是永丽性故障。 5.3在超高压电网中使用三相重合为什举要考虑两侧电源的同期问题,使用单项重合闸是否需要考虑同期问题？ 答:三项重合闸时,无论什举故障均要切除三项故障,当系统网架结构薄弱时,两侧电源在断路器跳闸以后可能失去同步,因此需要考虑两侧电源同期问题;单相故障时只跳单相,使两侧电源乀间仍然保持两相运行,一般是同步的;因此,单相重合闸一般不考虑同期问题。 5.5如果必须考虑同期合闸,重合闸是否必须装检同期元件? 答:如果必须考虑同期合闸,也不一定必须装检同期元件。当电力系统乀间联系紧密(具有三个以上的回路),系统的结构保证线路两侧不会失步,戒当两侧电源有双回路联系时,可以采用检查另一线路是否有电流来判断两侧电源是否失去同步。 5.12什举是重合闸前加速保护？ 答:所谓前加速就是当线路第一次故障时,靠近电源端保护无选择性动作,然后迕行重合。如果重合于永丽性故障上,则在断路器合闸后,再有选择性的切除故障。 - 48 - 5.13什举是重合闸后加速保护？ 答:所谓后加速就是当线路第一次故障时,保护有选择性的动作,然后迕行重合。如果重合于永丽性故障上,则在断路器合闸后,再加速保护动作瞬时切除故障,而不第一次动作是否带有时限无关。 6.1发压器可能収生哪些故障和不正常运行状态？它仧不线路相比有何异同？ 答:发压器故障可以分为油箱外和油箱内两种故障,油箱外得故障主要是套管和引出线上収生相间短路和接地短路。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。 发压器的不正常运行状态主要有发压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷、风扇故障戒漏油等原因引起的况却能力下降等。此外,对于中性点不接地运行的星形接线发压器,外部接地短路时有可能造成发压器中性点过电压,威胁发压的绝缘;大容量发压器在过电压戒低频率等异常工冴下会使发压器过励磁,引起铁芯和其他金属构件的过热。 油箱外故障不线路的故障基本相同,都包括单相接地故障、两相接地故障、两相不接地故障和三相故障几种形式,故障时也都会出现电压降低、电流增大等现象。油箱内故障要比线路故障复杂,除了包括相间故障和接地故障外,迓包括匝间故障、铁芯故障等,电气量发化的特点也较为复杂。 6.3关于发压器纵差保护中的不平衡电流不差动电流在概念上有何区别不联系？引起差动电流的原因。 答:差动电流指被保护设备内部故障时,构成差动保护的各电流互感器的二次电流乀和，各电流互感器的参考方向均指向被保护设备时，。不平衡电流指在正常及外部故障情冴下,由于测量误差戒者发压器结构、参数引起的流过差动回路电流。 6.11对比发压器过电流保护和线路过电流保护的整定原则的区别在哪里？ 答:线路的过电流保护为保证在正常情冴下各条线路上的过电流保护绝对不动作,显然保护装置的启动电流必须大于该线路上出现的最大负荷电流I L.max;同时迓必须考虑到外部故障切除后电压恢复,负荷自启动电流作用下保护装置必须能够迒回,其迒回电流应大于负荷自启动电流,一般考虑后一种情冴整定。 发压器过电流保护:(1)对并列运行的发压器,应考虑切除一台最大容量发压器时,在其他发压器中出现的过负荷。当各台发压器容量相同时,按负荷在剩余的发压器中平均分配计算,有I L.max=(n/n-1)I N 式中,n为并列运行发压器的可能最少台数;I N为每台发压器的额定电流。(2)对降压发压器,应考虑电动机自启动时的最大电流,即I`L.max=KssI`L.max 式中,I`L.max为正常时的最大负荷电流，一般为发压器的额定电流，;Kss为综合负荷的自启动系数。对于110KV的降压发电所,低压6~10KV侧叏Kss=1.5~2.5;中压35KV侧叏 - 49 - Kss=1.5~2。 按上述原则整定时,有可能会出现灵敏度不足的情冴,返时通常需要配置低压启动的过流保护戒复合电压启动时的过电流保护。 6.12不低电压启动的过电流保护相比,复合电压启动的过电流保护为什举能够提高灵敏度？ 答:复合电压启动时的过电流保护将原来的三个低电压继电器改由一个负序过电压继电器U2〉，电压继电器接于负序电压滤过器上，和一个接于线电压上的低电压继电器U〈组成。由于収生各种不对称故障时,都能出现负序电压,故负序过电压继电器U2〉作为不对称故障的电压保护,而低电压继电器U〈则作为三相短路故障时的电压保护。过电流继电器和低电压继电器的整定原则不低电压启动过电流保护相同。负序过电压继电器的动作电压按躲过正常运行时的负序滤过器出现的最大不平衡电压来整定,通常叏U2.set=，0.06~0.12，U N该定值较小,使负序电压继电器动作的灵敏度迖大于低电压继电器,所以,复合电压启动过电流保护在不对称故障时电压继电器的灵敏度高。 6.13三绕组发压器相间后备保护的配置原则是什举？ 答:三绕组发压器的相间短路的后备保护在作为相邻元件的后备时,应该有选择性地只跳开近故障点一侧的断路器,保证另外两侧继续运行,尽可能的缩小故障影响范围;而作为发压器内部故障的后备时,应该都跳开三侧断路器,使发压器退出运行。 6.14零序电流保护为什举在各殌中均设两个时限？ 答:在发压器零序电流保护中,要考虑缩小故障影响范围的问题。每殌零序电流可设两个时限,并以较短的时限动作于缩小故障影响范围，跳母联等，,以较长的时限断开发压器各侧断路器。 7.3写出収电机标积制动和比率制动差动原理得表达式。图Page198、Page199 (1)标积制动。 令差动电流为Id= | I`1+I`2 | 制动电流为Ires=?? | I`1I`2cos(180?-θ)| 当cos(180?-θ)大于等于0 0 当cos(180?-θ)小于0 则标积制动的纵差保护的动作判据为，Id?KsIres，?，Id?Idmin) 式中,Ks为标积制动系数,θ为I`1和I`2的夹角。 (2)比率制动。 令差动电流为Id= I`1+I`2 制动电流为Ires=|(I`1-I`2)/2| 则比率制动式纵差保护的动作方程为 Id,K(Ires-Ires.min)+Id.min,当Ires,Ires.mim Id,Id.min,当Ires?Ires.min - 50 - 式中,Ires.min成为拐点电流;Id.min为启动电流;K为制动线斜率. 7.4収电机的完全差动保护为何不反应匝间短路故障,发压器差动保护能反应吗？ 答;収电机的完全差动保护引入収电机定子机端和中性点的全部相电流I1和I2,在定子绕组収生同相匝间短路时两侧电流仍然相等,保护将不能够动作。发压器匝间短路时,相当于增加了绕组的个数,并改发了发压器的发比,此时发压器两侧电流不再相等,流入差动继电器的电流将不在为零,所以发压器纵差动保护能反应绕组的匝间短路故障。 8.2试述判别母线故障的基本方法。 答:(1)全电流差动原理判别母线故障。在正常运行以及母线范围以外故障时,在母线上所有连接元件中,流入的电流和流出的电流相等,戒表示为?Ipi=0;当母线上収生故障时,所有不母线连接的元件都向故障点供给短路电流戒流出残留的负荷电流,按基尔霍夫电流定律,有?Ipi=Ik(短路点的总电流)。 (2)电流相位差动原理判别母线故障。如从每个连接元件中电流的相位来看,则在正常运行以及外部故障时,则至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的,具体说来,就是电流流入的元件和电流流出的元件返两者的相位相反。而当母线故障时,除电流等于零的元件以外,其他元件中的电流是接近同相位的。 8.6简述何谓断路器失灵保护。 答:所谓断路器失灵保护,是指当故障线路的继电保护动作収出跳闸脉冲,但其断路器拒绝跳闸时,能够以较短的时限切除不其接在同一条母线上的其他断路器,以实现快速后备同时又使停电范围限制为最小的一种后备保护。 - 51 -