1、第 1章1-1 什么是故障、不正常運行方式和事故？它們之間有何不同？又有何聯系？答：在電力系統運行中，電氣元件發(fā)生短路、斷線時的狀態(tài)均視為故障狀態(tài)。在電力系統中，三相短路、兩相短路、兩相接地短路、一相接地短路、兩點接地短路（實際上也屬相間短路）和斷線統稱為電力系統的故障。在電力系統中可能會出現各種各樣的故障，但最常見且最危險的故障就是各種類型的短路。電力系統的不正常工作狀態(tài)是指電力系統中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)。常見的不正常運行狀態(tài)主要是：過負荷，過電壓、系統振蕩，頻率降低等。事故是指系統或其中一部分的正常工作遭到破壞，電能質量變到不能容許的程度，以致造成對用戶的停

2、止供電（或少送電）或造成人身傷亡和電氣設備的損壞。前者稱為停電事故，后者稱為人身和設備事故。不正常工作狀態(tài)的性質、后果和危害性有別于故障，長時間的不正常運行有可能造成故障。電力系統中發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)時，都可能在電力系統中引起事故。故障和不正常運行方式不可以避免，而事故則可以避免發(fā)生。1-2 什么是主保護和后備保護？遠后備保護和近后備保護有什么區(qū)別和特點？答：主保護：是為滿足電力系統穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護。后備保護：是當主保護或斷路器拒動時用來切除故障的保護。它又分為遠后備保護和近后備保護兩種。遠后備保護：指主保護或斷路器拒動時，由相鄰元件

3、的保護來實現的后備保護。遠后備保護的性能比較完善，它對相鄰元件的保護裝置、斷路器、二次回路和直流電源引起的拒動，均能起到后備作用，且實現簡單、經濟。但遠后備保護將使停電的范圍擴大，不能滿足選擇性和速動性的要求。近后備保護：當主保護拒動時，由本元件的另一套保護來實現的后備保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現后備保護。由于近后備保護與主保護安裝在同一元件上，所以近后備保護能滿足選擇性要求。1-3 繼電保護裝置的任務及其基本要求是什么？答：繼電保護裝置是指能反應電力系統中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：（ 1）自動、迅速、有選擇性

4、地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復正常運行。（ 2）反應電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據運行維護的條件（如有無經常值班人員）而動作于信號，以便值班人員及時進行處理，或由裝置自動進行調整，或將那些繼續(xù)運行就會引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設備予以切除。此時保護應有一定的延時，以免造成保護的誤動作。（ 3）繼電保護裝置還可以與電力系統中的其他自動化裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電時間，盡快恢復供電，從而提高電力系統運行的可靠性。繼電保護在電力系統中的主要作用是：通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安

5、全連續(xù)供電。對繼電保護裝置的基本要求是：（ 1）可靠性可靠性包括安全性和依賴性，是對繼電保護最根本的要求。所謂安全性是要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。所謂依賴性是要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了應該動作的故障時可靠動作，即不拒動。（ 2）選擇性所謂選擇性是指當電力系統中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統中切除，以盡量縮小停電的范圍。當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。（ 3）速動性所謂速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶在大電流、低電壓下運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統并

6、列運行的穩(wěn)定性。（ 4）靈敏性靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發(fā)生短路或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。1-4 電力系統如果沒有配備完善的繼電保護系統，想像一下會出現什么后果？答：繼電保護是電力系統的重要組成部分，是保證電力系統安全可靠運行的必不可少的技術措施之一。在現代的電力系統中，如果沒有專門的繼電保護裝置或繼電保護裝置不完善，要想維持系統的正常運行是根本不可能的。當故障發(fā)生時，不能及時進行處理，不能及時切除故障，導致電力系統運行不穩(wěn)定，甚至引起電力系統崩潰，造成人員傷亡及設備的毀壞，引起事故。1-5 繼電保護裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預定的保護功能，各環(huán)節(jié)的作用是什么？答：模擬

7、型繼電保護裝置主要是由測量回路、邏輯回路和和執(zhí)行回路三個環(huán)節(jié)來完成預定的保護功能。測量回路的作用：是測量與被保護電氣設備或線路工作狀態(tài)有關的物理量的變化，如電流、電壓等的變化，以確定電力系統是否發(fā)生了短路故障或出現不正常運行情況。邏輯回路的作用：是當電力系統發(fā)生故障時，根據測量回路的輸出信號，進行邏輯判斷，以確定保護是否應該動作，并向執(zhí)行元件發(fā)出相應的信號。執(zhí)行回路的作用：是執(zhí)行邏輯回路的判斷，發(fā)出切除故障的跳閘信號或指示不正常運行情況的信號。1-6 依據電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量幅值差異，已經構成哪些原理的保護，這些保護僅靠保護的整定值能切除保護范圍內任意點的故障嗎？答

8、：根據短路時電流的增大，可構成過電流保護；根據短路時電壓的降低，可構成低電壓保護；根據短路時電流與電壓之間相角的變化，可構成功率方向保護；根據電壓與電流比值的變化，可構成距離保護；根據不對稱短路時出現的電流、電壓的相序分量，可構成零序電流保護、負序電流保護和負序功率方向保護。這些保護僅靠保護的整定值不能切除保護范圍內任意點的故障。因為保護裝置或斷路器可能會因某種原因而產生拒動。1-7 依據電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀態(tài)下的差異，可以構成哪些原理的保護？答：根據故障時被保護元件兩端電流相位和大小的變化，可構成差動保護；高頻保護是利用高頻通道來傳遞線路兩端電流相位、大小和短路功率方向信號的

9、一種保護。1-8 結合電力系統分析課程知識，說明加快繼電保護的動作時間為什么可以提高電力系統的穩(wěn)定性？答：快速切除故障可以提高電力系統運行的穩(wěn)定性。 如圖：t1I0(s)當 D 點短路時，A 廠的電壓U 下降， 轉速 n 上升， 而 B 廠的電壓U 下降的小 （因距離遠） ，轉速 n 上升的也小，則出現轉速差n，若時間長，失去同步。若時間短，則相位差不大，易拉入同步，使系統恢復正常。1-9 從繼電保護的發(fā)展史，談與其他學科技術發(fā)展的關聯性。答：從繼電保護的發(fā)展史可以知道，繼電保護的發(fā)展離不開其他學科技術的發(fā)展，沒有繼電器的問世，就不會出現繼電保護，沒有晶體管的產生，就不會出現靜態(tài)繼電保護形式，

10、沒有計算機、微處理器的問世，就不會出現微機繼電保護。其他學科技術的快速發(fā)展，帶動了繼電保護技術的快速發(fā)展，所以繼電保護技術的發(fā)展與其他學科技術的發(fā)展是有很大的關聯性的。第 2章2-1 電力系統中性點有哪些運行方式？各有何特點？2-2 解釋“動作電流”、 “返回電流”和“返回系數”，過電流保護返回系數過低或過高各有何缺點？2-3 答：2-15 答： 根據過電流保護動作時限的整定原則：過電流保護的動作時限按階梯原則整定，還需要與各線路末端變電所母線上所有出線保護動作時限最長者配合。保護1 所在線路末端B 母線上出線動作時間最長的是t4max 2.5s， 則保護 1 的過電流保護的動作t1 t4ma

11、x t 2.5 0.5 3s2-16 答： （ 1）保護 1 電流 I 段整定計算：求動作電流。按躲過最大運行方式下本線路末端（即K1 點）三相短路時流過保護的最大短路電流來整定，即IIOP1 K Irel I (K31) maxK IrelES1.25 36.75/ 32.652(KA)ZSmax Z1L14 0.4 15采用兩相不完全星形接線方式時流過繼電器的動作電流為OP JIOP1KTA2.6526044.2 A求動作時限。第I 段為電流速斷，動作時間為保護裝置的固有動作時間，即靈敏系數校驗，即求保護范圍。在最大運行方式下發(fā)生三相短路時的保護范圍為0.4 85 34L maxS min

12、10.4min13Z12ESZ S maxI OP 113 36.75/ 3 50.422.6524.82 km36.75/ 3410.0 km2.652L10則 Lmax% Lmax 100% 10 100% 66.67% 50%，滿足要求。maxL115在最小運行方式下發(fā)生三相短路時的保護范圍為則 Lmin% Lmin 100% 4.82 100% 32.13% 15%，滿足要求。 mn L115I 段動作電流相（2）保護1 電流 II 段整定計算求動作電流。按與相鄰線路保護配合的原則來整定，即I IOI P1K IrIelI OP 21.1 1.2536.75 / 34 0.4 15 3

13、51.217(KA)采用兩相不完全星形接線方式時流過繼電器的動作電流為III IOI PJOP 1K TA1.2176020.3(A)求動作時限。應比相鄰線路保護I 段動作時限高一個時限級差，即t1IIt2It 0 0.5 0.5( S)靈敏系數校驗。利用最小運行方式下本線路末端（即K1 點）發(fā)生兩相金屬性短路時流過保護的電流來校驗靈敏系數，即3 ES3 36.75 / 3KsIIen1I（K1I）Imin2ZSImIax Z1L125 0.4 15 1.373 1.3，滿足要求。sen1IIOIP1IIOIP11.217（ 3）保護 1 電流 III 段整定計算求動作電流。按躲過本線路可能流

14、過的最大負荷IIIOP 1K IIIl K SSrel SSI L maxK re12 151.2 1.5 230 487.059 A0.85采用兩相不完全星形接線方式時流過繼電器的動作電流為IIIOP JI IOIIP1K TA487.059608.118(A)求動作時限。應比相鄰線路保護的最大動作時限高一個時限級差，即t1IIIt2 t t3 t t 0.5 0.5 0.5 1.5(S)12 max3 max靈敏系數校驗。作近后備保護時，利用最小運行方式下本線路末端（即K1 點）發(fā)生兩相金屬性短路時流過保護裝置的電流來校驗靈敏系數，即3 ES3 36.75/ 3（2）KIsIeIn1I K

15、I1IImin2ZSImIax Z1L125 0.4 15 3.423 1.5，滿足要求。sen1I OIIIP 1IOIIP1487.059/1000作遠后備保護時，利用最小運行方式下相鄰線路末端（即K2 點）發(fā)生兩相金屬性短路時流過保護裝置的電流來校驗靈敏系數，即I (2)III I K1 minsen1 IIII OP 13 ES2 ZSmax Z1L1336.75 / 3I OIIP12 5 0. 4 (15 35)1.496 1.2 ，滿足要求。487.059/10002-17 答：2-18 答： （ 1）根據已知條件，通過保護4的最大負荷電流為I L max 400 500 550

16、 1450A則保護 4 的過電流保護的動作電流為I I4IIOPK IrIeIl KSS ILmax 1.15 1.3 1450 2550.294AK re0.85（ 2）保護 4 的過電流保護的整定值不變，當保護1 所在元件故障被切除后，通過保護 4 的最大負荷電流為I L max 500 550 1050A ，則返回系數為Kre K IrIeIl KIIIss ILmax 1.15 1.3 10500.616， 即返回系數低于此值時會造成保護reI I4IIOP2550.2944 誤動作。( 3)當Kre 0.85時，保護4的過電流保護的靈敏系數為KIsIeIn 3.2，則I (K2)mi

17、nK IsIeI n I I4IIop3.2 2550.294 8160.941A，K re 0.7 時，保護4 的過電流保護的動作電流為I I4IIOPK IrIeIl KSS ILmax 1.15 1.3 1450 3096.786 A，則保護4的過電流保護的靈4OPK re0.7I (2)敏系數為KsIIeInIKIIIminsen IIII 4 OP8160.941 2.635。3096.7862-19 答：3-25 解：線路AB 的正序阻抗ZAB線路 BC 的正序阻抗Z BC0.4 60 241距離 I 段的整定計算整定阻抗ZsIetKrIelZAB0.85 34 28.9se re

18、動作時限tI0s（ I 段的實際動作時限為保護固有動作時間）2距離 II 段的整定計算整定阻抗：按與相鄰線路BC 保護 2 的 I 段配合，ZsIIetKrIeIl ZABZsIet2se rese取 KrIeIl0.8，ZsIet2KrIelZBC0.85 2420.4 ，則resereZsIIet0.8 34 20.443.52靈敏系數校驗：按本線路末端短路計算，即KsenZsIIet43.52 1.28 1.5，不滿足要求，可考慮與BC 線路距離II 段配合。sen ZAB 34動作時限：與相鄰線路保護的I 段配合，則tIIt2It 0 0.5s 0.5s（ 1） A側保護 1 的距離 I 段的保護范圍為LI 28.9 72.25km0.4在線路 AB 上距 A 側 65km 處發(fā)生金屬性相間短路時，故障點位于I 段的保護范圍內，所以A 側保護 1 的 I 段、 II 段都要起動，但I 段瞬時動作，跳開A 側斷路器，切除故障線路，II 段則在故障電流消失后返回。在線路 AB 上距 A 側 75km 處發(fā)生金屬性相間短路時，故障點位于II 段的保護范圍內，所以A 側保護 1 的 I 段不起動，II 段起動，經延時0.5s后動作于A側斷路器跳