電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課后部分習(xí)題答案

1、1 緒論1.1電力系統(tǒng)如果沒有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，想象一下會出現(xiàn)什么情景？答：現(xiàn)代的電力系統(tǒng)離開完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)是不能運(yùn)行的。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，電源至故障點(diǎn)之間的電力設(shè)備中將流過很大的短路電流，若沒有完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)將故障快速切除，則會引起故障元件和流過故障電流的其他電氣設(shè)備的損壞；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，發(fā)電機(jī)端電壓降低造成發(fā)電機(jī)的輸入機(jī)械功率和輸出電磁功率的不平衡，可能引起電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞，甚至引起電網(wǎng)的崩潰、造成人身傷亡。如果電力系統(tǒng)沒有配備完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)，則當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行時，不能及時地發(fā)出信號通知值班人員進(jìn)行合理的處理。1.2繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中所起的作

2、用是什么?答:繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)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.它的作用包括:1.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時不動作;2.電力系統(tǒng)部正常運(yùn)行時發(fā)報警信號,通知值班人員處理,使電力系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行;3.電力系統(tǒng)故障時,甄別出發(fā)生故障的電力設(shè)備,并向故障點(diǎn)與電源點(diǎn)之間、最靠近故障點(diǎn)斷路器發(fā)出跳閘指令,將故障部分與電網(wǎng)的其他部分隔離。1.3繼電保護(hù)裝置通過哪些主要環(huán)節(jié)完成預(yù)定的保護(hù)功能,各環(huán)節(jié)的作用是什么?答:繼電保護(hù)裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執(zhí)行輸出三個部分完成預(yù)定的保護(hù)功能。測量比較環(huán)節(jié)是冊來那個被保護(hù)電器元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行

3、比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判別保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動。邏輯判斷環(huán)節(jié)是根據(jù)測量環(huán)節(jié)輸出的邏輯信號，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)是根據(jù)邏輯部分傳來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動作信息、發(fā)出警報或不動作。1.4 依據(jù)電力元件正常工作、不正常工作和短路狀態(tài)下的電氣量復(fù)制差異，已經(jīng)構(gòu)成哪些原理的保護(hù)，這些保護(hù)單靠保護(hù)整定值能求出保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障嗎？答：利用流過被保護(hù)元件電流幅值的增大，構(gòu)成了過電流保護(hù);利用短路時電壓幅值的降低，構(gòu)成了低電壓保護(hù)；利用電壓幅值的異常升高，構(gòu)成

4、了過電壓保護(hù)；利用測量阻抗的降低和阻抗角的變大，構(gòu)成了低阻抗保護(hù)。單靠保護(hù)增大值不能切除保護(hù)范圍內(nèi)任意點(diǎn)的故障，因為當(dāng)故障發(fā)生在本線路末端與下級線路的首端出口時，本線路首端的電氣量差別不大。所以，為了保證本線路短路時能快速切除而下級線路短路時不動作，這種單靠整定值得保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分。1.5依據(jù)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(gòu)成哪些原理的保護(hù)？答：利用電力元件兩端電流的差別，可以構(gòu)成電流差動保護(hù)；利用電力元件兩端電流相位的差別可以構(gòu)成電流相位差動保護(hù)；利兩側(cè)功率方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)方向比較式保護(hù)；利用兩側(cè)測量阻抗的大小和方向的差別，可以構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。1.6

5、如圖1-1所示，線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？答：線路保護(hù)應(yīng)接TA1，母線保護(hù)應(yīng)接TA2。因為母線保護(hù)和線路保護(hù)的保護(hù)區(qū)必須重疊，使得任意點(diǎn)的故障都處于保護(hù)區(qū)內(nèi)。 圖1-1 電流互感器選用示意圖1.7 結(jié)合電力系統(tǒng)分析課程的知識，說明加快繼電保護(hù)的動作時間，為什么可以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性？答：由電力系統(tǒng)分析知識可知，故障發(fā)生時發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率減小二機(jī)械功率基本不變，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生加速的不平衡功率。繼電保護(hù)的動作時間越快，發(fā)電機(jī)加速時間越短，功率角擺開幅度就越小，月有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。 由分析暫態(tài)穩(wěn)定性的等面積理論可知，繼電保護(hù)的動作速度越快，故障持續(xù)的時間就

6、越短，發(fā)電機(jī)的加速面積就約小，減速面積就越大，發(fā)電機(jī)失去穩(wěn)定性的可能性就越小，即穩(wěn)定性得到了提高。1.8后備保護(hù)的作用是什么？闡述遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：后備保護(hù)的作用是在主保護(hù)因保護(hù)裝置拒動、保護(hù)回路中的其他環(huán)節(jié)損壞、斷路器拒動等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動來切除故障。 遠(yuǎn)后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：保護(hù)范圍覆蓋所有下級電力元件的主保護(hù)范圍，它能解決遠(yuǎn)后備保護(hù)范圍內(nèi)所有故障元件由任何原因造成的不能切除問題。 遠(yuǎn)后備保護(hù)的缺點(diǎn)是：（1）當(dāng)多個電源向該電力元件供電時，需要在所有的電源側(cè)的上級元件處配置遠(yuǎn)后備保護(hù)；（2）動作將切除所有上級電源測的斷路器，造成事故擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中

7、難以滿足靈敏度的要求。近后備保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）與主保護(hù)安裝在同一斷路器處，在主保護(hù)拒動時近后備保護(hù)動作；（2）動作時只能切除主保護(hù)要跳開的斷路器，不造成事故的擴(kuò)大；（3）在高壓電網(wǎng)中能滿足靈敏度的要求。 近后備保護(hù)的缺點(diǎn)是：變電所直流系統(tǒng)故障時可能與主保護(hù)同時失去作用，無法起到“后備”的作用；斷路器失靈時無法切除故障，不能起到保護(hù)作用。1.9 從對繼電器的“四性“要求及其間的矛盾，闡述繼電保護(hù)工作即是理論性很強(qiáng)，又是工程實踐性很強(qiáng)的工作。答：繼電保護(hù)的可靠性、選擇性、速動性和靈敏性四項要求之間即矛盾又統(tǒng)一。繼電保護(hù)的科學(xué)研究、設(shè)計、制造和運(yùn)行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辯證統(tǒng)一關(guān)系

8、進(jìn)行的。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)即是一門理論性很強(qiáng)，又是工程實踐性很強(qiáng)的學(xué)科。首先繼電保護(hù)工作者要掌握電力系統(tǒng)、電氣設(shè)備的基本原理、運(yùn)行特性和分析方法，特別要掌握電力系統(tǒng)故障時的電氣量變化的規(guī)律和分析方法，通過尋求電力系統(tǒng)的不同運(yùn)行狀態(tài)下電氣量變化的特點(diǎn)和差異來“甄別“故障或不正常狀態(tài)的原理和方法，應(yīng)用不同的原理和判據(jù)實現(xiàn)繼電保護(hù)的基本方法，所以需要很強(qiáng)的理論性。 由于被保護(hù)的電力系統(tǒng)及其相關(guān)的電氣設(shè)備千差萬別，故障時電氣量的變化受多種因素的影響和制約，因此任何一種繼電保護(hù)原理或裝置都不可能不加調(diào)整地應(yīng)用于不同的電氣設(shè)備或系統(tǒng)，而應(yīng)根據(jù)實際工程中設(shè)備、系統(tǒng)的現(xiàn)狀與參數(shù)，對其繼電保護(hù)做出必要的調(diào)整。相

9、同原理的保護(hù)裝置在應(yīng)用于電力系統(tǒng)不同位置的元件上時，可能有不同的配置和配合；相同的電力元件在電力系統(tǒng)不同位置安裝時，可能配置不同的繼電保護(hù)，這些均需要根據(jù)電力系統(tǒng)的工程實際，具體問題具體分析，所以繼電保護(hù)又具有很強(qiáng)的工程實踐性。2電流的電網(wǎng)保護(hù)2.1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(dāng)加入繼電器的電量在動作值附近時將可能出現(xiàn)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(dāng)加入繼電器的動作電量（圖中的）大于其設(shè)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

10、會返回，只有當(dāng)加入繼電器的電氣量小于其設(shè)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(dāng)加入繼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(xiàn)“抖動“現(xiàn)象，后續(xù)的電路將無法正常工作。2.2 請列舉說明為實現(xiàn)“繼電特性”，電磁型、集成電路性、數(shù)字型繼電器常分別采用那些技術(shù)？答：在過量動作的電磁型繼電器中，繼電器的動作條件是電磁力矩大于彈簧的反拉力矩與摩擦力矩之和，當(dāng)電磁力矩剛剛達(dá)到動作條件時，繼電器的可動銜鐵開始轉(zhuǎn)

11、動，磁路氣隙減小，在外加電流（或電壓）不變的情況下，電磁力矩隨氣隙的減小而按平方關(guān)系增加，彈簧的反拉力矩隨氣隙的減小而線性增加，在整個動作過程中總的剩余力矩為正值，銜鐵加速轉(zhuǎn)動，直至銜鐵完全吸合，所以動作過程干脆利落。繼電器的返回過程與之相反，返回的條件變?yōu)樵陂]合位置時彈簧的反拉力矩大于電磁力矩與摩擦力矩之和。當(dāng)電磁力矩減小到啟動返回時，由于這時摩擦力矩反向，返回的過程中，電磁力矩按平方關(guān)系減小，彈簧力矩按線性關(guān)系減小，產(chǎn)生一個返回方向的剩余力矩，因此能夠加速返回，即返回的過程也是干脆利落的。所以返回值一定小于動作值，繼電器有一個小于1 的返回系數(shù)。這樣就獲得了“繼電特性”。在集成電路型繼電器

12、中，“繼電特性”的獲得是靠施密特觸發(fā)器實現(xiàn)的，施密特觸發(fā)器的特性，就是繼電特性。在數(shù)字型繼電器中，“繼電特性”的獲得是靠分別設(shè)定動作值和返回值兩個不同的整定值而實現(xiàn)的。2.3 解釋“動作電流”和“返回系數(shù)”，過電流繼電器的返回系數(shù)過低或高各有何缺點(diǎn)？答：在過電流繼電器中，為使繼電器啟動并閉合其觸點(diǎn)，就必須增大通過繼電器線圈的電流，以增大電磁轉(zhuǎn)矩，能使繼電器動作的最小電流稱之為動作電流。在繼電器動作之后，為使它重新返回原位，就必須減小電流以減小電磁力矩，能使繼電器返回原位的最大電流稱之為繼電器的返回電流。過電流繼電器返回系數(shù)過小時，在相同的動作電流下起返回值較小。一旦動作以后要使繼電器返回，過電

13、流繼電器的電流就必須小于返回電流，真陽在外故障切除后負(fù)荷電流的作用下繼電器可能不會返回，最終導(dǎo)致誤動跳閘；而返回系數(shù)過高時，動作電流惡和返回電流很接近，不能保證可靠動作，輸入電流正好在動作值附近時，可能回出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象，使后續(xù)電路無法正常工作。繼電器的動作電流、返回電流和返回系數(shù)都可能根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)定。2.4 在電流保護(hù)的整定計算中，為什么要引入可靠系數(shù)，其值考慮哪些因素后確定？答：引入可靠系數(shù)的原因是必須考慮實際存在的各種誤差的影響，例如：（1）實際的短路電流可能大于計算值；（2）對瞬時動作的保護(hù)還應(yīng)考慮短路電流中非周期分量使總電流增大的影響；（3）電流互感器存在誤差；（4）保護(hù)裝置中的短

14、路繼電器的實際啟動電流可能小于整定值?？紤]必要的裕度，從最不利的情況出發(fā)，即使同時存在著以上幾個因素的影響，也能保證在預(yù)定的保護(hù)范圍以外故障時，保護(hù)裝置不誤動作，因而必須乘以大于1的可靠系數(shù)。2.5 說明電流速斷、限時電流速斷聯(lián)合工作時，依靠什么環(huán)節(jié)保證保護(hù)動作的選擇性？依靠什么環(huán)節(jié)保證保護(hù)動作的靈敏度性和速動性？答：電流速斷保護(hù)的動作電流必須按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定，即考電流整定值保證選擇性。這樣，它將不能保護(hù)線路全長，而只能保護(hù)線路全長的一部分，靈敏度不夠。限時電流速斷的整定值低于電流速斷保護(hù)的動作短路，按躲開下級線路電流速斷保護(hù)的最大動作范圍來整定，提高了保護(hù)動作的靈敏性，

15、但是為了保證下級線路短路時不誤動，增加一個時限階段的延時，在下級線路故障時由下級的電流速斷保護(hù)切除故障，保證它的選擇性。 電流速斷和限時電流速斷相配合保護(hù)線路全長，速斷范圍內(nèi)的故障由速斷保護(hù)快速切除，速斷范圍外的故障則必須由限時電流速斷保護(hù)切除。速斷保護(hù)的速動性好，但動作值高、靈敏性差；限時電流速斷保護(hù)的動作值低、靈敏度高但需要0.30.6s的延時才能動作。速斷和限時速斷保護(hù)的配合，既保證了動作的靈敏性，也能夠滿足速動性的要求。2.6為什么定時限過電流保護(hù)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(hù)的整定值按照大于本線路流過的最大負(fù)荷電流整定，不但

16、保護(hù)本線路的全長，而且保護(hù)相鄰線路的全長，可以起遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用。當(dāng)遠(yuǎn)處短路時，應(yīng)當(dāng)保證離故障點(diǎn)最近的過電流保護(hù)最先動作，這就要求保護(hù)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(hù)靈敏度最高、動作時間最短，每向上一級，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(xiàn)越級跳閘、非選擇性動作現(xiàn)象的發(fā)生。由于電流速斷只保護(hù)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。2.7 如圖2-2所示網(wǎng)絡(luò)，在位置1、2和3處裝有電流保護(hù)，系統(tǒng)參數(shù)為： ， 、，線路阻抗，=1.2 、=1.15 ， ，=1.5、=0.85。試求：（1）發(fā)電機(jī)元件最多三臺運(yùn)行，最少

17、一臺運(yùn)行，線路最多三條運(yùn)行，最少一條運(yùn)行，請確定保護(hù)3在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗。（2）整定保護(hù)1、2、3的電流速斷定值，并計算各自的最小保護(hù)范圍。（3）整定保護(hù)2、3的限時電流速斷定值，并校驗使其滿足靈敏度要求（1.2）（4）整定保護(hù)1、2、3的過電流定值，假定流過母線E的過電流保護(hù)動作時限為0.5s，校驗保護(hù)1作后備用，保護(hù)2和3作遠(yuǎn)備用的靈敏度。 圖2-2 簡單電網(wǎng)示意圖解：由已知可得=0.4×60=24，=0.4×40=16，=0.4×50=20，=0.4×30， =0.4×20=8（1）經(jīng)分析可知，最大運(yùn)行方式及阻抗最小時，

18、則有三臺發(fā)電機(jī)運(yùn)行，線路L1L3全部運(yùn)行，由題意G1，G2連接在同一母線上，則=（|+|）|(+)=(6+12)|(10+16)=10.6同理，最小運(yùn)行方式下即阻抗最大，分析可知只有在G1和L1運(yùn)行，相應(yīng)地有=+=39圖2-3 等值電路（2）對于保護(hù)1，其等值電路圖如圖2-3所示，母線E最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)1 的最大短路電流為相應(yīng)的速斷定值為=×=1.2×1.312=1.57kA最小保護(hù)范圍計算公式為= =-85.9km即1處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下沒有保護(hù)區(qū)。對于保護(hù)2等值電路如圖2-3所示，母線D在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)2 的最大電流 =

19、1.558kA相應(yīng)的速斷定值為 =×=1.2×1.558=1.87kA最小保護(hù)范圍為 =-70.6km即2處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。對于保護(hù)3等值電路如圖2-3所示，母線C在最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路流過保護(hù)3 的最大電流 =2.17kA相應(yīng)的速斷定值為 =×=1.2×2.17=2.603kA最小保護(hù)范圍為 =-42.3km即3處的電流速斷保護(hù)在最小運(yùn)行方式下也沒有保護(hù)區(qū)。上述計算表明，在運(yùn)行方式變化很大的情況下，電流速斷保護(hù)在較小運(yùn)行發(fā)生下可能沒有保護(hù)區(qū)。（3）整定保護(hù)2的限時電流速斷定值為 =1.15×1.57=1.80

20、6kA線路末段（即D處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時的電流為=0.8098kA 所以保護(hù)2處的靈敏系數(shù) =0.4484 即不滿足1.2的要求。同理，保護(hù)3的限時電流速斷定值為 =1.15×1.87=2.151kA線路末段（即C處）最小運(yùn)行發(fā)生下發(fā)生兩相短路時的電流為=0.9764kA所以保護(hù)3處的靈敏系數(shù) =0.4531 即不滿足1.2的要求?？梢姡捎谶\(yùn)行方式變化太大，2、3處的限時電流速斷保護(hù)的靈敏度都遠(yuǎn)不能滿足要求。（4）過電流整定值計算公式為 =所以有 =304.5A同理得 =406A =609A在最小運(yùn)行方式下流過保護(hù)元件的最小短路電流的計算公式為 =所以有 =727.8A

21、 =809.8A =974.51A所以由靈敏度公式 =可知，保護(hù)1作為近后備的靈敏度為=2.391.5 滿足近后備保護(hù)靈敏度的要求；保護(hù)2作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為 =1.791.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求；保護(hù)3作為遠(yuǎn)后備的靈敏度為 =1.331.2滿足最為遠(yuǎn)后備保護(hù)靈敏度的要求。保護(hù)的動作時間為 =0.5+0.5=1s =+0.5=1.5s =+0.5=2s2.8 當(dāng)圖2.56中保護(hù)1 的出口處在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路，保護(hù)按照題2.7配置和整定時，試問（1）共有哪些保護(hù)元件啟動？（2）所有保護(hù)工作正常，故障由何處的那個保護(hù)元件動作、多長時間切除？（3）若保護(hù)1 的電流速斷保護(hù)拒動

22、，故障由何處的那個保護(hù)元件動作、多長時間切除？（4）若保護(hù)1 的斷路器拒動，故障由何處的那個保護(hù)元件動作、多長時間切除？答: （1） 由題2.7的分析，保護(hù)1出口處（即母線D處）短路時的最小短路電流為0.8098kA，在量值上小于所有電流速斷保護(hù)和限時電流速斷保護(hù)的整定值，所以所有這些保護(hù)都不會啟動；該量值大于1、2、3處過電流保護(hù)的定值，所以三處過電流保護(hù)均會啟動。（2）所有保護(hù)均正常的情況下，應(yīng)有1處的過電流以1s的延時切除故障。（3）分析表明，按照本題給定的參數(shù)，1處的速斷保護(hù)肯定不會動作，2處的限時電流速斷保護(hù)也不會動作，只能靠1處的過電流保護(hù)動作，延時1s跳閘；若斷路器拒動，則應(yīng)由2

23、處的過電流保護(hù)以1.5s的延時跳開2處的斷路器。2.9 如圖2-4所示網(wǎng)絡(luò)，流過保護(hù)1、2、3的最大負(fù)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(hù)4 的過電流定值；（2） 保護(hù)4的過電流定值不變，保護(hù)1所在元件故障被切除，當(dāng)返回系數(shù)低于何值時會造成保護(hù)4誤動？（3） =0.85時，保護(hù)4的靈敏系數(shù)=3.2，當(dāng)=0.7時保護(hù)4 的靈敏系數(shù)降低到多少？圖2-4 系統(tǒng)示意圖解：過電流保護(hù)4 的最大負(fù)荷電流為 =400+500+550=1450A保護(hù)4的過電流定值為 =2.55A時限為 =max（，）+=1.5s（2）保

24、護(hù)21 切除故障后，流過保護(hù)4 的最大負(fù)荷電流 =500+550=1050A=1.05kA，在考慮電動機(jī)的自啟動出現(xiàn)的最大保護(hù)電流 =1.3×1.05=1.365kA，這個電流必須小于保護(hù)4 的返回電流，否則1.5s以后保護(hù)4 將誤切除。相應(yīng)的要求=2.55，從而2.551.365，=0.535。當(dāng)返回系數(shù)低于0.535時，會造成保護(hù)誤動。（3）保護(hù)4的靈敏系數(shù)=，與成正比，當(dāng)下降時靈敏系數(shù)下降，=2.635。2.10 在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)兩條上下、級線路安裝相間短路的電流保護(hù)時，上級線路裝在A、C相商，二下級線路裝在A、B 相上，有何優(yōu)缺點(diǎn)？當(dāng)兩條線路并列時，這種安裝方式有

25、何優(yōu)缺點(diǎn)？以上串、并兩種線路，若采用三相星形接線，有何不足？答：在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，允許單相接地時繼續(xù)短時運(yùn)行，在不同線路不同相別的兩點(diǎn)接地形成兩相短路時，可以只切除一條故障線路，另一條線路繼續(xù)運(yùn)行。不考慮同相的故障，兩線路故障組合共有以下六種方式：（1A、2B） 、（1A、2C）、（1B、2A）、（1B、2C）、（1C、2A）、（1C、2B）。當(dāng)兩條上、下級線路安裝相間短路電流保護(hù)時，上級線路裝在A、C相商，而下級裝在A、B相上時，將在（1A、2B） 、（1B、2A）、（1C、2A）和 （1C、2B）四種情況下由下級線路保護(hù)切除故障，即下級線路切除故障的幾率為2/3;當(dāng)故障為（1A、2

26、C）時，將會由上級線路保護(hù)切除故障；而當(dāng)故障為（1B、2C）時，兩條線路均不會切除故障，出現(xiàn)保護(hù)拒動的嚴(yán)重情況。兩條線路并列時，若兩條線路保護(hù)動作的延時一樣，則在（1A、2B） 、（1C、2A）和 （1C、2B）三種情況下，兩條線路被同時切除；而在(1A、2C)故障下，只能切除線路1；在（1B、2A）故障下，只能切除線路2；在（1B、2C）故障下，兩條線路均不會切除，即保護(hù)拒動。若保護(hù)采用三相星形接線時，需要三個電流互感器和四根二次電纜，相對來講是復(fù)雜不經(jīng)濟(jì)的。兩條線路并列時，若發(fā)生不同相別的接地短路時，兩套保護(hù)均啟動，不必要切除兩條線路的機(jī)會就比較多。2.11在雙側(cè)電源供電的網(wǎng)絡(luò)中，方向性電

27、流保護(hù)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(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)中，利用電流幅值特征不能保證保護(hù)動作的選擇性。方向性電流保護(hù)利用短路時功率方向的特征，當(dāng)短路功率由母線流向線路時表明故障點(diǎn)在線路方向上，是保護(hù)應(yīng)該動作的方向，允許保護(hù)動作。反之，不允許保護(hù)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(cè)的保護(hù)只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。2.12功率方向判別元件實質(zhì)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(zhì)是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位，并且根據(jù)一定關(guān)系co

28、s(+a)是否大于0判別初短路功率的方向。為了進(jìn)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(shù)字式保護(hù)中進(jìn)行相量計算、在模擬式保護(hù)中形成方波），且有最小的動作電壓和電流要求。當(dāng)短路點(diǎn)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(xiàn)了電壓死區(qū)。在保護(hù)正方向發(fā)生最常見故障時，功率方向判別元件應(yīng)該動作最靈敏。2.13 當(dāng)教材中途2.29的功率方向判別元件用集成電路實現(xiàn)，分別畫出，和，時，各輸出電壓隨時間變化的波形；如果用數(shù)字式（微機(jī)）實現(xiàn)，寫出你的算法，并校驗上述兩種情況下方向元件的動作情況。答：以內(nèi)角=30°為例，畫出各點(diǎn)輸出電壓波形如圖2-5所示。 動作最靈敏條件

29、臨界動作條件 圖2-5 各點(diǎn)電壓輸出波形圖可以看出，在內(nèi)角=30°時第一種情況下動作最靈敏，第二種情況元件處于臨界動作狀態(tài)。數(shù)字式實現(xiàn)時，動作的判據(jù)可以表示為 。將第一種情況和第二種情況下的電壓、電流帶入該判據(jù)可以得到情況1 為動作最靈敏，而情況2 處于臨界動作狀態(tài)的結(jié)論。2.14為了保證在正方向發(fā)生各種短路時功率判別元件都能動作，需要確定接線方式及內(nèi)角，請給出90°接線方式正方向短路時內(nèi)角的范圍。答：(1)正方向發(fā)生三相短路時，有0°<a<90°。(2)正方向發(fā)生兩相短路，當(dāng)短路點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近，短路阻抗時，0°<a&l

30、t;90°；當(dāng)短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處，且系統(tǒng)容量很大時，-30°<a<60°。綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當(dāng)0°<<90°時，使方向繼電器在一切故障情況下都能動作的條件應(yīng)為30°<a<60°。2.15 對于90°接線方式、內(nèi)角為30°的功率方向判別元件，在電力系統(tǒng)正常負(fù)荷電流（功率因數(shù)在0.85）下，分析功率方向判別元件的動作情況。假定A相的功率方向元件出口與B相過電流元件出口串接，而不是“按相連接”，當(dāng)反方向B、C兩相短路時，會出現(xiàn)什么情況？答：內(nèi)角為30

31、6;的功率方向元件，最大靈敏角=-30°，則動作范圍為-120-60°。由正常負(fù)荷電流的功率因數(shù)0.85可以得到=arctan0.85=31.79°，在動作范圍內(nèi)，根據(jù)功率元件出口與B相流過電流元件出口串接，當(dāng) 反方向發(fā)生B、C兩相短路時，B相過電流元件動作，由于該元件出口和A相功率方向元件串接，這樣就會啟動時間繼電器，出現(xiàn)延時跳閘。因而電流元件和功率元件必須“按相連接”。2.16 系統(tǒng)和參數(shù)見題2.7，試完成：（1）整定線路L3上不會4、5的電流速斷定值，并盡可能在一端加裝方向元件。（2）確定保護(hù)4、5、6、7、8、9處過電流的時間定值，并說明何處需要安裝方向元

32、件。（3）確定保護(hù)5、7、9限時電流速斷的電流定值，并校驗靈敏度。答：整定保護(hù)5的電流速斷。保護(hù)4處的母線發(fā)生三相短路時，流過保護(hù)5的短路電流為= = 2.554A 按此電流來整定，動作定值=3.064kA在來看發(fā)電機(jī)1、2處于最大運(yùn)行方式下保護(hù)5處母線三相短路時，有=（|+|）=18 保護(hù)5處的電流為 =1.953kA遠(yuǎn)小于按躲過保護(hù)4 處母線三相短路求得的整定電流，所以保護(hù)5不必安裝方向元件，僅靠定值就能保證方向故障時不誤動作。現(xiàn)在整定保護(hù)4，保護(hù)4按躲過保護(hù)5 處母線短路最大電流整定時，定值為=2.34kA 當(dāng)保護(hù)4處背側(cè)母線三相短路是，流過保護(hù)4 的電流為2.554kA，大于其整定值，

33、所以不會誤動，必須加裝方向元件。（2）過電流保護(hù)按躲過最大負(fù)荷電流整定，其量值較小，保護(hù)靈敏度很高，49任何一處保護(hù)正向及方向故障時，短路電流的量值都會超過其整定值，所以每一處都應(yīng)安裝方向元件。在均裝方向元件的情況下，4、5、6處的過電流保護(hù)的動作時間分別與G3、G2和G1處的過電流保護(hù)時間相配合，在其動作延時的基礎(chǔ)上增加一個時間級差；5、7、9處過電流保護(hù)的動作時間均與3處過電流時間相配合，由題2.7可知，三處過電流保護(hù)的動作時間為2s，所以5、7、9處過流保護(hù)的動作時間均應(yīng)取2.5s。（3）5處限時電流速斷保護(hù)定值應(yīng)該與3、6、8處電流速斷保護(hù)的定值相配合。與3 處電流速斷保護(hù)的定值配合：

34、3處電流速斷保護(hù)的定值為=×=2.603KA，L3支路對應(yīng)的分支系數(shù)的倒數(shù)為 與保護(hù)3配合時，5處限時電流速斷保護(hù)的定值為 =1.224kA與6處和8處電流速斷配合： 若裝設(shè)方向元件，則6處電流速斷保護(hù)應(yīng)該按躲過母線A處三相短路的最大短路電流來整定，而母線A三相短路時，發(fā)電機(jī)G1，G2所提供的短路電流不會流過保護(hù)6 ，只有發(fā)電機(jī)G3的電流才流過保護(hù)6，所以其段的整定值為=×=1.048kA同理，裝設(shè)方向元件的情況下，8處保護(hù)的定值也為 =1.048kA。按與它們配合時，5處限時電流速斷保護(hù)的定值為 =1.205kA取三種情況的最大者，即=1.224kA校驗靈敏度：母線B兩相

35、短路時，流過5處的最小短路電流為=2.211kA 所以靈敏度為 =1.834滿足要求。在6、8處不裝方向元件的情況下，它們速斷保護(hù)的定值還應(yīng)安躲過母線B三相短路時流過它們的最大短路電流來整定。母線B三相短路時流過6、8處的最大短路電流為=1.844kA這時其短路電流速斷保護(hù)的整定值變?yōu)?2.26kA所以5處限時電流保護(hù)的定值為 =2.599kA靈敏度為 =0.85 故不滿足要求。2.17在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生接地短路后，試分析、總結(jié)：(1)零序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(2)負(fù)序電壓、電流分量的分布規(guī)律；(3)正序電壓、電流分量的分布規(guī)律。答：(1)零序電壓故障點(diǎn)處零序電壓最高，距故障點(diǎn)

36、越遠(yuǎn)零序電壓越低，其分布取決于到大地間阻抗的大小。零序電流由零序電壓產(chǎn)生，由故障點(diǎn)經(jīng)線路流向大地，其分布主要取決于送電線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗，與電源點(diǎn)的數(shù)目和位置無關(guān)。(2)負(fù)序電壓故障點(diǎn)處負(fù)序電壓最高，距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)負(fù)序電壓越低，在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上負(fù)序電壓為零。負(fù)序電流的分布取決于系統(tǒng)的負(fù)序阻抗。(3)正序電壓越靠近電源點(diǎn)正序電壓數(shù)值越高，越靠近短路點(diǎn)正序電壓數(shù)值越低。正序電流的分布取決于系統(tǒng)的正序阻抗。2.18 比較不同的提取零序電壓方式的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）電磁式電壓互感器一般有三個繞組，一個一次繞組，兩個二次繞組。在三相系統(tǒng)中，三個單相式電壓互感器的一次繞組接成星形并將中

37、性點(diǎn)接地，其兩個二次繞組一個按星形方式接線，另一個按開口三角形接線，星形接線的繞組用來測量各相對地電壓及相間電壓，開口三角形用來直接獲取系統(tǒng)的零序電壓。這種方式獲取零序電壓的有地啊是簡單方便，精度較高，不需要額外的裝置或系統(tǒng);其缺點(diǎn)是開口三角側(cè)正常無電壓，不便于對其進(jìn)行監(jiān)視，該側(cè)出現(xiàn)斷線短路等故障無法及時發(fā)現(xiàn)，輸出零序電壓的極性容易標(biāo)錯，從而造成零序功率方向繼電器不能正確工作。（2）采用三相五柱式互感器本身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要應(yīng)用于35kV及以下電壓等級的中低壓配電系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)與（1）的情況類似。（3）接于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的電壓互感器，用一只電壓互感器即可取得三相系統(tǒng)的零序電壓，較為經(jīng)濟(jì)，但適用范

38、圍小，同時不平衡電壓較大，不夠靈敏。（4）保護(hù)內(nèi)部合成零序電壓的方式接線較為簡單，不容易出現(xiàn)接線及極性的錯誤，其缺點(diǎn)是裝置內(nèi)部必須設(shè)置專門的模塊。傳統(tǒng)的機(jī)電式保護(hù)中通常采用（1）、（2）、（3）三種方式獲取零序電壓；在數(shù)字式保護(hù)中，傾向于采用方式（4）;在一些特殊的場合，也可以采用方式（3）。2.19 系統(tǒng)示意圖如圖2-6所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運(yùn)行。參數(shù)為：kV，= =5，=8，=5，=15,=15,=20，=60km，=40km，線路阻抗=0.4/km，=1.2/km，=1.2，=1.1

39、5。 圖2-6 系統(tǒng)示意圖（1）畫出所有元件全運(yùn)行時的三序等值網(wǎng)絡(luò)，并標(biāo)注參數(shù)；（2）所有元件全保護(hù)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(hù)1、4零序段的最大、最小分支系數(shù)；（4）分別求出保護(hù)1、4零序、段的定值，并校驗靈敏度；（5）保護(hù)1、4零序、段是否需要安裝方向元件；（6）保護(hù)1處裝有單相重合閘，所有元件全運(yùn)行時發(fā)生系統(tǒng)振蕩，整定保護(hù)1不靈敏段定值。解：先求出線路的參數(shù)，即 =60km，=24，=72，=40km，=16,=48，所有元件全運(yùn)行是三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖2-7所示。 (a) 正序等值圖 (b) 負(fù)序等值圖 (c)零序等值圖圖2-7 所

40、有元件全運(yùn)行時三序電壓等值網(wǎng)絡(luò)圖（2）下求出所有元件全運(yùn)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(fù)荷序網(wǎng)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(fù)序阻抗為 =12.67故障端口零序阻抗為=79.5|10|55.5=7.657則復(fù)合序網(wǎng)等值圖如圖2-8所示。故障端口零序電流為 =2.012kA在零序網(wǎng)中按照零序?qū)Ъ{進(jìn)行分配零序電流從而得到此時流過保護(hù)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所示. 圖2-8 單相接地短路復(fù)合序網(wǎng)等值圖 圖2-9 單相接地短路零序電流分布圖2) 兩相

41、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(fù)合序網(wǎng)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(hù)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(fù)合序網(wǎng)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(hù)1的分支系數(shù) 當(dāng)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(dāng)只有一臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行是最大，有=87當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時最小，有 =79.5對于，當(dāng)T5

42、,T6只有一臺運(yùn)行時最大，=20；當(dāng)T5,T6兩臺全運(yùn)行時最小，=10. 因此保護(hù)1的最大分支系數(shù) =9.7，最小分支系數(shù)為=4.975同樣的分析保護(hù)4的分支系數(shù)。當(dāng)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(dāng)只有一臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行是最大，有=63當(dāng)兩臺發(fā)電機(jī)變壓器組運(yùn)行時最小，有 =55.5對于，當(dāng)T5,T6只有一臺運(yùn)行時最大，=20；當(dāng)T5,T6兩臺全運(yùn)行時最小，=10. 因此保護(hù)4的最大分支系數(shù) =7.3，最小分支系數(shù)為=3.775 圖2-12 BC段故障時變壓器的助增作用 圖2-13 AB段故障時變壓器的助增作用（4）保護(hù)1整定計算零序段： 根據(jù)

43、前面的分析結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)1的最大零序電流為 =0.229kA 故段定值 =1.2×3×0.229=0.8244kA為求保護(hù)1的零序段定值，應(yīng)先求出保護(hù)3零序段定值，設(shè)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(hù)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(hù)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(hù)3 的電流 =0.408kA這樣，流過保護(hù)3的最大零序電流 =0.43kA保護(hù)3的零序段定值為 =1.548kA這樣，保

44、護(hù)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(hù)1 的最小零序電流 =0.194kA靈敏系數(shù) =1.626保護(hù)4 整定計算：零序段 根據(jù)前面的分析結(jié)果，母線B故障流過保護(hù)4的最大零序電流為 =0.327kA 故段定值 =1.2×3×0.327=1.18kA為求保護(hù)4的零序段定值，應(yīng)先求出保護(hù)2零序段定值，設(shè)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(hù)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(hù)2的電流為 =0.356kA兩相接地短路時，有 =2.723正序電流 =9.1

45、7kA 零序電流 =3.64kA從而求得流過保護(hù)2的電流 =0.31kA這樣，流過保護(hù)2的最大零序電流 =0.356kA保護(hù)2的零序段定值為 =1.286kA這樣，保護(hù)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(hù)4 的最小零序電流 =0.278kA靈敏系數(shù) =2.142.20 系統(tǒng)示意圖如圖2-6所示，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)-變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運(yùn)行。參數(shù)為：kV，= =5，=8，=5，=15,=15,=20，=60km，=40km，線路阻抗=0.4/km，=1.2/km，=1.2，=1.1

46、5。其相間短路的保護(hù)也采用電流保護(hù)，試完成：（1）分別求出保護(hù)1、4 的段、定值，并校驗靈敏度；（2）保護(hù)1、4 的、段是否安裝方向元件；（3）分別畫出相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的交流接線;（4）相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的內(nèi)角有何不同；（5）功率方向判別元件必須正確地按照電壓、電流同名端接線后，才能正確工作，設(shè)想現(xiàn)場工程師是如何保證接線極性正確的。解：（1）保護(hù)1的、段整定。最大運(yùn)行方式為G1、G2全運(yùn)行，相應(yīng)的 =5 最小運(yùn)行方式為一臺電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)的 =10母線B處三相短路流過保護(hù)1的最大電流 =2.289kA保護(hù)1 的段定

47、值為 =1.2×2.289=2.747kA母線C三相短路流過保護(hù)3的最大電流 =1.475kA保護(hù)3 的段定值為 =1.771kA保護(hù)1 的段定值為 =2.063kA母線B兩相短路流過保護(hù)1的最小電流 =1.691kA保護(hù)1電流斷的靈敏度系數(shù) =0.83 靈敏度不滿足要求。保護(hù)4的、段整定。最大運(yùn)行方式為G3、G4全運(yùn)行，相應(yīng)的 =6.5 最小運(yùn)行方式為一臺電機(jī)運(yùn)行，相應(yīng)的 =13母線B處三相短路流過保護(hù)4的最大電流 =2.951kA保護(hù)1 的段定值為 =1.2×2.951=3.541kA母線A三相短路流過保護(hù)2的最大電流 =1.428kA保護(hù)2 的段定值為 =1.713k

48、A保護(hù)4 的段定值為 =1.97kA母線B兩相短路流過保護(hù)4的最小電流 =1.983kA保護(hù)4電流斷的靈敏度系數(shù) =1.01 靈敏度不滿足要求。（2）計算母線A背側(cè)三相短路時流過保護(hù)1 的最大短路電流，即=1.428kA由于2.747kA=，并且2.036kA=，故保護(hù)1 的、均不需要加裝方向元件。計算母線C背側(cè)三相短路時流過保護(hù)4的最大短路電流，即=1.475kA由于3.54kA=，并且1.97kA=，故保護(hù)4的、均不需要加裝方向元件。（3）相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件與零序功率方向元件的交流接線圖分別如圖2-14 、2-15所示.圖2-14 相間短路的電流保護(hù)的功率方向判別元件交流

49、接線圖圖 2-15 零序功率方向元件的交流接線圖（4）對相間短路電流保護(hù)功率方向判別元件而言，當(dāng)0°90°，使相間短路電流保護(hù)功率方向判別元件在一切故障時都能動作的條件為：內(nèi)角應(yīng)滿足30°60°。對某一已經(jīng)確定了阻抗角的送電線路而言，應(yīng)采用=90°-，以便短路時獲得最大靈敏角。而對零序功率方向判別元件而言，在保護(hù)范圍內(nèi)故障時，最大靈敏角=-95°-110°，即內(nèi)角一般為95°110°。（5）現(xiàn)場測定互感器極性的常用原理圖如圖2-16 所示。一般采用直流電池組配合直流毫安表的簡單工具，將電池正極接在互感器的

50、一次同名端，直流電表的紅筆（正極）接在二次同名端，當(dāng)電路接通時一次電流由同名端流入，二次電流由同名端流出，指針向右擺動，穩(wěn)定后電路斷開是指針向左擺動，則同名端標(biāo)識正確。若指針擺動方向相反，則二次同名端應(yīng)在另一端。當(dāng)電壓、電流互感器的同名端（極性）被正確標(biāo)定以后，按照功率方向元件接線原理圖仔細(xì)地接入后，還可以采用電壓、電流、功率和相角一體化測量儀表進(jìn)行測量，根據(jù)以上電量的幅值、相位關(guān)系和各讀數(shù)值對接線校核。圖2-16 現(xiàn)場測定電流互感器極性的常用原理接線圖2.21 對于比.2.19復(fù)雜得多的實際電力系統(tǒng)，設(shè)想保護(hù)工程師是如何完成保護(hù)定值計算的？如果你今后從事保護(hù)整定計算，如何借助現(xiàn)在計算工具提高

51、你的勞動效率？答：由于繼電保護(hù)整定計算多種不同的運(yùn)行方式，要對不同地點(diǎn)、不同類型的故障進(jìn)行多次計算，既要計算出各個繼電保護(hù)元件不同段的動作值，還要進(jìn)行靈敏度校驗，計算的工作量非常的大，特別是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的實際電力系統(tǒng)中，人工計算幾乎不可能完成。保護(hù)工作者曾今發(fā)明了“直（交）流計算臺”，用集中的電阻（阻抗）代表電網(wǎng)元件的電（阻）抗，按照電網(wǎng)的實際連接關(guān)系連接成模擬的電網(wǎng)，在電源點(diǎn)接上直（交）流電壓，用儀表測量短路后的電流、電壓。因為接線復(fù)雜、精度低，目前實際電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛推廣應(yīng)用繼電保護(hù)整定計算軟件，只要整定人員按要求輸入電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，就可以由計算機(jī)快速準(zhǔn)確的計算出需要的短路電流及不同

52、保護(hù)裝置隔斷的動作值，并可以由計算機(jī)完成靈敏度校驗。今后繼電保護(hù)的整定計算主要由計算機(jī)來完成，但整定計算人員必須了解計算的原理和原則，再出現(xiàn)一些整定計算軟件無法涵蓋的特殊情況時，還素人工手動計算作為補(bǔ)充。2.22 圖217所示系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)可以接地，也可以不接地。比較中性電直接接地系統(tǒng)與中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地以后，在下屬方面的異同：（1）零序等值網(wǎng)絡(luò)及零序參數(shù)的組成；（2）靈虛電壓分布規(guī)律；（3）零序電流的大小及流動規(guī)律；（4）故障電路與非故障線路零序功率方向；（5）故障電流的大小及流動規(guī)律；（6）故障后電壓方向機(jī)對稱性變化；（7）故障對電力系統(tǒng)運(yùn)行的危害；（8）對保護(hù)切除故障

53、速度的要求；圖2-17 系統(tǒng)接線圖答：（1）零序等值網(wǎng)絡(luò)及零序參數(shù)的組成：以線路AB末端發(fā)生單相接地為例，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序等值圖如圖218所示。由圖218可見，從故障點(diǎn)看進(jìn)去的零序阻抗為母線B引出的三個分支的并聯(lián)，等值阻抗值較小，出現(xiàn)單相接地后系統(tǒng)中會有較大的零序電流。 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，零序網(wǎng)絡(luò)由同級電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對地的等值電容構(gòu)成通路，其零序等值圖如圖219所示。圖2-18 線路AB末端故障時中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)零序等值圖圖2-19中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)零序等值圖由圖219可見，故障點(diǎn)的等值阻抗為三個對地容抗的并聯(lián)，由于分布電容的容值較小、阻抗較大，因此故障點(diǎn)的零序等值阻抗也較大，接

54、地不會產(chǎn)生較大的零序電流。零序電壓分布規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障點(diǎn)零序電壓最高，距離距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)下降越多，在變壓器中性點(diǎn)處降為0。 在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，若不計微小的零序電容電流在線路阻抗上產(chǎn)生的微小壓降，則統(tǒng)一電壓等級的整個系統(tǒng)的零序電壓都一樣（及三相變壓器之間的一部分系統(tǒng)）。（3）零序電流的大小及流動規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，零序電流的大小同系統(tǒng)的運(yùn)行方式和系統(tǒng)各部分的零序阻抗的大小都有關(guān)系，零序電流在故障點(diǎn)與變壓器中性點(diǎn)之間形成回路。 非直接接地系統(tǒng)中，零序電流的大小依賴于系統(tǒng)地相電動勢和線路的對地電容。零序電流從故障點(diǎn)流出通過線路的對地電容流回大地。非故障元件的零序電

55、流就是該線路本身的對地電容電流，故障元件中流過的零序電流，數(shù)值為全系統(tǒng)所有非故障元件對地電容電流值之和，再有消弧線圈的情況下，則是全系統(tǒng)所有非故障元件對地電容電流值與消弧線圈中的電感電流值相量和。（4）故障線路與非故障線路靈虛功率方向： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，在故障線路上零序功率方向表現(xiàn)為線路流向母線；在非故障線路上，靠近故障點(diǎn)的一側(cè)，零序功率方向由母線流向線路，而遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的一側(cè)，零序功率方向由線路流向母線。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障線路上電容性無功功率方向為線路流向母線；在非故障線路上，電容性無功功率方向為母線流向線路。（5）故障電流的大小及流動規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)和

56、網(wǎng)絡(luò)中變壓器中性點(diǎn)形成回路，因此故障相電流較大。故障電流有故障電流向中性點(diǎn)。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于不構(gòu)成短路回路而只經(jīng)過對地電容形成回路，因此接地相電流很小。由于接地電流相對于負(fù)荷電流較小，基本上不影響負(fù)荷電流的分布、（6）故障后電壓的變化及對稱性變化： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障后三相的相電壓和線電壓都不在對稱。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障后接地相電壓降為0，非接地相對于低電壓升高至原電壓的倍，但三相之間線電壓依然保持對稱。（7）故障對電力系統(tǒng)的危害：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障相電流很大，對系統(tǒng)危害很大。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障相電流很小，而且三相之間的線電壓任然保持對稱，對負(fù)荷的

57、供電沒有影響，一般情況下，對系統(tǒng)危害不大。（8）對保護(hù)切除故障速度的要求： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于接地相電流很大，為防止損壞設(shè)備，應(yīng)迅速切除接地相甚至三相。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)電流很小，切三項之間的線電壓仍對稱，可以允許再運(yùn)行12h，同時發(fā)出信號。2.23圖217所示系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)全部不接地，如果發(fā)現(xiàn)單相接地，試回答：（1）比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。（2）如果在接地電流過的電容電流超過10A（35KV系統(tǒng)）、20A（10KV系統(tǒng)）、30A（36KV系統(tǒng)）時，將裝設(shè)消弧線圈，減小接地電流，敘述用零序電流實現(xiàn)選線的困難。（3）敘述用零序