繼電保護(hù)課后題答案

1、1. 什么是繼電器的返回系數(shù)？返回系數(shù)都是小于1的嗎？提高返回系數(shù)？P12答：返回系數(shù)=返回電流/動(dòng)作電流；過電流繼電器的返回系數(shù)恒小于1。減小摩擦轉(zhuǎn)矩，減小轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，減小剩余轉(zhuǎn)矩。2. 試述對繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求的內(nèi)容。P4-P5答：（除了知道保護(hù)四性及其含義，更應(yīng)該能夠理解并運(yùn)用，如懂得對某故障對某保護(hù)引起的保護(hù)起動(dòng)、返回或動(dòng)作進(jìn)行四性的評價(jià)。）1) 選擇性：電力系統(tǒng)有故障時(shí)，應(yīng)有距離故障最近的保護(hù)裝置動(dòng)作，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，是停電范圍盡量縮小。2) 速動(dòng)性：快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。3) 靈敏性：指對于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生任何故障活不正常狀態(tài)的反應(yīng)能力

2、。4) 可靠性：是指在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在其他不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。3. 瞬時(shí)速斷的整定點(diǎn)在哪？為保證選擇性，保護(hù)裝置的起動(dòng)電流應(yīng)按躲開下一條線路出口處（如D2點(diǎn)即B變電所）短路時(shí)，通過保護(hù)的最大短路電流（最大運(yùn)行方式下的三相短路電流）來整定。即4. 定時(shí)限的動(dòng)作時(shí)間級(jí)差主要考慮拿下因素？應(yīng)包括故障線路斷路器的跳閘時(shí)間,故障線路保護(hù)1時(shí)間繼電器的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間比整定值延遲才能動(dòng)作，保護(hù)2時(shí)間繼電器可能比整定的時(shí)間提早動(dòng)作，還應(yīng)包括測量元件延遲返回的慣性時(shí)間，在增加一個(gè)裕度時(shí)間。t=+。5. 定時(shí)限段和定時(shí)限段的配合點(diǎn)在何處？6.

3、 在過電流保護(hù)段的整定公式中都應(yīng)有哪些系數(shù)？1）整定值計(jì)算的原則：電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)電流大于其正常運(yùn)行的電流，引入一個(gè)自起動(dòng)系數(shù)來表示自起動(dòng)時(shí)最大電流與正常運(yùn)行時(shí)最大負(fù)荷電流之比。=。保護(hù)能夠立即返回，保護(hù)裝置的返回電流大于。引入可靠系數(shù)，則有=。引入幾點(diǎn)起的返回系數(shù)，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流=。2）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)：（1）過電流保護(hù)為本線路的主保護(hù)，應(yīng)采用最小運(yùn)行方式下本線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)，1.31.5；（2）黨作為相鄰線路的后備保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用最小運(yùn)行方式相鄰線路末端兩相短路時(shí)的電流進(jìn)行校驗(yàn)1.2。7. 電流三段保護(hù)整定計(jì)算與運(yùn)行方式和故障類型有關(guān)嗎，為什么？如果有關(guān)，整定計(jì)算

4、是如何考慮的，如果無關(guān)，是如何實(shí)現(xiàn)的？有關(guān)。（從選擇性角度進(jìn)行分析）。提示：最大運(yùn)方、三相短路時(shí)最大；最小運(yùn)方、相間短路時(shí)最小。保證選擇性，則動(dòng)作電流不小于線路末端的最大短路電流；保證靈敏性則動(dòng)作電流要不大于末端的最小短路電流；兩者矛盾。瞬時(shí)速斷保護(hù)必須保證動(dòng)作選擇性，則不能保護(hù)線路全長，限時(shí)速斷保證動(dòng)作的靈敏性，則需要通過系數(shù)速動(dòng)性增加延時(shí)以滿足選擇性。因此，無論從選擇性、靈敏性或速動(dòng)性，三段式電力保護(hù)的定值都與運(yùn)方和故障類型有關(guān)。I段為瞬時(shí)速斷保護(hù)，躲過線路末端最大短路電流，且靈敏系數(shù)要滿足要求；II段為限時(shí)速斷保護(hù)，躲過下一級(jí)線路速斷保護(hù)范圍末端故障的短路電流整定，動(dòng)作時(shí)限比下一級(jí)線路速

5、斷的動(dòng)作時(shí)限高一級(jí)，靈敏系數(shù)要滿足要求；III段為定時(shí)限過電流保護(hù)，要求按躲過最大負(fù)荷電流，動(dòng)作時(shí)限要比下一級(jí)最大動(dòng)作時(shí)限高一級(jí)。8. 和電流保護(hù)相比，低電壓保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？（無方向性，必須配以過電流閉鎖）（1） 電壓保護(hù)反應(yīng)于電壓降低而動(dòng)作，與反應(yīng)與電流增大而動(dòng)作的電流保護(hù)相反，返回系數(shù)大于1。（2） 與電流保護(hù)相比，低電壓保護(hù)再最大運(yùn)行方式下靈敏度低，而在最小運(yùn)行方式下靈敏度高，兩保護(hù)性能優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。（3） 在多段串聯(lián)單回線路上短路時(shí)，通過各段線路的電流相同，而電壓保護(hù)接于所在變電站母線的電壓互感器，各段線路電壓保護(hù)接入的電壓不同，電壓隨短路點(diǎn)距離的變化曲線都是從零開始增大，因而瞬時(shí)

6、電壓速斷保護(hù)總有一定的保護(hù)范圍。（4） 在電網(wǎng)任何點(diǎn)短路時(shí)各個(gè)母線電壓都降低，低電壓保護(hù)都會(huì)動(dòng)作，及電壓保護(hù)沒有方向性，必須配以過電流閉鎖或監(jiān)視元件。A9. 三相星形結(jié)線和兩相星形結(jié)線各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？BCIII······BCII···A 互感器和繼電器均接成星形，在線路上流回的電流為，正常時(shí)此電流均為零，發(fā)生接地短路時(shí)為。三相繼電器的接點(diǎn)是并聯(lián)連接的，其中任一接點(diǎn)閉合后均可動(dòng)作于跳閘或起動(dòng)時(shí)間繼電器等。由于每相上均裝有電流繼電器，因此，它可以反應(yīng)各種相間短路和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的單相接地短路。它和

7、三相星形接線的主要區(qū)別在與B相上不裝設(shè)電流互感器和相應(yīng)的繼電器，因此，不能反應(yīng)B相中電流。若在中性線內(nèi)接入一繼電器，則于三相星形接線的作用相同。各種接線方式的應(yīng)用范圍三相星形接線方式能反應(yīng)各種類型的故障，保護(hù)裝置的靈敏度不因故障相別的不同而變化。主要應(yīng)用于如下方面： 1）廣泛應(yīng)用于發(fā)電機(jī)，變壓器大型貴重電氣設(shè)備的保護(hù)中。 2）用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中（大接地電流系統(tǒng)中），作為相間短路的保護(hù)，同時(shí)也可保護(hù)單相接地（對此一般都采用專門的零序電流保護(hù)）。 3）在采用其他更簡單和經(jīng)濟(jì)的接線方式不能滿足靈敏度的要求時(shí)，可采用這種接線方式。兩相星形接線方式較為經(jīng)濟(jì)簡單，能反應(yīng)各種類型的相間短路。主要應(yīng)用于

8、如下方面： 1）在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，廣泛地采用它作為相間短路的保護(hù)。在10kV及以上，特別在35kV非直接接地電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。 2）在分布很廣的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，兩點(diǎn)接地短路常發(fā)生在放射型線路上。在這種情況下，采用兩相星形接線以保證有23的機(jī)會(huì)只切除一條線路（要求保護(hù)裝置均安裝在相同的兩相上，一般為AC兩相）。如在610kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中對單相接地可不立即跳閘，允許運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，因此在 6 10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的過流保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用兩相星形接線方式。10. 靈敏系數(shù)是為了考慮什么而設(shè)置的？在采用兩相星形結(jié)線的網(wǎng)絡(luò)中Y/(Yd)結(jié)線的變壓器對靈敏度有何影

9、響？靈敏度：（1） 故障一般都不是金屬性短路，而是故障點(diǎn)存在有過渡電阻，它將使實(shí)際的短路電流減小，因而不利于保護(hù)裝置動(dòng)作；（2） 實(shí)際的短路電流由于計(jì)算誤差或其他原因而可能小于計(jì)算值；（3） 保護(hù)裝置所使用的電流互感器，在短路電流流過時(shí)一般由于飽和都具有負(fù)誤差，使實(shí)際進(jìn)入保護(hù)裝置的電流小于按額定變比折合的數(shù)值；（4） 保護(hù)裝置中的繼電器的實(shí)際起動(dòng)數(shù)值可能具有的正誤差；（5） 考慮一定的裕度。11. 短路電流中的暫態(tài)分量和電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)在保護(hù)整定是如何考慮？12. 試述我國電網(wǎng)中性點(diǎn)有哪幾種接地方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？分別適用于國內(nèi)哪些電壓等級(jí)直接接地（包括經(jīng)小電阻接地），單相短路時(shí)無過電壓，短路

10、電流較大，保護(hù)動(dòng)作于斷路器，供電可靠性低；適用于110kV及以上電網(wǎng)。非直接接地（包括不接地、經(jīng)消弧線圈、大電阻接地），單相短路時(shí)有過電壓，短路電流為容性短路電流，較小，保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，可持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，供電可靠性高；適用于10kV，35kV配網(wǎng)；13. 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序電流保護(hù)各段的整定原則。A. 為保證選擇性，零序電流速斷保護(hù)（零序段）的保護(hù)范圍不能超過本條線路的末端零序電流速斷保護(hù)起動(dòng)值的整定原則如下：躲開下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的零序電流3I。；如果線路上采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，零序電流速斷應(yīng)躲過非全相

11、運(yùn)行又產(chǎn)生振蕩時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流。B. 限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序II段）起動(dòng)電流: 零序II段的起動(dòng)電流應(yīng)與下一段線路的零序1段保護(hù)相配合。動(dòng)作時(shí)限： 零序II段的動(dòng)作時(shí)限與相鄰線路零序I段相配合，動(dòng)作時(shí)限一般取05s。靈敏度核驗(yàn)： 零序II段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流來校驗(yàn)。C. 定時(shí)限零序過電流保護(hù)（零序III段） 零序三段的作用相當(dāng)于相間短路的過電流保護(hù)，主要作為本線路零序I段和零序II段的近后備保護(hù)和相鄰線路、母線、變壓器接地短路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。在中性點(diǎn)直接接地電流電網(wǎng)中的終端線路上也可作為主保護(hù)。起動(dòng)電流：躲開在下一條線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡

12、電流 與下一線路零序III段相配合就是本保護(hù)零序III段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序III段的保護(hù)范圍靈敏度校驗(yàn)： 作為本條線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端發(fā)生接地故障時(shí)的最小零序電流 來校驗(yàn) 作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線路保護(hù)范圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過本保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn) 動(dòng)作時(shí)限：14. 零序功率方向繼電器的最靈敏角與相向方向繼電器的最靈敏角是否相同？不一樣。相間保護(hù)的功率方向?yàn)槟妇€流向線路，最大靈敏角與保護(hù)正方向線路阻抗角有關(guān)；零序保護(hù)的功率方向?yàn)楣收宵c(diǎn)流向中性點(diǎn)，最大靈敏角與保護(hù)背側(cè)零序阻抗角有關(guān)，即與變壓器零序阻抗角有關(guān)。15. 接地短路時(shí)零序電流的大小與系統(tǒng)運(yùn)行

13、方式是否有關(guān)？零序電流在電網(wǎng)中分布與什么因素有關(guān)？有關(guān)，但影響不大。零序電流的分布取決于線路的零序阻抗和中性點(diǎn)變壓器的零序阻抗。16. 大電流接地電網(wǎng)中變壓器中性點(diǎn)接地方式（接地點(diǎn)的數(shù)目和位置）決定于哪些因素？17. 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的接地保護(hù)方法。對于兩相接地故障，相間電流保護(hù)將動(dòng)作切除故障線路；對于單相接地故障，只要求保護(hù)有選擇地發(fā)出接地告警信號(hào)，一般情況不需要跳閘。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)：（1） 絕緣監(jiān)視裝置：可用以過電壓繼電器接于電壓互感器二次開口三角形的一側(cè)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)單相接地的監(jiān)視裝置。（2） 零序電流保護(hù)：利用故障線路零序電流較非故障線路大的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇地發(fā)出信號(hào)或動(dòng)作于

14、跳閘。（3） 零序功率方向保護(hù)：利用故障線路與非故障線路零序功率方向不同的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)有選擇性的保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或跳閘。18. 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，為什么常采用過補(bǔ)償方式？補(bǔ)償容性短路電流，消除故障點(diǎn)的電弧。過補(bǔ)償，因?yàn)橥耆a(bǔ)償會(huì)出現(xiàn)諧振；欠補(bǔ)償也會(huì)因線路停運(yùn)等方式改變而出現(xiàn)完全補(bǔ)償?shù)那闆r，故用過補(bǔ)償。19. 發(fā)電機(jī)定子單相接地時(shí)接地點(diǎn)的電流是怎樣產(chǎn)生的？300MW發(fā)電機(jī)允許的最大接地點(diǎn)電流是多大？單相接地電流對發(fā)電機(jī)有何危害？發(fā)電機(jī)定子單相接地：（1） 零序電壓：發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)零序電壓（表示由中性點(diǎn)到故障點(diǎn)的匝數(shù)占全部繞組匝數(shù)的百分?jǐn)?shù)）只能借助于機(jī)端的電壓互感器來測量。機(jī)端測到

15、的零序電壓=接地短路點(diǎn)的零序電壓，隨故障點(diǎn)位置的不同而變化。（2） 零序電流：發(fā)電機(jī)定子繞組某一相任意點(diǎn)單相接地，因繞組感抗遠(yuǎn)小于容抗，可以忽略不計(jì)，故流過接地點(diǎn)的電流是在零序電壓作用下經(jīng)各相對地電容產(chǎn)生的容行零序電流。300MW發(fā)電機(jī)允許的最大接地點(diǎn)電流是：1A。（1時(shí)，接地電流最大）單相接地電流對發(fā)電機(jī)的危害：當(dāng)接地電流較大時(shí)，能在故障點(diǎn)引起電弧，是定子繞組的絕緣和定子鐵心燒壞，并且也容易發(fā)展成相間或匝間短路，造成更大的危害。20. 在什么條件下對發(fā)電機(jī)定子單相接地可以實(shí)現(xiàn)零序電流保護(hù)？為什么單相接地的零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù)在中性點(diǎn)附近都有死區(qū)？（1） 條件：要使發(fā)電機(jī)零序電流保護(hù)在外

16、部故障時(shí)不動(dòng)作，其動(dòng)作電流定值必須按大于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的三相電容電流之和整定。（2） 零序電流保護(hù)死區(qū) + 零序電壓死區(qū)：當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組在中性點(diǎn)附近接地時(shí)，很小，因而通過TA0的系統(tǒng)的接地電容電流很小，保護(hù)將不能起動(dòng)，因此零序電流保護(hù)不可避免地存在一定的死區(qū)。為減小死區(qū)的范圍，應(yīng)在滿足發(fā)電機(jī)外部接地時(shí)動(dòng)作的前提下盡量降低保護(hù)的啟動(dòng)電流。零序電壓取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電壓互感器的電壓或消弧線圈的二次側(cè)電壓或機(jī)端三相電壓互感器的開口三角形繞組。21. 在什么條件下允許大型汽輪發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁運(yùn)行？失磁故障：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁突然全部消失或部分消失。汽輪發(fā)電機(jī)與水輪發(fā)電機(jī)相比，前者的同步電抗較大（定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的感抗較大），則所需無功功率較小。當(dāng)轉(zhuǎn)差率s增大時(shí)，其所需的無功功率也要增加。22. 為什么不允許大型水輪發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行？（1） 其異步功率較小，必須在較大的轉(zhuǎn)差下（一般達(dá)到1%2%）運(yùn)行，才能發(fā)出較大的功率；（2） 由于水輪機(jī)的調(diào)速器