繼電保護(hù)課后習(xí)題答案

繼電保護(hù)課后習(xí)題答案

河北科技大學(xué)教案用紙

第［章習(xí)題和思考題

I.簡述繼電保護(hù)的定義、任務(wù)。

答：定義：泛指繼電保護(hù)技術(shù)和各種繼電保護(hù)裝置構(gòu)成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，保護(hù)電力系統(tǒng)

及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，稱為繼電保護(hù)

任務(wù)：切除故障元件、反映不正常運(yùn)行狀態(tài)（跳閘并發(fā)信）即當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異

常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信

號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。

2.保護(hù)的“四性”指的是什么？具體如何解釋？

答：是指可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性。

可靠性是指在給定條件下的給定時(shí)間間隔內(nèi)，保護(hù)能完成所需功能的概率。保護(hù)的安全

性是指在給定條件下的給定時(shí)間間隔內(nèi)，保證不誤動(dòng)的概率。保護(hù)的可信賴性是指在給定條

件下的給定時(shí)間間隔內(nèi)，保證不拒動(dòng)的概率。

選擇性是指保護(hù)檢出電力系統(tǒng)故障區(qū)和償故障相的能力。即故障時(shí)能夠盡可能的縮小電

力系統(tǒng)被停電的范圍，只將故障部分從系統(tǒng)中切除，最大限度的保證系統(tǒng)中無故障部分仍然

可以安全運(yùn)行。

速動(dòng)性是指保護(hù)盡可能快的切除故障的能力。

靈敏性是指保護(hù)對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或者不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力

3繼電保護(hù)裝置一般由哪幾部分組成？

答：繼電保護(hù)裝置由測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分組成

4.有人說電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是指電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，這種說法對(duì)嗎？

答：這種說法不對(duì)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)泛指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置構(gòu)成的

繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置可定義為在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)時(shí)，動(dòng)作于斷

路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)的一種安全自動(dòng)裝置。與繼電保護(hù)相關(guān)的技術(shù)主要包含涉及繼電保

護(hù)裝置本身的原理設(shè)計(jì)、配置與整定、調(diào)試等技術(shù)。繼電保護(hù)裝置本身需要通過電流互感器、

電壓互感器采集電流量、電壓量信息，并與斷路器配合，實(shí)現(xiàn)跳閘。因此，繼電保護(hù)裝置本

身只是繼電保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其它相關(guān)設(shè)備以及相互之間的聯(lián)系對(duì)于機(jī)電保護(hù)

系統(tǒng)也至關(guān)重要。

5.繼電保護(hù)為什么要進(jìn)行整定？

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答：因?yàn)殡娏€路的長度，負(fù)荷情況、線路電壓、供電形勢(shì)都是有所不同的。所以保護(hù)

動(dòng)作電流和時(shí)間都是不同的，所以需要的定值都是需要進(jìn)行計(jì)算

6,繼電保護(hù)綜合評(píng)價(jià)體系主要由哪些部分組成？

答：（7）繼電保護(hù)正確動(dòng)作率；（2）故障快速切除率；（3）線路重合成功率；（4）繼電

保護(hù)直接責(zé)任導(dǎo)致的重、特大電網(wǎng)事故次數(shù)；（5）繼電保護(hù)直接責(zé)任導(dǎo)致的重、特大電網(wǎng)事

故次數(shù)。

7.什么叫繼電保護(hù)的“誤動(dòng)”與“拒動(dòng)”，如何進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行評(píng)價(jià)？

答：繼電保護(hù)“誤動(dòng)”：指繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤地發(fā)出動(dòng)作指令，導(dǎo)

致斷路器跳閘，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

繼電保護(hù)“拒動(dòng)”：指繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)并沒有正確地發(fā)出動(dòng)作指令，

沒有及時(shí)正確地切除故障點(diǎn)。

繼電保護(hù)的動(dòng)作評(píng)價(jià)按照繼電保護(hù)動(dòng)作結(jié)果界定“正確動(dòng)作”與“不正確動(dòng)作”，其中不

正確動(dòng)作包括“誤動(dòng)"和''拒動(dòng)"。每次故障以后，相應(yīng)的管理部門應(yīng)參照繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)

能信息記錄）及故障錄波圖，對(duì)于故障過程進(jìn)行綜合分析，對(duì)于繼電保護(hù)是否符合相關(guān)技術(shù)規(guī)

程的要求，是否正確動(dòng)作等給予科學(xué)地評(píng)價(jià)。

8.保護(hù)區(qū)域?yàn)槭裁葱枰嬖诓糠种丿B？

答：保護(hù)區(qū)域的重疊是為了保證被保護(hù)線路（或設(shè)備）任何需栗保護(hù)的區(qū)域都有相應(yīng)的

主保護(hù)存在。另一方面，每個(gè)保護(hù)區(qū)的保護(hù)除了完成保護(hù)各自保護(hù)對(duì)象的主栗任務(wù)之外，還

兼做相鄰設(shè)備的后備保護(hù)，因此存在保護(hù)區(qū)域的重疊。

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第2章習(xí)題和思考題

I、故障分析中為什么要用對(duì)稱分量法？

答：分析三相短路時(shí)由于電路是對(duì)稱的，短路電流周期分量也是對(duì)稱的，只需分析其中

一相。但在系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，電路的對(duì)稱性遭到破壞，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了三相不對(duì)稱的電

壓和電流，對(duì)稱電路變成了不對(duì)稱電路，不能只取一相進(jìn)行計(jì)算，直接去解這種不對(duì)稱電路

相當(dāng)復(fù)雜。一組不對(duì)稱的三相量可以看成三組不同的對(duì)稱三相量之和。在線性電路中，可以

應(yīng)用疊加原理，對(duì)這三組對(duì)稱分量分別按對(duì)稱三相電路去解，然后都將其結(jié)果受加起來，實(shí)

現(xiàn)了不對(duì)稱三相電路的解答，此方法即為對(duì)稱分量法。

2、標(biāo)幺值的計(jì)算中，短路阻抗與短路容量的關(guān)系是什么，如何靈活應(yīng)用它？

答：由推導(dǎo)可知短路容量的標(biāo)幺值等于短路電流的標(biāo)幺值，而短路電流與短路阻抗成反

比，所以短路阻抗的標(biāo)幺值與短路容量的標(biāo)幺值成反比。

3、試畫出圖2-22所示電力系統(tǒng)%處接地故障時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)圖和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖。（請(qǐng)按各元

件編號(hào)標(biāo)識(shí)電抗，變壓器零序勵(lì)磁電抗為無窮大，忽略電阻）

-JS3IS

負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖

第4寬

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j(X13+X14)jXIO

零序網(wǎng)絡(luò)圖

4、空載情況下/相單相接地故障，當(dāng)零序綜合阻抗從零向無窮大變化時(shí)，試分析（要

求寫出分析過程，畫出相量圖）：力非故障相電壓之間相位差的變化范圍；方E故障相電壓

大小的變化范圍（以故障前相電壓大小的倍數(shù)計(jì)算）。

答：人相接地短路時(shí)故障點(diǎn)電壓變化軌跡圖如下圖

Q）非故障相電壓之間相位差的變化范圍為60°-180°之間。

（2）非故障相電壓大小的變化范圍為倍的故障前相電壓到G倍故障前電壓。

5、如圖2-23所示，％母線左側(cè)系統(tǒng)零序阻抗的阻抗角為65°,九母線右側(cè)系統(tǒng)零序阻

抗的阻抗角為80。，C相通過的=20歐發(fā)生單相接地，畫出零序網(wǎng)，寫出"處零序電壓的表

達(dá)式，并畫出零序電壓與零序電流的相位關(guān)系圖。

第§賈

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答：零序網(wǎng)絡(luò)圖如下:

ZMOZMKO她3Rg

uo0

1)=_/

%，然0/0

6、如圖2-24所示，某系統(tǒng)為空載狀態(tài)，試求：1）當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，流過/的

沖擊電流有名值為多少？已知Kjmp=1.8,56=700%玖。2）如果差點(diǎn)發(fā)生/①兩相短路，%

處各相電流的標(biāo)幺值和有名值各為多少？

圖2-24習(xí)題6圖

（［）取“8="5軟，計(jì)算各元件的標(biāo)幺值

X=0.2—=0.4

G50

X=0.105x122=0.21

方50

X=40x0.4x4=16x221=0.121

MK1。21152

B

故障點(diǎn)綜合阻抗：，=0.5（0.4包21位⑵）=0.3655

流過電源私處的沖擊電流有名值:

i=l.sJ2———J29_=19.148(kA)

加0.731小x10.5

（2）各標(biāo)幺值計(jì)算

X=0.5(0.4+0.21+0.121)=0.3655

1Z

EG=1%=1EC1Z=1

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I=——=-----------=1.368

KC1X+X7(0.3655+0.3655)

1Z2S

1=一1=-1.368

KC\KC2

1=0

KC0

流經(jīng)電源的電流分量為：

I=0.51=0.684

M\KC\

I=0.51=-0.684

M2KC2

I=0

MO

LL/=012，+a/=7/7/n/)°

故4MlM21.167。-90

I=a/4-(X2/=o

BM\M21.167乙9n0n

I=0

c

/=/°°^1.167=0.586(

所以KAKB115r/=0

KC

7、圖2-25所示，70伊母線的電壓互感器由三個(gè)單相互感器組成，每相共有一個(gè)一次繞

組，兩個(gè)二次繞組。請(qǐng)問：二次主繞組的每相額定電壓為多少？二次輔助繞組輸出的電壓為

什么？互感器電流比表達(dá)式？栗求將三個(gè)單相互感器進(jìn)行一次繞組及二次繞組的連接，以完

成三相電壓互感器的功能，注意聯(lián)結(jié)、極性及接地點(diǎn)。電壓互感器的誤差是指什么誤差，應(yīng)

小于多少？

----------1---------靜續(xù)

二次、'曠)二次輔助短蛆

(2)T1°)

女S補(bǔ)學(xué)校1￡

__________E山

8

mmmmE5

W2-25習(xí)題7圖

答：二次主繞組的每相額定電壓為57.7億二次輔助繞組輸出的電壓為333億互感器電

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流比表達(dá)式I1/I2=;N2/^1,電壓互感器的誤差是指電壓比值誤差和相位誤差。

8、如圖2-26所示，70私線路電流保護(hù)采用7兇＞20電流互感器，采用不完全星形聯(lián)結(jié),

某電流保護(hù)采用兩相兩繼電器式聯(lián)結(jié)，試根據(jù)以下素材畫出示意圖，注意極性與接地，并說

明：1)10①20的含義;2)繼電器的電流互感器極性接反，會(huì)帶來什么問題？

互感器

符號(hào)

繼電器

符號(hào)

圖2-26習(xí)題g圖

(1)10T20的含義是在一次側(cè)流過的電流為其一次側(cè)額定電流20倍時(shí)，該互感器誤差小

于10%。

TAa

IKA3KA5KA

兩相不完全星形聯(lián)

結(jié)

W~9~~f

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（3）若此時(shí)/相或C相極性接反會(huì)導(dǎo)致二次側(cè)的電流與接反之前相位相差780°,為相

或C相保護(hù)動(dòng)作方程中的電流大小不會(huì)發(fā)生改變，流過＜2相的電流發(fā)生改變，若此時(shí)（2相接

有繼電器會(huì)使得（2相的繼電器誤動(dòng)。

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第3章習(xí)題與思考題

7、什么是系統(tǒng)最大運(yùn)行方式與最小運(yùn)行方式，最大運(yùn)行方式系統(tǒng)等值阻抗為什么最??？

答：對(duì)于饋線保護(hù)而言，系統(tǒng)是指保護(hù)安裝處背后的等值電力系統(tǒng)。系統(tǒng)的最大運(yùn)行方

式是指能向饋線上故障點(diǎn)提供最大短路電流的運(yùn)行方式，也可理解為系統(tǒng)所能提供的短路容

量為最大的一種運(yùn)行方式，其特點(diǎn)是系統(tǒng)的等值阻抗為最小值。系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式是指能

向饋線上故障點(diǎn)提供最小短路電流的運(yùn)行方式，，也可理解為系統(tǒng)所能提供的短路容量為最小

的一種運(yùn)行方式，其特點(diǎn)是系統(tǒng)的等值阻抗為最大值。

2、三段式電流整定計(jì)算中如何選擇系統(tǒng)運(yùn)行方式及短路類型？

答：一般電流保護(hù)用于小電流接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)），不需要考慮接地短路

類型；而同一運(yùn)行方式下同一故障點(diǎn)處，三相短路電流將大于兩相短路電流，所以整定電流

值時(shí)選擇最大運(yùn)方下的三相短路，校驗(yàn)靈敏度時(shí)使用最小運(yùn)方下的兩相短路電流。

3、/段保護(hù)與/〃段保護(hù)相比，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：電流I段保護(hù)整定值大，選擇性、快速性好，但靈敏性差，不能保護(hù)本線全長。電

流川段保護(hù)整定值小，動(dòng)作慢，但靈敏性好，能保護(hù)本線路全長及相鄰線路。

4、三段式電流保護(hù)中哪些是主保護(hù)，哪些是后備保護(hù)？

答：電流I段、電流II段為線路的主保護(hù)；電流川段保護(hù)為后備保護(hù)，為本線路提供近

后備作用，同時(shí)也為相鄰線路提供遠(yuǎn)后備作用。

5、無時(shí)限電流速斷保護(hù)為什么有時(shí)需要帶延時(shí)的出口跳閘？

答：其主要目的是防止該保護(hù)誤動(dòng)作，如線路上裝有避雷器時(shí)，當(dāng)線路遭遇雷擊時(shí)，避

雷器放電，將在某一相上產(chǎn)生相當(dāng)大的電流，時(shí)間最長約0.03s;又如線路上配電變壓器的勵(lì)

磁涌流也可能造成該保護(hù)誤動(dòng)作等。將改保護(hù)設(shè)置為帶有短延時(shí)（如0.1s'）出口跳閘，將有

效地防止保護(hù)誤動(dòng)作，同時(shí)由于該保護(hù)屬于饋線保護(hù)，保護(hù)帶有短延時(shí)切除故障，對(duì)于系統(tǒng)

不會(huì)造成不利影響。

6、電流保護(hù)為什么要校驗(yàn)靈敏度，這與保護(hù)四性中的“靈敏性”有何關(guān)系？

答：校驗(yàn)靈敏度即是校驗(yàn)該保護(hù)的整定值是否滿足“靈敏性”要求，即校驗(yàn)保護(hù)反映區(qū)

內(nèi)故障的能力。如對(duì)于電流保護(hù)〃段，其校驗(yàn)方法是求取最小運(yùn)行方式下保護(hù)線路末端發(fā)生

兩相短路的最小短路電流，與整定值相比較，以校驗(yàn)保護(hù)在此狀態(tài)下能否動(dòng)作。

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7、三段式電流保護(hù)哪一段動(dòng)作最靈敏？

答：電流保護(hù)/〃段最靈敏，因其啟動(dòng)電流相對(duì)最小，保護(hù)范圍相對(duì)最長。

8、如圖3-45所示。系統(tǒng)中電源視為110翻無窮大電源，圖中不妨、72的容量分別是

40、4、4%S,短路電壓百分比都是10%。兩臺(tái)配電變壓器位于配電線路的首端與末端。線

路正序阻抗為4Q,切？變比為600/5。

配電線路

L

配電變壓器

（7）以配電變壓器低壓側(cè)、線路末端為故障點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流值；

（2）對(duì)保護(hù)?處的電流速斷保護(hù)整定方法進(jìn)行討論，選出較優(yōu)的整定方案;

（3）求出動(dòng)作電流二次值。

答：（1）求取折算到10伊側(cè)的短路阻抗值

主變壓器阻抗有名值（折算到10私側(cè)）：

U%U21010.52

X=—K——X-U.=-------X-------------=0.2756Q

T100S10040

N

配電變壓器阻抗有名值（折算到10g側(cè)）:

U%U21010.52

X=x=_-X_X__4L=____X._______.=2.756Q

T\T210051004

N

線路阻抗：Z「4Q

,1000*10.5/75

1=----------------------

妨配變低壓側(cè)三相短路電流：T，Q2756+2.756)=1999)

[=1000*10.5/6

線路末瑞三相短路電流：L(0.2756+4)=1417.8

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,1000*10.5/J3

1=

72配變低壓側(cè)三相短路電流：r2（02756+4+2.756）=862//

（2）此例中，配電變壓器的容量設(shè)置較大（一般10私饋線上的配電變壓器容量不會(huì)超過

7%和），造成饋線末端三相短路電流值小于以配變低壓側(cè)三相短路，因此仍取本線路末端三

相短路電流進(jìn)行整定。如按窗配變低壓側(cè)三相短路進(jìn)行整定，則有可能出現(xiàn)在以配變低壓

側(cè)三相短路時(shí)，電流速斷保護(hù)將誤動(dòng)作的情況。

/、、“收&h=Kix/=1.25x1417.8=17723A

（3）電流整定一次值為：set.l.prelL

?一品、-I'=/'In=17723/（600/5）=14.77A

電流整定二次值為：set.1.Sset.1.pTA

9、兩相三繼電器式電流保護(hù)中某段電流保護(hù)的繼電器的動(dòng)作電流為24,7X電流比為

500/5,一次側(cè)發(fā)生以相短路，/相電流為I50Q4。問流過各繼電器的電流為多少？各繼電器

動(dòng)作嗎？如/相繼電器的電流互感器極性接反，會(huì)帶來什么問題？

答：流入/、C兩相繼電器電流各為風(fēng)流入＜3相（也可稱為“負(fù)（8相”）繼電器中電流

為0月由于/、＜3、C三相繼電器中電流都小于整定值，所以繼電器將不動(dòng)作。根據(jù)題意，AC

兩相短路時(shí)，兩相電流相量相反，電流相量和應(yīng)為零，因此?相繼電器不會(huì)動(dòng)作；若/相電

流互感器接反，流入/、。兩個(gè)繼電器電流不變，仍為但流入第三個(gè)繼電器中電流將變

為/、C兩相的相量差值，其值為3Q%由于6繼電器中電流大于整定值，將出現(xiàn)動(dòng)作，這種

行為屬于誤動(dòng)作。

10、某10叱線路屬于相鄰線路故障被切除后的自起動(dòng)狀態(tài)，電流為最大負(fù)荷電流40QX

的三倍。定時(shí)限過電流保護(hù)整定時(shí)，可靠系數(shù)取1.2,返回系數(shù)應(yīng)取0.9,由于工作失誤，返

回系數(shù)被取為1.2,說明此時(shí)定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作行為及相應(yīng)后果。

答：根據(jù)題意，最大自起動(dòng)電流為1200A,而按自起動(dòng)系數(shù)為3倍的條件對(duì)定時(shí)限過電

流保護(hù)進(jìn)行整定，目前整定值為720M,對(duì)應(yīng)的實(shí)際返回電流約為96M。可見，故障切除后，

定時(shí)限過電流保護(hù)本應(yīng)返回，由于整定錯(cuò)誤，實(shí)際的自起動(dòng)電流大于返回電流960J4,造成該

保護(hù)無法返回，繼續(xù)保持起動(dòng)的狀態(tài)，達(dá)到動(dòng)作時(shí)間后，出口跳閘，造成誤動(dòng)作。

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11.如圖3-46所示，方向電流保護(hù)中的相間功率方向元件靈敏角為-45°,設(shè)在保護(hù)中處

發(fā)生。兩相短路，線路阻抗角約70°o

（7）請(qǐng)畫出保護(hù)?處的C相功率方向元件中C相電流與相應(yīng)電壓的相量關(guān)系，標(biāo)出角

度。

（2）請(qǐng)畫出功率方向元件動(dòng)作區(qū)圖，并在圖上定性地標(biāo)出C相電流的相量位置。

（3）判斷該功率方向元件能否動(dòng)作。

EE]線路_______________

匚

系統(tǒng)系統(tǒng)

S1S2

圖3-46習(xí)題11圖

答：（2）

-20/

.u=u

*中目電流與感壓碼相量關(guān)系

（2）

最靈敏線

、\動(dòng)作區(qū)//

非動(dòng)作取電

、初作區(qū)

功率方向元件動(dòng)作區(qū)圖

（3）由上圖可知C相電流在動(dòng)作區(qū)內(nèi)因此該元件能動(dòng)作。

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12、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)功率方向繼電器動(dòng)作是否屬于誤動(dòng)？

答：功率方向繼電器用于判斷功率方向，在正常負(fù)荷功率條件下，有可能使某些功率方

向繼電器動(dòng)作，但此時(shí)過電流元件未動(dòng)作，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。功率方向繼電器的動(dòng)作行為不屬

于誤動(dòng)作。

13、參照?qǐng)D3-45,某方向電流保護(hù)不慎將＜2相功率方向繼電器的電壓極性接反，試分析

在保護(hù)正方向發(fā)生（BC兩相短路故障時(shí)，該方向元件的動(dòng)作行為。

答：＜BC相短路時(shí)，由于③相功率方向繼電器電壓極性接反，①相繼電器輸入電壓由"ca變

為°ac,因此我們的動(dòng)作區(qū)會(huì)以O(shè)ac為參考方向，從而動(dòng)作區(qū)應(yīng)改為圖中的陰影區(qū)，而輸入電

流0=0,在動(dòng)作區(qū)的外，因此＜2相功率方向繼電器肯定不動(dòng)作。

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第4章習(xí)題與思考題

7、在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí)，零序電壓和零序電流有何特點(diǎn)？

答：零序電壓的特征為：故障點(diǎn)零序電壓最高；離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變壓器

中性點(diǎn)接地處為零。

零序電流的特征為：分布與變壓器中性點(diǎn)接地的多少和位置有關(guān)，大小與線路及中性點(diǎn)

接地變壓器的零序阻抗有關(guān)。

2、零序電流保護(hù)I段為何分為靈敏I段與不靈敏I段，應(yīng)用時(shí)有何特點(diǎn)？

答：不靈敏I段是按躲過非全相運(yùn)行又產(chǎn)生振蕩時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流整定的。其動(dòng)作

電流大，能躲開單相重合過程的非全相運(yùn)行狀態(tài)中又產(chǎn)生振蕩時(shí)的零序電流，在單相故障切

除后的非全相運(yùn)行狀態(tài)下不被閉鎖，主要用于反應(yīng)保護(hù)安裝處附近的接地故障，其保護(hù)范圍

有限。

靈敏I段是按躲過被保護(hù)線路末端單相或兩相接地短路時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流整定的。

其動(dòng)作電流小，保護(hù)范圍相對(duì)不靈敏/段要大一些，但它在單相故障切除后的非全相運(yùn)行狀

態(tài)下必須退出，以免誤動(dòng)作。

3、在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中為什么不用三相相間電流保護(hù)兼作接地保護(hù)，而要單獨(dú)采用

零序電流保護(hù)？

答：主要原因是：

（1）靈敏度方面

相間電流速斷電流保護(hù)是按躲線路末端三相短路電流整定，而在線路遠(yuǎn)端發(fā)生單相接地

時(shí)，短路電流較小，速斷電流保護(hù)將無法動(dòng)作。定時(shí)限過電流保護(hù)按最大自起動(dòng)電流整定，

而零序過電流保護(hù)按不平衡電流整定，相比之下，后者的靈敏度占有較大優(yōu)勢(shì)。

（2）受運(yùn)行方式影響方面

相間電流保護(hù)的保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大。

（5）動(dòng)作時(shí)限方面

零序過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比相間短路過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限要短。

（4）受振蕩影響方面

相間過電流保護(hù)將受到系統(tǒng)振蕩的影響，而零序電流保護(hù)不受其影響。

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綜上所述，需單獨(dú)采用零序電流保護(hù)。

4、距離保護(hù)與電流保護(hù)相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？

答：（I）距離保護(hù)測(cè)量阻抗，電流保護(hù)只測(cè)電流，因此前者的保護(hù)范圍不受運(yùn)行方式的

影響，因此保護(hù)整體的靈敏性相對(duì)較好。

（2）距離保護(hù)的方向阻抗元件，既有測(cè)量阻抗大小的功能，又具有方向判斷的功能，而

方向電流保護(hù)需另裝設(shè)方向元件。

（3）距離保護(hù)設(shè)有起動(dòng)元件，保護(hù)的可靠性得以提高，有效地防止繼電保護(hù)誤動(dòng)作，而

電流保護(hù)未設(shè)置起動(dòng)元件。

5、距離保護(hù)中為什么要設(shè)置起動(dòng)元件，起動(dòng)元件應(yīng)滿足哪些要求？

答：主要為防止距離保護(hù)因測(cè)量元件誤動(dòng)作造成的保護(hù)誤動(dòng)，設(shè)置起動(dòng)元件可起到閉鎖

作用。同時(shí)，起動(dòng)元件還能起到振蕩閉鎖的作用，防止系統(tǒng)振蕩時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)作。

起動(dòng)元件應(yīng)滿足的要求為：能反應(yīng)保護(hù)區(qū)內(nèi)及保護(hù)區(qū)鄰近線路（包括背后線路）上的各

種類型的短路故障，動(dòng)作可靠、快速，在故障切除后盡快返回。被保護(hù)線路通過最大符合電

流時(shí)起動(dòng)元件應(yīng)可靠不動(dòng)作，電力系統(tǒng)振蕩時(shí)起動(dòng)元件不允許動(dòng)作。

6、試說明距離保護(hù)的測(cè)量阻抗、整定阻抗和輸電線路故障時(shí)的短路阻抗的含義和區(qū)別；

阻抗繼電器的二次阻抗值如何計(jì)算？

答：測(cè)量阻抗：是指保護(hù)測(cè)量到的阻抗值，在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量阻抗多指二次側(cè)阻抗，

即在一定接線方式（如零度接線）下，二次電壓與二次電流的比值，測(cè)量阻抗為一復(fù)數(shù)，應(yīng)

包括幅值與相角，但不能簡單理解為某相電壓與某相電流的比值。

整定阻抗：整定阻抗是某種距離保護(hù)的某段整定值（如相間距離/段），是人為設(shè)置于距

離保護(hù)中某一阻抗定值。在實(shí)際應(yīng)用中，整定阻抗多指二次側(cè)阻抗，整定阻抗為一復(fù)數(shù)，應(yīng)

包括幅值與相角。一套距離保護(hù)中，一般包含相間距離保護(hù)定值與接地距離保護(hù)，而兩種距

離保護(hù)的定值又包含有多段定值。

短路阻抗：輸電線路短路阻抗為距離保護(hù)的保護(hù)對(duì)象——輸電線路的實(shí)際阻抗參數(shù)值，

為一復(fù)數(shù)，主要參數(shù)包括線路長度及單位長度阻抗幅值，線路阻抗角等。距離保護(hù)根據(jù)輸電

線路的實(shí)際阻抗參數(shù)，進(jìn)行整定阻抗的計(jì)算。整定阻抗角一般接近于線路阻抗角。

阻抗繼電器的二次阻抗值等于給定的一次阻抗乘以電流互感器變比，再除以電壓互感器

變比，如某710伊線路選60*的電流互感器，則二次阻抗等于一次阻抗乘以120,再除以1100

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即得到二次阻抗值。

7、圓特性方向阻抗繼電器Zset=4N60°Q,若測(cè)量阻抗為ZK=36N30°0,試問該繼電器

能否動(dòng)作？為什么？

答：圓特性方向阻抗繼電器Zset=4N60°Q,則在30°角條件下，其整定值為，4*0.866=3.464

Q,而實(shí)際的測(cè)量阻抗值為ZK=3.6N30°0,該測(cè)量阻抗已經(jīng)不在圓特性動(dòng)作范圍內(nèi)，繼電

器不能動(dòng)作。

8、對(duì)于相間阻抗元件與接地阻抗元件，當(dāng)發(fā)生（8。兩相接地故障時(shí)，哪些阻抗器能夠精

確測(cè)量？

答：反應(yīng)相間故障的（SC相間故障繼電器及反應(yīng)接地故障的＜3相與C相繼電器能夠準(zhǔn)確

測(cè)量。

9、在反應(yīng)接地短路的阻抗繼電器接線方式中，為什么要引入零序補(bǔ)償系數(shù)左％如何計(jì)

算？

答：引入零序補(bǔ)償系數(shù)后，將使故障相的測(cè)量阻抗值得到距離（保護(hù)安裝外到故障點(diǎn)處）

乘以單位長度正序阻抗值，以達(dá)到精確測(cè)量的目的。否則，由于零序阻抗的影響，將使得測(cè)

量阻抗出現(xiàn)誤差。

補(bǔ)償系數(shù)為復(fù)數(shù)，其計(jì)算方法為被保護(hù)線路單位長度零序阻抗值減去單位長度正序阻抗

值后，再除以三倍單位長度零序阻抗值。如零序阻抗值為正序阻抗值的3倍，在兩者相角一

致時(shí)，則區(qū)值為0.667o

10、某接地阻抗元件的零序補(bǔ)償系數(shù)及本應(yīng)為0.67,被誤整定為2,則其保護(hù)范圍將如

何變化？

答：由于零序補(bǔ)償系數(shù)擴(kuò)大，測(cè)量阻抗的分母變大，測(cè)量阻抗變小，保護(hù)范圍將變大，

保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)的概率增大。

11.方向阻抗繼電器為何有死區(qū)？又是如何克服的？

答：方向阻抗繼電器的特性圓經(jīng)過原點(diǎn)，當(dāng)在保護(hù)出口上發(fā)生短路時(shí)，線路上的殘余電

壓為0,此時(shí)不能進(jìn)行幅值和相位的比較，所以保護(hù)不能動(dòng)作，即存在死區(qū)。

消除方法：傳統(tǒng)的阻抗繼電器通過利用冬￡、C電路構(gòu)成記憶回路或引入非故障相電壓

來消除死區(qū)，數(shù)字式阻抗繼電器，可通過正序電壓極化量的方法消除死區(qū)。

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12、振蕩對(duì)距離保護(hù)有何影響？振蕩中又發(fā)生短路如何識(shí)別？

答：振蕩時(shí)會(huì)造成阻抗繼電器的周期性動(dòng)作與返回，振蕩中發(fā)生短路時(shí)電壓電流及測(cè)量

阻抗幅值均做周期性的變化。

振蕩中又發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，距離保護(hù)將再次檢測(cè)到負(fù)序與零序分量，三相電流應(yīng)不相

等，接地故障時(shí)將會(huì)出現(xiàn)零序電流。振蕩中又發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)，此時(shí)振蕩中心的電壓不再周

期性變化，而測(cè)量阻抗的變化率較大。利用上述特征，可以識(shí)別振蕩過程中的短路。

1.如圖所示

（7）/段整定

I段整定要求其保護(hù)區(qū)不能伸出本線路，即整定阻抗小于被保護(hù)線路阻抗。

題中線路阻抗為：^4+jl2=12,65^71.56°□

I段整定阻抗一次值為：Z1=K1^^=0.8^12.65=10.120

set2relMN

I段整定阻抗二次值為：Z1Z-600/512=1.1050

set2.snTvset2no/0.1

其整定阻抗角整定與線路阻抗角一致，即中刈=*=71,56。。

/段動(dòng)作無延時(shí)，即：T1=0s

set2

（2）II段整定

II段延時(shí)動(dòng)作，保護(hù)區(qū)不能伸出相鄰元件或線路瞬時(shí)段的保護(hù)區(qū)，并按照最小分支系數(shù)

考慮。因此與相鄰線路I段配合，題中保護(hù)?2的II段整定阻抗為

*7【1_izn(7,IT-z)

“set2T\elMN十Kbra.minsetl，

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由題意，“母線上存在助增電源，整定時(shí)按其退出考慮，即Kbra.min=l，得：

11n1

z=K(ZMM+lKvK,z7)=0.8*(12.65+1*2)=11.72Q

set2relMNbra.minsetl

由于其小于本線路阻抗值，12.65Q,因此整定值一定不滿足靈敏度要求，故采用與相鄰

線路〃段配合整定。

II段整定阻抗一次值為：Z11=KU(Z+K.Z?I)=0.8*(12.65+1*8)=16.52Q

set2relMNMhbra.minsetl

n

II段整定阻抗二次值為：Z上IAZI1_600/5*16.52=2.18180

set2

set2.snTV110/0.1

11段動(dòng)作時(shí)間：T11=0.5s+0.5s=ls

setZ.s

保護(hù)屹的II段的靈敏系數(shù)為

K11=z%=16.52=1,3>1.25

SENZMN12.65

靈敏系數(shù)滿足要求。

(3)一段整定

作為后備保護(hù)的川段，正常時(shí)不啟動(dòng)。因此整定阻抗為躲開最小負(fù)荷的阻抗Z￡0.加〃:

ZLO.°'2串叱1磔=103.920

3,

^L0,max內(nèi)*550

川段整定阻抗一次值為:

III______________-cmin_______________10392

set2(p(p1.3*l.l*2*cos(71.56-35)

K^KreKMscoS(J/-O)

III段整定阻抗二次值為：ZinJIAZ"=2空_*45.23=4.93Q

setZ.snTVset2no/0.1

段動(dòng)作時(shí)間：SS

IIITJ^2=2+Q5=2.5。

近后備系數(shù)4/=4/4”=45.23/72.65=3.57>1.5,滿足要求。

相鄰線路長度未知，遠(yuǎn)后備系數(shù)暫不計(jì)算。

14、助增電流與外汲電流對(duì)距離保護(hù)的測(cè)量阻抗及保護(hù)范圍有何影響？

答：助增電流使得距離保護(hù)測(cè)量阻抗增大，保護(hù)區(qū)縮短，保護(hù)靈敏度降低。