微機保護習題答案

河南理工大學微機繼電保護

期末總結(jié)完整版

習題一

緒論+電流三段式保護1

、繼電保護的任務及基本要求是什么？（P1）基本原理是什么？（P4第一段）

答：繼電保護的基本任務是：（1）自動，迅速，有選擇地切除故障器件，使無故障部分設備恢復正常運行，故障部分設備免遭毀壞。（2）發(fā)現(xiàn)電氣器件的不正常狀態(tài)，根據(jù)運行維護條件動作于發(fā)信號，減負荷，或跳閘。

基本要求有四個：選擇性，速動性，靈敏性，可靠性(可靠不拒動和可靠不誤動)。

基本原理是：為了完成繼電保護的任務，首先需要正確區(qū)分電力系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)之間的差別，找出電力系統(tǒng)被保護范圍內(nèi)電氣器件（輸電線路，發(fā)電機，變壓器等）發(fā)生故障或不正常運行時的特征，配置完善的保護以滿足繼電保護的要求。2、什么是最大最小運行方式?什么時候出現(xiàn)最大最小短路電流？（P47）

答：對于每套保護裝置來講，通過該保護裝置的短路電流為最大的方式，稱為系統(tǒng)最大運行方式；而短路電流為最小的方式，則稱為系統(tǒng)最小運行方式。

在最大運行方式下三相短路時，通過保護裝置的短路電流為最大；而在最小運行方式下兩相短路是，則短路電流為最小。

3、何謂主保護，后備保護?

何謂近后備，遠后備？（P3）

答：主保護：在滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的時限內(nèi)切除保護區(qū)內(nèi)故障的保護。

后備保護：當主保護拒動時用以切除該故障的另一套保護。

遠后備保護：當主保護或斷路器拒動時，由相鄰電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護。

近后備保護：當主保護拒動時，由本設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)后備的保護；當斷路器拒動時，由斷路器失靈保護來實現(xiàn)近后備保護。

習題二1、零序電流一般如何獲得？

答：采用零序電流過濾器

三相電流互感器

2、何為大電流接地系統(tǒng)？何為小電流接地系統(tǒng)？各使用與什么電壓等級范圍？

答：大電流接地系統(tǒng)指的是中性點直接接地的電網(wǎng)，適用于110KV以上的系統(tǒng)。

小電流接地系統(tǒng)指的是中性點非直接接地的電網(wǎng)，適用于10--60KV的系統(tǒng)。

3、消弧線圈的作用是什么？通常采用哪些補償方式？為什么?為什么中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)實現(xiàn)有選擇性的接地保護較為困難？（P101）

答：消弧線圈的作用：當發(fā)生接地故障時，中性點出現(xiàn)零序電壓，在接地點會流過較大的容性接地電流，經(jīng)過消弧線圈的感性電流可以消除或減輕接地電弧電流的危害。

通常采用過補償方式

補償后的殘余電流是電感性的，不可能發(fā)生串聯(lián)諧振的過電壓問題，因此，得到廣泛應用。

（1）當采用完全補償方式時，流經(jīng)故障線路和非故障線路的零序電流都是本身的電容電流，電容性無功功率的實際方向都是由母線流向線路，利用穩(wěn)態(tài)零序電流的大小和功率方向都無法判斷出哪一條線路上發(fā)生了故障。

（2）當采用過補償方式時，由于過補償度不大，很難利用零序穩(wěn)態(tài)電流大小的不同來找出故障線路，而電容性無功功率的實際方向仍然是由母線流向線路，和非故障線路的方向一樣，無法利用穩(wěn)態(tài)功率方向來判斷故障線路。4、零序電流的分布主要取決去哪些因素？與哪些因素無關(guān)？（P80）

答：取決于輸電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目和位置無關(guān)。

5、試述中性點非直接接地系統(tǒng)保護的特點?（P95）

答：故障點的電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負荷的供電沒有影響，允許再繼續(xù)運行1-2h，不必立即跳閘。在單相接地時，一般只要求繼電保護能有選擇性地發(fā)出信號，而不必跳閘。（小電流接地選線裝置）

6、在中性點直接接地電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時，零序電壓和零序電流有何特點？（P80）

答：（在中性點直接接地的電網(wǎng)（又稱大接地電流系統(tǒng)，一般為110kV以上電網(wǎng)）中發(fā)生接地短路時，將出現(xiàn)很大的零序電壓和電流，而正常運行以及相間短路情況下它們是不存在的，因此可利用零序電壓、電流來構(gòu)成接地短路的保護，具有顯著的特點）

（1）故障點的零序電壓最高，變壓器中性點接地處的零序電壓為０，系統(tǒng)中距離故障點越遠處的零序電壓越低。

（2）零序電流的分布，主要決定于送電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗，而與電源的數(shù)目和位置無關(guān)。

習題三1、什么是距離保護？其特點是什么?

答：距離保護是反應故障點至保護安裝地點之間的距離（或阻抗），并根據(jù)距離的遠近而確定是否動作的一種保護裝置。

特點：①具有更高的靈敏性，受系統(tǒng)運行方式影響?、诰哂懈叩倪x擇性③除應用于輸電線路外，還可用于發(fā)電機，變壓器保護中，作為后備保護。2、距離保護的主要組成元件（4部分）？

答：啟動元件，距離元件，時間元件，閉鎖元件。

3、距離保護中，測量阻抗，整定阻抗，啟動阻抗的區(qū)別？

答：測量阻抗Zk=Uk/Ik由加入繼電器的測量電壓和測量電流計算得出;

整定阻抗Zset：取繼電器安裝點到保護范圍末端的線路阻抗作為整定阻抗。由線路阻抗整定計算得出。一旦整定，基本不變；

啟動阻抗：表示當繼電器剛好動作時，加入繼電器的測量阻抗Zk。

4、影響距離阻抗的主要因素有哪些？（6方面）

答：①短路點的過渡電阻②電力系統(tǒng)振蕩③保護安裝處與故障點間的分支電路④電壓互感器和電流互感器的誤差（TA、TV的誤差）⑤電壓互感器（TV）二次回路斷線⑥串聯(lián)補償電容

5、通常用的阻抗繼電器一般有哪幾種？

答：全阻抗繼電器、方向阻抗繼電器、偏移特性阻抗繼電器

習題四1、什么是縱聯(lián)保護？

其適用場合？

答：輸電線路縱聯(lián)保護是用某種通信手段將輸電線兩端的保護裝置縱向聯(lián)系起來，將各端的信息傳送到對端進行比較判別，以確定故障是否在保護區(qū)內(nèi)，可實現(xiàn)全線、無時限的故障切除。適用于一些重要線路和超高壓線路。

2、高頻通道的工作方式有哪幾類（3個）？

答：①長期發(fā)信方式-正常有高頻電流，高頻電流的消失代表故障②故障啟動發(fā)信方式-正常無高頻電流，出現(xiàn)高頻電流代表故障③正常時一種頻率，故障時兩種頻率

。3、高頻信號的主要作用？

答：①閉鎖信號，收不到高頻信號是跳閘的必要條件②允許跳閘信號，收到高頻信號是跳閘的必要條件③無條件跳閘信號,收到高頻信號是跳閘的充要條件。

4、縱聯(lián)差動保護的基本原理是什么？（P118）

答：內(nèi)部故障：兩側(cè)電流和為電路電流Ik，不為0

正?；蛲獠抗收希簝蓚?cè)電流和為0。

習題五1、什么叫自動重合閘?

實際中一般有哪幾種運行方式？（P146）

答：自動重合閘：當斷路器跳閘之后，能夠自動地將斷路器重新合閘的裝置

。

運行方式：①與繼電保護裝置相獨立的自動重合閘裝置②與繼電保護裝置一體化，在微機線路保護中，由其中的一個CPU板完成自動重合閘功能。

2、自動重合閘為什么要帶有時限？（P149）

答：（1）故障點電弧熄滅及周圍介質(zhì)絕緣強度的恢復需要時間。

（2）斷路器動作跳閘之后，其觸頭周圍絕緣強度的恢復以及消弧室重新充滿油需要一定的時間。斷路器及操作機構(gòu)復原準備好再次動作的也需要時間。

（3）若由保護啟動重合閘，還應加上保護動作時間。

3、自動重合閘為何要與繼電保護相配合？

二者配合一般有哪兩種方式？（P150）

答：為了能盡量利用重合閘所提供的條件以加速切除故障，繼電保護要與自動重合閘相配合

方式：(1)重合閘前加速保護:當任何一條線路故障時，第一次都由離發(fā)電機最近的保護切除瞬時性故障。

(2)重合閘后加速保護:當線路第一次故障時，保護有選擇性地動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護動作，瞬間切除故障，而且與第一次動作是否帶有時限無關(guān)。（35kV以上的網(wǎng)絡及重要負荷）

習題六1、變壓器的故障類型及不正常狀態(tài)？其主保護，后備保護主要有哪幾類？（P157）

答：變壓器內(nèi)部故障：（1）油箱內(nèi)故障：①繞組的相間短路②接地短路③匝間短路以及鐵心的燒損（2）油箱外故障：①絕緣套管的相間短路與接地短路②引出線上發(fā)出的相間短路與接地短路。

不正常工作狀態(tài)：①由于變壓器外部相間短路引起的過電流②外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓③由于負荷超過額定容量引起的過負荷④油箱漏油造成的油面降低（5）由于外加電壓過高或頻率降低引起的過勵磁。

主保護：1）瓦斯保護、2）縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護

后備保護：3）（外部相間短路時的保護）過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護、負序過電流保護、阻抗保護、4）（外部接地短路時的保護）零序電流保護、零序過電壓保護5）過負荷保護6)過勵磁保護7）其他保護

2、變壓器縱聯(lián)差動保護的原理?

（P159）

答：正常運行及外部故障：流經(jīng)差動繼電器的電流和為0

內(nèi)部故障：流經(jīng)差動繼電器的電流和不為0。

3、影響變壓器保護正確動作的主要因素有哪些？（及如何防止）重點掌握

引起變壓器縱差保護不平衡電流的主要因素？（PPT）

答：（1）變壓器勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流

識別、閉鎖（2）變壓器兩側(cè)電流相位不同（繞組接線方式不同）

接線修正（3）電流互感器型號不同

系數(shù)修正（4）電流互感器的計算變比與實際變比不同

計算整定（5）變壓器帶負荷調(diào)節(jié)分接頭

定值考慮。

4、何謂變壓器的勵磁涌流？

其產(chǎn)生的不平衡電流如何防止？

答：變壓器的勵磁涌流：當變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復過程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵磁電流。特征：①數(shù)值較大，偏于時間軸的一側(cè)②含有大量的諧波分量③波形中有中斷。

習題七1、何謂斷路器失靈保護？

答：斷路器失靈保護:當故障線路的繼電保護動作發(fā)出跳閘命令后，斷路器拒絕動作時，能以較短的時限切除相鄰的元件斷路器，將故障部分隔離，并使停電范圍限制為最小的一種近后備保護。

2、何謂微機繼電保護？硬件主要構(gòu)成？（P7）

答：微機繼電保護：以微型計算機為核心，配置相應的外圍接口，執(zhí)行元件的計算機控制系統(tǒng)

硬件構(gòu)成：①微機系統(tǒng)②模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)③開關(guān)量輸入和輸出系