大學(xué)課程《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》習(xí)題 (一)

大學(xué)課程《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》習(xí)題第

一章緒論

1、什么是主保護(hù)、后備保護(hù)？什么是近后備保護(hù)、遠(yuǎn)后備保護(hù)？在什么情況下

依靠近后備保護(hù)切除故障？在什么情況下依靠遠(yuǎn)后備保護(hù)切除故障？

答：主保護(hù)是一次保護(hù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作；

后備保護(hù)是在主保護(hù)不動(dòng)作時(shí)再動(dòng)作，一般有延時(shí)來判斷主保護(hù)動(dòng)作與否，它包

括近后備和遠(yuǎn)后備。

遠(yuǎn)后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)或斷路曙拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的

后備保護(hù)。

近后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由本電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備

的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)

2、說明對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有那些基本要求。

答：可靠性（安全性利信賴幸），速動(dòng)性，靈敏性和選擇性。

3、簡(jiǎn)要說明繼電保護(hù)裝置的一般構(gòu)成以及各部分的作用。

4、針對(duì)下圖系統(tǒng)，分別在DI、D2、D3點(diǎn)故障時(shí)說明按選擇性的要求哪些保護(hù)

應(yīng)動(dòng)作跳閘。

第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)

1、分析電流保護(hù)中各段如何保證選擇性？各段的保護(hù)范圍如何，與哪些因索有

關(guān)？

2、什么是繼電器的返回系數(shù)，增量動(dòng)作繼電器、欠量動(dòng)作繼電器的返回系數(shù)有

什么區(qū)別？

3、在圖示網(wǎng)絡(luò)中，試分析斷路器1DL、4DL和9DL保護(hù)的最大和最小運(yùn)行方式。

4、在圖所示網(wǎng)絡(luò)中，線路AB電源端裝有三段式電流保護(hù)，線路BC裝有二段式

電流保護(hù)，均采用不完全星形接線方式，系數(shù)參數(shù)如圖所示，線路ABW的最

大負(fù)荷電流分別為2.3A和2A,線路BC的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為3S,負(fù)荷自起

動(dòng)系數(shù)為lo試計(jì)算：（1）、線路AB和BC各段電流繼電器的動(dòng)作電流卻和時(shí)間

繼電器的動(dòng)作時(shí)限孰。（2）、求出無時(shí)限電流速斷的保護(hù)范圍和校驗(yàn)II、III段的

靈敏度。

K，=1.2,K〃=K〃/=]J

(relrelrei)

5、如圖所示，對(duì)保護(hù)1進(jìn)行三段式相間電流保護(hù)的整定計(jì)算。K1萬1.3,

K2=1.1,K3=1.2,K=0.85,K=1.5,線路阻抗為0.4。/km,阻抗角為

relrelress

700,AB線最大負(fù)荷電流為170Ao電源阻抗X.M?un=2。，X.s4max=3Q,

1M$

(4)相鄰線路出口(k2點(diǎn))發(fā)生AC相間短路1寸，說明編電器的動(dòng)籍情況，

如果相鄰線路保護(hù)拒動(dòng)，說明最后哪段保護(hù)出口跳閘。

7、設(shè)各保護(hù)都配置有三段式電流保護(hù)，參數(shù)如下：E.=&="()/60，

ZSA*=15。、Zw=20。，Z$8mM=1℃、Z.””二12。，線路AB長(zhǎng)60km,

最大負(fù)荷電流為400A,雙回線BC長(zhǎng)100km,/=1.2、Kn=I.l>

Are/一八rd

rel

Kss=1.2>Kre=0.85,zi=0.4Q/km,=1.55,

計(jì)算保護(hù)1的各段的動(dòng)作定值、動(dòng)作時(shí)間并進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。分析保護(hù)1的I段

是否需要加方向元件。

8、系統(tǒng)如圖所示：各元件的阻抗角為65°，保護(hù)1處裝有90°接線功率方向繼電

器，試分析：

(1)90°接線功率方向繼電器的接線方式，說明采用這種接線方式在三相短路時(shí)

有沒有動(dòng)作死區(qū)，兩相短路時(shí)有沒有動(dòng)作死區(qū)，為什么？如果有死區(qū)，怎樣消除？(2)

選擇繼電器的內(nèi)角，寫出繼電器的動(dòng)作方程。

⑶分析正方向發(fā)生CA相間短路(K1點(diǎn))時(shí)，各功率方向繼電器的動(dòng)作情況。

(4)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)為0.85,保護(hù)1處于送電側(cè)，分析保護(hù)1處A相

功率方向繼電器的動(dòng)作情況。

KW八KAA

/~~~/一

~/---------/-------------

KWCKAC

(5)如果電流元件與方向元件的輸出接點(diǎn)的連接方式如圖:

分析在正常運(yùn)行情況下發(fā)生反方向BC兩相短路（K2點(diǎn)）時(shí)，保護(hù)1的動(dòng)作行為。

9、LG—11型功率方向繼電器所比較的二電器量A二KvUj+K,lj和

B=KyUj-K,Ij中的Ku和K,是怎樣取得的?K.J、K,的大小和幅角對(duì)該繼電

器動(dòng)作特性有什么影響？比較二電器量的幅值為什么可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Uj和IJ間相位

的比較？相位比較與幅值比較原理之間有什么互換關(guān)系？

10、圖示的雙端電源網(wǎng)絡(luò)中，各斷路器均裝有過電流保護(hù)，試確定：

（1）過電流保護(hù)1—4的動(dòng)作時(shí)限；（Z=0.5s）

（2）保護(hù)1—4中哪些應(yīng)裝設(shè)方向元件以保證選擇性？其規(guī)律是什么？

11、如圖所示系統(tǒng)，已知變壓器、線路的零序阻抗角均為75°。當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相

接地短路時(shí)

T1K

——

T3

（1）畫出零序網(wǎng)絡(luò)，在圖中表明零序電流分布，說明零序電壓的分布情況。

（2）分析QF1和QF2處的零序電壓和零序電流之間的相位關(guān)系，并畫出相位圖。

（3）如果采用的零序功率方向繼電器的最大靈敏角為70。，試確定該繼電器的

接線方式。

（4）當(dāng)保護(hù)出口發(fā)生接地故障時(shí)，零序功率方向繼電器有沒有死區(qū)，為什么？

12、某單側(cè)電源系統(tǒng)如圖所示，系統(tǒng)阻抗Zsi=1.25Zs0,A母線發(fā)生接地短路時(shí)

最大零序電流為2000A,AB線路長(zhǎng)度為100km,Z7,。=3Z〃，試計(jì)算保護(hù)1零序

I段的定值。

110KVAB

?-<X---------個(gè)------

13、如圖網(wǎng)絡(luò)，各斷路器處均裝有帶方向或不帶方向的過電流保護(hù)，試計(jì)算保護(hù)

1-4的過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限，并說明在哪些保護(hù)上應(yīng)裝設(shè)方向元件?（設(shè)電源處故

障均有瞬動(dòng)保護(hù))。

14、在圖示零序方向過電流保護(hù)原理接線圖中，如果A相與B相二次線圈間出現(xiàn)了

斷線(如圖中x處)。假如A、B、C三相中的一次電流等于480A,電流互感器的變

比為400/5,試問：

(1)流入零序電流繼電器中的電流為多少？零序電流繼電器是否會(huì)誤動(dòng)？

(2)零序功率方向繼電器是否會(huì)誤動(dòng)？

⑶整套保護(hù)會(huì)不會(huì)誤動(dòng)？

來自PT開口三角側(cè)

15、零序功率方向繼電器在出口短路時(shí)有沒有“死區(qū)”，為什么？

第三章電網(wǎng)距離保護(hù)

1、何謂阻抗繼電器的測(cè)量阻抗(Z，)、整定阻抗(Zm)和動(dòng)作阻抗(z“p)?

就方向繼電器說明它們之間的關(guān)系和區(qū)別。

2、說明什么是整定阻抗、動(dòng)作阻抗、測(cè)量阻抗，以方向圓特性為例說明它們之

間的關(guān)系。

3、在圖3-6復(fù)數(shù)平面上，己知阻抗Z八和Z”試求出以下動(dòng)作方程的特性軌跡。

Z—Z+Zi

270。>arg^—>為。270。>arg"八〉如

Zm-ZBZ,“-ZB

z—z&z+z、

270°>arg~270°>arg?~

>90°>90°

Zm+ZB+ZB

4、已知采用幅值比較方式構(gòu)成繼電器的兩個(gè)電壓量UA=Ki小,

UB=K2Um-K\Im，動(dòng)作條件為|UA|2|UB|，試問：⑴

所構(gòu)成的繼電器是什么繼電器；

(2)在復(fù)平面上畫出它的動(dòng)作特性；

(3)該繼電器的整定值是什么？

5、消除方向阻抗繼電器動(dòng)作死區(qū)的措施有哪些？各有什么特點(diǎn)？

6、阻抗繼電器的接線方式有哪些？各有什么特點(diǎn)，可以反應(yīng)哪些故障類型?

7、系統(tǒng)如圖所示，各線路均裝有距離保護(hù)，Z.=0.4Q/km,流過線路AB的最大

負(fù)荷電流為600A,負(fù)荷功率因數(shù)為0.85,線路阻抗角”=70。。試對(duì)保護(hù)1的

距離保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。（K*=K〃=Q8、犬"=1.2、K,$=1.5、K=1.2,

relre

rel

各段均采用方向圓特性阻抗繼電器）

1I0KVABC

-------——?

Zs.Amax=20Q

Zs.Amin=l5QV>~

ZsB.max=250

Zs.Bmin=20。

8、何謂振蕩中心？其位置如何確定？振蕩中心的電流和電壓的變化有何特點(diǎn)？

9、電力系統(tǒng)振蕩的特點(diǎn)是什么？對(duì)繼電保護(hù)會(huì)帶來什么影響？應(yīng)采取哪些措施

來防止？

10、雙側(cè)電源系統(tǒng)如題2圖所示，設(shè)①=巨"於，線路BC空載，兩側(cè)電源都處

于最大運(yùn)行方式，試分析:

(1)系統(tǒng)發(fā)生振蕩，振蕩周期為2.0s。寫出保護(hù)1的測(cè)量阻抗的表達(dá)式，并

在復(fù)平面上畫出振蕩軌跡，并分析保護(hù)1各段的動(dòng)作行為。

(2)當(dāng)振蕩過程中6=180。和90。時(shí)，在線路AR中點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路，計(jì)

算保護(hù)1的測(cè)量阻抗，分析各段的動(dòng)作行為。

(3)當(dāng)b=0。時(shí)，保護(hù)1出口發(fā)生經(jīng)10Q過渡電阻的三相短路，分析保護(hù)1的

動(dòng)作行為。如果要保護(hù)1的I段正確動(dòng)作，試計(jì)算三相短路時(shí)可以允許的最大過渡

電阻是多少？

11、“大圓套小圓”的振蕩閉鎖措施原理如圖所示，訪=30ms,在=100°、

&=140°,試分析振蕩周期在什么范圍內(nèi)時(shí)該閉鎖措施可以發(fā)揮作用，振蕩周期

在什么范圍內(nèi)時(shí)該閉鎖措施會(huì)失效。

第四章電網(wǎng)縱聯(lián)保護(hù)

1、縱聯(lián)保護(hù)和階段式保護(hù)相比有什么異同？

2、高頻信號(hào)的種類按作用來分有哪些？

3、輸電線路AB裝設(shè)的電流啟動(dòng)方式的高頻閉鎖方向保護(hù)方框原理圖如圖所示。

通

道

系統(tǒng)如圖所示，

AB

---------—

⑴說明采用兩個(gè)不同靈敏度起動(dòng)元件的原囚，時(shí)間元件，|、弓的作用。

⑵兩側(cè)保護(hù)都正常是，分別說明在KI、K2點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、2的動(dòng)作情

況。

⑶當(dāng)保護(hù)2的收信機(jī)故障時(shí)，分別說明在KI、K2、K3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、

2的動(dòng)作情況。

(4)當(dāng)保護(hù)1的發(fā)信機(jī)故障時(shí)，分別說明在KI、K2、K3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)1、

2的動(dòng)作情況。

4、系統(tǒng)振蕩時(shí)候，相差高頻保護(hù)會(huì)不會(huì)誤動(dòng)，為什么？

5、在圖示系統(tǒng)中，MN線路裝有相差高頻保護(hù)，反超前&70°,M端系統(tǒng)及線路

阻抗角均為60。，N端系統(tǒng)阻抗角為80。，MN間距離為200公里，試求閉鎖角8。

當(dāng)N端出口d處發(fā)生三相短路時(shí)，試用相量圖分析兩側(cè)電流相位差，并求M及N

側(cè)可能測(cè)得的最大相位差。

第五章自動(dòng)重合閘

1、線路分別配置三相一次重合閘、單相重合閘、綜合重合閘，分析當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)

性或永久性故障時(shí)，說明保護(hù)及重合閘裝置的動(dòng)作過程。

2、說明保護(hù)與重合閘之間的配合關(guān)系有哪些？舉例加以說明。

3、系統(tǒng)如圖所