大學(xué)課程《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》習(xí)題

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，一般后延時(shí)來(lái)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)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰目力設(shè)備或線路的保護(hù)來(lái)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(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)

2、說(shuō)明對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有那些基本要求。

答：可靠性（安全性和信賴幸），速動(dòng)性，靈敏性和選擇性。

3、簡(jiǎn)要說(shuō)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(shuō)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，與哪些因素有

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AB和BC的最

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

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

繼電器的動(dòng)作時(shí)限（2）、求出無(wú)時(shí)限電流速斷的保護(hù)范圍和校驗(yàn)II、IH段的

靈敏度。

X；=10Q

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。K\e,=1.3,

C=1.1,%=1.2,t=0.85,七=1.5,線路阻抗為0.4Q/km,阻抗角為

700,AB線最大負(fù)荷電流為170Ao電源阻抗Xymin=2C,Xs4max=31J,

2

X$smin=15A,Xwmax=2糖2，電源相電勢(shì)為115/，3kV,」=0.5s,tWf,5=15$O

6、如圖(a)所示網(wǎng)絡(luò)中，線路AB裝有三段式電流保護(hù)，各段保護(hù)的接線方式

如圖⑹所示。已知AB線路末端三相短路時(shí)的最大短路電流為1320A.末

端三相短路時(shí)的最小短路電流為980A；限時(shí)電流速斷保護(hù)的靈敏度為1.32。

AB

-----------------p*

(a)

II、14為I段電流繼電器

12、15為II段電流繼電器

13、16、17為”11段電流繼電器

(b)

(1)計(jì)算保護(hù)1電流速斷和限時(shí)電流速斷保護(hù)的定值(C1=1.25)

(2)說(shuō)明各段的接線方式，除此之外還有哪些常見接線方式？說(shuō)明不同接線方

式的異同及其特點(diǎn)。

⑶當(dāng)本保護(hù)出口(kl點(diǎn))發(fā)生AB相間短路時(shí)，說(shuō)明各繼電器的動(dòng)作情況，

指出最后哪段保護(hù)出口跳閘。

(4)相鄰線路出口(k2點(diǎn))發(fā)生AC相間短路時(shí)，說(shuō)明各繼電器的動(dòng)作情況，

如果相鄰線路保護(hù)拒動(dòng)，說(shuō)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：￡.=￡?=110/J3^V,

容.=15Q、Z54max=200，Z5Bmin=10Q、ZSBZ=12。，線路AB長(zhǎng)60km,

3

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)U/和//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(guò)電流保護(hù)，試確定：

(1)過(guò)電流保護(hù)1—4的動(dòng)作時(shí)限；(*=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°o當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相

接地短路時(shí)

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

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

(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Z5I=1.25ZiX),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,=3ZLI,試計(jì)算保護(hù)1零序

I段的定值。

110KVAB

O-k"'----------------------

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(guò)電流保護(hù)，試計(jì)算保護(hù)

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

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障均有瞬動(dòng)保護(hù)）。

14、在圖示零序方向過(guò)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(wèn)：

⑴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)？

⑵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(lái)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？

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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（，〃）、整定阻抗（4”）和動(dòng)作阻抗（z!?

就方向繼電器說(shuō)明它們之間的關(guān)系和區(qū)別。

2、說(shuō)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(shuō)明它們之

間的關(guān)系。

3、在圖3-6復(fù)數(shù)平面上，已知阻抗ZA和ZB,試求出以下動(dòng)作方程的特性軌跡。

Z—ZZ+Z.

270°>arg-mAA>900270c>arg-mA>900

Z"一ZB

270°>arg-Zm-Za>900270c>arg乙*乙>900

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=KJ”，

UH=K2Un—K,Ln,動(dòng)作條件為IUAI》|UB|,試問(wèn)：

（1）所構(gòu)成的繼電那是什么繼電器；

（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尸0.4Q/km,流過(guò)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。（心,/=K：=0.8、1.2、K,s=1.5、Kre=1.2,

各段均采用方向圓特性阻抗繼電器）

7

UOKVABC

Q^——---------------------------

Zs.Ama\=20Q

ZsAmin=15Q

ZsB.max=25Q

ZsBmin=20Q

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(lái)什么影響？應(yīng)采取哪些措施

來(lái)防止？

10、雙側(cè)電源系統(tǒng)如題2圖所示，設(shè)E-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。

⑵當(dāng)振蕩過(guò)程中b二180。和90。時(shí)，在線路AB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。

⑶當(dāng)6=0。時(shí)，保孑11出口發(fā)生經(jīng)10H過(guò)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(guò)

渡電阻是多少？

1k“大圓套小圓”的振蕩閉鎖措施原理如圖所示，/o=3O/n.v,6,=100\

62=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)該閉鉞措施會(huì)失效。

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*RZi.

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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(lái)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。

系統(tǒng)如圖所示，

—--4^

(1)說(shuō)明采用兩個(gè)不同靈敏度起動(dòng)元件的原因，時(shí)間元件，1、4的作用。

⑵兩側(cè)保護(hù)都正常是，分別說(shuō)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(shuō)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(shuō)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)，&超前E"0°,M端系統(tǒng)及線路

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

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。

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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(shuō)明保護(hù)及重合閘裝置的動(dòng)作過(guò)程。

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

3、系統(tǒng)如圖所示，兩則配置有檢無(wú)壓檢同期自動(dòng)重合閘和三段式距離保護(hù)，保

護(hù)與重合閘之間采取“后加速”配合方式。

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