繼電保護(hù)及課程設(shè)計(jì)

繼電愛護(hù)及課程設(shè)計(jì)—其次次作業(yè)

36.

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電愛護(hù)裝置應(yīng)將故障部分切除，電力系統(tǒng)消失不正常工作

時，繼電愛護(hù)裝置一般應(yīng)發(fā)出信號。

37.

繼電愛護(hù)的牢靠性是指愛護(hù)在應(yīng)動作時不拒動，不應(yīng)動作時不誤動。

38.

本線路限時電流速斷愛護(hù)的愛護(hù)范圍一般不超出相鄰下一線路電流速

fi愛護(hù)的愛護(hù)范圍，故只需帶0.5s延時即可保

證選擇性。

39.

檢驗(yàn)電流愛護(hù)靈敏系數(shù)時，最小短路電流1d.i是指在被愛護(hù)范圍末端，在____________域

丕__________________運(yùn)行方式下的兩相短路電流。

40.

為保證選擇性，過電流愛護(hù)的動作時限應(yīng)按_____________險援_____________________原則

整定，越靠近電源處的愛護(hù)，時限越_________________運(yùn)________________O

41.

電流繼電器的返回系數(shù)過低，將使過電流愛護(hù)的動作電流________________增

±，愛護(hù)的靈敏系數(shù)________________隆低____________________O

42.

電流愛護(hù)的接線系數(shù)定義為流過繼電器的電流與電流互.感器二次電

通_______________之比，故兩相不完全星形接線的接線系數(shù)

為1。

43.

中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，將消失零序電壓U。，其值為故障前相電壓

值_______________________，且電網(wǎng)各處零序電壓__________狙筌__________________o

44.

絕緣監(jiān)視裝置給出信號后，用依次斷開線路方法查

找故障線路，因此該裝置適用于_________________出線較少_______________________的狀

況。

45.

阻抗繼電器依據(jù)比較原理的不同分為幅值比較式和相位比較式兩類.

46.

當(dāng)愛護(hù)范圍不變時，分支系數(shù)越.大（?。箰蹨秶叫。ù螅瑢?dǎo)致靈敏

性越一低（高）。

47.

阻抗繼電器的執(zhí)行元件越靈敏，其精確工作電流越.小。

48.

三種圓特性的阻抗繼電器中，方向阻抗繼電器受過渡電阻的影響最大，全阻抗繼電

S—受過渡電阻的影響最小。

49.

阻抗繼電器受系統(tǒng)振蕩影響的程度取決于兩個因素，即愛護(hù)的安裝地點(diǎn)和阻抗繼

電器的特性。

50.

閉鎖式高頻方向愛護(hù)在故障時啟動發(fā)信，而正向元件動

任___________________時停止發(fā)信，其動作跳閘的基本條件是止向兀件動作且收小

到閉鎖信號。

51.

方向高頻愛護(hù)是比較線路兩側(cè)端功率方向,當(dāng)滿

意功率方向同時指向線路條件時，方向高頻愛護(hù)動作。

52.

線路縱聯(lián)愛護(hù)載波通道的構(gòu)成部件包括埔電線

%、高頻阻波

、耦合電容器、

合濾波器、高頻電纜、

間隙、接地刀閘

和收發(fā)信機(jī)。

53.

相差高頻愛護(hù)是比較線路兩端電流的相位,當(dāng)

滿意電流相位同相條件時，相差高頻愛護(hù)動作.

54.

高頻愛護(hù)啟動發(fā)信方式有W啟

動、遠(yuǎn)方啟動和手動啟動。

55.

具有同步檢定和無電壓檢定的重合閘，在線路一側(cè)，當(dāng)線路無電壓時,允許該

端線路的重合閘重合；而在另一側(cè)，需檢測母線電壓和線路電壓滿意同期

條件時允許重合閘重合。一

56.

在變壓器的勵磁涌流中，除有大量的直流重量外，還有大量的高次諧波一重量,其

中以二次諧波為主。

57.

對于變壓器縱差動愛護(hù)，在正常運(yùn)行和外部故障時,流入差動繼電器的甩流

為零（理論值）。

58.名詞解釋：選擇性

答：選擇性一一是指首先由故障設(shè)施的愛護(hù)切除故障，系統(tǒng)中非故障部分仍連續(xù)運(yùn)行，以

盡量縮小停電范圍。當(dāng)愛護(hù)或斷路器拒動時，才由相鄰女施的愛護(hù)或斷路器失靈愛護(hù)切除

故障。

59.名詞解釋：速動性

答：速動性一一是指愛護(hù)裝置應(yīng)盡可能快的切除短路故障。

60.名詞解釋：靈敏性

答：靈敏性一一是指在設(shè)施的被愛護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，愛護(hù)裝置應(yīng)具有的反應(yīng)力

量。

61.名詞解釋：系統(tǒng)最大（小）運(yùn)行方式

答：系統(tǒng)最大（?。┻\(yùn)行方式一一在同一地點(diǎn)發(fā)生相同類型短路時，流過愛護(hù)裝置的短路

電流最大（?。瑢圩o(hù)裝置而言稱為系統(tǒng)最大（?。┻\(yùn)行方式。

62.名詞解釋：相繼動作

答：相繼動作——是指只有在另一端愛護(hù)動作的前提下，本端愛護(hù)才能動作的現(xiàn)象。

63.名詞解釋：勵磁涌流

答：勵磁涌流一一是指當(dāng)變壓器空載投入或外部故障切除電壓恢復(fù)時，相應(yīng)側(cè)可能消失的

很大的勵磁電流。

64.繼電愛護(hù)的基本原理有哪幾種？

答：基本原理有采用故障前、后電氣量的顯著變化如I、U；同時反應(yīng)電壓與電流之間為數(shù)

值變化如Z=U/I或相位變化小=argU/I；被愛護(hù)設(shè)施兩邊電流相位（或功率方向）或

大小的變化；故障時才消失的某些對稱重量電流、電壓或功率；非電氣量變化如溫度、氣

體等以及電氣量波形和時域、頻域分析上的特點(diǎn)等。

65.何謂主愛護(hù)和后備愛護(hù)？什么叫近后備和遠(yuǎn)后備，有何區(qū)分？什么狀況下采納斷路器

失靈愛護(hù)？

答：

主愛護(hù)是指在設(shè)施的被愛護(hù)范圍內(nèi)任何地點(diǎn)發(fā)生故障時，都能以最短時限動作于跳閘的愛

護(hù)。后備愛護(hù)是指由「某種緣由使故障設(shè)施愛護(hù)裝置或斷路器拒動時由故障設(shè)施的另一套

愛護(hù)或相鄰設(shè)施的愛護(hù)動作。

近后備是指某一設(shè)施同時裝設(shè)兩套愛護(hù)，當(dāng)該設(shè)施故障時，一套愛護(hù)萬一不工作，由另一

套愛護(hù)動作于跳閘。

遠(yuǎn)后備是指故障設(shè)施愛護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰的上一級愛護(hù)動作于跳閘來實(shí)現(xiàn)后備作

用。相比較之下，近后備是同屬一地故障設(shè)施的另一套設(shè)施來動作，此時要求斷路器不能

拒動。

當(dāng)采納近后備時，若斷路器拒動，則必需通過裝在斷路器上的失靈愛護(hù)，切除該線路連接

母線上的全部電源線路。

66.為什么說“四性”有時它們是相互沖突的？又如何求得統(tǒng)一？

答：對繼電愛護(hù)的基本要求是具有“四性”，即選擇性、牢靠性、靈敏性、速動性。它們

之間相互緊密聯(lián)系，但有時又相互沖突，如為保證選擇性，有時本線路愛護(hù)要和相鄰線路

愛護(hù)在時間上協(xié)作，即不能采納同一時限，這樣愛護(hù)動作會帶延時，不能滿意速動性的要

求。又如為保證速動性，愛護(hù)有時不能愛護(hù)線路全長，卻不能滿意靈敏性的要求，為此需

要采納較簡單的愛護(hù)測量，則又降低了牢靠性。再如為保證靈敏性，有時允許愛護(hù)非選擇

性動作，再由自動重合閘裝置來訂正，明顯降低了選擇性要求。因此，須從電力系統(tǒng)實(shí)際

狀況動身，分清主次，參照部頒《繼電愛護(hù)和平安自動裝置技術(shù)規(guī)程》要求，進(jìn)行優(yōu)化，

求得統(tǒng)一。

67.在整定電流愛護(hù)第III段時，為什么必需考慮返回系數(shù)？在整定第I、II段時是否需

要考慮？為什么？

答：過電流愛護(hù)（III段）在整定動作電流時，不僅應(yīng)大于該線路可能消失的最大負(fù)荷電

流，同時還應(yīng)考慮在外部短路切除后，愛護(hù)裝置應(yīng)能牢靠返回，即外部故障時，該愛護(hù)在

短路電流下起動，但在延時未到時，故障已被故障線路愛護(hù)切除，此時，即使在電動機(jī)自

起動電流下（大于負(fù)荷電流），也應(yīng)牢靠返回（不會動作跳閘），因此，III段過電流愛

護(hù)要考慮返回系數(shù)。返回電流Ih=kk*Lz值越裔，越能夠牢靠返回。

依據(jù)I、II段的整定原則可知，它們的定植較高。在外部故障時，I段根本就不起動，II

段即使起動，在外部故障切除后，電動機(jī)自起動電流下，也會因其較高的定值而牢靠返

回，所以I、II段的整定不需要考慮返回系數(shù)。

68.試確定下圖所示的網(wǎng)絡(luò)中電流愛護(hù)7的最大、最小運(yùn)行方式。

□LI□0L30

V------------------

Q—

z0L20L40

s.mac

7

s.rnin

答：電流愛護(hù)7的最大運(yùn)行方式:電源處于最大運(yùn)行方式（即系統(tǒng)阻抗為Zs.min）,且線

路L3停運(yùn)，其它線路全部運(yùn)行；

電流愛護(hù)7的最小運(yùn)行方式:電源處于最小運(yùn)行方式（即系統(tǒng)阻抗為Zs.max）,且線

路L1或L2停運(yùn)，其它線路全部運(yùn)行。

69.何謂大接地電流電網(wǎng)？何謂小接地電流電網(wǎng)？

答：變壓器中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)稱為大接地電流電網(wǎng)；中性點(diǎn)非直接接地的電網(wǎng)稱為小

接地電流電網(wǎng)。

70.中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)絕緣監(jiān)視裝置的作用是什么？是如何實(shí)現(xiàn)的？

答：絕緣監(jiān)視裝置的作用是監(jiān)視該裝置所在電網(wǎng)是否發(fā)生了接地故障。通過發(fā)電廠或變電

所母線上的三相五柱式電壓互感器二次開口三角形側(cè)所接的過電壓繼電器，來反應(yīng)接地故

障時消失的零序電壓，并動作于信號。

71.什么是阻抗繼電器？

答：阻抗繼電器是距離愛護(hù)裝置的核心元件，其主要作用是測量短路點(diǎn)到愛護(hù)安裝地點(diǎn)之

間的阻抗，并與整定值進(jìn)行比較，以確定愛護(hù)是否應(yīng)當(dāng)動作。

72.阻抗繼電器接線方式應(yīng)滿意的基本要求？

答：（1）繼電器的測量阻抗正比于短路點(diǎn)到愛護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離；

（2）繼電器的測量阻抗應(yīng)與故障類型無關(guān)，也就是愛護(hù)范闈不隨故障類型而變化。

73.為什么偏移特性阻抗繼電器不能作為距離愛護(hù)I段的測量元件？

答：偏移特性阻抗繼電器為消退死區(qū)，通常取偏移度a=10%?20%,若a選擇過大，就會造

成反相愛護(hù)區(qū)太長，使愛護(hù)之間不易協(xié)作。愛護(hù)范圍一般不超過反方向距離I段的愛護(hù)范

圍，且動作時間必需大于反相距離I段的動作時間。因此，不能作為距離I段的測量元

件。

74.試說出下圖所示的具有方向特性的四邊形阻抗繼電器動作特性圖中四條邊AB、BC、C

【）、DA及傾斜角a所代表的含義和作用。試分析四邊形阻抗動作判據(jù)各塊區(qū)的作

用O

答：

線段AB是電抗線，打算了阻抗繼電器正方向的電抗（X）值；線段AD是電阻線，Rs的定

值打算了反應(yīng)阻抗繼電器克服過渡電阻的力量和躲負(fù)荷的力晶；線段BC和線段CD共同打

算了阻抗繼電器的方向區(qū)；X定值隨過渡電阻增大加而降低的下斜線（傾斜角a）是為了

克服由過渡電阻的影響造成愛護(hù)的超越。

第I象限區(qū)：正方向動作區(qū)，X、R均為正，電抗線和電阻線共同確定了阻抗繼電器是在該

區(qū)域內(nèi)的動作范圍。

第II象限區(qū)：是為了克服正方向發(fā)生金屬性故障，由于電流、電壓互感器誤差使阻抗計(jì)算

的電阻不為零而為負(fù)值造成愛護(hù)拒動。

第IV象限區(qū)：X為負(fù)，R為正，是為了克服出口經(jīng)過渡電阻短路，由于電流、電壓互感器

誤差使阻抗計(jì)算的電抗不為零而為負(fù)值造成愛護(hù)拒動。

75.有一方向阻抗繼電器，其整定阻抗為ZZD=7.5N60°Q,若測量阻抗為ZJ=7.2N30°

。,試問該繼電器能否前作？為什么？

解：

如下圖所示，對應(yīng)于的二30°時該方向阻抗繼電器的動作阻抗為：“

區(qū)以|=7.5cos(60°-30°)=7.5cos30°=6.49(f/

76.何謂高頻愛護(hù)?在我們國家廣泛應(yīng)用的高頻愛護(hù)有哪幾種？

答：

采納高頻（一般為50?300kHz）電流信號，以輸電線路本身為通道構(gòu)成的愛護(hù)，稱為高頻愛

護(hù)。廣泛采納的有高頻閉鎖方向愛護(hù)、高頻閉鎖距離愛尹、高頻閉鎖零序電流愛護(hù)和電流

相位差動高頻愛護(hù)。

77.輸電線路及牽引網(wǎng)為什么要裝設(shè)自動重合閘裝置？

答：

運(yùn)行閱歷表明，在電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障許多都屬于臨時性的，如雷擊過電壓引起的絕緣

子表面閃耀、大風(fēng)時的短時碰線、通過鳥類身體的放電、風(fēng)箏繩索或樹枝落在導(dǎo)線上引起

的短路等。對于這些故障，當(dāng)被繼電愛護(hù)快速斷開電源后，電弧即可熄滅，故障點(diǎn)的絕緣

可恢復(fù)，故障隨即自行消退。這時，若重新合上短路器，往往能恢復(fù)供電，因而減小停電

時間，提高供電的牢靠性。當(dāng)然，重新合上斷路器的工作可由運(yùn)行人員手動操作進(jìn)行，但

手動操作時，停電時間太長，用戶電動機(jī)多數(shù)可能停轉(zhuǎn)，重新合閘取得的效果并不顯著。

為此，在電力系統(tǒng)中，通常用自動重合閘裝置代替運(yùn)行人員的手動合閘。

78.對自動重合閘有哪些基本要求？

答：

對自動重合閘基本要求：

（1）動作快速

（2）不允許任意多次重合，即動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定，如一次或兩次。

（3）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸，預(yù)備好再次動作。

<4）于動跳閘時不應(yīng)重合（于動操作或遙控操作）。

（5）手動合閘于故障線路不重合（多屬于永久性故障）。

79.單相自動重合閘有什么特點(diǎn)？

答：

（1）需要裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件。

（2）應(yīng)考慮潛供電流的影響。

（3）應(yīng)考慮非全相運(yùn)行狀態(tài)的各種影響。

80.什么是瓦斯愛護(hù)？有何作用？

答：

采用變壓器油箱內(nèi)部故障對產(chǎn)生氣體來實(shí)現(xiàn)的愛護(hù)，稱為瓦斯愛護(hù)。

它的作用是反應(yīng)油箱內(nèi)部故障及油面降低。其中輕瓦斯愛護(hù)作用于信號，重瓦斯愛護(hù)作用

于跳閘。

81.勵磁涌流是怎么產(chǎn)生的？與哪些因素有關(guān)？單相變壓器的勵磁涌流有什么特點(diǎn)？

答：變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復(fù)時，變壓器電壓從零或很小的數(shù)值提升到

運(yùn)行電壓，該過程中，由于鐵心磁通不能突變，當(dāng)鐵心中的剩余磁通與變壓器投入時工作

電壓產(chǎn)生的磁通方向相同討，其總磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵心的飽和磁通量，因此產(chǎn)生較大的涌

流，其中最大峰值可達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍。

勵磁涌流的大小和衰減時間，與外加電壓的相位、鐵心剩磁的大小和方向、電源容量的大

小、回路的阻抗以及變壓器容量的大小和鐵心性質(zhì)等都有關(guān)系。單相變壓器勵磁涌流的特

點(diǎn)：含有很大成分的非周期重量，偏于時間軸的一側(cè)；含有大量的高次諧波，而以二次諧

波為主；波形之間消失間斷。

82.變壓器的瓦斯愛護(hù)和縱差動愛護(hù)能否相互代替？為什么？

答：不能。由于瓦斯愛護(hù)只能反應(yīng)油箱內(nèi)部的故障，不能反應(yīng)油箱外部的故障?？v差動愛

護(hù)雖然能反應(yīng)油箱內(nèi)部和外部的故障，但對油箱內(nèi)部稍微的故障（如繞組的匝間短路且短路

匝數(shù)很少）有可能不動作，而重瓦斯愛護(hù)卻能靈敏地動作。因此，二者不能相互代替。

83.畫出“兩折線”制動特性差動繼電器的動作特性曲線，寫出制動曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，

并在圖中標(biāo)明制動區(qū)、比率差動動作區(qū)、速斷動作區(qū)。

解：

變壓器“兩折線”制動特性差動繼電器的動作特性曲線如圖。

Iiar

制動曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：K(&$_4s.g)+A^.rain_4郃.g

差動繼電器的制動區(qū)、比率差動動作區(qū)、速斷雌區(qū)如上圖所示.“

84.

網(wǎng)絡(luò)如圖所示，保護(hù)1-7為電流保護(hù)，系統(tǒng)參數(shù)為：紇=115/辰U,G1

Xjimm=6C,區(qū)1小必=1℃，62電源的Xqmin=40,XqjiuK=8C,—60bn,G：

=30^3,4-0=8°.，線路阻抗。4。/珈，匕=12^=1.15,?=0.5S0（25：

L￡_C

試：（1）確定保護(hù)3在在系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗?！?/p>

（2）整定保護(hù)3的電流速斷定值，開計(jì)其具最小保護(hù)范圍.『

（3）整定保護(hù)3的限或電諼基斷定值，并校晚其靈敏度。?

（4）確定保護(hù)4、5、6、7過電流段的時間定值，并說明何處需要安裝方向元件。

解：（1）保護(hù)3在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的等值阻抗為：“

Wmin=（區(qū)肉加+工口）〃（應(yīng)2皿m+X/2）=（6+60x0.4）"（4+40x0.4）=12（，

保護(hù)3在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的等值阻抗為：-

工3垣取=（凡5必+Xzi）〃（X‘2皿必+應(yīng)2）=（10+60x0.4）”（8+40x0.4）=14.（

（2）電流速斷定值：/

.1