继电保护课后习题

答： 一般把反应被保护元件严重故障、快速动作与跳闸的保护称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，故称为近后备保护。远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备不能满足要求时才考虑采用近后备保护。

辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。

1-5、什么叫最大和最小运行方式，确定时考虑哪些因素？

最大运行方式是指在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗，发生短路后产生的短路电流最大。最小运行方式则与上相反。一般用最大运行方式下的短路电流来校验电气设备的稳定性和断流容量。用最小运行方式时的短路电流来校验保护装置的灵敏度。

答：①对保护装置来讲，通过该保护的短路电流为最大的方式为系统的最大运行方式，而短路电流为最小时的方式则为系统的最小运行方式。②对不同安装地点的保护装置，应根据网络接线的实际情况选取最大和最小运行方式。在系统最大运行方式下发生三相短路故障时，保护装置的短路电流最大；而在系统最小运行方式下发生两相短路故障时，保护装置的短路电流最小。

2-7、什么叫电抗变换器？它与电流互感器有什么区别？

答：电抗变换器是把电流互感器输入的电流转换成与其成正比的输出电压的中间转换装

置。电流互感器是将高压大电流转换成低压小电流，呈线性转变，因此要求励磁阻抗大，即励磁电流小，负载阻抗小。而电抗变换器正好与其相反。电抗变换器的励磁电流大，二次负载阻抗大，处于开路工作状态；而电流互感器二次负载阻抗远小于其励磁阻抗，处于短路工作状态。

2-27、过电流保护和电流速断保护在什么情况下需要装设方向元件？试举例说明之？

答案一：对于速断保护，如果能从整定值上躲开反方向短路时，可不必装方向元件。对于过流保护，如果允许以较长的时限并能保证动作的选择性时可不用装方向元件，否则有必要加装方向元件。

答案二：在两侧电源辐射形电网或单侧电源环形电网的情况下，为实现选择性，过流保护的电流速断保护应加装方向元件。

2-28、说明构成相位比较和幅值比较的功率方向继电器的基本方法。

答：

3-1什么叫距离保护？它与电流保护主要区别是什么？

答：距离保护是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定保护动作时限的一种保护装置。它与电流保护相比优点是在多电源的复杂电网中可以有选择性的切除故障，有且有足够的快速性和灵敏性；缺点是可靠性不如电流保护，距离保护受各种因素影响，在保护中要采取各种防止这些影响的措施，因此整套保护装置比较复杂。

3-2、试比较方向阻抗继电器，偏移阻抗继电器，全阻抗继电器在构成原则上有什么区别；按绝对值比较方式列出它们的特性方程，在R-X复数平面上画出有相同整定阻抗的动作特性圆，进而画出它们的原则性连接图。

答：三种圆特性阻抗继电器在构成原则上市电压形成回路不同，而幅值比较回路和执行回路是相同的，列出按绝对值比较的特性方程见P92

3-3什么叫测量阻抗，动作阻抗、整定阻抗？它们之间有什么不同？

KTAZKKTV答：单相式阻抗继电器只输入一个电压Ur和一个电流Ir，电压与电流的比值

Z1U1I1（Zk为短路阻抗）称为测量阻抗。使距离继电器动作的阻抗称为动作阻抗ZOP，对应预先整定的保护范围的阻抗称为整定阻抗器的变比K1和KU实现。

ZsetK1KU，由改变电抗变换器UX一次侧绕组匝数或改变电压变换

当ZrZset，阻抗继电器不动作，当

ZrZopZset，则阻抗继电器动作。

3-10、过渡电阻对距离保护I段影响大，还是对Ⅱ段影响大，为什么？

答：短路过渡电阻可能导致保护不正确动作，过渡电阻越大，对保护影响也越大，但由于过渡电阻一般随短路时间增大而增大，而距离保护第Ⅰ段动作时间很短，故受过渡电阻影响相对较小，而距离保护第Ⅱ段测量阻抗则受过渡电阻影响较大。

3-11、过渡电阻对长线距离保护影响大，还是对短线距离保护影响较大，为什么？

答：过渡电阻对距离保护短线保护影响大，因为线路长、整定阻抗大，相对保护范围大，从图b中可看出当过渡电阻R超过R1时短线方向阻抗阻抗继电器不能动作，而长线方向阻抗继电器可以动作。当过渡电阻超过R2时长线阻抗继电器才不能动作，由此可见过渡电阻对短线距离保护影响大。

3-13、电力系统振荡对距离保护有什么影响？哪一种影响最大？

答：电力系统振荡时，系统各点的电流、电压将随线路两侧电源电动势的角度δ变化而变化，因而系统中各点的测量阻抗也将随δ角发生变化。系统中保护电流元件和低电压元件可能会误动作。由分析可知，电力系统振荡时距离保护中，对全阻抗继电器影响最大、最容易误动作。

4-1、简述纵联差动保护的基本原理。

答：纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。P152

4-2、请简要分析线路纵联差动保护和电流保护的区别？

答：电流保护属于单端保护，在动作值的整定上必须与下一元件的保护相配合，才能满足动作选择性的要求，因此，他就不能瞬间切除保护范围内的任何地点的故障，这对高压输电线路就不能满足系统稳定所提供的要求。线路纵联差动保护是利用比较被保护元件始末端电流大小和相

位的原来构成输电线路的保护的，当被保护范围的某点发生故障时，他都能瞬间切除故障。

4-3、纵联保护中不平衡电流是由于什么原因产生的？不平衡电流在暂态过程中具有哪些特性？它对保护装置有什么影响？

答：不平衡电流是由纵差保护线路两端互感器的励磁特性不完全相同，在短路故障时通过很大的一次电流使电流互感器的铁芯饱和程度不同，造成TA二次电流差别较大，产生不平衡电流。

不平衡电流在暂态起始段和结束段都不大，最大不平衡电流发生在暂态过程中段。因纵差保护要躲过不平衡电流，不平衡电流过大将使保护装置的灵敏性降低 。P153

4-6 、什么是相继动作？为什么会出现相继动作，出现相继动作对电力系统有何影响？

答：在输电线路保护中，一侧保护先动作后跳闸，另一侧保护才能动作的现象，称为相继动作。

随着被保护线路的增长，为了保证区外故障时不误动作，要求保护的闭锁角增大，从而使动作区域变小，内部故障时有可能进入保护的不动作区。由于在内部故障时高频信号的传输延时对于电流相位超前侧和滞后侧影响是不同的，对于滞后的N侧来说，超前侧M发出的高频信号经传输延迟后，相当于使两者之间的相位差缩小，高频信号的间断角增大，有利于其动作，所以N侧是可以动作的；但对于超前的M侧来说，N侧发来的信号经延时后相对于加大了两侧电流的相位差，使M侧感受到的高频信号的间断角变得更小，有可能小于整定的闭锁角，从而导致不动作。为解决M端不能跳闸问题，当N侧跳闸后，停止发高频信号，M侧只能收到自己发出的高频信号，间隔180°，满足跳闸条件随之也跳闸。出现相继动作后，保护相继动作的一端故障切除的时间变慢。

4-22、什么叫高频距离保护，它与距离保护有什么差别？

答：利用距离保护的启动元件和方向元件控制收、发信机发出高频闭锁信号，闭锁两侧保护的原理构成的高频保护称之为高频距离保护。

与距离保护的区别是，前者既能在内部故障时快速切除被保护范围内任一点故障，又能在外部故障时作为下一级线路和变电所的后备保护，同时有距离保护和高频闭锁方向保护两种保护的优点，并能简化整个保护线路。而距离保护存在死区，不能实现全线无时限切除任一点故障，而且受各种因素影响较大。