继电保护复习

1、1、在过量（欠量）继电器中，为什么要求其动作特性满足“继电特性”？若不满足，当加入继电器的电量在动作值附近时将可能出现什么情况？答：过量继电器的继电特性类似于电子电路中的“施密特特性“，如图2-1所示。当加入继电器的动作电量（图中的）大于其设定的动作值（图中的）时，继电器能够突然动作；继电器一旦动作以后，即是输入的电气量减小至稍小于其动作值，继电器也不会返回，只有当加入继电器的电气量小于其设定的返回值（图中的）以后它才突然返回。无论启动还是返回，继电器的动作都是明确干脆的，它不可能停留在某一个中间位置，这种特性称为“继电特性”。 为了保证继电器可靠工作，其动作特性必须满足继电特性，否则当加入继

2、电器的电气量在动作值附近波动时，继电器将不停地在动作和返回两个状态之间切换，出现“抖动“现象，后续的电路将无法正常工作。 2、单相接地时零序分量特点有哪些？答：1）故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低，变压器中性点处的零序电压为零。零序电压由故障点到接地中性点，按线性分布。2）零序电流是由故障处零序电压产生的，零序电流的分布主要取决于变压器零序阻抗，亦即决定于中性点接地变压器的数目和分布。3）对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率方向实际上都是由故障点指向母线的。3、影响阻抗继电器正确测量的因素有哪些?答：(1)故障点的过渡电阻；(2)保护安

3、装处与故障点间的助增电流和汲出电流； (3)电力系统振荡； (4)电压二次回路断线； (5)电流互感器及电压互感器的误差； (6)被保护线路的串补电容等。4、 简述高频相差式保护的基本原理。答：高频相差式保护的基本原理为：保护范围外部故障，两侧电流相位相反。两侧高频发信和只在工频电流的正半周发信，故各侧收信机收到的是连续高频信号，保护不动作。保护范围内部故障，两侧电流相位相同，两侧高频发信机也只在工频电流正半周发信，故收信机收到的是间断的高频信号，保护动作。5、 在双侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量的什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的问题？答：在双侧电源供电网络中，

4、利用电流幅值特征不能保证保护动作的选择性。方向性电流保护利用短路时功率方向的特征，当短路功率由母线流向线路时表明故障点在线路方向上，是保护应该动作的方向，允许保护动作。反之，不允许保护动作。用短路时功率方向的特征解决了仅用电流幅值特征不能区分故障位置的问题，并且线路两侧的保护只需按照单电源的配合方式整定配合即可满足选择性。6、纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？答：纵联保护与阶段式保护的根本差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路

5、两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。7、何谓阻抗继电器的精确工作电流?当故障时流过阻抗继电器的电流小于精确工作电流时有何影响?答：对应于Zopk=09Zset时通入继电器的电流称为阻抗继电器的精确工作电流。当故障时流过继电器的电流小于精确工作电流时Zop.k将减小，保护范围将缩小，动作阻抗的误差将大于10。8、何谓高频保护?在我国广泛应用的高频保护有哪几种?答：采用高频(一般为50300kHz)电流信号，以输电线路本身为通道构成的保护，称为高频保护。广泛采用的有高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护、高频闭锁零序电流保护和电流相位差

6、动高频保护。9、相间短路保护用功率方向继电器采用900接线方式,其优点有哪些?答：（1）不论发生三相短路还是两相短路，继电器均能正确判断故障方向；（2） 适当选择功率方向继电器的内角，可以使继电器工作与接近最灵敏状态；（3） 在两相短路时，加在继电器上的电压为故障相与非故障相之间的电压，其值较大，不会有电压“死区”。10、功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？答：功率方向判别元件实质是判别加入继电器的电压和电流之间的相位，并且根据一定关系cos(+a)是否大于0判别初短路功率的方向。为了进行相位比较，需要加入继电器的电压、电流信号有一定的幅值（在数

7、字式保护中进行相量计算、在模拟式保护中形成方波），且有最小的动作电压和电流要求。当短路点越靠近母线时电压越小，在电压小雨最小动作电压时，就出现了电压死区。在保护正方向发生最常见故障时，功率方向判别元件应该动作最灵敏。11、为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？答：定时限过电流保护的整定值按照大于本线路流过的最大负荷电流整定，不但保护本线路的全长，而且保护相邻线路的全长，可以起远后备保护的作用。当远处短路时，应当保证离故障点最近的过电流保护最先动作，这就要求保护必须在灵敏度和动作时间上逐级配合，最末端的过电流保护灵敏度最高、动作时间最短，每向

8、上一级，动作时间增加一个时间级差，动作电流也要逐级增加。否则，就有可能出现越级跳闸、非选择性动作现象的发生。由于电流速断只保护本线路的一部分，下一级线路故障时它根本不会动作，因而灵敏度不需要逐级配合。12、距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成，它们的作用分述如下：(1)启动部分：用来判别系统是否发生故障。系统正常运行时，该部分不动作；而当发生故障时，该部分能够动作。通常情况下，只有启动部分动作后，才将后续的测量、逻辑等部分投入工作。(2)测量部分：在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距

9、离，并与预先设定的保护范围相比较，区内故障时给出动作信号，区外故障时不动作。(3)振荡闭锁部分：在电力系统发生振荡时，距离保护的测量元件有可能误动作，振荡闭锁元件的作用就是正确区分振荡和故障。在系统振荡的情况下，将保护闭锁，即使测量元件动作，也不会出口跳闸；在系统故障的情况下，开放保护，如果测量元件动作且满足其他动作条件，则发出跳闸命令，将故障设备切除。(4)电压回路断线部分：电压回路断线时，将会造成保护测量电压的消失，从而可能使距离保护的测量部分出现误判断。这种情况下应该将保护闭锁，以防止出现不必要的误动。(5)配合逻辑部分：用来实现距离保护各个部分之间的逻辑配合以及三段式保护中各段之间的时

10、限配合。(6)出口部分：包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。13、为什么绝缘监视装置是无选择性的?用什么方法查找故障线路?答：绝缘监视装置是反应母线出现零序电压而动作的，与母线相连的任一出线发生单相接地，母线都将出现零序电压，装置均发出信号，所以是无选择性的。 可用依次断开线路的方法查找故障线路，当断开某条线路若信号消失，则该线路即为故障线路。14、什么是距离继电器的参考电压？其工作电压作用是什么？选择参考电压的原则是什么？答：在相位比较的距离继电器中，用作相位比较的电压称为参考电压，也叫做极化电压，例如在相位比较式中，用电压判断相位是否符合方程式，所以就称为参考

11、电压和极化电压。 选择参考电压的原则：相位不随故障位置变化、在出口短路时不为0的电压量作为比相的参考电压，如正序电压、记忆电压等。15、解释什么是阻抗继电器的最大灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最大灵敏角？答：当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此时继电器最为灵敏，所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。选定线路阻抗角为最大灵敏角，是为了保证在线路发生金属性短路的情况下，阻抗继电器动作最灵敏。16、反映相间短路的阶段式距离保护与阶段式电流保护相比，有哪些优点？答：突出的优点是灵敏性好。距离I段可保护被

12、保护线路全长的80%85，且保护范围不随运行方式变化；距离段的保护范围也较电流段大，且保护范围基本上不随运行方式变化；距离段也因阻抗继电器同时反应电流增大和电压降低而比电流段灵敏。17、什么是重合闸前加速保护？答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。18、什么是重合闸后加速保护？答：所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。19、微机保护由哪几部分构成？20、简述微

13、机保护的抗干扰措施。计算题1、 如图2-4所示网络，流过保护1、2、3的最大负荷电流分别为400A、500A、550A,=1.3、=0.85，=1.15， =0.5s，=1.0s ，试计算： （1） 保护4 的过电流定值；（2） 保护4的过电流定值不变，保护1所在元件故障被切除，当返回系数低于何值时会造成保护4误动？（3） =0.85时，保护4的灵敏系数=3.2，当=0.7时保护4 的灵敏系数降低到多少？图2-4 系统示意图解：过电流保护4 的最大负荷电流为 =400+500+550=1450A保护4的过电流定值为 =2.55A时限为 =max（，）+=1.5s（2）保护21 切除故障后，流过

14、保护4 的最大负荷电流 =500+550=1050A=1.05kA，在考虑电动机的自启动出现的最大保护电流 =1.31.05=1.365kA，这个电流必须小于保护4 的返回电流，否则1.5s以后保护4 将误切除。相应的要求=2.55，从而2.551.365，=0.535。当返回系数低于0.535时，会造成保护误动。（3）保护4的灵敏系数=，与成正比，当下降时灵敏系数下降，=2.635。2、 系统示意图如图2-6所示，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：kV，= =5，=8，=5，=15,=15,

15、=20，=60km，=40km，线路阻抗=0.4/km，=1.2/km，=1.2，=1.15。 图2-6 系统示意图（1）画出所有元件全运行时的三序等值网络，并标注参数；（2）所有元件全保护时，计算母线B发生单相接地短路和两相接地短路时的零序电流分布；（3）分别求出保护1、4零序段的最大、最小分支系数；（4）分别求出保护1、4零序、段的定值，并校验灵敏度；（5）保护1、4零序、段是否需要安装方向元件；（6）保护1处装有单相重合闸，所有元件全运行时发生系统振荡，整定保护1不灵敏段定值。解：先求出线路的参数，即 =60km，=24，=72，=40km，=16,=48，所有元件全运行是三序电压等值网

16、络图如图2-7所示。 (a) 正序等值图 (b) 负序等值图 (c)零序等值图图2-7 所有元件全运行时三序电压等值网络图（2）下求出所有元件全运行时，B 母线分别发生单相接地短路和两相接地短路时的负荷序网等值图。1）单相接地短路时，故障端口正序阻抗为=(24+5)|(16+6.5)=12.67故障端口负序阻抗为 =12.67故障端口零序阻抗为=79.5|10|55.5=7.657则复合序网等值图如图2-8所示。故障端口零序电流为 =2.012kA在零序网中按照零序导纳进行分配零序电流从而得到此时流过保护1、4处的零序电流分别为 =0.194kA =0.278kA画出零序电流分布图如图2-9所

17、示. 图2-8 单相接地短路复合序网等值图 图2-9 单相接地短路零序电流分布图2) 两相接地短路时，故障端口各序阻抗和单相接地短路时相同，即 =12.67=7.657，则复合序网如图2-10所示。|=4.77 故障端口正序电流为 =3.808kA故障端口零序电流为 =2.373kA同样地，流过保护1、4的零序电流分别为 =0.299kA， =0.327kA。从而得到如图2-11所示的零序电流分布图。 图2-10 两相接地短路复合序网等值图 图2-11 两相接地短路零序电流分布图（3）先求出保护1的分支系数 当BC段发生接地故障，变压器5、6有助增作用，如图2-12所示。=,对于，当只有一台发

18、电机变压器组运行是最大，有=87当两台发电机变压器组运行时最小，有 =79.5对于，当T5,T6只有一台运行时最大，=20；当T5,T6两台全运行时最小，=10. 因此保护1的最大分支系数 =9.7，最小分支系数为=4.975同样的分析保护4的分支系数。当AB段发生接地故障时，T5,T6YOU 助增的作用，如图2-13所示。=对于，当只有一台发电机变压器组运行是最大，有=63当两台发电机变压器组运行时最小，有 =55.5对于，当T5,T6只有一台运行时最大，=20；当T5,T6两台全运行时最小，=10. 因此保护4的最大分支系数 =7.3，最小分支系数为=3.775 图2-12 BC段故障时变

19、压器的助增作用 图2-13 AB段故障时变压器的助增作用（4）保护1整定计算零序段： 根据前面的分析结果，母线B故障流过保护1的最大零序电流为 =0.229kA 故段定值 =1.230.229=0.8244kA为求保护1的零序段定值，应先求出保护3零序段定值，设在母线C处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护3 的最大零序电流，因此有=（）|()=5.68=6.63单相接地短路时，有 =3.69kA从而求得流过保护3的电流为 =0.43kA连相接地短路时，有 =3.06正序电流 =7.6kA 零序电流 =3.5kA从而求得流过保护3 的电流 =0.408kA这样，流过保护3的最大零序

20、电流 =0.43kA保护3的零序段定值为 =1.548kA这样，保护1的零序段定值为 =0.358kA校验灵敏度：母线B接地短路故障流过保护1 的最小零序电流 =0.194kA灵敏系数 =1.626保护4 整定计算：零序段 根据前面的分析结果，母线B故障流过保护4的最大零序电流为 =0.327kA 故段定值 =1.230.327=1.18kA为求保护4的零序段定值，应先求出保护2零序段定值，设在母线A处分别发生单相接地短路和两相接地短路，求出流过保护2 的最大零序电流，因此有=（）|()=4.52=6.86单相接地短路时，有 =4.179kA从而求得流过保护2的电流为 =0.356kA两相接地

21、短路时，有 =2.723正序电流 =9.17kA 零序电流 =3.64kA从而求得流过保护2的电流 =0.31kA这样，流过保护2的最大零序电流 =0.356kA保护2的零序段定值为 =1.286kA这样，保护4的零序段定值为 =0.39kA校验灵敏度：母线B接地短路故障流过保护4 的最小零序电流 =0.278kA灵敏系数 =2.144、图3-7所示系统中，发电机以发电机-变压器方式接入系统，最大开机方式为4台全开，最小开机方式为两侧各开1台，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。参数为：kV，= =15，=10，=10，=30,=20,=40，=60km，=40km，线路阻抗=0.4/km

22、，=1.2/km，线路阻抗角均为75，=300A，负荷功率因数角为30；=1.2，=0.85，=0.75。变压器均装有快速差动保护。试回答：图 3-7 系统示意图（1）为了快速切除线路上的各种短路，线路A-B、B-C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式？各选用何种动作特性？答：应在1、2、3、4处配备三段式距离保护；选用接地距离保护接线方式和相间距离保护接线方式；它们的、段选择具有方向特性的距离保护，段具有偏移特性的距离保护。（2）整定保护14的距离段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的的动作区域。答：线路AB正序阻抗 =0.460=24 线路BC的正序阻抗 =0

23、.440=16保护1、2的距离保护段 =0.8524=20.4保护3、4的距离保护段 =0.8516=13.6保护14距离段在复阻抗平面上的动作区域如图3-8所示，圆周1、2、3、4分别对应保护1、2、3、4距离段的动作特性。图3-8 保护14距离段的动作特性（3）分别求出保护1、4接地距离保护的最大、最小分支系数。答：对保护11）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有 =2.88，=1.592）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 =2.88，=2.01对保护41）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有 =2.26，=1.412）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有 =1.99，=1.53（

24、4）分别求出保护1、4 接地距离、段的定值即时限，并校验灵敏度。答：保护1距离段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有=0.75（24+1.5913.6）=34.218（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有=0.75（24+2.0120）=48.15所以取=34.2182）灵敏度校验：=1.431.25，满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护3 的段配合，有=0.5+0.5=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护1距离段的整定：1）整定阻抗：按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定，有=190.53，=155.932

25、）灵敏度校验：（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 =6.501.5（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 1.2 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令,即可，所以有当、分别取最小值，而、分别取最大值时，就取最大值，即当=10，=20，=25，=30，=30时，有=2.88，=16，=2.331.2相邻变压器灵敏系数校验，此时 =2.88，=20=1.911.2 所以灵敏度校验要求。3）动作时限：与相邻设备保护配合，有=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离段的整定：1）整定阻抗：按下面两个条件选择。（a）当与相邻下级线路距离保护段相配合时，有=0.75（16+1.4120.4）=33.573（b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有=0.75（16+1.5320）=34.95所以取=33.5732）灵敏度校验：=2.11.25，满足灵敏度要求。3）动作时限：与相邻保护2 的段配合，有=0.5+0.5=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。保护4距离段的整