《电力系统继电保护》题与习题解答

《电力系统继电保护》思考题与习题解答1章1—1什么是故障、不正常运行方式和事故？它们之间有何不同?又有何联系?在电力系统中,三相短路、两相短路、两相接地短路、一相接地短路、两点接地短路(实际上也属相间短路〕和断线统称为电力系统的故障。的短路。电力系统的不正常工作状态是指电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有,频率降低等。以致造成对用户的停顿供电〔或少送电)或造成人身伤亡和电气设备的损坏。前者称为停电事故，后者称为人身和设备事故。,长时间的不正常运行有可能造成故障。电力系统中发生故障和不正常运行状态时,都可能在电力系统中引起事故。故障和不正常运行方式不行以避开,而事故则可以避开发生。1-2什么是主保护和后备保护？远后备保护和近后备保护有什么区分和特点？被保护设备和线路故障的保护。和近后备保护两种。远后备保护：指主保护或断路器拒动时，由相邻元件的保护来实现的后备保护。围扩大，不能满足选择性和速动性的要求。器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护.由于近后备保护与主保护安装在同一元件上，所以近后备保护能满足选择性要求.1—3继电保护装置的任务及其根本要求是什么？答:作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的根本任务是:〔1)自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于连续遭到破坏，保证其他无故障局部快速恢复正常运行.〔2)反响电气元件的不正常运行状态，并依据运行维护的条件〔如有无常常值班人员而动作于信号,运行就会引起损坏或进展成为事故的电气设备予以切除.造成保护的误动作。〔3〕继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动扮装置协作，在条件允许时，实行预定措施,缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的牢靠性。行的牢靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。对继电保护装置的根本要求是:〔1)牢靠性.所谓安全性是要求继电保护保护范围内发生了应当动作的故障时牢靠动作，即不拒动。(2〕选择性所谓选择性是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。〔3)速动性低电压下运行的时间，降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性。〔4)灵敏性置的反响力气。1—4电力系统假设没有配备完善的继电保护系统，想像一下会消灭什么后果？,是保证电力系统安全牢靠运行的必不行少的技术措施之一.,设备的毁坏，引起事故.1—5继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能，各环节的作用是什么？成预定的保护功能。测量回路的作用：是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，规律回路的作用:断，以确定保护是否应当动作，并向执行元件发出相应的信号。,发出切除故障的跳闸信号或指示不正常运行状况的信号。1—6依据电力元件正常工作、不正常工作和短路状态下的电气量幅值差异，已经构成哪些原理的保护,这些保护仅靠保护的整定值能切除保护范围内任意点的故障吗？答：依据短路时电流的增大，可构成过电流保护；依据短路时电压的降低，可构成低电压保护；依据短路时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护；依据电压可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护。路器可能会因某种缘由而产生拒动。1—7依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状态下的差异，可以构成哪些原理的保护？答:是利用高频通道来传递线路两端电流相位、大小和短路功率方向信号的一种保护.结合电力系统分析课程学问，说明加快继电保护的动作时间为什么可以提高电力系统的稳定性？答:快速切除故障可以提高电力系统运行的稳定性.如图:D点短路时,AU下降，转速n上升,BU下降的小〔因距离远),n上升的也小，则消灭转速差△n,假设时间长，失去同步.假设时间短，则相位差不大,易拉入同步,使系统恢复正常。从继电保护的进展史，谈与其他学科技术进展的关联性。.其他学科技术的快速是有很大的关联性的。2章2-1电力系统中性点有哪些运行方式?各有何特点?答:2—2解释“动作电流“,过电流保护返回系数过低或过高各有何缺点?答:2—3答:整定，还需要与各线路末端变电所母线上全部出线保护动作时限最长者协作。保护1所在线路末端B母线上出线动作时间最长的是t 2.5s则保护1的过电流保护的动作4max时限为t1

t4max

t2.50.53s.1I段整定计算：〔K1点)三相短路时流过保护的最大短路电流来整定,即II KI

I(3)

KI ES

1.2536.75/ 32.652(KA)OP1

rel

rel

Z

ZL1 1

40.415承受两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为I 2.652 IOPJ

KTA

44.2A60②求动作时限。第I段为电流速断，动作时间为保护装置的固有动作时间，即tI0(s)1③灵敏系数校验,即求保护范围。在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为1E

1

L max Z I

Z Smin

2.652

410.0km36.75/ 31 OP1 36.75/ 3L 10则L %max

maxL1

100 66.6750，满足要求。15336.75336.75/ 331 E 3SS

1

54.82kmZL Zmin

2 I1 L

Smax24.822

0.4

2.652 则L %min

minL1

100 10032.1315满足要求。15I段动作电流相协作的原则来整定，即IIIOP1

KIIrel

IIOP2

1.11.25

1.217(KA)36.75/ 3IIIOPJ

III KTA

1.21720.3(A)60.I段动作时限高一个时限级差，即tIItI

0.50.5(S)1 2K1点时流过保护的电流来校验灵敏系数,即3336.753336.75/ 3KII

I(2)K1min

2 ZSmax

SZL1

2 50.415

1.3731.3，满足要求.sen1

IIIOP1

III 1.217OP1保护1III段整定计算①求动作电流。按躲过本线路可能流过的最大负荷电流来整定，即KIIIK

1.21.5 IIIIOP1

relKre

SSI

Lmax

230487.059A0.85承受两相不完全星形接线方式时流过继电器的动作电流为IIII

487.059IIII

OP1 OPJ

K 60TA②求动作时限.应比相邻线路保护的最大动作时限高一个时限级差，即tIIIt1

2max

tt0.50.50.51.5(S)③灵敏系数校验。〔K1点〕发生两相金属性短路时流过保护装置的电流来校验灵敏系数,即3336.753336.75/ 3KIII

I(2)K1min

2 Z

SZL1

2 50.415

3.4231.5,满足要求。sen1

IIIIOP1

III 487.059/1000OP1K2点路时流过保护装置的电流来校验灵敏系数，即3336.753336.75/ 3KIII

I(2)K1min

2 Z

SZL1

2 )1.2,满足要求。sen1

IIIIOP1

III 487.059/1000OP12—17答：—18〔14的最大负荷电流为I 4005005501450ALmax则保护4的过电流保护的动作电流为IIII

KIIIK rel

ILmax

1.151.314502550.294A4OP Kre

0.8541所在元件故障被切除后，通过保护4的最大负荷电流为I 5005501050A,则返回系数为LmaxKIIIKK rel

ILmax

1.151.310500.6164re误动作。

IIII4OP

2550.294〔3〕当Kre

0.854的过电流保护的灵敏系数为KIIIsen

3.2，则I(2)Kmin

KIIIsen

IIII

3.22550.2948160.941A，当K 时，保护4的过电流保护的动作电流为reIIII

KIIIK rel

ILmax

1.151.314503096.786A4的过电流保护的灵4OP

K 0.7reI(2) 8160.941敏系数为KIIIsen

KminIIII4OP

3096.7862-19答：3-25解：线路AB的正序阻抗Z 0.48534AB线路BC的正序阻抗Z 0.46024BC[1］I段的整定计算①整定阻抗ZIset

KIZrel

0.853428.9②动作时限tI0s〔I段的实际动作时限为保护固有动作时间〕[2］II段的整定计算 BC2IZIIset

KIIrel

Z ZIAB set2KII

0.8，ZI

0.852420.4，则rel

set2 rel BCZIIset

0.83420.443.52②灵敏系数校验:按本线路末端短路计算，即Ksen

ZII setZAB

43.521.281.5BCII段协作。34I段协作，则tIItI2

00.5s0.5sLI

28.972.25km0.4ABA65km处发生金属性相间短路时，故障点位于I段的保护范围内，所以A1I段、II段都要起动，但I段瞬时动作，跳开A侧断路器，切除故障线路，II段则在故障电流消逝后返回。ABA75kmII段的保护范围〔3)由前计算可知，II段的动作阻抗为43.52定,AB的最大允许负荷电流值,即ZZset

K K Krel SS

Lminco