微机保护习题答案

河南理工大学微机继电保护

期末总结完整版

习题一

绪论+电流三段式保护1

、继电保护的任务及基本要求是什么？（P1）基本原理是什么？（P4第一段）

答：继电保护的基本任务是：（1）自动，迅速，有选择地切除故障器件，使无故障部分设备恢复正常运行，故障部分设备免遭毁坏。（2）发现电气器件的不正常状态，根据运行维护条件动作于发信号，减负荷，或跳闸。

基本要求有四个：选择性，速动性，灵敏性，可靠性(可靠不拒动和可靠不误动)。

基本原理是：为了完成继电保护的任务，首先需要正确区分电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，找出电力系统被保护范围内电气器件（输电线路，发电机，变压器等）发生故障或不正常运行时的特征，配置完善的保护以满足继电保护的要求。2、什么是最大最小运行方式?什么时候出现最大最小短路电流？（P47）

答：对于每套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大的方式，称为系统最大运行方式；而短路电流为最小的方式，则称为系统最小运行方式。

在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大；而在最小运行方式下两相短路是，则短路电流为最小。

3、何谓主保护，后备保护?

何谓近后备，远后备？（P3）

答：主保护：在满足系统稳定性要求的时限内切除保护区内故障的保护。

后备保护：当主保护拒动时用以切除该故障的另一套保护。

远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。

近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现近后备保护。

习题二1、零序电流一般如何获得？

答：采用零序电流过滤器

三相电流互感器

2、何为大电流接地系统？何为小电流接地系统？各使用与什么电压等级范围？

答：大电流接地系统指的是中性点直接接地的电网，适用于110KV以上的系统。

小电流接地系统指的是中性点非直接接地的电网，适用于10--60KV的系统。

3、消弧线圈的作用是什么？通常采用哪些补偿方式？为什么?为什么中性点经消弧线圈接地电网实现有选择性的接地保护较为困难？（P101）

答：消弧线圈的作用：当发生接地故障时，中性点出现零序电压，在接地点会流过较大的容性接地电流，经过消弧线圈的感性电流可以消除或减轻接地电弧电流的危害。

通常采用过补偿方式

补偿后的残余电流是电感性的，不可能发生串联谐振的过电压问题，因此，得到广泛应用。

（1）当采用完全补偿方式时，流经故障线路和非故障线路的零序电流都是本身的电容电流，电容性无功功率的实际方向都是由母线流向线路，利用稳态零序电流的大小和功率方向都无法判断出哪一条线路上发生了故障。

（2）当采用过补偿方式时，由于过补偿度不大，很难利用零序稳态电流大小的不同来找出故障线路，而电容性无功功率的实际方向仍然是由母线流向线路，和非故障线路的方向一样，无法利用稳态功率方向来判断故障线路。4、零序电流的分布主要取决去哪些因素？与哪些因素无关？（P80）

答：取决于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。

5、试述中性点非直接接地系统保护的特点?（P95）

答：故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，允许再继续运行1-2h，不必立即跳闸。在单相接地时，一般只要求继电保护能有选择性地发出信号，而不必跳闸。（小电流接地选线装置）

6、在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电压和零序电流有何特点？（P80）

答：（在中性点直接接地的电网（又称大接地电流系统，一般为110kV以上电网）中发生接地短路时，将出现很大的零序电压和电流，而正常运行以及相间短路情况下它们是不存在的，因此可利用零序电压、电流来构成接地短路的保护，具有显著的特点）

（1）故障点的零序电压最高，变压器中性点接地处的零序电压为０，系统中距离故障点越远处的零序电压越低。

（2）零序电流的分布，主要决定于送电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。

习题三1、什么是距离保护？其特点是什么?

答：距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定是否动作的一种保护装置。

特点：①具有更高的灵敏性，受系统运行方式影响小②具有更高的选择性③除应用于输电线路外，还可用于发电机，变压器保护中，作为后备保护。2、距离保护的主要组成元件（4部分）？

答：启动元件，距离元件，时间元件，闭锁元件。

3、距离保护中，测量阻抗，整定阻抗，启动阻抗的区别？

答：测量阻抗Zk=Uk/Ik由加入继电器的测量电压和测量电流计算得出;

整定阻抗Zset：取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。由线路阻抗整定计算得出。一旦整定，基本不变；

启动阻抗：表示当继电器刚好动作时，加入继电器的测量阻抗Zk。

4、影响距离阻抗的主要因素有哪些？（6方面）

答：①短路点的过渡电阻②电力系统振荡③保护安装处与故障点间的分支电路④电压互感器和电流互感器的误差（TA、TV的误差）⑤电压互感器（TV）二次回路断线⑥串联补偿电容

5、通常用的阻抗继电器一般有哪几种？

答：全阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器

习题四1、什么是纵联保护？

其适用场合？

答：输电线路纵联保护是用某种通信手段将输电线两端的保护装置纵向联系起来，将各端的信息传送到对端进行比较判别，以确定故障是否在保护区内，可实现全线、无时限的故障切除。适用于一些重要线路和超高压线路。

2、高频通道的工作方式有哪几类（3个）？

答：①长期发信方式-正常有高频电流，高频电流的消失代表故障②故障启动发信方式-正常无高频电流，出现高频电流代表故障③正常时一种频率，故障时两种频率

。3、高频信号的主要作用？

答：①闭锁信号，收不到高频信号是跳闸的必要条件②允许跳闸信号，收到高频信号是跳闸的必要条件③无条件跳闸信号,收到高频信号是跳闸的充要条件。

4、纵联差动保护的基本原理是什么？（P118）

答：内部故障：两侧电流和为电路电流Ik，不为0

正常或外部故障：两侧电流和为0。

习题五1、什么叫自动重合闸?

实际中一般有哪几种运行方式？（P146）

答：自动重合闸：当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置

。

运行方式：①与继电保护装置相独立的自动重合闸装置②与继电保护装置一体化，在微机线路保护中，由其中的一个CPU板完成自动重合闸功能。

2、自动重合闸为什么要带有时限？（P149）

答：（1）故障点电弧熄灭及周围介质绝缘强度的恢复需要时间。

（2）断路器动作跳闸之后，其触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新充满油需要一定的时间。断路器及操作机构复原准备好再次动作的也需要时间。

（3）若由保护启动重合闸，还应加上保护动作时间。

3、自动重合闸为何要与继电保护相配合？

二者配合一般有哪两种方式？（P150）

答：为了能尽量利用重合闸所提供的条件以加速切除故障，继电保护要与自动重合闸相配合

方式：(1)重合闸前加速保护:当任何一条线路故障时，第一次都由离发电机最近的保护切除瞬时性故障。

(2)重合闸后加速保护:当线路第一次故障时，保护有选择性地动作，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，瞬间切除故障，而且与第一次动作是否带有时限无关。（35kV以上的网络及重要负荷）

习题六1、变压器的故障类型及不正常状态？其主保护，后备保护主要有哪几类？（P157）

答：变压器内部故障：（1）油箱内故障：①绕组的相间短路②接地短路③匝间短路以及铁心的烧损（2）油箱外故障：①绝缘套管的相间短路与接地短路②引出线上发出的相间短路与接地短路。

不正常工作状态：①由于变压器外部相间短路引起的过电流②外部接地短路引起的过电流和中性点过电压③由于负荷超过额定容量引起的过负荷④油箱漏油造成的油面降低（5）由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁。

主保护：1）瓦斯保护、2）纵联差动保护或电流速断保护

后备保护：3）（外部相间短路时的保护）过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护、阻抗保护、4）（外部接地短路时的保护）零序电流保护、零序过电压保护5）过负荷保护6)过励磁保护7）其他保护

2、变压器纵联差动保护的原理?

（P159）

答：正常运行及外部故障：流经差动继电器的电流和为0

内部故障：流经差动继电器的电流和不为0。

3、影响变压器保护正确动作的主要因素有哪些？（及如何防止）重点掌握

引起变压器纵差保护不平衡电流的主要因素？（PPT）

答：（1）变压器励磁涌流产生的不平衡电流

识别、闭锁（2）变压器两侧电流相位不同（绕组接线方式不同）

接线修正（3）电流互感器型号不同

系数修正（4）电流互感器的计算变比与实际变比不同

计算整定（5）变压器带负荷调节分接头

定值考虑。

4、何谓变压器的励磁涌流？

其产生的不平衡电流如何防止？

答：变压器的励磁涌流：当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压器铁心中的磁通急剧增大，使变压器铁心瞬时饱和，出现数值很大的励磁电流。特征：①数值较大，偏于时间轴的一侧②含有大量的谐波分量③波形中有中断。

习题七1、何谓断路器失灵保护？

答：断路器失灵保护:当故障线路的继电保护动作发出跳闸命令后，断路器拒绝动作时，能以较短的时限切除相邻的元件断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。

2、何谓微机继电保护？硬件主要构成？（P7）

答：微机继电保护：以微型计算机为核心，配置相应的外围接口，执行元件的计算机控制系统

硬件构成：①微机系统②模拟数据采集系统③开关量输入和输出系