继电保护课后习题答案

第一章绪论

L什么是故障、特别运行方式和事故？它们之间有什么不同？又有什么联系？

故障：危及或影响电力系统运行的平安事故

特别运行方式：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的状

况

事故：指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质

量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设施损坏等。

不同：

联系：故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。

2.常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？

各种型式的短路：

雷击、鸟兽跨接电气设施；

备制造缺陷；

设计和安装错误；

检修与维护不当。

后果：

大短路电流和电弧，使故障设施损坏；

短路电流产生的热和电动力，使设施寿命缩短；

电压下降，使用户工作稳定性受到影响，产品质量受到影响；

破坏系统并列运行稳定性，产生振荡，甚至使整个系统瓦解C

3.什么是主爱护和后备爱护？远后备爱护和近后备爱护有什么区分和特点？

主爱护：爱护元件内部发生的各种短路故障时，能满意系统稳定及设施平安要

求，以最快速度、有选择地切除被爱护设施或线路故障的爱护。

后备爱护：当主爱护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的爱护。

远后备爱护：是指主爱护或断路器拒动时，由近电源侧相邻上一级元件的爱护实

现的后备

优点：爱护范围大

缺点；造成事故扩大；在高压电网中往往不能满意灵敏度的要求

近后备爱护：是指当主爱护拒绝动作时，由本元件的另一套爱护来实现的后备,

当断路器拒绝动作时，由断路器失灵爱护实现后备

优点：不造成事故扩大；在高压电网中能满意灵敏度的要求

缺点：直流系统故障与主爱护同时失去作用时，无法起到“后备”的作用；断路

器失灵时无法切除故障，不能起到爱护作用

4.继电爱护的基本任务和基本要求是？

继电爱护装置的基本任务：

（1）故障时，自动、快速、有选择性切除故障元件，使非故障部分正常运行；

（2）不正常运行状态时，发出信号（跳闸或减负荷）。

继电爱护装置的基本要求：

①选择性②速动性③灵敏性④牢靠性

5.继电爱护基本原理是什么？

采用被爱护线路或设施故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到肯定

值（整定值）时，起动规律掌握环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。

其次章

1.继电器的返回系数？采纳什么方法可以提高电磁型过电流继电器的返回系

数？

返回电流与动作电流的比值成为返回系数，提高方法：采纳坚硬的轴承以减小摩

擦转矩，减小转动部分的重量,改善磁路系统的结构以适当减小剩余转矩等方法。

3微机型继电爱护装置的硬件包括那几个部分？有何作用？

（1）数据采集单元：完成将模拟量尽可能精确的转换为数

字量的功能

（2）数据处理单元：对由数据采集系统输入至随机存取存储器中的数

据进行分析处理，以完成各种继电爱护的功能

（3）开关量输入/谕出接口：完成各种爱护的出口跳闸、信号警报、

外部接点输入及人机发话等功能

（4）通信接口：实现多机通信或联网

（5）电源；供应微处理器、数字电路、A/D转换芯片及继电器所需的

电源

4.微机爱护的软件包括那几部分？分别说明他们的作用？

微机爱护装置的软件通常可分为监控程序和运行程序两部分C所谓监控程序包括

对人机接口键盘命令处理程序及为插件调试、整定设置显示等配置的程序。所谓

运行程序就是指爱护装置在运行状态下所需执行的程序。

微机爱护运行程序软件一般可分为三个部分。

a）主程序。包括初始化，全面自检、开放及等待中断等；

b）中断服务程序。通常有采样中断、串行口中断等。前者包括数据采集与处理、

爱护起动判定等，后者完成爱护CPU与爱护管理CPU之间的数据传送。例如，爱

护的远方整定、复归、校对时间或爱护动作信息的上传等。

c）故障处理程序。在爱护起动后才投入，用以进行爱护特性计算、判定故障性

质等。

第三章

2.什么是主爱护？什么是后备爱护？什么是帮助爱护？对它们的要求有何不

同？

主爱护是指发生短路故障时，能满意系统稳定及设施平安的基本要求，首先动作

于跳闸，有选择地切除被爱护设施和全线路故障的爱护。

后备爱护是指主爱护或上一级断路器拒动时，用以切除故隙的爱护。帮助爱护

是为补充主爱护和后备爱护的不足而增设的简洁爱护

3.瞬时电流速断（I段）、限时电流速断（I【或III段）和过电流（III或IV段）哪

个是主爱护？那个是后备爱护？那个是帮助爱护？为什么？

瞬时速断是帮助爱护，其作用是弥补主爱护性能的缺陷，快速切除靠近爱护安装

处的使母线电压大幅度降低的短路；由于不能爱护线路全长,

限时速断是主爱护，由于它能满意最小方式下线路末端短路最小短路电流时灵敏

度的要求；

过电流是本线路的后备爱护，也作为下级线路爱护的远后备,

4.速断和过电流在整定条件方面有什么根本区分?

速断是按躲过下一条线路出口处短路的最大短路电流来整定，过电流是按躲过

最大负荷电流去整定

5.什么是牢靠系数？什么是协作系数？两者有什么区分？它们是为了考虑什么

状况而设置的？

牢靠系数：为了整定的爱护定值能牢靠的躲过计算出来的短路电流,而选取的一

个系数

协作系数：

设置缘由：理论计算与实际状况之间存在着肯定的差别。

11.在过电流爱护段的整定公式中都有哪些系数？

发电机的自起动系数，牢靠系数，继电器的返回系数

14.三相星形结线和两相星形结线各有什么优点和缺点？

互感器和继电器均接成星形，在线路上流回的电流为北+乙+乙，正常时此电流

均为零，发生接地短路时为3%。三相继电器的接点是并联连接的，其中任一接

点闭合后均可动作于跳闸或起动时间继电器等。由于每相上均装有电流继电器,

因此，它可以反应各种相间短路和中性点直接接地系统中的单相接地短路。

它和三相星形接线的主要区分在与B相上不装设电流互感器和相应的继

电器，因此，不能反应B相中电流。若在中性线内接入一继电器，则于三

相星形接线的作用相同。

各种接线方式的应用范围

三相星形接线方式能反应各种类型的故障，爱护装置的灵敏度不因故障相别的不

同而变化。

主要应用于如下方面：

1）广泛应用于发电机，变压器大型珍贵电气设施的爱护中。

2）用在中性点直接接地电网中（大接地电流系统中），作为相间短路的

爱护，同时也可爱护单相接地（对此一般都采纳特地的零序电流爱护）。・

3）在采纳其他更简洁和经济的接线方式不能满意灵敏度的要求时，可采

纳这种接线方式。

两相星形接线方式较为经济简洁，能反应各种类型的相间短路。

主要应用于如下方面:

1）在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采纳它作为相间

短路的爱护。在10kV及以上，特殊在35kV非直接接地电网中得到广泛的

应用。

2）在分布很广的中性点非直接接地电网中，两点接地短路常发生在放射型线路

上。在这种状况下，采纳两相星形接线以保证有2/3的机会只切除一条线路（要

求爱护装置均安装在相同的两相上，一般为AC两相）。如在6〜10kV中性点不接

地系统中对单相接地可不马上跳闸，允许运行两个小时，因此在6〜10kV中

性点不接地系统中的过流爱护装置广泛应用两相星形接线方式。

17.方向继电器（元件）的基本工作原理是什么？

功率方向继电器是通过测量爱护安装处的电压和电流之间的相位关系来推断

短路功率方向的

18.半周积分算法的优缺点是什么？

优点：该算法本身具有肯定的滤除高频重量的作用。（不能滤除直流重量）

缺点：该算法运算量小，因而在一些精度要求不高的电流电压爱护中可以采纳此

算法。

19.全波傅里叶算法的优缺点是什么？

优点：不仅仅能完全滤掉各种整次谐波和纯直流重量，对非整次高频重量和按指

数衰减的非周期重量所包含的低频重量也有肯定的抑制力量，

缺点：它需要一个周波的数据窗长度，运算工作量中等。

笫四章

4.1试述我们国家电网中性点有哪几种接地方式？各有何优缺点

直接接地（包括经小电阻接地），单相短路时无过电压，短路电流较大，爱护动

作于断路器，供电牢靠性低；适用于UOkV及以上电网。

非直接接地（包括不接地、经消弧线圈、大电阻接地），单和短路时有过电压，

短路电流为容性短路电流，较小，爱护一般动作于信号，可持续运行一段时间，

供电牢靠性高；适用于10kV,35kV配网;

4.2试述中性点直接接地系统的零序电流爱护各段的整定原则

A.为保证选择性，零序电流速断爱护（零序I段）的爱护范围不能

超过本条线路的末端零序电流

速断爱护起动值的整定原则如下：

躲开下一条线路出口处单相接地或两相接地短路时可能消失的最大零序

电流

躲过断路器三相触头不同期合闸时消失的零序电流31。；

假如线路上采纳单相自动重合闸时，零序电流速断应躲过非全相运行又产

生振荡时消失的最大零序电流。

B.限时零序电流速断爱护（零序II段）

起动电流：

零序II段的起动电流应与下一段线路的零序1段爱护相协作。

动作时限：

零序II段的动作时限与相邻线路零序I段相协作，动作时限一般取

0.5so

灵敏度核验：

零序II段的灵敏系数，应依据本线路末端接地短路时的最小零序电

流来校验。

C.定时限零序过电流爱护（零序III段）

零序三段的作用相当于相间短路的过电流爱护，主要作为本线路零序

I段和零序II段的近后备爱护和相邻线路、母线、变压器接地短路的远

后备爱护。在中性点直接接地电流电网中的终端线路上也可作为主爱护。

起动电流：

躲开在下一条线路出口处相间短路时所消失的最大不平衡电流

与下一线路零序III段相协作就是本爱护零序III段的爱护范围，不能超

出相邻线路上零序III段的爱护范围

灵敏度校验：

作为本条线路近后备爱护时，按本线路末端发生接地故障时的最小零

序电流来校验

作为相邻线路的远后备爱护时，按相邻线路爱护范围末端发生接地故

障时，流过本爱护的最小零序电流来校验

动作时限：

4.8为了抵消接地电容电流，常采纳中性点经消弧线圈接地方式，请解释为什么

常采纳过补偿方式

补偿容性短路电流，消退故障点的电弧。过补偿，由于完全补偿会消失谐振；欠

补偿也会因线路停运等方式转变而消失完全补偿的状况，故用过补偿。

第五章

5.4什么是测量阻抗？什么是动作阻抗？什么是整定阻抗？

（1）测量阻抗是指其测量（感受）到的阻抗，即为通过对加入到阻抗继电器的

电压、电流进行运算后所得到的阻抗值；

（2）动作阻抗是指能使阻抗继电器临界动作的测量阻抗；

（3）整定阻抗是指编制整定方案时依据爱护范围给出的阻抗，阻抗继电器依据

该值对应一个动作区域，当测量阻抗进入整定阻抗所对应的动作区域时，阻抗继

电器动作。

5.8相位比较方法和幅值比较方法在什么条件下有互换性？

（1）只适用于、、、为同一频率的正弦沟通量

（2）只使用于相位比较方式动作范围为270。90°,和幅值比较方

式动作条件为1111的状况，由于这里是分析继电器动作的条件，对于

比福式已设定1111时继电器动作

（3）对于短路暂态过程中消失的非周期重量和谐波重量，以上转换关

系明显是不成立的，因此不同比较方式构成的继电器受暂态过程的影响不

同

第六章

1、何谓闭锁信号？何谓允许信号？何谓跳闸信号？何谓解除闭锁信号？

闭锁信号：指“收不到这种信号是爱护动作跳闸的必要条件。”允许信号：指“收

到这种信号是爱护动作跳闸的必要条件「跳闸信号：指“收到这种信号是爱护

动作于跳闸的充要条件。”解除闭锁信号：即在正常运行的状况下，两端用不

同的频率互发一闭锁信号。闭锁对端爱护，兼作通道的监视信号，当内部短路时

两端同时取消此闭锁信号，使爱护能够跳闸。

3、载波通道是由哪些设施组成的？

阻波器、耦合电容器、连接滤波器、高频电缆、高频收发信机、接地开关

9、何谓环流式纵联差动爱护和均乐式纵联差动爱护？

环流式纵联差动爱护：

在正常运行或外部故障时，被爱护线路两侧电流互感器的同极性端子的输出电流

大小相等，方向相反，动作线圈中没有电流流过，即处在电流平衡状态，此时导

引线流过两端循环电流，故称环流式。

均压式纵联差动爱护：

在正常运行或区外故障时，被爱护线路两侧电流互感器极性相异的端子的输出电

流大小相等且方向相同，故导引线及动作线圈中均没有电流通过，二次电流只能

分别在各自的制动线圈及互感器二次绕组中流过；两侧导引线线芯间电压大小相

等方向相反，处在电压平衡状态，故称均压式。

10、线路纵联差动爱护的动作特性有哪几种分析和表示方法？

一种是按电流的实际流向找出进入差动回路的电流；一种是按规定的电流正方向

确定实际电流的正、负，然后按两端电流之和得到差回路电流。

12.纵联差动爱护的不平衡电流是由哪些因素产生的？为什么不平衡电流随着短

路电流的增大而增大？多段如线式制动特性设计的原则是什么？

答：（1）由变压器励磁涌流所产生的不平衡电流；由变压器两侧电流相位不同

产生的不平衡电流；由计算变比与实际变比不同而产生的不平衡电流；由两侧电

流互感器型号不同而产生的不平衡电流；由变压器带负荷调整分街头而产生的不

平衡电流；（2）不平衡度是以百分比计算的，同样是2%当额定电流可能是零点

几安培，短路时电流增大可能上百倍，同样是2%,那电流就相差可能十几安培

了。此外当短路电流很大时各侧的电流互感器饱和程度的不同，更使得不平衡电

流进一步的增大了；（3）无

16.简述方向比较式纵联爱护的基本原理。

答：方向比较式纵联爱护，不论采纳何种通信通道，都是基于被爱护线路各端依

据对故障方向的推断结果向其他各端发出相应信息。各端依据本端和其他各端对

故障方向推断的结果综合推断出故障的位置，然后独立做出跳闸或不跳闸的打算。

17.为什么对方向比较式纵联爱护要设置两套灵敏度不同的起动元件？两套起动

元件之间如何协作？

答：纵联爱护设两套起动元件分别起动发信以及开放跳闸回路，低定值元件起动

发信回路；高定值的元件开放跳闸回路，这是为了防止外部故障时仅一侧纵联爱

护起动导致误动。采纳两套定值起动发信、跳闸回路，当高定值条件满意预备跳

闸时，由于凹凸定值间考虑足够的协作系数，假如低定值元件未损坏，可以认为

两侧低定值元件均已起动发信。这样就保证纵联爱护预备跳闸时是在两侧爱护均

己起动的状态下。

22.与方向纵联爱护比较，距离纵联爱护有哪些优缺点？

答：1）距离纵联爱护的方向元件可以超范围整定，也可以欠范围整定，而方向

比较式纵联爱护的方向元件只能超范围整定。

2）距离纵联爱护的另一优点是可以兼作本线路和相邻线路的后备爱护，方向比

较式纵联爱护则不能。

3）距离纵联爱护的缺点主要是受系统振荡、电压回路故障的影响，故爱护接线

简单，方向比较式纵联爱护相对而言所受影响很小。

第七章

7.1电力系统对自动重合闸的详细要求有哪些？

1.重合闸不应动作状况

（1）手动跳闸或通过遥控装置将断路器断开时，重合闸不应动作。

（2）手动投入断路器，因线路上有故障，而随即被继电爱护将其断开时，重合

闸不应动作。

2.重合闸起动方式

（1）断路器掌握开关的位置与断路器实际位置不对应的起动方式（简称不对应

起动）。

（2）爱护起动方式。

3.自动重合闸的动作次数

自动重合间装置的动作次数应符合预先的规定。

4.自动重合闸的复归方式

自动重合闸在动作以后应能经预先整定的时间后自动复归，预备好下一次再

动作。

5.重合闸与继电爱护的协作

自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电器爱护动作，

以便更好地和继电爱护相协作，加速故障的切除。

6.对双侧电源线路上重合闸的要求

在双侧电源的线路上实现重合闸时，应考虑合闸时两侧电源间的同期问题，

并满意所提出的的要求。

7.闭锁重合闸

自动重合闸装置应具有接受外来闭锁信号功能。

7.2三相一次重合闸的组成部分包括哪些?

1.重合闸起动元件2.重合闸延时元件3.一次合闸出口和放电元件4.

掌握开关5.执行元件

7.3双侧电源输电线路的自动重合闸特点是什么？都有哪些重合闸方式？

特点：（1）时间的协作：当线路上发生故障时，两侧的爱护装置可能以不同的

时限动作于跳闸。（2）同期问题：当线路上发生故障跳闸以后，经常存在着

重合闸时两侧系统是否同期，以及是否允许非同期合闸的问题。

重合闸方式：（1）快速自动重合闸（2）非同期重合闸（3）解列重合闸与自

同期重合闸（4）线路两侧电源联系紧密时的自动重合闸（5）检查双回线另一

回线电流的重合闸（6）具有同期检定和无电压检定的重合闸

7.4具有同期检定和无电压检定的自动重合闸工作过程是怎样的？

前提：线路发生故障时，两侧断路器跳闸，线路失去电压

目的：重合闸恢复线路工作

方法:装设有检定线路无电任继电器侧先动作，重合闸首先动作使断路器合闸，

若重合不胜利，则断路器又跳闸，同时由于没有电压，另一侧的检同期继电器不

动作，重合闸不起动。若检无压侧重合胜利，则检同期侧在检定条件符合条件时

投入断路器，线路恢复供电。

7.5简述重合闸前加速和重合闸后加速的特点、动作过程及应用场合。

前加速：特点：快速切除各段线路上的瞬时性故障，提高重合闸胜利率，保证

厂用电和重要用户的电能质量，简洁经济。重合与永久故障时，故障切除时间较

长，断路器工作次数多，工作条件恶劣如重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸则将

扩大停电范围。

动作过程：先无选择性的将故障切除，然后采用重合闸重合予以订正爱

护

应用场合：主要用于35KV以下由发电厂或重要变电站引出的直配线路上。

后加速：特点：第一次是有选择性切除故障，保证永久性故障能瞬时切除，不

受网络结构和负荷条件的限制。每个断路器上需要一套重合间，第一次切除故障

可能带有延时。

动作过程：当线路第一次故障时爱护有选择性动作，然后进行重合。

应用场合：广泛用于35KV以上的网络及对重要负荷供电的输电线路上。

第八章

1、变压器的爱护配置中包括哪些原理的爱护？

答；1）瓦斯爱护2）纵联差动爱护和电流爱护3）反应外部相间短路故障的

后备爱护4）反应外部接地短路故障的后备爱护5）过负荷爱护6）过励磁

爱护7）其他非电量爱护

2、变压器差动爱护的基本原理？YNdll接线的变压器差动爱护接线是怎样的？

答：变压器正常运行或外部故障时，流过比变压器两侧电流互感器的二次侧电流

大小相等，相位相反,。为使得差动爱护牢靠不动作，应使差流为零。二=该式

是构成变压器纵差动爱护的基本原则。YNdll接线的变压器差动爱护接线是将

星形侧的三个电流互感器接成三角形，将变压器三角形侧的三个电流互感器接成

星形。

3、影响变压器差动爱护的不平衡电流大小的因素有哪些？相应地有哪些减小不

平衡电流的详细措施？

答：1.由于实际的电流互感器变比和计算变比不同产生的不平衡电流。采纳平衡

线圈的方式减小不平衡电流。2.由于转变变压器调压分接头产生的不平衡电流。

应在纵联差动爱护的整定中予以考虑。3.由于变压器各侧电流互感器型号不同，

即各侧电流互感器的励磁电流和饱和特性不同而产生的不平衡电流。1）爱护电

流互感器在外部最大短路电流流过时能满意10%误差曲线的要求。2）减小电流

互感器二次回路负载阻抗以降低稳态不平衡电流。3）可在差动回路中接入具有

速饱和的中间变流器以降低暂态不平衡电流。

4.变压器励磁涌流产生的缘由是什么？影响变压器励磁涌流大小的因素有哪

些？

答：1）变压器励磁涌流是:变压器全电压充电时，在其绕组中产生的暂态电流。

变压器投入前铁芯中的剩余磁通与变压器