继电保护及课程设计

继电爱护及课程设计—其次次作业

36.

电力系统发生故障时,继电爱护装置应将故障部分切除，电力系统消失不正常工作

时，继电爱护装置一般应发出信号。

37.

继电爱护的牢靠性是指爱护在应动作时不拒动，不应动作时不误动。

38.

本线路限时电流速断爱护的爱护范围一般不超出相邻下一线路电流速

fi爱护的爱护范围，故只需带0.5s延时即可保

证选择性。

39.

检验电流爱护灵敏系数时，最小短路电流1d.i是指在被爱护范围末端，在____________域

丕__________________运行方式下的两相短路电流。

40.

为保证选择性，过电流爱护的动作时限应按_____________险援_____________________原则

整定，越靠近电源处的爱护，时限越_________________运________________O

41.

电流继电器的返回系数过低，将使过电流爱护的动作电流________________增

±，爱护的灵敏系数________________隆低____________________O

42.

电流爱护的接线系数定义为流过继电器的电流与电流互.感器二次电

通_______________之比，故两相不完全星形接线的接线系数

为1。

43.

中性点不接地电网发生单相接地后，将消失零序电压U。，其值为故障前相电压

值_______________________，且电网各处零序电压__________狙筌__________________o

44.

绝缘监视装置给出信号后，用依次断开线路方法查

找故障线路，因此该装置适用于_________________出线较少_______________________的状

况。

45.

阻抗继电器依据比较原理的不同分为幅值比较式和相位比较式两类.

46.

当爱护范围不变时，分支系数越.大（小），使爱沪范围越小（大），导致灵敏

性越一低（高）。

47.

阻抗继电器的执行元件越灵敏，其精确工作电流越.小。

48.

三种圆特性的阻抗继电器中，方向阻抗继电器受过渡电阻的影响最大，全阻抗继电

S—受过渡电阻的影响最小。

49.

阻抗继电器受系统振荡影响的程度取决于两个因素，即爱护的安装地点和阻抗继

电器的特性。

50.

闭锁式高频方向爱护在故障时启动发信，而正向元件动

任___________________时停止发信，其动作跳闸的基本条件是止向兀件动作且收小

到闭锁信号。

51.

方向高频爱护是比较线路两侧端功率方向,当满

意功率方向同时指向线路条件时，方向高频爱护动作。

52.

线路纵联爱护载波通道的构成部件包括埔电线

%、高频阻波

、耦合电容器、

合滤波器、高频电缆、

间隙、接地刀闸

和收发信机。

53.

相差高频爱护是比较线路两端电流的相位,当

满意电流相位同相条件时，相差高频爱护动作.

54.

高频爱护启动发信方式有W启

动、远方启动和手动启动。

55.

具有同步检定和无电压检定的重合闸，在线路一侧，当线路无电压时,允许该

端线路的重合闸重合；而在另一侧，需检测母线电压和线路电压满意同期

条件时允许重合闸重合。一

56.

在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流重量外，还有大量的高次谐波一重量,其

中以二次谐波为主。

57.

对于变压器纵差动爱护，在正常运行和外部故障时,流入差动继电器的甩流

为零（理论值）。

58.名词解释：选择性

答：选择性一一是指首先由故障设施的爱护切除故障，系统中非故障部分仍连续运行，以

尽量缩小停电范围。当爱护或断路器拒动时，才由相邻女施的爱护或断路器失灵爱护切除

故障。

59.名词解释：速动性

答：速动性一一是指爱护装置应尽可能快的切除短路故障。

60.名词解释：灵敏性

答：灵敏性一一是指在设施的被爱护范围内发生金属性短路时，爱护装置应具有的反应力

量。

61.名词解释：系统最大（小）运行方式

答：系统最大（小）运行方式一一在同一地点发生相同类型短路时，流过爱护装置的短路

电流最大（小），对爱护装置而言称为系统最大（小）运行方式。

62.名词解释：相继动作

答：相继动作——是指只有在另一端爱护动作的前提下，本端爱护才能动作的现象。

63.名词解释：励磁涌流

答：励磁涌流一一是指当变压器空载投入或外部故障切除电压恢复时，相应侧可能消失的

很大的励磁电流。

64.继电爱护的基本原理有哪几种？

答：基本原理有采用故障前、后电气量的显著变化如I、U；同时反应电压与电流之间为数

值变化如Z=U/I或相位变化小=argU/I；被爱护设施两边电流相位（或功率方向）或

大小的变化；故障时才消失的某些对称重量电流、电压或功率；非电气量变化如温度、气

体等以及电气量波形和时域、频域分析上的特点等。

65.何谓主爱护和后备爱护？什么叫近后备和远后备，有何区分？什么状况下采纳断路器

失灵爱护？

答：

主爱护是指在设施的被爱护范围内任何地点发生故障时，都能以最短时限动作于跳闸的爱

护。后备爱护是指由「某种缘由使故障设施爱护装置或断路器拒动时由故障设施的另一套

爱护或相邻设施的爱护动作。

近后备是指某一设施同时装设两套爱护，当该设施故障时，一套爱护万一不工作，由另一

套爱护动作于跳闸。

远后备是指故障设施爱护或断路器拒动时，由相邻的上一级爱护动作于跳闸来实现后备作

用。相比较之下，近后备是同属一地故障设施的另一套设施来动作，此时要求断路器不能

拒动。

当采纳近后备时，若断路器拒动，则必需通过装在断路器上的失灵爱护，切除该线路连接

母线上的全部电源线路。

66.为什么说“四性”有时它们是相互冲突的？又如何求得统一？

答：对继电爱护的基本要求是具有“四性”，即选择性、牢靠性、灵敏性、速动性。它们

之间相互紧密联系，但有时又相互冲突，如为保证选择性，有时本线路爱护要和相邻线路

爱护在时间上协作，即不能采纳同一时限，这样爱护动作会带延时，不能满意速动性的要

求。又如为保证速动性，爱护有时不能爱护线路全长，却不能满意灵敏性的要求，为此需

要采纳较简单的爱护测量，则又降低了牢靠性。再如为保证灵敏性，有时允许爱护非选择

性动作，再由自动重合闸装置来订正，明显降低了选择性要求。因此，须从电力系统实际

状况动身，分清主次，参照部颁《继电爱护和平安自动装置技术规程》要求，进行优化，

求得统一。

67.在整定电流爱护第III段时，为什么必需考虑返回系数？在整定第I、II段时是否需

要考虑？为什么？

答：过电流爱护（III段）在整定动作电流时，不仅应大于该线路可能消失的最大负荷电

流，同时还应考虑在外部短路切除后，爱护装置应能牢靠返回，即外部故障时，该爱护在

短路电流下起动，但在延时未到时，故障已被故障线路爱护切除，此时，即使在电动机自

起动电流下（大于负荷电流），也应牢靠返回（不会动作跳闸），因此，III段过电流爱

护要考虑返回系数。返回电流Ih=kk*Lz值越裔，越能够牢靠返回。

依据I、II段的整定原则可知，它们的定植较高。在外部故障时，I段根本就不起动，II

段即使起动，在外部故障切除后，电动机自起动电流下，也会因其较高的定值而牢靠返

回，所以I、II段的整定不需要考虑返回系数。

68.试确定下图所示的网络中电流爱护7的最大、最小运行方式。

□LI□0L30

V------------------

Q—

z0L20L40

s.mac

7

s.rnin

答：电流爱护7的最大运行方式:电源处于最大运行方式（即系统阻抗为Zs.min）,且线

路L3停运，其它线路全部运行；

电流爱护7的最小运行方式:电源处于最小运行方式（即系统阻抗为Zs.max）,且线

路L1或L2停运，其它线路全部运行。

69.何谓大接地电流电网？何谓小接地电流电网？

答：变压器中性点直接接地的电网称为大接地电流电网；中性点非直接接地的电网称为小

接地电流电网。

70.中性点非直接接地系统绝缘监视装置的作用是什么？是如何实现的？

答：绝缘监视装置的作用是监视该装置所在电网是否发生了接地故障。通过发电厂或变电

所母线上的三相五柱式电压互感器二次开口三角形侧所接的过电压继电器，来反应接地故

障时消失的零序电压，并动作于信号。

71.什么是阻抗继电器？

答：阻抗继电器是距离爱护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到爱护安装地点之

间的阻抗，并与整定值进行比较，以确定爱护是否应当动作。

72.阻抗继电器接线方式应满意的基本要求？

答：（1）继电器的测量阻抗正比于短路点到爱护安装地点之间的距离；

（2）继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是爱护范闱不随故障类型而变化。

73.为什么偏移特性阻抗继电器不能作为距离爱护I段的测量元件？

答：偏移特性阻抗继电器为消退死区，通常取偏移度a=10%〜20%,若a选择过大，就会造

成反相爱护区太长，使爱护之间不易协作。爱护范围一般不超过反方向距离I段的爱护范

围，且动作时间必需大于反相距离I段的动作时间。因此，不能作为距离I段的测量元

件。

74.试说出下图所示的具有方向特性的四边形阻抗继电器动作特性图中四条边AB、BC、C

【）、DA及倾斜角a所代表的含义和作用。试分析四边形阻抗动作判据各块区的作

用O

答：

线段AB是电抗线，打算了阻抗继电器正方向的电抗（X）值；线段AD是电阻线，Rs的定

值打算了反应阻抗继电器克服过渡电阻的力量和躲负荷的力晶；线段BC和线段CD共同打

算了阻抗继电器的方向区；X定值随过渡电阻增大加而降低的下斜线（倾斜角a）是为了

克服由过渡电阻的影响造成爱护的超越。

第I象限区：正方向动作区，X、R均为正，电抗线和电阻线共同确定了阻抗继电器是在该

区域内的动作范围。

第II象限区：是为了克服正方向发生金属性故障，由于电流、电压互感器误差使阻抗计算

的电阻不为零而为负值造成爱护拒动。

第IV象限区：X为负，R为正，是为了克服出口经过渡电阻短路，由于电流、电压互感器

误差使阻抗计算的电抗不为零而为负值造成爱护拒动。

75.有一方向阻抗继电器，其整定阻抗为ZZD=7.5N60°Q,若测量阻抗为ZJ=7.2N30°

。,试问该继电器能否前作？为什么？

解：

如下图所示，对应于的二30°时该方向阻抗继电器的动作阻抗为：“

区以|=7.5cos(60°-30°)=7.5cos30°=6.49(f/

76.何谓高频爱护?在我们国家广泛应用的高频爱护有哪几种？

答：

采纳高频（一般为50〜300kHz）电流信号，以输电线路本身为通道构成的爱护，称为高频爱

护。广泛采纳的有高频闭锁方向爱护、高频闭锁距离爱尹、高频闭锁零序电流爱护和电流

相位差动高频爱护。

77.输电线路及牵引网为什么要装设自动重合闸装置？

答：

运行阅历表明，在电力系统中发生的故障许多都属于临时性的，如雷击过电压引起的绝缘

子表面闪耀、大风时的短时碰线、通过鸟类身体的放电、风筝绳索或树枝落在导线上引起

的短路等。对于这些故障，当被继电爱护快速断开电源后，电弧即可熄灭，故障点的绝缘

可恢复，故障随即自行消退。这时，若重新合上短路器，往往能恢复供电，因而减小停电

时间，提高供电的牢靠性。当然，重新合上断路器的工作可由运行人员手动操作进行，但

手动操作时，停电时间太长，用户电动机多数可能停转，重新合闸取得的效果并不显著。

为此，在电力系统中，通常用自动重合闸装置代替运行人员的手动合闸。

78.对自动重合闸有哪些基本要求？

答：

对自动重合闸基本要求：

（1）动作快速

（2）不允许任意多次重合，即动作次数应符合预先的规定，如一次或两次。

（3）动作后应能自动复归，预备好再次动作。

<4）于动跳闸时不应重合（于动操作或遥控操作）。

（5）手动合闸于故障线路不重合（多属于永久性故障）。

79.单相自动重合闸有什么特点？

答：

（1）需要装设故障判别元件和故障选相元件。

（2）应考虑潜供电流的影响。

（3）应考虑非全相运行状态的各种影响。

80.什么是瓦斯爱护？有何作用？

答：

采用变压器油箱内部故障对产生气体来实现的爱护，称为瓦斯爱护。

它的作用是反应油箱内部故障及油面降低。其中轻瓦斯爱护作用于信号，重瓦斯爱护作用

于跳闸。

81.励磁涌流是怎么产生的？与哪些因素有关？单相变压器的励磁涌流有什么特点？

答：变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器电压从零或很小的数值提升到

运行电压，该过程中，由于铁心磁通不能突变，当铁心中的剩余磁通与变压器投入时工作

电压产生的磁通方向相同讨，其总磁通量远远超过铁心的饱和磁通量，因此产生较大的涌

流，其中最大峰值可达到变压器额定电流的6-8倍。

励磁涌流的大小和衰减时间，与外加电压的相位、铁心剩磁的大小和方向、电源容量的大

小、回路的阻抗以及变压器容量的大小和铁心性质等都有关系。单相变压器励磁涌流的特

点：含有很大成分的非周期重量，偏于时间轴的一侧；含有大量的高次谐波，而以二次谐

波为主；波形之间消失间断。

82.变压器的瓦斯爱护和纵差动爱护能否相互代替？为什么？

答：不能。由于瓦斯爱护只能反应油箱内部的故障，不能反应油箱外部的故障。纵差动爱

护虽然能反应油箱内部和外部的故障，但对油箱内部稍微的故障（如绕组的匝间短路且短路

匝数很少）有可能不动作，而重瓦斯爱护却能灵敏地动作。因此，二者不能相互代替。

83.画出“两折线”制动特性差动继电器的动作特性曲线，写出制动曲线的数学表达式，

并在图中标明制动区、比率差动动作区、速断动作区。

解：

变压器“两折线”制动特性差动继电器的动作特性曲线如图。

Iiar

制动曲线的数学表达式为：K(&$_4s.g)+A^.rain_4郃.g

差动继电器的制动区、比率差动动作区、速断雌区如上图所示.“

84.

网络如图所示，保护1-7为电流保护，系统参数为：纥=115/辰U,G1

Xjimm=6C,区1小必=1℃，62电源的Xqmin=40,XqjiuK=8C,—60bn,G：

=30^3,4-0=8°.，线路阻抗。4。/珈，匕=12^=1.15,«=0.5S0（25：

L£_C

试：（1）确定保护3在在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。〃

（2）整定保护3的电流速断定值，开计其具最小保护范围.『

（3）整定保护3的限或电谖基断定值，并校晚其灵敏度。♦

（4）确定保护4、5、6、7过电流段的时间定值，并说明何处需要安装方向元件。

解：（1）保护3在系统最大运行方式下的等值阻抗为：“

Wmin=（区肉加+工口）〃（应2皿m+X/2）=（6+60x0.4）"（4+40x0.4）=12（，

保护3在系统最小运行方式下的等值阻抗为：-

工3垣取=（凡5必+Xzi）〃（X‘2皿必+应2）=（10+60x0.4）”（8+40x0.4）=14.（

（2）电流速断定值：/

.1