电力系统继电保护作业答案

第一次作业
1.什么是电力系统的一次设备和二次设备？
答：一次设备:一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。

二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。

2.什么是电力系统的运行状态和故障状态？
答：电力系统运行态指电力系统在不同运行条件(如负荷水平、出力配置、系统接线、故障等)下的系统与设备的工作状配。

电力系统的故障状态是指所有一次设备在运行过程中由于外力、绝靠老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因而发生例如短路、断线等故障。

3.什么是继电保护装置？
答：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自功装置。

4.什么是主保护和后备保护？
答：主保护是指反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为主保护。

后备保护是指在实际运行中，由于各种原因可能存在保护或断路器拒动的情况，所以，必须要考虑后备保护（替代功能）的配备。

其目的是不允许长期存在短路的情况。

于是出现了近后备保护、远后备保护、断路器失灵保护等。

5.试说明什么是继电器的继电特性？
答：继电器的继电特性是指继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。

无论是动作还是返回，继电器都是从起始位置到最终位置，它不可能停留在某一个中间位置上。

这种特性就称之为继电器的“继电特性”。

6.什么是系统最大运行方式和系统最小运行方式?
答：系统最大运行方式：
总可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小，Zs=Zs.min。

系统最小运行方式:
也可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，对继电保护而言称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大，Zs=Zs.max 。

7.什么是电流速断保护和限时电流速断保护？
答：电流速断保护：反应于短路电流的幅值增大而瞬时动作的电流保护（电流大于某个数值时，立即动作）。

限时电流速断保护：由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此考虑增加一段带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范回以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。

8.什么是闭锁式方向纵联保护和允许式方向纵联保护？
答：闭锁式方向纵联保护：在系统发生故障时，线路两端功率方向元件判别流过本端的功率方向，若功率方向为负则发出闭锁信号，闭锁两端的保护。

允许式方向纵联保护：当功率方向为正者发出允许信号，允许两端保护跳闸。

9.什么是自动重合闸和三相一次重合闸的跳、合闸方式？
答：自动重合闸（简写为ARC）装置就是将因故障或人为误碰而跳开的断路器进行自动合闸的一种自动装置。

三相一次重合闸的跳、合闸方式是指为无论本线路发生何种类型的故障，继电保护装置均将三相断路器跳开，重合闸起动，经预定延时（可整定，一般在0.5-1.5秒间）发出重合脉冲，将三相断路器一起合上。

若是瞬时性故障，因故障已经消失，重合成功，线路继续运行；若是永久性故障，继电保护再次动作跳开三相，不再重合。

10.什么是瓦斯保护？
答：当变压器内部发生故障时，变压器油将分解出大量气体，利用这种气体动作的保护装置称为瓦斯保护。

第二次作业
1.试阐述常见短路的主要特征及其对应的保护模式？
答：短路的主要特征对应的保护模式
电流增大过电流保护
电压降低低电压保护
阻抗减小阻抗（距离）保护
两侧电流大小和相位的差别纵联差动保护(高频、微波、光纤)不对称分量出现零序或负序分量保护
非电气量瓦斯保护、过热保护
2.讨论对继电保护装置的基本要求是什么？各个要求的内容是什么？
答：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性，即保护的“四性”。

可靠性是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作，即不发生拒绝动作，简称拒动（信赖性）；而在不该动作时，它能可靠不动，即不发生错误动作，简称误动（安全性）。

选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。

即最靠近短路点的断路器跳闸。

速动性是要求继电保护装置以尽可能短的时限将故障切除，以减少用电设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性。

灵敏性指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

3.试讨论定时限过电流保护的特点？
答：（1）第III段的动作电流比第Ⅰ、Ⅱ段的动作电流小得多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；
（2）在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；
（3）保护范围是本线路和相邻下一线路全长；
（4）电网末级线路保护亦可简化（Ⅰ＋III或III），越接近电源，动作时限越长，应装设三段式保护。

4.试讨论对距离保护的评价？
答：①根据距离保护的工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。

②距离Ⅰ段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长80％-85%，因此，两端合起来就使得在30％-40％的线路长度内的故障不能从两端瞬时切除，在一端须经0.5s的延时才能切除。

在220kV及以上电压的网络中，有时候这不能满足电力系统稳定运行的要求，因而，不能作为主保护来应用。

③由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。

此外，距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化的影响，其他两段受到的影响也比较小，因此，保护范围比较稳定。

④由于距离保护中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，因此，接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。

5.纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？
答：纵联保护的特点：电流保护、距离保护仅仅利用保护元件一侧的电气量构成保护判据。

它不可能快速区分本线末端和相邻线路始端的故障。

为了有选择性地切除线路上任意点的故障，只能采用阶段式保护的配合，对于线路末端故障需要这些保护的Ⅱ段延时切除，这在220kV 及以上电压等级的电力系统中难于满足系统稳定性对快速切除故障的要求。

阶段式保护的特点：利用线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路内部短路与外部短路，达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的。

因此，采用通信通道将两端的保护装置纵向联结起来，将两端的电气量比较，以判断故障在区内还是区外。

以这种方式构成的保护称之为输电线路的纵联保护。

该种保护理论上具有输电线路内部短路故障时动作的绝对选择性。

6.阐述电力线载波通道的工作方式
答：(1)正常无高频电流方式。

此方式在电力系统正常工作条件下发信机不发信，沿通道不传送高频电流，发信机只在电力系统发生故障期间才由保护的启动元件启动发信，因此又称之为故障启动发信的方式。

(2)正常有高频电流方式
此方式在电力系统正常工作条件下发信机处于发信状态，沿高频通道传送高频电流，因此又称为长期发信方式。

(3) 移频方式是指在正常运行情况下，发信机长期发送一个频率为f1 的高频信号，其作用是闭锁保护和对通道进行连续检查。

在被保护线路发生故障时，保护控制发信机移频，改为发送频率为f2 的高频信号
7.说明单相自动重合闸的优缺点,以及其应用场合？
答：采用单相自动重合闸的优点：
①绝大多数故障情况下保证对用户的连续供电，从而提高供电的可靠性，当由单侧电源单回路向重要负荷供电时，对保证不间断供电更有显著的优越性。

②提高了双侧电源系统并列运行的稳定性
采用单相自动重合闸的缺点：
①需要按相操作的断路器
②需要专门的选相元件与继电器保护相配合
③非全相运行会引起其它保护的误动作，需采取措施予以防止
由于单相重合闸具有以上特点，井在实践中证明了它的优越性，因此，已在220kv-500kV的线路上获得了广泛的耐用。

对于110kv的电力网，一般不推荐这种重合闸方式，只在由单侧电源向重要负荷供电的某些线路及根据系统运行需要装设单相重合闸的某些重要线路上，才考虑使用。

8.试说明瓦斯保护工作原理?
答：瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，它安装在油箱和油枕之间的连接管道上。

继电器的大致的工作原理如下：
变压器发生轻微故障时，油箱内产生的气体较少且速度慢，由于油枕处在油箱的上方，气体沿管道上升，使瓦斯继电器内的油面下降，当下降到动作门槛时，轻瓦斯动作，发出警告信号。

发生严重故障时，故障点周围的温度剧增而迅速产生大量的气体，变压器内部压力升高，迫使变压器油从油箱经过管道向油枕方向冲去，继电器感受到的油速达到动作门槛时，重瓦斯动作，瞬时作用于跳闸回路，切除变压器，以防事故扩大。

9.试说明方向性电流保护的基本原理？
答：方向性电流保护的基本原理就是在原有保护的基础上增加一个功率方向判别元件，以在反方向故障时保证保护不致误动作。

第三次作业
1.
2.
3.解：（1）保护Ａ第Ⅰ段整定值
保护Ａ第Ⅱ段整定值
（2）A若在在线路AB距A侧55km处发生金属性相间短路，测量阻抗
距离Ⅰ段瞬时动作，切除故障B若在线路AB距A侧70km处发生金属性相间短路，测量阻抗
距离Ⅰ段不动作
故距离Ⅱ动作，以0.5s延时切除故障。

（3）求使Ⅱ段误动的负荷电流
负荷阻抗为时，方向阻抗继电器就会误动。

误动时的负荷电流为：。

6.。