继电保护课后习题答案

第一章绪论1.什么是故障、异常运行方式和事故？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安全事故异常运行方式：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障的情况事故：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备损坏等。

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、鸟兽跨接电气设备；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，使故障设备损坏；短路电流产生的热和电动力，使设备寿命缩短；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。

3.什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别和特点？主保护: 保护元件内部发生的各种短路故障时，能满足系统稳定及设备安全要求，以最快速度、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。

后备保护：当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。

远后备保护：是指主保护或断路器拒动时，由近电源侧相邻上一级元件的保护实现的后备优点：保护范围大缺点：造成事故扩大；在高压电网中往往不能满足灵敏度的要求近后备保护：是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备优点：不造成事故扩大；在高压电网中能满足灵敏度的要求缺点：直流系统故障与主保护同时失去作用时，无法起到“后备”的作用；断路器失灵时无法切除故障，不能起到保护作用4.继电保护的基本任务和基本要求是？继电保护装置的基本任务：（1）故障时，自动、迅速、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）。

继电保护装置的基本要求：①选择性②速动性③灵敏性④可靠性5.继电保护基本原理是什么？利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值（整定值）时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。

第二章1.继电器的返回系数？采用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：采用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微机型继电保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准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，以完成各种继电保护的功能（3）开关量输入/输出接口：完成各种保护的出口跳闸、信号警报、外部接点输入及人机对话等功能（4）通信接口：实现多机通信或联网（5）电源：供给微处理器、数字电路、A/D转换芯片及继电器所需的电源4.微机保护的软件包括那几部分？分别说明他们的作用？微机保护装置的软件通常可分为监控程序和运行程序两部分。

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保护装置在运行状态下所需执行的程序。

微机保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、保护起动判定等，后者完成保护CPU与保护管理CPU之间的数据传送。

例如，保护的远方整定、复归、校对时间或保护动作信息的上传等。

c）故障处理程序。

在保护起动后才投入，用以进行保护特性计算、判定故障性质等。

第三章2.什么是主保护？什么是后备保护？什么是辅助保护？对它们的要求有何不同？主保护是指发生短路故障时，能满足系统稳定及设备安全的基本要求，首先动作于跳闸，有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护。

后备保护是指主保护或上一级断路器拒动时，用以切除故障的保护。

辅助保护是为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护3．瞬时电流速断（Ⅰ段）、限时电流速断（Ⅱ或Ⅲ段）和过电流（Ⅲ或Ⅳ段）哪个是主保护？那个是后备保护？那个是辅助保护？为什么？瞬时速断是辅助保护，其作用是弥补主保护性能的缺陷，快速切除靠近保护安装处的使母线电压大幅度降低的短路；因为不能保护线路全长。

限时速断是主保护，因为它能满足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保护，也作为下级线路保护的远后备。

4.速断和过电流在整定条件方面有什么根本区别？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5.什么是可靠系数？什么是配合系数？两者有什么区别？它们是为了考虑什么情况而设置的？可靠系数：为了整定的保护定值能可靠的躲过计算出来的短路电流,而选取的一个系数配合系数：设置原因：理论计算与实际情况之间存在着一定的差别。

11.在过电流保护段的整定公式中都有哪些系数？发电机的自起动系数，可靠系数，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cb a I I I ++，正常时此电流均为零，发生接地短路时为03I 。

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别在与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，保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，变压器大型贵重电气设备的保护中。

2）用在中性点直接接地电网中（大接地电流系统中），作为相间短路的保护，同时也可保护单相接地（对此一般都采用专门的零序电流保护）。

•3）在采用其他更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时，可采用这种接线方式。

两相星形接线方式较为经济简单，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，广泛地采用它作为相间短路的保护。

在10kV 及以上，特别在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。

在这种情况下，采用两相星形接线以保证有2／3的机会只切除一条线路（要求保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立即跳闸，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保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 保护安装处的电压和电流之间的相位关系 来判断短路功率方向的18.半周积分算法的优缺点是什么？优点：该算法本身具有一定的滤除高频分量的作用。

（不能滤除直流分量）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保护中可以采用此算法。

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分量，对非整次高频分量和按指数衰减的非周期分量所包含的低频分量也有一定的抑制能力。

缺点：它需要一个周波的数据窗长度，运算工作量中等。

第四章4.1 试述我国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，保护动作于断路器，供电可靠性低；适用于110kV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），单相短路时有过电压，短路电流为容性短路电流，较小，保护一般动作于信号，可持续运行一段时间，供电可靠性高；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保护各段的整定原则A.为保证选择性，零序电流速断保护（零序Ι段）的保护范围不能超过本条线路的末端零序电流速断保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出现的最大零序电流躲过断路器三相触头不同期合闸时出现的零序电流3I。

；如果线路上采用单相自动重合闸时，零序电流速断应躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流。

B.限时零序电流速断保护（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段保护相配合。

动作时限：零序II段的动作时限与相邻线路零序I段相配合，动作时限一般取0．5s。

灵敏度核验：零序II段的灵敏系数，应按照本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验。

C.定时限零序过电流保护（零序III段）零序三段的作用相当于相间短路的过电流保护，主要作为本线路零序I段和零序II段的近后备保护和相邻线路、母线、变压器接地短路的远后备保护。

在中性点直接接地电流电网中的终端线路上也可作为主保护。

起动电流：躲开在下一条线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流与下一线路零序III段相配合就是本保护零序III段的保护范围，不能超出相邻线路上零序III段的保护范围灵敏度校验：作为本条线路近后备保护时，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保护时，按相邻线路保护范围末端发生接地故障时，流过本保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，常采用中性点经消弧线圈接地方式，请解释为什么常采用过补偿方式补偿容性短路电流，消除故障点的电弧。

过补偿，因为完全补偿会出现谐振；欠补偿也会因线路停运等方式改变而出现完全补偿的情况，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根据保护范围给出的阻抗，阻抗继电器根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、、、为同一频率的正弦交流量（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∣∣∣∣的情况，因为这里是分析继电器动作的条件，对于比福式已设定∣∣∣∣时继电器动作（3）对于短路暂态过程中出现的非周期分量和谐波分量，以上转换关系显然是不成立的，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“收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件。