第7章思考题和习题解答

第七章供配电系统的继电保护

7-1继电器保护装置的任务和要求是什么？

答：（1）继电保护的任务：

①自动地、迅速地、有选择地将故障设备从供电系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常供电。

②正确反映电气设备的不正常运行状态，发出预告信号，以便操作人员采取措施，恢复电器设备的正常运行。

③与供配电系统的自动装置（如自动重合闸、备用电源自动投入装置等）配合，提高供配电系统的供电可靠性。

（2）对继电保护的要求：根据继电保护的任务，继电保护应满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性的要求。

7-2电流保护的常用接线方式有哪几种？各有什么特点？

答：1、三相三继电器接线方式。

它能反映各种短路故障，流入继电器的电流与电流互感器二次绕组的电流相等，其接线系数在任何短路情况下均等于1。这种接线方式主要用于高压大接地电流系统，保护相间短路和单相短路。

2、两相两继电器接线方式。

它不能反映单相短路，只能反映相间短路，其接线系数在各种相间短路时均为1。此接线方式主要用于小接地电流系统的相间短路保护。

3、两相一继电器接线方式。

这种接线方式可反映各种不同的相间短路，但是其接线系数随短路种类不同而不不同，保护灵敏度也不同，主要用与高压电动机的保护。

7-3 什么叫过电流继电器的动作电流、返回电流和返回系数？

答：（1）使过电流继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流。

（2）使继电器返回到启始位置的最大电流称为继电器的返回电流。

（3）继电器的返回电流与动作电流之比称为返回系数。

7-4电磁式电流继电器和感应式电流继电器的工作原理有何不同？如何调节其动作电流？答：（1）工作原理的不同之处在于：电磁式电流继电器利用电磁原理,当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，其常开触头即闭合。而感应式电流继电器利用感应原理, 当通过继电器的电流大于利继电器的动作电流，感应式电流继电器开始动作,但其常开触头经延时闭合,延时时间与电流大小有关，呈有限反时限特性。

（2）调节电磁式电流继电器的动作电流的方法有两种：①改变调整杆的位置来改变弹簧的反作用力进行平滑调节；②改变继电器线圈的连接。

调节感应式继电器的动作电流的方法可用插销改变线圈的抽头进行级进调节；也可以用调节弹簧的拉力进行平滑调节。

7-5 电磁式时间继电器、信号继电器和中间继电器的作用是什么？

答：①电磁式时间继电器用于继电保护装置中，使继电保护获得需要延时，以满足选择性要

求。

②信号继电器是继电保护装置中用于发出指示信号，表示保护动作，同时接通信号回路，发出灯光或者音响信号

③中间继电器的触头容量较大，触头数量较多，在继电保护装置中用于弥补主继电器触头容量或者触头数量的不足。

7-6 试说明感应式电流继电器的动作特性曲线。

答：继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮上升速度也就越快，因此动作时限越短。这就是感应式电流继电器的“反时限”特性，如下图曲线中的ab 段所示。当继电器线圈中的电流继续增大时，电磁铁中的磁通逐渐达到饱和，作用于铝盘的转矩不再增大，使继电器的动作时限基本不变。这一阶段的动作特性称为定时限特性，如下图曲线中的bc 段所示。当继电器线圈中的电流进一步增大到继电器的速断电流整定值时，电磁铁瞬时将衔铁吸下，触头闭合，同时也使信号牌掉下。这是感应式继电器的速断特性，如下图曲线中c ’d 所示。

7-7 电力线路的过电流保护装置的动作电流、动作时间如何整定？灵敏度怎样校验？ 答：（1）动作电流整定

过电流保护装置的动作电流必须满足下列两个条件：

①正常运行时，保护装置不动作，即保护装置的动作电流1.op I 应大于线路的最大负荷电流m ax .L I ；

②保护装置在外部故障切除后，可靠返回到原始位置。要使保护装置可靠返回，就要求保护装置的返回电流max .L rel I I > 。由于过电流保护装置的动作电流1.op I 大于最大负荷电流m ax .L I ，所以，以max .L rel I I >作为动作电流整定依据，所以得max .1.L i

re w re KA op I K K K K I =； 式中，1re K 为可靠系数，DL 型继电器取1.2，GL 型继电器取1.3，w K 为接线系数，re K 为继电的返回系数，i K 为电流互感器变比。

（2）动作时间整定

动作时间必须满足选择性要求。为保证动作的选择性，动作时间整定按“阶梯原则”来确定；即自负载侧向电源侧，后一级线路的过电流保护装置的动作时限应比前一级线路保护的动作时限大一级时限差t ∆；

t t t ∆+=21

式中，t ∆为时限级差，定时限电流保护取0.5s 。

（3）灵敏度校验.

过电流保护的灵敏度用系统最小运行方式下线路末端的两相短路电流Ik.min 进行校验；

5.11

)2(min .≥=op K S I I K (本级线路) 2.11

)2(min .≥=op K S I I K (下级线路) 式中，1op I 为保护装置一次侧动作电流。

7-8 反时限过电流保护的动作时限如何整定？

答：在整定反时限电流保护的动作时限时应指出某一动作电流倍数（通常为10倍）时的动作时限，为保护动作的选择性，反时限过电流保护时限整定也应按照“阶梯原则”来确定，即上下级路线的反时限过电流保护在保护配合点K 处发生短路时的时限级差为△t=0.7s 。

7-9 试比较定时限过电流保护和反时限过电流保护。

答：定时限过电流保护整定简单，动作准确，动作时限固定，但使用继电器较多，接线较复杂，需直流操作电源。反时限过电流保护使用继电器少，接线简单，可采用交流操作，但动作准确度不高，动作时间与短路电流有关，呈反时限特性，动作时限整定复杂。

7-10 电力线路的电流速断保护的动作电流如何整定？灵敏度怎样检验？

答：（1）由于电流速断保护动作不带时限，为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时，电流速断保护不应动作，即速断保护动作电流Iopl>Ik.max ，从而，速断保护继电器的动作电流整定值为

max .1.K i

w re KA op I K K K I = 式中，m ax .K I 为线路末端最大三相短路电流；1re K 为可靠系数，DL 型继电器取1.2，GL 型继电器取1.5；w K 为接线系数；i K 为电流互感器变比。

（2）由于电流速断保护有死区，因此灵敏度校验不能用线路末端最小两相短路电流进行校验，而只能用线路首端最小两相短路电流)

2(m in .K I 校验，即 5.11)2(min .≥=op K S I I K 7-11 瞬时电流速断保护、时限电流速断保护和过电流保护各有什么特点？如何应用阶段式保护？

答：瞬时电流速断保护、时限速断保护和过电流保护都是反应电流增大的电流保护。它们之间的区别在于动作电流和动作时限的整定原则不同，因而保护范围也不同。瞬时电流速断保护按照躲开本级线路末端最大短路电流整定，动作无时限或称瞬时动作，但只能保护本级线首端的一部分，有保护死区。带时限速断保护按照躲开下级线路无时限电流速断保护的动作